DE1810962A1 - Gleitkontaktanordnung - Google Patents

Description

19, Νου» 1968 PA Schw/Schr

LITTON INDUSTRIES, INC₀ 390 North Alpine Drive, Beverly Hills, California 90213, USA

G leitkontaktanOrdnung

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Gleitkontaktanordnungen und betrifft insbesondere einen verbesserten Analog-Digital-Wandler, bei dem verbesserte stiftförmige Kontaktelemente und ein Trägerblack für derartige elektrische Kontaktelemente in Verbindung mit Verschlüßlern benutzt uierden, die eine rotierende Welle besitzen.

Stiftförmige Kontaktelemente für mit rotierender Welle ausgestattete Verschlüsselungseinrichtungen sowie Trägerblöcke A für derartige Kontaktelemente wurden bereits vorgeschlagene Sie weisen einen zweiteiligen Trägerblock mit einer mehrzahl von Ausnehmungen auf, in die langgestreckte, stiftförmige Kontaktelemente eingesetzt werden. Die Ausnehmungen sind dabei derart ausgebildet, daß sie einen Speicherbehälter für ein Schmiermittel bilden; der Block ist mit Anschläge bildenden Schultern an beiden Enden der Ausnehmung versehen« Die Kontaktelemente haben im wesentlichen zylindrische Form., Sie

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haben im mittleren Bereich des Stiftes einen größeren Umfang, •der einen Kolben bildet, während die Stiftenden kleineren Umfang besitzen, so daß die beiden Stiftenden mit den Schultern des Blockes zusammenwirken, um die stiftförmigen Kontaktelemente einzustellen und für eine leichte Axialbewegung zu führen, Eine l/orspannfeder umgibt jeden der Stifte« Ungefähr die Hälfte jeder Ausnehmung ist in jedem der beiden zusammenpassenden Teile des Blockes ausgebildet. Während der Wantage uierden die Stifte in eines der Blockteile eingesetzt, mährend das andere Blockteil danach an dem ersten Blockteil befestigt, zum Beispiel mit diesem verklebt oder verkittet uiird» IKlit dieser Art von Kontaktelementen und Trägerblock wurds sine Verschlüsselungseinrichtung erhalten, die lange Lebensdauer und verbesserte Stabilität gegen Taumelbeuiegungen hat_o

Obujohl die stiftfÖrmigen Kontaktelemente für Verschlüsselungseinrichtungen einen wesentlichen Fortschritt in der Technik der Analog-Digital-Wandler mit sich gebracht haben, ergaben sich gewisse Fertigungsschmierigkeiten und besteht der selbstverständliche Wunsch, das Produkt noch weiter zu verbessern und seine Anwendungsmöglichkeiten zu erweitern,. Eines der wesentlichen Fertigungsprobleme ergibt sich aus einer möglichen Fehlausrichtung der Blockhälften, so daß innerhalb der Ausnehmung ein Absatz entsteht» Dieser Absatz stellt ein Hemmnis für die Feder dar, mit der folge., daß tit r Stift sich nicht mehr frei entlang einer zu seiner Achsa μ λ rallelen Bahn bewegen kann.

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SAD ORIGINAL

Ein weiteres, während der Fertigung auftretendes Problem liegt darin, daß das eine Ende des stiftförmigen Kontaktelementes versehentlich ganz in die Ausnehmung hineingestoßen werden kann, während eine Uerschlüßlerscheibe benachbart dem Block angeordnet wird. Dies kann zur Folge haben, daß der Stift aus seiner Arbeitsstellung herausgebracht wird und sich sein eines Ende innerhalb der Ausnehmung gegen die Innenfläche der Schulter des Blockes anlegt. Das Stiftende wird infolgedessen Innerhalb der Ausnehmung festgehalten; der Stift kann unter dem Einfluß der Feder nicht in seine normale Arbeite- A stellung zurückkehren; die Kontaktgabe des Stiftes mit der Verschlußlerscheibe ist bei der fertigen Verschlüsselungseinrichtung ausgeschlossen.

Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich bei der oben erwähnten Anordnung daraus, daß falsch ausgerichtete oder abgebrochene Stifte nicht mehr ersetzt werden können, nachdem die beiden Blockhälften miteinander verbunden sind. Ist ein Stift falsch

auegerichtet oder gebrochen, muß die gesamte aus Trägerblock und Kontaktelementen bestehende Anordnung weggeworfen werden. ™

UerachlüGlerscheiben-Drehzahlen von 100 Umdrehungen/Minute werden bei den meisten, mit bUrstenartigen Kontaktelementen ausgestatteten Verechlüsselungeeinrichtungen als brauchbar angesehen und verursachen keine übermäßige Abnutzung oder eine zu hohe Ausfallrate. Bei Verschlüßlerscheiben, die von mit wesentlich höheren Drehzahlen rotierenden Wellen angetrieben wer-

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den, bliBb im Hinblick auf längere Lebensdauer und größere Verläßlichkeit viel zu wünschen übrig. Beispielsweise treten zahlreiche Anuuendungsfalle auf, bei denen eine Verschlüsselungseinrichtung bei einer UJellendrehzahl (und damit einer Drehzahl der Verschlüßlerscheibe) von 2000 Umdrehungen/fflinute v/erläßlich arbeiten sollen,= Bei derartigen Drehzahlen uiürden die meisten herkömmlichen Verschlüsselungseinrichtungen innerhalb weniger Stunden ausfallen.

Erfindungsgemäß wird eine Gleitkontaktanordnung mit mindestens einem Paar von zusammenwirkenden, relativ zueinander bewegbaren Kontaktelementen, von denen das erste zwecks Herstellung eines normalen Gleiteingriffes zwischen den beiden Kontaktelementen nachgiebig gegen eine Kontaktflächenzone des zweiten gedrückt und mit Flächenzonen versehen ist, die der Kontaktflächenzone des zweiten Kontaktelamentes benachbart liegen und mit dieser einen Winkel von weniger als 90° bilden, wobei auf der Kontaktflächenzone ein Schmiermittel vorgesehen ist, geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Anordnung derart ausgelegt ist, daß der der Relativbewegung der Kontaktelemente entgegenwirkende, hydrodynamische Druck, der sich mit zunehmender Relativgeschwindigkeit zwischen den Kontaktelementen eines Kontaktelementenpaares durch Ansammlung von Schmiermittel auf der Kontaktfläche in der Kontaktzone zwischen den beiden Kontaktalementen aufbaut, eine Kraftkomponente erzeugt, die die Kontaktelemente voneinander zu trennen suchte Die so erzeugte Kraftkomponente wirkt also der Federkraft entgegen und vermin-

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dert äen Kontaktdruck wesentlich, so daß der Abrieb an der Kontaktstelle im Vergleich zu üblichen Gleitkontaktanordnungen weitgehend herabgesetzt uiird. Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn die Kraftkomponente innerhalb eines Bereiches von verhältnismäßig höheren Arbeitsgeschwindigkeiten die Federkraft überschreitet und dadurch die Kontaktelemente voll = ständig voneinander getrennt werden.

Wie oben erwähnt, ist die GlBitkontaktanordnung nach der Erfindung von besonderem Nutzen in Verbindung mit Verschlüsselungseinrichtungen; dabei hat sie die Form einer drehbaren Verschlüßlerscheibe und teilweise leitender, das zweite Kantaktelement darstellender Bahnen, die mit bürstenartigen Gleitkontakten zusammenwirken, von denen jeder ein erstes Kontaktelement bildet. Die Verschlüßlerscheibe kann mit Drehzahlen angetrieben werden, die innerhalb des Bereiches liegen, der zur Erzielung der erwünschten Kontaktdruckabsenkung erforderlich ist„

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung hat das oder jedes erste Kontaktelement die Form eines Stif-'?5, der in einem konischen, kontaktherstellenden Teil endet, der die Flächenzone bildet, deren Bewegung das Schmiermittel entgegenwirkt, und ist der Stift in einer Ausnehmung eines ^Träg8rs axial hin- und herbewegbar gelagert. Die Ausnehmung ist daoei zweckmäßig ein Speicherbehälter für ein Schmiermittel, wobei ein verbreiterter Abschnitt des stiftförmigen

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Kontaktelementes einen axial~-verschiebbaren Abschlu3,für einen Endteil der Ausnehmung bildet und dis axial gerichtete kolbenartige Wirkung des verbreiterten Abschnittes auf das Schmiermittel die Axialbewegung des Kontaktelementes dämpfte

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine elektrische Kontaktanordnung, die insbesondere als Gleitkontaktelement für mit einer Welle ausgestattete Verschlüsselungseinrichtungen geeignet ist, die mit verringertem Kontaktdruck arbeitan sollen, und die einen Trägarblock und mindestens ein teilweise innerhalb des Trägerblockes gelagertes Kontaktelement aufweist, das in einer einen Schmiermittel-Speicherb.-hälter im Trägerblock bildenden Ausnehmung hin- und herbeiuegbar und mit einem verbreiterten Abschnitt ausgestattet ist, der als Kolben wirkt und bei seiner Bewegung Schmiermittel mitnimmt, wobei mindestens- ein Ende des Kontaktelementes aus dem Block zur Bildung der kontaktherstellenden Fläche harausreicht der durch einen ständig offenen Durchlaß hindurch Schmiermittel vom Speicherbehälter derart zufließt, daß ständig und alimählich Schmiermittel aus dem Speicherbehälter zu der Kontaktzone gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß dsr verbreiterte Abschnitt des Kontaktelementes einen Abschluß des Speicherbehälters bildete Vorzugsweise ist der Trägerblock einteilig aufgebaut und mit mindestens einer den Speicherbehälter bildenden Ausnehmung versehen»

Die Erfindung läßt sich auch als ein Verfahren zur Erzeugung

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von elektrischen Signalen durch Änderung der Relativlage zweier miteinander zusammenwirkender Kontaktelemente beschreiben, von denen das erste zwecks Herstellung eines normalen Gleiteingriffes zwischen den beiden Kontaktelementen nachgiebig gegen eine Kontaktflächenzone des zweiten gedrückt wird und mit Flächenzonen versehen ist, die der Kontaktflächenzone des zweiten Kontaktelementes benachbart liegen und mit dieser einen Winkel von weniger als 90° bilden, bei dem auf die Kontaktflächenzone ein Schmiermittel aufgebracht wird und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die beiden Kontaktelemente zwecks An- Jj derung ihrer Relativlage ohne Beeinflussung des den Kontakt herstellenden Kontaktdruckes gegeneinander bewegt werden, daß die Relativbewegung auf eine Geschwindigkeit beschleunigt wird, bei welcher der der Relativbewegung entgegenwirkende hydrodynamische Druck, der sich mit zunehmender Relativgs-Bchwindigkeit zwischen den Kontaktelementen durch Ansammlung von Schmiermittel auf der Kontaktfläche in der Kontaktzone zwischen den beiden Kontaktelementen aufbaut, eine Kraftkomponente erzeugt, die die Kontaktelemente voneinander zu trennen sucht und damit der Federkraft entgegenwirkt und den Kontakt- ™ druck wesentlich vermindert, und daß die Relativgeschwindigkeit auf einen Wert abgesenkt wird, bei dem der ursprüngliche Kontaktdruck wieder hergestellt wird. Beste Ergebnisse werden erhalten, wenn die Beschleunigung der Relativbewegung der beiden Kontaktelemente fortgesetzt wird, bis die Kraftkomponente die Kontaktelemente vollständig voneinander trennt.

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Uienn bei der praktischen Anwendung der Erfindung die Kontakt=» elemente Teile einer Verschlüsselungseinrichtung bilden, wird die zu/angsangetriebene Welle der Verschlüsselungseinrichtung beschleunigt und verlangsamt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Antuendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen,, Ee zeigt?

Figur 1 einen schematischen Querschnitt einer mit einer Gleitkontaktanordnung nach der Erfindung ausgestatteten Verschlüsselungseinrichtung mit rotierender UJelle,

Figur 2 einen Aufriß des Trägerblockes für die Kontaktelemente der Verschlüsselungseinrichtung nach Figur 1,

Figur 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 2, und

Figur 4 in größerem maßstab eine Schnittansicht eines in dem Trägerblock nach den Figuren 1 und 2 montierten, etiftförmigen Kontaktelementee«

Die Drehwellen-Verschlüseelungeeinrichtung 10 nach Figur 1

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weist ein Gehäuse 12 und einen in das Gehäuse eingeschraubten Lagerkörper 14 auf, der eine Eingangswelle 16, zwei Lager 18 und sine Verschlüßlerecheiba 20, die auch als Kommutator bezeichnet uierden kann, trägt. Die Verschlüßlerscheibe 20 sitzt konzentrisch auf der Welle 16 und ist mit dieser drehfest verbunden. Ein Trägerblock 22, der auch als Stiftkäfig bezeichnet uierden kann, ist an dem Gehäuse 12, beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 23, angebracht. Der Trägerblock 22 ist mit mehreren öffnungen oder Ausnehmungen 25 versehen (Figur 3), wobei in jeder dieser Ausnehmungen ein stiftförmiges Kontaktöle- M ment 24 sitzt, das aus der Ausnehmung vorsteht, um mit der Verschlüßlerscheibe 20 einen Kontakt herzustellen. Leitungen 26 verbinden die Kontaktelemente 24 mit Anschlüssen 28, die ihrerseits an eine Diodengruppe 30 angeschlossen sind, die eine mehrzahl von Sperrdioden umfaßt, die mit den Leitungen 26 in Verbindung stehen, um die Verschlüsselungseinrichtung 10 gegen störende externe Signale zu isolieren. Die Leitungen 26 können über die Diodengruppe 30 mit einer entsprechenden Anzahl von Außenanschlüssen 32 verbunden sein, die von der Verschlüsselungseinrichtung 10 wegführen. Die Außenanschlüsse 32 und die Diodengruppe 30 können mittels eines Trägers 34 an Ort und Stelle gehalten uierden, der mit dem Gehäuse 12 in beliebiger, zweckentsprechender Weise verbunden sein kann.

Die Verschiüßlerscheibe 20 besteht im allgemeinen aus einer Scheibe, die auf der einen Stirnfläche eine Anzahl von ringförmigen Bahnen trägt. Jede Bahn weist einander abwechselnde lei-

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tenda und nichtleitende Bereiche auf; die innerste Bahn ist durchweg laitendo Hierin die mittels der Eingangszeile 16 angetriebene Werschlüßlerscheibe rotiert, kommen die atiftförmigen Kontaktalamente 24, die an eine nicht veranschaulichte elektrische Stromqualle angeschlossen sind»mit zugeordneten Bahnen und deren verschiedenen leitenden und nichtleitenden Bereichen in Gleiteingriff α Die stiftförmigen Kontaktslemente 24 sind so gruppiert, daß durch Überwachung dar verschiedenen, von den Kontaktelementan abgegebenen Signale die Winkelstellung der Verschlüßlerscheiba 20 und damit die Winkelstellung der rotierenden Welle 16 bestimmt werden können. Es versteht sich, daß die Kontaktelemente der Kraft widerstehen können müssen, die versucht, sie mit der rotierenden Verschlüßlerscheibe mitzunehmen; das heißt, die Kontaktslemsnte suchen sich in einer quer zu ihrar Achse verlaufenden Richtung zu bewegen. Außerdem sind die Kontakte in Richtung ihrer Achse leicht verschiebbar, um auf diese Weise mögliche Unregelmäßigkeiten der mit ihnen in Kontakt stehenden Stirnflächs dar Uarschlüßlerscheibe zu kompensieren,,

Aus den Figuren 3 und 4 geht im einzelnen dar Aufbau des Trägerblockes 22 und der darin angeordneten, stiftförmigen Kon» taktalemsnte 24 hervor_Q 0er Trägerblock kann aus einem beliebigen,zweckentsprechenden Isolierstoff gefertigt sein_o Er besteht vorzugsweise aus einem zunächst formbaren, elektrisch isolierenden Kunststoff und ist als einteiliger Block mit mehreren Öffnungen oder Ausnehmungen ausgestaltet, die bei der

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Formung dee Blockes gebildet «erden. Ein einteiliger Trägerblock 22 hat gegenüber den oben erwähnten zweiteiligen Block wesentliche Vorteile. So ist nur ein Formvorgang erforderlich. Des weiteren entfällt das Zusammenpassen, das heißt das gegenseitige Ausrichten und Verbinden der beiden Bauteile.Schließlich kann es nicht zu einer Fehlanpassung zwischen den beiden Bauteilen kommen, die Vorsprünge innerhalb der Ausnehmungen entstehen läßt. Der einteilige Trägerblock kann infolgedessen wesentlich billiger gefertigt werden und vermeidet einen Ausschuß wegen Fehlausrichtung.

UJie Figur 2 erkennen läßt, kann eine große Anzahl von atiftförmigen, in Ausnehmungen aufgenommenen Kontaktelementen in einem verhältnismäßig kleinen Trägerblock untergebracht werden,, So ist es, wie veranschaulicht, ohne weiteres möglich, eine dreifache Redundanz zu erzielen, das heißt, dafür zu sorgen, daß drei elektrisch miteinander verbundene, stiftförmige Kontaktelenente, die in geeignetem gegenseitigem Abstand stehen, nlt derselben ringförmigen Bahn der Verschlüßlsrecheibe 20 in Eingriff können. Wenn daher eines der Kontakt- Λ elemente ausfallen sollte oder kurzzeitig keinen Kontakt mit der Bahn herstellt; ist es sehr wahrscheinlich, daß eines der beiden anderen Kontaktelemente für einen einwandfreien Kontakt sorgte

In Figur 4 ist in größerem Maßstab ein Teil des Trägerblockes 22 veranschaulicht. Dabei ist eine der Ausnehmungen 25 zu er-

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kennen, die vorzugsweise zylindrische Gestalt hat und deren Innenfläche mit 40 bezeichnet ist. Die Ausnehmung ist am einen Ende durch eine ringförmige Schulter 42 begrenzt, dia den Boden der Ausnehmung bildet und mit dem Trägerblock 22 einteilig verbunden ist_o Innerhalb der Ausnehmung 25 ist eines der stiftförmigen Kontaktelemente 24 bewegbar angeordnet,. Das Kontaktelement 24 hat im wesentlichen die Form eines abgestuften Zylinders und wirkt mit der Ausnehmung 25 im wesentlichen nach Art eines Kolbens zusammen. Das konische, vorstehen« de Ende 50 der Kontaktelemente verjüngt sich zu einer sehr kleinen Zone, die die Uerschlüßlerecheibe 20 berührt und auf diese Weise einen elektrischen Kontakt mit einem leitenden Teil 5! einer Bahn herstellt,, Neben dem kontaktbildenden konischen Ende 50 des Kontaktelementee befindet sich ein Flansch 52, dBr eine zylindrische Oberfläche 53 besitzt, die nahe benachbart der Innenfläche 40 der Ausnehmung 25 liegt., Ein Mittelteil Sä des Kontaktelementes hat einen kleineren Durchmesser als der Flansch 52 und ist von einer Schraubenfeder 60 umfaßt» Das andere Ende 56 des Kontaktelementes weist einen genügend kleinen Durchmesser auf, um durch die von der Schulter 42 gebildete Öffnung hindurchreichen zu können und dabei einen Zwischenraum 58 freizulassen, der den Durchtritt eines Schmiermittels in die Ausnehmung 25 gestattet» Vor dem Zusammenbau mit der Verschlüßlerscheibe 20 wird das Kontaktelement 24 mittels der Leitung 26 an Ort und Stelle gehalten* Die Leitung 26 kann mit dem Ende 56 des Kontaktelementes in beliebiger, zweckentsprechender UJeise verbunden sein, vorzugsweise mittels Lot

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Innerhalb der Ausnehmung 25 befindet eich ein Schmiermittel, das zugleich die Axialbeiuegung des stiftförmigen Kontaktelementes 24 dämpfte UJenn das Kontaktelement auf einen erhöhten OberflMchenteil auftrifft, der auf eine Unebenheit der Oberfläche der Verschlüßlerscheibe zurückzuführen ist, ivird das Kontaktelement kurzzeitig in die Ausnehmung 25 hineingestoßene Der Flansch 52 übt einen Druck auf das Schmiermittel aus, das durch den Zwischenraum 58 hindurch zur Außenfläche 63 des ύ Trägerblockes fließt, bis der Druck entlastet uiird» Wenn das Kontaktelement in die veranschaulichte Normalstellung zurückkehrt, fließt das Schmiermittel durch den Zwischenraum 58 hindurch zurück in die Ausnehmung 25. Die Feder 60, deren eines Ende 66 an dem Flansch 52 anliegt und deren anderes Ende 68 an der Schulter 42 anstößt, dämpft ebenfalls die Axialbeuiegung des stiftförmigen Kontaktelementes 24. Die Feder 60 ist geringfügig vorgespannt, so daß sie bei einer axialen Eimuärtsbetuegung des Kontaktelementes unter zusätzliche Spannung kommt, die finuiärtsbeiuegung verzögert und eine Kraft erzeugt, die das Kontaktelement in seine Normalstellung zurückführt» Zusätzliches Schmiermittel wird auf die Uerschlüßlerscheibe 20 aufgebracht; mindestens ein Teil dieses Schmiermittels stammt aus dem von der Ausnehmung 25 gebildeten Speicherbehälter» Für dieser Zweck hat der den Flansch 52 bildende, verbreiterte Teil des Kontaktelementes 24 eine geringere Breite als die Mündung der Ausnehmung_o Der zwischen dem Flansch 52 und der Innenfla-

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ehe 40 der Ausnehmung gebildete Kanal bildet einen ständig .offenen Durchlaß für das Schmiermittel. Dadurch werden das Ende 50 des Kontaktalementes und die Verschlüßlerscheibe geschmiert und werden außerdem Abriebteilchen beseitigt, die möglicherweise aus der Verschlüßlerscheibe wegen des Reibeingriffes zwischen diesen beiden Kontaktelementen herausbrechen,,

Zwei weitere Vorteile der insoweit beschriebenen Gleitkontaktanordnung sind, daß erstens ein beschädigtes, stiftförmiges Kontaktelement ohne weiteres von der Leitung 26 durch Schmelzen des Lotes 62 getrennt und ausgetauscht werden kann, und daß zweitens während der Fertigung nicht die Gefahr besteht, daß das stiftförmige Kontaktelement in die Ausnehmung hineingestoßen wird, da es in der Ausnehmung nicht festgehalten wird*, Infolgedessen braucht nicht ein fertig montierter Trägerblock weggeworfen zu werden, weil Kontaktelemente beschädigt oder falsch ausgerichtet sind.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Gleitkontaktanordnung ist die erhöhte Lebensdauer der Kontaktelemente, die auf eines der bereits oben erwähnten, wesentlichen Merkmale der Erfindung zurückzuführen ist, das im folgenden näher erläutert wird«

Die wichtigste Ursache für die Kontaktabnutzung ist die Reibkraft, die zwischen zwei miteinander zusammenwirkenden, in

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Gleiteingriff stehenden Kontaktelementen, das heißt bei der beschriebenen Verschlüsselungseinrichtung dem etiftförmigen Kontaktelement und der Verschlüßlerscheibe, entwickelt uiird. Oa eine Reibungekraft das Produkt einer auf einer Fläche senkrecht stehenden Kraft und dem Reibungekoeffizienten (der eine Funktion des Oberflächenuierketoffee ist) ist, kann die auftretende Reibung herabgesetzt werden, indem die senkrecht wirkende Kraft und/oder der Reibungekoeffizient vermindert werden. Der Reibungskoeffizient wird herabgesetzt, indem die Oberfläche der UerechlUQlerscheibe mit einem flüssigen Schmiermittel überzogen wird. Die senkrecht wirkende Kraft wird verkleinert, indem die Lagerkraft dee etiftförmigen Kontaktelementes auf der Verschlüßlerscheibe herabgesetzt wird» Die Verminderung der Lagerkraft erfolgt ihrerseits durch ein Phänomen, das als hydrodynamische Schmierung bezeichnet werden kann. Die hydrodynamische Schmierung erfolgt durch den hydrodynamischen Druck, der aufgebaut wird, indem eine Oberfläche gegenüber einer anderen bewegt wird, wobei die erste Oberfläche mit einem Schmiermittel überzogen ist, während die andere Oberfläche eine Fläche besitzt, die gegenüber der ersten Oberfläche und der virtuellen Bewegungsrichtung zwischen den beiden Oberflächen schräg verläuft. Entsprechend einer dieses Problem behandelnden wissenschaftlichen Veröffentlichung wird zwischen den beiden Oberflächen ein keilförmiger Schmiermittelfilm ausgebildet, der auf die Schrägfläche eine zur Bewegungsrichtung senkrechte Abhebe-Kraftkomponente aufbringt. Die Abhebekraft ist eine Funktion der Relativgeschwindigkeit,

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der Länge und Breite der Schrägflache, des Winkels, den die Schrägfläche mit der anderen Oberfläche bildet, und der kleinsten Dicke des Schmiermittelfilmes zwischen dan beiden Oberflächen (verglo Engineering Applications of Fluid Mechanics von Hunsaker und Rightmire, lYlcGraw-Hill Book Company, Inc» of New York, 1947, Seiten 285 ff„)

Bei Anwendung der oben diskutierten Theorie auf die Anordnung nach Figur 1 sei angenommen, daß eich die Uerschlüßlerscheibe 20 in Pfeilrichtung bewegt (bei dar Darstellung nach Figur 4 also nach oben). Ein Schmiermittel 70, bei dem Θ8 sich um ein beliebiges, zweckentsprechendes Schmiermittel handeln kann, wird auf die Verschlüßlerscheibe aufgebracht« Die Schrägfläche wird von dem verjüngten Ende 50 des stiftförmigan Kontaktelementes 24 gebildet. Wenn die Geschwindigkeit der Verschlüßlerscheibe erhöht wird, bildet das Schmiermittel 70 in der mit 72 bezeichneten Zone einen Keil, der eine Kraft mit einer Komponente ausübt, die senkrecht zu, das heißt weg von, der Oberfläche dar Verschlüßlerscheibe wirkte Diese Kraft wirkt der durch die Feder 60 verursachten Lagerkraft des Kontaktalementee 24 entgegen und vermindert infolgedassen die Reibung in der Eingriffszone zwischen den beiden Kontaktelementenc 3e größer die Geschwindigkeit der Verschlüßlerecheibe ist, desto größer wird die Kraftkomponente, die das stiftförmiga Kontaktelement von der Verschlüßlerscheibe wegdrückt., Bei einer gewissen Geschwindigkeit kommt das Kontaktelement außer Eingriff mit der Verschlüßlerscheibe, so daß

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die Reibung zu Null wird·

Ee versteht sich, daß ein Kontaktelement, das mit dem zugeordneten anderen Kantaktelement nicht in Eingriff steht, keine elektrischen Signale mehr liefern kann, wie sie durch eine Verschlüsselungseinrichtung erzeugt werden, um die Stellung einer Uielle anzugeben. In gewissen Fällen, in denen eine Welle mit unterschiedlichen Drehzahlen innerhalb eines verhältnismäßig großen Drehzahlbereiches rotieren kann, ist es jedoch unter Umständen nicht erforderlich, die Stellung der UJeI-Ie während der Drehung mit hoher Drehzahl anzuzeigen. Ein Anwendungsbeiepiel, bei dem derart hohe Drehzahlen auftreten, ist ein Luftfahrzeug-Verfolgungeradargerät, das ein Luftfahrzeug in einem Abtastbereich von 360° verfolgen kann. Uienn sich zuiei Luftfahrzeuge nähern, aber beispielsweise 180° voneinander entfernt sind, kann die Radarantenne rasch über die 160° hinweggedreht werden, um wechselweise die Position des einen und des anderen Luftfahrzeuges zu erfassen. Es ist notwendig, die exakte Antennenstellung während des speziellen Zeitintervalls zu bestimmen, während dessen die Antenne tatsächlich Signale von einem Luftfahrzeug aufnimmt; dagegen braucht die exakte Antennenstellung nicht während der Zeitspanne bekannt zu sein, während der die Antenne die 180° überläuft» So kann die Antenne verhältnismäßig langsam rotieren, während sie das eine oder das andere Luftfahrzeug abtastet; dagegen kann sie während der Übergangszeit sehr rasch gedreht werden, innerhalb deren sich die Antenne von dem einen Luft-

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fahrzeug zu dem anderen bewegt. Eine erfindungsgemäß aufgebaute Verschlüsselungseinrichtung eignet sich in besonderer UJaiss

für derartige Anuiendungsfalle; sie hat gegenüber Verschlüsselungsainrichtungen bekannter Art eine größere Verläßlichkeit.

Die stif tf b'rmigen Kontaktalamente 24 und dar Trägerblock 22 können sehr kleine Abmessungen besitzen. Beispielsweise kann der trägerblock 22 einen Durchmesser von nur 25,4 mm und eine Dicke von 2,5 mm haben. Der Durchmesser dar Flanschoberflache 53 des Kontaktelementes kann 0,813 mm betragen, während der Durchmesser der Innenfläche 40 bei 0,826 mm liegen kann. Der Abstand zwischen dem Flansch 52 und der Kontaktzone zwischen dem Ende 50 und dar Verschlüßleracheibe 20 kann ungefähr 0,5 mm betragen, mährend die Abschrägung des Endes 50 bei ungefähr 45° liegen kann.

Als Schmiermittel eignet sich unter anderem ein dünnflüssiges Silikonöl, das vorzugsweise eine Viskosität von ungefähr 50 Zentipoise, entsprechend ungefähr 50 Zentistoke oder 8 SAE bei Zimmertemperatur hat. Bai Verwendung eines solchen Öles und eines stiftförmigen Kontaktelementes mit den obengenannten Abmessungen erfolgt das Abheben des stiftförmigan Kontaktelementes von der Verschlüßlarschaibe im Bereich zwischen 300 und 350 Umdrehungen/Minute, wenn dia Federvorspannkraft unter 2 Gramm liegt» Durch die konische Ausbildung des verjüngten Endes 50 kann die hydrodynamische Kontaktdruckantlastung unabhängig von der Ausrichtung des Kontaktelementas eintreten,

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das heißt, daB Kontaktelement kann sich um seine Achse drehen, ohne daß das Ergebnis beeinträchtigt uiird<

Für den Fachmann verstehen sich zahlreiche Abwandlungen des vorstehend erläuterten speziellen Ausführungebeispieles der Erfindung.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   Gleitkontaktanordnung mit mindestens einem Paar won zusammenwirkenden, relativ zueinander bewegbaren Kontaktelementen, von denen das erste zwecks Herstellung eines normalen Gleiteingriffes zwischen den beiden Kontaktelementen nachgiebig gegen eine Kontaktflächenzone des zweiten gedrückt und mit Flächenzonen versehen ist, die der Kontaktflächenzone des zweiten Kontaktelementes benachbart liegen und mit dieser einen UJinkel von weniger als 90 bilden, wobei auf der Kontaktflächenzone ein Schmiermittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung derart ausgelegt ist, daß der der Relativbewegung der Kontaktelemente entgegenwirkende hydrodynamische Druck, der sich mit zunehmender Relativgeschwindigkeit zwischen den Kontakte!ementen (20, 24) eines Kontaktelementenpaares durch Ansammlung von Schmiermittel (70) auf der Kontaktfläche in der Kontaktzone (72) zwischen den beiden Kontaktelementen aufbaut, eine Kraftkomponente erzeugt, die die Kontaktelemente (20, 24) voneinander zu trennen sucht und damit der Federkraft entgegenwirkt und den Kontaktdruck wesentlich verminderte

   Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft komponente innerhalb eines Bereiches von

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   verhältnismäßig hohen Arbeitsgeschwindigkeiten die Federkraft überschreitet und die Kontaktelemente (20, 24) vollständig voneinander trennt.

   3. Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Form einer drehbaren l/erschlüßlerscheibe (20) und teilweise leitender, das zweite Kontaktelement (51) darstellender Bahnen hat, die mit bürstenartigen Gleitkontakten zusammenwirken, von denen jeder ein erstes Kontaktelement bildet.

   4. Gleitkontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes erste Kontaktelement die Form eines Stiftes (24) hat, der in einem konischen, kontaktherstellenden Teil endet, der die Flächenzone (50) bildet, deren Bewegung das Schmiermittel entgegenwirkt, und daß der Stift (24) in einer Ausnehmung (25) eines Trägers (22) axial hin- und herbewegbar gelagert ist»

   5„ Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich~ net, daß die Ausnehmung (25) ein Speicherbehälter für ein Schmiermittel ist, ein verbreiterter Abschnitt (52) des stiftförmigen Kontaktelementes (24) einen axial verschiebbaren Abschluß für einen Endteil der Ausnehmung (25) bildet und die axial gerichtete kolbenartige Wirkung des verbreiterten Abschnittes (52) auf das Schmiermittel die

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   Axialbeiuegung des Kontaktelementes (24) dämpfte

   6ο Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Federkraft erzeugende Schraubenfeder (60) das stiftförmige Kontaktelement (24) umfaßt und daß das eine Ende (66) der Feder (6G) gegen den verbreiterten Abschnitt (52) des Kontaktelementes anliegt, mährend sich das andere Ende (68) gegen den Boden [^t) der Ausnehmung (25) abstützt.

   7. Gleitkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel ein Silikonöl mit geringer Viskosität ist»

   8. Elektrische Kontaktanordnung, insbesondere zur Veriuen = dung als Gleitkontaktelement in Anordnungen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Trägelblock und mindestens einem teilweise innerhalb des Trägerblockes gelagerten Kontaktelement, das in einer einen Schmiermittel-Speicherbehälter im Trägerblock bildenden Ausnehmung hin- und herbeuiegbar und mit einem verbreiterten Abschnitt ausgestattet ist, der als Kolben tuirkt und bei seiner Bewegung Schmiermittel mitnimmt, wobei mindestens ein Ende des Kontaktelementes aus dem Block zur Bildung der kontaktherstellenden Fläche herausreicht, der durch einen ständig offenen Durchlaß hindurch Schmiermittel vorn Speicherbehälter derart zufließt, daß ständig und all-

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   mählich Schmiermittel aus dem Speicherbehälter zu der Kontaktzone gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß der verbreiterte Abschnitt (52) dee Kontaktelementes (24) einen Abschluß des Speicherbehälters (25) bildet.

   9. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der verbreiterte Abschnitt (52) des Kontaktelementes (24) in einer Öffnung des Trägerblockes (22) verschiebbar angeordnet ist, daß die Öffnung weiter als der verbreiterte Abschnitt (52) des Kontaktelementes ^ (24) ist und daß der zwischen dem verbreiterten Abschnitt (52) und der UJandung (40) der Öffnung gebildete Kanal den ständig offenen Durchlaß darstellt.

   10. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerblock (22) einteilig aufgebaut ist und mindestens eine den Speicherbehälter bildende Ausnehmung (25) aufweist.

   11. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (25) zylindrisch ist und das Kontaktelement (24) die Form eines Stiftes hat, der entlang der Zylinderachse verschiebbar ist.

   12. Elektrische Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche

   8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement

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   (24) federnd in eine kontaktbildende Stellung mit Bezug auf ein damit zusammenwirkendes Kontaktelement (51) vorgespannt ist,

   13. Elektrische Kontaktanordnung nach Ansprüchen 11 und 12, gekennzeichnet durch eine Schraubenfeder (60), die das stiftförmige Kontaktelement (14) umgreift und zwischen der Bodenuiand (42) des Speicherbehälters (25) und dem verbreiterten Abschnitt (52) des Kontaktelementes (24) zusammengedrückt ist.

   14. Elektrische Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der kontaktherstellanden Fläche und der Außenfläche des Trägerblockes (22) derart gewählt ist, daß das Schmiermittel gezwungen wird, in den Durchlaß zwischen dem erweiterten Abschnitt (52) des Kontaktelementes (24) und der Innenwand (40) der Öffnung,durch die sich das Kontaktelement hindurcherstreckt, hinein und nach außen durch den Durchlaß hindurchzuströmen.

   15. Elektrische Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche

   8 bis 14, gekennzeichnet durch eine zweite Öffnung (58), die den Speicherbehälter (25) mit einer Außenfläche des Trägerblockes (22) unter Bildung eines zusammenhängenden Schmiermittelweges verbindet, der durch den Durchlaß entlang dem Kontaktelement (24), durch den Speicherbe-

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   hälter (25) und durch die zweite Öffnung (58) hindurchführt.

   16. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, da3 die zweite Öffnung (58) durch die Bodenuiand (42) des Trägerblockes (22) hindurchreicht, die der Stirnfläche des Trägerblockee gegenüberliegt.

   17. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Kontakteleman- Λ tee, von denen das eine den verbreiterten Abschnitt (52) bildet, durch die beiden Öffnungen des Trägerblockes

   (22) hindurchreichen und sich innerhalb derselben bewegen.

   18. Verfahren zur Erzeugung υοη elektrischen Signalen durch Änderung der Relativlage zweier miteinander zusammenwirkender Kontaktelemente, von denen das erste zwecks Herstellung eines normalen Gleiteingriffes zwischen den beiden Kontaktelementen nachgiebig gegen eine Kontaktflächenzone des zweiten gedrückt wird und mit Flächenzonen versehen ™ ist, die der Kontaktflächenzone des zweiten Kontaktelementes benachbart liegen und mit dieser einen U/inkel von weniger als 90 bilden, wobei auf die Kontaktflächenzone ein Schmiermittel aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktelemente (24, 20) zwecks Änderung ihrer Relativlage ohne Beeinflussung des den Kontakt herstellenden Kontaktdruckes gegeneinander bewegt werden, daß

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   die Relativbewegung auf eine Geschwindigkeit beschleunigt wird, bei welcher der der Relativbewegung entgegenwirkende hydrodynamische Druck, der sich mit zunehmender Relativgeschwindigkeit zwischen den Kontaktelementen (20, 24) durch Ansammlung von Schmiermittel (70) auf der Kontaktfläche in der Kontaktzone (72) zwischen den beiden Kontaktelementen aufbaut, eine Kraftkomponente erzeugt, die die Kontaktelemente (20, 24) voneinander zu trennen sucht und damit der Federkraft entgegenwirkt und den Kontaktdruck wesentlich vermindert und daß die Relativgeschwindigkeit auf einen UUert abgesenkt wird, bei dem der ursprüngliche Kontaktdruck wieder hergestellt wird.

   19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung der Relativbewegung der beiden Kontaktelemente (24, 20) fortgesetzt wird, bis die Kraftkomponente die Kontaktelemente vollständig voneinander trennt.

   20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gakennzeichnet, daß die Kontaktelemente Teile einer Verschlüsselungseinrichtung bilden, deren zwangsangetriebene Welle (16) beschleunigt und verlangsamt wird.

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