DE2138515C3 - Aus Polbolzen und Kontaktfeder bestehende lösbare elektrische Verbindung zwischen einer Gleichstromquelle und einem Verbraucher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine aus Polbolzen a$ und Kontaktfeder bestehende lösbare elektrische Verbindung zwischen einer Gleichstromquelle und einem Verbraucher, insbesondere in einer Kopf- und Handleuchte für den Bergbau, wobei die den Polbolzen aufnehmende Kontaktfeder bügeiförmig und doppelschenkelig ausgebildet ist und die Enden der Kontaktfeder an einer Drehachse befestigt sind.

Für alle Anwendungsgebiete der Elektrotechnik ist es notwendig, zwecks möglichst verlustarmer Übertragung der elektrischen Energie von der Stromquelle zu dem Verbraucher für eine gute elektrische Verbindung, beispielsweise zwischen einer Batterie und einer dazugehörigen Leuchte, Sorge zu tragen. Es ist wichtig, daß derartige Verbindungen bzw. Anschlüsse kraftschlüssig befestigt sind; auftretende mechanische Kräfte, z. B. Vibrationen, sollen von der Kontaktfeder aufgenommen werden. Durch Erfüllung dieser Bedingungen kann der Anwendungsbereich für derartige elektrische Verbindungen bzw. Anschlüsse beachtlich ausgedehnt werden, z. B. auf die rauhen Betriebsverhältnisse, die im Bergbau unter Tage vorherrschen. Wackelkontaktfreie elektrische Verbindungen sind von besonderer Bedeutung für mit aufladbaren Batterien bestückte Leuchten, da sich bekanntlich im geschlossenen Batteriegehäuse bei unzulässig langem Laden oder wenn vor der Ludung nicht ausreichend entladen wurde, explosible Gase ansammeln, die bei dem Entstehen eines zündfähigen Funkens im Batteriegehäuse eine Explosion hervorrufen können.

Bekanntlich wird üblicherweise der im Deckel des Leuchtengehäuses angeordnete Kontakt zwischen dem Polbolzen der Batterie und dem angeschlossenen Scheinwerfer der Leuchte mittels Blattfedern, die auf den Polbolzen aufliegen, hergestellt. Nachteilig bei dieser Anordnung, die sich im, mit explosiblen Gasen erfüllten, oberen Teil des Batteriegehäuses befindet, ist, daß bei auftretenden mechanischen Stößen bzw. Vibrationen die Blattfedern in Vibration geraten. Dadurch können diese Federkontakte kurzzeitig abgehoben werden, was bei geschlossenem Stromkreis Funkenbildung zur Folge hat, die unter Umständen entstehende Ladegase zünden können.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 883 904 sind Federkontakte für Leuchten bekannt, bei denen jeder Kontakt aus mindestens zwei elcklrisch parallelgeschalteten, unabhängig voneinander bewegbaren Federn unterschiedlicher Federkonstante und unterschiedlicher mechanischer Eigenresonanz besteht, wobei die Teilfedern verschiedene Breite und/oder Länge aufweisen können.

Eine andere bekannte Lösung für diesen Koniakt zwischen Batteriepol und Anschlußleitung ist eine messerkontaktähnliche Anordnung, bei der eine Doppelieder den messerartigen Polbolzen zweiseitig umschließt. Nachteil dieser Anordnung ist einerseits der fehlende seitliche Toleranzausglcich in der Richtung senkrecht zur Messe rebene, andererseits die Gefahr einer überbeanspruchung der Doppelfedcr bei schrägem Aufsetzen des Deckels, die zu plastischer Verformung der Doppeifeder und damit zu nicht mehr ausreichendem Kontaktdruck und dadurch wiederum zur Funkenbildung führen kann, die mit der Gefahr der Ladegasexplosion verbunden ist.

Ferner sind elektrische Klemmen bekannt, die dazu dienen, die abgehenden Leiter mit den Polboizen eines Akkumulators lösbar zu verbinden. Dabei ist an der Klemme eine Schraube zum Festziehen vorgesehen, die mittels eines Schraubenschlüssels betätigt wird. Nachteilig bei dieser Klemme ist, daß ihre Montage sowohl Zeit beansprucht als auch ein Schraubenschlüssel ständig dafür verfügbar sein muß.

Weiterhin ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 880 769 eine elektrische Klemme für einen Akkumulator bekannt, die aus einem Kontaktstück mit einem Loch zur Aufnahme des Polbolzens des Akkumulators besteht, mit einem, bis zu dem Loch reichenden Schlitz in der Wand des Kontaktstückes und mit einer halbkreisförmigen Nut für den abgehenden Leiter, durch ein Druckstück, ebenfalls mit einer halbkreisförmigen Nut, durch einen, das Kontaktstück und das Druckstück umfassenden Bügel und durch eine in dem Bügel geführte Flügelschraube zum Zusammenpressen des Kontaktstückes und des Druckstückes.

Bei diesen Ausführungen, außer der nach dem deutschen Gebrauchsmuster 1 883 904, besteht jedoch bei Arbeiten mit Preßluftwerkzeugen die Gefahr einer Lockerung bzw. kurzzei'igcn Trennung der Kontakte, die zur Funkenbildung führen kann. Somit ist diese elektrische Verbindung vom Einsatz in explosions- bzw. schlagwettergefährdeten Bereichen, z. B. in Betrieben unter Tage, aus Sicherheitsgründen ausgeschlossen. Auch die erwünschte Selbstreinigung der kontaktierenden Teile dieser Klemme ist so mangelhaft, daß in angemessenen Zeitabständen eine gründliche Reinigung erfolgen muß. Zur Durchführung dieser Wartungs- und Reinigungsarbeiten ist ein Aufwand erforderlich, der einerseits Arbeitskräfte bindet, andererseits Totzeiten für den Einsatz der Kopf- bzw. Handleuchte verursacht.

Für Starterbatterien sind weiterhin Klemm- und Kontaktanordnungen bekannt, welche beispielsweise aus getrennten um eine Drehachse beweglichen Schenkeln bestehen, bei denen die Kontaktierung durch die Wirkung einer Spannfeder erfolgt (USA.-Patentschrift 2068 544), sowie sprengringartige Kontaktbcfestigungen, weiche mittels besonderer Werkzeuge auf den Polbolzen aufgesetzt werden (französische Patentschrift 1 273 968).

Aus der USA.-Patentschrift 3 568 139 ist eine aus Polbolzen und Kontaktfeder bestehende lösbare elektrische Verbindung zwischen einer Starterbatterie und einem Verbraucher zu entnehmen, bei der die Kontaktfeder bügeiförmig und dopoelschenkelig ausgebildet ist. Die Aufnahme des Polbolzens erfolgt im kreisförmig ausgebildeten Teil dieser Feder. Die Enden der Kontaktfeder sind an einer Drehachse befestigt, und die Kontaktfeder wird beim Auffitzen um diese Drehachse bewegt. Bei einer solchen Ausbildung dir Kontaktfeder iäßt sich ein Ausweiten des kreisförmig ausgebildeten, den Pol umfassenden Federteils durch schiefes Aufsetzen im Laufe der Zeit nicht vermeiden, so daß ein Kontakt nur noch an einzelnen Punkten auftritt und bei Erschütterungen die Gefahr von Funkenbildung nicht vermieden werden kam..

Der Erfindu."? liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben geschilderten Nachteile der bekannien Anordnungen eine speziell für Kopf- und Handleuchten geeignete Kontaktanordnung zu entwickeln, bei der e>i>^ Funkenbildung beim Schließen des Deckels und bei geschlossenem Deckel mit Sicherheit vermieden wird. Die Kontaktanordnung soll eine vollkommene Sicherheit im Betrieb gewährleisten, und es soll ein sicheres, sowohl die Feder als auch den Polbolzen schonendes Aufsetzen erreicht werden, damit plastische Verformungen der Feder, welche zu nicht ausreichendem Kontaktdruck und damit zur Funkenbildung führen können, vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Enden der Kontaktfeder in einem Block fest miteinander verbunden sind, daß die Kontaktfeder um den Block federnd schwenkbar ist und daß die Schenkel im Bereich der Kontakticrungsflächen auf der dem Polbolzen zugekehrten Seite mit trichterförmigen Lappen verschen sind.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 5 beschrieben.

Fig. 1 stellt die Seitenansicht einer Akkumulatorenbatterie mit geschlossenem und aufgeschnittenem Deckel dar;

F i g. 2 ist das aufgeschnittene Oberteil einer Akkumulatorenbatterie gemäß F i g. 1 mit geöffnetem und aufgeschnittenem Deckel;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den geschlossenen, teils aufgeschnittenen Deckel mit in die Kontaktfeder eingeführtem Polbolzen;

Fi g. 4 ist eine Draufsicht auf die Kontaktfeder mit eingeführtem Polbolzcn;

Fig. 5 zeigt den Kontaktierungsbereich der Kontaktfeder in Seitenansicht.

Der den Akkumulator enthaltende Behälter 3 ist mit dem Deckel 4 verschließbar, der an seiner Oberseite mit einem durch ..!en Deckel 4 geführten Kabelanschluß 5 für den Verbraucher, .der eine Kopfleuchte sein kann, versehen ist. Der Polboizen 1 des unter dem Bereich der Kontaktierangsflächen der Kontaktfeder! angeordneten Akkumulators v.ird beim Schließen des Deckels 4 mit Sicherheit in den gewünschten Bereich eingeführt, da die auf der dem Polbolzen 1 zugekehrten Seite der Kontaktfeder 2 angeordneten trichter- bzw. fächerförmigen Lappen 6 eine Führung gewährleisten Die Kontaktfeder 2

ίο kann aus rostfreiem Federstahl gefertigt sein, wobei das eine Ende derselben bügeiförmig ausgebildet ist, das in zwei Schenkeln ausläuft, die durch Schrauben oder Nieten oder Schweißen fest miteinander verbunden sind. Durch diese Formgebung kommt der notwendige gute und gleichmäßige Kontaktdruck auf einfache Weise zustande, den die Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe benötigt.

Diese elektrische Verbindung bleibt bestehen, solange der Deckel 4 auf dem Behälter 3 fest aufliegt.

Beim öffnen des Deckels4 (Fig.2) wird die im Deckel 4 angeordnete und mit diesem schwenkbare Kontaktfeder 2 angehoben und dadurch der Polbolzen 1 des Akkumulators von der Kontaktfeder 2 getrennt. Da ein guter seitlicher Anpreßdurck der bewegüchen Kontaktfeder 2 auf den feststehenden Polbolzen 1 besteht, genügen einige Wiederholungen dieses Vorganges, um die im Betrieb stromführenden Kontaktflächen der Kontaktfeder und des Polbolzens selbst zu reinigen, so daß jeder Aufwand dafür entfällt.

Durch die sich aus der Konstruktion gemäß der Erfindung bielenden Vorteile, wie

a) sichere und zwangläufige Einführung des PoI-bolzeus in die Kontaktfeder,

b) guter und gleichmäßiger Anpreßdruck der Kontaktfeder auf den eingeführten Bolzen, wobei die Enden 2 λ der Kontaktfeder 2 in den Block 2 b fest eingespannt sind. Die Bewegungsfreiheit der bügeiförmig gebogenen Kontaktfeder 2 erstreckt sich somit auf die durch die Pfeile in F i g. 4 angedeuteten Richtungen,
c) Vermeidung von Funkenbildung, da bei geschlossenem Deckel weder ein Wackelkontakt noch eine Auftrennung der elektrischen Verbindung zustande kommen kann, da durch seitliches Bewegungsspiel der Kontaktfeder 2 stets gleichzeitig zwei Slromiibergangspunkte gewährleistet sind, somit also Explosionsschutz besteht,

d) Selbstreinigung der Kontaktflächen auf einfachste Weise erfolgt, ist dem vorliegenden Prinzip der Ausführung einer lösbaren elektrischen Verbindung erweiterte Einsatzmöglichkeit gegeben, die auch auf den Bereich »Explosions-Schutz« ausgedehnt werden kann, was mit den herkömmlichen Mitteln nicht möglich war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentauspruch:

   Aus Polbolzen und Kontaktfeder bestehende lösbare elektrische Verbindung zwischen einer S Gleichstromquelle und einem Verbraucher, insbesondere in einer Kopf- oder Handleuchte für den Bergbau, wobei die den Polbolzen aufnehmende Kontaktfeder bügeiförmig und doppelschenkelig ausgebildet ist und die Enden der Kontaktfeder an einer Drehachse befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (2 a) der Kontaktfeder (2) in einem Block (2 6) fest miteinander verbunden sind, daß die Kontaktfeder (2) um den Block (2 b) federnd schwenkbar ist und daß die Schenkel im Bereich der Kontaktierungsflächen auf der dem Polbolzen zugekehrten Seite mit trichterförmigen Lappen (6) versehen sind.