DE2640717B2 - Gleitkontaktanordnung, insbesondere für schienenlose elektrische Spielfahrzeuge - Google Patents
Gleitkontaktanordnung, insbesondere für schienenlose elektrische SpielfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitkontaktanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.
Gleitkontaktanordnungen der genannten Art werden insbesondere für schienenlose elektrische Spielfahrzeuge
benötigt, wie die Spielzeug-Autofahrbahn nach der deutschen Offenlegungsschrift 17 28 290 zeigt. Sie
können aber auch für andere Zwecke, zum Beispiel bei elektrisch betriebenen beweglichen Rekiameanlagen,
eingesetzt werden, wenn es darum geht zwischen einem auf einer Fläche bewegten Objekt und der Fläche
mindestens zwei getrennte galvanische Verbindungen zur Übertragung einer Spannung zu erzielen.
Bei der oben genannten Autofahrbahn sind den Leiterbahnen, die jeweils abwechselnd an den einen
oder anderen Pol einer Wechselspannungsquelle angeschlossen sind, zwei in einer Reihe nebeneinanderliegende
Gleitkontakte mit rechteckiger Kontaktfläche zugeordnet deren Längsachse quer zur Fahrzeuglängsachse
verläuft. Deshalb muß schon bei geringen Abweichungen der Fahrtrichtung von der Längsrichtung
der Leiterbahnen der Kontakt verlorengehen. Diese Unterbrechung mag sich zwar noch durch den
Schwung der Fahrzeugmasse überwinden lassen, die das Spielzeug-Auto bei »schräger« Fahrt in eine andere
Lage relativ zu den Leiterbahnen führt. Die ständigen Unterbrechungen beeinträchtigen jedoch den Fahrbetrieb
und können außerdem zu Funkstörungen führen. Darüber hinaus ist es bei der bekannten Autofahrbahn
durchaus möglich, daß das Fahrzeug überhaupt nicht weiter betrieben werden kann, nämlich dann, wenn es so
zwischen den Leiterbahnen parallel zu diesen fährt, daß der Kontakt zu den Leiterbahnen, die ja durch die
beiden Gleitkontakte nicht kurzgeschlossen werden dürfen, vollständig verlorengeht.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Gleitkontaktanordnung zu schaffen, bei der unabhängig von der
Fahrbewegung ständig galvanischer Kontakt vorhanden ist.
Dazu könnte man zwar Mehrfachkontaktanordnungen mit mehr als zwei Gleitkontakten verwenden, wie
sie beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 21 755 bekannt sind. Bei dieser bekannten Anordnung,
bei der Dioden zur polaritätsrichtigen Weiterleitung der Spannung den Gleitkontakten nachgeschaltet
sind, besteht jedoch der Nachteil, daß die Leiterbahnen sich fast über die gesamte Fläche der Fahrbahn
erstrecken. Sie sind wesentlich breiter als die schmalen Isolierstreifen zwischen den Leiterbahnen. Damit wird
die Fahrbahn nach Aussehen und Herstellung durch die
26 407Ϊ7
Leiterbahnen bestimmt
Eine erste Lösung der Aufgabe ist durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben. Die
Gleitkontakte überdecken damit mehrere parallele Leiterbahnen. Durch ihre unmittelbare Nachbarschaft
und ihre Gruppierung ist außerdem dafür gesorgt daß die in den Abmessungen der Gleitkontaktanordnung
praktisch geradlinigen schmalen Leiterbahnen niemals zwischen die einzelnen Gleitkontakte zu liegen kom_nen
können, so daß kein Kontakt mehr vorhanden ist. Dies gilt für die kleinsten praktikablen Leiterbahnbreiten.
Die Erfindung kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform so gestaltet werden, daß fünf Gleitkontakte
um einen zentralen Gleitkontakt gruppiert sind. Hier ist
unmittelbar einzusehen, daß eine der Berührungsfläche einer schmalen Leiterbahn entsprechende Gerade, die
durch den Kreis der äußeren fünf Gleitkontakte ohne Berührung mit diesen gelegt ist von dem zentralen
Gleitkontakt berührt werden kann.
Eine andere Lösung der gestellten Aufgabe, die gegenüber der vorgenannten Anordnung unter Umständen
mit noch weniger Platz auszukommen gestattet ist im kennzeichnenden Teil des Anspruches 3
angegeben. Hier werden drei der Kontakte von den anderen auf mindestens 2A ihres Umfanges umgeben, so 2r>
daß wiederum das vorstehend behandelte Problem der Berührung mit mindestens zwei Leiterbahnen gelöst ist.
Die Gleitkontakte selbst sollen einfach gestaltet sein, damit sie in einer Massenanfertigung billig herzustellen
sind. Besonders günstig sind dabei Gleitkontakte mit jo ringförmigen Kontaktflächen, weil sich hier geringere
Auflageflächen als beispielsweise bei kreisförmigen Kontaktflächen ergeben, so daß ein gleichmäßiger
Abrieb und ein größerer Kontaktdruck zu erwarten ist. Vorteilhaft können die Gleitkontakte drehbar befestigt
sein, damit wiederum die Gleichmäßigkeit des Abriebes gefördert wird.
Eine bei Versuchen besonders bewährte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die
Gleitkontakte glockenförmig ausgebildet sind und einen to zentralen Zapfen zur Befestigung aufweisen. Der
Zapfen kann nicht nur zur Befestigung dienen, sondern auch mit Anschlußdraht galvanisch verbunden sein. Eine
Befestigungsmöglichkeit preisgünstiger Art besteht darin, daß die Gleitkontakte mit den Zapfen in Löchern 4>
einer Folie sitzen. Die Folie kann aus Kunststoff bestehen. Wichtig ist, daß sie bei ausreichenden
elektrischen Isoliereigenschaften die für die Halterung und Führung erforderliche mechanische Festigkeit
gewährleistet und gleichzeitig so biegsam ist, daß eine w Anpassung an Unebenheiten der Bahn möglich ist.
Die Zapfen können auf der der Glocke abgekehrten Seite der Folie von einer parallel zur Folie verlaufenden
Biegefeder umfaßt sein. Diese Biegefeder k&nn einen insbesondere drehbaren Sitz der Zapfen in der Folie ir>
sicherstellen, wenn der Zapfen nicht selbst mit einer Verdickung in einen Schlitz der Folie eingeknöpft sein
sollte. Dabei können die Biegefedern zusätzlich einen Kontaktdruck aufbringen. Durch eine Verhakung in der
Folie können die Biegefedern leicht festgelegt sein. w>
Eine andere Möglichkeit, eine bestimmte Kontaktkraft aufzubringen, besteht darin, daß die Glockenkörper
Magnete enthalten. Die Magnete können Ringmagnete sein, damit die Anziehungskraft an allen Teilen
des Unterteils des Glockenkörpers gleichmäßig ist. Die h">
Glockenkörper können dabei zur Verstärkung des Magnetflusses aus weichmagnetischem Material bestehen.
Es ist aber auch möglich, die Glockenkörper selbst aus hartmagnetischem Material herzustellen, wobei alle
in gleicher Weise mit einem Pol im Bereich des Zapfens so zu magnetisieren sind, daß sich der Magnetfluß
ebenfalls an der Unterseite der Glocke schließt
Die Gleitkontakte sollen ra Hinblick auf die
Möglichkeit einer schmalen Ausführung der Leiterbahnen möglichst eng benachbart sein. Deshalb ist es zur
Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen den einzelnen Gleitkontakten vorteilhaft wenn die Giockenkörper an
der Außenseite eine Isolierschicht aufweisen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele beschrieben.
Dabei ist in
F i g. 1 in einer Draufsicht die Anwendung der Gleitkontaktanordnung nach der Erfindung für ein
elektrisches Spielzeugauto im Maßstab 1 :1 dargestellt
Die F i g. 2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fahrbahn für das
Spielzeugauto.
In F i g. 3 ist die Gleitkontaktanordnung in größerem Maßstab im Grundriß dargestellt.
In Fig.4 ist die Gleitkontaktanordnung perspektivisch
als Baugruppe gezeichnet, wie sie am Spielzeugauto befestigt wird.
Fig.5 zeigt einen Schnitt durch einen einzelnen Gleitkontakt.
Fig.6 zeigt perspektivisch eine Biegefeder zur Befestigung eines Gleitkontaktes.
In Fig. 7 ist die Befestigung eines Gleitkontaktes in
einer Seitenansicht dargestellt.
Die F i g. 8 und 9 zeigen schematisch vereinfacht zwei weitere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung.
In F i g. 1 ist ein elektrisches Spielzeugauto 1 durch
den Umriß seiner Karosserie 2 angedeutet. Diese bedeckt die gestrichelt gezeichnet gezeichneten Hinterräder
3 und 4, die von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben werden, sowie die lenkbaren
Vorderräder 5 und 6. Der Steuermechanismus für die Vorderräder ist ebenfalls nicht dargestellt.
Die elektrische Energie für den Fahrantrieb und die Steuerung wird über eine Gleitkontaktanordnung 7
zugeführt, die auf der Unterseite des Fahrzeuges befestigt ist und mit elektrischen Leiterbahnen 8 einer
Autofahrbahn 9 zusammenwirkt. Die parallelen Leiterbahnen 8 haben abwechselnd unterschiedliches Potential,
denn sie sind in der dargestellten Weise mit einer Spannungsquelle 10 verbunden, die vorzugsweise eine
impulsmodulierte Gleichspannung liefert.
F i g. 2 zeigt den einige Millimeter dicken Kunststoff körper 12 der Fahrbahn 9. Die darin eingelassenen
Leiterbahnen 8 erstrecken sich, wie man sieht, über weniger als die Hälfte der Dicke des Kunststoffkörpers.
Ihre Breite b liegt in der Größe von 'Λ mm bis zu
höchstens 3 mm, so daß sie nur 'Λο der Breite B von z. B.
15 mm des Isolierstreifens 13 zwischen den einzelnen Leiterbahnen 8 beträgt.
Aus der Fig.2 wird ferner deutlich, daß die Leiterbahnen 8 geringfügig über die Oberfläche 14 des
Kunststoffkörpers 12 hervorstehen. In diesem vorstehenden Bereich sind sie abgeschrägt oder abgerundet,
wie am Rand der Fahrbahn 9 sichtbar ist.
Der Kunststoffkörper 12 kann aus einem thermoplastischen Kunststoff, z. B. PVC bestehen. Die Leiterbahnen
8 sind beim Ausführungsbeispiel als massive Profilkörper aus Stahl oder einem anderen weichmagnetischen
Material dargestellt. Sie können auch aus dünnem Blech geformt sein. Ferner ist es denkbar, daß
runde Drähte geeigneten Durchmessers in den Kunst-
stoff körper 12 eingebettet oder in Nuten eingelegt und eingeklebt sind.
Die Gleitkontaktanordnung 7 umfaßt sechs Glockenkörper 22 der in Fig.5 dargestellten Art als
Gleitkontakte, die in der Anordnung nach Fig.3 mit einer Kunststoffolie 15 mechanisch zusammengefaßt
sind (F i g. 5 und F i g. 7). Die Folie besteht z. B. aus 0,2 mm dickem Silikongummi und besitzt eine der
Gleitkontaktanordnung 7 angepaßte dreieckige Erweiterung 16 mit zwei gegenüberliegenden Stegen 17 und
18. Die Stege tragen an ihren Enden Vorsprünge 19 und 20, mit denen die Gleitkontaktanordnung 7 in die
Unterseite des Spielzeugautos 2 eingehängt ist. In Löcher 21 der Folie 15 sind die Glockenkörper 22 der
einzelnen Gleitkontakte eingeknöpft.
Die Glockenkörper 22 sind Rotationskörper aus Silberstahl mit dem aus F i g. 5 ersichtlichen Querschnitt.
Sie umfassen einen ebenen Boden 23 und einen an der Außenseite zylindrischen Ringbereich 24, dessen Innenseite
abgeschrägt ist, um die Herstellung der Glockenkörper 22 in einen Preß- oder Gießverfahren zu
erleichtern. Dadurch entsteht eine schneidenartige, gegebenenfalls abgerundete ringförmige Kontaktfläche
25. Das Verhältnis der Höhe H der Glockenkörper 22 zum Durchmesser D von z. B. 13 mm beträgt etwa 1 :6
bis 1 :2. Aus der ebenen Oberseite 27 ragt ein zentraler Zapfen 28 mit einer Nut 29, die sich an einen der
Oberseite 27 benachbarten zylindrischen Bereich 26 anschließt. In die Nut 29 greift bei jedem Gleitkontakt
22 eine Biegefeder 30, wie besonders aus Fig.4 ersichtlich wird.
Die Biegefeder 30 ist in F i g. 6 im einzelnen dargestellt. Sie besitzt zwei U-förmig zueinander
verlaufende Schenkel 31 und 32, deren Abstand A voneinander gleich dem Durchmesser des Zapfens 28 im
Bereich des Nutengrundes ist. An dem dem Steg 33 abgekehrten Ende ist der längere Schenkel 31
rechtwinklig umgebogen. Das umgebogene Ende 34 ist in ein Loch 35 der Folie 15 eingehakt. Damit sind die
Gleitkontakte 22 an der Folie 15 befestigt. Durch die Abwinkelung entsteht zugleich eine öse 36, in die
Anschlußdrähte 37 eingelötet werden können. Die Anschlußdrähte 37 sind beim Ausführungsbeispiel durch
weitere Löcher 38,39,40 und 41 geführt und treten dort
von der Unterseite in die Karosserie 2 des Spielzeugautos. Eine andere Anschlußmöglichkeit besteht darin, daß
die Anschlußdrähte 37 in nicht dargestellte Bohrungen der Zapfen 28 gesteckt und z. B. durch Löten befestigt
sind.
Die sechs Gleitkontakte 22 sind, wie die Fig.3
deutlich zeigt, in Form eines gleichseitigen Dreiecks unmittelbar benachbart angeordnet, denn der Abstand a
zwischen den Gleitkontakten ist dabei so klein wie möglich gemacht. Er beträgt z. B. 0,5 mm. Eine
Berührung der Glockenkörper 22 kann durch eine Isolierstoffolie 42 auf der Außenseite der Glockenkörper
22 verhindert werden (F i g. 5). Jedenfalls sollte der Abstand a nicht größer als die Wandstärke des
Ringbereichs 24 sein. Die Mittelpunkte 43 der Gleitkontakte 22 brauchen jedoch nicht genau auf den
gestrichelt gezeichneten Geraden 44 zu liegen, vielmehr können die Mittelpunkte 43' der mittleren Gleitkontakte
um die Strecke s im Betrag der Wanddicke 24 vom Mittelpunkt M des Dreiecks weggerückt werden.
Dadurch vergrößert sich die für das Überdecken der Leiterbahnen 8 maßgebende Höhe H der Gleitkontaktanordnung
7, die mindestens 2B + b beträgt, ohne daß sich die Berührungssicherheit zwischen den Gleitkontakten
22 und den Leiterbahnen 8 durch die Möglichkeit verringert, daß Leiterbahnen isoliert zwischen benachbarten
Gleitkontakten 22 verlaufen.
In F i g. 5 ist dargestellt, daß der Glockenkörper 22 einen Ringmagnet enthält. Der Ringmagnet ist in
Richtung seiner Achse magnetisiert, die mit der des Zapfens 28 übereinstimmt. Dadurch ergibt sich eine
gleichmäßige Anziehungskraft am Umfang des Glokkenkörpers 22, der am besten aus weichmagnetischem
Material hergestellt wird, z. B. Silberstahl, damit sich die Kraftlinien des Magneten schließen können.
In F i g. 8 ist dargestellt, daß man die glockenförmigen
Kontaktkörper nach den F i g. 5 bis 7 einschließlich der Befestigungsmittel auch bei einer Gleitkontaktanordnung
T einsetzen kann, bei der fünf Gleitkontakte 22' auf einem strichpunktiert angedeuteten Kreis 4€
gleichmäßig verteilt um einen zentralen Gleitkontakt 22" liegen. Die Höhe, d. h. der kleinste Abstand zweier
parallelen Geraden 47 und 48, die die Außenseite der Gleitkontakte 22' berühren, ist hierbei mindestens so
groß wie die Breite von drei nebeneinanderliegenden Leiterbahnen, wie sie in F i g. 1 dargestellt sind. Die
äußeren Gleitkontakte 22' sind dabei so nah wie möglich an den zentralen Gleitkontakt 22" gerückt
Die erfindungsgemäße Verwendung von sechs Gleitkontakten in einer Gleitkontaktanordnung ist, wie
F i g. 9 zeigt, nicht auf die Glockenkörper beschränkt obwohl diese sich als äußerst vorteilhaft erwieser
haben. Man kann z. B. auch sternförmige Kontaktkörper 49, die eine in der Zeichnungsebene liegende glatte
Unterseite aufweisen und deshalb aus einem Strang gepreßten Materials abzuschneiden sind, in einer
dreiecksähnlichen Anordnung zusammenfassen. Auch hierbei ist es ausgeschlossen, daß die Leiterbahnen 8 der
F i g. 1 kontaktlos durch den Bereich des Gleitkontaktes 7" verlaufen. Die Entfernung der gestrichelt gezeichneten
Geraden 50, 51 ist größer als die Breite von drei nebeneinanderliegenden Leiterbahnen.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (15)
1. Gleitkontaktanordnung, insbesondere für schienenlose
elektrische Spielfahrzeuge, mit einer mindestens annähernd in einer Ebene liegenden Reihe
paralleler Leiterbahnen, abwechselnd unterschiedlichen Potentials, die durch Isolierstoffstreifen voneinander
getrennt sind, deren Breite ein Mehrfaches der Breite der Leiterbahnen beträgt, und mit mehreren
Gleitkontakten, deren Breitenabmessungen nur geringfügig kleiner als die Breite der Isolierstoffstreifen
sind, zur Abnahme der Spannung zwischen
zwei benachbarten Leiterbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens sechs gleiche
und regelmäßige Gleitkontakte (22) unmittelbar benachbart so angeordnet sind, daß mindestens
einer von den anderen weitgehend umgeben ist
2. Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß fünf Gleitkontakte
(22') um einen zentralen Gleitkontakt (22") gruppiert sind (F i g. 8).
3. Gleitkontaktanordnung, insbesondere für schienenlose elektrische Spielfahrzeuge, mit einer mindestens
annähernd in einer Ebene liegenden Reihe paralleler Leiterbahnen, abwechselnd unterschiedlichen
Potentials, die durch Isolierstoffstreifen voneinander getrennt sind, deren Breite ein Mehrfaches der
Breite der Leiterbahnen beträgt, und mit mehreren Gleitkontakten, deren Breitenabmessungen nur
geringfügig kleiner als die Breite der Isolierstoffstreifen sind, zur Abnahme der Spannung zwischen
zwei benachbarten Leiterbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß sechs gleiche und regelmäßige
Gleitkontakte (22) unmittelbar benachbart so angeordnet sind, daß sie die Form eines gleichseitigen
Dreiecks ergeben, dessen Höhe (H) größer als die Breite (2fi + b) von drei nebeneinanderliegenden
Leiterbahnen (8) ist
4. Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkontakte
(22) ringförmige Kontaktflächen (25) aufweisen.
5. Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Gleitkontakte (22)
drehbar befestigt sind.
6. Gleitkontaktanordnung, insbesondere nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch glockenförmige
Kontaktkörper (22) mit einem zentralen Zapfen (28) zur Befestigung.
7. Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (28) mit
einem Anschlußdraht (37) galvanisch verbunden ist.
8. Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkörper
(22) mit den Zapfen (28) in Löchern (21) einer Folie (15) sitzen.
9. Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (28)
auf der der Glocke (22) abgekehrten Seite der Folie (15) von einer parallel zur Folie verlaufenden f>o
länglichen Biegefeder (30) umfaßt sind.
10. Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegefeder (30) in
der Folie (15) verhakt ist.
11. Gleitkontaktanordnung nach einem der *>">
Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Glockenkörper (22) Magnete (45) enthalten.
12. Gleitkontaktanordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet daß die Magnete (45) Ringmagnete sind.
13. Gleitkontaktanordnung nach Anspruch Il
oder 12, dadurch gekennzeichnet daß die Glockenkörper (22) aus weichmagnetischem Material bestellen.
14. Gleitkontaktanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß die
Glockenkörper (22) aus hartmagnetischem Material bestehen und in gleicher Weise mit einem Pol im
Bereich des Zapfens (28) magnetisiert sind.
15. Gleitkontaktanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß die
Glockenkörper (22) an der Außenseite eine Isolierschicht (42) aufweisen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762640717 DE2640717C3 (de) | 1976-09-10 | 1976-09-10 | Gleitkontaktanordnung, insbesondere für schienenlose elektrische Spielfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762640717 DE2640717C3 (de) | 1976-09-10 | 1976-09-10 | Gleitkontaktanordnung, insbesondere für schienenlose elektrische Spielfahrzeuge |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2640717A1 DE2640717A1 (de) | 1978-03-16 |
DE2640717B2 true DE2640717B2 (de) | 1978-11-23 |
DE2640717C3 DE2640717C3 (de) | 1979-07-12 |
Family
ID=5987587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19762640717 Expired DE2640717C3 (de) | 1976-09-10 | 1976-09-10 | Gleitkontaktanordnung, insbesondere für schienenlose elektrische Spielfahrzeuge |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE2640717C3 (de) |
Families Citing this family (4)
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FR2742269A1 (fr) * | 1995-12-12 | 1997-06-13 | Guerenneur Regis | Dispositif d'alimentation en energie d'un vehicule radio commande par la piste sur laquelle il circule |
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DE102009058259B4 (de) * | 2009-12-14 | 2015-05-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Bürstendesign für Schleifringkontakte |
-
1976
- 1976-09-10 DE DE19762640717 patent/DE2640717C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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