EP0504481A1 - Schutzprofilleiste für einen in ihrem Innern angeordneten elektrischen Kontaktschlauch - Google Patents

Abstract

Die Schutzprofilleiste weist eine Deformationszone (1), eine den Kontaktschlauch (4) aufnehmende Kontaktauslösezone (2) und eine Fusszone (3) auf. Die Kontaktauslösezone (2) enthält einen dreieckförmigen Druckteil (25), dessen untere Ecke einen relativ breiten Kopf (250) mit zwei gegen den Kontaktschlauch hin gerichtete Rippen (28) aufweist. Dieser Kopf ist mittels Zentrierbändern (24) gegen seitliches Verschieben unter Wirkung von schräg auftretenden Druckkräften zentriert. Beidseitig des Druckteils sind gegeneinander gebogene Zugbänder (29) angeordnet. Bei einer Neigung der Deformationszone (1) und mit einer das Druckteils (25) spannt sich jeweils eines dieser Zugbänder und bewirkt in diesem Zustand, dass sich der Druckteil (25) bei einer noch weiteren Neigung gegen den Kontaktschlauch (4) hin bewegt, ihn und den ihn umgebenden Hohlraum (21) zusammendrückt und so eine sichere Kontaktauslösung herbeiführt. <IMAGE>

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schutzprofilleiste für einen in ihrem Innern angeordneten elektrischen Kontaktschlauch gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Elektrische Kontaktschläuche sind seit einiger Zeit bekannt. In ihrem Innern weisen sie zwei einander diametral gegenüberliegende elektrisch leitende Streifen auf. Durch Deformation des Kontaktschlauches, d.h. durch Zusammendrücken desselben, berühren sich die beiden Streifen, schliessen so einen Stromkreis kurz und lösen damit ein Signal aus.
• Der Weg, den die beiden Streifen bis zu ihrem Kontakt zurücklegen, ist naturgemäss klein. Das spielt keine Rolle, solange der Kontaktschlauch z.B. in Böden verlegt wird, wo er vom darüber sich bewegenden Verkehr (der auch Fussgänger umfassen kann) betätigt wird. Wenn jedoch der Kontaktschlauch anderweitig verwendet wird, z.B. als sogenannter Einklemmschutz an einem sich horizontal verschiebenden Tor, an welchen er an dessen vertikalen Rand montiert ist, reicht dieser Deformationsweg nicht mehr aus. Man verpackt dann den Kontaktschlauch ins Innere einer Profilleiste, die einen wesentlich grösseren Deformationsweg aufweist, die aber schon in der ersten Phase der Deformation ihrerseits den Kontaktschlauch zusammendrückt, sodass das verlangte Signal sofort ausgelöst und damit die Gefahr der Beschädigung bzw. Verletzung des eingeklemmten Gegenstandes (es kann sich auch um Körperteile wie Arme oder Hände handeln) vermieden wird.
• Die Ausbildung einer solchen Schutzprofilleiste ist einfach, wenn die auf sie einwirkende Kraft in derselben Richtung wirken würde, also in der Bewegungsrichtung der beiden Streifen des Kontaktschlauches. Wesentlich schwieriger wird es, wenn aber auch Kräfte aufzunehmen sind, die unter einem z.T. sehr grossen Winkel zu dieser Richtung einwirken. Hierzu bedarf es besonderer Ausbildungen der Leiste, damit diese sich trotz des grossen Winkels, unter der die Kraft auf sie einwirkt und unter der sie sich dementsprechend seitlich verbiegt, den Kontaktschlauch dennoch auf kürzestem Weg zwecks sofortiger Signalauslösung zusammendrückt.
• Unter den verschiedenen vorgeschlagenen Leisten ist diejenige nach EP-A-0104414 zu erwähnen, die in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt ist. In Frage kommen nur die am Schluss dargestellten Varianten. Sie zeigen ausser Deformationszone, Basis und dreieckförmigen Druckteil auch einen Hohlraum, in welchem allerdings bei zwei Varianten ein Kanal angeordnet ist, in welchem der Kontaktschlauch angeordnet ist und in den eine einzige Druckrippe von rechteckigem Querschnitt hineinragt. Diese bildet eine Art Fortsetzung oder Vorsprung der unteren Ecke (des Kopfes) des dreieckförmigen Druckteils. Von diesem Kopf aus führen beidseitig ihn zentrierende Bänder genau horizontal zu vertikalen Wänden, die den somit genau rechteckigen Hohlraum begrenzen. Von jedem Verbindungspunkt von Band und Wand führt in gerader Fortsetzung zu letzterer ein weiteres Band zur entsprechenden oberen Ecke des Druckteils, wobei die gegen den Druckteil hin gerichtete Seite jedes Bandes gebogen, die äussere Seite geradlinig ist, sodass die Bänder auf ihrer halben Höhe am dünnsten sind und sich eigentlich leicht deformieren lassen sollten, um die obenerwähnte Druckrippe möglichst geradlinig nach unten zum Kontaktschlauch zu führen.
• Zwar deformieren sich die Bänder, führen aber zu unerwünschten Folgen. Bei einem Druck genau in der vertikalen Symmetrieachse der Leiste muss dieser wegen der aussen geraden Bändern zuerst einen bereits hohen Wert annehmen, bis sich eines der Bänder endlich durchbiegt. Erreicht der Druck diesen Deformationswert nicht, wird der Kontaktschlauch nicht betätigt, was bereits unzulässig ist. Biegt sich aber eines der Bänder durch (wegen kleinster Asymmetrien in der Form sind es nie beide), erfolgt diese Durchbiegung nach innen. Am genannten Verbindungspunkt liegt das untere Bandende nun in einer Schräglage, und dies hat zur Folge, dass auch das obere Ende der Wand die gleiche Schräglage einnehmen muss. Das kann es aber nur, in dem die Wand sich um ihr unteres Ende, also bei der Basis, durchbiegt, was wegen ihrer Höhe und der dadurch geringen Steifigkeit leicht möglich ist. Die Folge ist eine starke Querverschiebung der Zentrierbänder und damit des Kopfes, mit nur geringer Vertikalverschiebung desselben. Gerade diese ist aber für das Zusammendrücken des Kontaktschlauches wesentlich. Die Zentrierbänder bleiben aber in ihrer zur Basis des Hohlraums parallelen Lage; die Rechteckform des Hohlraumes geht in eine annähernd einem Parallelogramm ähnliche Form über. Durch die starke Querverschiebung berührt die einzige Druckrippe sofort die entsprechende Wand des Kontaktschlauchkanals und verkantet sich an ihr, was jede Vertikalverschiebung praktisch verunmöglicht. Wo kein Kanal vorhanden ist, wird die Druckrippe weit neben den Kontaktschlauch verschoben und kann ihn gar nicht betätigen. Dies alles tritt sogar in verstärktem Mass dann auf, wenn die Druckkraft schräg von oben oder sogar seitlich auf die Leiste einwirkt.
• Die Erfindung bezweckt daher, die genannten Deformationen zu vermeiden und eine Schutzprofilleiste zu schaffen, bei welchem durch eine geeignete Anordnung und Formgebung der einzelnen Teile seitlich oder schräg wirkende Kräfte derart umgelenkt werden, dass sie zu einer möglichst starken Vertikalverschiebung der den Kontaktschlauch betätigenden Druckrippen führen, bei gleichzeitig minimalem Deformationswiderstand der Leiste bei Einwirkung dieser Kräfte.
• Eine solche Schutzprofilleiste der eingangs erwähnten Art ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet.
• Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schutzprofilleiste ist aus der beiliegenden Zeichnung ersichtlich, die einen Querschnitt durch diese Leiste zeigt.
• Die Schutzprofilleiste gliedert sich in drei Zonen, nämlich eine Deformationszone 1, eine unter ihr angeordnete Kontaktauslösezone 2 und eine unter dieser Zone 2 angebrachten Drittzone, die Fusszone 3. Diese Zonen sollen nun der Reihe nach näher erläutert werden.
• Die Deformationszone 1 ist zur Aufnahme von Druckkräften und zu deren Weiterleitung an den Kontaktschlauch 4 bestimmt. Diese Druckkräfte können beispielsweise von einer Berührung mit irgendeinem auf diese Zone einwirkenden Gegenstand herrühren, der sich tatsächlich oder nur relativ zur Deformationszone bewegt. Als Gegenstand können auch Körperteile des Menschen wie Arme, Hände oder auch nur Finger in Betracht kommen, die beim allfälligen Einklemmen nicht verletzt werden dürfen. Dies bestimmt den zulässigen Deformationsweg; zu berücksichtigen ist auch der sogenannte Nachlaufweg nach erfolgter Kontaktauslösung. Je nach diesen Anforderungen wird daher die Deformationszone 1 höher oder niedriger. Der Deformationsweg muss auf alle Fälle gross genug sein, um sowohl Kräfte, die parallel zur Längsmittelachse A-A der Profilleiste wirken, als auch solche bis zu einem Winkel von mindestens 45° zu dieser Achse aufnehmen können. Gerade im letzteren Fall ist es wichtig, dass auch derart schräg wirkende Kräfte so in die kontaktauslösende Zone 2 eingeleitet werden, dass eine sichere Kontaktauslösung erfolgt. Sie muss also eine gewisse Beständigkeit gegen Deformation aufweisen, die allerdings nicht so gross sein darf, dass die Deformationszone 1 nach kurzem Gebrauch bereits beschädigt wird.
• Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Deformationszone 1 einen Dichtbereich 11 und zwei zueinander parallele Wände 12 auf. Sowohl die Form des Dichtbereiches, dessen oberster Abschnitt sich abdichtend gegen ein entsprechendes Objekt anlegt (Türrahmen, Mauer, gleichwertiger Dichtungsbereich einer anderen, gegenläufigen Schutzprofilleiste), als auch die Länge der Wände 12 richten sich nach den vorhin erwähnten Anforderungen. Um die ebenfalls erwähnte gewisse Beständigkeit oder Steifigkeit gegen Deformation zu erreichen, sind in gewissen Abständen voneinander eine Anzahl Querstege 13 zwischen den Wänden 12 vorgesehen. Bei einer geeigneten Wahl der Dicke der Wände 12 und der Querstege 13 ergibt sich ein kastenförmiges Gebilde, das diesen Anforderungen genügt.
• Am unteren Ende der Deformationszone 1 schliesst sich die Kontaktauslösezone 2 an. Sie enthält den schon erwähnten Kontaktschlauch 4. Dieser ist an und für sich bekannt, weshalb hier nur erwähnt sei, dass sein Oberteil 41 und sein Unterteil 42 an ihren einander gegenüberliegenden Innenseiten je eine elektrisch leitende Fläche aufweisen, die sich beim Zusammenpressen des Kontaktschlauches berühren und derart ein elektrisches Signal auslösen. Der Kontaktschlauch 4 befindet sich innerhalb eines Hohlraumes 21, der natürlich selber deformierbar sein muss. Gebildet wird dieser durch eine Basis 22, die auch Teil der Fusszone 3 ist und zwei Rippen 220 zwecks Zentrierung des zwischen ihnen liegenden Kontaktschlauches 4 aufweist, durch zwei zueinander parallele Wände 23, zwei Zentrierbänder 24 und durch den Kopf 250 eines dreieckförmigen Druckteiles 25. Jede der Wände 23 ist so ausgeführt, dass ihre innere, dem Hohlraum zugewendete Seite 26 schräg verläuft, also nicht parallel zur anderen Seite, sodass die Wand am Uebergang zur Basis 22 dicker ist als an ihrem oberen, eine Verbindungsstelle 27 bildenden Ende. Dadurch werden die Wände 23 sehr steif gegen Durchbiegung. Verstärkt wird diese Steifigkeit noch dadurch, dass die Zentrierbänder 24 nicht horizontal, sondern schräg angeordnet sind, was die Höhe der Wände 23 verringert. Dadurch wirkt jede Verbindungsstelle 27 wie ein Gelenk, um welches das betreffende Zentrierband 24 wie ein Hebelarm schwingen kann. Dies ermöglicht es dem Druckteil 25, unter einen axialen Druck oder einer solchen Druckkomponente sich der Basis 22 zunähern, dabei den Kontaktschlauch 4 zusammenzudrücken und so die Kontaktauslösung herbeizuführen , ohne wegen horizontalen Nachgebens der Wände 23 eine derart grosse Querverschiebung durchführen zu müssen, dass ein Zusammendrücken des Kontaktschlauches 4 nicht mehr möglich ist.
• Damit diese Kontaktauslösung auch stattfindet, sind im Kopf 250 des Druckteils 25 zwei in den Hohlraum 21 hineinragende Rippen 28 angebracht. Diese sind so weit wie möglich voneinander angeordnet, damit selbst bei starker Schräglage des Druckteiles 25 noch eine dieser Rippen 28 auf den Kontaktschlauch 4 drückt. Im dargestellten Beispiel sind die Rippen so angebracht, dass ihre Spitzen 280 sich jeweils genau vertikal unter jener Stelle befinden, an welcher die entsprechende Aussenseite 251 des Druckteils 25 mit der Oberseite des entsprechenden Zugbandes 24 zusammentrifft. Dadurch wird der grösstmögliche Abstand der Rippen 28 voneinander erreicht, was das Zusammendrücken des Kontaktschlauches 4 auch bei starker Schräglage des Druckteils 25 in die Rippen 28 ergibt, d.h. ohne Biegemomente im Kopf 250. Der Druckteil 25 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer horizontalen, die eine Seite eines Dreiecks bildenden Grundplatte 252 und zwei die andern Seiten dieses Dreiecks formenden, schräg gegen den sie verbindenden Kopf 250 hin verlaufenden, sich aber nicht vereinigenden Streben 253. Die Grundplatte 252 bildet gleichzeitig den Abschluss der Deformationszone 1. Sie und die Streben 253 schliessen einen Hohlraum 254 ein, der nur herstellungstechnisch bedingt ist. Im Prinzip könnte der Druckteil 25 auch als voller Körper ausgebildet sein.
• Der Druckteil 25 wird an seiner Aussenseite von zwei gebogenen, folienartigen Verbindungsstücken umfasst, die aus noch zu erläuternden Gründen als Zugbänder bezeichnet werden sollen; sie sind in der Figur mit 29 bezeichnet. Sie sind aus ebenfalls noch zu erläuternden Gründen wesentlich dünner als z.B. die Wände der Deformationszone 1 oder des Druckteils 25. Sie erstrecken sich von den äusseren Enden der Grundplatte 252 zu den weiter oben erwähnten Verbindungsstellen 27 zwischen den Zugbändern 24 und den Wänden 23. Ihr bogenförmiger Verlauf auf ihren Aussen- wie Innenseiten, der am zweckmässigsten gegen den Druckteil 25 hingerichtet ist, gewährleistet auch bei ihrer dadurch bedingten konstanten, jedoch geringen Dicke ein Zusammenbiegen, das bei einer rein axialen Druckeinwirkung der entsprechenden Verschiebung des Druckteils 25 nach unten praktisch keinen Widerstand entgegensetzt, sodass auch bei geringen Druckkräften eine Kontaktauslösung stattfindet. Es sei nun aber angenommen, dass eine solche Druckeinwirkung rein horizontal erfolgt, also genau senkrecht zur Längsmittelachse A-A, also ohne vertikale Kraftkomponente. Trotzdem muss auch in diesem Falle ein Zusammendrücken des Hohlraumes 21 und des darin befindlichen Kontaktschlauches 4 sichergestellt sein. Dies ergibt sich wie folgt:
  Es sei angenommen, dass die horizontale Druckeinwirkung also die Druckkraft, in der Figur von links her erfolge. Die Deformationszone 1 neigt sich daher nach rechts , unter Umständen wird sie dabei auch noch elastisch deformiert. Diese Neigung oder Kippbewegung überträgt sich auf den Druckteil 25, der sich nun ebenfalls nach rechts neigt. Da er von den Zentrierbändern 24 jedoch festgehalten wird, weil diese wegen den verbiegungssteifen Wänden 23 keine Querverschiebung ausführen können, ergibt sich kurzfristig eine Schwenkung des Druckteils 25 um eine horizontale Achse B, die sich im Kopf 250 befindet. Bei dieser Schwenkung wird aber die linke ober Ecke des Druckteils leicht angehoben. Dies hat eine sofortige Streckung des linken Zugbandes 29 zur Folge. Dieses kann jetzt höchstens noch um die Verbindungsstelle 27 schwenken, sodass ihr oberes Ende nicht mehr weiter ansteigen kann. Es entstehen eine neue Schwenkachse C, um welche sich jetzt der Druckteil 25 und die Deformationszone 1 drehen müssen, und die ebenfalls nicht mehr an Höhe gewinnt, sondern sich nur noch nach rechts verschiebt und hierbei sich wegen der Drehung um die Verbindungsstelle sogar eher noch leicht nach unten bewegt. Weil jetzt der Kopf 250 mit den Rippen 28 sehr viel tiefer als diese neue Drehachse C liegt, kann er nur noch mit einer starken Abwärtsbewegung um diese schwenken. Mindestens die rechte Rippe 28 erreicht dabei den Kontaktschlauch 4 und drückt ihn zusammen, sodass die geforderte Kontaktauslösung zustande kommt.
• Nun ist auch klar, weshalb die Bänder 29 als Zugbänder bezeichnet werden. Die erwähnte Streckung des jeweils einen Bandes 29 versetzt diese unter Zugspannung und macht es so praktisch zu einem Hebelarm, der zur Lagedefinition des erwähnten Schwenkachse C führt.
• Man ersieht nun, dass sowohl die Zentrierbänder 24 als auch die Krümmung der Zugbänder 29 eine wesentliche Bedeutung haben. Wären die ersteren nicht vorhanden und wären die Zugbänder 29 geradlinig, würde sich nämlich keine Schwenkbewegung wie vorhin beschrieben einstellen, sondern die Basis 252 des Druckteils würde sich stark nach rechts verschieben, und zwar nach Art einer Parallelogrammverschiebung. Das Parallelogramm wäre in einem solchen Falle durch die Grundplatte 252, die beiden genau vertikalen Zugbänder 29 und die Basis 22 gebildet, und die Schwenkung der Zugbänder würde um die Verbindungsstelle 27 erfolgen. Das hätte jedoch eine derart starke seitliche Verschiebung des Kopfes 250 zur Folge, dass nicht mehr sicher ist, ob noch eine der Rippen 28 überhaupt in Berührung mit dem Kontaktschlauch 4 kommt. Allenfalls würde eine solche Berührung ganz am rechten Rand des Kontaktschlauches noch stattfinden; dort sind jedoch keine elektrisch leitenden Flächen mehr vorhanden, sodass eine Kontaktauslösung trotz eines gewissen Zusammendrückens nicht mehr stattfinden könnte. Eine solche Fehlstellung des Kopfes 250 wird durch Zentrierbänder 24 und durch die gegenläufige Krümmung der beiden Zugbänder 29 verhindert. Wenn nämlich der Druck nicht genau horizontal, sondern schräg von oben kommt, biegen sich diese auch gegenläufig durch, was bei geraden Bändern nicht der Fall sein muss. Die gegenläufige Durchbiegung verhindert somit ebenfalls eine Seitenverschiebung des Druckteils 25 und trägt ferner, wie schon erwähnt, dazu bei, dass dieser sich unter allen Umständen nach unten, gegen den Kontaktschlauch 4 hin, bewegt.

Claims (6)

1. Schutzprofilleiste aus elastischem Material für einen in ihr angeordneten, infolge ihrer durch Krafteinwirkung erfolgenden Deformation aus einer Ruhelage heraus zusammendrückbaren elektrischen Kontaktschlauch, der sich in einem Hohlraum (21) befindet, welcher auf seiner Oberseite von einer als Kopf (250) ausgebildeten Ecke eines im wesentlichen dreieckförmigen, in sich nicht deformierbaren, mit in den Hohlraum (21) hineinragenden Druckrippen (28) versehenen Druckteils (25) sowie von zwei von dieser Ecke aus wegragenden und diese zentrierenden Bändern (24), auf seiner Unterseite von einer Basis (22) oberhalb einer der Befestigung der Schutzprofilleiste dienenden Fusszone (1) und seitlich von je einer die Ober- und Unterseite des Hohlraums (21) verbindenden Wand (23) begrenzt ist, an deren oberen Enden (27) sowohl die genannten Zentrierbänder (24) als auch Zugbänder (29), die zu einer oberhalb des Druckteils (25) angeordneten die Krafteinwirkung aufnehmenden Deformationszone (1) führen, angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbänder (24) vom Kopf (250) des Druckteils (25) aus zwecks Erreichung einer minimalen Höhe der Wände (23) und daraus sich ergebenden Versteifung derselben schräg gegen deren obere Enden (27) hin, unter stetiger Annäherung an die Basis (22), verlaufen; dass im weiteren jede Wand (23) an ihrer dem Hohlraum (21) zugewendeten Seite (26) zwecks ihrer zusätzlichen Versteifung schräg verläuft, um bei der Basis (22) dicker als an ihrem oberen Ende (27) zu sein, und dass die Zugbänder (29) zwecks Herabsetzung ihres Widerstandes gegen die aus der Deformation der Schutzprofilleiste sich ergebenden Annäherung der Druckrippen (28) an den Kontaktschlauch (4) bogenförmig, in bezug auf die Längsmittelachse des Schutzprofilleistenquerschnitts spiegelbildlich zueinander, verlaufen.
2. Schutzprofilleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bögen der Zugbänder (29) nach innen, gegen den Druckteil (25) hin gerichtet sind.
3. Schutzprofilleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Druckteil (25) angebrachten Druckrippen (28) sich je genau vertikal unter jener Stelle befinden, an der die Aussenseiten (251) der gegen den Kopf (250) hin zusammenlaufenden Seiten des dreieckförmigen Druckteils (25) mit den Oberseiten der den Druckteil zentrierenden Bänder (24) zusammenlaufen.
4. Schutzprofilleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Wände (23) an ihrer dem Hohlraum (21) zugewendeten Seite (26) schräg verläuft, derart, dass sie zwecks ihrer Verstärkung an ihrem den Uebergang zur Basis (22) bildenden Ende dicker ist als am anderen, oberen Ende.
5. Schutzprofilleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbänder (24) relativ zur Basis (22) geneigt verlaufen, derart, dass der zwischen ihnen liegende Kopf (250) am weitesten von der Basis (22) entfernt ist, und dass sie an den oberen Enden der genannten Wände (23), zusammen mit den Zugbändern (29) an je einer Verbindungsstelle (27) fixiert sind, die durch je eine Abrundung (26) an der dem Hohlraum zugewendeten Seite verstärkt ist.
6. Schutzprofilleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Zugbänder (29) geringer ist als diejenige der Deformationszone (1) und des Druckteils (25).

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