EP0573471A1 - Elektromechanische verbindungsvorrichtung. - Google Patents

Elektromechanische verbindungsvorrichtung.

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EP0573471A1
EP0573471A1 EP92905053A EP92905053A EP0573471A1 EP 0573471 A1 EP0573471 A1 EP 0573471A1 EP 92905053 A EP92905053 A EP 92905053A EP 92905053 A EP92905053 A EP 92905053A EP 0573471 A1 EP0573471 A1 EP 0573471A1
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EP
European Patent Office
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magnets
magnetic
contact
connecting device
switching device
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Application number
EP92905053A
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English (en)
French (fr)
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EP0573471B1 (de
Inventor
Eberhard Beck
Hermann Neidlein
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Esslinger Udo
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP0573471A1 publication Critical patent/EP0573471A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0573471B1 publication Critical patent/EP0573471B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/70—Structural association with built-in electrical component with built-in switch
    • H01R13/703—Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part
    • H01R13/7036—Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part the switch being in series with coupling part, e.g. dead coupling, explosion proof coupling
    • H01R13/7037—Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part the switch being in series with coupling part, e.g. dead coupling, explosion proof coupling making use of a magnetically operated switch

Definitions

  • the invention relates to an electromechanical connecting device with a switching device that can be connected to a voltage source and has a bistable magnetic switch and with a triggering device that has at least one trigger and can be connected to a consumer, with which the magnetic switch can be brought from a rest position into a working position and thereby the contact of at least one contact pair and the electrical connection between the switching device and the triggering device can be established.
  • Connecting devices in which the switching device is designed as a bistable magnetic switch are known.
  • a magnetically operated electrical switch is described in DE 29 09 448, which has a switching device, the magnetic switch of which is actuated via a pivotably fixed magnet.
  • the switching magnet which actuates the magnetic switch is pivoted out of the area of the contact pair by two further magnets which have an opposing field so that the switch is open.
  • This closes the switch achieved that the pivoted-out magnet is approximated in a release device provided trigger magnet which attracts the magnet and where it is pivoted far towards the contact pair until the magnet abuts the contact pair and closes it.
  • the electrical connection from the voltage source to the consumer is finally established by placing the triggering device on the switching device.
  • the invention is therefore based on the object of providing an electromechanical connecting device of the type mentioned at the outset, which also has a more precisely definable switching point.
  • This object is achieved in that the contacts of two pairs of contacts are closed or opened in the magnetic switch by at least one magnet displaceably guided in the switching device, the magnet of the switching device being switchable into the working position and in the rest position by means of special magnetic fields realized in the triggering device is pushed against a stop with a certain threshold force.
  • Special magnetic fields are understood to mean magnetic fields that are not available in a normal, everyday environment, in particular cannot be generated by common household magnets, which increases the child safety of the connecting device.
  • These special magnetic fields can e.g. can be realized by using particularly strong high-energy magnets, or they are realized by magnetic coding.
  • the magnetic switch at least one in the Switching device has displaceably guided magnet, which is pushed against a stop in the rest position, the contact of the two contact pairs is only closed when the magnet leaves the rest position and assumes the working position, whereby it performs a linear movement.
  • the linear movement of the magnet is much easier to control than swivel movements or the like.
  • the contact between the two contact pairs is advantageously only closed when the magnet has completely passed through the displacement path and accordingly assumes its working position.
  • the at least one magnet is advantageously arranged on a magnetic carriage.
  • the rest position of the magnetic carriage is defined in that it is pushed against a stop by magnetic forces.
  • the magnetic forces of the release magnets act on the magnetic slide. Since the magnetic carriage is pressed against a stop due to the interaction of the magnetic forces of the magnets of the switching device with a ferromagnetic plate or a permanent magnet, the latter does not leave its rest position as long as the magnetic forces of the release magnet do not outweigh the magnetic forces of the magnets of the switching device. From a certain position of the trigger magnet in relation to the However, the switching device's magnetic forces are so great that they cancel the magnetic forces of the magnets of the switching device: The magnetic slide changes its position in the direction of the working position and closes the contacts of the two contact pairs.
  • the contact pair is closed spontaneously in the invention. This not only results in a precisely definable switching point, but also a spark-proof switching is guaranteed.
  • the tripping magnets therefore have a tripping and a holding function.
  • the arrangement of the magnet or the magnets of the holding device on a magnetic carriage has the advantage that both contacts are either switched on or off at the same time, that there is a faster switch-off behavior, in particular when the trigger element is lifted obliquely, and that a switching operation only is triggered when the release magnets interact with the magnetic slide in the geometrically intended position.
  • the simultaneous switching of both pairs of contacts also increases the security of the connecting device, thereby eliminating the possibility that, for example, when the trigger element is turned off, no contact is under voltage, for example via the consumer, and can possibly be touched.
  • the connecting device Since the magnetic force of the magnets of the switching device and the magnets of the triggering device are also reversibly temperature-dependent, a further safety aspect is created with the connecting device according to the invention in that the contacting is interrupted from a certain temperature. If, for example, there is a liquid film on the contact surface and this represents a resistance, its temperature is gradually increased by the current flowing through it. However, the housing of the switching device and the housing of the triggering device are also heated, which is harmless below a certain temperature limit. Above a certain temperature, however, this can damage the device. The magnets can now be selected so that their attraction is no longer sufficient for mutual attraction from a certain temperature that is below the critical temperature.
  • the magnetic switch drops and returns to its rest position. Since there is no longer any current flowing, there is no further heating and the entire device gradually cools down again. If it has reached a temperature at which the magnets have regained their original attraction, the connection between the two becomes Facilities restored. Total failure due to thermal damage is therefore excluded by the connecting device according to the invention.
  • the magnetic carriage is pushed into the rest position by means of the magnets by means of a ferromagnetic plate.
  • the ferromagnetic plate forms the stop for the magnetic slide. If in this embodiment the release device with the release magnet is brought closer to the switching device, the magnetic carriage is only moved from its rest position into the working position when the adhesive force of the two magnets on the ferromagnetic plate is overcome by the release magnet or by the two release magnets of the release device . As long as the magnetic carriage is in contact with the ferromagnetic plate, the switching contact of the device has certainly not yet been established.
  • the magnetic carriage is pushed into the rest position via magnetic elements arranged next to the magnets.
  • These magnetic elements are formed, for example, by further magnets rigidly connected to the switching device, in particular ring magnets, which are poled so that they are the magnets push to the rest position with the magnetic slide.
  • This embodiment also ensures a precisely defined switching point, since the magnetic carriage is only moved out of its rest position when the force of the magnetic elements rigidly connected to the switching device is overcome by the magnetic force of the release magnet.
  • the direction of displacement of the magnets from their rest position into the working position corresponds to the direction in which the release device is placed on the switching device.
  • the magnets and / or the magnetic plate are pushed into the rest position via additional mechanical elements such as springs or the like.
  • the spring generates a restoring force with a linear characteristic, which acts on the carriage in the direction of its rest position, whereby the hysteresis behavior of the switching characteristic is reduced to a minimum.
  • a further simplification of the configuration of the device according to the invention is achieved in that the magnets of the holding device and / or the release magnets of the release device are designed as current-carrying elements. This avoids additional components, since the current can be fed directly to the corresponding assigned contacts via the magnets. In addition to a simpler construction of the device, this measure can also reduce the construction volume.
  • a greater security, an increase in the adhesive force, particularly against lateral displacement in connection with a rapid switch-off when the trigger device is lifted, is preferably achieved in that the magnets of the switching device and the trigger magnets of the trigger device have mutually corresponding magnetic codes, in particular are designed as nested ring magnets.
  • Ring magnets have the advantage that they can be produced in a particularly simple manner, namely by inserting a cylindrical magnetic core into a sleeve-shaped ring magnet. However, this core has opposite polarity. If the magnets of the switching device and the release device are coded in this way, for example, the magnetic force of the release magnet only acts on the Magnets of the switching device when the magents assume positions corresponding to one another.
  • the magnetic carriage is permanently connected to the voltage source. This has the advantage that the switch can be closed and the contact made only by changing the position of the magnetic carriage, which comes to rest on the contact pairs.
  • the magnetic slide bridges the poles of two contacts in the working position and thereby establishes the electrical connection.
  • This configuration has the advantage that the overvoltage-proof air gap between the magnetic slide and the poles can be selected to be smaller, which reduces the overall depth of the device and the non-linear one The course of the magnetic force is more controllable.
  • a preferred embodiment of the connecting device provides that the switching device has a flat surface and the contacts accessible from the outside consist of a low-resistance, non-ferromagnetic material.
  • This flat and compact design of the switching device has the advantage that it is easy to clean and therefore hygienically unproblematic and also reduces the risk of damage.
  • the switching device offers novel design options with attractive applications that meet the latest aesthetic criteria.
  • the switching device and the triggering device each have a grounding ring surrounding the contacts further reduces the security against unintentional contact with the contacts when the connecting device is switched on. If a flat object is pushed between the triggering device and the switching device, it is always in contact with the earthing ring, so that an electric shock is largely avoided. This safety is also guaranteed when there is a liquid film on top.
  • the housing of the triggering device has an edge surrounding the part of the magnets which projects beyond the flat side of the housing, an elastic element which surrounds the magnets and which projects beyond the edge and the magnets and the magnets being arranged within the edge are in contact with the elastic element penetrating contact elements, in particular elastically.
  • This configuration of the side of the triggering device facing the switching device makes it deformable to a certain degree.
  • small unevenness on the contact surface of the switching device can be easily compensated.
  • the two elements can be manufactured with less precision in terms of the flatness of their contact surfaces and are therefore less expensive to manufacture.
  • lifting the triggering device on one side does not immediately lead to the disconnection of the connecting device.
  • the elastic element serves as a seal, so that, for example, no water can penetrate between the contact surfaces from the outside in the switched state.
  • This configuration also offers increased spark safety outside the housing of the switching device, since the trigger element is only lifted when the slide is in its rest position, in which the contact pairs are already open.
  • the contact elements are preferably duck-shaped and take up the free end of the magnets, the bottom of the contact elements forming the contact point of the trigger element. This creates the advantage that a certain freedom of play between the magnets of the switching device and the triggering device is created without the contact being interrupted immediately.
  • An in particular also elastic plate inserted in the elastic element forms the contact surface of the release device and thus ensures a snug fit against the switching device, but the release device can carry out relative movements, since the plate is received in a floating manner via the elastic element.
  • the plate, the bottom of the contact elements and the earthing ring preferably form a flat contact surface, which among other things. easy cleaning of the contact surface of the release device allows.
  • a simple structure is achieved in that the trigger magnets are connected to a current conductor. This can e.g. by the fact that the ends of the current conductor are soldered directly to the release magnets.
  • the connecting device is formed in one piece and has both the switching device and the triggering device.
  • the connecting device can be used both as a switching device and as a triggering device, and form an expandable, combinable multiple connector strip.
  • This connector strip is to be connected to the network via a cable and can accommodate a corresponding number of triggering devices via one or more switching devices, which in turn, since they have a switching device, can accommodate triggering devices.
  • the individual elements can have the same design on the outside, so that a large number of coupling devices coupled to one another also have an appealing aesthetic appearance. The single ones
  • connecting devices can also differ in shape and color, so that they each result in different structures due to the individual combination.
  • the switching device has a conventional plug and / or the triggering device has a conventional socket. Due to this configuration, a child safety device is created in that the switching device can be plugged into a conventional socket and thus this socket can be converted for the system of the connecting device according to the invention.
  • the plugs of the consumers can also be converted in that the triggering device Has conventional socket, so that it can be connected to the conventional plug.
  • the devices designed in this way can be handled like adapters. In order to avoid unintentional detachment from the conventional plugs or sockets, they have screw or snap devices with which only a controlled removal is possible.
  • the magnets are designed as high-energy magnets and in particular consist of the group of rare earths such as samarium-cobalt or neodymium-iron-boron. Magnets made of such compounds are characterized by a high energy product and a high coercive field strength and therefore have an extraordinarily high adhesive force. Furthermore, the magnets have a low electrical resistance, which can be reduced even further by electroplating with copper.
  • Figure 2 is a force-displacement diagram
  • FIG. 3 shows another force-displacement diagram
  • Figure 4 shows a section IV-IV according to Figure 1;
  • Figure 5 is a plan view of an embodiment of the
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a further embodiment of the connecting device
  • Figure 7 shows an arrangement of the switching magnets and their electrical circuit
  • FIG. 8 shows a plan view of the contact side of a further embodiment of the triggering device
  • FIG. 9 shows a longitudinal section through an embodiment of a triggering device
  • Figure 12 is a schematic representation of a multiple connector device
  • FIG. 13 shows an application example of the multiple connection device shown in FIG. 12;
  • FIG. 14 shows a switching device designed as an adapter for use with conventional sockets; and Figure 15 is designed as an adapter
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a connecting device, generally designated 1, which has a switching device, designated 2, and a triggering device, designated 3.
  • a magnetic switch 4 is arranged in the switching device 2 and consists of two magnets 5 and 6 and a magnetic slide 7 connecting the magnets 5 and 6.
  • the magnetic carriage 7 is essentially plate-shaped and carries the two magents 5 and 6 on one flat side, high-energy magnets from the rare earth group, such as samarium-cobalt or neodymium-iron-boron, preferably being used. On the opposite flat side, the magnetic carriage 7 bears against a ferromagnetic plate 8 fixed to the housing, which serves as a stop 9. The position of the magnetic switch 4 shown in FIG.
  • the tripping device 3 consists essentially of a housing 13 and two tripping magnets 14 and 15 fixed in the housing 13, of which in this embodiment one pole is flush with the flat side facing the switching device 2.
  • the two triggering magnets 14 and 15 exert magnetic forces on the magnets 5 and 6. If the attraction force of the two release magnets 14 and 15 is so great that it outweighs the holding force of the magnets 5 and 6 with respect to the ferromagnetic plate 8, the magnetic slide 7 is linearly displaced in the direction of the release element 3, ie vertically upwards in FIG . The end of the displacement path 22 is reached when the magnets 5 and 6 rest on the inside of contact caps 17 and 18 inserted into the housing 16 of the switching device 2. In this position, the electroplating layers 11 of the magnetic carriage 7 also rest on contact points 19 and 20, which in turn are connected to a voltage source, not shown. The magnetic carriage 7 is now in the working position and connects the contact points 19 and 20 with the contact caps 17 and 18. At these contact caps 17 and 18, the trigger agents 14 and 15 are in contact, which in turn are connected to a consumer, also not shown.
  • the magnets 5 and 6 or 14 and 15 have a low electrical resistance, the electrical conductivity possibly being reduced even further by galvanizing with copper.
  • the magnets 5 and 6 are soldered onto the magnetic carriage 7, the electrical connection between the magnets 5 and 6 being interrupted by at least the surge-proof air gap 21.
  • the thin, low-resistance and non-ferromagnetic contact caps 17 and 18 are located at a distance 22 from the magnets 5 and 6, the distance 22 corresponds to the working path of the magnetic carriage 7 from the rest to the working position. This distance 22 also corresponds to the distance 23 of the contact points 19 and 20 from the electroplating layer 11 of the magnetic slide 7. The sum of the two distances 22 and 23 correspond at least to the surge-proof air gap 21.
  • the housing has an earthing ring 56 in the region of its edge.
  • FIG. 2 shows the switching characteristics of the embodiment of FIG. 1, the spring elements 12 not being taken into account, ie the spring elements 12 have a spring force of zero.
  • the distance s between the magnets 5 and 6 and the release magnets 14 and 15 is plotted in mm along the abscissa, whereas the ordinate indicates the force F acting on the magnetic carriage 7.
  • the switch-on and switch-off points 24 and 25 are reached when the magnets 5 and 6 are in contact with the contact caps 17 and 18 or are detaching from them.
  • the force curve follows the curve 26.
  • the magnetic carriage 7 begins to move freely over the working path 22 (dashed line) until the magnets 5 and 6 on the inner surfaces of the contact caps 17 and 18 concerns.
  • the force curve follows the curve 27 until the magnetic slide 7 is pulled back into the rest position at the switch-off point 25.
  • the magnetic carriage 7 moves along the dashed line there to the curve 26.
  • the switching characteristic shows a pronounced hysteresis behavior.
  • the triggering device 3 must be lifted a few mm (in the drawing approx. 9 mm) before switching off.
  • the restoring force is supplemented by the spring elements 12 with a linear characteristic. This allows the hysteresis to be narrowed to approx. 0.1 to 0.5 mm.
  • Such a switching characteristic is shown in the force-displacement diagram of FIG. 3, which is also only to be understood qualitatively.
  • the switch-on and switch-off points 24 and 25 can be set close above the surface of the switching device 2.
  • the spring element 12 shown in FIG. 1 is only shown schematically.
  • An embodiment of this spring element 12 is shown in FIG. 4, which shows a section IV-IV of FIG. 1.
  • the spring element 12 is designed as a leaf spring 28, which is clamped on both sides in the housing 16 and is centered over the entire contact surface of the electroplating layer 11 of the magnetic carriage 7 extends and is attached to it.
  • the magnetic carriage 7 is therefore no longer freely movable, but is guided in a defined manner by the leaf spring 28. This avoids frictional forces and losses.
  • the contact point 20 is also designed as a leaf spring and has a small spring travel 29. The leaf spring 28 is not biased in the rest position.
  • FIG. 5 shows a top view of an embodiment of the magnetic carriage 7, which essentially has the shape of a rectangle, in which contact tongues 30 project on both sides in the longitudinal axis. These contact tongues 30 are used to fasten the leaf springs 28.
  • a magnetic slide 7 designed in this way, which carries the magnets 5 and 6, has the advantages over independently switchable individual magnets that both contacts are either switched on or off at the same time, so that they are switched on Have faster switch-off behavior, in particular when the triggering device 3 is lifted at an angle, and that a switching operation is only triggered when both triggering magnets 14 and 15 interact with the magnetic slide 7 in the geometrically intended position. The power of a single magnet is not enough. to move the magnetic carriage 7 from the rest position into the working position or to hold it there.
  • the magnets 5 and 6 or 14 and 15 used are coded in a preferred embodiment. This is done e.g. in that the magnets 5 and 6 or 14 and 15 are composed of a plurality of alternately polarized magnets.
  • the most expedient is the coding shown in FIGS. 5 and 6, in which a cylindrical inner magnet 31 is inserted with opposite polarity into a ring magnet 32 of approximately the same volume.
  • Other encodings are conceivable as long as they meet the requirement of rotational symmetry around point 33.
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a further embodiment of the connecting device 1, in which the double function of the trigger magnets 14, 15, namely on the one hand the triggering of the switching process and on the other hand the mechanical liability of the triggering device 3 on the switching device 2, is separated.
  • the triggering device 3 additionally has a magnet 57 which is attached centrally between the two magnets 14, 15, the magnets 14, 15 serving as holding magnets and the magnet 57 as the trigger magnet.
  • the switching device contains a switching magnet 58 corresponding thereto, which is applied to the electrically insulating magnetic carriage 7.
  • the contact surfaces 17, 18 can be made of ferromagnetic material with good electrical conductivity or permanent magnets or a combination which, when the magnets 14, 15 are in place, enable a closed magnetic circuit with the highest adhesive force.
  • Electrically conductive surfaces 11 are provided on the magnetic carriage 7, via which the live leads 19, 20 are bridged with the contact surfaces 17, 18 in the switched state.
  • the switching magnet 58 can be dimensioned relatively small in this embodiment since it only has to provide the contact forces required for secure contacts.
  • the return springs 12 can thus be smaller.
  • the contact plates 17, 18 can be relative be thick. Furthermore, the distance between the magnets 57 and 58 can be relatively large.
  • FIG. 7 shows an embodiment in which the interdependency of the contact production is generated by electrical switching processes.
  • Two switching magnets 5, 6 are applied to two slides 7a, 7b and can be switched independently of one another, each of the magnetic slides 7a, 7b being electrically connected upstream of the other.
  • the upstream magnetic slide releases the respective voltage source for the other slide for switching, in that the leads 19, 20 attached to the housing cover through the electrical conductor tracks 59, 60 on the slide, with the bridging webs 61, 62 also attached to the housing ceiling be electrically connected.
  • the contacts are only made or also held when the triggering device 3 is in the position provided for it.
  • the contact surfaces 17, 18 could be designed as a slight elevation or elevations or depressions have, the height differences in the range of 1 to 2 mm height.
  • FIG. 8 shows a plan view of the contact surface of the release device 3, in which the release magnets 14 and 15 are firmly connected to the non-magnetic and insulating housing 13.
  • the connecting cables are, for example, soldered directly to the release magnets 14 and 15.
  • the two magnets 14 and 15 are surrounded by an earthing ring 34 which is flush with the electrically insulating housing 13 and has at least one surge-proof air gap 35 from the magnets 14 and 15. If a flat metal object is pushed between the triggering device 3 and the switching device 2 and a live pole is touched in such a triggering device 3, the danger of an electric shock is avoided by the grounding ring 34.
  • the housing 13 is provided with a peripheral edge 48.
  • This edge 48 encloses an elastic element 49, which the release magnets 14 and 15 in corresponding recesses takes up and also acts as a seal.
  • the trigger magnets 14 and 15 are rigidly connected to the housing 13 and have lines 50 soldered to their rear sides.
  • the opposite sides of the two trigger magnets 14 and 15 are overlapped by two contact elements 51 and 52, which are cup-shaped and overlap with their edge the free end of the two trigger magnets 14 and 15.
  • the edges are angled so that they are slightly bent inwards and enclose an angle of less than 90 * . This creates increased spark safety outside the switching device.
  • the elastic element 49 is designed, for example, as a rubber layer and also has a peripheral edge 53 which surrounds the grounding ring 34. Finally, there is a base plate 54 within the grounding ring 34, which has recesses through which the two contact learners 54 and 52 can pass.
  • the base plate 54 allows the triggering device 3 to rest snugly on the switching device 2, but the elastic element 49 allows mutual relative movements of the two devices 2 and 3 to a small extent.
  • the spring travel possible for the two release magnets 14 and 15 through the elastic element 49 is designated 55 and also represents the travel distance of the two contact elements 51 and 52. When the release device 3 is attached, this is so elastic element 49 compressed by an amount 55.
  • FIG. 10 shows a magnetic switch 4, in which an inner magnet 36 is seated in an opposite pole in an outer ring magnet 37.
  • the inner magnet 36 is in the equilibrium of forces when the center planes of the inner magnet 36 and the ring magnet 37 coincide.
  • the release magnet 14 approaches, the inner magnet 36, guided by an insulation ring 38, is pressed towards the bottom of the housing 16 due to the repulsive forces, where it finally bridges the live contact point 19 and a conductor strip 39, which is connected to the contact cap 17 .
  • a spring element 12 can be omitted.
  • FIG. 10 shows a magnetic switch 4, in which an inner magnet 36 is seated in an opposite pole in an outer ring magnet 37.
  • the inner magnet 36 is in the equilibrium of forces when the center planes of the inner magnet 36 and the ring magnet 37 coincide.
  • the release magnet 14 approaches, the inner magnet 36, guided by an insulation ring 38, is pressed towards the bottom of the housing 16 due to the repulsive forces, where it finally bridges the live contact point 19 and
  • a cylindrical inner magnet 36 is provided with the same poles in an outer ring magnet 37 fixedly arranged in the housing 16.
  • the inner magnet 36 is located in an insulation ring 38 and is pushed into the rest position due to the repulsive forces against the bottom of the housing 16. If the release magnet 14 approaches, the internal magnet 36 is pulled against the contact cap 17 by the attractive forces from the switch-on point.
  • the repelling force generated by the ring magnet 37 shows a parabolic course with a maximum in the central plane 41 with a decreasing distance 40.
  • the inner magnet 36 has only the function of making contact and can therefore be dimensioned relatively small.
  • the adhesive force with which the release magnet 14 is held is essentially based on the interaction with the ring magnet 37 (see also FIG. 10).
  • FIG. 12 schematically shows an embodiment of a multiple connection device 42 shown, which has both the switching device 2 and the release device 3, which are indistinguishable from the outside, but only because of the effect of their magnetic forces.
  • Several of these multiple connection devices 42 can be joined together in a modular manner and in this way form a type of multiple socket, the maximum size of which is determined by the permissible total load.
  • a nut element is connected to the network via a cable and can accommodate a multiple connection device 42 with a consumer connected to each of the remaining three side edges.
  • the nut element has fuses that are accessible from the outside.
  • the mother element and the are advantageous
  • FIG. 14 One form of application of the switching device 2 according to the invention is shown in FIG. 14 and can serve, for example, as an alternative to the child locks for conventional sockets which have been customary to date.
  • This arrangement consists of a socket adapter 43 on its underside is designed in accordance with the standardized power plugs with contact pins 44 and protective contact.
  • This adapter 43 is designed in shape and dimension so that it sits as flush as possible and with high adhesive force in the conventional socket and can only be removed with a special tool.
  • the adhesive force is considerably higher than the adhesive forces of a triggering device 3 connected to a switching device 2.
  • a plug adapter 45 is proposed, which is shown in FIG. 15.
  • This plug adapter has a socket into which plug contact pins 46 of conventional flat European plugs 47 can be inserted.
  • the trigger device 3 according to the invention is located on the top, the magnets of which are electrically connected to the plug contact pins 46.

Landscapes

  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Description

Titel: Ele tromechanische Verbindungsvorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung mit einer mit einer Spannungsquelle verbindbaren und einen bistabilen Magnetschalter aufweisenden Schalteinrichtung und einer wenigstens einen Λuslöse agneten aufweisenden und mit einem Verbraucher verbindbaren Auslöseeinrichtung, mit der der Magnetschalter von einer Ruhelage in eine Arbeitslage bringbar und dabei der Kontakt wenigstens eines Kontaktpaares und die elektrische Verbindung zwischen der Schalteinrichtung und der Auslöseeinrichtung herstellbar ist.
Verbindungsvorrichtungen, bei denen die Schalteinrichtung als bistabiler Magnetschalter ausgebildet ist, sind bekannt. So ist z.B. in der DE 29 09 448 ein magnetisch betätigter elektrischer Schalter beschrieben, der eine Schalteinrichtung aufweist, deren Magnetschalter über einen schwenkbar festgelegten Magneten betätigt wird. In der Offenstellung wird der den Magnetschalter betätigende Schaltmagnet über zwei weitere Magnete, die ein gegenpoliges Feld aufweisen, aus dem Bereich des Kontaktpaares so weit herausgeschwenkt, daß der Schalter geöffnet ist. Ein Schließen des Schalters wird dadurch erzielt, daß dem herausgeschwenkten Magneten ein in einer Auslöseeinrichtung vorgesehener Auslösemagnet angenähert wird, der den Magneten anzieht und in Richtung auf das Kontaktpaar wo weit verschwenkt, bis der Magnet am Kontaktpaar anliegt und diesen schließt. Durch Anlage der Auslöseeinrichtung an der Schalteinrichtung wird schließlich die elektrische Verbindung von der Spannungsquelle zum Verbraucher hergestellt. Als nachteilig hat sich bei dieser bekannten Anordnung herausgestellt, daß aufgrund der schwenkbaren Festlegung des den Magnetschalter betätigenden Magneten in der Schalteinrichtung eine nicht unbeachtliche Bautiefe und -breite erforderlich ist, da der Magnet eine gewisse Wegstrecke nach hinten wegschwenken muß. Außerdem hat sich als nachteilig herausgestellt, daß der Schaltpunkt, bei dem das Kontaktpaar geschlossen wird, nur ungenau einstellbar ist, da dieser von der Magnetkraft des zu verschwenkenden Magneten, von der Magnetkraft der den Magneten auslenkenden, seitlich angeordneten Magneten und schließlich von der Magnetkraft des Auslösemagneten abhängt. Hieraus resultieren schwer reproduzierbare Kräfteverhältnisse, die eine großzügige geometrische Auslegung aller Elemente erfordert. Insbesondere auch, um ein versehentliches Einschalten bei Erschütterungen zu vermeiden. Aufgrund des nur ungenau einstellbaren Schaltpunktes besteht die Möglichkeit, daß das Kontaktpaar durch den Magneten zur gegenseitigen Anlage gebracht wird und dadurch die an der Oberfläche der Schalteinrichtung liegende Kontaktfläche mit der Spannungsquelle verbunden wird, bevor diese Kontaktfläche durch die angenäherte Auslöseeinrichtung vollständig abgedeckt worden ist. Auch beim Abheben der Auslöseeinrichtung besteht insbesondere aufgrund der Hysterese die Gefahr, daß man bei einer unachtsamen Betätigung der Vorrichtung versehentlich mit der Kontaktfläche in Berührung kommen und einen Stromschlag erhalten kann. Dies wird bei der bekannten Vorrichtung dadurch vermieden, daß die Kontaktfläche der Schalteinrichtung von einem großdimensionierten Rand umgeben ist, in den die Auslöseeinrichtung eingeschoben werden muß. Die Kindersicherheit ist nur bedingt gewährleistet. Es wird also das Prinzip des in der Bundesrepublik Deutschland üblichen Schutzkontaktsteckers verwendet. Zwar wird dadurch verhindert, daß die Kontaktfläche und damit ein spannungsführender Pol berührt werden kann, es muß jedoch in Kauf genommen werden, daß durch diese Maßnahme die Tiefe der Vorrichtung noch weiter vergrößert wird und daß die Vorrichtung aufgrund des vorstehenden Randes problematisch zu säubern ist. Außerdem ist bei einem vorstehenden Rand die Beschädigungsgefahr des Randes erhöht, was zu einer Sicherheitsbeeinträchtigung führen kann. Ferner ist die Ästhetik dieser Vorrichtung nur mäßig reizvoll. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit einer geringeren Bautiefe bereitzustellen, die außerdem einen genauer definierbaren Schaltpunkt aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Magnetschalter die Kontakte zweier Kontaktpaare durch mindestens einen in der Schalteinrichtung verschiebliσh geführten Magneten geschlossen oder geöffnet werden, wobei der Magnet der Schalteinrichtung durch spezielle, in der Auslöseeinrichtung realisierte Magnetfelder in die Arbeitslage schaltbar und in der Ruhelage mit einer bestimmten Schwellkraft gegen einen Anschlag gedrängt ist.
Unter speziellen Magnetfeldern werden Magnetfelder verstanden, die in normaler, alltäglicher Umgebung nicht verfügbar sind, insbesondere nicht durch gebräuchliche Haushaltsmagnete erzeugt werden können, wodurch die Kindersicherheit der Verbindungsvorrichtung erhöht wird. Diese speziellen Magnetfelder können z.B. durch Verwendung besonders starker Hochenergiemagnete realisiert werden, oder sie sind durch magnetische Codierungen realisiert.
Dadurch, daß der Magnetschalter wenigstens einen in der Schalteinrichtung verschieblich geführten Magneten aufweist, der in der Ruhelage gegen einen Anschlag gedrängt ist, wird der Kontakt der beiden Kontaktpaare erst dann geschlossen, wenn der Magnet die Ruhestellung verläßt und die Arbeitslage einnimmt, wobei er eine lineare Bewegung ausführt. Außerdem ist die lineare Bewegung des Magneten weitaus einfacher beherrschbar als Schwenkbewegungen oder dgl.. Bei der linearen Bewegung wird vorteilhaft der Kontakt der beiden Kontaktpaare erst dann geschlossen, wenn der Magnet den Verschiebeweg vollständig durchlaufen hat und demnach seine Arbeitslage einnimmt. Vorteilhaft ist der wenigstens eine Magnet auf einem Magnetschlitten angeordnet. Die Ruhelage des Magnetschlittens ist dadurch definiert, daß dieser über Magnetkräfte gegen einen Anschlag gedrängt ist. Werden nun der bzw. die beiden Auslösemagnete der Auslöseeinrichtung in Richtung auf die Schalteinrichtung bewegt, so wirken die Magnetkräfte der Auslösemagnete auf den Magnetschlitten ein. Da der Magnetschlitten aufgrund der Wechselwirkung der Magnetkräfte der Magnete der Schalteinrichtung mit einer ferromagnetischen Platte oder eines Permanentmagneten gegen einen Anschlag gedrängt ist, verläßt dieser seine Ruhelage so lange nicht, wie die Magnetkräfte des Auslösemagneten die Magnetkräfte der Magnete der Schalteinrichtung nicht überwiegen. Ab einer bestimmten Lage des Auslösemagneten in Bezug auf die Schalteinrichtung werden dessen Magnetkräfte jedoch so groß, daß sie die Magnetkräfte der Magnete der Schalteinrichtung aufheben: Der Magnetschlitten ändert sprunghaft seine Position in Richtung Arbeitslage und schließt die Kontakte der beiden Kontaktpaare. Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo der Magnet bei Annäherung der Auslöseeinrichtung sich allmählich in Richtung auf das Kontaktpaar bewegt, wird bei der Erfindung das Kontaktpaar spontan geschlossen. Hieraus resultiert nicht nur ein exakt definierbarer Schaltpunkt, sondern es wird auch ein funkensichereres Schalten gewährleistet. Die Auslösemagnete haben also eine Auslöse- und eine Haltefunktion.
Daneben bietet die Anordnung des Magnets bzw. der Magnete der Sσhalteinrichtung auf einem Magnetschlitten den Vorteil, daß beide Kontakte zur selben Zeit entweder ein- oder ausgeschaltet werden, daß sich ein schnelleres Abschaltverhalten, insbesondere bei schiefem Abheben des Auslöseelements ergibt, und daß ein Schaltvorgang nur dann ausgelöst wird, wenn die Auslösemagnete in der geometrisch vorgesehenen Lage mit dem Magnetschlitten in Wechselwirkung treten. Das gleichzeitige Schalten beider Kontaktpaare erhöht außerdem die Sicherheit der Verbindungsvorrichtung, wodurch die Möglichkeit ausgeschlossen wird, daß z.B. beim Abdrehen des Auslöseelements kein Kontakt z.B. über den Verbraucher unter Spannung steht und eventuell berührt werden kann. Da die Magnetkraft der Magnete der Schalteinrichtung und der Magnete der Auslöseeinrichtung u.a. auch reversibel temperaturabhängig sind, wird mit der erfindungsgesmäßen Verbindungsvorrichtung ein weiterer Sicherheitsaspekt dadurch geschaffen, daß die Kontaktierung ab einer gewissen Temperatur unterbrochen wird. Befindet sich z.B. auf der Kontaktfläche ein Flüssigkeitsfilm und stellt dieser einen Widerstand dar, so wird dessen Temperatur durch den hindurchfließenden Strom allmählich erhöht. Dabei werden jedoch auch das Gehäuse der Schalteinrichtung und das Gehäuse der Auslöseeinrichtung erwärmt, was unterhalb einer bestimmten Temperaturgrenze unbedenklich ist. Ab einer bestimmten Temperatur kann dies jedoch zu einer Beschädigung der Vorrichtung führen. Die Magnete können nun so ausgewählt werden, daß deren Anziehungskraft ab einer bestimmten Temperatur, die unterhalb der kritischen Temperatur liegt, nicht mehr für eine gegenseitige Anziehung ausreicht. Erwärmt sich nun die erfindungsgemäße Vorrichtung so weit, bis diese Temperatur erreicht ist, so fällt der Magnetschalter ab und geht in seine Ruhestellung zurück. Da nun kein Strom mehr fließt, findet keine weitere Erwärmung statt und die gesamte Vorrichtung kühlt sich allmählich wieder ab. Hat sie eine Temperatur erreicht, bei der die Magnete ihre ursprüngliche Anziehungskraft wieder erreicht haben, so wird die Verbindung zwischen den beiden Einrichtungen wiederhergestellt. Durch die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung ist also ein Totalversagen aufgrund von thermischer Beschädigung ausgeschlossen.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Magnetschlitten über die Magnete mittels einer ferromagnetischen Platte in die Ruhelage gedrängt ist. Dabei bildet die ferromagnetische Platte den Anschlag für den Magnetschlitten. Wird bei dieser Ausführungsform die Auslöseeinrichtung mit dem Auslösemagnet der Schalteinrichtung angenähert, so wird der Magnetschlitten erst dann aus seiner Ruhelage in die Arbeitslage bewegt, wenn die Haftkraft der beiden Magnete an der ferromagnetischen Platte durch den Auslösemagnet bzw. durch die beiden Auslösemagneten der Auslöseeinrichtung überwunden wird. Solange der Magnetschlitten an der ferromagnetischen Platte anliegt, ist der Schaltkontakt der Vorrichtung mit Sicherheit noch nicht hergestellt.
Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Magnetschlitten über neben den Magneten angeordneten magnetischen Elementen in die Ruhelage gedrängt ist. Diese magnetischen Elemente werden z.B. von weiteren, mit der Schalteinrichtung starr verbundenen Magneten, insbesondere Ringmagneten, gebildet, die so gepolt sind, daß sie die Magnete mit dem Magnetschlitten in die Ruhelage drängen. Auch diese Ausführungsform gewährleistet einen exakt definierten Schaltpunkt, da der Magnetschlitten erst dann aus seiner Ruhelage bewegt wird, wenn die Kraft der starr mit der Schalteinrichtung verbundenen magnetischen Elementen von der Magnetkraft des Auslösemagneten überwunden wird.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Verschieberichtung der Magnete von ihrer Ruhelage in die Arbeitslage der Aufsetzrichtung der Auslöseeinrichtung auf die Schalteinrichtung entspricht. Hierdurch erhält die Verbindungsvorrichtung eine einfache Bauform. Außerdem bedarf es außer dem Aufsetzen der Auslöseeinrichtung auf die Schalteinrichtung keiner zusätzlichen Handgriffe, um den elektrischen Kontakt herzustellen.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Magnete und/oder die Magnetplatte über zusätzliche mechanische Elemente, wie Federn oder dgl., in die Ruhelage gedrängt sind. Mit der Feder wird eine rücktreibende Kraft mit linearer Kennlinie erzeugt, die auf den Schlitten in Richtung auf dessen Ruhelage einwirkt, wodurch erreicht wird, daß das Hystereseverhalten der Schaltcharakteristik auf ein Minimum reduziert wird. Eine weitere Vereinfachung der Ausgestaltung der erfindungsgeraäßen Vorrichtung wird dadurch erzielt, daß die Magnete der Sσhalteinrichtung und/oder die Auslösemagnete der Auslöseeinrichtung als stromführende Elemente ausgebildet sind. Hierdurch werden zusätzliche Bauteile vermieden, da der Strom direkt über die Magnete an die entsprechenden zugeordneten Kontakte herangeführt werden kann. Neben einer einfacheren Bauausführung der Vorrichtung kann durch diese Maßnahme auch das Bauvolumen reduziert werden.
Eine größere Sicherheit, eine Erhöhung der Haftkraft besonders gegen seitliches Verschieben in Verbindung mit einem schnellen Abschalten beim Abheben der Auslöseeinrichtung wird bevorzugt dadurch erzielt, daß die Magnete der Schalteinrichtung und die Auslösemagnete der Auslöseeinrichtuhg zueinander korrespondierende magnetische Codierungen aufweisen, insbesondere als ineinandergeschobene Ringmagnete ausgebildet sind. Ringmagnete haben den Vorteil, daß sie auf besonders einfache Weise herstellbar sind, indem nämlich in einen hülsenförmigen Ringmagneten ein zylinderförmiger magnetischer Kern eingeschoben wird. Dieser Kern weist jedoch eine gegensinnige Polung auf. Sind die Magnete der Schalteinrichtung und der Auslöseeinrichtung z.B. auf diese Weise codiert, so wirkt die Magnetkraft des Auslösemagneten nur dann auf den Magneten der Schalteinrichtung, wenn die Magente zueinander korrespondierende Stellungen einnehmen. Aufgrund eines fehlenden Führungsrahmens wird die Herstellung eines Kontaktes auch bei schwer zugänglichen Stellen, z.B. hinter Möbeln und dgl. ermöglicht. Trotz der großen Haftkraft ist die Auslöseeinrichtung mühelos von der Schalteinrichtung entfernbar, da sie seitlich abgedreht werden kann. Insbesondere stellen vor der Verbindungsvorrichtung stehende Möbel kein Hindernis dar.
Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Magnetschlitten permanent mit der Spannungsquelle verbunden ist. Dies hat den Vorteil, daß lediglich durch die Lageänderung des Magnetschlittens, der dabei an den Kontaktpaaren zu liegen kommt, der Schalter geschlossen und die Kontaktierung hergestellt werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen,daß der Magnetschlitten in der Arbeitslage die Pole von zwei Kontakten überbrückt und dadurch die elektrische Verbindung herstellt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der überspannungssichere Luftabstand zwischen dem Magnetschlitten und den Polen kleiner gewählt werden kann, wodurch sich die Bautiefe der Vorrichtung verringert und der nichtlineare Verlauf der Magnetkraft besser beherrschbar ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung sieht vor, daß die Schalteinrichtung eine ebene Oberfläche aufweist und die von außen zugänglichen Kontakte aus einem niederohmigen, nicht ferromagnetischen Material bestehen. Diese flache und kompakte Bauweise der Schalteinrichtung besitzt den Vorteil, daß sie einfach zu säubern und damit hygienisch unproblematisch ist und zudem eine Beschädigungsgefahr vermindert ist. Neben diesen Vorteilen bietet die Schalteinrichtung neuartige Designmöglichkeiten mit attraktiven Anwendungen, die neuesten ästhetischen Gesichtspunkten gerecht wird.
Dadurch, daß die Schalteinrichtung und die Auslöseeinrichtung jeweils einen die Kontakte umgebenden Erdungsring aufweisen, wird die Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Berühren der Kontakte im eingeschalteten Zustand der Verbindungsvorrichtung weiter vermindert. Wird zwischen die Auslöseeinrichtung und die Schalteinrichtung ein flacher Gegenstand geschoben, so steht dieser stets in Kontakt mit dem Erdungsring, so daß ein Stromschlag weitestgehend vermieden wird. Diese Sicherheit ist auch bei aufliegendem Flüssigkeitsfilm gewährleistet. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Gehäuse der Auslöseeinrichtung einen den die Flachseite des Gehäuses überragenden Teil der Magnete umgebenden Rand auf, wobei innerhalb des Randes ein die Magnete umgebenes elastisches Element angeordnet ist, das den Rand und die Magnete überragt und wobei die Magnete mit das elastische Element durchdringenden Kontaktelementen, insbesondere elastisch in Verbindung stehen. Durch diese Ausgestaltung der der Schalteinrichtung zugewandten Seite der Auslöseeinrichtung ist diese bis zu einem bestimmten Grad verformbar. Ferner können kleine Unebenheiten auf der Kontaktfläche der Schalteinrichtung problemlos ausgeglichen werden. Dies hat zum Vorteil, daß die beiden Elemente hinsichtlich der Ebenheit ihrer Kontaktflächen mit geringerer Präzision gefertigt werden können und daher kostengünstiger herstellbar sind. Ferner führt ein einseitiges Anheben der Auslöseeinrichtung nicht sofort zur Trennung der Verbindungsvorrichtung. Ferner dient das elastische Element als Dichtung, so daß z.B. im geschalteten Zustand von außen kein Wasser zwischen die Kontaktflächen eindringen kann. Diese Ausgestaltung bietet auch eine erhöhte Funkensicherheit außerhalb des Gehäuses der Schalteinrichtung, da das Auslöseelement erst dann abgehoben wird, wenn der Schlitten seine Ruhelage einnimmt, in der die Kontaktpaare bereits offen sind. Bevorzugt sind die Kontaktele ente topfförmig ausgebildet und nehmen das freie Ende der Magnete auf, wobei der Boden der Kontaktelemente die Kontaktstelle des Auslöseelements bildet. Hierdurch wird der Vorteil geschaffen, daß eine gewisse Spielfreiheit zwischen den Magneten der Schalteinrichtung und der Auslöseeinrichtung geschaffen wird, ohne daß sofort der Kontakt unterbrochen wird. Eine in dem elastischen Element eingesetzte insbesondere ebenfalls elastische Platte bildet die Anlagefläche der Auslöseeinrichtung und gewährleistet somit ein sattes Anliegen an der Schalteinrichtung, wobei jedoch die Auslöseeinrichtung Relativbewegungen durchführen kann, da die Platte über das elastische Element schwimmend aufgenommen ist.
Bevorzugt bilden die Platte, der Boden der Kontaktelemente und der Erdungsring eine ebene Anlagefläche, was u.a. eine leichte Reinigung der Kontaktfläche der Auslöseeinrichtung erlaubt. Ein einfacher Aufbau wird dadurch erzielt, daß die Auslösemagnete mit einem Stromleiter verbunden sind. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, daß die Enden des Stromleiters direkt mit den Auslösemagneten verlötet sind.
Bei einer vorteilhaften AusführungsVariante ist vorgesehen, daß die Verbindungsvorrichtung einteilig ausgebildet ist und sowohl die Schalteinrichtung als auch die Auslöseeinrichtung aufweist. Bei dieser Ausgestaltung kann die Verbindungsvorrichtung sowohl als Schalteinrichtung als auch als Auslöseeinrichtung verwendet werden, und bilden eine erweiterbare, kombinierbare Mehrfachsteckerleiste. Diese Steckerleiste ist über ein Kabel an das Netz anzuschließen und kann über eine oder mehrere Schalteinrichtungen entsprechend viele Auslöεeeinrichtungen aufnehmen, die wiederum, da sie eine Schalteinrichtung besitzen, Auslöseeinrichtungen aufnehmen können. Die einzelnen Elemente können nach außen hin gleich ausgebildet sein, so daß auch eine Vielzahl von aneinandergekuppelten Verbindungsvorrichtungen ein ansprechendes ästhetisches Erscheinungsbild aufweisen. Die einzelnen
Verbindungsvorrichtungen können jedoch auch in Form und Farbe voneinander abweichen, so daß sie aufgrund der individuellen Kombination jeweils unterschiedliche Gebilde ergeben.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Schalteinrichtung einen herkömmlichen Stecker und/oder die Auslöseeinrichtung eine herkömmliche Steckdose aufweisen. Aufgrund dieser Ausgestaltung wird eine Kindersicherung geschaffen, indem die Schalteinrichtung in eine herkömmliche Steckdose eingesteckt werden kann und somit diese Steckdose für das System der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung umgerüstet werden kann. Auch können die Stecker der Verbraucher dadurch umgerüstet werden, daß die Auslöseeinrichtung eine herkömmliche Steckdose aufweist, so daß sie an die herkömmlichen Stecker angeschlossen werden kann. Die solchermaßen ausgebildeten Vorrichtungen sind wie Adapter handhabbar. Um ein unbeabsichtigtes Lösen von den herkömmlichen Steckern bzw. Steckdosen zu vermeiden, weisen sie Schraub- oder Schnappvorrichtungen auf, mit denen nur ein kontrolliertes Abziehen möglich ist.
Eine weitere Verminderung der Baugröße der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch erzielt, daß die Magnete als Hochenergiemagnete ausgebildet sind und insbesondere aus der Gruppe der seltenen Erden wie Samarium-Kobalt oder Neodymium-Eisen-Bor bestehen. Magnete aus derartigen Verbindungen zeichnen sich durch ein hohes Energieprodukt und eine hohe Koerzitivfeidstärke aus und besitzen dadurch eine außergewöhnlich hohe Haftkraft. Ferner weisen die Magnete einen geringen elektrischen Widerstand auf, der durch Galvanisierung mit Kupfer noch weiter reduziert werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung wiedergegebenen Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination bei der Erfindung verwirklicht sein. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 einen Längsschnit durch eine erste
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit von der Schalteinrichtung abgehobener Auslöseeinrichtung und in der Ruhelage sich befindendem Magnetschalter;
Figur 2 ein Kraft-Wege-Diagramm, die
Schaltcharakteristik einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigend;
Figur 3 ein weiteres Kraft- Wege-Diagramm, die
Schaltcharakteristik der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zeigend;
Figur 4 einen Schnitt IV-IV gemäß Figur 1;
Figur 5 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des
Magnetschlittens; Figur 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung;
Figur 7 eine Anordnung der Schaltmagnete und deren elektrische Schaltung;
Figur 8 eine Draufsicht auf die Kontaktseite einer weiteren Ausführungsform der Auslöseeinrichtung;
Figur 9 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Auslöseeinrichtung;
Figuren 10 jeweils einen Querschnitt durch zwei weitere und 11 Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung;
Figur 12 eine schematische Wiedergabe einer Mehrfach- Verbindungsvorrichtung;
Figur 13 ein Anwendungsbeispiel der in der Figur 12 gezeigten Mehrfach-Verbindungsvorrichtung;
Figur 14 eine als Adapter ausgebildete Schalteinrichtung zur Verwendung bei herkömmlichen Steckdosen; und Figur 15 eine als Adapter ausgebildete
Auslöseeinrichtung zur Verwendung bei üblichen Europa-Flach-Steckern.
Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer insgesamt mit 1 bezeichneten VerbindungsVorrichtung, die eine mit 2 bezeichnete Schalteinrichtung und eine mit 3 bezeichnete Auslöseeinrichtung aufweist. In der Schalteinrichtung 2 ist ein Magnetschalter 4 angeordnet, der aus zwei Magneten 5 und 6 und einem die Magneten 5 und 6 verbindenden Magnetschlitten 7 besteht. Der Magnetschlitten 7 ist im wesentlichen plattenförmig ausgestaltet und trägt auf seiner einen Flachseite die beiden Magente 5 und 6, wobei bevorzugt Hochenergiemagnete aus der Gruppe der seltenen Erden, wie z.B. Samarium-Kobalt oder Neodymium-Eisen-Bor Einsatz finden. Auf der gegenüberliegenden Flachseite liegt der Magnetschlitten 7 an einer gehäusefesten ferromagnetischen Platte 8 an, die als Anschlag 9 dient. Die in der Figur 1 gezeigte Stellung des Magnetschalters 4 bzw. die Lage des Magnetschlittens 7 mit den Magneten 5 und 6 stellt die Ruhelage dar. Diese Ruhelage ist stabil, da der Magnetschlitten 7 durch die Anziehungskraft der Magnete 5 und 6 auf die ferromagnetische Platte 8 an diese gedrängt wird. Diese Anziehungskraft hängt ab von der Magnetkraft der Magnete 5 und 6 und vom Abstand dieser Magnete von der ferromagnetischen Platte 8. Dieser Abstand wird bestimmt von der Dicke 10 des Magnetschlittens 7 und ggf. von einer Galvanisierschicht 11 oder einer anderen elektrisch leitenden Verbindung, die zwischen der ferromagnetischen Platte 8 und den Magneten 5 und 6 auf der einen Flachseite des Magnetschlittens 7 aufgebracht ist. Ferner ist in Figur 1 erkennbar, daß an dem Magnetschlitten 7 schematisch wiedergegebene Federelemente 12 ohne Vorspannung anliegen.
Die Auslöseeinrichtung 3 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 13 und zwei in dem Gehäuse 13 festgelegten Auslösemagneten 14 und 15, von denen bei dieser Ausführungsform jeweils ein Pol bündig mit der der Schalteinrichtung 2 zugewandten Flachseite abschließt.
Wird diese Auslöseeinrichtung 3 der Schalteinrichtung 2 angenähert, so üben die beiden Auslösemagneten 14 und 15 Magnetkräfte auf die Magneten 5 und 6 aus. Wird die Anziehungskraft der beiden Auslösemagneten 14 und 15 so groß, daß sie die Haltekraft der Magnete 5 und 6 gegenüber der ferromagnetischen Platte 8 überwiegt, so wird der Magnetschlitten 7 in Richtung auf das Auslöseelement 3 linear, d.h. in der Figur 1 vertikal nach oben verschoben. Das Ende des Verschiebeweges 22 ist dann erreicht, wenn die Magnete 5 und 6 an der Innenseite von in das Gehäuse 16 der Schalteinrichtung 2 eingelassenen Kontakthütchen 17 und 18 anliegen. In dieser Stellung liegen außerdem die Galvanisierschichten 11 des Magnetschlittens 7 an Kontaktstellen 19 und 20 an, die ihrerseits mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle in Verbindung stehen. Der Magnetschlitten 7 befindet sich nun in der Arbeitslage und verbindet die Kontaktstellen 19 und 20 mit den Kontakthütchen 17 und 18. An diesen Kontakthütchen 17 und 18 liegen die Auslöse agente 14 und 15 an, die ihrerseits mit einem ebenfalls nicht dargestellten Verbraucher in Verbindung stehen.
Ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktstellen 19 und 20 und dem Verbraucher wird dadurch gewährleistet, daß die Magnete 5 und 6 bzw. 14 und 15 einen geringen elektrischen Widerstand aufweisen, wobei die elektrische Leitfähigkeit ggf. durch Galvanisierung mit Kupfer noch weiter reduziert werden kann. Die Magnete 5 und 6 sind auf den Magnetschlitten 7 aufgelötet, wobei die elektrische Verbindung zwischen den Magneten 5 und 6 um mindestens den überspannungssicheren Luftabstand 21 unterbrochen ist. Die dünnen, niederohmigen und nicht ferromagnetischen Kontakthütchen 17 und 18 befinden sich im Abstand 22 von den Magneten 5 und 6, wobei der Abstand 22 dem Arbeitsweg des Magnetschlittens 7 von der Ruhe- in die Arbeitslage entspricht. Dieser Abstand 22 entspricht auch dem Abstand 23 der Kontaktstellen 19 und 20 von der Galvanisierschicht 11 des Magnetschlittens 7. Die Summe der beiden Abstände 22 und 23 entsprechen mindestens dem überspannungssicheren Luftabstand 21. Schließlich weist das Gehäuse im Bereich seines Randes einen Erdungsring 56 auf.
Das in der Figur 2 wiedergegebene Diagramm, das nur qualitativ zu verstehen ist, zeigt die Schaltcharakterisitk der Ausführungsform der Figur 1, wobei die Federelemente 12 unberücksichtigt bleiben, d.h. die Federlemente 12 eine Federkraft von Null aufweisen. Entlang der Abszisse ist der Abstand s zwischen den Magneten 5 und 6 und den Auslösemagneten 14 und 15 in mm aufgetragen, wohingegen die Ordinate die auf den Magnetschlitten 7 wirkende Kraft F anzeigt. Die Ein- und Ausschaltpunkte 24 und 25 sind erreicht, wenn die Magnete 5 und 6 an den Kontakthütchen 17 und 18 gerade anliegen bzw. sich von diesen gerade lösen. Bei Annäherung der Auslöseeinrichtung 3 folgt der Kraftverlauf der Kurve 26. Ab der Schnittlinie mit der Abszisse fängt der Magnetschlitten 7 an, sich frei über den Arbeitsweg 22 zu bewegen (gestrichelte Linie), bis die Magnete 5 und 6 an den Innenflächen der Kontakthütchen 17 und 18 anliegen. Beim Abheben der Auslöseeinrichtung 3 folgt der Kraftverlauf der Kurve 27, bis der Magnetschlitten 7 beim Ausschaltpunkt 25 wieder in die Ruhelage gezogen wird. Ab dem Ausschaltpunkt 25 bewegt sich der Magnetschlitten 7 entlang der dort angesetzten gestrichelten Linie zur Kurve 26. Die Schaltcharakteristik zeigt ein ausgeprägtes Hystereverhalten. Bis zum Abschalten muß die Auslöseeinrichtung 3 einige mm (in der Zeichnung ca. 9 mm) abgehoben werden. Um eine geometrische Sicherheitsvorkehrung in Form einer Vertiefung zu vermeiden, wird die rücktreibende Kraft durch die Federelemente 12 mit linearer Kennlinie ergänzt. Dadurch läßt sich die Hysterese auf ca. 0,1 bis 0,5 mm verengen. Eine derartige Schaltcharakteristik ist in dem Kraft-Wege-Diagramm der Figur 3 wiedergegeben, die ebenfalls nur qualitativ zu verstehen ist. Der Ein- und Ausschaltpunkt 24 bzw. 25 kann dicht über der Oberfläche der Schalteinrichtung 2 eingestellt werden.
Das in der Figur 1 wiedergegebene Federelement 12 ist, wie bereits erwähnt, nur schematisch dargestellt. Eine Ausführungsform dieses Federelements 12 ist in der Figur 4 gezeigt, die einen Schnitt IV-IV der Figur 1 wiedergibt. Das Federelement 12 ist bei dieser Ausführungsform als Blattfeder 28 ausgeführt, die beidseitig im Gehäuse 16 eingespannt und mittig über die ganze Kontaktfläche der Galvanisierschicht ll des Magnetschlittens 7 sich erstreckt und an diesem befestigt ist. Der Magnetschlitten 7 ist dadurch nicht mehr frei beweglich, sondern wird durch die Blattfeder 28 definiert geführt. Dadurch werden Reibungskräfte und -Verluste vermieden. Um sichere, federnde Kontakte zu gewährleisten, ist die Kontaktstelle 20 ebenfalls als Blattfeder ausgebildet und weist einen geringen Federweg 29 auf. Die Blattfeder 28 ist in der Ruhelage nicht vorgespannt.
In der Figur 5 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Magnetschlittens 7 wiedergegeben, der im wesentlichen die Form eines Rechtecks aufweist, bei dem beidseitig in der Längsachse liegende Kontaktzungen 30 vorstehen. Diese Kontaktzungen 30 dienen zur Befestigung der Blattfedern 28. Ein derart ausgebildeter Magentschlitten 7, der die Magnete 5 und 6 trägt, weist gegenüber unabhängig voneinander schaltbaren Einzelmagneten die Vorteile auf, daß beide Kontakte zur selben Zeit entweder ein- oder ausgeschaltet werden, daß sie ein schnelleres Abschaltverhalten, insbesondere bei schiefem Abheben der Auslöseeinrichtung 3 aufweisen, und daß ein Schaltvorgang nur dann ausgelöst wird, wenn beide Auslösemagente 14 und 15 in der geometrisch vorgesehenen Lage mit dem Magnetschlitten 7 in Wechselwirkung stehen. Die Kraft eines einzelnen Magneten reicht nicht aus. um den Magnetschlitten 7 von der Ruhe- in die Arbeitslage zu bewegen oder dort zu halten.
Um zu verhindern, daß der Magnetschlitten 7 mit beliebigen, ausreichend starken Magneten, insbesondere potentiellen Haushaltsmagneten, geschaltet werden kann, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform die verwendeten Magnete 5 und 6 bzw. 14 und 15 codiert. Dies erfolgt z.B. dadurch, daß die Magnete 5 und 6 bzw. 14 und 15 aus mehreren, alternierend gepolten Magneten zusammengesetzt sind. Am zweckmäßigsten ist die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Codierung, bei der ein zylinderförmiger Innenmagnet 31 in einen Ringmagneten 32 etwa gleichen Volumens gegenpolig eingeschoben ist. Andere Codierungen sind denkbar, solange sie der Forderung der Rotationssymraetrie um den Punkt 33 genügen.
Ein weiterer Vorteil von alternierend gepolten Feldern ist zudem die erhöhte Haftkraft, die insbesondere gegen seitliches Verschieben wesentlich verbessert ist. Mit der vorgeschlagenen Codierung ist diese Haftkraftverbesserung in alle Richtungen der Oberflächenebene auf einfache Weise realisiert. Ein weiterer Vorteil gegenpoliger Magnetfelder ist schließlich ein schnelleres Abschaltverhalten des bistabilen Magnetschalters 4, insbesondere beim Abdrehen. Die Figur 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung 1, bei der die Doppelfunktion der Auslösemagnete 14,15, nämlich einerseits das Auslösen des Schaltvorganges, andererseits die mechanische Haftung der Auslöseeinrichtung 3 an der Schalteinrichtung 2, getrennt ist. Die Auslöseeinrichtung 3 weist zusätzlich einen zwischen die zwei Magneten 14,15 mittig angebrachten Magneten 57 auf, wobei die Magnete 14,15 als Haftmagnete und der Magnet 57 als Auslösemagnet dient. Entsprechend enthält die Schalteinrichtung einen dazu korrespondierenden Schaltmagneten 58, der auf dem elektrisch isolierenden Magnetschlitten 7 aufgebracht ist. Die Kontaktflächen 17,18 können bei dieser Ausführungsform aus elektrisch gut leitendem ferromagnetischen Material oder aus Permanentmagneten oder aus einer Kombination bestehen, die bei Auflage der Magnete 14,15 einen geschlossenen Magnetkreis mit höchster Haftkraft ermöglichen. Auf dem Magnetschlitten 7 sind elektrisch leitende Flächen 11 vorgesehen, über die die spannungsführenden Zuleitungen 19,20 mit den Kontaktflächen 17,18 im geschalteten Zustand überbrückt werden. Der Schaltmagnet 58 kann bei dieser Ausführungsform relativ klein dimensioniert werden, da er nur die für sichere Kontakte erforderlichen Kontaktkräfte erbringen muß. Die Rückstellfedern 12 können somit kleiner ausfallen. Außerdem können die Kontaktplatten 17,18 relativ dick ausgebildet sein. Ferner kann der Abstand zwischen den Magneten 57 und 58 relativ groß sein.
In der Figur 7 ist eine Ausführungsform wiedergegeben, bei der die gegenseitige Abhängigkeit der Kontaktherstellung durch elektrische Schaltvorgänge erzeugt wird. Dabei sind zwei Schaltmagnete 5,6 auf zwei Schlitten 7a,7b aufgebracht und unabhängig voneinander schaltbar, wobei jeder der Magnetschlitten 7a,7b dem anderen elektrisch vorgeschaltet ist. In der Arbeitslage gibt der vorgeschaltete Magnetschlitten die jeweilige Spannungsquelle für den anderen Schlitten zum Schalten frei, indem die an der Gehäusedecke angebrachten Zuleitungen 19,20 durch die auf dem Schlitten befindlichen elektrischen Leiterbahnen 59,60 mit den ebenfalls an der Gehäusedecke angebrachten Überbrückungsstegen 61,62 elektrisch verbunden werden.
Durch geeignet angebrachte geometrische Erhöhungen bzw. Vertiefungen auf der Schalteinrichtung 2 und korrespondierend dazu an der Auslöseeinrichtung 3 kann erreicht werden, daß die Kontakte nur hergestellt bzw. auch gehalten werden, wenn die Auslöseeinrichtung 3 sich in der dafür vorgesehenen Position befindet. Z.B. könnten die Kontaktflächen 17,18 als leichte Erhebung ausgebildet sein oder Erhebungen bzw. Vertiefungen aufweisen, wobei die Höhenunterschiede im Bereich von 1 bis 2 mm Höhe liegen.
Die Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf die Kontaktoberfläche der Auslöseeinrichtung 3, bei der die Auslösemagnete 14 und 15 fest mit dem nichtmagnetischen und isolierenden Gehäuse 13 verbunden sind. Die nicht dargestellten Anschlußkabel sind z.B.- direkt mit den Auslösemagneten 14 und 15 verlötet. Ferner ist in Figur 8 zu erkennen, daß die beiden Magnete 14 und 15 von einem Erdungsring 34 umgeben sind, der bündig in das elektrisch isolierende Gehäuse 13 eingelassen ist und mindestens einen überspannungssicheren Luftabstand 35 zu den Magneten 14 und 15 aufweist. Wird bei einer derart ausgebildeten Auslöseeinrichtung 3 ein flacher Metallgegenstand zwischen Auslöseeinrichtung 3 und Schalteinrichtung 2 geschoben und ein spannungsführender Pol berührt, so wird durch den Erdungsring 34 die Gefahr eines elektrischen Schlages vermieden.
Bei dem in der Figur 9 wiedergegebenen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer Auslöseeinrichtung 3 ist das Gehäuse 13 mit einem umlaufenden Rand 48 versehen. Dieser Rand 48 umschließt ein elastisches Element 49, welches die Auslösemagnete 14 und 15 in entsprechenden Ausnehmungen aufnimmt und zusätzlich als Dichtung wirkt. Die Auslösemagnete 14 und 15 sind mit dem Gehäuse 13 starr verbunden und weisen an ihren Rückseiten angelötete Leitungen 50 auf. Die gegenüberliegenden Seiten der beiden Auslösemagnete 14 und 15 sind von zwei Kontaktelementen 51 und 52 übergriffen, die topfförmig ausgebildet sind und mit ihrem Rand das freie Ende der beiden Auslösemagnete 14 und 15 übergreifen. Die Ränder sind so abgewinkelt, daß sie geringfügig nach innen gebogen sind und einen Winkel von weniger als 90* einschließen. Hierdurch wird eine erhöhte Funkensicherheit außerhalb der Schalteinrichtung geschaffen. Das elastische Element 49 ist z.B. als Gummischicht ausgebildet und weist ebenfalls einen umlaufenden Rand 53 auf, der den Erdungsring 34 umgreift. Schließlich befindet sich innerhalb des Erdungsrings 34 eine Bodenplatte 54, die Ausnehmungen aufweist, durch die die beiden Kontaktelernen e 54 und 52 hindurchtreten können. Die Bodenplatte 54 erlaubt ein sattes Aufliegen der Auslöseeinrichtung 3 auf der Schalteinrichtung 2, wobei jedoch durch das elastische Element 49 gegenseitige Relativbewegungen der beiden Einrichtungen 2 und 3 in geringem Maße ermöglicht werden. Der durch das elastische Element 49 mögliche Federweg für die beiden Auslösemagnete 14 und 15 ist mit 55 bezeichnet und stellt auch den Arbeitsweg der beiden Kontaktelemente 51 und 52 dar. Bei aufgesetzter Auslöseeinrichtung 3 ist also das elastische Element 49 um einen Betrag 55 zusammengepreßt. Hierdurch ist es nahezu fast unmöglich, einen flachen Metallgegenstand zwischen die Schalteinrichtung 2 und die Auslöseeinrichtung 3 einzuschieben, ohne einen Kurzschluß zum Erdungsring 34 auszulösen. Eine Personengefährung ist deshalb weitestgehend ausgeschlossen. Ferner kann aufgrund des zusammengepreßten elastischen Elements bzw. aufgrund dessen Randes 53 in geschaltetem Zustand der Vorrichtung 1 kein Wasser zwischen die beiden Einrichtungen 2 und 3 eindringen.
Weitere Ausführungsformen des Aufbaus der Schalteinrichtung 2 sind in den Figuren 10 und 11 dargestellt. Die Figur 10 zeigt einen Magnetschalter 4, bei dem ein Innenmagnet 36 gegenpolig in einem äußeren Ringmagneten 37 sitzt. Der Innenmagnet 36 befindet sich im Kräftgleichgewicht, wenn sich die Mittelebenen von Innenmagnet 36 und Ringmagnet 37 decken. Bei Annäherung des Auslösemagneten 14 wird der Innenmagnet 36, geführt durch einen Isolationsring 38, aufgrund der abstoßenden Kräfte in Richtung des Bodens des Gehäuses 16 gedrückt, wo er schießlich die spannungsführende Kontaktstelle 19 und einen Leitungsstreifen 39, der mit dem Kontakthütchen 17 verbunden ist, überbrückt. Bei Verwendung eines derart aufgebauten MagnetSchalters 4 kann ein Federelement 12 entfallen. Bei der in der Figur 11 gezeigten Ausführungsform eines Magnetschalters 4 ist ein zylinderförmiger Innenmagnet 36 gleichpolig in einem äußeren, im Gehäuse 16 fest angeordneten Ringmagneten 37 vorgesehen. Der Innenmagnet 36 befindet sich in einem Isolationsring 38 und wird aufgrund der abstoßenden Kräfte gegen den Boden des Gehäuses 16 in die Ruhelage gedrängt. Nähert sich der Auslösemagnet 14, so wird der Innenmagnet 36 ab dem Einschaltpunkt von den anziehenden Kräften gegen das Kontakthütchen 17 gezogen. Die vom Ringmagnet 37 erzeugte abstoßende Kraft zeigt mit abnehmendem Abstand 40 einen parabelförmigen Verlauf mit Maximum in der Mittelebene 41. Durch geeignete geometrische Dimensionierung von Innenmagnet 36 und Ringmagnet 37 in Kombination mit einer rückwärtigen ferromagnetischen Platte 8 kann die korrigierende Federkraft wesentlich verringert werden bzw. eventuell sogar vollständig wegfallen und dadurch der Aufbau vereinfacht werden. Der Innenmagnet 36 hat nur die Funktion der Kontaktherstellung und kann deshalb relativ klein dimensioniert werden. Die Haftkraft, mit der der Auslösemagnet 14 gehalten wird, beruht im wesentlichen auf der Wechselwirkung mit dem Ringmagneten 37 (siehe auch Figur 10).
In der Figur 12 ist in schematischer Weise eine Ausführungsform einer Mehrfach-Verbindungsvorrichtung 42 dargestellt, die sowohl die Schalteinrichtung 2 als auch die Auslöseeinrichtung 3 aufweist, die von außen nicht zu unterscheiden sind, sondern nur aufgrund der Wirkung ihrer Magnetkräfte. Mehrere dieser Mehrfach-Verbindungsvorrichtungen 42 können bausteinartig beliebig aneinandergefügt werden und bilden auf diese Weise eine Art Mehrfachsteckdose, deren maximale Größe durch die zulässige Gesamtlast bestimmt ist. Bei dieser Kombinationsanordnung ist ein Mutterelement über ein Kabel ans Netz angeschlossen und kann an den übrigen drei Seitenkanten jeweils eine Mehrfach-Verbindungsvorrichtung 42 mit einem daran angeschlossenen Verbraucher aufnehmen. Das Mutterelement weist von außen zugängliche Sicherungen auf. Vorteilhaft sind das Mutterelement und die
Mehrfach-Verbindungsvorrichtungen optisch gleich ausgebildet, so daß sich eine elegante, handliche und in Form und Farbe ansprechende Kombinationsanordnung aufbauen lassen kann. Eine derartige Anordnung ist in schematischer Weise in der Figur 13 wiedergegeben.
Eine Anwendungsform der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung 2 ist in der Figur 14 wiedergegeben und kann z.B. als Alternative zu den bislang üblichen Kindersicherungen für herkömmliche Steckdosen dienen. Diese Anordnung besteht aus einem Steckdosenadapter 43, der auf seiner Unterseite entsprechend den standardisierten Netzsteckern mit Kontaktstiften 44 und Schutzkontakt ausgebildet ist. Dieser Adapter 43 ist in Form und Dimension so ausgebildet, daß er möglichst bündig und mit hoher Haftkraft in der herkömmlichen Steckdose sitzt und nur mit speziellem Werkzeug wieder abnehmbar ist. Dabei ist die Haftkraft wesentlich höher als die Haftkräfte einer mit einer Schalteinrichtung 2 verbundenen Auslöseeinrichtung 3.
Zur einfachen Umrüstung wird ein Steckeradapter 45 vorgeschlagen, der in der Figur 15 wiedergegeben ist. Dieser Steckeradapter weist eine Buchse auf, in die Steckerkontaktstifte 46 herkömmlicher Europa-Flach-Stecker 47 eingeschoben werden können. Auf der Oberseite befindet sich die erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung 3, deren Magnete mit den Steckerkontaktstiften 46 elektrisch verbunden sind. Mit den Adaptern 43 und 45 können somit herkömmliche Steckdosen und Stecker auf die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 1 umgerüstet werden, ohne daß diese ausgetauscht werden müßten.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung (1) mit einer mit einer Spannungsquelle verbindbaren und einen Magnetschalter (4) aufweisenden Schalteinrichtung (2) und einer wenigstens einen Auslösemagnet (14 bzw. 15) aufweisenden und mit einem Verbraucher verbindbaren Auslöseeinrichtung (3), mit der der Magnetschalter (4) von einer Ruhelage in eine Arbeitslage bringbar und dabei der Kontakt wenigstens eines Kontaktpaares und die elektrische Verbindung zwischen der Schalteinrichtung (2) und der Auslöseeinrichtung (3) herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Magnetschalter (4) die Kontakte wenigstens zweier Kontaktpaare durch mindestens einen in der Schalteinrichtung (2) verschieblich geführten Magneten (5 bzw. 6) geschlossen bzw. geöffnet werden, wobei der Magnet (5 bzw. 6) der Schalteinrichtung (2) durch spezielle, in der Auslöseeinrichtung (3) realisierte Magnetfelder in die Arbeitslage schaltbar und insbesondere in der Ruhelage mit einer bestimmten Schwellkraft gegen einen Anschlag (7) gedrängt ist.
2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (5 und 6, 14 und 15, 36 und 37) der Schalteinrichtung als Hochenergiemagnete ausgebildet sind und insbesondere aus der Gruppe der seltenen Erden, wie Samarium-Kobalt oder Neodymium- Eisen-Bor bestehen.
3. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete
(5 und 6) der Schalteinrichtung (2) und die Auslösemagnete (14 und 15) der Auslöseeinrichtung (3) zueinander korrespondierende magnetische, insbesondere die Bedingung der Rotationssymmetrie erfüllende Codierungen aufweisen, insbesondere als ineinandergeschobene Ringmagnete ausgebildet sind.
4. VerbindungsVorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte der Kontaktpaare durch wenigstens einen insbesondere auf einem Magnetschlitten (7) angeordneten Schaltmagneten (5 bzw. 6) geschlossen und geöffnet werden, wobei bei mehreren Schaltmagneten die Schaltmagnete (5 und 6) gleichzeitig bewegt werden.
5. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetschlitten (7) über die Magnete (5 und 6) mittels einer ferromagnetischen Platte (8) oder Permanentmagnete in die Ruhelage gedrängt ist.
6. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetschlitten (7) über neben den Magneten (5 und 6 bzw. 36) angeordneten magnetischen Elementen (37) in die Ruhelage gedrängt ist.
7. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschieberichtung der Magnete (5 und 6) von ihrer Ruhelage in die Arbeitslage der Aufsetzrichtung der Auslöseeinrichtung (3) auf die Schalteinrichtung (2) entspricht.
8. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete
(5 und 6) und/oder die Magnetplatte (7) über zusätzliche mechanische Elemente, wie Federn (12,28) oder dgl., in die Ruhelage gedrängt sind.
9. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (5 und 6) und/oder die Auslösemagnete (14 und 15) als stromführende Elemente ausgebildet sind und insbesondere über ein Anschlußkabel mit einer Spannungsquelle bzw. einem Verbraucher verbunden sind.
10. Verbindungsvsorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetschlitten (7) permanent mit den Spannungsquellen verbunden ist bzw. in der Arbeitsstellung die Kontakte der Kontaktpaare überbrückt.
11. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (2) eine ebene Oberfläche aufweist und die von außen zugänglichen Kontakte aus einem niederohmigen, nichtferromagnetischen Material bestehen.
12. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (2) und die Auslöseeinrichtung (3) jeweils einen die Kontakte umgebenenden Erdungsring (34,56) aufweisen.
13. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) der Auslöseeinrichtung (3) einen den die Flachseite des Gehäuses (13) überragenden Teil der Magnete (14,15) umgebenden Rand (48) aufweist, daß innerhalb des Randes (48) ein die Magnete (14,15) umgebendes elastisches Element (49) angeordnet ist, das den Rand (48) und die Magnete (14,15) überragt, und daß die Magnete (14,15) mit das elastische Element (49) durchdringenden Kontaktelementen (51,52), insbesondere elastisch in Verbindung stehen.
14. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (51,52) topfförmig ausgebildet sind und das freie Ende der Magnete (14,15) aufnehmen, wobei der Boden der Kontaktelemente (51,52) die Kontaktstelle der Auslöseeinrichtung (3) bildet.
15. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösemagnete (14,15) mit einem Stromleiter (50) verbunden sind.
16. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einteilig ausgebildet ist und sowohl die Schalteinrichtung (2) als auch die Auslδseeinrichtung (3) aufweist.
17. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Adapter ausgebildet ist und die Schalteinrichtung (2) einen herkömmlichen Stecker und/oder die Auslöseeinrichtung (3) eine herkömmliche Streckdose aufweisen.
18. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Decke des Gehäuses (16) Kontaktplatten in Form von Kontaktfedern vorgesehen sind, die jeweils mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden sind.
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