EP0922315B1 - Elektromechanische verbindungsvorrichtung - Google Patents

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EP0922315B1
EP0922315B1 EP97942880A EP97942880A EP0922315B1 EP 0922315 B1 EP0922315 B1 EP 0922315B1 EP 97942880 A EP97942880 A EP 97942880A EP 97942880 A EP97942880 A EP 97942880A EP 0922315 B1 EP0922315 B1 EP 0922315B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching
switching device
magnets
triggering
safety part
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97942880A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0922315A1 (de
Inventor
Achim Bullinger
Klaus-Dieter Fritsch
Hermann Neidlein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0922315A1 publication Critical patent/EP0922315A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0922315B1 publication Critical patent/EP0922315B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 according to the preamble of claim 1 Art.
  • connection device of this type is described in EP 0 573 471 B1.
  • the connection device Through the known connection device, the from a switching device, which the Function of a conventional socket takes over, and a release device, which functions as a connector takes over, there is a connecting device created that has a very low depth and which also meets high security requirements.
  • the electromechanical connection device EP 0 573 471 B1 is both mechanical and also the electrical contact via magnets.
  • a work sled with power supply contacts is connectable, as well as the switching magnets electrically conductive.
  • the power connection is made directly via contact caps to release magnets in the release device conducted, which are also electrically conductive.
  • an electrical Conductivity in the event of a short circuit to one Loss of heat sensitive magnetic components leads.
  • the previously known device is due the voltage and power line via the contact caps and the magnets are still relatively wide.
  • Coded magnets mean that several small ones Magnetic parts with different polarities into one Total magnets are connected. A magnetic attraction can only be opposed by accordingly polarized and similarly coded magnetic parts can be achieved. This is through the interaction of the Magnets in the switching device and in the release device realized accordingly. Compared to known ones No magnetic attraction is generated to magnets.
  • the known electromechanical connection device works very safely, especially when the electrical Contact pairs and thus their poles from the coded magnets be arranged separately. If very high and unexpected surges, e.g. a short circuit, however, it could become one in extreme situations Gluing or welding of parts in the release device come. In such a case, it could happen that the work carriage after removing the Trigger device no longer drops, with which electricity on the exposed current-carrying pole. So that exists Risk of electrical accidents.
  • Electromechanical connection device mentioned at the beginning to improve in such a way that even in an extreme situation, in which there is a sticking of the work sled could come in the powered position, electrical Avoid accidents, especially a power cut to reach the poles.
  • this task is characterized by Part of claim 1 mentioned features solved.
  • the fuse part according to the invention in the switching device in cooperation with the corresponding opposite in the release device is reliably avoided that if the work carriage sticks in the current-switched position of the current-carrying pole of the switching device is still under power.
  • the inventors left thereby from the knowledge that a corresponding "normal" magnet in cooperation with a ferromagnetic Material or another magnet and - if necessary - has a more extensive magnetic field, especially if high-quality magnets are used compared to the coded switching magnets. This means the fuse part in the switching device is always the first of its counterpart in the release device tightened and then stays in position longer than the coded switching magnets on the work sled.
  • a simple constructive and space-saving arrangement and Training of the securing part can consist in that the securing part in a recess in the work carriage, preferably in a central area.
  • the safety part For a simple and perfect function of the safety part one becomes under or behind the safety part one on the side facing away from the triggering device Magnets or a part made of a ferromagnetic material provide through which the securing part safely into the Rest position is brought back. It's just for that too ensure that the magnetic attraction between the Securing part and the one behind or below it Magnet or the ferromagnetic material is lower than the magnetic attraction from the counterpart in the release device. This can be done in a simpler way Way by the magnet strength of the magnet and / or the reach the respective distances.
  • a very advantageous development of the invention can consist in that the securing part on the circumference with protruding Studs or pins is provided, the securing part moving from rest to electrically switched position a rotational movement around its Performs longitudinal axis and with the work slide with Cut-outs adapted to the size or shape of the nubs or pins has in the current-switched position of the Work slides pick up the knobs or pins.
  • the electromechanical connection device consists of a switching device 1, the function of a conventional Socket replaced and generally at one desired location is permanently installed, provided that it is not as an adapter for connection to conventional sockets or serves as an extension cable, and from a release device 2, the function of a conventional connector which is generally replaced with a consumer connected or which is directly to a consumer is arranged.
  • this switching device 1 and the associated one Tripping device 2 of the same design principle like the electromechanical described in EP 0 573 471 B1 Connecting device. So the switching device points 1 a closed assembly, which in no closer shown way from a housing and a cover consists.
  • the release device is also generally formed in two parts and provided with a cable connection 6, if the trigger device 2 is not itself part of a consumer represents or built directly into the consumer is.
  • a work slide 4 on the switching magnet 5 in the form of coded Magnetic parts 5a-5d are arranged by a ferromagnetic retaining plate 7 on the bottom of the housing held.
  • the ferromagnetic retaining plate can also be a magnetic ring.
  • Each coded magnet 5, consisting of the group of four, has two north and two south poles, the Poles are arranged to each other so that they are different Adjacent polarities.
  • the coded Magnets 5 are on the inside of the switching device 1 the work carriage 4 arranged so that they at their Movement in corresponding holes (see e.g. Fig. 1).
  • the current is introduced from the cable connection 3 to a contact element 11 (neutral conductor) and a contact element 12 (phase) in the upper housing area.
  • the current flow over bridges and contact elements is for reasons of clarity hereinafter only for the input contact 12 shown.
  • a contact element 13 which over an electrical bridge to another contact element 14 conducts electricity on the work sled.
  • Is located under the contact element 17 on the work slide 4 a contact element 18, which in turn over an electrically conductive bridge with a contact element 19 is connected to the work slide.
  • the Contact element 19 is located below the surface of the switching device leading poles 9. As from the Figures 9 and 11 can be seen, there are the contact elements 13, 14 and 18, 19 on elastic tongues of the Working sled through corresponding slots in the Working sledges are formed. This way is at Current supply given a correspondingly rich contact.
  • the current flow from the upper housing part the switching device over the work slide and back to the upper housing part and thus to the pole 9 also take place over a simple bridge.
  • Execution over the two bridges and the arched bridge part 16 in the upper part of the housing have the advantage that this way the distances required by the current strength in the idle state or not switched on can be reduced by half.
  • the semicircular Bridge 16 is only in this for constructional reasons If necessary, at the pole 9 or 10 "come over”.
  • the contact elements are also shown in FIG. 9 and bridges on the work sled for power supply to the pole 10 can be seen. 5 is also the ring-shaped in the upper part of the drawing Bridge can be seen for this.
  • the safety part 20 is either designed as a safety magnet, the with corresponding to ferromagnetic plates or counterparts works together or it consists of a disc ferromagnetic material.
  • the securing part 20 from a disk formed from a ferromagnetic material and in the Tripping device 2 is located with the safety part 20 cooperating magnet 21.
  • Another return magnet 22 is located in the lower part of the switching device 1. As can be seen from the figures, is located the securing part 20 in the central area of the switching device and the magnet 21 in the release device 2 lies when the trigger device is placed on the Switching device 1 directly above it. In the same way the return magnet 22 is located directly under the securing part 20 (see in particular Figures 1, 3 and 4).
  • the mode of operation is in particular from FIGS. 2 to 5 of the securing part 20 can be seen.
  • From the arched Contacts 16 lead safety lines on both sides 23a and 23b down to the lower housing area the switching device 1 and from there on the ground along inwards to the area of the securing part 20.
  • the securing part 20 is with a central bore Mistake. This hole serves as a guide on a mandrel 24.
  • the mandrel 24 has a helical shape on its circumference. This spiral shape works with a corresponding counter spiral the correspondingly helical central bore in the securing part 20 together.
  • the Securing part 20 is still on its circumference with two diametrically opposite knobs or pins 25 Mistake.
  • the mandrel 24 is with the lower portion of the housing the switching device 1 firmly connected.
  • the securing part moves with it a corresponding twist down and up.
  • the scope of the security part 20 protruding two pins 25 in their circumferential position accordingly twisted.
  • the securing part now works in the following way:
  • the fuse part is on the work slide 4 and pushes it because of this the magnetic force of the securing part 20 in cooperation with the magnet 22, the working slide 4 on the underside of the housing the switching device 1.
  • the work sledge 4 follows, for which the coded magnets 5, which with correspondingly opposite coded magnets 26 cooperate in the release device 2.
  • To unfold the required magnetic force is the coded one Magnets 26 in the same way with two groups of four four individual magnets combined, the individual magnets corresponding to the individual magnets 5a-5c Switching device are polarized in opposite directions.
  • the upper housing part of the switching device 1 By pulling the work sled to the bottom the upper housing part of the switching device 1 is also the connection of the input contacts via the contact elements 11 and 12 to the poles 9 and 10 created.
  • the Current path for the phase arriving at input contact 12 is from the input contact 12 to the contact element 13 on the work slide and there to the contact element 14, then back to the upper part of the housing Contact element 15 and over the arcuate bridge 16 to the contact element 17. From there the current reaches back to the contact element 18 on the work slide and from there via the contact element 19 back to the pole 9 arranged in the upper part of the housing from the input contact 11 to the pole 10 takes place in equivalent Wise.
  • the triggering device 2 is activated by the switching device 1 removed, the work slide 4 falls first due to the lower magnetic force of the coded magnets which breaks the circuit. Then falls also with a corresponding twist the securing part 20 since it is attracted to the magnet 22. Here there is a slight twist, which causes the circumferentially protruding pins 25 on the work sled hang up in the lower position. In switched Condition interfere with the protruding pins 25 Movement of the carriage 4, however, not because in In this position, they are located in recesses 27 in the work carriage 4, the larger shapes of the pens 25 are adapted. This situation can be seen from FIG.
  • poles 9 and 10 would be the current contact to corresponding counter contacts 28 and 29 in the Create trigger device to the desired consumer to supply with electricity.
  • the securing part 20 is provided. After removing the Tripping device 2 is namely the safety part 20, that works independently of the work slide 4 and for this purpose in a corresponding hole in the work slide can move freely, attracted by the magnet 22.
  • the securing part 20 lies in a central recess of the work sled 4.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Eine Verbindungsvorrichtung dieser Art ist in der EP 0 573 471 B1 beschrieben. Durch die vorbekannte Verbindungsvorrichtung, die aus einer Schalteinrichtung, welche die Funktion einer Steckdose herkömmlicher Art übernimmt, und einer Auslöseeinrichtung, welche die Funktion eines Stekkers übernimmt, besteht, wird eine Verbindungsvorrichtung geschaffen, die eine sehr geringe Bautiefe aufweist und die darüber hinaus hohen Sicherheitsanforderungen entspricht.
Bei der elektromechanischen Verbindungsvorrichtung nach der EP 0 573 471 B1 erfolgt sowohl der mechanische als auch der elektrische Kontakt über Magnete. Hierzu sind sowohl ein Arbeitsschlitten, der mit Stromzuführungskontakten verbindbar ist, als auch die Schaltmagnete elektrisch leitend. Die Stromverbindung wird direkt über Kontakthütchen zu Auslösemagnete in die Auslöseeinrichtung geleitet, die ebenfalls elektrisch leitend sind. Nachteilig bei dieser Stromführung ist jedoch, daß eine elektrische Leitfähigkeit im Falle eines Kurzschlusses zu einem Verlust der hitzeempfindlichen magnetischen Bauteile führt. Außerdem ist die vorbekannte Vorrichtung aufgrund der Spannungs- und Stromleitung über die Kontakthütchen und die Magnete noch relativ breit gebaut.
Mit codierten Magneten ist gemeint, daß mehrere kleine Magnetteile mit unterschiedlichen Polaritäten zu einem Gesamtmagneten verbunden sind. Eine magnetische Anziehungskraft kann nur durch entsprechend entgegengesetzt polarisierte und in gleicher Weise codierte Magnetteile erreicht werden. Dies ist durch das Zusammenwirken der Magnete in der Schalteinrichtung und in der Auslöseeinrichtung entsprechend verwirklicht. Gegenüber bekannten Magneten wird keine magnetische Anziehungskraft erzeugt.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Arbeitsschlitten nur bei einer Annäherung bzw. einem Aufsetzen der Auslöseeinrichtung auf die Schalteinrichtung von seiner Ruhelage abgehoben und in die elektrische Schaltposition gebracht wird, in der auf die beiden Pole des Kontaktpaares der Schalteinrichtung Strom gebracht wird. Dieser Strom wird dann über die Pole des Kontaktpaares der Auslöseeinrichtung zu dem Verbraucher geleitet. Nach einem Abheben der Auslöseeinrichtung und damit nach einer Entfernung der Magnetkraft fällt der Arbeitsschlitten wieder in die Ruheposition ab, womit die Stromzuführung zu den beiden Polen des Kontaktpaares unterbrochen wird.
Die vorbekannte elektromechanische Verbindungsvorrichtung arbeitet sehr sicher, insbesondere wenn die elektrischen Kontaktpaare und damit ihre Pole von den codierten Magneten getrennt angeordnet werden. Bei Auftreten von sehr hohen und unerwarteten Überspannungen, z.B. einem Kurzschluß, könnte es in Extremsituationen jedoch zu einem Verkleben bzw. Verschweißen von Teilen in der Auslöseeinrichtung kommen. In einem derartigen Falle könnte es passieren, daß der Arbeitsschlitten nach einem Entfernen der Auslöseeinrichtung nicht mehr abfällt, womit Strom auf dem freiliegenden stromführenden Pol liegt. Damit besteht die Gefahr von Stromunfällen.
Auch wenn eine derartige Situation in der Praxis bei einer sachgemäßen Handhabung kaum auftreten dürfte, so liegt der vorliegenden Erfindung trotzdem die Aufgabe zugrunde die eingangs erwähnte elektromechanische Verbindungsvorrichtung derart zu verbessern, daß auch in einer Extremsituation, bei dem es zu einem Verkleben des Arbeitsschlittens in der stromgeschalteten Lage kommen könnte, elektrische Unfälle zu vermeiden, insbesondere trotzdem eine Stromunterbrechung zu den Polen zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch das erfindungsgemäße Sicherungsteil in der Schalteinrichtung im Zusammenwirken mit dem entsprechenden Gegenteil in der Auslöseeinrichtung wird sicher vermieden, daß bei einem Festkleben des Arbeitsschlittens in der stromgeschalteten Lage der stromführende Pol der Schalteinrichtung weiter unter Strom steht. Die Erfinder gingen dabei von der Erkenntnis aus, daß ein entsprechend "normaler" Magnet im Zusammenwirken mit einem ferromagnetischen Material oder einem anderen Magneten ein eigenes und - fall nötig - weitreichenderes Magnetfeld aufweist, insbesondere wenn entsprechend hochwertige Magnete verwendet werden, im Vergleich zu den codierten Schaltmagneten. Dies bedeutet, das Sicherungsteil in der Schalteinrichtung wird stets zuerst von seinem Gegenstück in der Auslöseeinrichtung angezogen und verbleibt dann länger in der Position als die codierten Schaltmagnete auf dem Arbeitsschlitten. Da jedoch das Sicherungsteil vom Arbeitsschlitten und damit auch von den Schaltmagneten und auch von der Stromführung unabhängig ist, fällt es auf jeden Fall bei einer Abtrennung der Auslöseeinrichtung in seine Ruhelage zurück. Verbleibt nun der Arbeitsschlitten in seiner stromgeschalteten Lage und fällt nicht in seine Ruhelage zurück, so kann das alleine in die Ruhelage zurückkehrende Sicherungsteil für einen gewollten Kurzschluß und damit für eine Stromunterbrechung zu den freiliegenden Kontaktelementen sorgen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, geeignete Stromleitungen für diesen Zweck vorzusehen. So kann z. B. bei fehlendem Verbraucher den Strom durch den verschweißten Schlitten von der Oberseite zur Unterseite der Kontaktstellen geleitet werden. Da sich jedoch das Sicherungsteil in seine Ruhelage zurückbewegt hat und damit unter dem Arbeitsschlitten liegt, kann es in dieser Lage die beiden Pole des Kontaktpaares der Schalteinrichtung überbrücken. Auf diese Weise kommt es zu einem Kurzschluß, durch den an einer entsprechenden Stelle die gesamte Stromzuführung unterbrochen wird.
In einfacher Weise kann dies dadurch erfolgen, daß in der Schalteinrichtung oder einem mit der Schalteinrichtung verbundenen Teil eine Glühsicherung angeordnet ist, die bei Kurzschluß durchbrennt. Derartige Glühsicherungen, die entsprechend in stromführenden Leitungen liegen, sind allgemein bekannt.
Eine einfache konstruktive und platzsparende Anordnung und Ausbildung des Sicherungsteiles kann darin bestehen, daß das Sicherungsteil in einer Aussparung des Arbeitsschlittens, vorzugsweise in einem zentralen Bereich, liegt.
Für eine einfache und einwandfreie Funktion des Sicherungsteiles wird man unter bzw. hinter dem Sicherungsteil auf der von der Auslöseeinrichtung abgewandten Seite einen Magneten oder ein Teil aus einem ferromagnetischen Material vorsehen, durch den das Sicherungsteil sicher in die Ruhelage zurückgebracht wird. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Sicherungsteil und dem dahinter bzw. darunter angeordneten Magnet oder dem ferromagnetischen Material geringer ist als die magnetische Anziehungskraft durch das Gegenstück in der Auslöseeinrichtung. Dies läßt sich in einfacher Weise durch die Magnetstärke des Magnetes und/oder der jeweiligen Abstände erreichen.
Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß das Sicherungsteil am Umfang mit vorstehenden Noppen oder Stiften versehen ist, wobei das Sicherungsteil bei seiner Bewegung von der Ruhelage in die elektrisch geschaltete Lage eine Drehbewegung um seine Längsachse durchführt und wobei der Arbeitsschlitten mit an die Noppen- oder Stiftgröße und Form angepaßte Aussparungen aufweist, die in der stromgeschalteten Lage des Arbeitsschlittens die Noppen oder Stifte aufnehmen.
Durch die Verdrehung des Sicherungsteiles während seiner Bewegung wird eine zusätzliche Sicherheit erreicht. Hierzu ist es lediglich erforderlich die Drehung so zu steuern, daß im stromgeschalteten Zustand die Noppen bzw. Stifte sich in einer derartigen Position befinden, daß sie in den entsprechenden Aussparungen im Arbeitsschlitten liegen. Im Normalfall kehren die codierten Schaltmagnete beim Abtrennen der Auslöseeinrichtung zuerst in ihre Ruhelage zurück, insbesondere wenn sie durch Rückstellfedern unterstützt sind. Das Sicherungsteil folgt entsprechend später mit einer Verdrehung. Durch diese Verdrehung wird erreicht, daß die Noppen oder Stifte in der Ruhelage nicht mehr mit den Aussparungen fluchten. Vielmehr drücken in dieser Lage die Noppen oder Stifte auf den Arbeitsschlitten und halten diesen in seiner Ruheposition. Dies bedeutet, es kann in der Ruheposition auch nicht zu unerwünschten Schwingungen des Arbeitsschlittens, z.B. aufgrund von äußeren Stößen oder Erschütterungen, kommen. Der Arbeitsschlitten liegt vielmehr fest eingeklemmt zwischen den Noppen oder Stiften des Sicherungsteiles und der unteren bzw. hinteren Wandung der Schalteinrichtung fest.
Umgekehrt, bei einer Aktivierung wird auf diese Weise erreicht, daß sich zuerst das Sicherungsteil in die stromgeschaltete Position bewegen muß und erst danach der Arbeitsschlitten folgen kann. Erst durch die Drehung des Sicherungsteiles auf dem Wege in die elektrisch geschaltete Position können sich die Aussparungen des Arbeitsschlittens über die Noppen bzw. Stifte schieben und damit fluchten, wonach die elektrische Schaltung erfolgt.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:
Fig. 1
einen Schnitt nach der Linie I-I durch die Schalteinrichtung und die daraufgesetzte Auslöseeinrichtung
Fig. 2
eine Draufsicht auf die Schalteinrichtung
Fig. 3
einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 mit dem Arbeitsschlitten in Ruhestellung
Fig. 4
einen Schnitt entsprechend dem nach der Fig. 3 mit aufgesetzter Auslöseeinrichtung im Schnitt und dem Arbeitsschlitten in stromgeschaltetem Zustand
Fig. 5
einen Schnitt durch die Schalteinrichtung
Fig. 6
einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5 durch den oberen Gehäuseteil der Schalteinrichtung
Fig. 7
einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 5 durch den oberen Gehäuseteil der Schalteinrichtung
Fig. 8
einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 5 durch den oberen Gehäuseteil der Schalteinrichtung
Fig. 9
eine Draufsicht auf den Arbeitsschlitten
Fig. 10
einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 9
Fig. 11
einen Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 9
Fig. 12
eine vergrößerte Darstellung des Sicherungsteiles mit einem wendelförmigen Stift zu dessen Führung
Die elektromechanische Verbindungsvorrichtung besteht aus einer Schalteinrichtung 1, die die Funktion einer herkömmlichen Steckdose ersetzt und die im allgemeinen an einer gewünschten Stelle fest eingebaut ist, sofern sie nicht als Adapter zur Verbindung mit herkömmlichen Steckdosen oder als Verlängerungskabel dient, und aus einer Auslöseeinrichtung 2, die die Funktion eines herkömmlichen Stekkers ersetzt, welche im allgemeinen mit einem Verbraucher verbunden ist oder welcher direkt an einem Verbraucher angeordnet ist. Sobald eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Schalteinrichtung 1 und der Auslöseeinrichtung 2 geschaffen ist, wird der jeweilige mit der Auslöseeinrichtung 2 verbundene Verbraucher entsprechend mit Strom versorgt.
Grundsätzlich ist diese Schalteinrichtung 1 und die dazugehörige Auslöseeinrichtung 2 vom gleichen Aufbauprinzip wie die in der EP 0 573 471 B1 beschriebene elektromechanische Verbindungsvorrichtung. So weist die Schalteinrichtung 1 eine geschlossene Baueinheit auf, die in nicht näher dargestellter Weise aus einem Gehäuse und einem Deckel besteht. In die Schalteinrichtung 1 mündet zur Verbindung mit einer Stromquelle eine Kabelverbindung 3. Die Auslöseeinrichtung ist ebenfalls im allgemeinen zweiteilig ausgebildet und mit einer Kabelverbindung 6 versehen, sofern die Auslöseeinrichtung 2 nicht selbst Teil eines Verbrauchers darstellt bzw. direkt in den Verbraucher eingebaut ist.
Im Ruhezustand, d.h. wenn die Auslöseeinrichtung 2 nicht auf die Schalteinrichtung 1 aufgesetzt ist, ist ein Arbeitsschlitten 4, auf dem Schaltmagnete 5 in Form von codierten Magnetteilen 5a-5d angeordnet sind, durch eine ferromagnetische Rückhalteplatte 7 auf dem Boden des Gehäuses gehalten. Die ferromagnetische Rückhalteplatte kann auch ein Magnetring sein. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, liegen sich zwei codierte Schaltmagnete 5 mit jeweils vier codierten Magnetteilen 5a-5d diametral gegenüber. Jeder codierte Magnet 5, bestehend aus der Vierergruppe, weist jeweils zwei Nord- und zwei Südpole auf, wobei die Pole so zueinander angeordnet sind, daß jeweils unterschiedliche Polaritäten aneinander angrenzen. Die codierten Magnete 5 sind im Inneren der Schalteinrichtung 1 auf dem Arbeitsschlitten 4 so angeordnet, daß sie bei ihrer Bewegung in entsprechenden Bohrungen geführt sind (siehe z.B. Fig. 1).
Zwei sich diametral gegenüberliegende Rückstellfedern 8, die ebenfalls in Bohrungen der Schalteinrichtung geführt sind, sorgen dafür, daß der Arbeitsschlitten 4 zusätzlich durch eine entsprechende Federkraft im nichtgeschalteten Zustand auf der ferromagnetischen Platte 7 gehalten ist. Gleichzeitig sorgen sie dafür, daß nach einem Abnehmen der Auslöseeinrichtung 2 von der Schalteinrichtung 1 der Arbeitsschlitten 4 wieder zur Anlage auf der ferromagnetischen Platte 7 gebracht wird. In den Figuren 5 bis 11 ist die Stromführung in der Schalteinrichtung bis zu einem stromführenden Pol 9 und einem Nullpol 10 als Nulleiter näher ersichtlich. Die Pole 9 und 10 sind als Stifte ausgebildet und ragen aus der Oberseite der Schalteinrichtung, im wesentlichen bündig mit der Oberseite, aus dieser frei heraus.
Die Stromeinleitung von der Kabelverbindung 3 aus erfolgt zu einem Kontaktelement 11 (Nulleiter) und einem Kontaktelement 12 (Phase) im oberen Gehäusebereich. Der Stromverlauf über Brücken und Kontaktelemente ist aus Übersichtlichkeitsgründen nachfolgend nur für den Eingangskontakt 12 dargestellt. Unter dem Eingangskontakt 12 befindet sich auf dem Arbeitsschlitten ein Kontaktelement 13, das über eine elektrische Brücke zu einem weiteren Kontaktelement 14 auf dem Arbeitsschlitten den Strom leitet. Über dem Kontaktelement 14 befindet sich in dem Gehäuseoberteil ein weiteres Kontaktelement 15, welches wiederum über eine bogenförmige Brücke 16 mit einem Kontakt 17, der sich ebenfalls im oberen Gehäuseteil befindet, in elektrischem Kontakt stehen. Unter dem Kontaktelement 17 befindet sich auf dem Arbeitsschlitten 4 ein Kontaktelement 18, das wiederum über eine elektrisch leitende Brücke mit einem Kontaktelement 19 auf dem Arbeitsschlitten verbunden ist. Das Kontaktelement 19 befindet sich unterhalb des zur Oberfläche der Schalteinrichtung führenden Poles 9. Wie aus den Figuren 9 und 11 ersichtlich ist, befinden sich die Kontaktelemente 13, 14 und 18, 19 auf elastischen Zungen des Arbeitsschlittens, die durch entsprechende Schlitze in dem Arbeitsschlitten gebildet sind. Auf diese Weise ist bei Stromführung ein entsprechend satter Kontakt gegeben.
Grundsätzlich könnte die Stromführung von dem oberen Gehäuseteil der Schalteinrichtung über den Arbeitsschlitten und zurück zu dem oberen Gehäuseteil und damit zu dem Pol 9 auch über eine einfache Brücke erfolgen. Die Ausführung über die beiden Brücken und das bogenförmige Brückenteil 16 im oberen Gehäuseteil haben jedoch den Vorteil, daß auf diese Weise die aufgrund der Stromstärke geforderten Abstände im Ruhezustand bzw. nicht geschalteten Zustand auf die Hälfte reduziert werden können. Die halbkreisförmige Brücke 16 ist lediglich aus konstruktiven Gründen in diesem Fall erforderlich, um an dem Pol 9 bzw. 10 "vorbeizukommen". Aus der Fig. 9 sind auch die Kontaktelemente und Brücken auf dem Arbeitsschlitten für die Stromführung zu dem Pol 10 ersichtlich. Aus der Fig. 5 ist ebenfalls im oberen Teil der Zeichnung die ringförmige Brücke hierfür ersichtlich.
Zusätzlich zu dieser grundsätzlich aus der eingangs erwähnten europäischen Patentschrift genannten Funktionsweise weist die vorliegende elektromechanische Verbindungsvorrichtung ein Sicherungsteil 20 auf. Das Sicherungsteil 20 ist entweder als Sicherungsmagnet ausgebildet, der mit entsprechend ferromagnetischen Platten bzw. Gegenstücken zusammenarbeitet oder er besteht aus einer Scheibe aus ferromagnetischem Material. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Sicherungsteil 20 aus einer Scheibe aus einem ferromagnetischen Material gebildet und in der Auslöseeinrichtung 2 befindet sich ein mit dem Sicherungsteil 20 zusammenarbeitender Magnet 21. Ein weiterer Rückholmagnet 22 befindet sich im Unterteil der Schalteinrichtung 1. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, befindet sich das Sicherungsteil 20 im zentralen Bereich der Schalteinrichtung und der Magnet 21 in der Auslöseeinrichtung 2 liegt beim Aufsetzen der Auslöseeinrichtung auf die Schalteinrichtung 1 direkt darüber. In gleicher Weise liegt der Rückholmagnet 22 direkt unter dem Sicherungsteil 20 (siehe insbesondere Figuren 1, 3 und 4).
Aus den Figuren 2 bis 5 ist insbesondere die Wirkungsweise des Sicherungsteiles 20 ersichtlich. Von den bogenförmigen Kontakten 16 führen jeweils zu beiden Seiten Sicherheitsleitungen 23a und 23b nach unten bis zum unteren Gehäusebereich der Schalteinrichtung 1 und von da aus am Boden entlang nach innen bis zu dem Bereich des Sicherungsteiles 20. Das Sicherungsteil 20 ist mit einer zentralen Bohrung versehen. Diese Bohrung dient als Führung auf einem Dorn 24. Der Dorn 24 besitzt auf seinem Umfang eine Wendelform. Diese Wendelform arbeitet mit einer entsprechenden Gegenwendel der hierzu entsprechend wendelförmig ausgebildeten zentralen Bohrung in dem Sicherungsteil 20 zusammen. Das Sicherungsteil 20 ist weiterhin auf seinem Umfang mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Noppen bzw. Stiften 25 versehen. Der Dorn 24 ist mit dem unteren Bereich des Gehäuses der Schalteinrichtung 1 fest verbunden. Durch die Wendelform des Dornes 24 und die wendelförmige Bohrung in dem Sicherungsteil 20 bewegt sich das Sicherungsteil mit einer entsprechenden Verdrehung nach unten und oben. Auf diese Weise werden die aus dem Umfang des Sicherungsteiles 20 vorragenden beiden Stifte 25 in ihrer Umfangslage entsprechend verdreht. Das Sicherungsteil funktioniert nun auf folgende Weise:
Im Ruhezustand, siehe Fig. 3, liegt das Sicherungsteil auf dem Arbeitsschlitten 4 und drückt diesen damit aufgrund der Magnetkraft des Sicherungsteiles 20 im Zusammenwirken mit dem Magnet 22 den Arbeitsschlitten 4 auf die Gehäuseunterseite der Schalteinrichtung 1. Wird die Auslöseeinrichtung 2 auf die Schalteinrichtung 1 aufgesetzt, so zieht der Magnet 21 das Sicherungsteil 20 an, womit sich das Sicherungsteil 20 entsprechend zusammen mit einer leichten Drehbewegung nach oben bewegt. Der Arbeitsschlitten 4 folgt nach, wobei für diesen die codierten Magnete 5, welche mit entsprechend gegengesetzt codierten Magneten 26 in der Auslöseeinrichtung 2 zusammenarbeiten. Zur Entfaltung der erforderlichen Magnetkraft sind die codierten Magnete 26 in gleicher Weise in zwei Vierergruppen mit jeweils vier Einzelmagneten zusammengefaßt, wobei die Einzelmagnete entsprechend zu den Einzelmagneten 5a-5c der Schalteinrichtung entgegengesetzt polarisiert sind.
Mit dem Anziehen des Arbeitsschlittens an die Unterseite des Gehäuseoberteiles der Schalteinrichtung 1 wird auch über die Kontaktelemente die Verbindung von den Eingangskontakten 11 und 12 zu den Polen 9 und 10 geschaffen. Der Stromweg für die beim Eingangskontakt 12 ankommende Phase ist dabei von dem Eingangskontakt 12 zu dem Kontaktelement 13 auf dem Arbeitsschlitten und dort zu dem Kontaktelement 14, anschließend zurück auf das Gehäuseoberteil zu dem Kontaktelement 15 und über die ringbogenförmige Brücke 16 zu dem Kontaktelement 17. Von da aus gelangt der Strom wieder zu dem Kontaktelement 18 auf dem Arbeitsschlitten und von dort aus über das Kontaktelement 19 zurück auf den im Gehäuseoberteil angeordneten Pol 9. Der Stromverlauf von dem Eingangskontakt 11 zu dem Pol 10 erfolgt in äquivalenter Weise.
Wird die Auslöseeinrichtung 2 von der Schalteinrichtung 1 abgenommen, so fällt zuerst der Arbeitsschlitten 4 aufgrund der geringeren Magnetkraft der codierten Magnete ab, womit der Stromkreis unterbrochen wird. Anschließend fällt auch mit einer entsprechenden Verdrehung das Sicherungsteil 20 ab, da es von dem Magneten 22 angezogen wird. Dabei kommt es zu einer leichten Verdrehung, wodurch sich die über den Umfang vorstehenden Stifte 25 auf den Arbeitsschlitten in der unteren Position auflegen. In geschaltetem Zustand stören die vorstehenden Stifte 25 die Bewegung des Arbeitsschlittens 4 jedoch nicht, denn in dieser Lage befinden sie sich in Aussparungen 27 des Arbeitsschlittens 4, die an die größeren Formen der Stifte 25 angepaßt sind. Aus Fig. 9 ist diese Lage ersichtlich.
Bleibt aus irgendwelchen Gründen nun der Arbeitsschlitten, z.B. durch ein Verkleben, auch bei Abnahme der Auslöseeinrichtung 2 in seiner oberen Position, so bedeutet dies, daß der Stromfluß bis zu den Polen 9 und 10 weitergegeben ist. Im Normalfall würden die Pole 9 und 10 den Stromkontakt zu entsprechenden Gegenkontakten 28 und 29 in der Auslöseeinrichtung herstellen, um den gewünschten Verbraucher mit Strom zu versorgen. Bei Fehlen der Auslöseeinrichtung 2 wäre nun die Gefahr von Stromunfällen aufgrund der freiliegenden Pole 9 und 10 gegeben. Damit trotzdem kein Strom in diesem Falle auf die Pole 9 und 10 kommt, ist das Sicherungsteil 20 vorgesehen. Nach Entfernen der Auslöseeinrichtung 2 wird nämlich das Sicherungsteil 20, das ja unabhängig von dem Arbeitsschlitten 4 arbeitet und hierzu in einer entsprechenden Bohrung des Arbeitsschlittens frei sich bewegen kann, von dem Magneten 22 angezogen. Dies bedeutet, er kehrt in seine Ruhestellung zurück und sitzt damit auf das Gehäuseunterteil auf. Da jedoch - im Unterschied zu der normalen Ruhestellung des Arbeitsschlittens 4 in seiner unteren Lage gemäß Fig. 3 - in einem derartigen Fall, wenn der Arbeitsschlitten 4 auf der Unterseite des Gehäuseoberteiles des Sicherungsteiles 1 verblieben ist, auf den Ringbogenkontakten 16 Strom. Der Strom von den beiden Ringbogenkontakten 16 wird über die Sicherungsleitung 23a und 23b nach unten bis unter das Sicherungsteil 20 geleitet. Dies bedeutet, sobald das Sicherungsteil 20 in seine Ruhelage nach Abnehmen der Auslöseeinrichtung 2 zurückkehrt, wird ein gewollter Kurzschluß zwischen den beiden Polen 9 und 10 geschaffen. Dieser Kurzschluß kann dann dazu verwendet werden, daß die gesamte Stromzuführung unterbrochen wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß in der Kabelzuführung 3 oder eingangsseitig in der Schalteinrichtung 1 bei der Stromzuführung eine an sich bekannte Glühsicherung 30 vorgesehen ist, die in diesem Falle durchbrennt und damit die Stromverbindung sicher unterbricht.
Das Sicherungsteil 20 liegt in einer zentralen Aussparung des Arbeitsschlittens 4.

Claims (7)

  1. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung mit einer über Stromzuführungskontakte (3) mit einer Stromquelle verbindbaren und auf einem Arbeitsschlitten (4) angeordnete Schaltmagnete (5) aufweisenden Schalteinrichtung (1), und mit einer Auslösemagnete aufweisenden und mit einem Verbraucher elektrisch verbindbaren Auslöseeinrichtung (2), durch die die Schaltmagnete von einer Ruhelage entgegen einer Rückhaltekraft in eine Arbeitslage bringbar sind und dabei der Kontakt von Kontaktpaaren und damit die elektrische Verbindung zwischen der Schalteinrichtung und der Auslöseeinrichtung herstellbar ist, wobei die Schaltmagnete durch eine spezielle Codierung mit den in der Auslöseeinrichtung angeordneten Auslösemagneten zur Realisierung bestimmter Magnetfelder für den Schaltvorgang zusammenarbeiten
    dadurch gekennzeichnet, daß
    in der Schalteinrichtung (1) wenigstens ein Sicherungsteil (20) in Form eines Sicherungsmagneten oder eines ferromagnetischen Materials derart aus einer Ruhelage in eine stromgeschaltete Lage durch einen in der Auslöseeinrichtung (2) angeordneten Gegenmagnet (21) oder ein ferromagnetisches Teil in Richtung auf die Auslöseeinrichtung (2) verschiebbar ist, daß das Sicherungsteil (20) bei einem Verbleiben des Arbeitsschlittens (4) im stromgeschalteten Zustand auch bei abgenommener Auslöseeinrichtung (2) bei der Rückkehr des Sicherungsteiles (20) in die Ruhestellung ein gewollter Kurzschluß zwischen den Polen (9,10) des Kontaktpaares der Schalteinrichtung (1) bewirkt.
  2. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    in der Schalteinrichtung (1) oder einem mit der Schalteinrichtung (1) verbundenen Teil eine Glühsicherung (30) angeordnet ist, die bei Kurzschluß durchbrennt.
  3. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Sicherungsteil (20) in einer zentralen Aussparung des Arbeitsschlittens (4) liegt.
  4. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    hinter bzw. unter dem Sicherungsteil (20) auf der von der Auslöseeinrichtung (2) abgewandten Seite der Schalteinrichtung (1) ein Rückhaltemagnet (22) oder ein ferromagnetisches Rückhalteteil angeordnet ist.
  5. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Sicherungsteil (20) am Umfang mit vorstehenden Noppen oder Stiften (25) versehen ist, wobei das Sicherungsteil (20) bei seiner Bewegung von der Ruhelage in die elektrisch geschaltete Lage eine Drehbewegung um seine Längsachse durchführt und wobei der Arbeitsschlitten (4) mit an die Noppen oder Stiftgröße und Form angepaßte Aussparungen (27) aufweist, die in der stromgeschalteten Lage des Arbeitsschlittens (4) die Noppen oder Stifte (25) aufnehmen.
  6. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Sicherungsteil (20) wendel- oder spiralförmig während seiner Bewegung aus der Ruhelage in die elektrisch geschaltete Lage bewegbar ist.
  7. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Sicherungsteil (20) auf einem Dorn (24) gelagert ist, wobei die Drehbewegung des Sicherungsteiles (20) durch eine Spiralnut- und Stiftverbindung zwischen dem Dorn (24) und dem Sicherungsteil (20) erfolgt.
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