DE3622948A1 - Contact arrangement for producing a conductive electrical connection - Google Patents
Contact arrangement for producing a conductive electrical connectionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung zur Her stellung einer leitenden elektrischen Verbindung, mit wenigstens zwei einem Kontaktpaar zugeordneten, mit Verbindungsmitteln verbindbar bzw. trennbar ausgebilde ten Kontaktelementen.The invention relates to a contact arrangement for Her position of a conductive electrical connection, with at least two associated with a contact pair, with Lanyards connectable or separable training th contact elements.
Kontaktanordnungen, welche zur zweiteiligen Herstellung einer leitenden elektrischen Verbindung schnell kuppel bar bzw. schnell trennbar ausgebildete Kontaktelemente aufweisen, sind bekannt. Es handelt sich bei solchen beispielsweise um sogenannte Steckverbindungen, die einerseits eine Steckdose mit festinstallierten Kontakt buchsen und andererseits einen Gerätestecker mit Kontakt stiften aufweisen. Vom Gerätestecker führt dann üblicherweise ein flexibles Kabel zu einem mit Strom zu versorgendes Gerät wie Lampe, Staubsauger, Waschmaschine und dergleichen.Contact arrangements leading to two-part production quickly dome a conductive electrical connection bar or quickly separable contact elements have are known. It is such for example, so-called plug connections, the on the one hand a socket with a permanently installed contact sockets and on the other hand a device plug with contact have pens. Then leads from the connector usually a flexible cable to one with power too supplying device such as lamp, vacuum cleaner, washing machine and the same.
Bei solchen Steckverbindungen bestehen die Verbin dungsmittel in einer Paarung einerseits von federnd ausgebildeten Kontakthülsen und andererseits von Kon taktstiften des Steckers, wobei die Kontakthülsen die Kontaktstifte form- und kraftschlüssig umgreifen und somit mit einer vorbestimmten Haltekraft festhalten. With such plug connections there is a connection in a pair of springy trained contact sleeves and on the other hand from Kon clock pins of the plug, the contact sleeves the Grasp the contact pins in a positive and non-positive manner thus hold with a predetermined holding force.
Kontaktanordnungen, deren Aufbau diesem Prinzip entspre chen, sind praktisch in allen Hausinstallationen und bei einer Vielzahl von handelsüblichen Geräten anzutreffen. Zu ihrer Bedienung ist ein gewisses Maß an Kraft und Zielsicherheit erforderlich. Für gesunde Personen ergibt sich hieraus keine Schwierigkeit zur Herstellung einer leitenden elektrischen Verbindung mittels Kontaktanord nungen in Steckerform. Für geistig oder körperlich be hinderte Personen kann die Herstellung einer leitenden elektrischen Verbindung mit den bekannten Steckeranord nungen zum Problem werden. Gedacht ist an die Herstel lung von insbesondere einer Ladestation und der Batte rieanordnung eines Behinderten-Fahrstuhls oder eines ähnlichen Hilfsgerätes für eine Person mit Gesundheits schäden.Contact arrangements, the structure of which corresponds to this principle Chen, are practically in all house installations and at a variety of commercially available devices. To operate them is a certain amount of strength and Target security required. For healthy people no difficulty in making one conductive electrical connection by means of a contact arrangement in plug form. For mentally or physically disabled people can make a senior electrical connection with the known connector arrangement become a problem. The manufacturer is thought of in particular of a charging station and the battery Belt arrangement of a handicapped elevator or one similar auxiliary device for a person with health damage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontakt anordnung zur Herstellung einer leitenden elektrischen Verbindung mit wenigstens zwei einem Kontaktpaar zuge ordneten, mit Verbindungsmitteln verbindbar bzw. trenn bar ausgebildeten Kontaktelementen anzugeben, welche insbesondere zur Herstellung von Anschlüssen zwischen einem Ladegerät und einem Hilfsgerät für kranke Perso nen, aber auch für andere batteriebetriebene Elektro fahrzeuge geeignet ist und deren Handhabung wesentlich unkomplizierter und leichter ist, als eine übliche und bekannte Stecker- oder Klemmverbindung vom Stand der Technik.The invention has for its object a contact arrangement for producing a conductive electrical Connection with at least two a pair of contacts ordered, connectable with lanyards or separate bar trained contact elements indicate which especially for making connections between a charger and an auxiliary device for sick people not only for other battery-operated electronics vehicles and their handling is essential is less complicated and easier than a usual and known plug or clamp connection from the prior art Technology.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird einer Kontaktanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschla gen, daß dem Kontaktpaar als Verbindungsmittel eine ein gegensätzlich gepoltes Magnetpolpaar aufweisende Magnet kupplung zugeordnet ist. To solve this problem, a contact arrangement of the type mentioned initially proposed according to the invention gene that the contact pair as a connecting means one magnet with opposite polarity clutch is assigned.
Mit Vorteil wird durch die erfindungsgemäße Ausgestal tung der Kontaktanordnung erreicht, daß die Batterie beispielsweise eines Elektrorollers in Betriebspausen schnell und ohne Schwierigkeit an das Ladegerät ange schlossen und aufgeladen werden kann, ohne daß erst irgendwelche Gehäuse geöffnet oder umständliche Lei tungsverbindungen hergestellt werden müssen. Die Erfin dung soll jedoch nicht ausschließlich auf diesen Verwen dungszweck eingeschränkt sein, sondern dieser dient lediglich als Ausführungsbeispiel. Darüber hinaus sind beliebig viele weitere Anwendungen denkbar, bei denen es bevorzugt auf eine einfache und schnelle Herstellung einer zweiteiligen elektrischen Verbindung ankommt.The embodiment according to the invention is advantageous device of the contact arrangement achieves that the battery for example an electric scooter during breaks attached to the charger quickly and without difficulty can be closed and charged without first any case open or awkward lei connection connections must be made. The Erfin but should not be used exclusively for this purpose intended purpose, but serves this purpose merely as an exemplary embodiment. Beyond that any number of other applications possible in which it prefers a simple and quick production a two-part electrical connection arrives.
Andererseits hat gerade bei dem genannten Beispiel der Aufladung einer Batterieanordnung mit Gleichstrom von vergleichsweise niedriger Spannung die Anordnung einer Magnetkupplung mit einem gegensätzlich gepolten Magnet polpaar den Vorteil, daß eine falsche Polung hierbei deswegen nicht hergestellt werden kann, weil nur gegen sätzlich gepolte Magnetpole in der vorgesehenen Paarung sich anziehen, während bekanntlich gleichgepolte Magnete sich mit großer Kraft abstoßen. Somit sorgt die Anord nung gegensätzlich gepolter Magnetpolpaare automatisch für die richtige Polung entsprechender Kontakte bei der erfindungsgemäß ausgeführten Kontaktanordnung.On the other hand, in the example mentioned, the Charging a battery assembly with direct current from comparatively low voltage the arrangement of a Magnetic coupling with a magnet with opposite polarity pole pair the advantage that incorrect polarity here therefore cannot be manufactured, because only against additionally polarized magnetic poles in the intended pairing get dressed while, as is well known, magnetically polarized repel with great strength. So the arrangement ensures of polarity pairs with opposite polarity automatically for the correct polarity of the corresponding contacts at the Contact arrangement designed according to the invention.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 9 vorge sehen.Further expedient refinements of the invention are according to the features of claims 2 to 9 see.
Die Erfindung wird in schematischen Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Er findung entnehmbar sind. Die Zeichnungen zeigen im einzelnen The invention is shown in schematic drawings in a shown preferred embodiment, wherein from the Drawings further advantageous details of the Er are removable. The drawings show in individual
Fig. 1 eine Kontaktanordnung in Seitenansicht und im Schnitt, Fig. 1 is a contact arrangement in a side view and in section,
Fig. 2 eine andere Ausführung einer Kontaktanordnung, ebenfalls in Seitenansicht und im Schnitt, Fig. 2 shows another embodiment of a contact assembly, also in side view and in section,
Fig. 3 eine Kontaktanordnung eines zweipoligen Kontakt paares, in Seitenansicht, Fig. 3 is a contact arrangement of a two-pole contact pair, in side view,
Fig. 4 einen Krankenfahrstuhl bei der Herstellung einer automatischen Kontaktverbindung mit einem Lade gerät, in Frontansicht. Fig. 4 shows an elevator in the production of an automatic contact connection with a charging device, in front view.
Die Kontaktanordnung zur Herstellung einer leitenden elektrischen Verbindung, mit wenigstens zwei zu einem Kontaktpaar 1 zugeordneten, mit Verbindungsmitteln ver bindbar bzw. trennbar ausgebildeten Kontaktelementen weist gemäß Fig. 1 als Verbindungsmittel eine Magnet kupplung auf, welche durch ein gegensätzlich gepoltes Magnetpolpaar mit den Polen 2 und 3 gebildet wird. Dabei ist erfindungsgemäß jedem Kontaktelement 4 bzw. 5 eines Kontaktpaares 1 ein Magnetpolpaar 2 bzw. 3 des Magnetpol paares 2, 3 zugeordnet.The contact arrangement for producing a conductive electrical connection, associated with at least two to a contact pair 1, with connecting means ver bondable or separably formed contact elements 1, as shown in FIG. As connecting means a magnetic coupling, which by a oppositely poled magnetic poles with the poles 2 and 3 is formed. It is according to the invention each contact member 4 and 5, respectively of a contact pair of magnetic poles 1, a 2 or 3 of the magnetic pole pair 2, associated with the third
Mit 9 ist beispielsweise ein Teil einer Karosserie eines Elektrorollers bezeichnet. In einem darin beispielsweise befindlichen Rücksprung 3 ist das Kontaktelement 5 in üblicher Weise mit Zwischenlage einer Isolierung ange ordnet. Von der Kontaktanordnung 5 im Inneren des Ge rätes führt ein Leiter 14 zu einem Pol einer nicht dargestellten Batterieanordnung.With 9 , for example, part of a body of an electric scooter is designated. In a recess 3 located therein, for example, the contact element 5 is arranged in the usual manner with the interposition of insulation. From the contact arrangement 5 inside the device, a conductor 14 leads to a pole of a battery arrangement, not shown.
Von einem ebenfalls nicht dargestellten Ladegerät führt ein flexibles Kabel 8 zu einem beispielsweise aus Kunst stoff gebildeten Steckergehäuse 10, in welches das Kon taktelement 4 eingebettet ist. Die Kontaktelemente 4 bzw. 5 des Kontaktpaares 1 besitzen kompatibel konkav/ konvex ausgebildete Kontaktflächen 10 bzw. 11. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß ein guter Kontakt zu stande kommt, auch wenn sich die Kontaktelemente 4 bzw. 5 nicht gleichachsig berühren.From a charger, also not shown, a flexible cable 8 leads to a plug housing 10 , for example made of plastic, in which the contact element 4 is embedded. The contact elements 4 and 5 of the contact pair 1 have compatible concave / convex contact surfaces 10 and 11 . This training has the advantage that good contact is made, even if the contact elements 4 and 5 do not touch coaxially.
Wie aus Fig. 1 weiter erkennbar, sind in erfindungs wesentlicher Ausgestaltung die Kontaktelemente 4 bzw. 5 aus der Ebene eines Magnetpols 2 bzw. 3 geringfügig überstehend vom Magnetpol 2 bzw. 3 umgeben und somit in diesen eingebettet. Die Magnetpole sind demzufolge bei spielsweise ringförmige Elemente 2 bzw. 3, welche mit den Kontaktelementen 4 bzw. 5, welche durch Bohrungen der ringförmigen Magnetpole 2, 3 hindurchgeschoben sind, mit diesen frei verbunden sind.As can also be seen from FIG. 1, the contact elements 4 and 5 are surrounded by the magnetic pole 2 and 3, protruding slightly from the plane of a magnetic pole 2 and 3 , and are thus embedded in the latter. The magnetic poles are consequently in example annular elements 2 and 3 , which are freely connected to the contact elements 4 and 5 , which are pushed through holes in the annular magnetic poles 2, 3 , with these.
Die Magnetkörper selbst sind, wie dies an sich bekannt ist, aus feinkörnigen, magnetisierbaren, metallischen Werkstoffen im Sinterverfahren hergestellt und als Dau ermagnete magnetisiert. Bei den gezeigten Magnetkörpern 2 bzw. 3 stehen sich ungleichpolige Polseiten gegenüber, beispielsweise Nord gegen Süd.The magnetic bodies themselves are, as is known per se, made of fine-grained, magnetizable, metallic materials in a sintering process and magnetized as permanent magnets. In the magnetic bodies 2 and 3 shown, non-polar pole sides face each other, for example north to south.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausgestaltung eines Kontakt paares 1 mit einer Magnetkupplung. Bei dieser Ausführung sind die Kontaktelemente 4, 5 mit zentralen Bohrungen ausgebildet. In diese sind die Magnetkörper 2, 3 mit gegensätzlicher Polung eingelassen und darin befestigt, beispielsweise durch einen Metallkleber. Die Kontaktele mente 4, 5 sind in Kunststoffkörper 12, 12′ eingebettet. Es ist auch eine Ausgestaltung denkbar, wobei ein Kon taktelement 4 bzw. 5 mit einem Magnetpol 2 bzw. 3 hin terlegt ist. Fig. 2 shows another embodiment of a contact pair 1 with a magnetic coupling. In this embodiment, the contact elements 4, 5 are formed with central bores. The magnetic bodies 2, 3 are inserted into them with opposite polarity and fastened therein, for example by means of a metal adhesive. The Kontaktele elements 4, 5 are embedded in plastic body 12, 12 ' . An embodiment is also conceivable, a contact element 4 or 5 being deposited with a magnetic pole 2 or 3 .
In Fig. 3 ist eine zweipolige Kontaktanordnung gezeigt. Diese dient zur Herstellung einer Verbindung mit zwei poligen Kontaktpaaren 1, 1′. Diese weist einerseits je zwei mit einem flexiblen Kabel 8 mit zwei isolierten Leitern verbundene Kontaktelemente 4, 4′ und anderer seits je zwei an einem anzuschließenden Gerät wie Elek troroller oder dergleichen fest angeordnete Gegenkon taktelemente 5, 5′ auf. Hierbei ist jedem Kontaktelement 4, 4′ bzw. 5, 5′ ein Magnetpol 2, 2′ bzw. 3, 3′ zugeord net. Die mit dem Kabel 8 verbundenen Kontaktelemente 4, 4′ sind in dem Steckergehäuse 12 im gegenseitigen Ab stand fest angeordnet, und andererseits sind die Kon taktelemente 5, 5′ in einer üblichen Isolierung im ge genseitigen und gleichen Abstand an der Wand 9 des Gerätes befestigt. Die Magnetpole 2, 2′ bzw. 3, 3′ sind der Deutlichkeit halber mit Nord und Süd (N, S) bezeich net.In Fig. 3 is a two-pole contact arrangement is shown. This serves to establish a connection with two pole contact pairs 1, 1 ' . This has, on the one hand, two contact elements 4, 4 ' connected to a flexible cable 8 with two insulated conductors and, on the other hand, two contact elements 5, 5' which are fixedly arranged on a device to be connected such as electric scooters or the like. Here, each contact element 4, 4 ' or 5, 5' is a magnetic pole 2, 2 ' or 3, 3' assigned net. The connected to the cable 8 contact elements 4, 4 ' are fixed in the plug housing 12 in the mutual Ab stood, and on the other hand, the con tact elements 5, 5' in a conventional insulation in ge mutual and equal distance attached to the wall 9 of the device . The magnetic poles 2, 2 ' and 3, 3' are designated for the sake of clarity with north and south (N, S) .
Die Fig. 4 zeigt einen Krankenfahrstuhl 20 neben einem auf einem teleskopierbar höhenverstellbaren Ständer oder Stativ 22 angeordneten Ladegerät. FIG. 4 shows a wheelchairs 20 adjacent one is arranged on a telescopically height-adjustable stand or tripod 22. charger.
An einem Streifen 18 eines flexiblen, elastischen Mate rials, z. B. ein Gummiriemen, hängt beweglich das Kon taktelement 4, das über das Kabel 8 mit ausreichender Freiheit mit dem Ladegerät 21 elektrisch verbunden ist, während am Krankenfahrstuhl 20 ein Gegenkontaktelement 5 fest installiert ist. Bei entsprechender Annäherung des Fahrstuhls 20 an das Kontaktelement 4 bewirkt die zwi schen den Elementen 4 und 5 im Magnetfeld erzeugte Anziehungskraft der Magnetkupplung mit den gegensätzlich gepolten Magnetpolpaaren 2, 2′, 3, 3′ eine selbsttätige Ankopplung dieser Magnetpolpaare und somit eine selbstän dige Herstellung einer richtig gepolten elektrisch lei tenden Verbindung zwischen dem Ladegerät 21 und der Batterie des Fahrstuhls 20. Durch Verwendung des flachen Materialstreifens 18 ist ein die Kontaktherstellung erschwerendes Verdrehen des Kontaktelementes 4 ausge schlossen. Zur Trennung dieser Verbindung kann der Fahr stuhl einfach weggefahren und die Verbindung unter Über windung der koppelnden Magnetkräfte gelöst werden. So wohl für die Herstellung der Verbindung als auch für deren Trennung benötigt der Fahrer daher keinen Hand griff, er muß leidglich den Fahrstuhl entsprechend len ken.On a strip 18 of a flexible, elastic material, e.g. B. a rubber belt hangs the Kon contact element 4 , which is electrically connected via the cable 8 with sufficient freedom to the charger 21 , while a counter contact element 5 is permanently installed on the elevator 20 . With a corresponding approach of the elevator 20 to the contact element 4 causes between the elements 4 and 5 generated in the magnetic field attraction force of the magnetic coupling with the oppositely polarized magnetic pole pairs 2, 2 ', 3, 3' an automatic coupling of these magnetic pole pairs and thus an independent production a correctly polarized electrically conductive connection between the charger 21 and the battery of the elevator 20th By using the flat strip of material 18 is a difficult contact making rotation of the contact element 4 is closed out. To disconnect this connection, the elevator can simply be moved away and the connection can be released by overcoming the coupling magnetic forces. So probably for the establishment of the connection as well as for its separation the driver does not need a hand, he must tolerably steer the elevator accordingly.
Der Streifen 18 ist mit einer einstellbaren Halterung 23 mit Gelenk 24 so ausgerichtet, daß der Ankoppelungsvor gang ohne Schwierigkeiten gelingt.The strip 18 is aligned with an adjustable bracket 23 with joint 24 so that the Ankoppelungsvor succeeds without difficulty.
Für die Herstellung einer konventionellen Steckerver bindung kann das Kontaktelement 4 zusätzlioch noch mit einer üblichen Anschlußanordnung 25 ausgebildet sein, z. B. einem Buchsenpaar.For the production of a conventional connec connection, the contact element 4 can additionally be formed with a conventional connection arrangement 25 , for. B. a pair of sockets.
Ersichtlich ist die Kontaktanordnung nach der Erfindung sehr unkompliziert, leicht bedienbar und überraschend zweckmäßig in ihrer Funktion. Insbesondere im Falle des Anschlusses eines Ladegerätes an die Batterieanordnung eines Arbeits- oder Fahrgerätes ist eine Fehlkopplung der Gleichstromanschlüsse unmöglich, weil die Magnetkupplung nur bei richtiger Polung eine Verbindung ergibt, während sie bei falscher Polung Abstoßkräfte entwickelt, welche eine Verbindung falscher Pole verhindern. Sie ist auch gemäß dem in der Fig. 4 dargestellten Beispiel für die automatische Herstellung einer elektrischen Verbindung verwendbar.Obviously, the contact arrangement according to the invention is very uncomplicated, easy to use and surprisingly useful in its function. In particular in the case of connecting a charger to the battery arrangement of a working or driving device, incorrect coupling of the direct current connections is impossible because the magnetic coupling only provides a connection if the polarity is correct, while if the polarity is incorrect it develops repulsive forces which prevent incorrect poles from being connected. It can also be used according to the example shown in FIG. 4 for the automatic establishment of an electrical connection.
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