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Elektrische Kontaktvorrichtung
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einfache spielfreie Mittellagefixierungeines beweglichen Teiles, wobei ausserdem die beiden, die Mittellage des Teiles bedingenden Anschläge als feste Teile von Ruhekontakten wirksam sind.
Die Erfindung wird an Hand der vier Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Drucktastenschalters, Fig. 2 einen Querschnitt gemäss der Linie II-II nach Fig. 1. Fig. 3 den Drucktastenschalter nach Fig. 1 in eingedrücktem Zustand, Fig. 4 eine schematisierte Seitenansicht einer andern Ausbildung eines Drucktastenschalters, Fig. 5 den gleichen Drucktastenschalter in der Queransicht gemäss der Linie V-V nach Fig. 4, Fig. 6 ein elektromagnetisches Relais in Seitenansicht und Fig. 7 einen Querschnitt dieses Relais gemäss der Linie VII-VII nach Fig. 6'.
Die Fig. 8-11 beziehen sich auf einen spielfrei in der Mittellage gehaltenen Bedienungsstab, wobei bei Bewegung dieses Stabes aus der Mittellage nach einem bestimmten Hub ein elektrischer Kontakt geöffnet wird.
Fig. 8 zeigt schematisch eine Ansicht, wobei der Stab die Mittellage einnimmt, Fig. 9 den Augenblick, in dem bei Bewegung aus der MitteUage der Kontakt geöffnet wird, Fig. 10 den Stab mit dem völlig geöffneten Kontakt und Fig. 11 getrennt den plattenförmigen Schaltteil und ein von diesem getragenes Kontaktplättchen der Vorrichtung nach den Fig. 8 und 9.
Beim Drucktastenschalter nach den Fig. 1 - 3 wird ein vorzugsweise aus Isoliermaterial bestehender Stift 1 mit dem unteren Ende in eine in einer isolierenden unteren Gestellplatte 3 vorgesehene Öffnung 2 geführt, während das obere Ende eine Kappe 4 trägt, die in einer entsprechenden Öffnung 5. in einer oberen Gestellplatte 6 geführt wird. Zwischen den Gestehplatten 3 und 6 ist der Stift 1 mit einem verbreiterten Rand 7 versehen, auf den mittels einer den Stift umgebenden und sich gegen einen Kragen 8 des Stiftes abstützenden Druckfeder 9 ein ringförmiger Schaltteil 10 gedrückt wird.
Gleichmässig über einen Kreisumfang aufgeteilt, sind neben dem Stift 1 mittels in der Platte 3 fixierter Flaaschenbuchsen 11 drei feste Kontakte 12,13 und 14 angebracht. Diese Kontakte bestehen aus Metallstreifen, deren dem Stift 1 am nächsten liegendes Ende mit dem Schaltteil 10 zusammenwirkt bzw. zusammenwirken kann, während das andere Ende zum Anschluss an Zuleitungsdrähte dient. Das mit dem Schaltteil 10 zusammenwirkende Ende dieser-festen Kontakte ist rechteckig umgebogen und erstreckt sich parallel zum Stift. Die Länge dieses umgebogenen Stückes 15 des festen Kontaktes 12 ist grösser als die der entsprechenden Stücke 16 und 17 der Kontakte 13 und 14.
In der in Fig. 1 dargestellten Ruhelage nimmt der Stift 1 eine Lage ein, bei der der Schaltteil 10 flach am Rand 7 des Stiftes 1 anliegt. Diese Lage wird abwärts vom Ende 15 des Kontaktes 12 und aufwärts durch die Zusammenwirkung zwischen einem Kragen 18 unten an der Kappe 4 und der oberen Gestellplatte 6 begrenzt. Wenn, wie dargestellt, der Schaltteil 10 auf dem Ende 15 ruht, liegt ein geringer Raum zwischen dem Kragen 18 und der Gestellplatte 6 vor.
Wird der Stift 1 durch Druck auf die Kappe 4 herabgedrückt, so wird der Ring 10 durch den als Anschlag wirksamen Teil 15 des festen Kontaktes 12 an einer Seite gegengehalten, so dass der Ring um den vom Anschlag 15 am weitesten liegenden Teil des Randes 7 umkippt. Eine solche Kippbewegllng ist möglich, da die mittlere Öffnung 19 des Ringes 10 geräumig genug ist. Sobald infolge dieser Kippbewegung der Ring 10 auf die senkrechten Enden 16 und 17 der festen Kontakte 13 und 14 gelangt ist, bleibt der Ring 10 stehen, während sich der Stift 1 noch weiter bewegt bis er schliesslich mit dem Rand 7 gegen die Gestellplatte 3 stösst. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt.
Im eingedrückten Zustand, bei dem die Lage des Ringes 10 eindeutig durch die Auflage auf die Enden 15,16 und 17 der drei festen Kontakte bedingt ist, wird der Kontaktdruck ausschliesslich durch die Kraft der Feder 9 bedingt.
Wird die Drucktaste 4 losgelassen, so drückt die Feder 9 den Stift 1 aufwärts, wobei der Ring 10 in der gekippten Lage bleibt, bis er vom Rand 7 erreicht wird. Die Feder drückt den Stift noch weiter herauf, wobei der Ring 10 zurückgekippt wird u. zw., bis er wieder flach am Rand 7 anliegt, womit die in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage wiederhergestellt ist.
Der Schaltteil 10 kann völlig aus Metall bestehen, in diesem Falle kann er alle drei festen Kontakte 12,13 und 14 elektrisch durchverbinden. Der Ring 10 kann auch aus einem Isoliermaterial bestehen und an der Seite des Randes 7 teilweise mit einem Metallbelag oder Metallstreifen versehen sein, der sich nur den Enden 16 und 17 der Kontakte 13 und 14 gegenüber befindet. Dann werden in der eingedrückten Lage der Taste nur die Kontakte 13 und 14 elektrisch durchverbunden. Um in diesem Falle eine Drehung des Ringes 10 um den Stift 1 zu vermeiden, kann das Ende 15 mit einem schmäleren Verlängerungsstück versehen sein, das mit Spiel in eine entsprechende Aussparung des Ringes 10 reicht.
Der Höhenunterschied zwischen den-Enden der festen Kontaktteile IS, 16 und 17 bedingt die Kontaktöffnungsweite in der Ruhelage und muss daher entsprechend der Betriebsart der Kontaktvorrichtung einen Mindestwert haben.
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Beim Drucktastenschalter nach den Fig. 1 - 3 handelt es sich nur um Arbeitskontakte, während in den Fig. 4 und 5 ein Drucktastenschalter dargestellt ist, der auch einen Ruhekontakt, d. h. einen durch Eindrücken der Taste geöffnet werdenden Kontakt, besitzt. Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Schalter besteht die Drucktaste aus einem flachen Metallstreifen 40 mit einer ausgestanzten Zunge 41, an deren Rand der gleichfalls streifenförmige Schaltteil 42 durch den Druck einer Feder 43 anliegt. Die Druckfeder 43 ist mit Vorspannung zwischen dem Schaltteil 42 und einer auf dem oberen Ende des Streifens 40 fixierten isolierenden Druckkappe 44. aufgeschlossen.
Die Führung der Drucktaste erfolgt, ebenso wie bei der obenbeschriebenen Drucktaste durch Öffnungen in einer oberen und einer unteren isolierenden Gestellplatte, die in der Fig. 4 mit 45 bzw. 46 bezeichnet sind.
Der Streifen 42 besitzt eine längliche Öffnung 47, durch welche die Drucktaste 40 reicht und die in der Richtung quer zur Fläche der Taste 40 hinreichend breit ist, um eine Kippbewegung des Streifens 42 gegenüber der Taste 40 zu ermöglichen.
An derjenigen Seite der Taste 40, die von der aus dieser Taste ausgestanzten Zunge 41 abgekehrt ist, ist auf der Gestellplatte 46 ein Anschlag 48 für den Schaltteil 42 angeordnet.
An der Seite der Zunge 41 sind beiderseits des Schaltteiles 42 feste Kontakte 49 und 50 angeordnet.
Diese Kontakte, die in der Längsrichtung des Streifens 40 in einem gewissen Abstand voneinander liegen, bestehen je aus zwei getrennten Teilen, die mit den Kontakten 13 und 14 des Schalters nach den Fig. 1-3 vergleichbar sind. Diese beiden Teile liegen je auf einer ändern Seite einer Ebene, die durch den Anschlag 48 und den Angrifispunkt der Feder 43 am Schaltteil 42 hindurchgeht und quer zu letzterem steht (in Fig. 4 also die Zeichenebene).
Wenn die Drucktaste 40 in Ruhe ist, nimmt sie eine Ruhelage ein, bei der der Schaltteil 42 an den Anschlägen 48 und 49 anliegt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Wird die Druckkappe 44 herÅabgedrückt, so führt der Schaltteil eine Kippbewegung aus, wobei er sich an den Kontakt 50 anlegt. Lässt man darauf die Druckkappe wieder los, so kehren die Taste und der Schaltteil in die Ruhelage zurück.
Beim Niederdrücken dur Druckkappe 44 wird somit zunächst die Verbindung zwischen den beiden
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in der Ruhelage eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Teilen des Kontaktes 49 und zwischen diesen und dem Anschlag 48 hergestellt. In der eingedrückten Lage stellt der Schaltteil 42 eine Verbindung zwischen den beiden Teilen des Kontaktes 50 und auch zwischen diesen und dem Anschlag 48 dar.
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den Teile des Kontaktes 50 durchverbindet.
Die Fig. 6 und 7 zeigen ein elektromagnetisches Relais, bei dem ein L-förmiges, mit einem Kern 60 verbundenes Joch 61 einen drehbaren Anker 62 unterstützt, der vom freien Ende des von einer Spule 63 umgebenen Kernes angezogen werden kann.
Mit dem längeren Schenkel des Joches ist ein zu diesem quer stehender Stift 64 verbunden, der von einer Druckfeder 65 umgeben ist. Diese Druckfeder setzt sich mit einem Ende auf einer auf den Stift 64' geschraubten und somit verstellbaren Mutter 66 und mit dem andern Ende auf einen Schaltteil 67 ab, welcher nahezu quer zum Stift 64 steht und eine Öffnung 68 besitzt, durch die dieser Stift reicht.
Das eine Ende des Schaltteiles 67 ist mit einem kugelförmigen Nocken 69 versehen, mit dem der sich in Richtung des längeren Schenkels des Joches erstreckende Teil des Ankers 62 zusammenwirken kann.
Auf dem Joch ist ein Stützblöckchen 70 fixiert, das mit einem gabelförmigen Ende 71 den Schaltteil 67 beiderseits umfasst una somit die Bewegung dieses Schaltteiles quer zur Zeichenebene beschränkt.
Das Stützblöckchen 70 trägt weiterhin einen mit dem Schaltteil 67 zusammenwirkenden kugelförmigen Nocken 72, der an der andem Seite des Stiftes 64 als der Nocken 69 liegt.
Das nicht mit dem Anker 62 zusammenwirkende Ende des Schaltteiles 67 ist U-förmig gebogen und jeder Schenkel 73 des U trägt ein System von Ausgleichhebeln, welche bewegliche Kontakte 74 tragen.
Jeder-bewegliche Kontakt 74 besteht aus einem zu einem Ring gebogenen Draht, vorzugsweise mit einer Oberfläche aus Edelmetall, die von einem Ende einer Spindel 75 schwenkbar unterstützt wird. Jede Spindel 75 wird von einem durch Distanzringe 76 in der Mitte der Spindel gehaltenen Kupplungsstrei- fen. 77 schwenkbar unterstützt. Diese Kupplungsstreifen sind je gelenkartig mit einem Ende einer Spindel 78 verbunden, die ihrerseits in der Mitte von einem der Schenkel 73 des Schaltteiles 67 schwenkbar unterstützt wird.
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Die mit den Drahtring 74 zusammenwirkenden, jeweils paarweise durchverbundenen festen Kontakte bestehen aus den mit Edelmetall vel1Jehenen Enden 80 mehrerer quer zur Fläche dieser Drahtringe stehender Drähte 81. Diese Drähte werden in einem auf dem Joch 61 fixierten Kunststoffblock 82 festgehalten. Den Drahtringen 74, die in der Richtung quer zu ihrer Fläche zwischen einer Endfläche des Kunststoffblöckchens 82 und einer den Kontaktraum abdeckenden durchsichtigen Platten 83 aufgeschlossen sind, sind je vier feste Kontakte 80 zugeordnet. In der Ruhelage des Ankers 62 und somit auch in der Ruhelage des Schaltteiles 67 verbindet jeder Ring 74 zwei dieser Kontakte durch, während in der angezogenen Lage des Ankers die andern zwei elektrisch durchverbunden werden.
In der Ruhelage, wenn der Anker 62 keine oder nahezu keine Kraft auf den Schaltteil 67 ausübt, stellt letzterer sich derart ein, dass das von der Feder 65 gegenüber dem Nocken 72 ausgeübte Moment von den dann mit den Drahtringen 74 zusammenwirkenden oberen Paaren der diesen Ringen zugeordneten festen Kontakte 80 aufgefangen wird.
Da die Teile des die Drahtringe 74 mit dem Schaltteil 67 verbindenden Ausgleichhebelsystems gegenseitig schwenkbar sind und der Schaltteil 67 vom Nocken 72 punktförmig unterstützt wird, liegen in der Ruhelage sämtliche Drahtringe 74 am oberen Paar der zugeordneten Kontakte 80 an. Der durch die Druckkraft der Feder 65 bestimmte Kontaktdruck ist dabei für sämtliche Kontaktstellen nahezu gleich.
Wird durch die Spule 63 ein elektrischer Strom geschickt, so dass der Anker 62 vom Kern angezogen wird, so wird durch die Zusammenwirkung zwischen dem Anker und dem Nocken 69-zunächst der Schaltteil 67 um den Nocken 72 gekippt, bis sämtliche Drahtringe 74 sich an das untere Paar der zugeordneten festen Kontakte 80 gelegt haben. Durch weitere Bewegung des Ankers wird der Schaltteil 67 vom Nokken 72 abgehoben. In dieser Lage wird gleichfalls der Kontaktdruck zwischen den Drahtringen 74 und den festen Kontakten 80 durch die Druckkraft der Feder 65 bedingt. Diese Druckkraft ist durch Verstellung der Mutter 66 in einfacher Weise einstellbar.
Mit den Fig. 8 - 11 wird eine Mittellagefix : erung eines in seiner Längsrichtung beweglichen Bedienungsstabes 90 erläutert. Mit diesem Stab wird ein nicht dargestelltes Organ, z'. B. ein Steuer- oder Regelorgan einer Maschine oder Anlage, verschoben. Der auf nicht näher dargestellte Weise geführte Stab 90 reicht mit etwas Spielraum durch eine Öffnung 94 in einen länglichen, mehr oder weniger quer zum Stab stehenden Schaltteil 91, der auf einem mit dem Stab verbundenen Anschlag 92 aufruht und der Zugkraft einer Feder 93 unterworfen ist, deren eines Ende mit dem Stab verbunden ist.
Der Schaltteil trägt eine ihm gegenüber bewegliche Kontaktplatte 95, die aus einem mehrmalig rechteckig umgebogenen steifen Metallstreifen besteht, der mit einem schmäleren Teil 96 durch eine Aussparung 97 in jedem Ende des Schaltteiles 91 reicht. Die Länge der schmäleren Teile 96 ist grösser als die Stärke des Schaltteiles 91, so dass die Kontaktplatte 95 einen kleinen Winkel mit dem Schaltteil 91 einschliessen kann.
Neben dem Bedienungsstab 90 sind zwei Anschläge 98 und 99 fest angeordnet, die je an einer andern Seite des Schaltteiles 91 liegen u. zw. in der Weise, dass sie das von der Feder und dem mit dem Stab verbundenen Anschlag 92 auf den Schaltteil 91 ausgeübte Moment auffangen können.
. Wenn der Bedienungsstab 90 sich selbst überlassen ist, so nimmt er die in Fig. 8 dargestellte spielfreie Mittellage ein. In dieser Ruhelage stellt sich der Schaltteil 91 derart ein, dass der sich längs der vom Anschlag 92 abgekehrten Seite des Schaltteiles erstreckende Teil des Kontaktplättchens 95 gegen den Anschlag 98 und das an der andem Seite des Schaltteiles 91 liegende Ende 100 des Kontaktplättchens gegen den Anschlag 99 gedrückt wird. Das Kontaktplättchen 95 stellt in dieser Lage eine elektrische Durchverbindung der beiden als feste Kontakte ausgebildeten und in einen Stromkreis einzuschaltenden Anschläge 98 und 99 dar.
Wird der Bedienungsstab 90 aus der beschriebenen Ruhelage herausbewegt, z. B. wie in Fig. 9 nach rechts, so kippt der Schaltteil um den Anschlag 92. Dabei behält das Kontaktplättchen 95 anfänglich noch seine ursprüngliche Lage. Erst wenn sich der Schaltteil 91 mit dem einen oder dem andem Ende (dies ist von der Bewegungsrichtung des Stabes 90 abhängig) längs des oberen oder niteren schmäle- ren Teiles des Kontaktplättchens verschoben hat (Fig. 9), wird letzteres bei fortgesetzter Kippbewegung des Schaltteiles mitgenommen und dadurch vom Kontakt 99 (Fig. 10) oder, bei entgegengesetzter Be- wegungsrichtung des Stabes 90, vom Kontakt 98 abgehoben, so dass die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten unterbrochen wird.
Die Verbindung zwischen diesen Kontakten wird somit unterbrochen, wenn der Stab 90 sich ausserhalb eines bestimmten Abstandes von der Mittellage befindet, also erst nach einer einleitenden Verschiebung aus dieser Mittellage.