DE1106394B

DE1106394B - Schaltkontaktanordnung

Info

Publication number: DE1106394B
Application number: DEL31978A
Authority: DE
Inventors: Josef Buesser
Original assignee: Johnson Electric Switzerland AG
Current assignee: Johnson Electric Switzerland AG
Priority date: 1958-12-03
Filing date: 1958-12-13
Publication date: 1961-05-10
Also published as: CH366317A; NL107796C; FR1239184A; GB919418A; NL244807A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Schaltkontaktanordnung, die sich vorzugsweise für Kleinschalter eignet, besonders wenn diese als Kippschalter mit Umschaltkontakt ausgebildet sind.

Solche Schalter werden meist so ausgeführt, daß ihre beweglichen Kontakte starr mit dem Kippsystem verbunden sind. Das hat den Nachteil, daß zu Beginn des Schaltvorganges, bevor der eigentliche, zur Trennung der Kontakte führende Kippvorgang begonnen hat, der Kontaktdruck rasch abnimmt, so daß sich im letzten Augenblick dieser Zwischenphase die Kontakte zwar noch berühren, aber praktisch kein Kontaktdruck mehr vorhanden ist. Durch dieses Absinken des Kontaktdruckes entstehen unsaubere Kontaktverhältnisse, die z. B. zu Radiostörungen führen können. Dies tritt besonders bei langsamer Betätigung des den Kippvorgang auslösenden Schaltorgans, wie eine solche z. B. bei Temperaturreglern erfolgt, störend in Erscheinung. Solche Schalter erfordern daher besondere Mittel zu ihrer Entstörung, wie z. B. parallel geschaltete Kondensatoren usw.

Bei einer bekannten Schaltkontaktanordnung dieser Art besteht der zugleich als Kontaktfeder für die beweglichen Kontakte dienende Kippmechanismus aus einem an dem einen Ende fest eingespannten Blechstreifen, der durch Einprägungen so verspannt ist, daß er nur zwei stabile Lagen besitzt, in denen sein freies Ende gegenüber dem eingespannten Ende entweder nach rechts oder nach links um die Längsachse des Streifens verdreht ist. Die beweglichen Kontakte, deren Kontaktfläche ballig ist, sind an einem plattenförmigen Querstück, das der Federstreifen an seinem freien Ende aufweist, außerhalb der Drehachse befestigt, was die günstige Wirkung hat, daß bei der Kontakttrennung und der Kontaktschließung eine reihende Bewegung der beweglichen Kontakte auf den festen Kontakten stattfindet, welche die Kontakte sauberhält. Auch eine Kippfeder, wie sie hier verwendet ist, verhält sich während der dem Umspringen in die andere Gleichgewichtslage vorangehenden Verforinung wie eine gewöhnliche Feder mit steil verlaufender Federkraftcharakteristik. Das hat wiederum zur Folge, daß bei dieser Verformung der Kontaktdruck rasch abnimmt und unter Umständen überhaupt verschwindet, bevor die Instabilitätsgrenze, bei der das Umspringen der Feder erfolgt, erreicht ist. Es ergeben sich somit auch hier die obengenannten Nachteile.

Es ist auch schon versucht worden, die geschilderten Verhältnisse durch Anordnung der beweglichen Kontakte auf abgefederten Brücken zu verbessern. Abgesehen davon, daß sich diese Ausführung schlecht für Kleinschalter eignet, ist sie auch nicht für niedrige Spannungen brauchbar, weil sich die Spannungsabfälle der beiden hintereinandergeschalteten Kontakte einer Schaltkontaktanordnung

Anmelder:
SAIA A. G., Murten (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. A. Schulze, Patentanwalt,
Berlin-Wilmersdorf, Jenaer Str. 13/14

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 3. Dezember 1958

Josef Büsser, Baar, Zug (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Brücke addieren. Ferner sind mit der Brückenanordnung Umschalter nicht oder nur schwer ausführbar. Die bekannten Doppel-Kippsysteme, bei welchen das die Kontakte bewegende Kippsystem von einem zweiten vorgeschalteten Kippsystem betätigt wird, weisen zwar die erwähnten Nachteile nicht auf, sind jedoch kompliziert und für Kleinschalter ungeeignet.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltkontaktanordnung, bei der, wie bei der eingangs beschriebenen bekannten Anordnung, die Schaltkontakte an dem plattenförmigen Ende einer Kontaktfeder seitlich von der Mittellinie dieser Kontaktfeder derart befestigt sind, daß die Kontaktfeder durch den Kontaktdruck auf Torsion beansprucht wird. Die erwähnten Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Kontaktfeder mit einem besonderen, eine sprunghafte Schaltbewegung ausführenden Schaltmechanismus derart gekuppelt ist, daß die Kontaktöffnung erst nach dem Anfang, die Kontaktschließung schon vor dem Ende der Schaltbewegung erfolgt und die Kontaktfeder während des bei geschlossenen Kontakten zurückgelegten Teiles der Schaltbewegung eine Torsionsbewegung ausführt.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß sich beim Ausschalten die Kontakte erst trennen, wenn der Schaltmechanismus bereits im Umspringen begriffen ist und schon eine ziemlich große Geschwindigkeit angenommen hat. Die Kontakttrennung erfolgt also, indem der vorbeschleunigte Schaltmechanismus die Kontaktfeder mitnimmt, schlagartig, ohne daß zuvor der Kontaktdruck wesentlich abnimmt. Da die Kontaktfeder durch den Kontaktdruck auf Torsion beansprucht wird, reiben die Kontakte vor der Trennung bzw. nach erfolgter Kontaktberühirung aufeinander und behalten dadurch saubere Oberflächen.

1TO 580/325

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Kleinschalter mit der erfindungsgemäßen Schaltkontaktanordnung im Längsschnitt,

Fig. 2 bis 4 verschiedene Schaltstellungen der Kontakte in Fig. 1, in Pfeilrichtung A gesehen, und

Fig. 5 und 6 verschiedene Ausführungsformen einer Kontakte tragenden Kontaktfeder.

In Fig. 1 ist im Gehäuse 1 mittels einer Schraube 2 eine Kippfeder 3 befestigt, welche durch einen Druckkolben 4 betätigt wird. Mittels der Schraube 2 ist gleichzeitig eine Kontaktfeder 5 im Gehäuse 1 befestigt, die Kontakte 6, 7 trägt, welche mit festen Kontakten 8, 9 zusammenwirken. Die Kontaktfeder 5 weist ein flaches, plattenförmiges Ende 10 auf, auf dessen gegenüberliegenden Flächen und Seiten (Fig. 2 bis 4) die Kontakte 6, 7 angebracht sind. Das Ende 10 der Kontaktfeder 5 führt durch einen Schlitz 11 im abgebogenen Teil 12 der Kippfeder 3 hindurch, dessen Breite größer ist als die Dicke der Kontaktfeder 5. Letztere ist rund um den Druckkolben 4 mit einem Ausschnitt 13 versehen, der eine direkte Berührung der Kippfeder 3 durch den Druckkolben 4 ermöglicht. Die Kontaktfeder 5 kann in einem Schlitz einer auf der Kippfeder 3 angeordneten Führung 14 seitlich geführt sein.

Die gegenseitige Lage des Schlitzes 11 und des Endes 10 der Kontaktfeder 5 ist zweckmäßig derart, daß letztere im Augenblick der Kippphase, in welchem die Kontakte 6, 7 mit keinem der festen Kontakte 8, 9 in Berührung stehen, auf dem Rand des Schlitzes 11 an zwei diagonal gegenüberliegenden Stellen aufliegt (s. Fig. 3), und zwar mit einem bestimmten, vorgegebenen Druck, welcher an beiden Auflagestellen möglichst gleich ist. Das wird im gezeichneten Beispiel durch eine Schräglage des Schlitzes 11 erreicht, kann aber auch, allein oder zusätzlich, durch eine Verdrehung oder schräge Anordnung der Kontaktfeder 5 erfolgen. Durch die Führung 14 kann, falls notwendig, ein seitliches Ausweichen der Kontaktfeder 5 verhindert und eine gleichmäßigere Verteilung des Druckes auf beide Auflagestellen erzielt werden. Wird durch die Kippfeder 3 der eine oder der andere der beweglichen Kontakte 6, 7 gegen seinen festen Kontakt 8 bzw. 9 gedrückt, so wird während des bei geschlossenen Kontakten 6, 8 bzw. 7, 9 zurückgelegten Teiles der Schaltbewegung die Kontaktfeder 5 durch den Kontaktdruck in der einen oder anderen Drehrichtung verdreht, bis ihr Ende 10 mit der ganzen Breite auf der betreffenden Längsseite des Schlitzes 11 aufliegt (s. Fig. 2, 4), worauf dann der Kontaktdruck auf seinen Maximalwert steigt.

Wird nun ein Kippvorgang eingeleitet, so setzt sich die Kippfeder 3, zusammen mit ihrem abgebogenen Teil 12, in Bewegung. Während der ersten Phase dieser Bewegung löst sich das Ende 10 der Kontaktfeder 5 auf der Seite der geschlossenen Kontakte von der Längsseite des Schlitzes 11, die Kontakte bleiben jedoch in Berührung unter einem Druck, welcher die gegebene früher erwähnte Vorspannung nicht unterschreitet. Erst nachdem das freie Ende der Kippfeder 3 eine Strecke zurückgelegt hat, die ungefähr der Breite des Schlitzes 11 entspricht, stößt die entgegengesetzte Längsseite des Schlitzes 11 (s. Fig. 3) auf das, Ende 10 der Kontaktfeder 5, und die beiden in Berührung stehenden Kontakte werden schlagartig voneinander getrennt.

Der erfindungsgemäßen Schaltkontaktanordnung zufolge führt der beschriebene Schalter, wie schon erwähnt, den eigentlichen Trennvorgang der Kontakte erst dann durch, wenn sich der Schaltmechanismus bereits in Bewegung befindet, wobei bis zu diesem Augenblick ein ausreichender Kontaktdruck aufrechterhalten wird. Da während des Trennvorganges der sich bereits in Bewegung befindende Schaltmechanismus nur minimale Massen zu beschleunigen hat, erfolgt dieser Trennvorgang in sehr kurzer Zeit. Ein mit den erfindungsgemäßen Schaltkontakten ausgestatteter Schalter ist ohne zusätzliche Mittel radiostörfrei. Es hat sich erwiesen, daß diese Schaltkontaktanordnung auch, beim Einschaltvorgang den bekannten Ausführungen hinsichtlich Prellfreiheit überlegen ist. Weiter findet während der Verdrehung der Kontaktfeder 5 beim Ein- und Ausschaltvorgang ein gegenseitiges Gleiten der Kontakte aufeinander statt, wodurch eine Selbstreinigungswirkung erzielt wird.

Die Kontaktfeder 5 wird auf Torsion beansprucht und soll, abgesehen von einem ortsfesten steifen Ende, auf Biegung weich sein, um nicht der Kippfeder 3 durch ihre Federkraft entgegenzuwirken. Unter \Jmständen kann daher die Kontaktfeder 5 mit Vorteil nach der Fig. 5 auf der Kippfeder 3 bzw. auf dem beweglichen Teil des Schaltmechanismus befestigt werden, wodurch diese Gegenwirkung entfällt, weil dann das den Kontakten 6, 7 gegenüberliegende Ende der Kontaktfeder 5 bereits die Schwenkbewegung des beweglichen Teiles des Schaltmechanismus mitmacht. Da aber auch in bezug auf die Verdrehung der Kontaktfeder 5 eine flache Federcharakteristik erwünscht ist, kann vorteilhafterweise die Kontaktfeder 5 nach der Fig. 6 mit seitlichen Ausschnitten 15 versehen werden, wobei eventuell Lappen 16 zur Kühlung der durch den Stromdurchgang erwärmten verengten Stelle der Kontaktfeder 5 dienen können. Diese verengte Stelle bzw. der ganze federnde Teil der Kontaktfeder kann auch z. B. durch einen Stahldraht gebildet werden.

Grundsätzlich ist das Aufliegen des Endes 10 der Kontaktfeder 5 an diagonal gegenüberliegenden Stellen des Schlitzes 11 in unbelastetem Zustand keine Bedingung. Es ist bei entsprechender Ausbildung sogar eine Ausführung ohne Teil 12 mit Schlitz 11 denkbar, z. B. wenn die Kontaktfeder 5 auf der Kippfeder 3 angeordnet und befestigt wird. Zweck des Teiles 12 mit dem Schlitz 11 ist nur, Anschläge für die Kontaktfeder 5 zu liefern, die in der einen Richtung eine Stütze für eine schwache Kontaktfeder 5 mit flacher Federcharakteristik bilden, in der anderen Richtung ein einwandfreies Trennen der Kontakte auch bei Kontaktverschweißung gewährleisten.

Der Teil 12, in dem der Schlitz 11 angeordnet ist, kann auch, anstatt mit der Kippfeder 3 ein Stück zu bilden, als besonderer, von einem geeigneten Schaltmechanismus bewegter Teil ausgebildet sein. Durch Herstellung dieses Teiles aus Isoliermaterial kann in Verbindung mit weiteren Maßnahmen eine in vielen Fällen vorteilhafte elektrische Trennung der Schaltkontakte und des Schaltmechanismus erzielt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltkontaktanordnung, bei der die Schaltkontakte an dem plattenförmigen Ende einer Kontaktfeder seitlich von der Mittellinie dieser Kontaktfeder derart befestigt sind, daß die Kontaktfeder durch den Kontaktdruck auf Torsion beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (5) mit einem besonderen, eine sprunghafte Schaltbewegung ausführenden Schaltmechanismus (3) derart gekuppelt ist, daß die Kontaktöffnung erst nach dem Anfang, die Kon-

taktschließung schon vor dem Ende der Schaltbewegung erfolgt und die Kontaktfeder (5) während des bei geschlossenen Kontakten zurückgelegten Teiles der Schaltbewegung eine Torsionsbewegung ausführt.

2. Schaltkontaktanordnung nach Anspruch 1 für Umschalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte (6, T) versetzt, d. h. an einander gegenüberliegenden Seiten und Flächen des plattenförmigen Endes (10) der Kontaktfeder (5) be- ίο festigt sind.

3. Schaltkontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Ende (10) der Kontaktfeder (5) durch einen zu dessen Ebene schrägen Schlitz (11) in einem vom Schaltmechanismus (3) bewegten Teil (12) hindurchgeführt ist, wobei die Breite des Schlitzes (11) größer ist als die Dicke des Endes (10) der Kontaktfeder (5).

4. Schaltkontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltmechanismus durch eine Kippfeder (3) gebildet ist.

5. Schaltkontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (5) im Schaltergehäuse (1) befestigt ist.

6. Schaltkontaktanordnung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (5) auf der Kippfeder (3) befestigt ist.

7. Schaltkontaktanordnung nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (11) im abgebogenen Ende (12) der Kippfeder (3) ausgebildet ist.

8. Schaltkontaktanordnung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schlitz (11) aufweisende Teil (12) aus Isoliermaterial hergestellt ist und eine elektrische Isolierung der Kontaktfeder (5) vom Schaltmechanismus bewirkt.

9. Schaltkontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (5) mit seitlichen Einschnitten (15., 16) versehen ist, die ihre Torsionssteifigkeit vermindern.

10. Schaltkontaktanordnung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (5) in einer auf der Kippfeder (3) befestigten Führung (14) geführt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 814 685.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen