DE19852243C1 - Electrical switching contact pair for fitting in domestic electrical appliances has contact spring and connector supporting switching contact with domed contact surfaces of various radial dimensions - Google Patents

Abstract

The ratio of the greater to the smaller radius of silver switching contacts (13,15) amounts to between 5mm and 20mm, in particular between 8mm and 12mm. The smaller radius (r1) of the contact spring switching contact (13) amounts to between 0.8mm and 2.5mm, in particular between 1mm and 1.5 mm.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltkontaktpaar, insbesondere für Haushaltsgeräte, mit einer Kontaktfeder und einem Anschlußelement, an denen jeweils ein Schaltkontakt gehaltert ist, deren Kontaktoberflächen im wesentlichen kugelabschnittsförmig gestaltet sind und unterschiedlich große Radien aufweisen.The present invention relates to an electrical switch contact pair, in particular for household appliances, with a contact spring and a connecting element to which a switch contact is held, the contact surfaces of which are essentially are designed in the form of spherical sections and have radii of different sizes.

Ein derartiges elektrisches Schaltkontaktpaar ist bekannt aus der Druckschrift DE-OS 22 58 048 in Form eines Kontaktfedersatzes, dessen Kontaktfedern nach dem Einbringen in ein Gehäuse, in dem Stege oder Aufnahmen zur Positionierung der Kontaktfeder vorgesehen sind, den geforderten Kontaktabstand aufweisen. Die Kontaktfedern tragen an ihren Endabschnitten jeweils metallische Kontaktniete als Schaltkontakte, über die bei geschlossenem Kontakt der elektrische Strom fließt. Die beiden Kontaktoberflächen sind im wesentlichen kugelabschnittsförmig gestaltet und weisen deutlich unterschiedlich große Radien auf.Such a pair of electrical switching contacts is known from the document DE-OS 22 58 048 in the form of a contact spring set, the contact springs according to the insertion in a housing, in the webs or receptacles for positioning the contact spring are provided, have the required contact distance. The Contact springs each carry metallic contact rivets at their end sections Switch contacts through which the electrical current flows when the contact is closed. The two contact surfaces are essentially spherical and have radii of significantly different sizes.

Weiterhin ist aus der Druckschrift DE 37 18 634 A1 ein elektromagnetischer Schalter bekannt, bei dessen Betätigung ein Lichtbogen nicht entsteht. Zwei fest­ stehende Anschlüsse, über denen ein elektrisch leitender Anker beweglich ist, weisen Bohrungen auf. In diese ragen Stifte mit nietförmigem Kopf, die mit den kugelabschnittsförmigen Kontaktabschnitten des Ankers in Berührung gelangen können und die weiter an das Tor eines Thyristors angeschlossen sind. Dieser wird bei Betätigen des Schalters aktiviert und unterdrückt die Bildung eines Lichtbogens.Furthermore, from document DE 37 18 634 A1 is an electromagnetic Known switch, an arc does not occur when actuated. Two firm standing connections over which an electrically conductive armature can be moved, have holes. Pins with a rivet-shaped head protrude into them ball-shaped contact sections of the armature come into contact can and which are further connected to the gate of a thyristor. This will activates and suppresses the formation of an arc when the switch is actuated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem elektrischen Schaltkontakt­ paar nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ein störungsfreies Schaltver­ halten über dessen Lebensdauer zu gewährleisten.The object of the present invention is for an electrical switch contact couple according to the preamble of claim 1 a trouble-free Schaltver to ensure its lifespan.

Erfindungsgemäß ist dies bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schaltkontakt­ paar bei zu schaltenden elektrischen Strömen um etwa 10 bis 15 A erreicht, wenn das Verhältnis des größeren zu dem kleineren Radius der Schaltkontakte etwa zwischen 5 und 20, insbesondere etwa zwischen 8 und 12, beträgt. Über­ raschenderweise wurde einerseits festgestellt, daß sich bei derartigen Größen­ verhältnissen Kleinstpartikel, beispielsweise Staubkörner, nicht zwischen den beiden Kontaktflächen ansammeln bzw. halten können. Dadurch ist vermieden, daß ein Schließen des Schaltkontaktpaares unbeabsichtigterweise durch derartige Körper verhindert ist. Andererseits ist erfindungsgemäß durch diese geeignete Wahl der Größenverhältnisse der Schaltkontakte trotz Toleranzen bei der Montage der Kontaktfeder relativ zum Anschlußelement auch ein sicherer Kontaktschluß und ein definierter Übergangswiderstand im mΩ-Bereich gewährleistet.This is according to the invention in the case of a generic electrical switch contact couple of electrical currents to be switched by about 10 to 15 A if the ratio of the larger to the smaller radius of the switch contacts is between 5 and 20, in particular approximately between 8 and 12. About It was surprisingly found, on the one hand, that with such sizes Small particles, for example dust particles, not between the can collect or hold both contact surfaces. This avoids that closing the switch contact pair unintentionally by such Body is prevented. On the other hand, according to the invention, this is suitable Choice of the size of the switch contacts despite tolerances during assembly the contact spring relative to the connection element also a secure contact closure and a defined contact resistance in the mΩ range is guaranteed.

Vorteilhafterweise beträgt der Radius des Kontaktfeder-Schaltkontaktes etwa zwischen 0,8 und 2,5 mm, insbesondere zwischen 1,0 und 1,5 mm. Einerseits ist der Radius ausreichend groß, um den Abbrand des Kontaktfeder-Schaltkontaktes ausreichend niedrig über die Lebensdauer des Schaltkontaktpaares zu halten. Andererseits ist der Radius auch klein genug, um ein Kontaktproblem bei zwischen den Schaltkontakten befindlichen Staubkörpern zu vermeiden. Weiterhin wird beim Öffnen des Schaltkontaktpaares vom beweglichen, vorgespannten Kontaktfeder- Schaltkontakt eine Abrollbewegung auf dem Anschlußelement-Schaltkontakt durchgeführt, bei der die Oberfläche des Kontaktfeder-Schaltkontaktes wesentlich weniger Wegstrecke zurücklegt als der Anschlußelement-Schaltkontakt und somit funkstörmäßig sauber schaltet. Weiterhin wird ein isolierender Belag insbesondere auf der Oberfläche des Anschlußelement-Schaltkontaktes, der sich im Laufe der Zeit infolge Oberflächenoxidation bildet, beim Schaltvorgang infolge des geringen Radius des Kontaktfeder-Schaltkontaktes im Bereich der Kontaktoberfläche leichter durchbrochen. Dadurch ist ein geeignet niedriger Übergangswiderstand über die gesamte Lebensdauer des Schaltkontaktpaares sichergestellt.The radius of the contact spring switch contact is advantageously approximately between 0.8 and 2.5 mm, in particular between 1.0 and 1.5 mm. On the one hand is the radius is large enough to burn up the contact spring switch contact to keep it sufficiently low over the service life of the switch contact pair. On the other hand, the radius is also small enough to prevent a contact problem between to avoid dust particles located on the switch contacts. Furthermore, at Opening of the switching contact pair from the movable, preloaded contact spring Switch contact a rolling movement on the connecting element switch contact performed, in which the surface of the contact spring switch contact is essential covers less distance than the connecting element switch contact and thus switches cleanly in terms of radio interference. Furthermore, an insulating covering in particular on the surface of the connecting element switch contact, which is in the course of Forms time due to surface oxidation, when switching due to the low Radius of the contact spring switch contact in the area of the contact surface easier breached. This makes a suitably low contact resistance across the entire life of the switch contact pair ensured.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Radius des Anschluß­ element-Schaltkontaktes etwa zwischen 5 und 20 mm, insbesondere etwa 10 mm. According to a preferred embodiment, the radius of the connection is element switching contact between about 5 and 20 mm, in particular about 10 mm.  

Dieser Radius ist zum einen klein genug, um zu verhindern, daß sich Schmutz­ partikel auf der Oberfläche des Anschlußelement-Schaltkontaktes problemlos festsetzen und anhaften können. Zum anderen ist mit der Wahl eines verhältnis­ mäßig großen Radius für den Anschlußelement-Schaltkontakt in Verbindung mit einer grundflächenmäßig ausreichend großen Gestaltung des Anschlußelement- Schaltkontaktes sichergestellt ein sicherer Kontakt beim Schließen des Schaltkon­ taktpaares trotz der Justiertoleranzen zwischen der Kontaktfeder und dem Anschlußelement.On the one hand, this radius is small enough to prevent dirt from accumulating Particles on the surface of the connecting element switch contact without problems can fix and stick. Secondly, choosing a relationship moderately large radius for the connecting element switch contact in connection with a sufficiently large design of the connecting element Switch contact ensures a safe contact when closing the switch con cycle pair despite the adjustment tolerances between the contact spring and the Connector.

Um bei den vorliegenden Bedingungen über die gesamte Lebensdauer die Funk­ tionstüchtigkeit des Schaltkontaktpaares trotz des Abbrandes der Schaltkontakte gewährleisten zu können, beträgt die Höhe des Kontaktfeder-Schaltkontaktes mindestens etwa 0,5 mm. Gleichzeitig ist es ausreichend, daß die Höhe des An­ schlußelement-Schaltkontaktes höchstens etwa 0,5 mm beträgt.In order to keep the radio in the present conditions over the entire service life ability of the switch contact pair despite the erosion of the switch contacts To be able to guarantee, the height of the contact spring switch contact at least about 0.5 mm. At the same time, it is sufficient that the amount of the An closing element switch contact is at most about 0.5 mm.

Nachfolgend ist an Hand schematischer Darstellungen das erfindungsgemäße elektrische Schaltkontaktpaar beschrieben.The following is the schematic diagrams of the invention electrical switching contact pair described.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 in einer Prinzipdarstellung einen elektrischen Schaltkreis eines Haus­ haltsgerätes mit dem Schaltkontaktpaar, und Fig. 1 in a schematic diagram of an electrical circuit of a household appliance with the switch contact pair, and

Fig. 2 in stark vergrößertem Maßstab in einer Schnittdarstellung abschnitts­ weise das elektrische Schaltkontaktpaar. Fig. 2 in a greatly enlarged scale in a sectional view section, the pair of electrical switching contacts.

In einem nicht näher dargestellten elektrischen Haushaltsgerät ist zumindest ein Schaltkontaktpaar 1 vorgesehen. Dieses ist in einem elektrischen Stromkreis des Haushaltsgerätes gemäß Fig. 1 angeordnet. Eine Spannungsquelle 3, insbe­ sondere eine 230-V-Wechselspannung des Haushaltsnetzes speist einen elek­ trischen Verbraucher 5, beispielsweise eine Kochplatte. Dazu ist die Spannungs­ quelle 3 mit dem Verbraucher 5 und dem Schaltkontaktpaar 1 über elektrische Ver­ bindungsleitungen 7 verschaltet. Das Schaltkontaktpaar 1 besteht aus einer elastischen Kontaktfeder 9 aus CuBe-Material und einem bzgl. des Schwerefeldes der Erde darüber angeordneten, entsprechend ausgebildeten Anschlußelement 11 aus Messing. Zur Abführung der entstehenden Funkenwärme beim Betrieb des Schaltkontaktpaares 1 ist der Querschnitt des Anschlußelementes 11 wesentlich größer gestaltet als der der Kontaktfeder 9. Sowohl die Kontaktfeder 9 als auch das Anschlußelement 11 sind an einem Endabschnitt fest eingespannt bzw. gehaltert. An den jeweils gegenüberliegenden freien Endabschnitten der Kontaktfeder 9 und des Anschlußelementes 11 sind auf diese einander unmittelbar gegenüberliegend ein Kontaktfeder-Schaltkontakt 13 und ein Anschlußelement-Schaltkontakt 15 jeweils aus Silber geschweißt. Zum Öffnen des Schaltkontaktpaares 1 drückt ein Betätigungselement 17, beispielsweise eines nicht gezeigten Steuergerätes, auf einen Betätigungsbereich der elastisch vorgespannten Kontaktfeder 9. Der Feder­ druck beträgt dabei etwa typischerweise 0,1 N, typischerweise unterbrochene Ströme betragen etwa 12 A. Der Übergangswiderstand des Schaltkontaktpaares 1 liegt im mΩ-Bereich. Die beim Betrieb des Schaltkontaktpaares 1 herrschenden Umgebungstemperaturen können bis zu 150°C erreichen.At least one switch contact pair 1 is provided in an electrical household appliance, not shown in detail. This is arranged in an electrical circuit of the household appliance according to FIG. 1. A voltage source 3 , in particular a 230 V AC voltage of the household network feeds an electrical consumer 5 , for example a hotplate. For this purpose, the voltage source 3 is connected to the consumer 5 and the switching contact pair 1 via electrical connecting lines 7 Ver. The switching contact pair 1 consists of an elastic contact spring 9 made of CuBe material and a correspondingly designed connecting element 11 made of brass arranged above it with respect to the gravitational field of the earth. In order to dissipate the sparking heat generated during operation of the switching contact pair 1 , the cross section of the connection element 11 is designed to be substantially larger than that of the contact spring 9 . Both the contact spring 9 and the connection element 11 are firmly clamped or held at one end section. At the respectively opposite free end sections of the contact spring 9 and the connection element 11 , a contact spring switch contact 13 and a connection element switch contact 15 are welded from silver, directly opposite one another. To open the switching contact pair 1 , an actuating element 17 , for example a control device (not shown ), presses on an actuating region of the elastically biased contact spring 9 . The spring pressure is approximately 0.1 N, typically interrupted currents are approximately 12 A. The contact resistance of the switch contact pair 1 is in the mΩ range. The ambient temperatures prevailing during the operation of the switch contact pair 1 can reach up to 150 ° C.

Die Kontaktfeder 9 weist an ihrem freien Endabschnitt einen Kontaktfederkopf 21 auf. Entsprechendes gilt für das Anschlußelement 11 mit dem Schalt­ elementkopf 23. Im Bereich des Kontaktfederkopfes 21 beträgt die Materialstärke der Kontaktfeder 9 etwa 0,15 mm. Eine Höhe h des kugelabschnittsförmigen Kontaktfeder-Schaltkontaktes 13 beträgt vor der Inbetriebnahme etwa 0,75 mm. Die entsprechende Höhe des Anschlußelement-Schaltkontaktes 15 liegt im neuwertigen Zustand des Schaltkontaktpaares 1 bei etwa 0,5 mm. Die beiden Schaltkontakte 13, 15 sind über Schweißverbindungen 24 an den entsprechenden Köpfen 21, 23 gehaltert. Da der Aufwand an Silbermaterial aus Kostengründen möglichst gering zu halten ist, und der Abstand zwischen der Kontaktfeder 9 und dem An­ schlußelement 11 aufgrund konstruktiver Gegebenheiten nicht beliebig klein wählbar ist, weist der Kopf 23 eine Kopfprägung 25 zur Abstandsverringerung auf. Die Radien gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 betragen im Berührungs­ bereich für den Kontaktfeder-Schaltkontakt 13 r₁ = 1 mm und für den Anschluß­ element-Schaltkontakt 15 r₂ = 10 mm. Der Kontaktfeder-Schaltkontakt 13 ist an einen ebenen Bereich des Kontaktfederkopfes 21 geschweißt. Diese besonders belastete Schweißverbindung ist dadurch stabiler als die zwischen der Kopfprägung 25 und dem Anschlußelement-Schaltkontakt 15.The contact spring 9 has a contact spring head 21 at its free end section. The same applies to the connecting element 11 with the switching element head 23rd In the area of the contact spring head 21 , the material thickness of the contact spring 9 is approximately 0.15 mm. A height h of the contact spring switch contact 13 in the form of a spherical section is approximately 0.75 mm before start-up. The corresponding height of the connecting element switch contact 15 is in the new condition of the switch contact pair 1 at about 0.5 mm. The two switching contacts 13 , 15 are held on the corresponding heads 21 , 23 via welded connections 24 . Since the expenditure of silver material is to be kept as low as possible for reasons of cost, and the distance between the contact spring 9 and the connection element 11 cannot be chosen arbitrarily small due to structural conditions, the head 23 has an embossed head 25 for reducing the distance. The radii according to the embodiment of FIG. 2 are in the contact area for the contact spring switch contact 13 r ₁ = 1 mm and for the connection element switch contact 15 r ₂ = 10 mm. The contact spring switch contact 13 is welded to a flat area of the contact spring head 21 . This particularly stressed welded connection is therefore more stable than that between the head stamping 25 and the connecting element switch contact 15 .

Claims (5)

1. Elektrisches Schaltkontaktpaar, insbesondere für Haushaltsgeräte, mit einer Kon­ taktfeder und einem Anschlußelement, an denen jeweils ein Schaltkontakt gehal­ tert ist, deren Kontaktoberflächen im wesentlichen kugelabschnittsförmig gestaltet sind und unterschiedlich große Radien aufweisen, wobei bei zu schaltenden elekt­ rischen Strömen um 10 bis 15 A das Verhältnis des größeren zu dem kleineren Radius der Silber-Schaltkontakte (13, 15) etwa zwischen 5 und 20, insbesondere zwischen 8 und 12, beträgt. 1. Electrical switch contact pair, in particular for household appliances, with a contact spring and a connecting element, on each of which a switch contact is held, the contact surfaces of which are designed essentially in the form of spherical sections and have radii of different sizes, with the electrical currents to be switched being around 10 to 15 A the ratio of the larger to the smaller radius of the silver switch contacts ( 13 , 15 ) is approximately between 5 and 20, in particular between 8 and 12. 2. Elektrisches Schaltkontaktpaar nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der kleinere Radius r₁ des Kontaktfeder-Schaltkontaktes (13) etwa zwischen 0,8 und 2,5 mm, insbesondere zwischen 1,0 und 1,5 mm, be­ trägt.2. Electrical switch contact pair according to claim 1, characterized in that the smaller radius r _{1 of} the contact spring switch contact ( 13 ) carries approximately between 0.8 and 2.5 mm, in particular between 1.0 and 1.5 mm, be. 3. Elektrisches Schaltkontaktpaar nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der größere Radius r₂ des Anschlußelement-Schaltkontaktes (15) etwa zwischen 5 und 20 mm, insbesondere 10 mm, beträgt.3. Electrical switch contact pair according to claim 1 or 2, characterized in that the larger radius r _{2 of} the connecting element switch contact ( 15 ) is approximately between 5 and 20 mm, in particular 10 mm. 4. Elektrisches Schaltkontaktpaar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Kontaktfeder- Schaltkontaktes (13) mindestens etwa 0,5 mm beträgt.4. Electrical switch contact pair according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the contact spring switch contact ( 13 ) is at least about 0.5 mm. 5. Elektrisches Schaltkontaktpaar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Anschlußelement- Schaltkontaktes (15) höchstens etwa 0,5 mm beträgt.5. Electrical switch contact pair according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the connecting element switch contact ( 15 ) is at most about 0.5 mm.