EP1630837B1 - Kontaktsystem - Google Patents

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EP1630837B1
EP1630837B1 EP04019974A EP04019974A EP1630837B1 EP 1630837 B1 EP1630837 B1 EP 1630837B1 EP 04019974 A EP04019974 A EP 04019974A EP 04019974 A EP04019974 A EP 04019974A EP 1630837 B1 EP1630837 B1 EP 1630837B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
spring
actuation
contact system
area
Prior art date
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Not-in-force
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EP04019974A
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English (en)
French (fr)
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EP1630837A1 (de
Inventor
Werner Dr. Puri
Joachim Seidl
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Priority to EP04019974A priority patent/EP1630837B1/de
Priority to DE502004002686T priority patent/DE502004002686D1/de
Priority to PCT/EP2005/053967 priority patent/WO2006021518A1/de
Priority to US11/660,728 priority patent/US7935905B2/en
Publication of EP1630837A1 publication Critical patent/EP1630837A1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/36—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using flexing of blade springs
    • H01H13/365—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using flexing of blade springs having a symmetrical configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts

Definitions

  • the invention relates to a contact system for use in electromechanical switching devices, such as contactors, position switches, command and signaling devices and contactor safety combinations or the like.
  • Such a contact system has both a fixed contact and a movable contact.
  • the fixed contact serves for contacting a connecting cable or the like.
  • the movable contact is used to open and close the contact system.
  • the switching systems known from the prior art comprise a contact carrier region and a jump mechanism or a creeping mechanism.
  • the contact carrier area serves for storage, guidance and actuation of the movable contact.
  • the jump mechanism is used to convert the linear actuation of the switch by means of an actuating element in an automatic and irreversible jump operation of the contact carrier area, whereby the actual switching operation is performed.
  • Contact carrier area and jump mechanism consist of a large number of components, resulting in high costs in development, production and assembly, and increases the risk of error of the assembly.
  • a snap-action switch which has a snap spring, which is mounted on a support, wherein the snap-action switch has at least one snap-in contact, which connects electrically to the carrier.
  • the snap-action switch has at least two arms which are under a reciprocal tension to form a closed force system in which at least one arm is under compressive bending and can be switched by an external actuating force.
  • Object of the present invention is to allow a secure contact with a particularly simple structural design.
  • the contact system comprises a spring holder, an actuating element and a contact element, wherein the contact element has a spring region mounted on the spring holder for providing a jump function and an actuatable by the actuating portion for initiation the jump function and a contacting region for simultaneously establishing an electrical contact with the fixed contact pieces.
  • a central idea of the invention is to integrate the step function and the contacting function in a single component, the contact element.
  • This functional integration significantly reduces the number of components required. This leads to lower material, assembly and production costs and also reduces the risk of error of the module.
  • a reduction in the sizes of the individual system components is possible, whereby a significant reduction in the required installation space for the contact system can be achieved.
  • the reduction in the number of components and thus the manufacturing tolerances of the component pairings prevent a malposition of the movable contact and thereby counteract a functional impairment.
  • the contact element consists of an elastically deformable material or composite material, for example spring steel or spring steel, copper-plated.
  • the jumping function of the contact element and, on the other hand, a sufficient contacting pressure in the switching positions is made possible.
  • the spring holder is formed as part of a housing enclosing the contact element.
  • the pen holder in the form of an additional single component can therefore be omitted, which leads to a further structural simplification.
  • an embodiment of the invention has been found in which the spring portion is pre-stamped to achieve an asymmetric jump behavior.
  • the spring portion is pre-stamped to achieve an asymmetric jump behavior.
  • It can be both a one-sided and a double-sided coinage.
  • FIGS. 1 to 3 A prior art contact system 1 of the prior art is shown in FIGS. 1 to 3.
  • Illustrated contact carrier portion 2 while the movable contact 3 is mounted with its two end-mounted switching pieces 4 to a contact holder 5 and / or positioned.
  • the contact holder 5 is held by a metal spring 6 in position, which also produces the connection to the opposite, similarly constructed contact mechanism as a bridge spring.
  • the contact carrier region 2 serves for the storage and positioning of the movable contacts 3 and for applying the contact forces.
  • the illustrated in Figure 1 jump system 7 consists on the one hand of a frame 8 (contact piece carrier) for supporting the contact carrier area 2 and the metal spring 6 and the other from guided resilient elements 9 (not shown in detail nipple and Nippelfedern).
  • a frame 8 contact piece carrier
  • guided resilient elements 9 not shown in detail nipple and Nippelfedern.
  • FIG 3 shows a view of a mounted contact system 1 according to the prior art.
  • the positive opening of the contact can be ensured only by complex mechanisms, since the actuation direction 11 counteracts the opening direction 12 of the normally closed contact in the case of jump mechanisms known from the prior art.
  • the positive opening can thus be effected only by a deflection of the actuating force, for example by one or more positive opening pawls.
  • a contact system 20 is shown in FIG. It essentially comprises a centrally arranged and by means of connecting elements 21 fixedly connected to a housing or the like spring holder (bearing block) 22, a spring holder 22 mounted on the contact element 23 in the manner of a contact bridge and the contact element 23 actuated actuator 24 in the manner of a slider.
  • the contact element 23 is made of an elastic material.
  • the actuating element 24 movably arranged with respect to the spring holder 22 is substantially U-shaped.
  • the spring portions 31 may of course be different, for example, projecting outwardly away from each other, be formed.
  • a return spring is mounted (not shown), which returns the actuating element 24, as soon as it is no longer actuated, back to its original position.
  • the embodiment shown here is characterized by its symmetrical structure with double interrupting contacts 33, 34. Due to the structural design of the jump system, an opening of the closed in the unactuated state contact 20 in the direction of actuation 28 is possible. This allows a secure positive opening of the contact 20 without additional component.
  • the known from the prior art positive opening pawls omitted. The risk of damage or the hard-to-test lack of positive opening pawl is thus excluded.
  • the contact system 20 is also characterized by the fact that movable and fixed contacts 29, 33, 34 perform during the switching operation and a horizontal relative movement to each other. This counteracts fogging of the contact surfaces, ie an increase in the contact resistance or an interruption of the contact by foreign layers.
  • a special arrangement of guides and bearings, as known in systems known from the prior art, for such a relative movement to produce by complex design measures is not required.
  • Metal bridge springs or metal nibs as required in conventional contact systems, are not used. This leads to a significant reduction in the required installation space of the module while complying with the clearance and creepage distances required in standards and regulations.
  • the structurally simple construction results in a relatively simple handling of the contact element 23 during manufacture and assembly. In particular, eliminates the costly manual assembly of metal springs.
  • Deformations of the contact element as they are present in conventional contact systems due to the diverse, multiple degrees of freedom bearing points between bridge spring and movable contact bridge or indirect storage between the spring and movable contact holder can be significantly reduced and associated functional impairments are avoided.
  • the contact system 20 ensures instantaneous opening or closing of the contact. For single or bipolar systems, an immediate actuation, i. ensures immediate opening or closing of all existing contacts. The switching process is irreversible until a further actuation of the actuating element 24. After reaching the jump point it runs off automatically.
  • a bearing of the actuating element 24 is ensured such that the contact pieces of the movable and the fixed contact 29, 33, 34 meet each other in a defined manner.
  • a compensation of the burnup ensured by a corresponding structural design of the contact element 23.
  • the contact element 23 brings a defined contact force. Due to the chosen construction geometrically very precisely determinable switching points can be met, in which one or two contacts are opened or closed. The actuation of the switching mechanism is carried out mechanically.
  • the actuator 24 at its base U-35 on a portion 36, which leads to the actual actuator, such as a drive head or button.
  • the actuator 24 itself can serve as an actuator.
  • contact elements 23 are shown in the unmounted state.
  • the actuating region 30 can be embodied in the unassembled state without pre-embossing, as shown in FIGS. 6 to 9. However, as shown in FIG. 10, it can also have an embossed embossing.
  • the spring portions 31 may be executed without pre-stamping, cf. 6, or have a pre-stamping.
  • 7 again shows the contact element 23 already known from FIGS. 2 and 3.
  • the spring regions 31 of the contact element 23 are unilaterally, namely in the actuating direction 28, pre-stamped. It thus has a preferred position, so that results in an asymmetric jump behavior.
  • the contact element 23 shown in FIG. 9 shows embossing on both sides. If preferred jump directions are provided, the remaining components of the contact system, in particular the return spring of the actuating element 24, can be correspondingly adapted and dimensioned.
  • FIGS. 6 to 10 merely represent possible exemplary embodiments. What is common to all is the relatively simple shape and the resulting simple manufacture.
  • the contact elements 23 can in principle assume any shape. However, you are in the process of training that during assembly, a distortion of the spring portions 31 takes place, so that a sufficient contact force can be applied to the contact pieces 29. During assembly, the resilient areas are deformed and assume a force-optimized shape. If spring areas 31 and / or operating area 30 are pre-stamped, the jumping properties can be optimized.
  • the spring areas 31 are not prestressed in the installed state, they are preferably used in conjunction with a Schleicher. In this case, in other words, there is no skipping from one contact position to another contact position.
  • the contact element 23 has a substantially rectangular shape in plan view.
  • the shape of the spring portions 31 mounted in the bearing points 32 of the spring holder 22 can be varied, as shown in FIGS. 11 and 12.
  • the resilient portions 31 extend from the contact pieces 29 having end portions of the contact element 23 in the direction of the contact bridge center toward each other and are formed in the manner of tongues.
  • the shape of the spring portions 31 can vary.
  • FIG 11 shows a contact element 23 with spring portions 31 in a rectangular shape, while the spring portions 31 'of the contact element 23 shown in FIG 12 taper towards spring holder 22 back.
  • the spring regions 31 are arranged outside in the contact bridges 23 depicted in FIGS. 13 and 14 according to the invention.
  • the actuator 24 is in other words in the opening 37, whereby the contact element 23 can be both transferred from one switching position to another and also brought back.
  • the spring portions 31 are mounted in this embodiment on an outer housing (not shown), which has correspondingly shaped bearings for this purpose. Two arranged on both sides of the operating range pen as extra components are therefore not required.
  • the shape of the spring portions 31 may vary. For example, as shown in FIG. 13, rectangular spring portions 31 ", or, as shown in FIG. 14, dovetail-shaped spring portions 31"'may be used.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für den Einsatz in elektromechanischen Schaltgeräten, beispielsweise Schützen, Positionsschaltern, Befehls- und Meldegeräten und Schützsicherheitskombinationen oder dergleichen.
  • Ein derartiges Kontaktsystem weist sowohl einen festen Kontakt als auch einen beweglichen Kontakt auf. Der feste Kontakt dient dabei zur Kontaktierung einer Anschlussleitung oder dergleichen. Der bewegliche Kontakt dient zum Öffnen und Schließen des Kontaktsystems. Die aus dem Stand der Technik bekannten Schaltsysteme weisen einen Kontaktträgerbereich und einen Sprungmechanismus oder einen Schleichmechanismus auf. Dabei dient der Kontaktträgerbereich zur Lagerung, Führung und Betätigung des beweglichen Kontaktes. Der Sprungmechanismus dient der Umwandlung der linearen Betätigung des Schalters mittels eines Betätigungselementes in eine selbsttätige und unumkehrbare Sprungbetätigung des Kontaktträgerbereiches, wodurch der eigentliche Schaltvorgang ausgeführt wird. Kontaktträgerbereich sowie Sprungmechanismus bestehen aus einer Vielzahl von Bauteilen, was hohe Kosten in der Entwicklung, Fertigung und Montage zur Folge hat, und das Fehlerrisiko der Baugruppe erhöht.
  • Aus US 4,254,313 ist ein Schnappschalter bekannt, der eine Schnappfeder aufweist, die auf einem Träger befestigt ist, wobei der Schnappschalter mindestens einen Schnappkontakt aufweist, der diesen elektrisch mit dem Träger verbindet. Der Schnappschalter hat mindestens zwei Arme, die unter einer reziproken Spannung stehen, um ein geschlossenes Kräftesystem zu bilden, in welchem mindestens ein Arm unter einer kompressiven Verbiegung steht und durch eine externe Betätigungskraft geschaltet werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine sichere Kontaktierung mit einem besonders einfachen konstruktiven Aufbau zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Kontaktsystem nach Anspruch 1 gelöst. Danach weist das Kontaktsystem einen Federhalter, ein Betätigungselement und ein Kontaktelement auf, wobei das Kontaktelement einen an dem Federhalter gelagerten Federbereich zur Bereitstellung einer Sprungfunktion und einen von dem Betätigungselement betätigbaren Betätigungsbereich zur Initiierung der Sprungfunktion und einen Kontaktierungsbereich zum gleichzeitigen Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit den festen Kontaktstücken aufweist.
  • Ein Kerngedanke der Erfindung ist es, die Sprungfunktion und die Kontaktierungsfunktion in einem einzigen Bauteil, dem Kontaktelement, zu integrieren. Durch diese Funktionsintegration wird die Anzahl der benötigten Bauteile deutlich verringert. Dies führt zu geringeren Material-, Montage- und Fertigungskosten und reduziert zudem das Fehlerrisiko der Baugruppe. Zudem ist auch eine Verringerung der Baugrößen der einzelnen Systemkomponenten möglich, wodurch eine deutliche Reduzierung des erforderlichen Bauraumes für das Kontaktsystem erzielt werden kann. Die Verringerung der Bauteilanzahl und somit der Fertigungstoleranzen der Bauteilpaarungen beugen einer Fehlstellung des beweglichen Kontaktes vor und wirken dadurch einer Funktionsbeeinträchtigung entgegen.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Zweckmäßigerweise besteht das Kontaktelement aus einem elastisch verformbaren Werkstoff oder Werkstoffverbund, beispielsweise Federstahl oder Federstahl, Kupfer-plattiert. Hierdurch wird zum einen die Sprungfunktion des Kontaktelementes und zum anderen ein ausreichender Kontaktierungsdruck in den Schaltpositionen ermöglicht.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Federhalter als Teil eines das Kontaktelement umschließenden Gehäuses ausgebildet. Der Federhalter in Gestalt eines zusätzlichen Einzelbauteils kann daher entfallen, was zu einer weiteren konstruktiven Vereinfachung führt.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform der Erfindung erwiesen, bei der der Federbereich zur Erzielung eines asymmetrischen Sprungverhaltens vorgeprägt ist. Dabei kann es sich sowohl um eine einseitige, als auch um eine beidseitige Prägung handeln.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, die mit Hilfe der Zeichnungen erläutert werden. Hierbei zeigen:
    • FIG 1-3
    eine schematische Darstellung eines Kontaktsystems nach dem Stand der Technik,
    FIG 4
    ein Kontaktsystem in einer ersten Schaltposition,
    FIG 5
    ein Kontaktsystem in einer zweiten Schaltposition,
    FIG 6-10
    Seitenansichten verschiedener Ausführungsformen eines Kontaktelementes,
    FIG 11,12
    Draufsichten auf Ausführungsformen eines Kontaktelementes mit innenliegendem Federbereich,
    FIG 13,14
    Draufsichten auf ein erfindungsgemäßes Kontaktelement mit außenliegendem Federbereich.
  • Ein bekanntes Kontaktsystem 1 nach dem Stand der Technik zeigen FIG 1 bis 3. Wie der in FIG. 2 abgebildete Kontaktträgerbereich 2 illustriert, ist dabei der bewegliche Kontakt 3 mit seinen beiden endseitig angebrachten Schaltstücken 4 an einem Kontakthalter 5 gelagert und/oder positioniert. Der Kontakthalter 5 wird durch eine Metallfeder 6 in Position gehalten, welche als Brückenfeder zugleich die Verbindung zu dem gegenüberliegenden, gleichartig aufgebauten Kontaktmechanismus herstellt. Der Kontaktträgerbereich 2 dient dabei zur Lagerung und Positionierung der beweglichen Kontakte 3 und zum Aufbringen der Kontaktkräfte.
  • Das in FIG 1 illustrierte Sprungsystem 7 besteht zum einen aus einem Rahmen 8 (Schaltstückträger) zur Lagerung des Kontaktträgerbereiches 2 und der Metallfeder 6 und zum anderen aus geführten federnden Elementen 9 (im Einzelnen nicht abgebildete Nippel und Nippelfedern). Bei einer Betätigung des Kontaktes 1 durch ein Antriebs- bzw. Betätigungselement wird der bewegliche Kontakt 3 auf einen festen Kontakt 10 in Kontaktierungsrichtung 11 zu bewegt, wobei die Schaltstücke 4 des beweglichen Kontaktes 3 und des festen Kontaktes 10 in definierter Art und Weise aufeinander treffen.
  • FIG 3 zeigt eine Ansicht eines montierten Kontaktsystems 1 nach dem Stand der Technik. Die Zwangsöffnung des Kontaktes kann dabei nur durch aufwändige Mechanismen gewährleistet werden, da bei aus dem Stand der Technik bekannten Sprungmechanismen die Betätigungsrichtung 11 entgegen der Öffnungsrichtung 12 des im Ruhezustand geschlossenen Kontaktes wirkt. Die Zwangsöffnung kann somit nur durch eine Umlenkung der Betätigungskraft, zum Beispiel durch eine oder mehrere Zwangsöffnungsklinken erfolgen.
  • Ein Kontaktsystem 20 ist in FIG 4 dargestellt. Es umfasst im Wesentlichen einen zentral angeordneten und über Verbindungselemente 21 fest mit einem Gehäuse oder dergleichen verbundenen Federhalter (Lagerbock) 22, ein am Federhalter 22 gelagertes Kontaktelement 23 nach Art einer Kontaktbrücke sowie ein das Kontaktelement 23 betätigendes Betätigungselement 24 nach Art eines Schiebers. Das Kontaktelement 23 ist aus einem elastischen Material gefertigt. Das in Bezug auf den Federhalter 22 beweglich angeordnete Betätigungselement 24 ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Dabei sind in den U-Armen 25 Durchbrüche 26 vorgesehen, an deren Wänden 27 das Kontaktelement 23 in den Schaltpositionen anliegt derart, dass durch eine Betätigung des Betätigungselementes 24 in Betätigungsrichtung 28 oder in entgegengesetzter Richtung der an seinen beiden Enden Kontaktstücke 29 aufweisende und durch die Durchbrüche 26 zu beiden Seiten des Betätigungselementes 24 hindurchreichende Betätigungsbereich 30 von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition mitgenommen wird, während das Kontaktelement 23 mit seinen beiden nahe der Freienden des Betätigungsbereiches 30 angeformten und in Richtung Federhalter 22 aufeinander zu weisenden Federbereichen 31 in den Lagerstellen 32 des Federhalter 22 gelagert ist. Mit anderen Worten kann das Kontaktsystem 20 von der in FIG 4 abgebildeten ersten Schaltposition, in der die Kontaktstücke an dem oberen Kontaktpaar 33 anliegen, durch Verfahren des Betätigungselementes 24 in Betätigungsrichtung 28 in eine zweite Schaltposition, wie sie in FIG 5 abgebildet ist, überführt werden, in der die Kontaktstücke an dem unteren Kontaktpaar 34 anliegen. Die Federbereiche 31 können selbstverständlich auch anders, beispielsweise nach außen voneinander weg ragend, ausgeformt sein.
  • Am Betätigungselement 24 ist eine Rückdruckfeder angebracht (nicht abgebildet), welche das Betätigungselement 24, sobald dieses nicht mehr betätigt wird, wieder in seine Ausgangsposition zurückführt.
  • Die hier gezeigte Ausführungsform zeichnet sich durch ihren symmetrischen Aufbau mit doppelunterbrechenden Kontakten 33, 34 aus. Durch die konstruktive Auslegung des Sprungsystems ist eine Öffnung des im unbetätigten Zustand geschlossenen Kontaktes 20 in Betätigungsrichtung 28 möglich. Dies ermöglicht eine sichere Zwangsöffnung des Kontaktes 20 ohne zusätzliches Bauteil. Die aus dem Stand der Technik bekannten Zwangsöffnungsklinken entfallen. Das Risiko einer Beschädigung oder des schwer prüfbaren Fehlens der Zwangsöffnungsklinke wird somit ausgeschlossen.
  • Das Kontaktsystem 20 zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass bewegliche und feste Kontakte 29, 33, 34 während des Schaltvorganges auch eine horizontale Relativbewegung zueinander ausführen. Dies wirkt einem Beschlagen der Kontaktflächen, d.h. einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes oder einer Unterbrechung des Kontaktes durch Fremdschichten, entgegen. Eine spezielle Anordnung von Führungen und Lagerungen, wie sie bei aus dem Stand der Technik bekannten Systemen bekannt ist, um eine solche Relativbewegung durch aufwändige konstruktive Maßnahmen zu erzeugen, ist nicht erforderlich.
  • Brückenfedern oder Nippelfedern aus Metall, wie sie bei herkömmlichen Kontaktsystemen erforderlich sind, werden nicht eingesetzt. Dies führt unter Einhaltung der in Normen und Vorschriften geforderten Luft- und Kriechstrecken zu einer bedeutsamen Reduktion des notwendigen Bauraumes der Baugruppe.
  • Durch den konstruktiv einfachen Aufbau ergibt sich eine verhältnismäßig einfache Handhabung des Kontaktelementes 23 bei Fertigung und Montage. Insbesondere entfällt die aufwändige manuelle Montage der Metallfedern.
  • Fehlstellungen des Kontaktelementes, wie sie bei herkömmlichen Kontaktsystemen aufgrund der vielfältigen, mehrere Freiheitsgrade aufweisenden Lagerstellen zwischen Brückenfeder und beweglicher Kontaktbrücke bzw. bei indirekter Lagerung zwischen Feder und beweglichem Kontakthalter vorhanden sind, können entscheidend verringert und damit verbundene Funktionsbeeinträchtigungen vermieden werden.
  • Das Kontaktsystem 20 gewährleistet eine unverzögerte Öffnung oder Schließung des Kontaktes. Bei ein- oder zweipoligen Systemen ist eine ummittelbare Betätigung, d.h. ein unmittelbares Öffnen oder Schließen aller vorhandenen Kontakte gewährleistet. Der Schaltvorgang ist bis zu einer weiteren Betätigung des Betätigungselementes 24 unumkehrbar. Nach Erreichen des Sprungpunktes läuft er selbsttätig ab.
  • Durch die besondere konstruktive Ausgestaltung des Kontaktsystems 20 ist eine Lagerung des Betätigungselementes 24 gewährleistet derart, dass die Schaltstücke des beweglichen und des festen Kontaktes 29, 33, 34 in definierter Art und Weise aufeinander treffen. Hierbei ist zudem ein Ausgleich des Abbrandes durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung des Kontaktelementes 23 gewährleistet. Im geschlossenen Kontaktzustand bringt das Kontaktelement 23 eine definierte Kontaktkraft auf. Aufgrund der gewählten Konstruktion können geometrisch besonders exakt bestimmbare Schaltpunkte eingehalten werden, bei denen eine oder zwei Kontakte geöffnet oder geschlossen werden. Die Betätigung des Schaltmechanismus erfolgt dabei mechanisch. So weist das Betätigungselement 24 an seinem U-Grund 35 ein Teilstück 36 auf, welches zu dem eigentlichen Betätigungsorgan, beispielsweise einem Antriebskopf oder Knopf führt. Selbstverständlich kann auch das Betätigungselement 24 selbst als Betätigungsorgan dienen.
  • In den FIG 6 bis 10 sind Kontaktelemente 23 im unmontierten Zustand abgebildet. Der Betätigungsbereich 30 kann dabei im unmontierten Zustand ohne Vorprägung ausgeführt sein, wie in den FIG 6 bis 9 abgebildet. Er kann jedoch, wie in FIG 10 dargestellt, auch eine eingeprägte Vorprägung aufweisen. Ebenso können die Federbereiche 31 ohne Vorprägung ausgeführt sein, vgl. FIG 6, oder aber eine Vorprägung aufweisen. FIG 7 zeigt noch einmal das bereits aus den FIG 2 und 3 bekannte Kontaktelement 23. Die Federbereiche 31 des Kontaktelements 23 sind dabei einseitig, nämlich in Betätigungsrichtung 28, vorgeprägt. Sie weist somit eine Vorzugsposition auf, so dass sich ein asymmetrisches Sprungverhalten ergibt. Das in FIG 8 dargestellte Kontaktelement 23 weist keine Vorprägung auf, während das in FIG 9 dargestellte Kontaktelement 23 eine beidseitige Prägung zeigt. Sofern bevorzugte Sprungrichtungen vorgesehen sind, können die übrigen Komponenten des Kontaktsystems, insbesondere die Rückholfeder des Betätigungselementes 24, entsprechend angepasst und dimensioniert werden.
  • Die in den FIG 6 bis 10 gezeigten Formen stellen lediglich mögliche Ausführungsbeispiele dar. Allen gemeinsam ist die verhältnismäßig einfache Form und die dadurch mögliche einfache Herstellung. Die Kontaktelemente 23 können prinzipiell beliebige Formen annehmen. Sie sind dabei jedoch so auszubilden, dass bei der Montage ein Verspannen der Federbereiche 31 erfolgt, so dass eine ausreichende Kontaktkraft auf die Kontaktstücke 29 aufgebracht werden kann. Bei der Montage werden die federnden Bereiche verformt und nehmen eine kraftoptimale Form an. Werden Federbereiche 31 und/oder Betätigungsbereich 30 vorgeprägt, können die Sprungeigenschaften optimiert werden.
  • Weisen die Federbereiche 31 im montierten Zustand keine Vorspannung auf, werden sie vorzugsweise in Verbindung mit einem Schleicher eingesetzt. In diesem Fall erfolgt mit anderen Worten kein Überspringen von einer Kontaktposition in eine andere Kontaktposition.
  • Das Kontaktelement 23 weist in der Draufsicht eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Jedoch sind grundsätzlich auch andere Gestaltungen möglich. Die Form der in den Lagerstellen 32 des Federhalters 22 gelagerten Federbereiche 31 kann variiert werden, wie dies in den FIG 11 und 12 abgebildet ist. Die federnden Bereiche 31 erstrecken sich dabei von den die Kontaktstücke 29 aufweisenden Endbereichen des Kontaktelementes 23 in Richtung Kontaktbrückenmitte aufeinander zu und sind nach Art von Zungen ausgebildet. Um die hohen mechanischen Spannungen im Sprungmoment bestmöglich aufzufangen, kann die Form der Federbereiche 31 variieren. So zeigt beispielsweise FIG 11 ein Kontaktelement 23 mit Federbereichen 31 in Rechteckform, während sich die Federbereiche 31' des in FIG 12 abgebildeten Kontaktelementes 23 sich in Richtung Federhalter 22 hin verjüngen.
  • Während die in FIG 10 und 11 gezeigten Kontaktelemente 23 innenliegende Federbereiche 31 aufweisen, sind die Federbereiche 31 bei den in FIG 13 und 14 abgebildeten Kontaktbrücken 23 erfindungsgemäß außenliegend angeordnet. Mit anderen Worten flankieren dort zwei symmetrisch angeordnete Federbereichspaare den mittig angeordneten Betätigungsbereich 30. Dieser weist eine zentrale Öffnung 37 auf, die als Durchgriffsöffnung zur Befestigung des Betätigungselementes 24 dient. Das Betätigungselement 24 liegt mit anderen Worten in der Öffnung 37 ein, wodurch das Kontaktelement 23 sowohl von einer Schaltposition in eine andere überführt als auch zurückgeholt werden kann. Die Federbereiche 31 sind in dieser Ausführungsform an einem Außengehäuse (nicht abgebildet) gelagert, welches zu diesem Zweck entsprechend ausgeformte Lagerstellen aufweist. Zwei zu beiden Seiten des Betätigungsbereiches angeordnete Federhalter als Extrabauteile sind somit nicht erforderlich. Auch in diesem Fall kann die Form der Federbereiche 31 variieren. So können beispielsweise, wie in FIG 13 gezeigt, rechteckförmige Federbereiche 31'', oder aber, wie in FIG 14 gezeigt, schwalbenschwanzförmige Federbereiche 31''' zum Einsatz kommen.

Claims (7)

  1. Kontaktsystem (20)
    - mit festen Kontaktstücken (33, 34),
    - mit einem Federhalter (22),
    - mit einem Betätigungselement (24), und
    - mit einem beweglichen Kontaktelement (23), aufweisend an dem Federhalter (22) gelagerte Federbereiche (31) zur Bereitstellung einer Sprungfunktion, einen von dem Betätigungselement (24) betätigbaren Betätigungsbereich (30) zur Initiierung der Sprungfunktion und einen Kontaktierungsbereich (29) zum gleichzeitigen Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit den festen Kontaktstücken (33, 34),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Federbereiche (31) des beweglichen Kontaktelementes (23) außen liegend angeordnet sind.
  2. Kontaktsystem (20) nach Anspruch 1, wobei das Betätigungselement (24) im beweglichen Kontaktelement (23) einliegt.
  3. Kontaktsystem (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Betätigungselement (24) in einer zentralen Öffnung (37) des beweglichen Kontaktelementes (23) einliegt.
  4. Kontaktsystem (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Betätigungsbereich (30) des beweglichen Kontaktelementes (23) mittig angeordnet ist.
  5. Kontaktsystem (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kontaktelement (23) aus einem elastisch verformbaren Werkstoff oder Werkstoffverbund hergestellt ist.
  6. Kontaktsystem (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Federhalter (22) als Teil eines das Kontaktelement (23) umschließenden Gehäuses oder dergleichen ausgebildet ist.
  7. Kontaktsystem (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Federbereiche (31) zur Erzielung besserer Sprungeigenschaften und/oder eines asymmetrischen Sprungverhaltens vorgeprägt sind.
EP04019974A 2004-08-23 2004-08-23 Kontaktsystem Not-in-force EP1630837B1 (de)

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