<Desc/Clms Page number 1>
Kontakteinrichtung für elektrische Schaltgeräte, insbesondere für Fernsprechrelais
Es ist bekannt, die Sicherheit der Kontaktgabe elektrischer Schaltgeräte bei geringen Kontaktströmen durch Anwendung sogenannter Doppelkontakte zu erhöhen. Bei dieser Kontaktart werden zwei Kontaktstel- len funktionsmässig zu einem Kontakt parallelgeschaltet, so dass pro Arbeits- oder Ruhekontakt eine Kon- taktberührung an zwei getrennten Punkten erfolgt.
Es ist ferner bekannt, die Funktionssicherheit von Doppelkontakten durch eine besondere Konstruktion der Kontaktträger zu steigern. Diese allgemein als"echter Doppelkontakt"bezeichnete Kontaktkonstruktion wird erhalten, indem auf jeder Kontaktstellenseite zwei Kontaktkörper auf einem elastischen Kontaktträ- ger angebracht werden, wobei zumindest zwei dieser Kontaktkörper durch eine besondere Ausbildung ihres
Kontaktträgers ausserdem noch gegenseitig elastisch verschiebbar sind. Es arbeitet dann jede Kontaktstelle mit einer gewissen elastischen Unabhängigkeit von der andern, wodurch Kontaktstörungen infolge fehler- hafter oder beschädigter Kontaktjustierung. Verschmutzung einzelner Kontaktstellen, Verformung einzel- ner Kontaktkörper usw. wesentlich reduziert werden.
Bei einer bekannte Ausführung eines echten Doppelte partes werden als elastische Kontaktträger zwei Blattfedern mit ihren Breitflächen zueinander parallel befestigt. Als Kontaktkörper werden vier Kon- taktnieten, z. B. Ballenkontakte, verwendet, die an den Enden der Blattfedern paarweise gegenüber befestigt sind. Bei einer besonderen Ausbildung der Kontaktträger dieser bekannten Konstruktion sind die Blattfedern zur gegenseitigen elastischen Verschiebbarkeit der beiden Kontaktkörper jeder Kontaktstellenseite in ihren vorderen Teilen geschlitzt und in je zwei Einzelfedern mit einem Kontaktniet pro Einzelfeder unterteilt.
Aus der Erkenntnis heraus, dass es für die Wirkungsweise eines echten Doppelkontaktes unerheblich ist, ob sich zweimal zwei gegenseitig elastische Kontaktkörper oder zwei gegenseitig elastische Kontaktkörper und zwei gegenseitig unelastische Kontaktkörper gegenüberstehen, wurden nach letzterer Art weitere bekannte Konstruktionen geschaffen, insbesondere auch solche, bei welchen die beiden gegenseitig unelastischen Kontaktkörper der einen Kontaktstellenseite zu einem einzigen Kontaktkörper vereinigt sind. So ist eine Kontakteinrichtung bekannt, bei welcher die Kontaktgabe durch einander kreuzende Kontaktdrähte so zustandekommt, dass ein horizontal eingeordneter Kontaktdraht als Kontaktkörper der einen Kontaktstellenseite zwei kurzen, vertikal angeordneten und gegenseitig elastisch verschiebbaren Kontaktdrähten auf der andem Kontaktstellenseite gegenübersteht.
Bei allen bekannten und vorstehend beschriebenen Kontakteinrichtungen mit echten Doppelkontakten sind die Kontaktkörper einander derart direkt gegenübergestellt, dass die Kontaktberührung an ihren in der Bewegungsrichtung an äusserster Stelle liegenden Punkten erfolgt. Die Kontakte prallen im Zuge des Schaltvorganges frontal aufeinander ; diese Art der Kontaktberührung muss aber mit Rücksicht auf die anzustrebende Vermeidung von Kontaktprellungen als ungünstig bezeichnet werden.
Die für die Selbstreinigung der Kontakte und zur Vernichtung schädlicher Prellenergien wichtige Kontaktreibung infolge einer Relativbewegung der Kontaktkörper nach der Kontaktberührung ist bei den bekannten Kontakteinrichtungen sehr gering. Diese Relativbewegung erfolgt nur senkrecht zu der Schaltbewegung. Sie entsteht durch die elastische Durchbiegung des Gegenkontaktträgers und ist in ihrer Grösse von Kontaktträgerlänge, Kontaktträgerabstand, Kontaktkörperform und Kontakthub abhängig, also von
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
ben sind.
Die bekannten Kontakteinrichtungen sind ferner in der Bewegungsrichtung der Kontaktträger wenig platzsparend, weil einerseits der notwendige Abstand der Kontaktträger sich aus der Kontaktöffnung plus der doppelten Kontaktkörperhöhe zusammensetzt, und anderseits für den anschliessenden Abstand zu wandern Konstruktionsteilen oder zu den Kontaktträger des nächsten Kontaktes neben der Stärke des Kon- taktträgers und allfälligen Niethöhen der abgewendeten Kontaktseite die gesamte Wegstrecke des in der
Schaltrichtung sich durchbiegenden oder ausschwingenden Gegenkontaktträgers zu berücksichtigen ist.
Aus der Schweizer Patentschrift Nr. 311953 ist eine Kontaktanordnung bekanntgeworden, die einen
Weg zur Vermeidung dieser Nachteile aufzeigt. Der in dieser Druckschrift veröffentlichte Vorschlag gipfelt darin, die Kontaktstücke derart auszubilden und anzuordnen, dass sie beim Zusammentreffen wäh- rend der Schalthandlung schief aufeinanderstossen und dass das eine Kontaktstück auf einer feststehenden
Unterlage quer zur Schaltbewegungsrichtung beweglich ist und unter dem Einfluss einer Federkraft steht, das Ganze derart, dass dieses Kontaktstück unter der Wirkung des durch das andere Kontaktstück ausge- übten Stosses entgegen der Federkraft mit Reibung auf einer Unterlage gleitet.
Die Erfindung betrifft eine ähnliche Anordnung mit einem echten Doppelkontakt, die jedoch gegen-
EMI2.2
weitgehende Prellfreiheit besitzt.
Insbesondere handelt es sich beim Erfindungsgegenstand um eine Kontakteinrichtung für elektrische
Schaltgeräte, insbesondere für Fernsprechrelais, bei welcher die Kontaktkörper jeder Kontaktstellenseite durch elastische Kontaktträger, wie z. B. Kontaktfedern od. dgl. gehalten werden und auf einer Kontakt- stellenseite ein Kontaktträger mit nur einem Kontaktkörper angeordnet ist, wogegen auf der andern Kon- taktstellenseite diesem Kontaktkörper zwei im Stromweg parallelliegende, gegenseitig elastisch ver- schiebbare Gegenkontaktkörper gegenüberstehen, wobei der einzelne Kontaktkörper als ein zwischen die beiden im Stromweg parallelliegenden Gegenkontaktkörper eindringender und hiebei auch spreizend auf diese wirkende ! Körper ausgebildet ist.
Eine solche Kontakteinrichtung ist nun erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ge- genkontaktkörper zusätzlich zu ihrer elastischen gegenseitigen Verschiebbarkeit quer zur Schaltrichtung auch in der Schaltrichtung elastisch verschiebbar sind.
Bei dieser Konstruktion wird der einzelne Kontaktkörper der einen Kontaktstellenseite im Zuge des
Schaltvorganges in die Mitte des Zwischenraumes der beiden Gegenkontaktkörper bewegt, wobei eine gleitende Kontaktberührung zwischen den äusseren Seitenflächen des einzelnen Kontaktkörpers und den inneren Seitenflächen der beiden Gegenkontaktkörper erfolgt und der einzelne Kontaktkörper und bzw. oder jeder der elastisch befestigten Gegenkontaktkörper eine Ablenkungsbewegung erfährt, die zu der Bewegungskomponente in der normalen Kontaktbewegungsrichtung (Schaltrichtung) eine senkrecht dazu nach aussen gerichtete Bewegungskomponente hinzufügt.
'Durch diese erfindungsgemässe Anordnung werden die Kontaktkörper mit einer zur Vermeidung von Prellungen genügenden Kontaktreibung seitlich aneinandergedrückt. Der durch die Erfindung vergrösserten resultierenden Relativbewegung zwischen den Kontaktkörpern entspricht auch ein grösserer Selbstreinigungseffekt jeder Kontaktstelle. Der Kontaktaufbau wird platzsparender, da sich der notwendige Abstand der Kontaktträger gegenüber den bekannten Konstruktionen um einen Betrag vermindert, welcher der doppelten Differenz zwischen der Kontaktkörperhöhe und der Höhe der tatsächlichen Berührungsstelle entspricht.
Dabei ist bezüglich des notwendigen Abstandes zu dem Kontaktträger des nächsten Kontaktes oder zu andern Konstruktionsteilen nicht die volle Wegstrecke des sich durchbiegenden oder ausschwingenden Gegenkontaktträgers, sondern nur seine in der Schaltrichtung liegende Bewegungskomponente zu berücksichtigen. Wenn die Gegenkontakte auch quer zur Schaltrichtung elastisch sind, so schwingen sie während des Vorganges der Kontaktöffnung nicht nur dem öffnenden Kontaktträger nach, sondern auch unter einem bestimmten Winkel seitlich zusammen, wodurch der Kontakt mit grösserer Geschwindigkeit getrennt wird.
Die Erfindung bringt ferner bei Verwendung gleicher Kontaktkörper wie bei üblichen Schalteinrichtungen gleicher Art eine Einsparung von Kontaktmaterial um zirka 25 Ufo. So werden an Stelle von vier Ballenkontakten bei bekannten echten Doppelkontakten nur drei Ballenkontakte benötigt. Gegenüber bekannten Konstruktionen mit einem Kontaktkörper auf der einen Kontaktstellenseite und zwei Kontaktkörpern auf der andern Kontaktstellenseite wirkt sich die Kontaktmaterialersparnis durch eine geringere Grösse des einzelnen Kontaktkörpers infolge des kleineren Abstandes der Kontaktberührungsstellen aus.
Da die beiden Gegenkontaktkörper voraussetzungsgemäss in Schaltrichtung elastisch gegeneinander verschiebbar sind, muss im Sinne der Erfindung für die Gegenkontaktkörper ein weiterer Freiheitsgrad für
<Desc/Clms Page number 3>
eine elastische Verschiebung vorgesehen werden, wofür, wie nachfolgend erläutert wird, verschiedene Möglichkeiten bestehen.
Die Fig. la und Ib zeigen zunächst eine bekannte Kontakteinrichtung der allgemeinen Art, auf die sich die Erfindung bezieht. Die Fig. 2-9 stellen verschiedene erfindungsgemässe Kontakteinrichtungen bzw.
Teile derselben dar.
Bei der bekannten Konstruktion nach den Fig. la (Öffnungsstellung) und Ib (Schliessstellung) stehen zwei gegenseitig unelastisch befestigte Kontaktkörper 3a, 3b zwei gegenseitig elastisch befestigten Kontaktkörpern 4a, 4b in bezug auf die Schaltrichtung S direkt gegenüber. Die als Träger für die Kontaktkörper 4a, 4b benutzte Blattfeder 2 ist im Gegensatz zum Kontaktträger 1 der andern Kontaktstellenseite (Kontaktkörper 3a, 3b) geschlitzt. Beim Schliessen des Doppelkontaktes kommen die Kuppen der Kontaktkörper 3a, 4a und 3b, 4b paarweise zur Berührung, ohne dass dabei eine wesentliche Relativbewegung zwischen den Kontaktflächen erfolgt, was zu den schon erläuterten Mängeln Anlass gibt.
Unter Beibehaltung des gleichen Kontaktabstandes a ist in den Fig. 2a und 2b ein entsprechendes Beispiel einer Kontaktanordnung nach derhrfindunggezeichnet,beiderdiegegenseitigeEntfernungA der beiden Kontaktträger um den Betrag x kleiner als die entsprechende Entfernung Al in Fig. la ist. Die Fig. 1b und 2b zeigen die Kontakte in geöffneter bzw. geschlossener Stellung.
Erfindungsgemäss sind die Kontaktkörper 4a, 4b und bzw. oder der Kontaktkörper 3 senkrecht zur Schaltrichtung S elastisch verschiebbar, um so eine Kontaktleitung und eine sichere Doppelkontaktgabe zu gewährleisten. Um diese Querelastizität zu erreichen, können z. B. die die Kontaktkörper tragenden Blattfedern einen um 900 gegen die gezeichnete Blattfederebene gedrehten Teil aufweisen.
In den Fig. 3a und 3b ist eine besonders günstige erfindungsgemässe Kontaktanordnung in Öffnungsstellung bzw. Schliessstellung dargestellt, Die beiden Gegenkontaktkörper 4a und 4b sind an getrennten Blattfedern 2a oder 2b montiert, deren Breitseiten bezüglich der Schaltrichtung S gegensinnig gedreht sind. Der von der Blattfeder 1 getragene Kontaktkörper 2 dringt, ähnlich wie ein Spreizkörper, zwischen den beiden Gegenkontakten 4a und 4b ein, wobei er diese unter Relativbewegung zwischen den Kontaktflächen in Richtung der Pfeile K, und K zu verschieben sucht. An Stelle von getrennten Blattfedern 2a, 2b kann auch eine gemeinsame Blattfeder verwendet werden, die an ihrem freien Ende geschlitzt ist, wobei die beiden durch diese Schlitzung gebildeten Federteile gegensinnig bezüglich der Schaltrichtung S verdreht sind.
Die Blattfeder 1 für den Kontaktkörper 3 kann, wie schon erwähnt, ebenfalls eine Elastizität senkrecht zur Schaltrichtung S aufweisen.
Eine besonders einfache Kontakteinrichtung gemäss der Erfindung lässt sich durch Anwendung von
Drahtfedern erzielen. Eine solche Kontakteinrichtung ist in den Fig. 4a und 4b in Öffnungsstellung bzw.
Schliessstellung im Querschnitt dargestellt. Die Kontaktträger 1, 2a und 2b sind als federnde Runddrähte ausgebildet und tragen angenähert zylindrische Kontaktkörper 3,4a bzw. 4b. Es ist ersichtlich, dass bei dieser Konstruktion alle Kontaktkörper senkrecht, zur Schaltrichtung S elastisch verschiebbar sind und dass der Kontaktkörper 3 beim Schaltvorgang, ähnlich wie ein Spreizkörper, zwischen den Kontaktkörpern 4a, 4b eindringt und diese in den Richtungen Kbzw.K zu verschieben sucht.
Die Gegenkontaktkörper 4a, 4b können bei offenem Kontakt einen gegenseitigen Abstand aufweisen, aber auch unter einer gewissen Vorspannung aneinander anliegen.
Fig. 5a stellt schematisch in Seitenansicht einen erfindungsgemäss ausgebildeten Umschalter dar und Fig. 5b zeigt ebenso schematisch die Anordnung der Kontakte. Der mittlere Kontaktkörper 3 kann wahlweise mit einem von zwei Gegenkontaktpaaren 4 bzw. 4'zur Berührung gebracht werden. Die Fig. 6a und 6b zeigen eine Umkehrung dieses Prinzips in analoger Darstellung. Hiebei kann wahlweise einer von zwei Einzelkontaktkörpern 4 bzw. 4'mit zwei Gegenkontaktkörpern 3 zur Berührung gebracht werden. Die Kraftübertragung für die Betätigung der beweglichen Federkontakt kann, wie durch den Pfeil in Fig. 5a angedeutet worden ist, auf der der Einspannstelle der Kontaktträger 1, 2 gegenüberliegenden Seite der Kontaktberührungsstelle erfolgen oder aber, wie der Pfeil in Fig. 6a andeutet, zwischen der Kontaktberührungsstelle und dieser Einspannstelle.
Diese Schaltkraft kann auf den Kontaktträger des Einzelkontaktkörpers auf den oder die Kontaktträger der beiden Gegenkontaktkörper oder auf alle Kontaktträger gleichzeitig übertragen werden.
Die Ausführungsform nach den Fig. 6a und 6b bietet gegenüber jener nach den Fig. 5a und 5b den Vorteil, dass nur vier Kontaktträger gegenüber fünf erforderlich sind.
Um eine Relaisfertigung ohne sorgfältige Justierung der Kontakte zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, die Ruhe- und Arbeitslagen der einzelnen Kontaktteile durch geeignete Hilfsmittel genau festzulegen.
Die erfindungsgemässe Kontaktanordnung ermöglicht die Verwendung einfachster schablonenartiger Anschlag- und Begrenzungsteile. Fig. 5c zeigt ein Beispiel einer derartigen Schablone 12 für die Kontakt-
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
Ruhezustand, wie gezeichnet, an einem Schabloncnrand mit einer bestimmten Vorspannung auf. Während des Schaltvorganges bewegt sich der mittlere Kontaktträger 1 mit dem Kontaktkörper 3 durch den engen Mittelteil 11 der Schablone 12 auf die Gegenkontaktkörper 4 zu. Diese werden bei der Kontaktgabe gegen den gegenüberliegenden Schablonenrand gedrückt, während die beiden freigegebenen Gegenkontaktkör- per4' auf der andern Kontaktstellenseite durch den engen Mittelteil 11 der Schablone 12 in ihrer nachfedernden Bewegung begrenzt werden.
Das Lagenbild der Kontaktkörper in der Umschaltstellung ist dann spiegelbildlich verkehrt zu dem in Fig. 5c gezeichneten. Je nach den verschiedenen Kontaktarten kann die Schablone 12 verschiedene Formen annehmen. Insbesondere ist es möglich, die Schablone, die aus Isoliermaterial besteht, als eine die Kontaktkörper schützend umgebende Kammer auszubilden.
Zweckmässig werden alle Kontaktträger einer erfindungsgemässen Schalteinrichtung zu einem Bauteil vereinigt, indem die Kontaktträger durch einen gemeinsamen Isolierkörper festgehalten werden. Dieser Isolierkörper kann zugleich die schon erwähnte Kontaktkammer bilden. In Fig. 5d ist eine solche Kontakteinheit mit einem die Kontaktträger 1, 2 halternden Isolierkörper 5 für den Fall eines Umschaltrelais im Längsschnitt dargestellt. Der Querschnitt dieses Isolierkörpers kann die in Fig. 5c dargestellte Form haben, so dass der Isolierkörper zugleich als Kontaktkammer im vorstehend erläuterten Sinne wirkt.
Es ist auch möglich, den Isolierkörper 5 gemäss Fig. 5e mit glatten Innenwänden auszuführen und am freien Ende dieses Hohlkörpers, an dem die Kontakte 3. 4, 4'zu liegen kommen, eine Schablone 12 mit
EMI4.2
EMI4.3