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Kontaktvorrichtung. Es sind Kontaktvorrichtungen mit einem beweglichen Kontaktstück und einem feststehenden federnden Gegenkontaktstück bekannt. Bei derartigen Kontaktsystemen ist der Kontaktdruck proportional der Federung. Das hat. den Nachteil, da.ss die Masse des Gegen- kontaktstiickes um so grösser wird, je grösser der Kontaktdruck bei angezogenem Anker gewünscht wird. Ausserdem können hierbei leicht Prellungen auftreten.
Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten.
Gemäss der Erfindung besteht. das Gegenkontaktstfiek ans einem Balken, der an einer lTnterlage derart befestigt ist., da.ss die einander zugewandten Flächen von Balken und Unterlagen einander tangieren und dass mindestens eine der Flächen, Auflagefläche des Balkens und Abstützfläche der Unterlage, gekrümmt ist, so dass sich während der Kontaktgabe der Balken wenigstens mit einem Teil seiner Auflagefläche in zunehmendem Masse der Abstützfläehe anschmiegt. Dadurch kann man die Kontaktkraft ohne Vergrösserung der Balkenmasse beliebig steigerte. Eine Grenze dieser Kraft ist lediglich durch die Festigkeit der Unterlage gegeben.
Ausserdem kann man zum Beispiel durch entsprechende Bemessung der Arbeit, welche'der Balken bei seiner Ansehmiegung an die feste Unterlage aufnimmt, erreichen, dass praktisch keine Prellungen auftreten. Man muss dann die Arbeit, die zum vollständigen Anschmiegen des Kontaktstük- kes an die Unterlage notwendig ist, gleich oder grösser machen als die kinetische Energie des beweglichen Kontaktstückes im Moment der Kontaktgabe.
Es ist dabei nicht erforderlich, dass die Anschmiegung während der ganzen Kontaktbewegung erfolgt, sondern es genügt, wenn auf der letzten Wegstrecke sich der Balken in zunehmendem Masse an die Unterlage anschmiegt. Vorteilhaft ist es aber, dass auf dem ganzen Kontaktweg eine solche Anschmiegung stattfindet. Dies kann man zum Beispiel dadurch erreichen, dass die Krümmungen von Balken und Unterlage an der Befestigungsstelle gleich gewählt werden. Dann müssen die Krümmungen beider Teile vom Befestigungspunkt an stetig zunehmend voneinander abweieben.Man kann aber auch die Krümmungen konstant lassen und dafür dem Balken eine solche Vorspannung geben, dass von der Kontaktgabe an eine stetig fortschreitende Anschmiegung erfolgt.
Das hat den grossen Vorteil, dass bereits bei der ersten Kontaktberührung infolge einer hohen Kontaktkraft ein sicherer Kontakt gewährleistet ist und keine Prellung stattfindet.
Wenn man die Krümmungen konstant wählt, also die Unterlage, den Balken oder beide mit Kreiszylinderflächen ausbildet, erhält der Balken zweckmässig ein konstantes Querschnitts-Trägheitsmoment auf seiner Länge, das heisst er besitzt beispielsweise den gleichen Querschnitt. Um vom Beginn der
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Kontaktgabe an eine stetig fortschreitende Anschmiegung des Kontaktstückes an die Unterlage zu erreichen, muss man dann die Vorspannung so wählen, dass der Abstand des freien Balkenendes von der Unterlage um zwei Drittel vermindert wird.
Während bei den bekannten Kontaktsystemen der gesamte Strom über das gut leitende Gegenkontaktstüek geführt werden muss, kann man bei der Anordnung nach der Erfindung die Unterlage auch aus geit leitendem Material machen, so da.ss nach der Anschmiegung der Strom nicht mehr den ganzen Balken durchlaufen muss, sondern von der Anschmie- gungsstelle quer durch den Balken zum be- -veglichen Kontaktstück fliesst; dadurch wird eine starke Erwärmung des Balkens vermieden, so dass er nicht mehr mit Rücksicht auf den Dauerstrom bemessen werden muss.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig.1 ist mit 1 das bewegliche Kontaktstück bezeichnet, das unten eine Auflage 2 aus gut leitendem Material, z. B. Silber, besitzt. Das Schaltstück wird von einem Elektromagneten 3 entgegen der Wirkung einer Feder 4 gehalten. Wird der Elektromagnet ent- regt, so wird durch die Kraft. der Feder das Schaltstück nach unten bewegt. Die feststehenden Gegenkontaktstücke bestehen aus zwei Balken 5 und zwei Unterlagen 6. Die Unterlage ist, kreisförmig gekrümmt, während der Balken, solange er von dem beweglichen Kontaktstück nicht berührt wird, eben ist.
Er besitzt gleichen Querschnitt auf seiner ganzen Länge. An seinem Ende ist jeder Balken 5 tangential an der Unterlage mit Hilfe einer Schraube 7 befestigt.
Wird der Elektromagnet entregt, so wird das bewegliche Schaltstück unter der Einwir- kung der Feder 4 auf die Gegenschaltstücke 5 gedrückt. Nach einer bestimmten Durchbie- gung wird sich der Balken an die Unterlage stetig anschmiegen, so dass der Punkt, in wel- ehem der Balken die Unterlage mit Kraft berührt, vom Punkt A bis zum Punkt B sich während der Kontaktbewegiung stetig verschiebt. Dadurch steigt die Gegenkraft und damit der Kontaktdruck stärker als proportional an. Die Unterlage 6 wird in ihren Abmessungen so gewählt, dass sie alle Beanspruchungen ohne nennenswerte Formänderung aushält.
Macht man die Unterlage auch aus gut leitendem Material, so sieht man, dass nach vollendeter Kontaktbewegung der Strom vom beweglichen Kontaktstück 1 quer durch das feststehende Kontaktstück 5 zur Unterlage 6 geht.
Wie bereits erwähnt, wird man die Durchbiegungsarbeit des Balkens 5 von der dargestellten Lage bis zur vollständigen Anschmie- gung gleich oder grösser wählen als der kinetischen Energie des beweglichen Kontaktstückes entspricht, so dass am Ende der Kontaktbewegung diese kinetische Energie vollständig in Formänderung des Kontaktstückes 5 umgewandelt ist, wenn der Berührungspunkt B erreicht ist.
Um auch bereits bei Beginn der Kontaktberührung einen sicheren Kontakt zu erhalten, kann man den Balken eine Vorspannung geben. Dies ist in Fig. 2 dargestellt. Soweit die Teile mit denen der Fig.l übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen gewählt. Es sind Stellschrauben 8 vorgesehen, durch welche der Balken soweit. vorgespannt wird, dass bei Beginn der Kontaktberührung bereits eine grosse Gegenkraft vorhanden ist. Auch hier wird man die Bemessung so treffen, dass die Durchbiegungsarbeit, die von der dargestellten Lage bis zum vollständigen Anschmiegen des Kontaktstückes an die Unterlage 6 erforderlich ist, gleich oder grösser ist als die kinetische Energie des beweglichen Kontaktstiiekes.
Statt die Unterlage mit einer Krümmung zu versehen, kann man sie auch eben ausführen und dafür den Balken krümmen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Ausserdem kann man, wenn erwünscht, noch den Balken eine Vorspannung geben.
Unter Verbindung zwischen Balken und Unterlage ist nicht nur eine Schraubverbindung zu verstehen, sondern jegliche Verbindung zwischen beiden. Ein Ausführungsbei- spiel für eine andere als eine Sehraubverbin-
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dang zeigt Fig. 4. Hier liegt auf der Unterlage der ebene Balken 5 in der Mitte tangen- tial auf. Es ist mit 9 ein fester Anschlag und mit 8 die Stellschraube bezeichnet, durch welche die Vorspannung eingestellt wird. Schraube und Anschlag dienen gleichzeitig zllr Befestigung des Balkens auf der Unterlage.
Es ist auch möglich, beiden Teilen eine Krümmung zu geben.
Um zu vermeiden, dass am Ende der Kontaktbewegung ein Zurückprellen des Ankers eintritt, kann man die kinetische Energie des Ankers durch eine Dämpfungsvorrichtung aufzehren, so dass die Durchbiegung des Balkens nur durch die statische Kraft der Feder 4 bewirkt wird. Die Dämpfungsvorrichtung kann in einer Masse bestehen, auf welche die kinetische Energie des Ankers durch Stoss übertragen wird und die diese kinetische Energie, z. B. durch Reibung, vernichtet. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise, wie in Fig. 5 dargestellt, eine Masse 10, die durch eine Feder 12 gegen die Unterlage 6 gepresst wird, vorsehen, die während der Kontaktbewegung die kinetische Energie des beweglichen Kontaktstückes 1 durch Reibung verzehrt..
Die Durchbiegung des Ballrens 5 erfolgt dann lediglich durch statische Kraft der Feder 4. Eine kleine Feder 1.1 kann die Masse nach Entregung des Elektromagneten 3 wieder in die dargestellte Lage bringen.
Die Erfindung kann bei Schaltern jeder Art angewendet werden.
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Contact device. Contact devices with a movable contact piece and a stationary resilient counter-contact piece are known. In such contact systems, the contact pressure is proportional to the suspension. That has. the disadvantage that the mass of the mating contact piece becomes greater, the greater the contact pressure is desired when the armature is tightened. In addition, bruises can easily occur here.
The invention avoids these difficulties.
According to the invention there is. the mating contact surface on a beam which is attached to a base in such a way that the facing surfaces of the beam and base are tangent and that at least one of the surfaces, the support surface of the beam and the support surface of the base, is curved so that during the contact of the beams at least with a part of its contact surface to an increasing extent nestles against the support surface. This means that the contact force can be increased as required without increasing the mass of the beam. The only limit to this force is the strength of the base.
In addition, by appropriately dimensioning the work that the beam absorbs when it is attached to the solid base, it is possible to ensure that practically no bruises occur. The work that is necessary for the contact piece to nestle completely against the base must then be made equal to or greater than the kinetic energy of the movable contact piece at the moment of contact.
It is not necessary here for the snuggling to take place during the entire contact movement, but rather it is sufficient if the bar snuggles increasingly to the base on the last stretch of the route. However, it is advantageous that such a snuggling takes place over the entire contact path. This can be achieved, for example, by choosing the same curvature of the beam and the base at the fastening point. Then the curvatures of both parts must steadily deviate from each other from the point of attachment onwards. However, one can also leave the curvatures constant and give the beam such a preload that a steadily progressing nestling takes place from the point of contact.
This has the great advantage that a secure contact is guaranteed at the first contact due to a high contact force and no bruising occurs.
If the curvatures are chosen to be constant, i.e. the base, the bar or both are formed with circular cylindrical surfaces, the bar expediently receives a constant cross-sectional moment of inertia along its length, i.e. it has the same cross-section, for example. To from the beginning of the
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To achieve contact with a steadily progressive nestling of the contact piece on the base, the preload must then be selected so that the distance between the free end of the bar and the base is reduced by two thirds.
While in the known contact systems the entire current has to be passed through the highly conductive mating contact piece, with the arrangement according to the invention the base can also be made of slidingly conductive material so that the current no longer has to pass through the entire beam after it is snugly , but flows from the point of attachment across the bar to the movable contact piece; this avoids excessive heating of the beam, so that it no longer has to be dimensioned with regard to the continuous current.
Various exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. In Figure 1, 1 denotes the movable contact piece, the bottom a support 2 made of a highly conductive material, for. B. silver owns. The contact piece is held by an electromagnet 3 against the action of a spring 4. If the electromagnet is de-energized, the force. the spring moves the contact piece downwards. The stationary mating contact pieces consist of two beams 5 and two supports 6. The support is curved in a circular manner, while the beam, as long as it is not touched by the movable contact piece, is flat.
It has the same cross-section over its entire length. At its end, each beam 5 is fastened tangentially to the base with the aid of a screw 7.
If the electromagnet is de-energized, the movable contact piece is pressed onto the counter-contact piece 5 under the action of the spring 4. After a certain deflection, the bar will cling to the base so that the point at which the bar touches the base with force moves steadily from point A to point B during the contact movement. This increases the counterforce and thus the contact pressure more than proportionally. The dimensions of the base 6 are chosen so that they can withstand all stresses without any significant change in shape.
If the base is also made of a highly conductive material, it can be seen that after the contact movement has been completed, the current goes from the movable contact piece 1 transversely through the fixed contact piece 5 to the base 6.
As already mentioned, the amount of deflection work of the beam 5 from the position shown to the point where it is fully adhered is chosen to be equal to or greater than the kinetic energy of the movable contact piece, so that at the end of the contact movement this kinetic energy is completely converted into a change in shape of the contact piece 5 is when the contact point B is reached.
In order to get a reliable contact already at the beginning of the contact, the bar can be given a bias. This is shown in FIG. As far as the parts match those of Fig.l, the same reference numerals have been chosen. Adjusting screws 8 are provided through which the bar so far. is biased that a large counterforce is already present at the beginning of the contact. Here, too, the dimensioning will be made so that the work of deflection, which is required from the position shown to the contact piece fully nestling against the base 6, is equal to or greater than the kinetic energy of the movable contact piece.
Instead of providing the base with a curvature, it can also be made flat and the bar can be curved, as shown in FIG. 3. In addition, you can, if desired, give the beam a bias.
A connection between the beam and the base is not just a screw connection, but any connection between the two. An exemplary embodiment for a non-visual connection
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Fig. 4 shows this. Here, the flat bar 5 lies tangentially on the base in the middle. It is designated 9 with a fixed stop and 8 with the adjusting screw, through which the bias is set. The screw and stop serve at the same time to fasten the beam to the base.
It is also possible to give both parts a curvature.
In order to prevent the armature from bouncing back at the end of the contact movement, the kinetic energy of the armature can be consumed by a damping device so that the deflection of the beam is only caused by the static force of the spring 4. The damping device can consist of a mass to which the kinetic energy of the armature is transmitted by impact and which this kinetic energy, for. B. by friction, destroyed. For this purpose, for example, as shown in FIG. 5, a mass 10 which is pressed by a spring 12 against the base 6 can be provided which consumes the kinetic energy of the movable contact piece 1 by friction during the contact movement.
The bending of the reindeer 5 then takes place only through the static force of the spring 4. A small spring 1.1 can bring the mass back into the position shown after the electromagnet 3 has been de-excited.
The invention can be applied to switches of any type.