DE1213515B - Elektrischer Umschalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIh

Deutsche KL; 21c-39/01

Nummer: 1213 515

Aktenzeichens E17775 VIII d/21 c

Anmeldetag: 16. Juni 1959

Auslegetag: 31. März 1966

Die Erfindung betrifft einen Umschalter zum Herstellen einer oder gleichzeitig mehrerer elektrischer Verbindungen mit für jede Verbindung nebeneinander angeordneten Kontaktbahnen, die jeweils mit einem elastisch aufliegenden Überbrückungsteil zusammenwirken, welches von der Betätigungsachse elektrisch getrennt ist und eine Kontaktfläche aufweist, die sich quer zur Bewegungsrichtung desselben erstreckt, wobei jedes Überbrückungsteil mit einer gewissen Bewegungsfreiheit zur Gewährleistung einer vollkommenen Auflage auf den Kontaktflächen mit den Betätigungsorganen verbunden ist.

Bei den meisten Umschaltern dieser Art sind die eine elektrisch diskontinuierliche Kontaktbahn darstellenden, eine glatte Gleit- und Stromübertragungsfläche aufweisenden festen Einzelkontakte längs der von ihnen eingenommenen Geraden oder Kurve auf dem Isolierstoffträger durch Zwischenräume getrennt, welche die Gleitfläche für den dreh- oder verschiebbaren Überbrückungskontakt auf ihrer ganzen Länge ao unterbrechen sowie dabei in .ihrer Abmessung von den durch den Umschalter, insbesondere hinsichtlich dielektrischer Durchschlagsfestigkeit, elektrischen Isolationswiderstandes und elektrostatischer Kapazität zu erfüllenden elektrotechnischen Bedingungen abhängen und demnach unter Umständen ganz erhebliche Weiten erfordern können.

Dies wirkt sich vor allem bei Umschaltern mit geringer Raumbeanspruchung, wie sie für verschiedene Anwendungszwecke unerläßlich sind und auch sonst neuerdings mehr und mehr in Gebrauch kommen, dahin ungünstig aus, daß diese durch die notwendigen elektrischen Eigenschaften des Umschalters bedingten Zwischenräume unverhältnismäßig große Abmessungen im Vergleich zu den anderen Umschalterabmessungen, z. B. den Querschnittsabmessungen der festen Einzelkontakte, erhalten müssen und hierdurch die bewegliche, zum Durchqueren einer ziemlich beträchtlichen freien Strecke zwischen diesen Kontakten gezwungene Kontaktbrücke zu einer die Gleit- und Berührungsflächen an ihr und den Kontakten rasch verschlechternden Schaukelbewegung schon nach kurzer Benutzung des Umschalters veranlaßt wird. Häufig sind auch die elektrischen Eigenschaften, die ein Umschalter der eingangs beschriebenen Bauform und Zweckbestimmung aufweisen muß, unvereinbar mit den für die dreh- oder verschiebbare Kontaktbrücke einzuhaltenden mechanischen Gleitbedingungen und machen dadurch die praktische Ausführung des Umschalters unmöglich.

Um weitere trennende Zwischenräume zwischen Elektrischer Umschalter

Anmelder:

L'Electrocommutation (ELCOM) Societo
Anonyme, Zainvillers-Vagney, Vosges
(Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing, Dipl. oec. publ. D. Lewinsky,

Patentanwalt,

München-Pasing, Agnes-Bernauer-Str. 202

Als Erfinder benannt:

Jean Clavel, Nanterre, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 19. Juni 1958 (768 371)

den festen Einzelkontakten derartiger Umschalter zu vermeiden, hat man schon vorgeschlagen, die Kontakte mit Querschnitten auszubilden, die in der Art von Zähnen und Nuten, jedoch unter Belassung eines isolierenden Luftspaltes ineinandergreifen, was aber dazu führt, daß die Einzelkontakte übermäßig große Abmessungen erhalten und eine besondere Bearbeitung erfordern, so daß die Herstellungskosten des Umschalters eine wirtschaftlich nicht tragbare Höhe erreichen, wozu noch kommt, daß diese gezahnte Formgebung der Einzelkontakte eine merkbare Steigerung der zwischen ihnen vorhandenen Kapazität zur Folge hat und sich hierdurch erhebliche Übelstände für eine große Zahl von Anwendungen der Umschalter, insbesondere für die Benutzung bei den meist in Betracht kommenden hohen Frequenzen, ergeben.

Es ist aber auch schon ein für gedruckte Schaltungen verwendbarer Mehrfachdrehschalter bekannt, dessen Kontaktsätze in radialer Richtung gestaffelt und konzentrisch zur Drehachse eines oder mehrerer Kontaktarme angeordnet sind. Hierbei sind die Kontakte und Kontaktbahnen zwangsweise deshalb eben ausgebildet, weil sich Kontakte bei gedruckten Schaltungen anders gar nicht herstellen lassen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Umschalter der eingangs genannten Art mit Gleitkontakten zu schaffen, der nicht nur den hohen Anforderungen bei Verwendung für schwache und schwächste Gleich- und Hochfrequenzströme genügt,

609 540/29T

sondern auch neue Möglichkeiten eröffnet, insbesondere bei der Zusammenschaltung von Stromkreisen, bei der Potentiometerregelung, Dämpfung, Messung, Steuerung, Regelung, Fernschaltung, Programmierung, Verteilung usw., und vor allem die zuvor aufgewiesenen Mangel insgesamt vermeiden läßt.

Dies gelingt bei dem hier vorgeschlagenen Umschalter im wesentlichen dadurch, daß erfindungsgemäß die Kontaktflächen derart angeordnet sind, daß sie an den Berührungsstellen mit,dem bewegbaren Überbrückungsteil einen Winkel mit dessen Bewegungsrichtung bilden und benachbarte Kontaktflächen an zwei voneinander getrennten Stellen, die zur Bewegungsrichtung des Überbrückungsteils Senkrechte treffen, die von den beiden durch die Mittelpunkte der beiden betreffenden Kontaktflächen gehenden Senkrechten zu dieser Bewegungsrichtung gleich weit entfernt liegt, und ferner das bewegbare Überbrückungsteil eine ebene, kontinuierliche Kontaktfläche aufweist. Die hierbei getroffene Maßnahme, die Kontaktflächen und das Überbrückungsteil eben zu gestalten, ist im Gegensatz zu gedruckten Schaltungen nicht konstruktiv bedingt, sondern leitet sich aus der Aufgabenstellung ab, einen solchen Schalter derart zu gestalten, daß er sich für Kleinstströme verwenden läßt und bei einem geringen Antriebsdrehmoment eine druckfreie kontinuierliche Bewegung ermöglicht. Diese kontinuierliche Schalterbewegung wird jedoch erst durch das weitere Merkmal der winkelmäßig aneinandergrenzenden oder sich überlappenden Anordnung in vollkommener Weise erzielt, da erst hierdurch in Verbindung mit den ebenen Kontaktflächen und den als Gleitbahn ausgebildeten Kontaktflächen des Überbrückungsteils die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die beiden Kontaktbahnen entweder auf konzentrischen Kreisen angeordnet sein, wobei die radiale Ausdehnung des Überbrückungsteils größer ist als der größte radiale Abstand der Kontaktflächen oder auf parallelen Graden angeordnet sein.

Die Schräglage der Einzelkontakte bietet gegenüber der nicht zum Kontaktbahnverlauf geneigten Lage den weiteren Vorteil, daß die in ihrer nach der Kontaktbahnbreite zu bemessende Gleitfläche des Überbrückungskontaktes nicht lediglich mit ihren Endteilen, sondern auch mit den dazwischenliegenden Teilen zur Berührung mit den Einzelkontakten kommt und dadurch nicht ungleichmäßig beansprucht wird.

Die Zeichnung veranschaulicht den elektrischen Umschalter nach der Erfindung beispielsweise in einer Ausführungsform mit schwenkbarem Überbrückungskontakt. Es zeigt

Fig. 1 den Umschalter in Draufsicht,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Geraden Π-ΙΙ in F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt nach der Geraden ΙΠ-ΙΙΙ in Fig.l.

Der dargestellte Umschalter ist dadurch für drei Schaltkanäle ausgebildet, daß auf einer kreisrunden Trägerplatte 3 aus Isolierstoff einerseits drei nach einem Kreisbogen von etwa 120° geformte Kontaktschienen 1, die rings um die Achse der Trägerplatte 3 mit drei Paaren von je auf dem nämlichen Radius ■des Trägerplattenkreises mit gegenseitigem Abstand angeordneten Enden aufeinanderfolgen, und anderseits eine die Schienen 1 mit Abstand umschließende Reihe von dünnen Einzelkontakten 2, die mit ihren länglichen Querschnitten in gleichen Abständen schräg zu dem durch ihre geometrischen Mittelpunkte gehenden, zum Trägerplättenkreis gleichachsigen Kreis liegen, mit den für Umscnalterkontakte gebräuchlichen Mitteln befestigt sind.
' Die Kontaktschienen 1 und die Einzelkontakte 2 weisen die gleiche Höhe über der Trägerplatte 3 auf,

ίο und die Kopfflächen der Schienen und der Einzelkontakte liegen in der gleichen Ebene, so daß die drei Schienen 1 je eine elektrisch kontinuierliche und die drei auf den gleichen Kreissektoren der Trägerplatte wie die einzelnen Schienen 1 vorgesehenen Gruppen von Einzelkontakten 2 je eine elektrisch diskontinuierliche Kontaktbahn für je einen von drei um die Trägerplattenachse schwenkbaren Überbrückungskontakten 4 darstellen, die bei ihrer Win-, kelverstellung auf diesen Kontaktbahnen 1 und 2 entlanggleiten. Die Kontaktschienen 1 und die Einzelkontakte 2 durchqueren die Trägerplatte 3 und sind an ihrem unteren Ende als Kabelschuhe für das Anschweißen von elektrischen Leitern ausgebildet. Die Einzelkontakte 2 können aus einem Metallband geringer Dicke und die Kontaktschienen aus einem entsprechend dicken Metallblech ausgeschnitten sein. Die Überbrückungskontakte 4 werden durch je eine als Druckerzeuger wirksame Blattfeder 5 an ihrer glatten, ebenen Gleitfläche zur innigen Berührung mit den ebenfalls glatten und ebenen Kopfflächen der Kontaktschienen 1 und der Einzelkontakte 2 gebracht und mittels je eines rahmenförmigen Halters 6 und einer die drei Halter tragenden und wie diese aus Isolierstoff bestehenden Scheibe von einer Welle 7 aus im einen oder im anderen Drehsinn auf den Kontaktschienen 1 und den Kontaktgruppen 2 verschoben.

Wie F i g. 1 näher erkennen läßt, sind die dünnen Einzelkontakte 2 auf dem Isolierstoffträger 3 mit ihren gleichen länglichen Querschnitten derart angeordnet, daß das eine der beiden Längsenden eines jeden Querschnittes in der Bewegungsrichtung des Überbrückungskontaktes 4 dem anderen vorausgeht und bei je zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Einzelkontakten 2 das hintere Längsende des in der Bewegungsrichtung des Überbrückungskontaktes vorausgehenden und das vordere Längsende des anderen in der nämlichen durch die Trägerplattenachse gehenden, d. h. zur elektrisch diskontinuierlichen Kontaktbabn radial gerichteten Geraden R₂ an durch einen Abstand getrennten Punkten liegen und dieser Radius R₂ von den durch die geometrischen Mittelpunkte der zwei benachbarten Einzelkontakte 2 verlaufenden beiden Radien R₂ gleich weit entfernt ist.

Bei geradem Verlauf der Kontaktbahnen 1 und 2 entsprechen den Radien R₁ und R₂ Gerade, die zu der geraden Kontaktbahnriehtung senkrecht sind und dabei die ähnlich F i g. 1 sägezahnartig angeordneten schmalen Einzelkontakte ebenfalls in den Endpunkten bzw. in den Mittelpunkten durchqueren. Die im Querschnitt länglichen Einzelkontakte können sowohl bei geradem wie bei gebogenem Verlauf der Kontaktbahnen an den einander benachbarten Enden auch etwas einander überlappen. ■

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Umschalter zum Herstellen einer oder gleichzeitig mehrerer elektrischer Verbindungen mit für

jede Verbindung nebeneinander angeordneten Kontaktbahnen, die jeweils mit einem elastisch aufliegenden Uberbrückungsteil zusammenwirken, welches von der Betätigungsachse elektrisch getrennt ist und eine Kontaktfläche aufweist, die sich quer zur Bewegungsrichtung desselben erstreckt, wobei jedes Überbrückungsteil mit einer gewissen Bewegungsfreiheit zur Gewährleistung einer vollkommenen Auflage auf den Kontaktflächen mit den Betätigungsorganen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (2) derart angeordnet sind, daß sie an den Berührungsstellen mit dem bewegbaren Überbrückungsteil (4) einen Winkel mit dessen Bewegungsrichtung bilden und benachbarte Kontaktflächen an zwei voneinander getrennten Stellen die zur Bewegungsrichtung des Überbrückungsteils Senkrechte treffen, die von den beiden durch die Mittelpunkte der beiden betreffenden Kontaktflächen gehenden Senkrechten zu dieser Bewegungsrichtung gleich weit entfernt liegt, und daß das bewegbare Überbrükkungsteil eine ebene, kontinuierliche Kontaktfläche aufweist.

2. Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktbahnen auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind und die radiale Ausdehnung des Überbrückungsteiles (4) größer ist als der größte radiale Abstand der Kontaktflächen (1, 2).

3. Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktbahnen auf parallelen Geraden angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 873 722;
deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1718 633,
1741696;
USA.-Patentschrift Nr. 2 794 080.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 540/297 3.66 © Bundesdruckerei Berlin