DE1465279A1 - Elektrische Kontaktanordnung - Google Patents
Elektrische KontaktanordnungInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/26—Connections in which at least one of the connecting parts has projections which bite into or engage the other connecting part in order to improve the contact
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01H1/22—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact
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- Contacts (AREA)
Description
Babcook* SlectrocioB Corporation, Ooeta Heea, Staat Ka
lif omien. (T.St.A·)
Sie Erfindung besieht sich allgemein auf elektrische Kontakte,
iaebeeondere auf elektrische Kontakte inr Steuerung
untereeliiedlicher Mengen elektrischer Energie.
■■'■■■■■· '-'. ' ■■ - !
Steuerung dt« elektriechen Stromfluaeee auf die %n steuernde
Stromienge ahgeatijrait sein. Si·· ist dadurch bedingt, daß,
obwohl die elektrische Energie dmreh die Ströeung ron Elektronen
entlang eines gegebenen Wege» gebildet wird, sieh
die An*ahl der Elektronen, die am eine« gegebenen Punkt
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wahrend einer gegebenen Zeiteinheit entlangströmen, 'beträchtlich andern kann. Das elektrische Potential oder die
Spannung der Stromquelle, die den Fluß der Elektronen be- · wirkt, kann praktisch irgendeinen Wert haben, und der Strom
oder die Geschwindigkeit des Elektronenflusses kann sich demgemäß ändern. Hit einer Steigerung der Spannung der
f Stromquelle wird daher auch der Strom für einen gegebenen
Satz Ton Stroakreisparametern größer.
Die Merkmale eines gegebenen elektrischen Stromkreises können sieh ebenfalls beträchtlich ändern, d.h. die Widerstände, Induktionen und Kapazitäten eines Stromkreises
können innerhalb eines relativ weiten Bereiches τοη Werten
liegen. Je größer der Widerstand gegen den FIuB von Elektronen in dem Stromkreis ist, desto kleiner wird der Strom.
ι Daher ändert sich der Strom in einem gegebenen Stromkreis umgekehrt zum Widerstand eines solchen Stromkreises gegen
den Fluß der Elektronen.
Sun wurde ermittelt, daß ein völlig unterschiedlicher Aufbau
oder Typ von elektrischen Kontakten zur nutzTollen Steuerung
einer kleinen Menge .Strom im Vergleich zu Kontakten erforderlich ist, die zur Steuerung eines großen oder kräf-
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tigen Stromes benötigt werden· Dieser Unterschied ist im
Prinzip dadurch begründet, daß bei der Steuerung eines großen Stromes beträchtliche Energien zur Oberwindung vieler Hindernisse
oder praktischer Einschränkungen gegen die nutzvolle Betätigung eines Kontaktpaares verfügbar ist. Wenn umgekehrt
nur eine kleine Menge Strom gesteuert werden sollt so 1st unzureichende elektrische Energie verfügbar, so daß Energie
von außen zur Überwindung solcher Hindernisse zugeführt werden muß· ^
Elektrische Kontakte sind sehr empfindlich gegen die Ansammlung von fremdstoffen einschließlich feuchtigkeit und filme
verschiedener Arten, die sich aus den atmosphärischen Bedingungen ergeben· Wenn ein großer Strom verfügbar ist, so
werden solche fremdstoffe und filme durch den Strom weggebrannt, wodurch sich gute elektrische Leitfähigkeit zwischen
dem Paar zusammenwirkender Kontakte ergibt· Wo jedoch nur eine minimale Stroamenge zu steuern ist, erzeugen solche
fremdstoff β und filme einen so hohen Widerstand gegen den
fluß von Elektronen, daß der extrem sehwache Strom wirklieh
voll unterbunden wird·
Bisher wurden häufig getrennte Kontaktpaare auswechselbar in einem gegebenen Sehalter' oder Beiais entsprechend der zu
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steuernden Stroimenge verwendet· Dies let vogeJLlem dort
unbequem und seitraubend, wo ein gegebener Schalter (oder Relais) viele unterschiedliche Aufgaben hat. Es ist auch
bei der Massenherstellung solcher Geräte erwünscht, sie Bit einem gegebenen Satt von Kontakten auszurüsten» die
zur Steuerung irgendeiner sich ergebenden Stromenge verwendet werden können.
Ein Bweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrischen
Kontaktes, der sich alt hoher Leistungsausbeute
zur Steuerung sehr unterschiedlicher Strommengen betreiben läßt.
Ein anderer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung
eines elektrischen Kontaktes, der eine Hehrzahl von Kontaktflächen
hat, von welchen der jeweils geeignete praktisch automatisch in Übereinstimmung mit der su steuernden Strommenge
ausgewählt wird·
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung
eines elektrischen Hehrsweekkontaktes, der einerseits eine
relativ große Kontaktfläche und andererseits eine relativ kleine Kontaktfläche hat, wobei die erstere sur Steuerung
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eines hohen Stromflusses Texwendbar ist, wahrend sich die
letztere sur Steuerung eines kleinen Stromflusses verwenden
läßt.
Nach, einem anderen Zweck der Erfindung soll ein elektrischer
Kontakt mit den folgenden Eigenschaften geschaffen werden, wobei die relativ kleine Eontaktfläche automatisch ausgeschaltet
wird, wenn ein großer Strom zu steuern ist.
Überdies besteht ein Zweck der Erfindung in der Schaffung
eines elektrischen Eontaktes nach den vorstehenden Ausführungen, wobei die relativ kleine Eontaktoberfläche durch
eine solche Steuerung des großen Stromflusses abgetragen wird, daß die relativ große Eontaktfläche freigelegt wird.
Nach einem weiteren Zweck der Erfindung soll ein Paar elektrischer
Eontakte des Vielzwecktyps geschaffen werden, die verschiedene unterschiedliche Sätze susammenwirkender Eontaktflächen
haben.
Schließlich beeidet noch ein Zweck der Erfindung in der
Schaffung elektrischer Eontakte mit den vorerwähnten Eigenschaften,
die einfach und billig hersustellen, kompakt,
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unempfindlich und zuverlässig im Betrieb sind.
Erfindungsgemäß ist ein elektrisches Kontakte lenient mit
einem beweglichen Teilstück, an dem wenigstens zwei Eontaktflächen
gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen mit unterschiedlich großen Eontaktflächenbereichen
zur verlustarmen Leitung elektrischer Energie mit entsprechend unterschiedlichen Stromwerten ausgeführt sind,
daß die Eontaktflächen relativ zueinander in einer Richtung
versetzt sind, die im wesentlichen quer zu den Eontaktflächen liegt, wodurch ein gleichzeitiger Eingriff dieser Flächen
mit einem mit dem Eontaktelement zusammenwirkenden Kontaktbauteil
verhindert wird, daß eine kleine Eontaktfläche von einer großen Eontaktfläche derart wegragt, daß sie vor der
großen Eontaktfläche mit dem Eontaktbauteil in Eingriff
kommt, wodurch das Eontaktelement einen kleinen Strom über die kleine Eontaktfläche und einen großen Strom über die
große Eontaktfläche steuert, nachdem die kleine Eontaktfläche durch den großen Strom weggebrannt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung, welche die Erfindung beispielsweise wiedergibt·
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Es seigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungegemä£ ausgebildeten
elektrischen Eontaktee,
Fig. 2 eine Endaneicht des Xontaktes von der Linie
2-2 in Figur 1 gesehen,
Fig. 3 eine Teilseitenansieht des in Figur 1 gezeigten
Kontaktes,
Fig. 4 eine Seitenansicht zweier erfindungsgeaafi ausgebildeter zusammenwirkender Kontakte,
Fig. 5 eine der Figur 4 ahnliche Darstellung dieser
Kontakte in der Betriebsstellung und
Fig. 6 einen vergrößerten Teilschnitt der zusammenwirkenden Kontakte nach Figur 5·
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander ähnliche Teile mit ähnlichen Besugsseichen versehen.
Die nach Figur 1 sur Erläuterung der Erfindung ausgewählte Ausführung 8 umfaßt einen im wesentlichen U-formigen
länglichen Kontaktteil 10 aus elastischem Werkstoff, der einen guten Leiter für elektrische Energie bildet, im Ende
10a dieses Kontaktteiles ist rar Bildung eines Befestigungsmlttels
in der Form einer öse 12, die auf einem insehluB-atift
oder dergl· angebracht werden kann, zurückgebogen.
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versetzten Teiletuck 14 versehen, das eine relativ gro£e
flache Kontaktflache 14a hat· Durch die Vereetzung dee Teiletückee
14 ißt die Fläche 14a von der Ebene dee Esfteiles 10b,
vie dies in den Figuren 1,4 und 5 gezeigt ist, abgerückt. Dadurch werden Größe und Pore der Kontaktfläche 14 a bestirnt·
Wie am besten aus Figur 2 zu ersehen ist, hat der Kontaktteil 10 praktisch konstante Breite von seinem Endteil 10a
über die relativ große Kontaktfläche 14a.
unmittelbar nahe der Kontaktfläche 14a oder gewünschten*alle
auch auf dieser Kontaktfläche ist eine relativ kleine Kontaktfläche
16 angeordnet, die durch einen verjüngten Teil gebildet wird. Fach den Ausftihrungebeiepiel 1st der verjüngte
Teil 18 das äußerste Ende des Kontaktteileβ 10. Wie
sich Jedoch aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt, kann
der Teil 18 auch in einer anderen Lage relativ zur großen Kontaktfläche 14a vorgesehen werden.
Der verjüngte Teil 18 ragt über die Ebene der Kontaktfläche
14a hinaus, und zwar liegt der Scheitel eines so verjüngten Teiles in einer Ebene, die im wesentlichen parallel ist but
Ebene der Fläche 14a. Für den Fachmann versteht es sich von
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selbst, daß die kleine Eontaktfläche 16 gegebenenfalls durch
eine oder mehrere konisch geformte Vorsprünge gebildet, werden kann·
Der Endteil 10b des Kontaktteile 10 ist, wie bei 20 und
angedeutet, so verjüngt, daß der verjüngte Teil 18 eine beträchtlich
kleinere Breite als der Hauptteil des Kontaktteiles 10 hat· Dadurch erhält die kleine Kontaktfläche 16
einebegrenzte Länge, was die Größe dieser Fläche weiter Terringert.
Wie am deutlichsten Ia Figur 1 gezeigt, kann der rerjungte
Teil 18 durch Aufrichten oder Aufbiegen des äußersten Endes des Endteiles 10b gebildet werden. Fur den Fachmann ergibt
sieh hieraus, daß das ganze Kontaktelement in einer Formpresse hergestellt werden kann. Das in einer solchen Fresse
▼erwendet· Formwerkzeug kann zur Bildung des verjüngten
Teiles 18 Mittel aufweisen, durch die das Ende des Endteiles 10b, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, aufgerichtet oder
abgewinkelt wird·
Wie am besten, aas den Figuren 4 und 5 zu erkennen, ist die
Befestigunged·· 12 um einen Halterungsetift 22 gelegt, der
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durch einen Anschlußteil mit guter elektrischer Leitfähigkeit gebildet wird. Die Öse 12 bildet eine relativ feste
mechanische Verbindung zwischen dem Eontaktelement und dem Halterungsstift
22. Zur Unterstützung dieser mechanischen Verbindung und zur Schaffung guter elektrischer Leitfähigkeit
zwischen diesen Teilen ist eine Lötperl· 24 innerhalb der
" V-förmigen öffnung zwischen der Öse 12 und dem Stift 22 angebracht.
Der Lötwerkstoff kann in die Öffnung eingegossen
werden, so daB er die verschiedenen Elemente miteinander elektrisch abbindet.
lur das Zusammenwirken mit dem Kontaktelement 10 ist, wie
in den Figuren 4-, 5 und 6 gezeigt, ein Kontaktteil 26 vorgesehen, der praktisch jede gewünschte Torrn und Ausbildung
haben kann. Nach, der Darstellung hat der Teil 26 eine flache Kontaktfläche 26 a für die Anlage an der kleinen Kontaktfläche
16 einerseits und der großen Kontaktfläche 14a des Kontaktelementes 8 andererseits·
Der Kontaktteil 26 kann so gehalten sein, daß er sich in
und außer Eingriff mit dem Kontaktelement 8 bewegen läßt. Alternativ kann dann der Kontaktteil 26 stationär und der
Halterungsstift 22 relativ zu diesem bewegbar sein, wodurch
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■loh dme Kontaktelement 8 in Eingriff mit der Kontaktfläche
26a bewegt, flach dem Ausführungsbelepiel kann der Haltexungsetift
22 stationär und der Kontaktteil 26 relativ su diesem bewegbar sein·
Wie solion ausgeführt, werden Fremdstoff β einschließlich Feuchtigkeit und andere Filme, dl· sieh ans der Atmosphäre
auf den Kontaktflächen ansammeln, leicht beseitigt, wenn ein Strom mit großer elektrischer Energie gesteuert wird.
Die Energie eines solch hohen Stromes überquert schnell
den Spalt, den der Fremdstoff zwischen den Kontakten gebildet hat. Ein solcher Lichtbogen entwickelt beträchtliche
Hitseenergie, die den Fremdstoff und die Filme schnell
weggbrennt und swei saubere Kontaktflächen am Kontaktflächen
am Kontaktflächen am Kontaktelement und Kontaktteil bildet.
Wenn ein außerordentlich kleiner elektrischer Strom gesteuert wird, so ist rom Strom her selbst nur unzureichende
Energie verfügbar, um einen Lichtbogen «wischen den Kontaktflaehen
au bilden. Auch wenn eich ein solcher Lichtbogen bilden sollte, so reicht der kleine Strom nicht aus,
Hit se sum Wegbrennen des Fremdstoffes su liefern.
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Wegen dieser Unzulänglichkeit müssen der Ulm und der
Fremdstoff durch äußere Kräfte überwunden werden. Um dies mit der dem elastischen Eontaktteil 10 des Kontaktelementes
β innewohnenden kleinen Vorspannkraft auszuführen, muß die Eingriffefläche zwischen den Kontaktelementen 8 und dem
Kontaktteil 26 außerordentlich klein sein. Die verringerte Fläche bewirkt, daß die Vorspannkraft einem relatir großen
Druck zwischen dem Kontaktelement und dem Kontaktteil aufbaut. Dieser relativ große Druck wird dann dazu verwendet,
physikalisch durch den Fremdstoff und die Filme hindurchzubrechen, so daß die Kontaktflächen in festem Eingriff sind.
Durch die verjüngte Ausbildung des Teiles 18 des Kontaktelement
ee 8 ist die Kontaktfläche 16 in der Tat nur eine einzige linie, d.h., da die Kontaktfläche 26 a des Kontaktteiles
26 relativ flach 1st, greift die Kontaktfläche 16, die über die große Kontaktfläche 14a vorragt, an der
Fläche 26a entlang einer Linie an. Dadurch wird in der Praxis eine sehr kleine Kontaktfläche zwischen dem Kontaktelement
8 und dem Kontaktbauteil 26 geschaffen· Da außerdem der verjüngte Teil 18 im Vergleich zum Kontaktteil 10
eine verringerte Breite hat, ist die Läng» der Kontaktlinie
ebenfalls vermindert.
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Zufolge der vorgeschriebenen Ausführung reicht die dem Eontaktelement
8 innewohnende Vorspannkraft aus, das verjüngte Teil 18 duroh die eich zwischen den Eontaktteil 26 und dem
Kontaktelement 8 befindenden fremdstoff und Filme hindurchzudrücken· Dies führt zu einer solchen elektrischen Verbindung mit geringem Widerstand zwischen dem Eontaktteil 26
und dem Halterangestift 22, daß ein kleiner oder schwacher Strom mit hohem Hutseffekt gesteuert werden kann. Der Kontaktteil
26 kann eich zur Steuerung einer solchen elektrischen !Energie mit geringem Strom zwischen einer Stromkreisschließstellung
und einer Stromkreisunterbrechungsstellung relativ sum Eontaktelement 8 bewegen·
Wenn die vorerwähnte Ebntaktanordnung zur Steuerung relativ
hohen Stromes verwendet wird, braucht eine Bedienungsperson keinerlei Installationsänderungen vorzunehmen · Es wird
vielmehr das Xontaktelement 8 automatisch aus einem Hiedrigstromkontakt
in einen Hochstromkontakt umgewandelt. Dies
geht praktisch in folgender Weise vor sich.
Wenn die relativ kleine Eontaktfläche 16 guten elektrischen
Eontakt mit des Eontaktflache 26a des Teiles 26 herstellt,
so fließt dort der Strom zwischen dem Element 8 und dem Teil
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26. Wenn der Strom relativ groß ist, so bietet die kleine
Eontaktfläche zwischen den Eontakten einen relativ hohen
Widerstand. Durch Öffnen und Schließen der Eontakte bildet der große Streu einen Lichtbogen, der eine beträchtliche
Wärmemenge entwickelt. Durch die verjüngte Form des Teiles
18 ift dessen Scheitel empfindlich gegen den Angriff solcher
Hitze, lind daher wird durch die große Eitzeenergie der vorspringende
Teilabschnitt des verjüngten Teiles 18, wie am deutlichsten in figur 6 gezeigt, schnell weggebrannt.
Wenn dies eintritt, so greift die flache Kontaktfläche 26a des Eontaktteiles 26 an der relativ großen Eontaktfläche 14a
des Eontaktelementes 8 an. Ein solcher Übergang von Schwachstrombetrieb
auf Starkstrombetrieb ist durch unterbrochene Linien in figur 4 angezeigt. Die dem elastischen Teil 10
innewohnende Federspannung druckt weiterhin die große Eontaktfläche
14a in Eingriff mit der Fläche 26a des Eontaktteiles
26.
Fremdstoff β zwischen der großen Eontaktfläche 14a und der
Eontaktfläche 26a werden durch die relativ große verfügbare elektrische Energie schnell weggebrannt· Zunächst verhindern
solche Fremdstoffe, daß die Flachen 14a und 26a fest aneinander
zur Anlage kommen, so daß der elektrische Wider-
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stand zwischen diesen Flächen relativ groß 1st. Der groBe
Strom überquert jedoch diesen hohen Widerstand und erzeugt dadurch beträchtliche Wärmeenergie, die die Fremdstoffβ
schnell wegbrennt· Die Kontaktflächen 14a und 26a können daher durch die Vorspannkraft des Kontaktelementes 8 in
feste Anlage aneinander gebracht werden. Danach IaBt sich der Kontaktteil 26 zwischen seiner Stromkreisschliefl- und
seiner Offnungsstellung relativ zum Xontaktelement 8 zur
Steuerung der relativ hohen oder starken Ströme bewegen.
Die Erfindung umfaßt auch eine solche Ausführung, bei welcher äußere Vorspannmittel anstelle der dem U-förmigen
Kontaktelement 8 innewohnenden Yorspannkraf t zur Anwendung kommen. In jedem Fall kann aber die Torspannkraft, welche
die verschiedenen Kontaktflächen, gegeneinander drückt, zur
Steuerung entweder der elektrischen Schwach- oder Starkstromenergie
konstant ausgebildet werden.
Wie ausgeführt, wird durch die-Erfindung ein elektrischer
Mehrzweokkontakt zur Steuerung sowohl schwacher als auch starker elektrischer Ströme und Energien geschaffen· Überdies
wandelt sieh dieser Kontakt praktisch automatisch selbst von einem Zustand zur Steuerung von Schwachstromenergie in
einen Zustand zur Steuerung von Starkstromenergie·
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Claims (2)
1. Elektrisch· Kontaktanordnung nit «in·» bewegbaren Teil-■t0ekf
an dta wenigstene swei Kontaktflächen angafor«t sind,
dadurch gekennzeichnet, daB dl« Kontakt flächen «it unterschiedlich grofiem XontaktflHchenbereiohen (16,14·) und rar
nutITO11 en Bteiaermxg elektrischer Energien »it entipreehend
unttrechledliehen StrometBricen euegeführt und relatlr vm»
•inender in einer etwa quer su den Kontaktfliehen liejenden
Richtung vm Terhindern d·· gleichseitigen liBgriff· dleeer
Hächen «it eine« alt d·« Kontaktele«ent (β)
den Gegenkontakt (26) vcmctst clnd, daß die klein
IcmtaktflMehe (16) Toa der großen JContak*fl8«h· (14«) d«r«rt
«•gra^t« daß si« alt de« Gegenkontakt (26) vor d«r frofi«n
Kontaktriflche la Kiaerlff ko««t, wodurch Am* K«atakt«l9acnt
(β) wwt ßteuenm« eines schwachen Stroees tibmr die kl«i&·
Kontaktflßche und m& St«u«fuag eines groS·» Stroei·· tta«#
di· groß· Eontaktfl8che nach *egbr«nnen der kleine« Kostakt-
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-X-
fläche durch die große Kontaktfläche verwendbar ist.
2. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der bewegbare Teilabschnitt (10b) des Kontaktelementes (8) mit dem Gegenkontakt (26) in federnde
Anlage gedrückt ist, wobei über die klein bemessene Kontaktfläche (16) ein hoher Kontaktdruck zur Steuerung elektrischer
Schwachstromenergie auf den Gegenkontakt ausgeübt wird.
3· Elektrischer Kontakt nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die kleine Kontaktfläche (16) praktisch durch einen Linienkontakt gebildet wird·
4· Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der kontaktgebende Teil (10b) des Kontaktelementes (8) länglich und federnd ausgebildet ist, wobei die ihm innewohnende Vorspannung zum Anedrücken seiner
Kontaktflächen (16,14a) an dem Gegenkontakt verwendet ist.
5· Elektrisches Kontakt element nach Anspruch 3» dadurch
gekennzeichnet, daß der Linienkontakt durch den Scheitel eines verjüngten Vorsprunges (18) des kontaktgebenden Teiles
(10) gebildet ist.
9Q9806/05A3
Applications Claiming Priority (1)
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DE (1) | DE1465279A1 (de) |
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FR2699727B1 (fr) * | 1992-12-21 | 1995-03-17 | Rockwell Abs France | Interrupteur électrique. |
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US3180961A (en) * | 1962-06-13 | 1965-04-27 | Cutler Hammer Inc | Electrical contact with mating surface area having an integral frusto-conical nib thereon |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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