DE1590984B2 - Elektrische schalteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung mit einer Mehrzahl von zueinander parallel in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Festkontakten, einer gleichen Anzahl von ebenfalls zueinander parallel und in einer gemeinsamen Ebene angeordneten sowie entsprechenden Festkontakten fluchtend zugeordneten Drahtfeder-Schaltkontakten und mit einem Betätigungsglied für die Schaltbewegung der Drahtfeder-Schaltkontakte in bezug auf die Festkontakte, wobei ein erstes Halteglied mit einer Klemmfläche sowie ein zweites Halteglied vorgesehen ist, welch letzteres eine an der Klemmfläche des ersten Haltegliedes angeordnete Klemmfläche aufweist und wobei die Festkontakte von dem zweiten Halteglied aus vorstehend angeordnet sind.

Elektrische Schalteinrichtungen mit Drahtfeder-Schaltkontakten, die in einer gemeinsamen Ebene parallel nebeneinander angeordnet sind und mit zugehörigen, ebenfalls parallel in einer Ebene angeordneten Festkontakten in Wirkverbindung treten können, sind z. B. aus der deutschen Patentschrift 1 015 537 bekannt. Wie allgemein bei elektromechanischen Schalteinrichtungen muß auch hier die Anpreßkraft zwischen den miteinander in Berührung tretenden Kontakten, d. h. die Kontaktkraft, innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten werden. Hierfür wie auch für die Einhaltung eines übereinstimmenden Schaltzeitpunktes bei mehreren innerhalb einer Schalteinrichtung parallel betätigten Kontakten ist eine in entsprechend engen Grenzen übereinstimmende Vorspannung der parallel durch das Betätigungsglied beaufschlagten Kontaktfedern in ihrer Ruhelage. Zur Einhaltung einer solchen Vorspannung bei einer Mehrzahl von Kontaktfedern ist bisher im allgemeinen eine Justierung der einzelnen Kontaktfedern durch entsprechende Verformung mit anschließender Messung und Kontrolle der Vorspannung bzw. Kontaktkraft notwendig. Hierdurch ist ein zusätzlicher Herstellungsaufwand bedingt. Problematisch gestaltet sich die Justierung vor allem bei vergleichsweise harten, d. h. kurzen bzw. dicken Kontaktfedern, bei denen sich bereits geringfügige Maßtoleranzen und Verformungsabweichungen in einer starken Änderung der Vorspannung bzw. Kontaktkraft bemerkbar, machen.

Eine Schalteinrichtung mit in einer gemeinsamen Ebene übereinander angeordneten Festkontakten und Schaltkontakten ist weiter auch aus der deutschen Patentschrift 676 355 bekannt, wobei jedoch für jeden Schaltkontakt eine besondere Anlagekante od. dgl. an einem Vorspannglied erforderlich ist. Die unvermeidlich vergleichsweise großen Maßtoleranzen solcher mehr oder weniger kompliziert ausgebildeten und gegeneinander versetzt angeordneten Anlagekanten macht auch hier eine Einzeljustierung der Kontaktfedern mit Hilfe von Justierschrauben für die einzelnen Federn erforderlich.

Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 956 605 eine Schalteinrichtung mit einem Isolierkamm bekannt, der eine Mehrzahl von Einschnitten für je eine der übereinander angeordneten Kontaktfedern aufweist. Bei einer solchen Ausbildung gehen die Ab-

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stände der Kammeinschnitte in die Federvorspan- des zweiten Haltegliedes zugeordnet ist. Hierbei wird

nung ein. Auch für die Ausgangslage der Kontakt- dann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der

federn ist die Maßgenauigkeit einer Mehrzahl von Erfindung ein zweiter Satz von Drahtfeder-Schalt-

gegeneinander versetzt angeordneten Flächen und kontakten zwischen der zusätzlichen Klemmfläche des

Kanten der Schalteinrichtung maßgebend, so daß 5 innenliegenden zweiten Haltegliedes und der Klemm-

auch hier eine umständliche Einzeljustierung in der fläche des außenliegenden dritten Haltegliedes in

Praxis unvermeidbar ist. einer für diesen Kontaktfedersatz gemeinsamen ersten

Entsprechendes gilt auch für eine aus der deut- Ebene eingespannt, während auch für den zweiten

sehen Patentschrift 972 072 bekannte Schalteinrich- Satz von Drahtfeder-Schaltkontakten ein einziges, ge-

tung, bei der eine Mehrzahl von Kontaktfedern mit io meinsames und fest angeordnetes Ablenkglied vor-

je einer besonderen Anlagekante in Berührung steht. gesehen ist, welches im Bereich der Längenausdeh-

Die Maß- und Lagetoleranzen dieser verschiedenen nung der Drahtfeder-Schaltkontakte an diesen an-

Anlagekanten gegeneinander machen hier ebenfalls greift und die freien Enden der Drahtfeder-Schalt-

eine Einzeljustierung der Kontaktfedern hinsichtlich kontakte gleichförmig mit im wesentlichen überein-

ihrer Vorspannung erforderlich. 15 stimmenden Kräften aus ihrer ersten gemeinsamen

Im Ergebnis das gleiche ist endlich für eine aus Ebene gegen eine zweite gemeinsame Ebene und zum

der französischen Patentschrift 1 088 599 bekannte Angriff an den entsprechenden Festkontakten aus-

Schalteinrichtung festzustellen. Auch hier sind biegt.

Isolierkämme mit die Lage entsprechender Kontakt- Weiterhin kann die erfindungsgemäße Schalteinfedern bestimmenden Einschnitten vorgesehen, deren 20 richtung vorteilhaft so ausgebildet werden, daß in Maßtoleranzen wiederum eine Einzeljustierung der dem außenliegenden Halteglied und in dem innen-Kontaktfedern erforderlich machen. liegenden Halteglied im Bereich ihrer benachbarten

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaf- Klemmflächen miteinander fluchtende Aussparungen fung einer Drahtfeder-Kontaktanordnung, bei der vorgesehen sind, die mit den entsprechenden Drahteine übereinstimmende Vorspannung mehrerer 25 feder-Schaltkontakten verbundene Tragelemente auf-Drahtfeder-Schaltkontakte konstruktiv gewährleistet nehmen. Auf diese Weise läßt sich jeweils ein Satz und damit eine Einzeljustierung dieser Schaltkontakte von Drahtfedern mit einem gemeinsamen Trageleentbehrlich gemacht werden kann. Die erfindungs- ment verbinden und so als Baueinheit in einem eingemäße Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich bei zigen Arbeitsgang zwischen die zugehörigen Halteeiner Schalteinrichtung der eingangs erwähnten Art 30 glieder einsetzen, deren Klemmflächen und Anlagedadurch, daß die Drahtfeder-Schaltkontakte zwi- kante dann in der erwähnten Weise für die gesehen den Klemmflächen der beiden Halteglieder ein- wünschte gleichmäßige Vorspannung sorgen,
gespannt sind und sich im Ruhezustand von den Die Erfindung wird weiter an Hand eines Aus-Haltegliedern ausgehend in einer ersten gemeinsamen führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeich-Ebene erstrecken und daß für einen Satz von Draht- 35 nungen erläutert. Hierin zeigt

feder-Schaltkontakten ein einziges, gemeinsames und . Fig. 1 eine Seitenansicht eines Relais mit einer

fest angeordnetes Ablenkglied vorgesehen ist, welches erfihdungsgemäßen Anordnung von . Drahtfeder-

im Bereich der Längenausdehnung der Drahtfeder- Schaltkontakten,

Schaltkontakte an diesem angreift und die freien F i g. 2 einen Teilquerschnitt eines Relais nach

Enden der Drahtfeder-Schaltkontakte gleichförmig 40 Fig. 1,

mit im wesentlichen überstimmenden Kräften aus der .Fig. 3 einen Längsschnitt der Kontaktanordnung

ersten gemeinsamen Ebene gegen eine zweite gemein- des Relais nach F i g. 1 in einem bezüglich dieser

same Ebene und zum Angriff an den entsprechenden Darstellung entgegengesetzten Schaltzustand,

Festkontakten ausbiegt. Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Satzes

Auf diese Weise lassen sich im wesentlichen über- 45 von durch ein Tragelement verbundenen Drahtfedereinstimmende Vorspannkräfte an den einzelnen Schaltkontakten,

Federn erzielen, ohne daß eine Einzeljustierung und Fig. 5 einen Teilquerschnitt des Relais entVerformung der Drahtfeder erforderlich wäre, weil sprechend der in Fig. 1 durch die Linie5-5 bezeichdas Ablenkglied mit einer ohne weiteres in hoher neten Linie und

Maßgenauigkeit herstellbaren, geraden und für alle 50 F i g. 6 eine Diagrammdarstellung der Häufigkeits-Drahtfedern gemeinsamen Anlagekante versehen verteilung der Kontaktkraft für eine größere Anzahl werden kann. Auch die Ausrichtung einer solchen von erfindungsgemäß ausgebildeten Kontaktanordgemeinsamen, geraden Anlagekante in bezug auf die nungen.

gemeinsame Ausgangsebene der Drähtfedern bereitet Das dargestellte Relais umfaßt gemäß F i g. 1 eine

in der Praxis keine Schwierigkeiten, so daß also die 55 insgesamt mit 20 bezeichnete Kontaktanordnung und

übereinstimmende Federvorspannung von vornher- einen Schaltantrieb 60. Die Kontaktanordnung um·

ein verwirklicht werden kann. faßt ein inneres Halteglied 22 und zwei äußere Halte-

Die erfindungsgemäße Anordnung kann mit Vor- glieder 23 bzw. 24. Diese Halteglieder bestehen aus

teil auch für mehrere Sätze von Drahtfeder-Schalt- Isolierstoff. Die Halteglieder 23 und 24 sind über-

kontakten angewendet werden. Hierbei kann bei- 60 einstimmend ausgebildet und je einem Satz von

spielsweise von einer Ausführung ausgegangen wer- Drahtfeder Schaltkontakten zugeordnet,

den, bei der ein innerhalb eines Tragkörpers auf der Wie Fig. 3 zeigt, ist das Halteglied 23 langgestreckt

einen Seite außenliegendes erstes Halteglied, ein ausgebildet und umfaßt ein Ablenkglied 25 sowie

innerhalb des Tragkörpers innenliegendes zweites einen Vorsprung 26, die sich an der gleichen Längs-

Halteglied und eine innerhalb des Tragkörpers auf 65 seite, jedoch an entgegengesetzten Enden des Halte-

der anderen Seite außenliegendes drittes Halteglied gliedcs 23 befinden. Das Halteglied 25 läuft in eine

vorgesehen ist, welch letzteres ebenfalls eine Klemm- Kante 27 aus, während der Vorsprung 26 eine ent-

fläche aufweist, die einer zusätzlichen Klemmfläche sprechend orientierte Klemmfläche 29 mit einer

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taschenförmigen Ausnehmung 28 aufweist. Die Kante Krümmung liegt daher bei allen Gegenkontaktfedern

27 ist derart ausgebildet, daß sie quer zum Halte- in einer gemeinsamen Ebene, wenn Berührung mit

glied 23 um ein größeres Maß nach innen greift als einer zugehörigen Festkontaktfeder und anschließend

die Klemmfläche 29. Das Halteglied 22 umfaßt zwei Abbiegung an der Kante 27 eintritt. Infolgedessen

Aussparungen 31 und 32 in entgegengesetzten 5 enthält jede Drahtfeder in ihrer von der Linie 49

Klemmflächen 33 bzw. 35 dieses Haltegliedes. In das unter dem Einfluß der zugehörigen Festkontaktfeder

Halteglied 22 ist gemäß F i g. 3 ein Satz von Fest- abweichenden Biegestellung die gleiche gespeicherte,

kontaktfedern 37 eingeformt. Zweckmäßig ragen die elastische Verformungsenergie. Die auftretenden Ab-

Festkontaktfedern 37 an beiden Seiten über das weichungen der Kontaktkraft von einem Mittelwert

Halteglied 22 hinaus. Die Festkontaktfedern 37 kön- io der Kontaktkraft bzw. Vorspannung bleiben daher

nen z. B. aus einer Kupfer-Nickellegierung bestehen. in geringen Grenzen.

Ein Ende einer jeden Festkontaktfeder ist mit einem Versuche mit der beschriebenen Schalteinrichtung

Paar von gegenüberliegenden Festkontakten 38 und haben gezeigt, daß die Kontaktkraft ohne weiteres

39 versehen, die z. B. aus einem Edelmetall bestehen in Grenzen von 8 bis 12 Gramm gehalten werden

können. 15 kann. F i g. 6 zeigt in Diagrammform die Häufigkeits-

Gemäß F i g. 3 ist jeder Festkontaktfeder 37 ein ■ Verteilungen der Kontaktfedern einer Anzahl von er-

Paar von Drahtfeder-Schaltkontakten 40 und 41 zu- findungsgemäßen Schalteinrichtungen über der

geordnet. Wie F i g. 1 zeigt, ist ein Satz von Draht- Kontaktkraft P, gemessen in Gramm. Der angegebene

feder-Schaltkontakten 40 in ein Tragelement 42 ein- Bereich χ von 8 bis 12 Gramm wird dabei ersicht-

gebettet, wodurch eine kammartige Anordnung ent- 20 lieh nicht überschritten.

steht. Entsprechend ist ein Satz von Drahtfeder- Alle Drahtfeder-Schaltkontakte stehen in Wirk-

Schaltkontakten 41 in ein Tragelement 43 eingebettet. verbindung mit dem Schaltantrieb 60, und zwar mit-

Die Drahtfeder-Schaltkontakte 40 und 41 sind zwi- tels einer Steuerscheibe 50, die zwei Anschlagkanten

sehen dem inneren Halteglied 22 und jeweils einem 51 und 52 für die Drahtfeder-Schaltkontakte auf-

der äußeren Halteglieder 23, 24 festgeklemmt. Nach 25 weist. In der Schaltstellung nach Fig. 2 steht die

F i g. 3 ist das Tragelement 42 in eine Aussparung Anschlagkante 51 in Berührung mit den Drahtfeder-

31 des Haltegliedes 22 und in einer damit fluchten- Schaltkontakten 41 des Tragelementes 42, während

den Aussparung 28 des Haltegliedes 23 zentriert. Die die Anschlagkante 52 den Drahtfeder-Schaltkontak-

Aussparungen 28 und 31 bilden so zusammen eine ten 40 des Tragelementes 52 zugeordnet, jedoch ohne

allseitig arretierende Aufnahme 44 für das Tragele- 30 Berührung mit diesem ist. In der Schaltstellung nach

ment 42. Entsprechendes gilt für die andere Seite des F i g. 1 steht die Steuerscheibe 50 dagegen infolge ent-

Haltegliedes 22 mit der Aussparung 32 in bezug auf sprechender Bewegung des Schaltantriebs in tserüh-

das Tragelement 43 mit den Drahtfeder-Schaltkon- rung mit den Drahtfeder-Schaltkontakten 40.

takten 41. Auf diese Weise sind alle Drahtfeder- Der Schaltantrieb 21 nach F i g. 1 umfaßt einen

Schaltkontakte und die Festkontakte in definierter 35 Magneten mit Anker 61 und Erregerwicklung 62. Der

Lage festgelegt. Ferner sind alle Abweichungen der Kern des Magneten umfaßt zwei Schenkel 63 und

Drahtfedern eines Satzes von einer gemeinsamen 64, die in keilförmig zugespitzte Endabschnitte aus-

Ebene, z. B. 45, durch die Einspannung zwischen den laufen. Letztere liegen in einer gemeinsamen Ebene

Haltegliedern 22 und 23 ausgeschlossen. 65 gemäß Fig. 1.

Gemäß F i g. 3 ist die Ebene 45 parallel zu einer 40 Der Anker 61 ist L-förmig ausgebildet und umfaßt

weiteren Ebene 46 angeordnet, in der die Längsachse einen längeren Schenkel 66 sowie einen kürzeren

der Festkontaktfedern 37 liegen. Zwischen den Schenkel 67. Die Erregerwicklung 62 mit Spulenkör-

Ebenen45 und 46 ist noch eine weitere Ebene 47 per 68 sitzt auf dem Schenkel 64 des Magnetkerns,

angedeutet, welche die Kante 27 des Ablenkgliedes Die Schenkel 66 und 67 des Ankers sind ebenfalls

25 berührt. 45 keilförmig ausgebildet und liegen in einer gemein-

Nach Fig. 3 ist ein freies Ende48 eines jeden samen Ebene 69 gemäß Fig. 1. Der Anker 61 ist mit Drahtfeder-Schaltkontaktes 40 aus der gemeinsamen dem Magnetkern durch eine Gelenkfeder 70 verbun-Ebene 45 abgebogen und verläuft über die Kante 27 den, deren eines Ende mit dem kürzeren Schenkel zu einer Ruhestellung am zugehörigen Festkontakt 63 des Magnetkerns und deren anderes Ende mit dem 38. Die Biegelinie der Drahtfedern entspricht dabei 50 längeren Schenkel 66 des Ankers 61 verbunden ist. derjenigen eines an beiden Enden eingespannten bzw. Im angezogenen Zustand des Relais liegen sämtliche abgestützten und dazwischen durch Querbelastung Keilflächen von Anker und Magnetkern in der gebeanspruchten Balkens. Wenn das freie Ende 48 vom meinsamen Ebene 65. Beide Teile bilden dabei einen Festkontakt 38 unbeeinflußt ist, so nimmt dieses geschlossenen Magnetflußweg durch die Erregerwick_: Ende unter dem Einfluß der Ausbiegung eine Lage 55 lung 62.

entsprechend Linie 49 in F i g. 3 ein. Wenn ferner Am längeren Schenkel 66 des Ankers 61 ist ein die freien Enden der übrigen im Tragelement 42 ein- Bügel 71 angebracht, der nach F i g. 2 zwei seitliche gebetteten Drahtfedern ohne Abstützung sind, so wer- Hakenabschnitte 72 und 73 zum Angriff an der den diese von der Kante 27 in entsprechender Weise Steuerscheibe 50 aufweist. Am entgegengesetzten, in abgebogen. Da die Klemmflächen 29 und 33 alle 60 den gezeigten Darstellungen oberen Ende der Steuer-Drahtfedern in der gmeinsamen Ebene 45 festhalten, " scheibe 50 greift eine Rückstellfeder 74 an, die entso ist die von der Kante 27 in den Drahtfedern her- gegengesetzt zur Anzugsbewegung des Ankers 61 vorgerufene Ausbiegung im wesentlichen für alle in wirkt und am äußeren Halteglied 23 befestigt ist.
einem Tragkörper 42 eingebettete Drahtfedern die- Durch Erregung des Schaltantriebes 60 wird die selbe. Infolgedessen liegen alle Drahtfedern zwang- 55 Steuerscheibe 50 mittels des Bügels 71 abwärts geläufig in einer gemeinsamen Ebene entsprechend der zogen, wobei gemäß F i g. 3 die über die Anschlag-Linie 49 in Fi g. 3, wenn die freien Enden der kante 51 hinausragenden Drahtfeder-Schaltkontakte Federn ohne Abstützung sind. Der Anfangspunkt der 41 abgebogen und von den Festkontakten 39 ge-

trennt werden. Andererseits greifen die Drahtfeder-Schaltkontakte 40 nun ohne Berührung über die Anschlagkante 52 und treten in Verbindung mit den jeweils zugehörigen Festkontakten 38.

Dadurch werden im Sinn der Arbeitsweise des Relais als Umschalter die Stromkreise über die Drahtfeder-Schaltkontakte 40 und die Festkontaktfedern 37 geschlossen.

Nach Entregung des Schaltantriebes 21 zieht die Rückstellfeder 74 die Steuerscheibe 50 aufwärts, wobei der Bügel 71 den Anker 61 an der Gelenkfeder 70 aufwärts schwenkt. Hierbei hebt die Anschlagkante 52 die Drahtfeder-Schaltkontakte 40 von den

Federkontakten 38 ab, während die Anschlagkante 51 nunmehr die Berührung zwischen den Drahtfeder-Schaltkontakten 41 und den Festkontakten 39 freigibt (Fig. 1).

Es werden also nun umgekehrt die Stromkreise über die Festkontaktfedern 37 und die Drahtfeder-Schaltkontakte 40 unterbrochen, die Stromkreise über die Drahtfeder-Schaltkontakte 41 und die Festkontaktfedern 37 dagegen geschlossen. Das Relais bildet also einen Umschalter mit einer kontaktgebenden Ruhestellung. Die gezeigte Vorrichtung stellt eine vorteilhafte Ausführung eines Kleinrelais mit geringen Abweichungen der Kontaktkraft dar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 582/239

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrische Schalteinrichtung mit einer Mehrzahl von zueinander parallel in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Festkontakten, einer gleichen Anzahl von ebenfalls zueinander parallel und in einer gemeinsamen Ebene angeordneten sowie entsprechenden Festkontakten fluchtend zugeordneten Drahtfeder-Schaltkontakten und mit einem Betätigungsglied für die Schaltbewegung der Drahtfeder-Schaltkontakte in bezug auf die. Festkontakte, wobei ein erstes Halteglied mit einer Klemmfläche sowie ein zweites Halteglied vorgesehen ist, welch letzteres eine an der Klemmfläche des ersten Haltegliedes angeordnete Klemmfläche aufweist und wobei die Festkontakte von dem zweiten Halteglied aus vorstehend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtfeder-Schaltkontakte (40) zwischen den Klemmflächen der beiden Halteglieder eingespannt sind und sich im Ruhezustand von den Haltegliedern ausgehend in einer ersten gemeinsamen Ebene (45) erstrecken und daß für einen Satz von Drahtfeder-Schaltkontakten ein einziges, gemeinsames und fest angeordnetes Ablenkglied (25) vorgesehen ist, welches im Bereich der Längenausdehnung der Drahtfeder-Schaltkontakte an diesen angreift und die freien Enden der Drahtfeder-Schaltkontakte gleichförmig mit im wesentlichen übereinstimmenden Kräften aus der ersten gemeinsamen Ebene (45) gegen eine zweite gemeinsame Ebene (49) und zum Angriff an den entsprechenden Festkontakten (38, 39) ausbiegt.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, bei der ein innerhalb eines Tragkörpers auf der einen Seite außenliegendes erstes Halteglied, ein innerhalb des Tragkörpers innenliegendes zweites Halteglied und ein innerhalb des Tragkörpers auf der anderen Seite außenliegendes drittes, Halteglied vorgesehen ist, welch letzteres ebenfalls eine Klemmfläche aufweist, die einer zusätzlichen Klemmfläche, des zweiten Haltegliedes zugeord-^ net ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter' Satz von Drahtfeder-Schaltkontakten (41) zwischen der zusätzlichen Klemmfläche (35) des innenliegenden zweiten Haltegliedes (22) und der Klemmfläche des außenliegenden' dritten Halte-: gliedes (24) in einer für diesen Kontaktfedersatz gemeinsamen ersten Ebene eingespannt ist und daß auch für den zweiten Satz von Drahtfeder-Schaltkontakten (41) ein einziges, gemeinsames und fest angeordnetes Ablenkglied vorgesehen ist, welches im Bereich der Längenausdehnung der Drahtfeder-Schaltkontakte an diesen angreift und die freien Enden der Drahtfeder-Schaltkontakte gleichförmig mit im wesentlichen übereinstimmenden Kräften aus ihrer ersten gemeinsamen Ebene gegen eine zweite gemeinsame Ebene und zum Angriff an den entsprecehnden Festkontakten (37, 38) ausbiegt.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem außenliegenden Halteglied (23 bzw. 24) und in dem innenliegenden Halteglied (22) im Bereich ihrer benachbarten Klemmflächen miteiander fluchtende Ausparungen (28 und 31 bzw. 32) vorgesehen sind, die mit den entsprechenden Drahtfeder-Schaltkontakten (40 bzw. 41) verbundene Tragelemente (42 bzw. 43) aufnehmen.