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Anordnung mit wenigstens einem elektrischen Kontaktelement Die Erfindung
betrifft eine Anordnung mit wenigstens einem elektrischen, aus mehreren leitend
miteinander verbundenen Einzelelementen bestehenden Kontakt element.
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Es sind bereits Schalter bekannt, bei denen die Kontaktelemente aus
mehreren leitend miteinander verbundenen Einzelelementen bestehen. Die Kontaktelemente
sind dabei aus aufeinandergeschicliteten blattfederartigen Einzelelementen zusammengesetzt,
deren abgewinkelte Stirnseiten die elektrische Verbindung mit Kontaktbahnen oder
Einzelkontakten herstellen.
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Derartige Kontaktelemente sind z.B. nicht ohne weiteres dazu geeignet,
bei Schaltungen eingesetzt zu werden, die in Schichttechnik aufgebaut sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung mit wenigstens
einem elektrischen Kontaktelement zu schaffen, die bei möglichst geringer Kontaktkraft
eine hohe Kontaktsicherheit und größtmögliche Schonung der, insbesondere als Düiinschicht-Kontaktsegmente
ausgebildeten, Gegenkontakte gewährleistet.
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Gemäß der Erfindung wird die Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe derart
ausgebildet, daß die Einzelelemente durch löffelförmig gebogene, in wenigstens einer
Reihe benachbart nebeneinander angeordnete, auf einem beweglich gehalterten plattenförmigen
Kontaktträger befestigte Federdrähte
gebildet sind. Durch diese
Maßnahmen ergibt sich eine einfach realisierbare Anordnung mit besonders hoher Kontaktsicherheit
und langer Lebensdauer.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich eine besonders vorteilhafte
Kontaktform dadurch erzielen, daß der Biegeradius der Federdrähte in der Umgebung
dei Kontaktstelle derart groß bemessen ist, daß die Oberfläche des gebogenen Federdrahtes
frei von biegebedingten Unebenheite ist.
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Es kann sich ferner als zweckmäßig erweisen, mehrere Kontaktelemente
mit je mindestens zwei Reihen von Pederdrähten gegeneinander isoliert auf einem
beweglich, insbesondere drehbar, gehalterten Halteelement zu befestigen. Dabei können
die Reihen von Federdrähten so angeordnet werden, daß sich die eine Reihe jeweils
unmittelbar an die andere anschließt oder daß nach einem Zwischenraum die andere
Reihe folgt.
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Eine besonders einfache und lagerichtige Montage ohne Zentriereinrichtung
läßt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielen, daß ein zur Befestigung
des Kontaktelementes auf dem Halteeleient vorgesehenes Isolierteil auf der einen
Seite mit einem, insbesondere rippenförmigen, Vorsprung in eine Ausnshun4 des Halteelementes
eingreift und auf der gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung zur Aufnahme des
Kontaktträgers aufweist. Dabei kann man die auf Seiten des Kontaktträgers gelegene
Ausnehmung des Isolierteiles derart ausbilden, daß der Kontakt träger an den Schmalseiten,
zwischen denen die Federdrähte nebeneinanderliegend angeordnet sind, klammerartig
umfaßt wird und daß in der Mitte des Kontaktträgers ein zapfenförmiger Teil des
Isolierteiles durch den Kontaktträger hindurchgreift.
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Die Befestigung des Kontakt trägers im Isolierteil und des Isolierteiles
im Halteelement kann dabei z.B. durch Kleben erfolgen, wobei z.B. ein rippenförmiger
Vorsprung des Isolierteiles in eine Vertiefung im Halteelement eingesetzt wird.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, das Isolierteil derart
auszubilden, daß es aus wärmeverformbarem Material besteht und an den Stirnseiten
des darin einsetzbaren Kontaktträgers derart angebrachte Vertiefungen vorgesehen
sind, daß der Boden der Vertiefung jeweils den Kontaktträger überragt und daß der
zapfenförmige Teil höher als die Dicke des Kontaktträgers ist. Bei einer derartigen
Ausgestaltung des Isolierteiles kann die lagerichtige Befestigung auf besonders
einfache Weise durch Wärmeverformung des Isolierteiles mit Hilfe eines dreistempeligen
Werkzeuges, insbesondere mit Hilfe von Ultraschall, durchgeführt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung wird die Anordnung derart ausgebildet,
daß das Halteelement als Bügel ausgebildet und auf einer Schaltungsplatte derart
exzentrisch drehbar gehaltert ist, daß von zwei jeweils an einem Bügelende befestigten
Kontaktelementen mit je zwei Reihen von Federdrähten das eine Kontaktstellen auf
zwei einander benachbarten äußeren Kreisbahnen und das andere Kontaktstellen auf
zwei einander benachbarten inneren Kreisbahnen miteinander verbindet.
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Die Erfindung wird anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungebeispiele
näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 eine Anordnung mit zwei Kontaktelementen vor dem
Zusammensetzen der Einzelteile,
Fig. 2 eine zusammengesetzte Anordnung
im Schnitt und Fig. 3 eine Anordnung mit zwei Kontaktelementen, die auf einer Schaltungsplatte
drehbar gehaltert sind.
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Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung enthält den Bügel 6, der als länglicher,
an den Stirnseiten abgerundeter Streifen ausgebildet ist. Der Bügel ist mit einer
kreisrunden Ausnehmung 17 versehen, die gegen die Mitte versetzt angeordnet ist.
Diese Ausnehmung 17 dient zur drehbaren Halterung des Bügels, derart, daß die am
einen Ende angebrachte Ausnehmung 9 beim Drehen des Bügels einen kleinen und die
am anderen Ende angebrachte Ausnehmung 18 einen großen Kreis beschreibt.
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Der Bügel ist an den Enden so abgeschrägt, daß die Kontaktstellen
von oben zu sehen sind.
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Die lagerichtige Zentrierung der Kontaktelemente 14 auf dem Bügel
wird durch die rechteckige Erhöhung bzw. den rippenförmigen Vorsprung 8 am Isolierteil
7 gewährleistet, die in die Vertiefung bzw. Ausnehmung 9, 18 des Bügels 6 ragt.
Die seitlichen Wände 10 fixieren dabei die Platte bzw. den Kontakt träger 2 des
Kontaktelementes 1.
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Die Isolierteile 7 nehmen jeweils ein Kontaktelement 1 auf.
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Die Kontaktelemente 1 bestehen jeweils aus einem plattenförmigen Kontaktträger
bzw. Metallplättchen 2 mit mehreren aufgeschweißten oder aufgelöteten Federdrähten
3 aus einer Ag Pd Cu Au - oder ähnlichen Legierung, insbesondere Vierstoff-Goldlegierung.
Auf dem Kontaktträger 2 sind jeweils zwei Reihen von je fünf Federdrähten 3 befestigt.
Dabei können die Federdrähte 3 am Kontaktträger 2 angeschweißt und anschließend
durch Weichlöten zusätzlich miteinander leitend verbunden sein.
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Die Federdrähte 3 liegen quer zur Längsausdehnung des Kontaktträgers
2 an diesem an und sind dann an einer etwas vom
Kontaktträger 2
abstehenden Stelle abgewinkelt und an ihrem äußeren Ende mit einem relativ großen
Radius gebogen. Große Biegeradien 4 an den Kontaktstellen vermeiden narbige Oberflächen
nach dem Biegen, wordurch die Abnützung der Kontaktbahnen 5 in Grenzen gehalten
wird. Die Federdrähte 3 sind dabei von löffelförmiger Gestalt und tangential zur
Kreisbahn, auf der sie sich bewegen£ lassen, ausgerichtet. Dabei ergeben sich Kontaktabnahmen
mit mehreren Kontaktstellen, die bei relativ geringer Kontaktkraft eine hohe Kontaktsicherheit
und eine besonders große Schonung der Kontaktbahnen gewährleisten. Dies ist insbesondere
dann von Vorteil, wenn, wie z.B. bei in Dünnfilmtechnik ausgeführten Widerstandsplatten
von Dämpfungsreglern die Kontaktbahnen durch Dünnschicht-Kontaktsegmente gebildet
sind.
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Zwischen den beiden Reihen von Federdrähten 3 ist in dem Kontaktträger
2 eine Bohrung 12 angebracht. Setzt man den Kontaktträger 2 in den Isolierteil 7,
so greift der zapfenförmige Teil 11 des Isolierteiles 7 durch die Bohrung 12 hindurch.
Der Kontaktträger 2 liegt dann auf dem Boden des Isolierteiles 7 auf und wird in
der Umgebung seiner Stirnseiten von den Seitenwänden 10 des Isolierteiles 7 klammerartig
umfaßt. An die Stirnseite der Kontaktträger 2 schließt sich jeweils ein Teil des
Isolierteiles 7 an, der eine Ausnehmung 16 aufweist, die der Stirnseite des Kontakt
trägers unmittelbar benachbart ist und deren Boden höher als die Oberseite des Kontaktträgers
gelegen ist.
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Das Isolierteil besteht aus wärmeverformbarem Material, so daß mit
Hilfe eines dreistempeligen Werkzeuges, bei dem zwei Stempel in die Ausnehmungen
16 des Isolierteiles 7 eingreifen und der dritte Stempel auf den Zapfen 11 trifft,
die Befestigung des Kontaktträgers 2 im Isolierteil 7 auf einfache Weise hergestellt
werden kann.
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Die Verbindung des Kontaktelementes mit dem Bügel 6 erfolgt
zweckmäßigerweise
mittels Ultraschall oder Wärme.
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Fig. 2 zeigt ein derart verformtes Isolierteil 7 im Schnitt. Der rippenförmige
Vorsprung 8 ist so verformt, daß der verformte Teil in der Umgebung der Ausnehmung
9 des Halteelementes 6 unmittelbar auf dem Halteelement 6 aufliegt. Der zapfenförmige
Teil 11 ist derart stempelförmig verformt, daß er in der Umgebung der Bohrung 12
auf dem Kontaktträger 2 aufliegt. Auch bei den Ausnehmungen 16 ißt der Isolierstoff
so verformt, daß der Kontaktträger 2 im Isolierstoff eingebettet ist.
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Nach Fig. 3 sind zwei Kontaktelemente 14, die jeweils zwei der auf
der Leiterplatte 19 angebrachten Kontaktbahnen 5 miteinander verbinden, auf einem
Bügel 6 befestigt. Der Bügel 6 ist auf der Leiterplatte 19 drahbar gehaltert. Bei
der Drehbewegung schleifen die zu ein und derselben Reihe von Federdrähten gehörenden
Einzelelemente auf ein und derselben Kontaktbahn 5. Zwei einander benachbarte Kontaktbahnen
sind jeweils mit Hilfe eines Kontaktelementes 1 verbunden. Die beiden Reihen von
Federdrähten können such so weit voneinander entfernt angebracht sein, daß sich
weiter auseinanderliegende Kontaktbahnen mit ein ander verbinden lassen. Bei Bedarf
kannen auch mehr als zwei Reihen von Federdrähten auf ein und demselben Kontaktträger
befestigt werden. Ferner lassen sich auch elektrische Verbindungen zwischen Kontaktelementen
1 herstellen, so daß auch solche Kontaktbahnen miteinander verbunden werden können,
die von ein und demselben Kontaktelement nicht unmittelbar erfaßt werden.
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Die Kontaktbahnen 5 können z.B. durch Leiter- oder Wider-.
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standsbahnen oder durch Kontaktsegmente gebildet sein.
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Beide Kontaktelemente 1 sind isoliert auf dem Bügel 6
befestigt.
Daher kann das eine Kontaktelement für eine Widerstandsabnahme und das zweite für
Schaltswecke verwendet-werden. Das als Mehrfachkontakt ausgebildete Kontaktelement
eignet sich besonders für das Gleiten über Dunnschichtschaltungen und gewährleistet
bei statischem -und dynamischem Betrieb innerhalb eines großen Umgebungstemperaturbereiches
hohe Kontaktsicherheit und lange Lebensdauer.
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7 Patentansprüche 3 Figuren