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Kontaktfedersatz Die Erfindung betrifft einen Kontaktfedersatz, dessen
Kontaktfedern nach Einbringen in ein Gehäuse den geforderten Kontaktabstand aufweisen,
so daß die Justage der Kontaktfedern entfallen kann.
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Es sind Kontaktfedersätze bekannt, bei denen die einzelnen aus Blattfedern
bestehenden Kontakte und Gegenkontakte in üblicher eise zusammengeschichtet und
verschraubt sind.
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Diese bekannten Ausführungen aber haben den Nachteil, daß für die
Montage eine- erhebliche Arbeitszeit benötigt wird, da die einzelnen Kontakte bzw.
kontakttragenden Blattfedern in einer Schichtvorrichtung geschichtet, durch Schrauben
oder Niete zu einem Federsatzpaket zusammengepresst, montiert und justiert werden
müssen.
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Es ist weiterhin für die Verwendung in Tastenfeldern bekannt, aus
Blattfedern bestehende Kontaktfedern in Kammern einzulegen und diese dort formschlüssig
an ihren Außenkanten ohne besondere Nasen, Ansätze oder dergleichen in der geforderten
Lage zu halten. Diese Anordnung weist zwar für die Montage wegen der bequemen Einschichtung
viele Vorteile auf, hat aber den Nachteil, daß die in die Kammern eingeschobenen
Blattfedern beim Uffnen der Kontakt federn nachschwingen können.
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Es sind weiterhin Federsätze bekannt, bei denen als Blattfedern ausgebikbte
Kontaktfedern verwendet werden, die in
Kammern eingelegt und in
diesen formschlüssig anderen Außenkanten in der geforderten Lage gehalten werden.
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Die Halterung erfolgt durch in den Kammern eingepresste oder eingespritzte
Stützstege, die das Nachschwingen der Kontaktfedern beim offenen derselben begrenzen.
Diese Ausführung eines Kontaktfedersatzes bringt zwar verschiedene Vorteile mit
sich, dadurch aber, daß eine bestimmte Kontaktkraft beim Schalten bzw. beim Rückstellen
der Kontaktfedern erforderlich ist, die bei dieser Ausführung von dem Federquerschnitt
und der Federlänge der Kontaktfedern erbracht wird, ist es nicht möglich die äußeren
Abmessungen eines solchen Federsatzes, ohne Unterschreitung der erforderlichen Mindesträfte,
zu verkleinern.
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Die Erfindung hat die Aufgabe einen Federsatz zu schafen, der, unter
Beibehaltung der eSordelichen KrEfte,in den äußeren Abmessungen sehr klein gehalten
erden kann.
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Es ist der Zweck der Erfindung einen Federsatz rationeller, d.h. ohne
Justage und unter Vernaendung von weniger Material herzustellen.
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rfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die für die Schaltfunktionen
erforderlichen Kontaktkräfte durch an den Kontaktfedern angeffifende Fede-e?emente
erzeugt werden.
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Gemäß einer Ausbildung nach der Erfindung sind die an den Kontaktfedern
angreifenden Fedeniemente als Druckfedern ausgebildet.
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Eine andere Ausbildung der Erfindung siehtvar, daß die Druckfedern
mit der einen Seite an der Innenwandung des Gehäuses oder an festen Anschlägen innerhalb
des Gehäuses sich abstützen und mit der anderen Seite an den freien Enden der Kontaktfedern
angreifen.
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Weiterhin ist vorgesehen, daß die Druckfedern mit den Enden der Kontaktfedern
über Isolierteile verbunden sind.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung ist quer zur Längsausdehnung
der Kontaktfedern ein Schieber angeordnet der durch Ausschnitte in den Kontaktfedern
hindurchgreift und Mitnehmerstifte aufweist.
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Eine weitere Ausbildung nach der Erfindung sieht vor, daß die Kontaktfedern
einzeln in Aufnahmeschlitze des Gehäuses eingelegt und dort z.B. durch Vergießen,
Verklemmen, Kleben oder Ultraschall-Schweißen befestigt werden.
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Eine andere Ausbildung nach der Erfindung sieht vor, daß die zu einem
Feder satz zusammenfassbaren Kontaktfedern außerhalb des Gehäuses durch einen thermoplastischenSpritzvorgang
zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, die im Gehäuse durch Kleben oder durch
eine Schnapp-Halterung befestigt wird.
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Weiterhin ist vorgesehen, daß die mit einer Druckfeder versebefestigt
henen Kontaktfedern so im Gehäuse sind, daß ihre Längsausdehnung parallel zur Wandung
des Gehäuses verläuft, während die durch einen Mitnehmerstift betätigbaren Kontaktfedern
in einem bestimmten Winkel zur Wandung des Gehäuses innerhalb desselben befestigt
sind.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung sind die Kontaktfedern an der Stelle
oberhalb ihrer Betätigung im Gehäuse oder im umspritzten Paket im Querschnitt geschwächt.
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Die Erfindung sieht auch vor, daß im Gehäuse Aufnahmen zur Malterung
der Druckfedern vorgesehen sind und daß die Kontaktfedern an der Eingriffstelle
der Druckfedern bzw. der Isolierteile mit Aufnahmen zur Positionierung und/oder
Halterung der Druckfedern versehen sind.
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Der Kontaktfedersatz nach der Erfindung weist gegenüber den bekannten
Kontaktfedersätzen verschiedene Vorteile auf. Dadurch, daß nicht vorgespannte Kontaktfedern
verwendet werden und der benötigte Kontaktdruck durch zusätzliche Federelemente
erzeugt wird, entfällt die Prägung bzw. Abknickung der Kontaktfedern und die Justage
des fertigen Kontaktfedersatzes.
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Dadurch, daß die einen Enden der Druckfedern über Isolierteile mit
den Kontaktfederenden verbunden sind, wird bei Betätigung des Kontaktfedersatzes
eine metallische Berührung zwischen Druckfeder und Kontaktfeder und damit auch ein
metallischer Abrieb verhindert. Die innerhalb des Gehäuses fest angeordneten Anschläge
und Gegenlagen gewährleisten einen definierten Kontaktabstand. Dadurch, daß die
Vorspannung der Kontaktfedern entfallen kann, kann für die Kontaktfedern ein dünneres
Federblech und/oder eine Querschnittsverringerung an der 3iegeStelle vorgesehen
werden.
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Durch das Herabsetzen der benötigten Federsteifigkeit ist es möglich
die Kontaktfedern relativ kurz auszubilden, wodurch wiederum der Raumbedarf für
den gesamten Kontaktfedersatz wesentlich verringert werden kann. Weitere Vorteile
können der Beschreibung entnommen werden.
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Die Erfindung wird anhand von in Zeichnungen dargestellten Beispielen
näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht des Kontaktfedersatzes
nach der Erfindung; Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Schmalseite des KontaktSederdatzes
-nach Fig. 1; Fig. 3 eine Einzelheit nach in Fig. 1 vergrößert dargestellt und teilweise
geschnitten gezeichnet.
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In den Bg. 4 bis 8 sind einige Kontakt arten im Aufbau einzeln dargestellt,
in den Figuren zeigt Fig. 4 den Aufbau ines Arbeitskontaktes; Fig. 5 den Aufbau
eines Ruhekontaktes; Fig. 6 den Aufbau eines Folge-Umschaltekontaktes; Fig. 7 den
Aufbau eines Umschaltekontaktfedersatzes mit zwei Druckfedern; Fig. 8 den Aufbau
eines Umschaltekontaktes mit einer Druckfeder.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Gehäuse aus Kunststoff bezeichnet, das den
Kontaktfedersatz nach der Erfindung aufnimmt. Die einzelnen Kontaktfedern sind mit
2,3,4,5,6,7,8,9 und 10 bezeichnet. Die Befestigung derKontaktSedern 2 bis 10 im
Gehäuse kann nach gegebenen rationellen Fertigungsmethoden erfolgen, z.B. Vergießen
der Kontaktfedern 2 bis 10 mit dem
Gehäuse 1, Verklemmen der einzelnen
Kontaktfedern oder der zu einem Kontaktfederpaket zusammengefassten Kontaktfedern
2 bis 10 mit dem Gehäuse 1 oder Anwendung von Ultraschallschweißen zur Befestigung
der Kontaktfedern 2 bis 10, einzeln oder im Paket zusammengefasst, im Gehäuse 1.
Das Zusammenfassen der Kontaktfedern 2 bis 10 im Paket, d.h.
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zu einer Baueinheit, kann durch einen thermoplastischen Spritzvorgang
erfolgen. Ein solcher zu einer Baeinheit zusammengefasster Kontaktfedersatz kann
dann auch im Gehäuse 1 durch Kleben oder durch eine Schnapp-Halterung befestigt
werden.
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Die Kontaktfedern 3, 5, 8 und 10 werden nicht vorgespannt in das Gehäuse
1 eingebracht, beispielsweise, wie in Fig. 1 dargestellt, durch einschieben in die
dafür vorgesehenen Aufnahmeschlitze 11, und im im Gehäuse 1 eingebauten Zustand
durch Druckfedern 12 gegen die Nasen 13" der Anschl2ge 13 gedrückt v wobei sich
das andere Ende der Druckfeder 12 in der Vertiefung 13' des gegenüberliegenden Anschleges
13 abstützt. Die Anschläge 13 sind mit dem Gehäuse fest verbunden und können in
einem Arbeitsgang mit dem Gehäuse 1 gespritzt oder gepresst sein. Die Druckfedern
12 geben den Kontaktfedern 3, 5, 8 und 10, wie im Beispiel nach Fig. 1 dargestellt,
einen definierten Anlagedruck gegen die Anschläge 13 im Gehäuse 1 und auch eine
genaue Position bezüglich des Abstandes zu den Kontakten der ebenfalls im Gehäusel
in Aufnahmeschlitze lleingeschobenen nicht vorgespannten Kontaktfedern 2, 4, 6,
7 und 9. Diese Kontaktfedern 2, 4, 6, 7 und 9 liegen aber in jedem Fall einseitig
an einer festen Gegenlage 15 oder an den Mitnehmerstiften 16' des Schiebers 16 an.
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Dies wird durch eine Schrägstellung der Aufnahmeschlitze 11 in einen
bestimmten Winkel für diese Kontakt-federn im Gehäuse 1 erreicht. Nach Einbau in
das Gehäuse 1 ragen die Anschlußenden 25 der Kontaktfedern 2 bis 10 im Beispiel
nach Fig. 1 aus dem Gehäuse 1 raums.
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Der in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Steuerhebel 18 kann für einige
Ausführungsbeispiele der Kontaktfedersätze nach der Erfindung vorgesehen sein. Für
den Fall der Verwendung eines Steuerhebels 18zur Betätigung des Kontaktfedersatzes
nach der Erfindung ist dieser an der Stelle 28 drehbar gelagert und greift mit einem
Ansatz 18' in die Ausnehmung 17' des Betätigungsteiles 17, das in einer seitlichen
Öffnung des Gehäuses 1 verschiebbar gelagert ist, ein. An dem Betätigungsteil 17
ist ein Schieber 16 befestigt oder mit diesem in einem Arbeitsgang gespritzt oder
gepresst.
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An dem Schieber 16 sind Mitnehmerstifte 16' vorgesehen, die an der
Rückseite der entsprecheden Kontaktfedern 2, 4, 6 und 9, im Beispiel nach Fig. 1,
anliegen. Das aus der dem Betätigungsteil 17 gegenüberliegenden Wand des Gehäuses
1 herausragende Ende des Schiebers 16 kann ebenfalls zur Betätigung des Kontaktfedersatzes
nach der Erfindung verwendet werden. Der seitlich am Gehäuse 1 angebrachte Flansch
29 dient zur Befestigung des im Gehäuse 1 untergebrachten Federsatzes.
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In Fig. 2 ist der Federsatz nach Fig. 1 in Draufsicht auf eine Schmalseite
des Gehäuses 1 dargestellt. Das Gehäuse 1 ist geschnitten gezeichnet. Die Kontaktfedern
weisen an ihrem freien Ende Schlitze 30 auf, die in einem Ausschnitt 31 enden und
somit die Kontaktfedern an dieser Stelle in zwei Zungen teilen. Jede dieser Zungen
ist mit einem Kontaktniet 23 oder 23' (beispielsweise) bestückt. Im vorderen Teil
des Schlitzes 30 verbrei',ert sich dieser zu einer kreisrunden
Ausnehmung
26, in die Isolierstoffteile 19, wie in Fig. 3 näher beschrieben, eingreifen. Im
Ausschnitt 31 ist der Schieber 16 angeordnet, der die Mitnehmerstifte 16' trägt.
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Um das bei der Betätigung der Kontaktfedern 3, 5, 8 und 10 entstehende
Biegemoment möglichst klein zu halten, sind die Kontaktfedern 3, 5, 8 und 10 im
schwäche.
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Das Gehäuselselbst kann aus zwei Hälften bestehen, z.B, zwei Gehäuseschalen
oder einem Gehäuse- und einem Deckelteil.
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Da die Druckfedern 12 die benötigten Kräfte für die Anlage an den
Anschlägen 13 und für den Kontaktdruck zwischen den Kontakten der Kontaktfedern
2 bis 10 sicherstellt, können die Kontaktfedern relativ kurz und somit die äußeren
Abmessungen des Kontaktfedersatzes klein gehalten werden.
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In Fig. 3 ist im Schnitt eine Einzelheit bei A in Fig. 1 unter Weglassung
des Gehäuses 1 vergrößert dargestellt. In dieser Einzelheit ist das Angreifen der
Druckfedern 12 an der Kontaktfeder und in der Ausnehmung 13' des Anschlages 13 bei
einer Kontaktfeder näher dargestellt. Während sich das eine Ende einer Druckfeder
12 in der Ausnehmung 13' abstützt, ist zwischen dem anderen Ende eine Druckfeder
12 und der jeweiligen Kontaktfeder, z.B. 3, 5, 8 und 10, ein rundes Isolierteil
19 vorgesehen, dz en eine Seite als Pfanne ausgebildet ist, in der sich das andere
Ende einer Druckfeder 12 abstützt. Die andere Seite des Isolierteiles 19 weist einen
runden Ansatz auf, der in die kreisförmige Ausnehmung im vorderen Teil des Schlitzes
30 einer Kontaktfeder eingreift.
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Diese Anordnung verhindert eine metallische Berührung zwischen den
Kontaktfedern z.B. 3, 5, 8 und 10 und den jeweils dazugehörigen
Druckfedern
12 und vermeidet bei Betätigung des Kontaktfedersatzes einen metallischen Abrieb.
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Für die Einhaltung der Kontaktabstände und der Schaltfolge der Kontaktfedern
sind die Abstände der Gegenlagen 15 und der Mitnehmerstifte 16'verbindlich.
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In Fig. 4 ist ein Arbeitskontakt des Federsatzes nach der Erfindung
dargestellt. Die beiden Kontaktfedern 2 und 3 sind in einem gemeinsamen Halteteil
27 zusammengefasst, das aus Spritz- oder Press-Stoff bestehen kann. Die Anschlußenden
25 der Kontaktfedern 2 und 3 stehen aus diesem Spritz- oder Pressteil heraua und
sind frei zugänglich.
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Beide Kontaktfedern 2 und 3 sind nicht vorgespannt. Die Anordnung
der Druckfeder 12 zwischen der Ausrüimung 13' in dem einen Anschlag 13 und dem freien
Ende der Kontaktfeder 3 ist wie zur Fig. 3 beschrieben ausgeführt. Der an der Kontaktfeder
2 angreifende Mitnehmerstift 16' drückt die Kontaktfeder 2 beim Wirksamwerden einer
Kraft P in Pfeilrichtung in Richtung auf die Kontaktfeder 3 bis die auf den Kontaktfedern
2 und 3 angeordneten Doppelkontakt 23 und 23' sich unter dem nötigen Kontaktdruck
berühren.
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In Fig. 5 ist ein Ruhekontakt des Federsatzes nach der Erfindung dargestellt.
Die beiden Kontaktfedern 7 und 8' sind in einem gemeinsamen Halteteil 27 so zusammengefasst,
daß sich ihre Doppelkontakte 23 und 23' unter einem bestimmten Kontaktdruck berühren.I?ie
Anschlußenden 25 stehen aus dem Halteteil 27 heraus. Beide Kontaktfedern-7 und 8'
sind nicht vorgespannt. Die Anordnung der Druckfeder 12 am oberen Teil der Kontaktfeder
8' istYzur Fig. 3 beschrieben ausgeführt.
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Der an der Kontaktfeder 8' angreifende Mithehmerstift 16' drückt die
Kontaktfeder 8' von der Kontaktfeder 7 weg, wenn
eine Kraft P in
Pfeilrichtung wirksam wird. Dadurch werden die beiden Doppelkatakte 23 und 23' der
Kontaktfedern 7 und 8' geöffnet.
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In Fig. 6 ist ein Folge-Umschaltkontakt dargestellt, der aus den Kontaktfedern
6, 7 und 8 besteht und in einem gemeinsamen Halteteil 27, unter Freilassung der
Anschlußenden 25, zusammengefasst ist. Die Doppelkontakte 23 und 23' der Kontaktfedern
7 und 8 bilden einen Ruhekontakt, wie bereits beschrieben. Das freie Ende der Kontakt
feder 8 ist verlängert und trägt einen weiteren Kontakt 24'. Die Druckfeder 12 ist
an diesem Ende der Kontaktfeder 8 so angeordnet, wie bereits zur Fig. 3 beschrieben.
Auf der RUckseite der Kontakt felder 7 befindet sich eine Gegenlage 15, die im eingebauten
Zustand fest mit dem in dieser Figur nicht dargestellten Gehäuse 1 verbunden ist.
Die weiterhin im Halteteil 27 angeordnete Kontaktfeder 6 trägt an ihrem freien Ende
einen Kontakt 24, der dem Kontakt 24' der Kontaktfeder 8 gegenüberliegt. Ein Mitnehmerstift
16' greift beim Wirksamwerden einer Kraft P in Pfeilrichtung an der Kontaktfeder
6 an und drückt diese in Richtung der Kontakt federn 7 und 8. Im Laufe dieser Bewegung
berührt der Kontakt 24 der Kontaktfeder 6 den Kontakt 24' der Kontaktfeder 8 und
drückt diesen so weit weg, daß die Berührung der Doppelkontakte 23 und 23' der Kontaktfedern
7 und 8 aufgehoben wird. Die Rückstellung der Kontaktfedern 8 und 6 in die Ausgangslage
wird beim Zurückgehen der Kraft P nach Null erreicht.
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In Fig. 7 ist ein Umschaltekontakt dargestellt, der aus den Kontakt
federn 20, 21 und 22 besteht und in einem gemeinsamen Halteteil 27, unter Freilassung
der Anschlußenden 25, zusammengefasst sind. Der Aufbau der Arbeitsnei des Umschaltekontaktes,
ist
wie zur Fig. 4 beschrieben und der Aufbau der Ruhe seite des Umschaltekontaktes,
ist wie zur Fig. 5 beschrieben ausgeführt. Die Mittel- oder Umschaltekontaktfeder
20 ist darüberhinaus an ihrem freien Ende verlängert und ebenfalls mit einer Druckfeder
12 verstehen, die, wie bereits beschrieben, an der Kontaktfeder 20 angreift. Beim
Wirksamwerden einer Kraft P in Pfeilrichtung nimmt der Mitnehmerstift 16' die Kontaktfeder
20 in Richtung der Kontaktfeder 22 mit wodurch der Ruhekontakt zwischen den Kontaktfedern20
und 21 unterbrochen und der Arbeitskontakt zwischen der Kontaktfeder 20 und der
Kontaktfeder 22 geschlossen wird.
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Alle drei Kontaktfedern 20, 21 und 22 sind nicht vorgespannt im Halteteil
27 befestigt.
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In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Umschaltekontaktes
dargestellt. Dieser Umschaltekontakt besteht aus den Kontaktfedern 20', 21 und 22,
die im gemeinsamen Halteteil 27, unter Freilassung der Anschlußenden 25, zusammengefasst
sind. Der Aufbau und die Wirkungsweise beim Wirksamwerden einer Kraft P in Pfeilrichtung,
ist wie zur Fig. 7 beschrieben. Lediglich die Kontaktfeder 20' ist an ihrem freien
Ende nichtjverlängert und nicht mit einer eigenen Druckfeder 12 versehen. In diesem
Ausführungsbeispiel ist die Kontaktfeder 20' in Richtung der Kontaktfeder 21 vorgespannt,
so daß im Ruhezustand der nötige. Kontaktdruck zwischen den Doppelkontakten 23 und
23' und den Kontakten 26 gewährleistet ist. Das in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte
und beschriebene Prinzip wird nur in Ausnahmefällen angewandt 11 Ansprüche