DE2445176B2

DE2445176B2 - Kontaktfederanordnung in relais

Info

Publication number: DE2445176B2
Application number: DE19742445176
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Dipl.-Ing. 315OPeine Reuting
Original assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1974-09-21
Filing date: 1974-09-21
Publication date: 1976-11-18
Also published as: CH597684A5; SE7510460L; DD121568A5; AT356753B; FR2285695A1; ATA408675A; DE2445176A1; GB1516172A; NL7510345A; JPS5158675A; IT1041159B; US4042799A

Description

Die Erfindung betrifft eine Konuikifederanordnung in Relais od. dgl. mit zumindest einer einseitig eingespannten Kontaktfeder, deren zumindest eine Hauptfläche im wesentlicheil mit einer mit ihr verbundenen Kunststoffolie bedeckt ist.

Derartige Kontaktfederanordnungen, bei denen die Kontaktfedern teilweise mit Kunststolfolien bedeckt sind, sind bereits bekannt. Bei keiner dieser bereits bekannten Anordnungen ist jedoch eine Ausbildung erkennbar, bei der die Kontaktfeder! bedeckende Kunststoffolien sich bis in deren Einspannbercich erstrecken und dort zum Ausgleich von unvermeidlichen Maßtoleranzen und zum Ausgleich von sich lockernden Einsp;innungen dienen könnten. Eine bekannte Kontakü aieranordnung (DT-AS 10 30 909) weist zwar auf Kontaktfedern aufgeklebte Streifen aus elastischem Material auf, das vorzugsweise aus Schaumgummi oder Schaumkunststoff besteht. Dieses elastische Material erstreckt sich jedoch nicht bis in den Einspannbereich der Kontaktfeder. Fs kann somit auch nicht dort für einen Toleranzausgleich herangezogen werden. Außerdem wären aber auch Schaumstoffe wegen ihrer geringen reversiblen Elastizität und ihres hohen Kaltl'ließverhaltens nicht in der Lage, beispielsweise durch Schrumpfungen von isolierenden Zwischenschichten entstehende Verscnlechteningen im Einspannbereich der Kontaktfedern auszugleichen.

Eine weitere bekannt·: Anordnung (DT-AS 10 82 995) /eigt Kontaktfedern, die teilweise von einem thermoplastischen, vorgereckicn Kunststoff unter Schrumpfspannung umgeben werden. Der Einspannbereich der Federn ist hier ebenfalls von dem Kunststoff nicht bedeckt. Die hier verwendeten, thermoplastischen, geschrunipfiai Kunststoffe sind durchweg, wie auch das dort verwendete Polyvinylchlorid zeigt, wegen ihres hohen Kalifließverhaliens und ihrer geringen reversiblen Elastizität nicht für einen Toleranzausglcich im Einspannbereich de" Kontaktfeder!) geeignet.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung (DT-AS 1 2 ih MΪ) sind ebenfalls Kontaktledern vorhanden, die teilweise \<>n aus KtinsistolTschläuchen oder Überzügen bestehenden Dämpfiinusliüllcn umgeben sind. Diese Dämpfungshüllen können dabei gegebenenfalls auch aus Lackaufträgen bestehen. Der Einspannbereich der federn ist hier wiederum frei von Dämpfungshüllen und es sind die angegebenen Kunststoffmaterialien auch nicht für einen Toleranzausgleich im Einspannbereich der Federn geeignet.

Bei einer weiteren bekannten Kontaktfederanordnung (CH-PS 2 33 467) ist eine Kontaktfeder an ihrer Befestigungsstelle mit einer an ihr haftenden, elektrischen Isoliermasse versehen. Diese Isoliermasse ist dabei lediglich im Einspannbereich vorgesehen. Sie kann somit nicht zur Dämpfung der Kontaktfeder dienen. Die Aufgabe der Isoliermasse ist hier vielmehr lediglich, mit wenigen Einzelteilen die Kontaktfeder im Einspannbereich elektrisch zu isolieren. Diese Isoliermasse ist keineswegs geeignet, als Toleranzausgleich und Ausgleich für spätere Schrumpfungen im Einspannbereich zu dienen. Dies geht auch daraus deutlich hervor, daß als Isoliermassen Polyvinyleund Polystyrole verwendet werden. Solche Kunststoffe haben jedoch ein viel zu hohes Kaltfließverhalten und eine zu geringe reversible Elastizität, um einerseits bei der Einspannung einer Kontaktfeder Maßtoleranzen auszugleichen und andererseits bei späteren Schrumpfungen von Zwischenstücken oder sonstigem Nachlassen von Einspannkräften für einen Ausgleich zu sorgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachsten Mitteln ohne zusätzlichen Aufwand dafür zu sorgen, daß einseitig eingespannte Kontaktfedern von Kontaktfederanordnungen durch ein und das gleiche Mittel gedämpft und zugleich bezüglich ihrer Einspannung derart verbessert werden, daß bei ihrer Einspannung automatisch unvermeidliche Maßtoleranzen ausgeglichen werden und im Einspannbercich beispielsweise durch Schrumpfung von Zwischenlagen sich auch nachträglich ergebende Veränderungen keine Verschlechterung der Einspannung bewirken können.

Dieses Ziel wird ausgehend von einer eingangs beschriebenen Kontaktfederanordnung dadurch erreicht, daß die Kunststoffolie die Kontaktfeder auch in ihrem Einspannbereich bedeckt und daß das Folienmaterial ein möglichst geringes Kaltfließverhalten in der Größenordnung wie oder kleiner als ein Polysulfon-Kunststoff und eine hohe reversible Elastizität in der Größenordnung wie oder größer als ein Polyäthersulfon-Kunststoff besitzt.

Durch eine solche Ausgestaltung wird nicht nur eine sehr gute Dämpfung der Kontaktfedern erreicht, sondern es werden zugleich die häufig sehr aufwendigen Justierungen bei der Einspannung der Kontaktfedern und die äußerst unangenehmen, insbesondere aufgrund der dauernden Betätigung der Kontaktfedern und von Schrumpfungsprozessen der üblichen Kontaktfederzwisehenlagen im Einspannbereich auftretenden nachträglichen Veränderungen zuverlässig vermieden. Die erfindungsgemäßen Kontaktfedereinspannungen justieren sich nämlich automatisch und sorgen für eine auch während der weiteren Lebensdauer gleichbleibende Einspannung der Kontaktfedern und somit für deren zuverlässiges Arbeiten, beispielsweise in bezug auf Konstantblc!.' :: ό.r Koniaktdrücke. Bei der Einspannung von Kontakileilern bei bekannten Kontaktfederanordnungen hat man nämlich häufig Schwierigkeiten, insbesondere wenn es sich um Federpakete mit entsprechenden !solierstoffzwischenlagen handelt. Unvermeidliche Maßtoleranzen lassen sich dabei schlecht ausgleichen. Außerdem besteht dabei die Gefahr, daß die Einsp.iiinungen der Federn sich lockern, wenn die

isolierenden Zwischenlagen — ζ. B. durch Trocknung — schrumpfen. Da das Folienmaterial erfindungsgemäß «in möglichst geringes Kaltfließverh.then und eine hohe reversible Elastizität besitzt, werden im Einspannbereich der Kontaktfedern die Kunststoffolien elastisch lusammengedrückt und somit die vorhandenen Toleranzen der Zwischenlagen zwischen den Kon.aktfedern ausgeglichen, so daß die Kontaktfedern in exaktem Abstard zueinander eingespannt werden können. Auch bei Veränderung der Zwischenlagen werden dabei diese Veränderungen nachträglich durch die reversible Elastizität des Folienmaterials kompensiert, so daß nicht nur die abstandsmäßige Anordnung der Kontaktfedern, sondern auch deren Einspannung immer zuverlässig erhalten bleibt. Die genannten Folienmaterialien zeigen dabei in bezug auf den hier vorgesehenen Verwendungszweck nicht nur gute Eigenschaften hinsichtlich des Kaltfließverhaltens und der reversiblen Elastizität und der Dämpfung, sie sind auch sehr günstig auf die Kontiktfedem aufbringbar. Dieses geschieht auf einfaehe Weise dadurch, daß die Kontaktfedern vorgewärmt werden und dann unter weiterer Hitzeeinwirkung die entsprechende Kunststoffolie auf die Kontaktfedern aufgebracht wird. Hierdurch entsteht e^ue gute Haftung /wischen dem Federmaterial und der Kunststofföse. und es erübrigt sieh ein besonderes Verkleben mittels Klebemalenalien.

Die in der erfindungsgemäßen Kontaktfederanordnung verwendeten Kontaktfedern lassen sich besonders einfach und preisgünstig nach einem Verfahren herstellen, das sich dadurch kennzeichnet, daß ein geeignetes Federbieeh einseitig oder beidseitig mit de Kunststoffolie bedeckt und verbunden und danach aus dem mit der Folie bedeckten Blech die Kontakiledern ausgestanzt werden. Der Stanzvorgang wird dabei durch die Kunststoffolie in keiner Weise behindert und es wird in einem Arbeitsgang dafür gesorgt, daß Dampfungsmittel für die Kontaktfeder und Ausgleichsmittel für ihren Einspannbereich vorgesehen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung in einem Ausführt ngsbeispiel näher beschrieben.

Die Zeichnung /cig' in etwas schematischer Weise die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kontaktfederanordnung, die /μ ei jeweils an einer Kontaktfeder I h/w. 2 angebrachte I estkontakte .3 und 4 umfaßt. Mit diesen Festkoniakten 3 und 4 arbeiten zwei Loskontakte 5 und 6 /usammen. die von einem beweglichen Kontaktträger 7 getragen werden. Dieser Kontaktträger 7 besteht aus isolierendem Material und sorgt somit zugleich für eine elel· trische Isolatioi: zwischen den beiden Loskontakten 5 und 6. Bei Bewegung des Kontaktträgers 7 in Richtung des Doppelpfeiles schließen bzw. öffnen somit jeweils die zusammenwirkenden, aus dem Festkontakt 3 und dem l.oskontakt 5 bzw. dem Festkoniaxt 4 und dem l.oskontakt 6 bestehenden Kontakte

Die Kontaktfedern 1 und 2 sind in einem vorgegebenen Abstand zueinander eingespannt Dabei ist eine isolierende Zwischenlage 8 vorgesehen, die im wesentlichen den Absland der Kontaktfedern I und 2 <*> zueinander bestimmt. Diese Kontakiledern sind als Blattfedern ausgebildet, wobei sie jeweils mit einer Hauptfläche auf die Zwischenlage 8 weisen. Auf der Seite ihrer anderen I lauptflächen sind ebenfalls Isoliersioffstücke 9 linii IO vorgesehen, die mittels einer ⁶S Niet- oder Schraubverbindung 11 derart gegeneinander gepreßt werden, daß 'ic /wischen sich die Kontaktfedern 1 und 2 und die Zwischenlage 8 fest einspannen.

Bei der Kontaktfeder 1 ist auf der nach unten in Richtung auf die Zwischenlage 8 weisenden Hauptfläche eine Kunststoff-Folie 12 vorgesehen, die diese Hauptfläche bis kurz vor dem Festkontakt 3 bedeckt und fest mit ihr verbunden ist. Bei der unteren Kontaktfeder 2 befindet sich auf ihren beiden Hauptflächen je eine Kunststofi'-Folie 13 bzw. 14. Alle diese Kunststoff-Folien 12, 13 und 14 bedecken die entsprechenden Flächen der Kontaktfedern 1 und 2 auch in ihrem gesamten Einspannbereich.

Bei der Betätigung der Kontakte wird ein großer Teil der durch den Kontaktträger auf die Festkontakte 3 und 4 und somit auf die Kontaktfedern 1 und 2 übertragenen Bewegungsenergie bei der entsprechenden Verformung der Kunststoff-Folien 12, 13 und 14 in andere Energieformen umgewandelt, so daß die Schwingungsneigung der Kontaktfedern 1 und 2 und somit die Preilneigung der Kontakte "-tark herabgesetzt wird. Das Ausmaß dieser Verminderung der PreMneigung hängt dabei naturgemäß von der Dicke und der Art der Kunststoff-Folien ab. wobei naturgemäß die untere Kontaktfeder 2 aufgrund ihrer beidseiligen Bedeckung mit einer Kunststoff-Folie 13 und 14 stärker gedämpft ist als die obere Kontaktfeder 1. Diese Kunststoff-Folien 12, 13 und 14 bewirken jedoch nicht nur eine Dampfung der Kontakifedersehwingungcn. sondern sind auch äußers· vorteilhaft bezüglich einer exakten und einfachen Einspannung der Koniaktfedern. Bei ocr Fertigung der Zwischenlage 8 und der Isolierstoffstücke 9 und 10 sowie auch bei der Anbringung der Niet- oder Schraubverbindung II treten naturgemäß immer Maßtoleranzen auf. die sich ungünstig au! die exakte Einspannung der Kontaktfedern 1 und 2 auswirken. Ist /. II. ein Maß Iu- die Außenkanten der Isolierstoffstücke 9 und 10 durch Anschläge festgelegt, so kann wegen der Toleranzen der Isolierstoffstücke 9 und 10 und der Zwischenlage 8 ohne Vorhandensein der Kunststoff-Folien 12, 13 und/oder 14 eine feste Einspunnung der Kontaktfedern I und 2 nicht sichergestellt werden. Die Kunststoff-Folien aber ermöglichen durch ihr Kaltfließverhalten und ihre reversible Elastizität einen Toleranzausgleich, wobei :lurch die reversible Elastizität die für eine ausreichende Einspannung der Federn erforderliche Kraft stets sichergestellt ist, selbst wenn die Isolierstoffsiücke im Laufe der Zeit ein Kaltfließverhalten zeigen, wobei natürlich die Wahl der Abmessungen auf die jeweils verwendeten Materialien abgestimmt werden muß. Insbesondere kann der Abstand der Kontaktfedern 1 und 2 vermittels einer solchen Anordnung sehr genau reproduzierbar gemacht werden; vornehmlich, wenn man die Kunststoff-Folie 14 in Fortfall kommen läßt, weil die relativ dünnen Isolierstoffstücke 9 und iO keinen großen Maßänderiingen unterworfen sind.

Andererseits ist es auch möglich, durch eine relativ maßhaltige Zwischenlage 8 und Verwendung von Kunststoff-Folien im Einspannbereich nur auf den der Zwischenlage 8 abgewandten Seiten den Federabstand ziemlich genau zu garantieren, ohne dabei auf zu große Anforderungen an die Genauigkeit der Niet- oder Schraubverbindung 11 achten zu müssen. Die elastischen F'olien fangen die Niet- bzw. Schraubkräfte auf und sorgen für einen Toleranzausgleich, während bei harter Einspannung sehr sorgfältig auf die Spannkräiie der Niet- oder Schraubverbindung 11 geachtet werden muß, was insbesondere bei mehreren übereinandergeschichteten Federpaarungen von Bedeutung ist.

Sind wie im dargestellten Beispiel die aufeinander

zuweisenden Hauptflachen der Kontaktfedern 1 und 2 mit Kunststoff-Folien 12 und 13 bedeckt, so bictet dieses den Vorteil, daß beispielsweise zwischen den beiden Konlaktfedern 1 und 2 elektrische Zuführungen, beispielsweise in Litzenform, zu den Loskontakten 5 und 6 angeordnet sein können, wobei dann diese Zuführungen gegenüber den angrenzenden Flächen der Kontaktfedern isoliert sind. Aber auch die Anbringung von Kunststoff-Folien auf anderen Flächen der Kontaktfedern ist isolationstechnisch immer vorteilhaft,
!is versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das

dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. So könnten beispielsweise auch die Loskontaktc an Kontaktfedern angebracht sein, die ebenfalls zum Zwecke ihrer Dämpfung und besseren F.inspannung und Isolation mit Kunststoff-Folien bedeckt sind. Selbstverständlich kann die Erfindung aber auch für Federpakete verwendet werden, die wesentlich mehr als nur zwei Kontaktfedern aufweisen. In diesem Fall wirkt sich die Anbringung von Kunststoff-Folien auf eine exakte Einspannung noch günstiger aus, als wenn nur eine oder zwei Kontaktfedern vorhanden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kontaktfederanordnung in Relais od. dgl. mit zumindest einer einseitig eingespannten Kontaktfeder, deren zumindest eine Hauptfläche im wesentlichen mit einer mit ihr verbundenen Kunststoffolie bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (12,13,14) die Kontaktfeder auch in ihrem Einspannbereich bedeckt und daß das Folienmaterial ein möglichst geringes Kaltfließver halten in der Größenordnung wie oder kleiner als ein Polysulfon-Kunststoff und eine reversible Elasti zität in der Größenordnung wie oder größer als ein Polyäthersulfon-Kunststoff besitzt.

2. Verfahren zur Herstellung der in der Kontaktfederanordnung· nach Anspruch ! verwende'en Kontaktfedern, dadurch gekennzeichnet, dai.i ein geeignetes Federbleeh einseitig oder beidseitig mit der Kunststoffolie (12, 13, 14) bedeckt und verbunden und danach au^ dem mit der Folie bedeckten Blech die Kontaktfedern (I, 2) ausgestanzt werden.