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Kontaktanordnung für Schaltgeräte
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Die Erfindung betrifft eine mit mindestens zwei Kontakten ausgestattete
Kontaktanordnung für Schaltgeräte, insbesondere für Relais, Schaltschütze, Schalter
und Taster, bei der sich die Kontaktlinien des jeweils geschlossenen Kontaktpaares
kreuzen und im Bereich jeder Kreuzungsstelle punktartig berühren.
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Um einen niedrigen Kontaktwiderstand und somit eine entsprechend hohe
Schaltsicherheit zu erreichen, strebt man im allgemeinen eine hohe Flächenpressung
zwischen den paarweise zusammenarbeitenden Kontakten an. Maßgebend für die Flächenpressung
ist neben der für den Umschaltvorgang zur Verfügung stehenden Stellkraft des Schaltgerätes
insbesondere auch die Formgebung derKontakte.
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Es ist bekannt, ballige, kegelige oder auch spitze Kontakte gegen
flache oder ebenfalls ballige Gegenkontakte zu schalten.
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Hierbei ist aber der insoweit möglichen Formgebung wegen der bei Gleichstrombetrieb
häufig auftretenden Materialwanderung eine Grenze gesetzt.
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Eine weitere Möglichkeit, nämlich eine Flächenkontakt/Flächenkontakt-Paarung
vorzusehen, bietet zwar den Vorteil, daß sich
die Kontakte an vielen
einzelnen Punkten mit der Folge einer relativ niedrigen Stromdichte berühren werden.
Nachteilig ist hierbei unter anderem der zu treibende Aufwand im Zusammenhang mit
einer sorgfältigen Montage und Justierung der Kontakte bzw. Kontaktträger. Außerdem
ist die Flächenpressung im Bereich der Kontaktstellen gering, so daß das Schaltgerät
zur Erzielung der notwendigen Schaltsicherheit entsprechend hohe Umschaltkräfte
aufbringen können muß.
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Eine hohe Flächenpressung läßt sich auch bei Verwendung von sogenannten
Kreuzkontaktanordnungen erreichen, die nach dem Prinzip von zwei gekreuzten Stäben
aufgebaut sind und aus Draht- oder Bandabschnitten bestehen. Diese Abschnitte sind
kreuzförmig zueinander angeordnet und können direkt als Feder-und Kontaktelement
dienen. Normalerweise sind aber die Kontakte als kurze stabförmige Abschnitte auf
Kontaktfedern oder sonstigen Kontaktträgern so aufgeschweißt, daß sie sich im Bereich
der freien Enden ihrer Kontaktträger befinden, wobei-der an einem Träger befindliche
Kontakt längs und der am anderen Kontaktträger befindliche Kontakt quer hierzu verläuft.
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Bei solchen Kreuzkontakten ist also selbst bei ungenauer Justierung
regelmäßig gewährleistet, daß sich die durch die Scheitellinien der Kontaktstäbe
gebildeten Kontaktlinien bei geschlossenem Kontaktpaar kreuzen und unter hoher Flächenpressung
im Bereich der Kreuzungsstelle berühren. Als nachteilig wird es aber bei Kreuzkontakten
anzusehen sein, daß ihre meist durch
Schweißen erfolgende Anbringung
an den Kontaktträgern aufwendig ur.dproblematisch ist. Außerdem ist vor dem Schweißvorgang
eine genaue Ausrichtung der Kontakte erforderlich, damit sie sich im Betrieb genau
in der vorgesehenen Winkelstellung treffen können. Gleiches gilt sinngemäß, wenn
die Draht- oder Bandabschnitte nicht durch Schweißen, sondern durch Walzen an den
Kontaktträgern befestigt werden, wobei noch in beiden angesprochenen Fällen der
Nachteil hinzukommt, daß nur die quer verlaufend auf den Trägern aufgeschweißten
bzw. aufgewalzten Kontakte später durch Stanzen bearbeitet werden können, um hierbei
die Kontakte freizustanzen und auf ihre endgültige Länge zu bringen. Die längs auf
den Kontaktträgern vorzusehenen Kontakte müssen dagegen von vornherein vor ihrer
Befestigung auf die erforderliche Länge zugeschnitten sein.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer nach dem
Prinzip von Kreuzkontakten bzw. gekreuzten Stäben wirkenden Kontaktanordnung, bei
der durch eine günstig gewählte Kontaktform das Anbringen der Kontakte an den Kontaktträgern
vereinfacht und bei hoher Flächenpressung stets eine einwandfreie Kontaktgabe mit
hoher Schaltsicherheit möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangs erwähnte Kontaktanordnung
nach der Erfindung so ausgebildet, daß die Kontaktlinie bei mindestens einem Kontakt
der jeweils zusammenarbeitenden Kontaktpaare
eine in sich geschlossene
Linie bildet. Dabei kann die geschlossene Linie, in Aufsicht auf den betreffenden
Kontakt gesehen, einen kreisringförmigen oder auch ovalen Verlauf haben. Hierbei
wird im allgemeinen die Kreisringform unter anderem deshalb vorzuziehen sein, da
sie keine vorgegebene Ausrichtung beim Anbringen am Kontaktträger erfordert und
im übrigen auch eine relativ einfache Herstellung ermöglicht.
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Es ist verständlich, daß ein Kontakt mit einer geschlossenen Kontaktlinie
selbst bei ungenauer Justierung stets an mindestens einer Stelle mit dem Gegenkontakt
in Berührung gelangen wird, und zwar unabhängig davon, ob der Gegenkontakt die gleiche
Kontaktform oder beispielsweise eine Stabform hat. Außerdem ist die Anbringung von
Kontakten mit ring- oder ovalförmiger Kontaktlinie im Vergleich zur Befestigung
herkömmlicher Kontakte wesentlich vereinfacht, we noch später erläutert wird.
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Die mit einer kreisringförmigen Kontakt linie versehenen Kontakte
können durch einen vom zugehörigen Kontaktträger erhaben vorstehenden Ring oder
auch durch eine im wesentlichen kreisförmige Scheibe mit einer von deren Randbereich
abstehenden ringförmigen Erhebung bestehen, wobei der Ring bzw. die Erhebung die
erwähnte und auf den Gegenkontakt ausgerichtete Kontaktlinie trägt.
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Eine besonders günstige gestaltete Kontaktanordnung wird erzielt,
wenn der eine Kontakt die ring- oder ovalförmig verlaufende Kontaktlinie aufweist,
während der andere Gegenkontakt eine gerade
und sich quer zum Längsverlauf
seines Kontaktträgers erstreckende Kontaktlinie hat. Abweichend von dieser Art Kontaktpaarung
können allerdings auch beide jeweils zusammenarbeitenden Kontakte mit in sich geschlossenen
Kontaktlinien ausgestattet sein, wobei dann jedoch die Kontakte auf ihren Trägern
längs oder quer zueinander versetzt angeordnet werden sollten.
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In der anliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt,
die nachfolgend im einzelnen beschrieben werden.
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Es zeigt: Figur 1 einen Kontaktträger mit einem Kontakt in Kreisringform,
Figur 2 eine Kontaktanordnung mit einem Kontakt nach Figur 1 und einem stabförmigen
Gegenkontakt, Figur 3 eine Umschalt-Kontaktanordnung mit zwei äußeren Festkontakten
und einem mittleren Umschaltkontakt, Figur 4 eine der Figur 3 entsprechende Kontaktanordnung1
jedoch mit anderer Kontaktbestückung, Figur 5 eine mit der Figur 2 übereinstimmende
Kontaktanordnung, bei der jedoch der Stabkontakt aufgespalten ist, Figur 6 eine
Kontakt anordnung mit längs auf den Kontaktträgern versetzt angeordneten Ringkontakten,
Figur 7 eine Kontaktanordnung mit quer auf den Kontaktträgern versetzt angeordneten
Ringkontakten und Figur 8 einen Schnitt durch die in Figur 7 gezeigten Kontakte
gemäß der Schnittlinie A-B in kleinerem Maßstab.
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Der in Figur 1 gezeigte, auf dem Kontaktträger befestigte und von
diesem erhaben vorstehende Kontakt 2 hat im wesentlichen die Form eines Kreisringes
mit einer in sich geschlossenen Kontaktlinie 3, welche die Ebene festlegt, in der
bei Kontaktbetätigung durch Anlage des nicht dargestellten Gegenkontaktes eine Kontaktgabe
an mindestens einer Stelle auf der Linie 3 erfolgen wird. Der Kontakt2 kann z.B.
als Ring, der im Querschnitt z.B. spitzkegelig -ausgebildet ist, auf dem Träger
1 aufgeschweißt sein.
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Andererseits kann der Kontakt 2 auch einen geschlossenen Boden 4 haben,
über den die Befestigung mit dem Kontaktträger durch Schweißen oder Nieten erfolgt.
In diesem Fall hat demnach der Kontakt 2 im Prinzip die Form einer Kreisscheibe,
von deren Randbereich ein ringförmiger Teil mit mehr oder weniger scharfkantiger
Kontaktlinie 3 ausgeht, so daß insgesamt gesehen eine mit einer Krateröffnung vergleichbare
Formgebung vorliegt.
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Diese Ausführungsformen sollen beider Erläuterung der weiteren Ausführungsbeispiele
einfach als "Ringkontakte" bezeichnet werden, während die Kontakte, deren Kontaktlinie
gerade verläuft1 einfach als "Stabkontakte" bezeichnet werden. Dabei sind in den
Zeichnungen zum besseren Verständnis der Erfindung jeweils Kontaktpaare aus einem
Stab- und Ringkontakt oder aus zwei Ringkontakten dargestellt, obwohl verständlicherweise
z.B.
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ein mit den erfindungsgemäßen Kontakten bestücktes Relais zusätzlich
auch andere übliche Kontakte haben kann.
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Die Anordnung gemäß Figur 2 hat einen am Kontaktträger 5 befestigten
Ringkontakt 6 und einen Stabkontakt 7, der bzw. dessen Kontaktlinie 8 sich quer
zum Längsverlauf seines Trägers 9 erstreckt. Der Kontaktträger 5 kann beim Schaltvorgang
feststehen und der Kontaktträger 9 als Federkontaktträger beweglich sein, so daß
der Stabkontakt 7 gegen den Ringkontakt 6 zur Anlage gelangen wird, wobei sich die
gerade Kontaktlinie 8 und die kreisförmige Kontaktlinie 3 bei genauer Justierung
an zwei Stellen kreuzen werden, sofern die Linie 8 entsprechend länger ist als der
Durchmesser des durch die Linie 3 bestimmten Kreises. Auf jeden Fall ist aber selbst
bei ungenauer Justierung eine Kontaktgabe an weinigstens einer Stelle auf der Kontaktlinie
3 sichergestellt. Wie noch später im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen
erläutert wird, könnten der Kontakt 7 und sein Träger 9 auch aufgespalten sein,
wie es gestrichelt durch die Linien 10 angedeutet ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 befinden sich an den beiden
festen Kontaktträgern 11, 12 Ringkontakte 13, 14während an der beim Schaltvorgang
in der einen oder anderen Richtung umschaltenden Kontaktfeder 15 oben und unten
Stabkontakte 16, 17 angeordnet sind. Diese sind der Darstellung entsprechend aufgespalten
und je zur Hälfte an den durch entsprechende Aufspaltung des Kontaktträgers 15 entstandenen
Zungen 15a, 15b befestigt. Bei dieser Gestaltung und Befestigungsart der geteilten
Stabkontakte 16, 17 wird eine vergleichsweise hohe Schaltsicherheit erreicht, da
die Zungen 15a, 15b etwaige Ungenauigkeiten
der Kontaktjustierung
durch federnde Auslenkung weitgehend überbrücken können.
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Die in Figur 4 dargestellte Kontaktanordnung ist im Prinzip die gleiche
wie die in Figur 3 gezeigte mit der Ausnahme, daß sich die Ringkontakte 18, 19 oben
und unten am mittleren federnden Kontaktträger 20 und die aufgespaltenen Stabkontakte
21, 22 an den zungenartigen Enden der festen Kontaktträger 23, 24 befinden. Auch
hier wird der Abstand und die Länge der durch Aufspaltung entstandenen Stabkontakthälften
so zu wählen sein, daß diese bei Verstellung des Kontaktträgers 20 jeweils mit zwei
sich gegenüberliegenden Stellen auf der Kontakt linie 3 des einen oder anderen hierbei
verstellten Ringkontaktes 18, 19 in Berührung kommen.
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Hinsichtlich der Anordnung der beiden verschiedenen Kontakttypen stimmt
die in Figur 5 gezeigte Kontaktanordnung mit der nach Figur 2 überein. Ein Unterschied
besteht nur insofern, als der Stabkontakt und sein Kontaktträger wie bei den vorher
beschriebenen Ausführungsbeispielen nach den Figuren 3 und 4 aufgespalten sind.
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Schließlich zeigen die Figuren 6 bis 8 Kontaktanordnungen, bei denen
jeweils zwei Ringkontakte paarweise zusammenarbeiten. Nach Figur 6 sind die an den
Kontaktträgern 25, 26 befestigten Ringkontakte 27, 28 im Bezug auf die Längsrichtung
der Kontaktträger zueinander versetzt angeordnet. Den Figuren 7 und 8 entsprechend
sind dagegen die beiden an denKontaktträgern 29, 30 befindlichen Kontakte 31, 32
quer zueinander versetzt. Dies läßt sich dadurch
erreichen, daß
die Kontakte außermittig auf den Kontaktträgern befestigt werden oder daß die Kontaktträger
bei mittig an ihnen befestigten Kontakten seitlich versetzt übereinander angeordnet
sind, wie es die Figur 8 zeigt. Durch den Kontaktversatz soll erreicht werden, daß
sich die Kontaktlinien bei der Kontaktgabe an Stellen kreuzen werden, die zwangsläufig
einen relativ großen Abstand voneinander haben werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit
erhöht wird, daß die beiden Kontakte beim Schaltvorgang nicht nur an einer, sondern
an zwei Stellen zur Anlage gelangen.
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Im übrigen zeigen die Figuren 6 bis 8 die an sich bekannte Möglichkeit
einer Befestigung der Ringkontakte durch Nietung.
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Die in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Asuführungsformen, bei denen
die Stabkontakte jeweils quer zum Längsverlauf ihrer Träger angeordnet sind, bietetden
schon eingangs angesprochenen Vorteil, daß der Ringkontakt, ohne auf eine spezielle
Ausfichtung auf seinem Träger achten zu müssen, einfach befestigt werden kann, während
der Stabkontakt so aufgebracht wird, daß zunächst ein Abschnitt aus Draht- oder
Bandmaterial am Kontaktträger z.B. durch Schweißen befestigt wird und anschließend
die endgültige Länge des Stabkontaktes und gegebenenfalls dessen und des Kontaktträgers
Aufspaltung durch Freistanzen erzielt werden. Dies wäre aus verständlichen Grüßen
bei einem längs auf dem Kontaktträger aufgebrachten Stabkontakt nicht möglich, so
daß man bei den herkömmlichen Kreuzkontakten stets den Nachteil in Kauf nehmen muß,
daß zumindest der längsverlaufende Stabkontakt vor seiner Befestigung auf die erforderliche
Länge zugeschnitten sein muß und erst dann befestigt werden kann.
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Wie bereits erwähnt wurde und auch dargestellt ist, sind bei der erfindungsgemäßen
Lösung Kontaktpaarungen in Form von Ringkontakt/Stabkontakt und Ringkontakt/Ringkontakt
möglich. Außerdem ist natürlich auch die Möglichkeit gegeben, daß anstelle von Ringkontakten
andere Kontakte mit in sich geschlossener Kontaktlinie zur Anwendung kommen können,
also etwa solche mit einer in Aufsicht ovalen Kontaktlinie. Im übrigen sei in diesem
Zusammenhang darauf hingewiesen, daß unter dem Begriff "Kontakt linie der im allgemeinen
linienartige Verlauf der Kontaktbereiche zu verstehen ist, in dem die paarweise
zusammenarbeitenden Kontakte in Berührung gelangen können. Dabei ist es klar, daß
die Kontaktlinie zwar möglichst schmal gehalten werden soll, um eine entsprechend
hohe Flächenpressung zu erzielen, daß aber die Kontaktlinie in der Praxis auch durch
eine Kreisringfläche von geringer Breite dargestellt werden kann.