DE3613608C1 - Schaltkontaktanordnung,insbesondere fuer HF-Anwendungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltkontaktanordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Eine solche Schaltkontaktanordnung ist aus der DE-OS 19 38 777 bekannt. Die Kontaktnieten haben eine halb­ kugelige Form. Diese Konstruktion hat sich bewährt, sofern die Schaltkontaktanordnung lediglich einen Kontaktsatz, bestehend aus dem gabelförmigen Kontaktstück und dem Kontaktmesser, umfaßt, diese Teile hinsichtlich eng toleriert sind und das Kontakt­ messer verschleißarm gelagert ist. Treten jedoch größere Toleranzen auf, sei es herstellungsbedingt, sei es durch Verschleiß, so kann die Messerschneide auf einen der Kontaktniete auflaufen und diesen ver­ biegen oder die zugehörige Kontaktfeder beschädigen. Die Folge ist ein erhöhter Kontaktwiderstand der bei hohen übertragenen Leistungen zum Verschweißen der Kontakte oder sogar zur Zerstörung des ganzen Schalters durch Überhitzung führen kann. Besondere Schwierigkeiten hinsichtlich der Einhaltung der notwendigen Toleranzen ergeben sich dann, wenn zahlreiche Kontaktsätze nicht nur elektrisch parallelgeschaltet sind, sondern auch die zugehörigen gabelförmigen Kontaktstücke einerseits sowie die Kontaktmesser andererseits jeweils zu einem einstückigen Bauteil vereinigt sind, wie dies z. B. bei Koaxialschaltern für hohe HF-Leistungen regelmäßig der Fall ist.

Aus der DE-OS 19 60 597 ist es bekannt, auf Leiterplatten angeordnete Kontaktpole an den Kanten auf galvanischem Weg zu verrunden, um zu vermeiden, daß die auf diesen Kontaktpolen schleifenden Kontaktfedern hängenbleiben und sich eventuell verbiegen. Das im Zusammenhang mit einer Schaltkontaktanordnung der einleitend angegebenen Art geschilderte Problem stellt sich indessen bei dieser Ausführung einer Kontaktanordnung nicht.

Aus dem DE-GM 19 78 683 ist eine Kontaktanordnung bekannt, die aus einem Kontaktmesser und einem gabel­ förmigen Kontakt bestehen, dessen Hälften gegeneinander vorgespannt sind und jeweils Einführschrägen aufweisen. Durch Loslagerung des gabelförmigen Kontakts wird ein Toleranzausgleich geschaffen, jedoch führt eine solche Loslagerung zu Schwierigkeiten beim Schalten hoher Ströme, da sie praktisch eine weitere Kontaktstelle darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltkontaktanordnung der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, die vergleichsweise große Toleranzen zwi­ schen dem gabelförmigen Schaltstück und dem Kontakt­ messer zuläßt.

Diese Aufgabe ist bei einer solchen Schaltkontaktan­ ordnung erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Kontaktniete in Form eines Kreiskegels mit einem Basiswinkel von etwa 45° sind an sich, nämlich für Drucktaster, aus der US-PS 30 54 879 und aus der DE-PS 32 02 139 bekannt, werden dort jedoch nicht zur Erzielung eines Toleranzausgleiches sondern zur Senkung des Kontaktwiderstandes durch Relativverschiebung der kontaktierenden Flächen während der Kontaktgabe einge­ setzt.

Durch den vorliegenden Vorschlag wird demgegenüber erreicht, daß auch dann, wenn das Kontaktmesser einen deutlichen Parallelversatz in bezug auf die Mittelebene des gabelförmigen Kontaktstücks oder sogar eine leichte Verkippung aufweist, die auf den entsprechenden Kontakt­ niet auflaufende Messerschneide keine Stauchung verur­ sachen kann sondern der betreffende Kontaktniet an der Schneide abgleitet und seitlich ausgelenkt wird. Hierbei stellt die Vorspannung der Kontaktfedern um einen zusätz­ lichen Federweg sicher, daß bei einem seitlichen Versatz des Kontaktmessers auch der nachlaufende Kontaktniet noch mit einer hinreichenden Kontaktkraft auf dem Kontaktmesser aufliegt.

Als zusätzlicher Vorteil der vorgeschlagenen Formgebung der Kontaktniete ist die verbesserte Wärmeableitung zu nennen, die durch die im Verhältnis zu einem etwa zylin­ drischen Kontaktniet gleicher Masse vergrößerte Basis des Kegels gewährleistet ist.

Um ein sicheres Abgleiten des Kontaktniets an der Messerschneide zu gewährleisten, ist gemäß Anspruch 2 vorgesehen, daß der Messerkontakt einen Schneidenwinkel β≦ dem Basiswinkel α der Kontaktniete hat.

Schließlich empfiehlt es sich, die Spitzen der Kontaktniete sowie die Schneide des Kontaktmessers in einem allerdings sehr kleinen Radius zu verrunden.

In der Zeichnung ist der Kontaktsatz eines HF-Schalters nach der Erfindung in schematischer Vereinfachung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil des gabelförmigen Kontakt­ stückes und die toleranzbedingten Relativlagen des Kontaktmessers hierzu,

Fig. 2 das gabelförmige Kontaktstück mit Vor­ spannung,

Fig. 3 und 4 die Kontaktierung zwischen dem gabelförmigen Kontaktstück und dem Kontaktmesser in dessen beiden möglichen Grenzlagen.

Gemäß Fig. 1 besteht ein bzw. jeder Kontaktsatz des HF-Schalters aus einem gabelförmigen Kontaktstück mit den Kontaktfedern 1 a, 1 b sowie den zugehörigen Kontaktnieten 2 a, 2 b und aus dem Kontaktmesser 3. Die durchgezogene Darstellung bezeichnet die Soll­ lage, die beiden gestrichelten Darstellungen zeigen die Lagen an den jeweiligen Grenzen eines vorge­ gebenen Toleranzbereiches A.

Die beiden Kontaktnieten 2 a, 2 b haben jeweils die Form eines Kreiskegels mit einem Basiswinkel α≦ 45° und einer in einem kleinen Radius verrundeten Spitze. Die Kontaktnieten haben die Höhe H≦A/2. Das Kontaktmesser hat eine ebenfalls in einem sehr kleinen Radius verrundete Schneide mit einem Schneidewinkel β≦α. Die Bewegungsrichtung des Kontaktmessers zur Herstellung des Kontaktes ver­ läuft von rechts nach links.

Die Kontaktfedern 1 a, 1 b sind gemäß Fig. 2 in einem Träger 4 gegensinnig vorgespannt gehalten. Die Vor­ spannung ist so auf den Toleranzbereich A abgestimmt, daß jede Kontaktfeder auch nach Zurücklegen eines Weges entsprechend dem halben Toleranzbereich A des Kontaktmessers noch die notwendige Kontaktkraft er­ zeugt, siehe die gestrichelt gezeichnete Lage der Kontaktfeder 2 b.

Durch diese Ausbildung des Kontaktsatzes wird eine sichere Kontaktierung auch dann erreicht, wenn das Kontaktmesser 3 nicht seine Sollage sondern gemäß den Fig. 3 bzw. 4 die möglichen Grenzlagen an den beiden Enden des Toleranzbereiches einnimmt, denn das in einer dieser Lagen oder in jeder dazwischen befindlichen Lage mit einer Bewegungsrichtung rechtwinklig zur Zeichenebene der Fig. 3 und 4 auf die Kontaktniete 2 a, 2 b mit seiner Schneide auftreffende Kontaktmesser 3 führt zufolge der be­ schriebenen Formgebung dazu, daß der eine Kontakt­ niet etwa rechtwinklig zu der Mittelebene des gabel­ förmigen Kontaktstücks ausweicht, während der andere Kontaktniet entsprechend der Vorspannung seiner Kontaktfeder unter Aufrechterhaltung einer aus­ reichenden Kontaktkraft nachfolgt.

Claims (3)

1. Schaltkontaktanordnung, insbesondere für HF-Anwendungen, mit einem gabelförmigen Kontaktstück aus zwei an ihrem einen Ende festgelegten Kontaktfedern, die an ihren an­ deren Enden einander zugewandte, kantenfreie Kontakt­ nieten tragen, zwischen die ein Kontaktmesser bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktniete (2 a, 2 b) als Kreiskegel mit einem Basiswinkel α≦ 45° und mit einer Höhe H mindestens gleich der Hälfte der maximalen Lagetoleranz A des Kontaktmessers (3) recht­ winklig zu seiner Bewegungsebene ausgebildet sind und daß die Kontaktfedern (1 a, 1 b) um einen zusätzlichen Federweg gleich der halben maximalen Lagetoleranz A des Kontaktmessers (3) rechtwinklig zu seiner Bewegungs­ ebene gegeneinander vorgespannt sind.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktmesser (3) einen Schneidenwinkel β≦< dem Basiswinkel α der Kontaktniete (2 a, 2 b) hat.

3. Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spitzen der Kontaktniete (2 a, 2 b) und die Schneide des Kontaktmessers (3) in einem Radius verrundet sind.