DE4204641A1 - Elektrischer kontakt fuer schaltgeraete - Google Patents
Elektrischer kontakt fuer schaltgeraeteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kontakt für
Schaltgeräte, insbesondere für elektromagnetische Relais,
dessen einem Gegenkontakt zugewandte Kontaktfläche in
zumindest einer Flächenrichtung eine konvexe Wölbung
aufweist.
Ein derartiger elektrischer Kontakt ist aus den Unterlagen
des deutschen Gebrauchsmusters 86 22 072 vorbekannt. Der
dortige Kontaktsatz weist u. a. zwei rundkopfförmige
Kontakte auf, so daß die den Gegenkontakten zugewandten
Kontaktflächen eine konvexe Wölbung aufweisen. Der
Scheitelpunkt dieser konvexen Wölbungen liegt in der
Flächenmitte der Kontaktflächen.
Aus der europäischen Patentschrift 01 67 668 sind
elektrische Kontakte bekannt, die ebenfalls Kontaktflächen
mit konvexen Wölbungen aufweisen, wobei im Gegensatz zu den
elektrischen Kontakten des Gebrauchsmusters die konvexe
Wölbung nur in einer Flächenrichtung vorgesehen ist. Auch
hier liegt der Scheitelpunkt der Wölbung auf der
Flächenmitte der Kontaktflächen.
Diese vorbekannten elektrischen Kontakte weisen den
Nachteil auf, daß insbesondere bei der Ausbildung der
Kontakte gemäß der genannten europäischen Patentschrift
eine Kantenberührung des Kontaktes mit dem entsprechenden
Gegenkontakt erfolgen kann, was zu erhöhten
Übergangswiderständen an dem jeweiligen Kontaktsatz und
damit zu einer unerwünscht hohen Verlustleistung in dem
entsprechenden Schaltgerät führen kann. Zudem kann sich
durch diese unerwünschte Kantenberührung eine
Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften,
insbesondere von elektromagnetischen Relais, ergeben. Diese
Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften kann z. B.
dazu führen, daß das Verhältnis der Anzugsspannung des
Relais zur Durchzugsspannung des Relais verschlechtert ist.
Die Anzugsspannung des Relais ist dabei die Spannung, die
erforderlich ist, um die Kontakte des Kontaktsatzes zu
schließen, ohne daß der Relaisanker am Kern anliegt. Die
Durchzugsspannung ist die Spannung, die erforderlich ist,
um nach dem Schließen der Kontakte des Kontaktsatzes das
Anliegen des Relaisankers am Kern entgegen einer
Rückstellkraft zu bewirken.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen
elektrischen Kontakt für Schaltgeräte zu schaffen, der bei
geringem Herstellungsaufwand eine Verbesserung der
elektrischen Eigenschaften der Schaltgeräte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Scheitelpunkt der Wölbung aus der Flächenmitte um einen
vorgegebenen Betrag versetzt ist.
Erfindungsgemäß ist also die konvexe Wölbung der
Kontaktfläche des elektrischen Kontaktes gegenüber dem
Vorbekannten derart geändert, daß der Scheitelpunkt der
Wölbung nicht mehr in der Flächenmitte liegt, sondern aus
der Flächenmitte um einen vorgegebenen Betrag versetzt ist.
Durch diese Maßnahmen wird eine Kantenberührung der
elektrischen Kontakte des Schaltgerätes, z. B. bei einer
Verwindung der Kontaktträger, ausgeschlossen.
Durch diese Maßnahmen wird das beschriebene Verhältnis der
Anzugsspannung zur Durchzugsspannung insbesondere bei
elektromagnetischen Relais gegenüber dem Vorbekannten
wesentlich verbessert. Der Übergangswiderstand zwischen den
geschlossenen Schaltgerätekontakten kann gegenüber dem
Vorbekannten vermindert werden.
Dabei wird durch die beanspruchte Ausbildung des
elektrischen Kontaktes die Kontaktkraft, mit der der
elektrische Kontakt auf seinen Gegenkontakt aufgepreßt
wird, bei vorgegebener mechanischer Konstruktion des
Schaltgerätes gegenüber dem Vorbekannten kaum verringert,
so daß insgesamt die Kontaktsicherheit bei Verwendung des
erfindungsgemäßen elektrischen Kontaktes verbessert ist.
Bei der üblicherweise vorhandenen Durchbiegung des
Kontaktträgers des elektrischen Kontaktes und/oder des
zugehörigen Gegenkontaktes liegen die Kontaktflächen, das
heißt, die Berührungsflächen von elektrischem Kontakt und
Gegenkontakt etwa im Bereich der Flächenmitte des
elektrischen Kontaktes. Dies ermöglicht aufgrund des
unvermeidlichen Kontaktabbrandes eine volle Ausnutzung des
Volumens des elektrischen Kontaktes, was zu einer gegenüber
dem Vorbekannten vergrößerten Lebensdauer des elektrischen
Kontaktes führt.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind sehr einfach und
kostengünstig durchführbar und erfordern gegenüber dem
Vorbekannten keinerlei Mehraufwand. Die erfindungsgemäßen
Maßnahmen sind hinsichtlich der für die Herstellung des
elektrischen Kontaktes erforderlichen Zeit und hinsichtlich
der hierfür erforderlichen Kosten gegenüber dem
Vorbekannten neutral.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des
Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
Versuche haben ergeben, daß es besonders vorteilhaft ist,
wenn der Versatz des Scheitelpunktes gegenüber der
Flächenmitte etwa 1/6 der Flächenausdehnung der
Kontaktfläche beträgt. Bei dieser Ausbildung ergibt sich
nur eine geringfügige Materialschwächung des
erfindungsgemäßen elektrischen Kontaktes an seiner dünneren
Kante, wobei jedoch die oben beschriebenen Vorteile erzielt
werden.
Die Kontaktfläche kann Teil einer Zylinderoberfläche sein,
so daß der Scheitelpunkt nur in einer Flächenrichtung aus
der Flächenmitte um einen vorgegebenen Betrag versetzt ist.
Diese Maßnahme ist vorteilhaft bei Relaiskontakten gemäß
der europäischen Patentschrift 01 67 668 anwendbar. Bei
elektrischen Kontakten, deren Kontaktfläche in beiden
Flächenrichtungen eine konvexe Wölbung aufweist, wie dies
in den Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 86 22 072
dargestellt ist, kann die Kontaktfläche vorteilhaft eine
Kugeloberfläche sein. In diesem Fall ist der Scheitelpunkt
der Wölbung in beiden Flächenrichtungen aus der
Flächenmitte um einen vorgegebenen Betrag versetzt.
Derartige einfache, geometrische Oberflächen wie Zylinder
oder Kugeloberflächen sind mit einfachen Mitteln
kostengünstig herstellbar. Grundsätzlich ist es jedoch auch
möglich, statt derartiger monotoner und stetiger konvexer
Wölbung Wölbungen vorzusehen, die durch stuf- oder
dachförmige und prismatische Flächenelemente hergestellt
werden.
In diesem Zusammenhang kann der Radius der Kugel oder des
Zylinders etwa das 6fache der Flächenausdehnung der
Kontaktfläche betragen. Dies haben Versuche gezeigt. Die
Wölbung der Kontaktfläche ist dann in jedem Falle so stark,
daß eine Kantenberührung der Kontakte des Kontaktsatzes
vermieden wird. Andererseits ist in diesem Fall auch die
Materialschwächung an der dünneren Kante des
erfindungsgemäßen elektrischen Kontaktes so gering, daß
dessen mechanische Stabilität erhalten bleibt.
Der erfindungsgemäße elektrische Kontakt kann besonders
vorteilhaft, weil kostengünstig, von Bandmaterial abgelängt
werden. Kontaktmaterialien werden häufig als Bandmaterial
angeboten. Bei dieser Art der Herstellung der elektrischen
Kontakte fällt nahezu kein unnützer Verschnitt an
Kontaktmaterial an.
Als Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen
elektrischen Kontaktes bietet sich vorteilhaft an, die
Wölbung mittels eines Prägestempels zu erzeugen. Dieser
Prägestempel kann den Kontaktrohling, der z. B. vom
Bandmaterial abgelenkt wurde, auf einer Unterlage fest und
in die erfindungsgemäß vorgesehene Form pressen.
In diesem Zusammenhang kann die Prägefläche des
Prägestempels eine zu der konvexen Wölbung der
Kontaktfläche korrespondierende konkave Wölbung aufweisen.
Der Scheitelpunkt der konkaven Wölbung kann dabei
vorteilhaft in der Flächenmitte der Prägefläche liegen.
Dadurch wird eine ungleichmäßige Belastung des
Prägestempels außerhalb der Flächenmitte weitgehend
vermieden. Die Flächenmitte der Prägefläche kann aus der
Flächenmitte der Kontaktfläche um den vorgegebenen Betrag
versetzt sein, um den erfindungsgemäßen Versatz des
Scheitelpunktes der Wölbung der Kontaktfläche aus der
Flächenmitte um einen vorgegebenen Betrag zu erzielen. Bei
einem Kontaktsatz mit dem erfindungsgemäßen elektrischen
Kontakt kann der zugehörige Gegenkontakt eine plane
Kontaktfläche aufweisen. Derartige plane Kontaktflächen
können ohne besonderen Aufwand, insbesondere ohne Prägung,
erzeugt werden. Die Bandmaterialien, die angeboten werden,
weisen üblicherweise schon derartige plane Flächen auf, so
daß nur das Ablängen des Gegenkontaktes vom Bandmaterial
erforderlich ist.
Der erfindungsgemäße elektrische Kontakt kann besonders
vorteilhaft in Laststromrelais von Kraftfahrzeugen
verwendet werden. Derartige Laststromrelais müssen bei der
niedrigen Bordnetzspannung in Kraftfahrzeugen von
üblicherweise 12 oder 24 Volt Ströme bis zu 70 Ampere
schalten. Bei den genannten hohen Strömen, die über den
Kontaktsatz fließen, ist ein geringer Übergangswiderstand
am Kontaktsatz und gute elektromagnetische Kenndaten des
Relais von grundlegender Bedeutung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der
Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Kontaktsatz mit einem erfindungsgemäßen
elektrischen Kontakt in einem Schnitt durch die Mittelachse
(M) und
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen elektrischen Kontakt,
angeordnet in einer Prägeeinrichtung, ebenfalls in einem
Schnitt durch die Mittelachse (M1 und M2).
In der Fig. 1 weist ein Gegenkontakt (1) eine plane
Kontaktfläche (2) auf. Dem Gegenkontakt gegenüber liegt ein
erfindungsgemäßer elektrischer Kontakt (3), der eine
konvexe Kontaktfläche (4) aufweist. Sowohl der Gegenkontakt
(1) als auch der elektrische Kontakt (3) sind an in den
Figuren nicht dargestellten Kontaktträgern befestigt, die
einerseits zu elektrischen Handschaltern, andererseits aber
auch z. B. zu elektromagnetischen Relais gehören können.
Der grundsätzliche Aufbau eines elektromagnetischen Relais
ist dabei der europäischen Patentschrift 01 67 668 und die
Anordnung und Ausbildung derartiger Kontaktträger ist den
Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 86 22 072 zu
entnehmen.
Die konvexe Wölbung der Kontaktfläche (4) weist einen
Scheitelpunkt (S) auf. Dieser Scheitelpunkt (S) ist der
Punkt, an dem der elektrische Kontakt die größte Dicke und
zugleich den geringsten Abstand von dem Gegenkontakt (1)
aufweist. Die Flächenmitte (M) sowohl der Kontaktfläche (2)
als auch der konvexen Kontaktfläche (4) stimmt mit einer
Mittelachse (M) überein, durch die der Gegenkontakt (1) und
der elektrische Kontakt (3) geschnitten sind. Zwischen der
Flächenmitte (M) der Kontaktfläche (4) und dem
Scheitelpunkt (S) der Kontaktfläche (4) ist ein Versatz (V)
vorgesehen. Das heißt, der Scheitelpunkt (S) ist gegenüber
der Flächenmitte (M) in der Zeichnungsebene nach links um
einen nun vorgegebenen Betrag versetzt.
Die konvexe Wölbung der Kontaktfläche (4) wird erzeugt
durch einen Radius (R), der etwa der 6fachen
Flächenausdehnung (A) der Kontaktfläche (4) entspricht. Der
Radius (R) ist ein Kugelradius, so daß die konvexe
Kontaktfläche (4) Teil einer Kugelfläche ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1
beträgt der Versatz (V) zwischen dem Scheitelpunkt (S) und
der Flächenmitte (M) 1/6 der Flächenausdehnung (A), so daß
der Mittelpunkt der die Kugeloberfläche erzeugenden Kugel
von der in der Fig. 1 linken Kante des elektrischen
Kontaktes (3) einen Abstand von 1/3 (A) und von der rechten
Kante in der Fig. 1 des elektrischen Kontaktes (3) einen
Abstand von 2/3 (A), also 2/3 der Flächenausdehnung
aufweist.
In der Fig. 2 sind gleiche oder gleichwirkende
Einrichtungsteile wie in der Fig. 1 mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Der elektrische Kontakt (3) liegt
in dieser Figur auf einer Unterlage (7) einer
Prägeeinrichtung auf, wobei die Kontaktfläche (4) einer
Prägefläche (8) eines Prägestempels (5) zugewandt ist. Vor
dem Prägen des elektrischen Kontaktes (3) in der genannten
Prägeeinrichtung wird der Prägeeinrichtung ein
Kontaktrohling (6) zugeführt, der in der Fig. 2
gestrichelt dargestellt ist.
Zum Aufprägen der konvexen Kontaktfläche (4) auf den
Kontaktrohling (6) weist der Prägestempel (5) die
Prägefläche (8) auf, die eine zu der konvexen Wölbung der
Kontaktfläche (4) korrespondierende konkave Wölbung
aufweist. Der zweite Scheitelpunkt (S2) der konkaven
Wölbung der Prägefläche (8) liegt dabei in einer zweiten
Flächenmitte (M2) der Prägefläche (8).
Die erste Flächenmitte (M1) des elektrischen Kontaktes (3),
die der Flächenmitte (M) gemäß der Fig. 1 entspricht, ist
dabei von der zweiten Flächenmitte (M2) der Prägefläche (8)
um den vorgegebenen Betrag (V) derart versetzt, daß der
erste Scheitelpunkt (S1), der dem Scheitelpunkt (S) der
konvexen Kontaktfläche (4) in Fig. 1 entspricht, auf der
zweiten Flächenmitte (M2) in der Prägefläche (8) liegt.
Durch die in der Fig. 2 dargestellte Anordnung des
Kontaktrohlings (6) gegenüber dem Prägestempel (5) ist die
erfindungsgemäße Ausbildung der Kontaktfläche (4) mit dem
Versatz des Scheitelpunktes (S) in der Wölbung gegenüber
der Flächenmitte (M) besonders einfach und kostengünstig
herstellbar. Der gemäß der Fig. 2 geformte Prägestempel
(5) ist dann sowohl zur Herstellung von elektrischen
Kontakten (3) mit versetzten Scheitelpunkten der
Kontaktflächen (4) als auch zur Herstellung von
Kontaktflächen geeignet, bei denen der Scheitelpunkt mit
der Flächenmitte übereinstimmt.
Bezugszeichenliste
Elektrischer Kontakt für Schaltgeräte
1 Gegenkontakt
2 (Plane) Kontaktfläche von 1
3 elektrischer Kontakt
4 (konvexe) Kontaktfläche von 3
5 Prägestempel
6 Kontaktrohling
7 Unterlage
8 Prägefläche von 5
A Flächenausdehnung
M Flächenmitte
M1 = M erste Flächenmitte von 3
M2 = zweite Flächenmitte von 5
R Radius
S Scheitelpunkt
S1 = S erster Scheitelpunkt von 3
S2 zweiter Scheitelpunkt von 5
V Versatz, vorgegebener Betrag
2 (Plane) Kontaktfläche von 1
3 elektrischer Kontakt
4 (konvexe) Kontaktfläche von 3
5 Prägestempel
6 Kontaktrohling
7 Unterlage
8 Prägefläche von 5
A Flächenausdehnung
M Flächenmitte
M1 = M erste Flächenmitte von 3
M2 = zweite Flächenmitte von 5
R Radius
S Scheitelpunkt
S1 = S erster Scheitelpunkt von 3
S2 zweiter Scheitelpunkt von 5
V Versatz, vorgegebener Betrag
Claims (10)
1. Elektrischer Kontakt für Schaltgeräte, insbesondere für
elektromagnetische Relais, dessen einem Gegenkontakt
(1) zugewandte Kontaktfläche (4) in zumindest einer
Flächenrichtung eine konvexe Wölbung aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Scheitelpunkt (S) der Wölbung
aus der Flächenmitte (M) um einen vorgegebenen Betrag
(V) versetzt ist.
2. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Versatz (V) etwa 1/6 der
Flächenausdehnung (A) beträgt.
3. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (4) Teil einer
Zylinderoberfläche ist.
4. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (4) Teil einer
Kugeloberfläche ist.
5. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 3 oder Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) der Kugel
oder des Zylinders etwa das 6fache der
Flächenausdehnung (A) beträgt.
6. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt (3) von
Bandmaterial abgelängt ist.
7. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes
gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wölbung mittels eines Prägestempels (5) erzeugt wird,
der einen Kontaktrohling (6) auf eine Unterlage (7)
preßt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Prägefläche (8) des Prägestempels (5) eine zu der
konvexen Wölbung der Kontaktfläche (4)
korrespondierende konkave Wölbung aufweist, daß der
Scheitelpunkt (S2) der konkaven Wölbung in der
Flächenmitte (M2) der Prägefläche (8) liegt und daß die
Flächenmitte (M2) der Prägefläche (8) aus der
Flächenmitte (M1) der Kontaktfläche (4) um den
vorgegebenen Betrag (V) versetzt wird.
9. Kontaktsatz mit einem elektrischen Kontakt gemäß
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gegenkontakt (1) eine plane Kontaktfläche (2) aufweist.
10. Verwendung eines elektrischen Kontaktes gemäß Anspruch
1 in einem Laststromrelais für Kraftfahrzeuge.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924204641 DE4204641C2 (de) | 1992-02-15 | 1992-02-15 | Kontaktsatz |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19924204641 DE4204641C2 (de) | 1992-02-15 | 1992-02-15 | Kontaktsatz |
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DE4204641A1 true DE4204641A1 (de) | 1993-08-19 |
DE4204641C2 DE4204641C2 (de) | 1994-09-22 |
Family
ID=6451857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19924204641 Expired - Fee Related DE4204641C2 (de) | 1992-02-15 | 1992-02-15 | Kontaktsatz |
Country Status (1)
Country | Link |
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Legal Events
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