DE7521349U - Kontaktfedernpaar, Kontaktbrücke o.dgl. Schaltelemente - Google Patents

Description

Alfred Sduil/x· · Dipl.-Ing. (Jimter U. \'ό\μ,'-. · I'.itei.l.invMälU· IH.ill

Landie & Gyr AG Nürnberg, den 27. Juni 1975

Fall 1774a

Schaltelement fUr elektrische Kontaktgabe

Die Neuerung bezieht sich auf ein elektrisches Schaltelement aus einem Grundmaterial hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit mit pulver- oder faserfürmigem Einschluß eines Materials anderer physikalischer Eigenschaften. Im Zusammenhang mit der dauernd fortschreitenden Verkleinerung der elektrischen Schaltelemente sind Materialien bekannt geworden, die sowohl den Erfordernissen eines Federelementes als auch denjenigen eines Kontaktwerkstoffes entsprechen. In der Zeitschrift "Zeitschrift für Werkstofttechnik¹¹, 4. Jahrgang, 1973, Heft 4; Seiten 121 bis 129 ist insbesondere auf der Seite 128 ein Werkstoff beschrieben, bei dem sehr dUnne Drähte mit guten Federeigenschaften in ein Material hoher elektrischer Leitfähigkeit eingebettet wurde. Dieser Kombiwerkstoff vereinigt die Eigenschaften guter elektrischer Leitfähigkeit einschließlich Verhalten als Schaltkontckt zusammen mit den fUr eine Kontaktfeder geforderten Federeigenschaften.

Es ist Aufgabe der Neuerung, weitere Möglichkeiten zur Anwendung eines solchen Kombiwerkstoffes für elektrische Schaltelemente zu zeigen.

⁷ur Lusung der Aufgabe wird neuerungsgemäß vorgeschlagen, daß das Einschlußmaterial des Schaltelementes magnetisch leitend oder pi.uanent magnetisierbar ist.

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Fall 1774a Γ

Es ist von Vorteil, wenn Kontaktfedern faserfönniges, in gleicher Richtung ausgerichtetes Einschlußnateriai und direkt angeformte Kontakte aufweisen und die Faserrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kontakte liegt.

Nachfolgend werden einige Ausfuhrungsbeispiele der Neuerung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 - 4 verschiedene Schaltelemente, Fig. 5 ein Schaltelement mit einem Brückenkontakt,

Fig. 6 eine weitere Anordnung eines BrUckenkontaktes und

Fig. 7 drei Kontakte im Schnitt.

In der Figur 1 bedeuten 1 und 2 zwei permanentmagnetische Kontaktfedern eines Schaltelementes, an deren Ende je ein Kontakt 3 bzw. 4 angelötet, angeschweißt oder genietet ist. Die Kontakte 3 und 4 bestehen aus einer Materialkombination, die gesamthaft oder von welcher nur deren Einschlußmaterial magnetisch leitend ist.

Die Magnetisierung der Kontaktfedern 1 und 2 ist so gepolt, daß am Kontakt 3 ein SUd- und am Kontakt 4 ein Nordpol gebildet wird.

Im Beispiel der Figur 2 trögt eine obere Kontaktfeder 5 außer dem Kontakt 3 noch einen vorteilhaft hochkoerzitiven Magneten

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Fall 1774a Jn

Eine weichmagnetische Stahlfeder 7 bildet die Kontaktfeder fUr den Kontakt 4. Im Beispiel der Figur 3 weisen beide Kontakte je einen kleinen Magneten 8 auf. Die gezeichneten Längestriche auf den Kontakten 3 und 4 deuten faserftfrmiges EinschluSmaterial an, dessen Faserrichtung ausgerichtet und in den Beispielen der Fig. 1 bis 3 parallel zur Bewegungsrichtung der Kontakte verläuft. Die Anordnung des Einschlußmaterials könnte aber auch eine andere sein, wie dies am Beispiel der Fig. 7 spater dargelegt ist.

Die Fig. 4 stellt zwei Kontaktfedern 9 und 10 dar, mit an diesen direkt angefomten Kontaktstellen 11. In diesen Beispiel sind nicht nur die Kontakte selbst, sondern auch die Kontaktfedern 9 und 10 aus der Materialkombination hergestellt. Das faserfttrmige und in der Längsrichtung der Kontaktfedern ausgerichtete Einschlußmaterial liegt in diesem Falle vorteilhafterweise senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kontaktstellen 11. Ein zwischen den Kontaktfedern 9 und 10 durch zwei Isolierstreifen 12 elektrisch isoliert angeordneter Hagnet 13 liegt unmittelbar neben der Einspannstelle 14 der Kontaktfedern 9 und 10.

Die Fig. 5 und 6 beziehen sich auf ein Schaltelement mit zwei feststehenden Kontakten 15 und einer beweglich angeordneten Kontaktbrücke 16. über den Kontakten 15 ist Über je eine Isolation 17 je ein einen Nord- und einen Sudpol bildender Schenkel eines Permanentmagneten 18 angeordnet. Die in der Offenstellung dargestellte Kontaktbrücke 16 besteht wie die Kontakte 15 aus einer magnetisch leitenden Materialkombination mit faserfttrmigeim in gleicher Richtung ausgerichtetem Einschlußmaterial. Εδ verläuft in diesem Beispiel die Faserrichtung in

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Fall 1774a

den feststehenden Kontakten 15 parallel und in der beweglichen Kontaktbrücke 16 senkrecht zu deren Bewegungsrichtung.

Die Figur 6 stellt eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung der Kontaktbrücke 16' dar.

Die Figur 7 zeigt weitere nicht erschöpfend· Möglichkeiten fUr die Anordnung des Einschlußmaterials, wobei unter α das Material pulverförmig, unter b faserförmig ungerichtei und unter c faserförmig ausgerichtet ist.

In den dargestellten Beispielen der Fig. 1 bis 6 bilden die magnetischen Kräfte an den Kontakten 3, 4, 11, 15, \6 einen Teil des auf ein bewegliches Schaltelement wirkenden Kräftespieles. Wirkt zudem ein lineares Federglied auf mindestens eine der Kontaktfedern der dargestellten Schaltelemente, dann wird zusammen mit den an den Kontakten 3, 4, 11, 15, 16 wirkenden magnetischen Kräfte»eine Kippcharakteristik des Schaltelementes erreicht. Solchermaßen können mit geringem Aufwand einfache Kippschalter fUr Thermostaten, Druckregler und anderes mehr wirtschaftlich hergestellt werden.

In elektrischen Schaltschützen ist es zweckmäßig, die entstehenden Magnetkräfte zwischen den Kontakten so zu polen, daß sich die Kontaktstellen gegenseitig abstoßen. Die magnetische Leitfähigkeit des Schaltelementes kann so - allenfalls zusammen mit einer entsprechenden Formgebung der Kontaktstellen - zur magnetischen Blaswirkung auf einen bei der Kontakttrennung entstehenden Lichtbogen dienen.

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Fall 1774c Y

Die Art der Anordnung des Einschlußmaterials, wovon drei Beispiele in der Figur 7 angedeutet sind, ist durch den Verwendungszweck und die Wirtschaftlichkeit der Herstellung der MaterAolkontbination bestimrat. Die herstelltechnisch weniger Anforderungen stellende pulverförmig© oder faserförmig ungerichtete Anordnung gemäß der Fig. 7a und b weist eine geringere magnetische Leitfähigkeit nuf, als diejenige im Beispiel der Fig. 7c. In dieser sind die Fat rn des faserförmigen Einschlußmaterials in gleicher Richtung ausgerichtet und zwei solchermaßen gegeneinander arbeitende Kontakte 3, 4 ergeben eine gute magnetische Leitfähigkeit der Kontakte. Weil jedoch Eisen als magnetisch leitendes Ein« Schlußmaterial in oxydierender Atmosphäre kein gutes Kontaktmaterial ist, kann solches Einschlußmaterial bei hohen Anforderungen an die Kontakte zu Störungen fuhren. Dies wird in einer Anordnung gemäß der Figur 4 verbessert. Die Kontaktstellen Il berühren sich an Stellen ihrer Oberflächen, die nur aus Kontaktmaterial bestehen. Die magnetische Leitfähigkeit ist dafür etwas schlechter.

Einen Mittelweg bildet das Beispiel der Fig. 5 bei dem nur die feststehenden Kontakte 15 bis zur Kontaktstelle reichendes Einschlußmaterial aufweisen, und die bewegliche Kontaktbrücke 16 an ihren Kontaktstellen nur aus Kontaktmaterial besteht. Eine solche Anordnung stellt einen Kompromiß zwischen guter Kontaktgabe und guter magnetischer Leitfähigkeit dar.

Zur Verbesserung der Kontaktgabe kann auch ein galvanischer oder plattierter Überzug der Kontakte vorgesehen sein.

Auch sind mit einem Kontaktmaterial plattierte Kontaktnieten verwendbar, deren Grundmaterial aus Eisen oder einem anderen

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Fall 1774a Q

Magnetische Eigenschaften aufweisenden Material besteht.

Die Art der Anordnung ist stark von der zu schaltenden Strom« stürke abhängig. Zur Erhaltung der Magnetischen Krtlfte Muß auch dafUr gesorgt werden, daß zufolge Erwärmung der Kontakte die Curie-Temperatur des Einschlußmaterials nirgends erreicht wird.

Eine weitere Anwendung fUr magnetisch leitende Schaltkontakte besteht bei Relais, SchaltschUtzen u.s.w.s Im Schaltelement wird ein Magnetkreis so erzeugt, daß die allenfalls eine ent-

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sprechende Fo$jebung aufweisenden Kontaktstellen des magnetisch leitenden Schaltelementes magnetisch gleich gapolt sind, wodurch ein bei der Kontakttrennung entstehender Lichtbogen weggeblasen wird. Dadurch wird es möglich, ohne Vergrößerung der Dimensionen bestehender SchaltschUtzen höhere Schaltleistungen zu erzielen.

Vt/sch - 7 - SchutzansprUche:

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Claims (3)

Dr.-Ing. Alfred Schulze ■ Dipl.-Ing·.-Günter« B* Voigt - Patentanwälte1 ■ · ■' Blatt Landii & Gyr ACf Nürnberg, den 27. Juni 1975 j Fall 1774a ^ SchutzansprUche

1. Elektrischen Schaltelement aus einem Grundmaterial hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit mit pulver- oder faserfüSrmigtd Einschluß eines Materials anderer physikalischer Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschlmßmaterial des Schaltelementes magnetisch leitend oder permanent magnetisierbar ist.

2. Elektrisches Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktfedern (9, 10) faserfttrmiges, in gleicher Richtung ausgerichtetes Einschlußmaterial und direkt angeformte Kontakte (11) aufweisen, wobei die Faserrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kontakte (11) liegt.

3. Elektrisches Schaltelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer magnetischen Blaswirkung auf einen bei der Kontakttrennung entstehenden Lichtbogen die Kontaktstellen des magnetisch leitenden Schaltelemente« magnetisch gleichgepolt sind.

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