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Elektrischer Kontakt Dem elektrischen Schiebekontakt kommt von jeher
eine große Bedeutung zu. Von einem guten Kontakt werden mehrere Eigenschaften gefordert:
Die Kraft, mit der ein Schiebekontakt bedient wird', soll nicht allzu groß sein.
Dagegen muß der Kontaktdruck relativ hoch sein, und es ist erwünscht, daß die Anzahl
der Kontaktpunkte möglichst groß ist. Weiterhin soll sich der Kontakt bei jeder
Bedienung des Schalters selbst reinigen. Eine einmal ausgeführte Kontaktgabe soll
unter allen Umständen erhalten bleiben, d. h. der Kontakt soll selbstsperrend sein.
Ferner soll der Kontaktübergangswiderstand möglichst klein sein und bei hoher Belastung
der Kontaktstelle dieentstehende Kontaktwärme gut abgeführt werden, insbesondere
soll bei starker Erwärmung des Kontaktstücks die Wärme über die Kontaktfeder gut
abgeleitet werden.
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Die vorgenannten Forderungen sind gleichzeitig schwer zu erfüllen.
Die bisher bekannten Kontakte, wie Messerkontakt, Buchse mit Bananenstecker, Schraubkontakt
usw., zeigen alle zum Teil sehr große Mängel. Bezüglich des Übergangswiderstandes
ist der Schraubkontakt der günstigste, da hierbei der höchste Kontaktdruck angewendet
werden kann und so nur ein sehr kleiner Übergangswiderstand vorhanden ist. Leider
ist die Ausführung eines Schraubkontaktes nicht bei allen Kontaktstellen möglich;insbesondere
wenn ganze Geräteteile mittels Kontaktleisten an ihre Versorgungsgeräte angeschlossen
werden sollen, ist die Betätigung einer
Schraube bei jeder Kontaktstelle
praktisch unmöglich, und man muß auf die Kombination Messer und Feder zurückgreifen.
Die gleiche Überlegung gilt auch für alle Schalterarten, bei denen die Kontaktverbindung
einfach wieder gelöst werden kann: Besonders wichtig ist das Problem der Kontaktgabe
im Telefon- und Telegrafenbau sowie auch in der Funktechnik. Die bisher üblichen
Stecker, beispielsweise Bananenstecker, ergeben meistens einen verhältnismäßig schlechten
Kontakt. Nur wenn die, Kontaktfedern des Steckers sehr stark ausgeführt werden,
ist eine einwandfreie Kontaktgabe möglich; dabei wird jedoch die zur Bedienung des
Steckers benötigte Kraft so groß, daß es, nicht mehr möglich ist, eine größere Kontaktleiste
mit vielen Steckern dieser Art gleichzeitig zum Eingriff zu -bringen. Besonders
schwierig liegen die Kontaktverhältnisse bei den modernen Elektronenröhren, bei
denen die einzelnen Elektroden aus dem Inneren der Röhre über Kontaktstifte nach
außen geführt werden.
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Für ;die Kontaktgabe an diesen Stiften stehen bisher nur sehr mangelhafte
Federkonstruktionen zur Verfügung. Die Messungen an den bekannten Kontaktfedern
ergaben Übergangswiderstände in der Größenanordnung von 2o m P. Zum Vergleich sei
der übergangswiderstand an einer Schraubverbindung, beispielsweise einer Lüsterklemme,
genannt, welcher eine Größe von ungefähr 2 S2 und darunter hat. Da die aus diesen
Röhren herausgeführten Stifte einen Durchmesser in der Größenordnung von 1,5 mm
besitzen, ist es erklärlich, daß über einen solchen Kontakt keine größeren Ströme
als höchstens ro A geführt werden können. Die dabei auftretende Kontaktwärme erreicht
bereits die Größenordnung von mehreren Watt, so daß der Kontakt nicht mehr, wie
gewünscht, als Kühlvorrichtung, sondern vielmehr als Ofen wirkt. Die an den Röhren
befindlichen Durchführungsstifte könnten an und für sich wesentlich größere Stromstärken
vertragen, wenn ein einwandfreier Kontakt mit den Anschlüssen hergestellt wird.
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktanordnung, bei der
ein Kontaktteil mit mehreren blattförmigen Kontaktfedern in Berührung gebracht wird,
und bezweckt eine einwandfreie Schiebekontaktgabe. Sie erreicht dies dadurch, daß
die mit ihrer Breitseite dem Kontakt zugewendeten Blattfedern etwa senkrecht zur
Einschiebrichtung liegen und so angeordnet sind, daß die beim Einführen :des Kontaktes
an diesem mit ihrer vorderen Kante anliegenden Federn nur wenig in der Einführungsrichtung
abgebogen werden und daß sie beim Herausziehendes Kontaktes durch diesen mitgenommen
und unter Knickbeanspruchung nach Durchschreiten ihrer Totfage nach der entgegengesetzten
Richtung hin abgebogen werden. Dabei können die :dünnen blattförmigen Kontaktfedern
zu einem oder mehreren nebeneinander angeordneten Federpaketen zusammengefaßt sein.
Der Kontaktteil besteht aus einem runden Kontaktstift oder eiinem Messerkontakt.
Zur Aufnahme der bei der Herstellung :der Kontaktanordnung. auftretenden Toleranzen
ist es vorteilhaft, die Federpakete bzw. Kontaktteile nicht starr an den Apparaturen
zu befestigen, sondern sie lose nach Art eines Taumelkontaktes anzubringen.
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Die Abb. z zeigt schematisch die Wirkungsweise der neuen Kontaktanordnung.
In Bild a ist eine einseitig eingespannte Blattfeder r dargestellt, über der sich
ein Kontaktstift 2 befindet. Zur Führung des Kontaktstiftes 2 dient das einseitig
angeordnete Gegenlager 3. In Bild b ist gezeigt, wie sich der Kontaktstift 2 nach
unten bewegt hat. Dabei ist die einseitig eingespannte Feder r an ihrem freien Ende
erfaßt und etwas nach unten gebogen worden, um dann bei der weiteren Abwärtsbewegung
des Kontaktstiftes an diesem zu gleiten. Wird der Stift wieder nach- oben gezogen,
so kann,die Feder nicht mehr am Kontaktstift gleiten, sie wird vielmehr :durch Reibung
:der Federspitze an dem Kontaktstift wieder etwas nach oben mitgenommen. Dies Feder
wirkt wie eine Sperrklinke und will den Stift nicht mehr nach oben zurückgleiten
lassen. Um den Stift aus der Kontaktanordnung wieder zu entfernen, muß man eine
größere Kraft aufwenden, wobei die Feder, wie in den Bildern c, d und e gezeigt
ist, deformiert wird. Nach der Überwindung eines Kippunktes springt die Feder um
und nimmt die in Bild f gezeigte Lage ein. Daraufhin läßt sich der Kontaktstift
21 leicht nach oben ziehen und aus der Kontaktanordnung entfernen.
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Nach :diesem Prinzip lassen sich eine größere Anzahl von Kontaktanordnungen
durchführen, wobei vorteilhafterweise an Stelle einer Feder ein ganzes übereinanderliegendes
Federpaket verwendet wird, so daß.eine größere Anzahl von Kontaktstellen vorhanden
ist. Versuche haben ergeben, .daß der übergangswiderstand an Kontaktanordnungen
fast linear mit der Anzahl der Kontaktpunkte abnimmt. Es ist auch möglich, nicht
nur'ein Federpaket zu verwenden, sondern mehrere Federpakete nebeneinander um einen
Kontaktstift herum oder an einem Kontaktmesser anzuordnen, wodurch eines bisher
unbekannt hohe Anzahl von Kontaktpunkten an einer verhältnismäßig kleinenKontaktflächeerzielt"verden
kann.
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Die Abb. 2 zeigt eine nach dem neuen Prinzip arbeitendes Kontaktanordnung
mit einem Messerkontakt. Die Federpaketeq. und 5 sind in einerHalterung 6 befestigt,
7 ist der Messerkontakt. Es ist leicht verständlich, daß bei dem Einführen des Messers
in die Kontaktanordnung kein wesentlicher Widerstand vorhanden ist, .da sich die
Federn der Federpakete nach unten legen, so daß das Messer ohne größere Reibung
eingeschoben werden kann. Ist nach -der Einführung des. Messers in die Kontaktanordnung-
dieses sich selbst überlassen; so werden die nach unten durchgebogenen Federn versuchen,
sich aufzurichten und dabei das Kontaktmesser eine Kleinigkeit emporheben. Auf diese
Art und Weise entsteht ein sehr starker Kontaktdruck, weil die Federn auf Grund
ihrer Federkraft fest in die Federebene gedrückt werden. Ein selbsttätiges Lösen
dieses Kontaktes ist nicht möglich, da die Federn, wie in Abb. z gezeigt, einer
Wiederentfernung des Messers eine sehr große Kraft entgegensetzen. Erst
wenn
das Kontaktmesser durch irgendeine Vorrichtung uni einen bestimmten Betrag, beispielsweise
1/i0 mm, gehoben wird, so kippen die Federn um, wodurch die Sperrung aufgehoben
wird und das Entfernen des Kontaktmessers sehr leicht vonstatten geht.
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Die Abb. 3 zeigt eine Kontaktanordnung, bei der eine sehr große Anzahl
von parallel nebeneinander angeordneten Federpaketen an einem größeren Kontaktkörper
angebracht ist. Die einzelnen Federpakete 8 sind in dem Halteteil 9 befestigt. Der
ringförmige Kontaktteil io wird zwischen die Kontaktfedern geschoben. Eine solche
Kontaktanordnung kann beispielsweise bei großen gekühlten Senderöhren verwendet
werden, bei denen der Anodenkörper einen guten Kontakt mit den Hochfrequenzanschlüssen
haben muß. Auch metallische Deckel von Apparaturen können mit einer solchen Kontaktanordnung
leicht elektrisch dicht gemacht werden.
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Abb. 4 zeigt eine Buchsenanordnung, die sich für Stiftkontakte verwenden
läßt. Eine große Anzahl von sehr dünnen Federstahlplättchen i i werden ausgestanzt
und unter Zwischenlage von Ringen i- in die Kontaktbuchse 13 eingebaut. Der in die
Kontaktbuchse 13 eingeführte Kontaktstift 14 wird von jedem Federplättchen i i am
Umfang an fünf Stellen berührt. Die Zahl der mit einer solchen Buchsenanordnung
erreichbaren Kontaktstellen kann fünfzig und mehr betragen. Messungen ergaben, daß
diese Buchsen gegenüber den bisher verwendeten Buchsen eine Verbesserung des Kontaktwiderstandes
um ein bis zwei Zehnerpotenzen bringen. Die Güte der neuen Kontaktanordnung erreicht
und übertrifft diejenige des, Schraubkontaktes; alle eingangs erwähnten Forderungen
an einen guten Kontakt werden von der neuen Kontaktanordnung erfüllt.
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Die Stärket des Federmaterials muß so klein gewählt werden, .daß eine
bleibende Deformation der Feder bei der Benutzung der Kontaktanordnung vermieden
wird. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen betrug die Stärke des Federbleches
ungefähr '/i00 mm. Ein Federpaket hatte ungefähr fünfzehn übereinanderliegende Federn.
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Wird einet Röhrenfassung mit den vorbeschriebenen neuen Kontaktbuchsen
ausgestattet, so wird das Herausfallen der Röhre aus der Fassung mit Sicherheit
vermieden, es erübrigen sich somit die bei den Röhren in schüttelsicheren Geräten
notwendigen Sicherungen gegen Herausfallen der Röhren.
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Die Abb. 5 zeigt eine Anschlußlasche, die unmittelbar auf der Abb.
i aufgebaut ist und ebenso wie die Kontaktbuchse nach Abb.4 für Röhrenfassungen
verwendet werden kann. Der Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß der
Kontaktstift 15 nur wenig dicker ist, wodurch bei Fassungen, an denen hohe Betriebsspannungen
liegen, die überschlagsgefahr' stark herabgesetzt wird. Das Federpaket 16 ist in
dem Gehäuse 17 angeordnet.
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Die Abb. 6 zeigt die Kontaktgabe auf Grund des neuen Prinzips an einem
Schalter. Das Federpaket 18 .ist an dem drehbaren Teil i9 angebracht und gleitet
über die einzelnen Kontaktstellen 20. Eine Rückstellung des Kontakthebels kann erst
nach Überwindung einer bestimmten Kraft geschehen, die ein Vielfaches von der Kraft
ist, die zum Drehen des Schalters in der anderen Richtung gebraucht wird.