WO2006021518A1 - Kontaktsystem - Google Patents

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WO2006021518A1
WO2006021518A1 PCT/EP2005/053967 EP2005053967W WO2006021518A1 WO 2006021518 A1 WO2006021518 A1 WO 2006021518A1 EP 2005053967 W EP2005053967 W EP 2005053967W WO 2006021518 A1 WO2006021518 A1 WO 2006021518A1
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WO
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contact
spring
contact system
jump
actuating
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/053967
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Puri
Joachim Seidl
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to US11/660,728 priority Critical patent/US7935905B2/en
Publication of WO2006021518A1 publication Critical patent/WO2006021518A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/36—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using flexing of blade springs
    • H01H13/365—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using flexing of blade springs having a symmetrical configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts

Definitions

  • the invention relates to a contact system for use in electromechanical switching devices, such as contactors, position switches, command and signaling devices and Schützsi ⁇ security combinations or the like.
  • Such a contact system has both a fixed contact and a movable contact.
  • the fixed contact serves to make contact with a connecting line or the like.
  • the movable contact is used to open and close the contact system.
  • the switching systems known from the prior art comprise a contact carrier region and a jump mechanism or a creeping mechanism.
  • the contact carrier area serves for storage, guidance and actuation of the movable contact.
  • the jump mechanism serves to convert the linear actuation of the switch by means of an actuating element into an automatic and irreversible jump operation of the contact carrier area, whereby the actual switching operation is carried out.
  • Contact carrier area and jump mechanism consist of a large number of components, which results in high costs in development, production and assembly, and increases the risk of error of the assembly.
  • the object of the present invention is to enable secure contacting with a particularly simple structural design.
  • the contact system has a spring holder, an actuating element and a contact element, wherein the contact element has a spring region mounted on the spring holder for providing a jump function and an actuating region actuatable by the actuating element for initiating tion of the jump function and a contacting region for simultaneously establishing an electrical contact with the fixed contact pieces.
  • a central idea of the invention is to integrate the step function and the contacting function in a single component, the contact element.
  • This leads to lower material, assembly and production costs and also reduces the risk of error of the module.
  • a reduction of the sizes of the individual system components is possible, whereby a significant reduction of the required installation space for the contact system can be achieved.
  • the reduction in the number of components and thus the manufacturing tolerances of the component pairings prevent a malposition of the movable contact and thereby counteract a functional impairment.
  • the contact element consists of an elastically deformable material or composite material, for example spring steel or spring steel, copper-plated.
  • the jump function of the contact element and, on the other hand, a sufficient contacting pressure in the switching positions is made possible.
  • the spring holder is formed as part of a housing enclosing the contact element.
  • the pen holder in the form of an additional single component can therefore be omitted, which leads to a further structural simplification.
  • an embodiment of the invention has been found in which the spring portion is pre-stamped to achieve an asymmetric jump behavior.
  • the spring portion is pre-stamped to achieve an asymmetric jump behavior.
  • It can be both a one-sided and a double-sided coinage.
  • FIG 1-3 a schematic representation of a contact system according to the prior art
  • FIG 4 a contact system according to the invention in a first
  • Switching position, 5 shows a contact system according to the invention in a second switching position
  • FIGS. 6-10 are side views of various embodiments of a contact element
  • FIGS. 11, 12 plan views of embodiments of a
  • FIG 13,14 plan views of a contact element with an external spring region.
  • a known contact system 1 according to the prior art zei ⁇ gen FIGS 1 to 3. As illustrated in Figure 1 illustrated Victorley ⁇ area 2, while the movable contact 3 is mounted with its two end-mounted switching pieces 4 on a contact holder 5 and / or positioned.
  • the contact holder 5 is held in position by a metal spring 6 which, as a bridge spring, at the same time establishes the connection to the contact mechanism which is of similar design and construction.
  • the contact carrier region 2 serves for the storage and positioning of the movable contacts 3 and for applying the contact forces.
  • the jumping system 7 illustrated in FIG. 2 consists, on the one hand, of a frame 8 (contact piece carrier) for supporting the contact carrier region 2 and the metal spring 6 and, on the other hand, guided resilient elements 9 (in particular not illustrated, nipples and nipple springs).
  • a frame 8 contact piece carrier
  • guided resilient elements 9 in particular not illustrated, nipples and nipple springs.
  • FIG. 3 shows a view of a mounted contact system 1 according to the prior art.
  • the positive opening of the contact can be ensured only by complicated mechanisms, since in actuation devices known from the prior art the actuation direction 11 counteracts the opening direction 12 of the normally closed contact.
  • the forced opening can thus be effected only by a deflection of the actuation force, for example by one or more forced opening pawls.
  • a contact system 20 is shown in FIG. It essentially comprises a centrally arranged and by means of connecting elements 21 fixedly connected to a housing or the like spring holder (bearing block) 22, a spring holder 22 mounted on the contact element 23 in the manner of a contact bridge and the contact element 23 actuated actuator 24 in the manner of a slider.
  • the contact element 23 is made of an elastic material.
  • the actuating element 24, which is movably arranged with respect to the spring holder 22, is substantially U-shaped.
  • the spring portions 31 may of course be different, for example, projecting outwardly away from each other, be formed.
  • a return spring is mounted (not shown), which returns the actuating element 24, as soon as it is no longer actuated, back to its initial position.
  • the embodiment shown here is characterized by its symmetrical structure with double interrupting contacts 33, 34. Due to the structural design of the jump system, an opening of the closed in the unactuated state contact 20 in the direction of actuation 28 is possible. This makes possible a reliable positive opening of the contact 20 without an additional component.
  • the known from the prior art positive opening pawls omitted. The risk of damage or of the hard-to-test absence of the positive opening pawl is thus ruled out.
  • the contact system 20 is also distinguished by the fact that movable and fixed contacts 29, 33, 34 also execute a horizontal relative movement to one another during the switching operation. This counteracts any fogging of the contact surfaces, ie an increase in the contact resistance or an interruption of the contact by foreign layers.
  • a special arrangement of guides and bearings, as it is known in systems known from the prior art, for such a relative movement to produce by complex design measures is not required.
  • Bridge springs or metal nipple springs as required in conventional contact systems, are not used. This results in a significant reduction of the required installation space of the module in compliance with the air and creepage distances required in standards and regulations.
  • the structurally simple design results in a ver ⁇ relatively simple handling of the contact element 23 during manufacture and assembly. In particular, eliminates the costly manual assembly of metal springs.
  • the contact system 20 ensures an uninterrupted opening or closing of the contact.
  • an immediate actuation i. ensures an immediate opening or closing of all existing contacts.
  • the switching process is irreversible until further actuation of the actuating element 24. After reaching the jump point it runs off automatically.
  • the contact element 24 Due to the special structural design of the contact system 20, a bearing of the actuating element 24 is ensured such that the contact pieces of the movable and fixed contacts 29, 33, 34 meet one another in a defined manner. In addition, a compensation of the Brandes ensured by a corresponding structural design of the contact element 23. In the closed contact state, the contact element 23 applies a defined contact force. Due to the chosen design, it is possible to comply with geomet- rically particularly precisely determinable switching points, in which one or two contacts are opened or closed. The actuation of the switching mechanism takes place mechanically. Thus, the actuating element 24 has at its base 35 a portion 36 which leads to the actual actuator, for example a drive head or knob. Of course, the actuation element 24 itself can also serve as an actuating element.
  • contact elements 23 are shown in the unmounted state.
  • the actuating region 30 can be embodied in the unassembled state without pre-embossing, as shown in FIGS. 6 to 9. However, as shown in FIG. 10, it can also have an embossed embossing.
  • the spring portions 31 may be executed without pre-stamping, cf. 6, or have a pre-stamping.
  • 7 again shows the contact element 23 already known from FIGS. 2 and 3.
  • the spring regions 31 of the contact element 23 are unilaterally, namely in the actuating direction 28, pre-stamped. It thus has a preferred position, so that results in an asymmetric jump behavior.
  • the contact element 23 shown in FIG. 9 shows embossing on both sides. If preferred jump directions are provided, the remaining components of the contact system, in particular the return spring of the actuating element 24, can be correspondingly adapted and dimensioned.
  • FIGS. 6 to 10 merely represent possible exemplary embodiments. What they all have in common is the relatively simple shape and the simplest possible manufacture.
  • the contact elements 23 can in principle assume any shape. However, you are in the process of training that during assembly a distortion of the spring portions 31 takes place, so that a sufficient contact force can be applied to the Kon ⁇ contact pieces 29. During assembly, the resilient areas are deformed and assume a force-optimized shape. If spring areas 31 and / or actuating area 30 are pre-stamped, the jumping properties can be optimized.
  • the spring regions 31 do not have any prestressing in the mounted state, they are preferably used in conjunction with a sneaking device. In this case, in other words, there is no skipping from one contact position to another contact position.
  • the contact element 23 has a substantially rectangular shape in plan view. However, in principle, other designs are possible.
  • the shape of the spring areas 31 mounted in the bearing points 32 of the spring holder 22 can be varied, as shown in FIGS. 11 and 12.
  • the resilient regions 31 extend from the end portions of the contact element 23 having the contact pieces 29 towards one another in the direction of the contact bridge center and are designed in the manner of tongues. In order to best absorb the high mechanical stresses in the jumping moment, the shape of the spring portions 31 can vary.
  • FIG. 11 shows a contact element 23 with spring regions 31 in a rectangular shape, while the spring regions 31 'of the contact element 23 depicted in FIG. 12 taper in the direction of the spring holder 22.
  • the spring housings 31 are arranged on the outside in the contact bridges 23 shown in FIGS. 13 and 14. In other words, two symmetrically arranged pairs of spring flanks flank the centrally arranged actuating region 30. This has a central opening 37, which serves as a passage opening for Be ⁇ fastening of the actuating element 24.
  • the Betsch Trents ⁇ element 24 is in other words in the opening 37, whereby the contact element 23 can be transferred from one switching position to another and also retrieved.
  • the spring portions 31 are mounted in this embodiment on an outer housing (not shown), which has correspondingly shaped bearings for this purpose. Two spring holders arranged on both sides of the actuating area as extra components are therefore not required. Also in this case, the shape of the spring portions 31 may vary. For example, as shown in FIG. 13, rectangular spring areas 31 ", or, as shown in FIG. 14, dovetail-shaped spring areas 31"'can be used.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für den Einsatz in elektromechanischen Schaltgeräten. Um eine besonders sichere Kontaktierung mit einem besonders einfachen konstruktiven Aufbau zu ermöglichen, wird ein Kontaktsystem (20) mit einem Federhalter (22), einem Betätigungselement (24) und einem 10 Kontaktelement (23) vorgeschlagen, wobei das Kontaktelement (23) einen an dem Federhalter (22) gelagerten Federbereich (31) zur Bereitstellung einer Sprungfunktion, einen von dem Betätigungselement (24) betätigbaren Betätigungsbereich (30) zur Initiierung der Sprungfunktion und einen Kontaktierungs- 15 bereich (29) zum gleichzeitigen Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit den festen Kontaktstücken (33, 34) aufweist.

Description

Beschreibung
KontaktSystem
Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für den Einsatz in elektromechanischen Schaltgeräten, beispielsweise Schützen, Positionsschaltern, Befehls- und Meldegeräten und Schützsi¬ cherheitskombinationen oder dergleichen.
Ein derartiges Kontaktsystem weist sowohl einen festen Kon¬ takt als auch einen beweglichen Kontakt auf. Der feste Kon¬ takt dient dabei zur Kontaktierung einer Anschlussleitung oder dergleichen. Der bewegliche Kontakt dient zum Öffnen und Schließen des Kontaktsystems. Die aus dem Stand der Technik bekannten Schaltsysteme weisen einen Kontaktträgerbereich und einen Sprungmechanismus oder einen Schleichmechanismus auf. Dabei dient der Kontaktträgerbereich zur Lagerung, Führung und Betätigung des beweglichen Kontaktes. Der Sprungmechanis¬ mus dient der Umwandlung der linearen Betätigung des Schal- ters mittels eines Betätigungselementes in eine selbsttätige und unumkehrbare Sprungbetätigung des Kontaktträgerbereiches, wodurch der eigentliche Schaltvorgang ausgeführt wird. Kon¬ taktträgerbereich sowie Sprungmechanismus bestehen aus einer Vielzahl von Bauteilen, was hohe Kosten in der Entwicklung, Fertigung und Montage zur Folge hat, und das Fehlerrisiko der Baugruppe erhöht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine sichere Kon¬ taktierung mit einem besonders einfachen konstruktiven Aufbau zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Kontaktsystem nach Anspruch 1 gelöst. Danach weist das Kontaktsystem einen Federhalter, ein Betätigungselement und ein Kontaktelement auf, wobei das Kon- taktelement einen an dem Federhalter gelagerten Federbereich zur Bereitstellung einer Sprungfunktion und einen von dem Be¬ tätigungselement betätigbaren Betätigungsbereich zur Initiie- rung der Sprungfunktion und einen Kontaktierungsbereich zum gleichzeitigen Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit den festen Kontaktstücken aufweist.
Ein Kerngedanke der Erfindung ist es, die Sprungfunktion und die Kontaktierungsfunktion in einem einzigen Bauteil, dem Kontaktelement, zu integrieren. Durch diese Funktionsintegra¬ tion wird die Anzahl der benötigten Bauteile deutlich verrin¬ gert. Dies führt zu geringeren Material-, Montage- und Ferti- gungskosten und reduziert zudem das Fehlerrisiko der Baugrup¬ pe. Zudem ist auch eine Verringerung der Baugrößen der ein¬ zelnen Systemkomponenten möglich, wodurch eine deutliche Re¬ duzierung des erforderlichen Bauraumes für das Kontaktsystem erzielt werden kann. Die Verringerung der Bauteilanzahl und somit der Fertigungstoleranzen der Bauteilpaarungen beugen einer Fehlstellung des beweglichen Kontaktes vor und wirken dadurch einer Funktionsbeeinträchtigung entgegen.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen angegeben.
Zweckmäßigerweise besteht das Kontaktelement aus einem elas¬ tisch verformbaren Werkstoff oder Werkstoffverbund, bei¬ spielsweise Federstahl oder Federstahl, Kupfer-plattiert. Hierdurch wird zum einen die Sprungfunktion des Kontaktele¬ mentes und zum anderen ein ausreichender Kontaktierungsdruck in den Schaltpositionen ermöglicht.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Federhalter als Teil eines das Kontaktelement um¬ schließenden Gehäuses ausgebildet. Der Federhalter in Gestalt eines zusätzlichen Einzelbauteils kann daher entfallen, was zu einer weiteren konstruktiven Vereinfachung führt.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform der Erfindung erwiesen, bei der der Federbereich zur Erzielung eines asymmetrischen Sprungverhaltens vorgeprägt ist. Dabei kann es sich sowohl um eine einseitige, als auch um eine beidseitige Prägung handeln.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh- rungsbeispielen näher beschrieben, die mit Hilfe der Zeich¬ nungen erläutert werden. Hierbei zeigen:
FIG 1-3 eine schematische Darstellung eines Kontaktsystems nach dem Stand der Technik, FIG 4 ein erfindungsgemäßes Kontaktsystem in einer ersten
Schaltposition, FIG 5 ein erfindungsgemäßes Kontaktsystem in einer zweiten Schaltposition,
FIG 6-10 Seitenansichten verschiedener Ausführungsformen eines Kontaktelementes,
FIG 11,12 Draufsichten auf Ausführungsformen eines
Kontaktelementes mit innenliegendem Federbereich, FIG 13,14 Draufsichten auf ein Kontaktelement mit außenliegendem Federbereich.
Ein bekanntes Kontaktsystem 1 nach dem Stand der Technik zei¬ gen FIG 1 bis 3. Wie der in FIG 1 abgebildete Kontaktträger¬ bereich 2 illustriert, ist dabei der bewegliche Kontakt 3 mit seinen beiden endseitig angebrachten Schaltstücken 4 an einem Kontakthalter 5 gelagert und/oder positioniert. Der Kontakt¬ halter 5 wird durch eine Metallfeder 6 in Position gehalten, welche als Brückenfeder zugleich die Verbindung zu dem gege¬ nüberliegenden, gleichartig aufgebauten Kontaktmechanismus herstellt. Der Kontaktträgerbereich 2 dient dabei zur Lage- rung und Positionierung der beweglichen Kontakte 3 und zum Aufbringen der Kontaktkräfte.
Das in FIG 2 illustrierte Sprungsystem 7 besteht zum einen aus einem Rahmen 8 (Schaltstückträger) zur Lagerung des Kon- taktträgerbereiches 2 und der Metallfeder 6 und zum anderen aus geführten federnden Elementen 9 (im Einzelnen nicht abge¬ bildete Nippel und Nippelfedern) . Bei einer Betätigung des Kontaktes 1 durch ein Antriebs- bzw. Betätigungselement wird der bewegliche Kontakt 3 auf einen festen Kontakt 10 in Kon- taktierungsrichtung 11 zu bewegt, wobei die Schaltstücke 4 des beweglichen Kontaktes 3 und des festen Kontaktes 10 in definierter Art und Weise aufeinander treffen.
FIG 3 zeigt eine Ansicht eines montierten Kontaktsystems 1 nach dem Stand der Technik. Die Zwangsöffnung des Kontaktes kann dabei nur durch aufwändige Mechanismen gewährleistet werden, da bei aus dem Stand der Technik bekannten Sprungme¬ chanismen die Betätigungsrichtung 11 entgegen der Öffnungs¬ richtung 12 des im Ruhezustand geschlossenen Kontaktes wirkt. Die Zwangsöffnung kann somit nur durch eine Umlenkung der Be¬ tätigungskraft, zum Beispiel durch eine oder mehrere Zwangs- Öffnungsklinken erfolgen.
Ein erfindungsgemäßes Kontaktsystem 20 ist in FIG 4 darge¬ stellt. Es umfasst im Wesentlichen einen zentral angeordneten und über Verbindungselemente 21 fest mit einem Gehäuse oder dergleichen verbundenen Federhalter (Lagerbock) 22, ein am Federhalter 22 gelagertes Kontaktelement 23 nach Art einer Kontaktbrücke sowie ein das Kontaktelement 23 betätigendes Betätigungselement 24 nach Art eines Schiebers. Das Kontakt¬ element 23 ist aus einem elastischen Material gefertigt. Das in Bezug auf den Federhalter 22 beweglich angeordnete Betäti¬ gungselement 24 ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Da¬ bei sind in den U-Armen 25 Durchbrüche 26 vorgesehen, an de¬ ren Wänden 27 das Kontaktelement 23 in den Schaltpositionen anliegt derart, dass durch eine Betätigung des Betätigungs- elementes 24 in Betätigungsrichtung 28 oder in entgegenge¬ setzter Richtung der an seinen beiden Enden Kontaktstücke 29 aufweisende und durch die Durchbrüche 26 zu beiden Seiten des Betätigungselementes 24 hindurchreichende Betätigungsbereich 30 von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposi- tion mitgenommen wird, während das Kontaktelement 23 mit sei¬ nen beiden nahe der Freienden des Betätigungsbereiches 30 an¬ geformten und in Richtung Federhalter 22 aufeinander zu wei- senden Federbereichen 31 in den Lagerstellen 32 des Federhal¬ ter 22 gelagert ist. Mit anderen Worten kann das Kontaktsys¬ tem 20 von der in FIG 4 abgebildeten ersten Schaltposition, in der die Kontaktstücke an dem oberen Kontaktpaar 33 anlie- gen, durch Verfahren des Schiebers 24 in Betätigungsrichtung 28 in eine zweite Schaltposition, wie sie in FIG 5 abgebildet ist, überführt werden, in der die Kontaktstücke an dem unte¬ ren Kontaktpaar 34 anliegen. Die Federbereiche 31 können selbstverständlich auch anders, beispielsweise nach außen voneinander weg ragend, ausgeformt sein.
Am Betätigungselement 24 ist eine Rückdruckfeder angebracht (nicht abgebildet) , welche das Betätigungselement 24, sobald dieses nicht mehr betätigt wird, wieder in seine Ausgangspo- sition zurückführt.
Die hier gezeigte Ausführungsform zeichnet sich durch ihren symmetrischen Aufbau mit doppelunterbrechenden Kontakten 33, 34 aus. Durch die konstruktive Auslegung des Sprungsystems ist eine Öffnung des im unbetätigten Zustand geschlossenen Kontaktes 20 in Betätigungsrichtung 28 möglich. Dies ermög¬ licht eine sichere Zwangsöffnung des Kontaktes 20 ohne zu¬ sätzliches Bauteil. Die aus dem Stand der Technik bekannten Zwangsöffnungsklinken entfallen. Das Risiko einer Beschädi- gung oder des schwer prüfbaren Fehlens der Zwangsöffnungs¬ klinke wird somit ausgeschlossen.
Das erfindungsgemäße Kontaktsystem 20 zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass bewegliche und feste Kontakte 29, 33, 34 während des Schaltvorganges auch eine horizontale Re¬ lativbewegung zueinander ausführen. Dies wirkt einem Beschla¬ gen der Kontaktflächen, d.h. einer Erhöhung des Kontaktwider¬ standes oder einer Unterbrechung des Kontaktes durch Fremd¬ schichten, entgegen. Eine spezielle Anordnung von Führungen und Lagerungen, wie sie bei aus dem Stand der Technik bekann¬ ten Systemen bekannt ist, um eine solche Relativbewegung durch aufwändige konstruktive Maßnahmen zu erzeugen, ist nicht erforderlich.
Brückenfedern oder Nippelfedern aus Metall, wie sie bei her- kömmlichen Kontaktsystemen erforderlich sind, werden nicht eingesetzt. Dies führt unter Einhaltung der in Normen und Vorschriften geforderten Luft- und Kriechstrecken zu einer bedeutsamen Reduktion des notwendigen Bauraumes der Baugrup¬ pe.
Durch den konstruktiv einfachen Aufbau ergibt sich eine ver¬ hältnismäßig einfache Handhabung des Kontaktelementes 23 bei Fertigung und Montage. Insbesondere entfällt die aufwändige manuelle Montage der Metallfedern.
Fehlstellungen des Kontaktelementes, wie sie bei herkömmli¬ chen Kontaktsystemen aufgrund der vielfältigen, mehrere Frei¬ heitsgrade aufweisenden Lagerstellen zwischen Brückenfeder und beweglicher Kontaktbrücke bzw. bei indirekter Lagerung zwischen Feder und beweglichem Kontakthalter vorhanden sind, können entscheidend verringert und damit verbundene Funkti¬ onsbeeinträchtigungen vermieden werden.
Das erfindungsgemäße Kontaktsystem 20 gewährleistet eine un- verzögerte Öffnung oder Schließung des Kontaktes. Bei ein- oder zweipoligen Systemen ist eine ummittelbare Betätigung, d.h. ein unmittelbares Öffnen oder Schließen aller vorhande¬ nen Kontakte gewährleistet. Der Schaltvorgang ist bis zu ei¬ ner weiteren Betätigung des Betätigungselementes 24 unumkehr- bar. Nach Erreichen des Sprungpunktes läuft er selbsttätig ab.
Durch die besondere konstruktive Ausgestaltung des Kontakt¬ systems 20 ist eine Lagerung des Betätigungselementes 24 ge- währleistet derart, dass die Schaltstücke des beweglichen und des festen Kontaktes 29, 33, 34 in definierter Art und Weise aufeinander treffen. Hierbei ist zudem ein Ausgleich des Ab- brandes durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung des Kontaktelementes 23 gewährleistet. Im geschlossenen Kontakt¬ zustand bringt das Kontaktelement 23 eine definierte Kontakt¬ kraft auf. Aufgrund der gewählten Konstruktion können geomet- risch besonders exakt bestimmbare Schaltpunkte eingehalten werden, bei denen eine oder zwei Kontakte geöffnet oder ge¬ schlossen werden. Die Betätigung des Schaltmechanismus er¬ folgt dabei mechanisch. So weist das Betätigungselement 24 an seinem U-Grund 35 ein Teilstück 36 auf, welches zu dem ei- gentlichen Betätigungsorgan, beispielsweise einem Antriebs¬ kopf oder Knopf führt. Selbstverständlich kann auch das Betä¬ tigungselement 24 selbst als Betätigungsorgan dienen.
In den FIG 6 bis 10 sind Kontaktelemente 23 im unmontierten Zustand abgebildet. Der Betätigungsbereich 30 kann dabei im unmontierten Zustand ohne Vorprägung ausgeführt sein, wie in den FIG 6 bis 9 abgebildet. Er kann jedoch, wie in FIG 10 dargestellt, auch eine eingeprägte Vorprägung aufweisen. Ebenso können die Federbereiche 31 ohne Vorprägung ausgeführt sein, vgl. FIG 6, oder aber eine Vorprägung aufweisen. FIG 7 zeigt noch einmal das bereits aus den FIG 2 und 3 bekannte Kontaktelement 23. Die Federbereiche 31 des Kontaktelements 23 sind dabei einseitig, nämlich in Betätigungsrichtung 28, vorgeprägt. Sie weist somit eine Vorzugsposition auf, so dass sich ein asymmetrisches Sprungverhalten ergibt. Das in FIG 8 dargestellte Kontaktelement 23 weist keine Vorprägung auf, während das in FIG 9 dargestellte Kontaktelement 23 eine beidseitige Prägung zeigt. Sofern bevorzugte Sprungrichtungen vorgesehen sind, können die übrigen Komponenten des Kontakt- Systems, insbesondere die Rückholfeder des Betätigungselemen¬ tes 24, entsprechend angepasst und dimensioniert werden.
Die in den FIG 6 bis 10 gezeigten Formen stellen lediglich mögliche Ausführungsbeispiele dar. Allen gemeinsam ist die verhältnismäßig einfache Form und die dadurch mögliche einfa¬ che Herstellung. Die Kontaktelemente 23 können prinzipiell beliebige Formen annehmen. Sie sind dabei jedoch so auszubil- den, dass bei der Montage ein Verspannen der Federbereiche 31 erfolgt, so dass eine ausreichende Kontaktkraft auf die Kon¬ taktstücke 29 aufgebracht werden kann. Bei der Montage werden die federnden Bereiche verformt und nehmen eine kraftoptimale Form an. Werden Federbereiche 31 und/oder Betätigungsbereich 30 vorgeprägt, können die Sprungeigenschaften optimiert wer¬ den.
Weisen die Federbereiche 31 im montierten Zustand keine Vor¬ spannung auf, werden sie vorzugsweise in Verbindung mit einem Schleicher eingesetzt. In diesem Fall erfolgt mit anderen Worten kein Überspringen von einer Kontaktposition in eine andere Kontaktposition.
Das Kontaktelement 23 weist in der Draufsicht eine im Wesent¬ lichen rechteckige Form auf. Jedoch sind grundsätzlich auch andere Gestaltungen möglich. Die Form der in den Lagerstellen 32 des Federhalters 22 gelagerten Federbereiche 31 kann vari- iert werden, wie dies in den FIG 11 und 12 abgebildet ist. Die federnden Bereiche 31 erstrecken sich dabei von den die Kontaktstücke 29 aufweisenden Endbereichen des Kontaktelemen¬ tes 23 in Richtung Kontaktbrückenmitte aufeinander zu und sind nach Art von Zungen ausgebildet. Um die hohen mechani- sehen Spannungen im Sprungmoment bestmöglich aufzufangen, kann die Form der Federbereiche 31 variieren. So zeigt bei¬ spielsweise FIG 11 ein Kontaktelement 23 mit Federbereichen 31 in Rechteckform, während sich die Federbereiche 31' des in FIG 12 abgebildeten Kontaktelementes 23 sich in Richtung Fe- derhalter 22 hin verjüngen.
Während die in FIG 10 und 11 gezeigten Kontaktelemente 23 in¬ nenliegende Federbereiche 31 aufweisen, sind die Federberei¬ che 31 bei den in FIG 13 und 14 abgebildeten Kontaktbrücken 23 außenliegend angeordnet. Mit anderen Worten flankieren dort zwei symmetrisch angeordnete Federbereichspaare den mit¬ tig angeordneten Betätigungsbereich 30. Dieser weist eine zentrale Öffnung 37 auf, die als Durchgriffsöffnung zur Be¬ festigung des Betätigungselementes 24 dient. Das Betätigungs¬ element 24 liegt mit anderen Worten in der Öffnung 37 ein, wodurch das Kontaktelement 23 sowohl von einer Schaltposition in eine andere überführt als auch zurückgeholt werden kann. Die Federbereiche 31 sind in dieser Ausführungsform an einem Außengehäuse (nicht abgebildet) gelagert, welches zu diesem Zweck entsprechend ausgeformte Lagerstellen aufweist. Zwei zu beiden Seiten des Betätigungsbereiches angeordnete Federhal- ter als Extrabauteile sind somit nicht erforderlich. Auch in diesem Fall kann die Form der Federbereiche 31 variieren. So können beispielsweise, wie in FIG 13 gezeigt, rechteckförmige Federbereiche 31'', oder aber, wie in FIG 14 gezeigt, schwal- benschwanzförmige Federbereiche 31''' zum Einsatz kommen.

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktsystem (20) - mit festen Kontaktstücken (33, 34),
- mit einem Federhalter (22) ,
- mit einem Betätigungselement (24) , und
- mit einem beweglichen Kontaktelement (23) , aufweisend einen an dem Federhalter (22) gelagerten Federbereich (31) zur Be- reitstellung einer Sprungfunktion, einen von dem Betätigungs¬ element (24) betätigbaren Betätigungsbereich (30) zur Initi¬ ierung der Sprungfunktion und einen Kontaktierungsbereich (29) zum gleichzeitigen Herstellen eines elektrischen Kontak¬ tes mit den festen Kontaktstücken (33, 34) .
2. Kontaktsystem (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass das Kontaktelement (23) aus einem elastisch ver¬ formbaren Werkstoff oder Werkstoffverbünd hergestellt ist.
3. Kontaktsystem (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Federhalter (22) als Teil eines das Kon¬ taktelement (23) umschließenden Gehäuses oder dergleichen ausgebildet ist.
4. Kontaktsystem (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da¬ durch gekennzeichnet, dass der Federbereich (31) zur Erzie¬ lung besserer Sprungeigenschaften und/oder eines asymmetri¬ schen Sprungverhaltens vorgeprägt ist.
PCT/EP2005/053967 2004-08-23 2005-08-12 Kontaktsystem WO2006021518A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/660,728 US7935905B2 (en) 2004-08-23 2005-08-12 Contact system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04019974A EP1630837B1 (de) 2004-08-23 2004-08-23 Kontaktsystem
EP04019974.7 2004-08-23

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