WO2013189845A1 - Schleifkontaktschalter und schaltungsanordnung mit einem schleifkontaktschalter - Google Patents

Schleifkontaktschalter und schaltungsanordnung mit einem schleifkontaktschalter Download PDF

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WO2013189845A1
WO2013189845A1 PCT/EP2013/062327 EP2013062327W WO2013189845A1 WO 2013189845 A1 WO2013189845 A1 WO 2013189845A1 EP 2013062327 W EP2013062327 W EP 2013062327W WO 2013189845 A1 WO2013189845 A1 WO 2013189845A1
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WO
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contact
sliding
sliding contact
contact switch
contact surfaces
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PCT/EP2013/062327
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English (en)
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Inventor
Wojciech Ficek
Original Assignee
Leopold Kostal Gmbh & Co Kg
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Publication date
Application filed by Leopold Kostal Gmbh & Co Kg filed Critical Leopold Kostal Gmbh & Co Kg
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/60—Auxiliary means structurally associated with the switch for cleaning or lubricating contact-making surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H15/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for actuation in opposite directions, e.g. slide switch
    • H01H15/02—Details
    • H01H15/04—Stationary parts; Contacts mounted thereon

Definitions

  • the invention relates to a sliding contact switch with sliding contacts and a plurality of applied on an insulating plate contact surfaces, wherein at least two contact surfaces in the direction of movement of the sliding contacts are arranged one behind the other, and wherein the insulating plate between at least two in the direction of movement of the sliding contacts successively arranged contact surfaces has a slot-like recess.
  • the invention also relates to an advantageous circuit of a
  • the at least one recess is aligned with its longitudinal extent obliquely to the direction of movement of the sliding contacts.
  • the orientation of the intended slot-like recesses obliquely to the direction of movement of the sliding contacts makes it possible to slide contacts over pass the recesses away, without the sliding contacts engage in this.
  • a sliding contact for example, a semi-cylindrical
  • contact element has its round side abutting a conductive contact surface, this contact surface ideally contacts over its entire longitudinal extension, but forms only a small contact surface with the contact surface and can thus build up a high contact pressure.
  • the contact element ideally forms a contact line perpendicular to
  • Longitudinal extent is aligned perpendicular to the direction of movement of the sliding contact and whose longitudinal extent is greater than that
  • the at least one recess is aligned obliquely to the direction of movement of the sliding contacts, whereby the longitudinal extension of the at least one recess is no longer aligned parallel to the contact line of the guided via the recess contact element.
  • Recesses are aligned. This could be insulating
  • a plurality of recesses can be arranged parallel to one another without a gap between the recesses
  • the sliding contact switch has at least two mutually parallel contact paths, each with one or more contact surface.
  • Sliding contact switch are four parallel to each other
  • Sliding contacts which are the contact surfaces of two each
  • Sliding contact switch can thus realize multi-pole switching functions and in particular an electrical Umpolschalter connecting the potential terminals of a DC voltage source to the terminals of an electrical load, such as a motor.
  • the sliding contact switch according to the invention is preferably as
  • FIG. 1 shows essential parts of a sliding contact switch
  • FIGS. 2 to 4 are schematic representations of the arrangements of
  • FIG. 1 shows a simple embodiment of a sliding contact switch according to the invention. This has a consisting of an electrically non-conductive material sliding contact carrier 3, which holds four mutually parallel sliding contacts 1 a, 1 b, 2 a, 2 b.
  • Sliding contacts 1 a, 1 b, 2 a, 2 b are resilient and carry at their end portions in each case a semi-cylindrical contact element 5.
  • Each of these contact elements 5 abuts one of four parallel contact tracks K1, K2, K3, K4 on an insulating plate 4 and is at a movement of the sliding contact carrier 3 guided along these contact paths K1, K2, K3, K4.
  • Sliding contact switch may in particular be part of a slide switch or preferably a steering column switch in a motor vehicle.
  • the sliding contact switch for direct switching of
  • the three embodiments shown have matching features, which are each provided in Figures 2 to 4 with the same reference numerals.
  • the three embodiments are to be understood as purely exemplary; Therefore, an inventively designed sliding contact switch may also have a significantly different structure; In particular, it may differ in the number of contact paths, the contact surfaces and the recesses of the embodiments shown here.
  • all three versions each have four mutually parallel contact paths K1, K2, K3, K4, of which two contact paths K1, K3 two in the direction of movement of the sliding contacts 1 a, 1 b, 2 a, 2 b, one behind the other arranged contact surfaces K1 1, K12 or K31, K32.
  • Movement of the sliding contacts 1 a, 1 b, 2 a, 2 b is coupled to the displacement of the sliding contact carrier 3 and takes place here in the longitudinal direction of the contact paths K1, K2, K3, K4.
  • Sliding contacts should here comprise both forward and backward displacements of the sliding contact carrier 3.
  • Two further contact paths K2, K4 parallel to the contact paths K1, K3 each consist of a single contact surface K21, K41 extended over the entire movement path of the sliding contact carrier 3.
  • the sliding contact carrier 3 supports two sliding contact springs 1, 2, which in one piece each form two electrically interconnected sliding contacts 1 a, 1 b and 2 a, 2 b. Each of the sliding contacts 1 a, 1 b, 2 a, 2 b is due to the movement of the sliding contact carrier 3 to one associated with each
  • contact paths K1, K3, which each have two successively arranged contact surfaces K1 1, K12 or K31, K32, is located between the contact surfaces K1 1, K12 or K31, K32 respectively at least one obliquely to the direction of movement of the sliding contact carrier 3 and the attached sliding contacts 1 a, 1 b, 2 a, 2 b aligned recess 61, 63, 61 1, 612, 631, 632.
  • two slot-shaped recesses 612, 631 can be seen, which are arranged between the contact surfaces K1 1, K12 or K31, K32 of the contact paths K1 and K3.
  • these recesses 612, 631 are aligned at a non-perpendicular angle to the actuating direction of the sliding contact carrier 3.
  • the recesses 612, 631 are each arranged close to a contact surface K12, K31, whose adjacent edge portion 71, 73 extends at least for the most part along the longitudinal edge 81, 83 of the respective recess 612, 631. This is advantageous since only small gaps between the edge sections 71, 73 of the
  • FIGS. 3 and 4 show two variants of the sliding contact switch shown in FIG.
  • FIG. 3 instead of a respective single recess 612 or 631 between the contact surfaces K1 1, K12 or K31, K32, two recesses 61 1, 612 and 631, 632 are provided.
  • Each of the contact surfaces K1 1, K12, K31, K32 is thus associated with an adjacent recess 61 1, 612, 631, 632, which is at a small distance and each largest parallel to the adjacent
  • FIG. 4 illustrates that recesses do not necessarily have to be aligned parallel to one another, but rather that the recesses 61, 63 cover the contact paths K1, K1.
  • K3 can also be arranged converging to each other and can also be connected to an approximately V-shaped arrangement with each other.
  • the three contact arrangements shown in FIGS. 2 to 4 are equivalent to one another.
  • the arrangements of the contact surfaces K1 1, K12, K21, K31, K32, K41 are in all three
  • Direction of rotation of the motor M may be due to a shift of the
  • the connection between the contact surfaces K1 1 and K21 is normally disconnected at the position A2. Beyond the center position 0, the electrical connection between the contact surfaces K31 and K41 is first produced at the position A1, whereby the motor M is initially connected without current to the positive potential +. At the position B1, the ground potential connection to the motor M is also closed by connecting the contact surfaces K21 and K12. Thus, the current flow sets in again, so that now at the position B1 a switching spark SF1 arises.
  • Ground potential GND lead This is advantageous because the detrimental electroerosion associated with the switching sparks SF1, SF3 mainly dissipates material at the contact with the more positive potential, which is the more massive sliding contacts 1a, 2a which are more resistant to contact erosion than the relatively low-material contact surfaces K12, K31 , The concern of the ground potential GND to the current flow off or

Landscapes

  • Slide Switches (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein Schleifkontaktschalter mit Schleifkontakten und mehreren auf einer Isolierstoffplatte aufgebrachten Kontaktflächen, wobei mindestens zwei Kontaktflächen in Bewegungsrichtung der Schleifkontakte hintereinander angeordnet sind, und wobei die Isolierstoffplatte zwischen mindestens zwei der in Bewegungsrichtung der Schleifkontakte hintereinander angeordneten Kontaktflächen eine schlitzartige Ausnehmung aufweist, wobei die mindestens eine Ausnehmung mit ihrer Längserstreckung schräg zur Bewegungsrichtung der Schleifkontakte ausgerichtet ist. Beschrieben wird außerdem eine vorteilhafte Beschaltung des Schleifkontaktschalters.

Description

Schleifkontaktschalter und Schaltungsanordnung mit einem
Schleifkontaktschalter
Die Erfindung betrifft einen Schleifkontaktschalter mit Schleifkontakten und mehreren auf einer Isolierstoffplatte aufgebrachten Kontaktflächen, wobei mindestens zwei Kontaktflächen in Bewegungsrichtung der Schleifkontakte hintereinander angeordnet sind, und wobei die Isolierstoffplatte zwischen mindestens zwei der in Bewegungsrichtung der Schleifkontakte hintereinander angeordneten Kontaktflächen eine schlitzartige Ausnehmung aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem eine vorteilhafte Beschaltung eines
Schleifkontaktschalters.
Ein als ein derartiger Schleifkontaktschalter ausgebildeter Schiebeschalter ist in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 90 10 973 U1 beschrieben. Der Schleifkontaktschalter weist schlitzförmige Ausnehmungen zwischen
Kontaktflächen einer Kontaktbahn auf, wobei die Längserstreckungen der Ausnehmungen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schleifkontaktes ausgerichtet sind. Die Ausnehmungen verhindern, dass der Abrieb des Materials der Kontaktflächen durch den Schleifkontakt auf der Isolierstoffplatte verwischt wird, wodurch elektrische Verbindungen zwischen den
Kontaktflächen entstehen könnten. Von den Kontaktflächen abgetragenes Material wird stattdessen von den Ausnehmungen aufgenommen. Die
Entstehung elektrisch leitender Verbindungen zwischen benachbarten
Kontaktflächen wird hierdurch verhindert.
Nachteilig ist, dass Ausnehmungen zwischen den Kontaktflächen eines derartigen Schleifkontaktschalters die Schalthaptik auf unerwünschte Weise beeinflussen können. So kann beim Verschieben eines Schleifkontakts dieser in den Ausnehmungen hängen bleiben, was ein unangenehm„hakeliges" Schaltgefühl bewirkt. Unerwünscht ist es zumeist auch, wenn an den Ausnehmungen ein Einrasten des Schleifkontaktes fühlbar ist, zumal sich der Schleifkontakt hier zwischen den vorgesehenen Schaltstellungen befindet.
Diese unerwünschten Effekte können gering gehalten werden, wenn die Auflagefläche des Schleifkontakts groß im Vergleich zur Breite der
schlitzförmigen Ausnehmungen ausgeführt ist. Nachteilig hierbei ist aber, dass bei einem großflächig an einer Kontaktfläche anliegenden Schleifkontakt sich die Kontaktkraft auf eine große Fläche verteilt und damit kein hoher
Kontaktdruck zustande kommt, was für die Qualität der hergestellten elektrischen Verbindung ungünstig ist. Auch ergibt sich keine definierte Kontaktstelle, was die elektrischen Eigenschaften der so hergestellten
Schaltverbindung weiter verschlechtert.
Alternative zu einem großflächigen Schleifkontakt können auch sehr enge schlitzförmige Ausnehmungen in einer Isolierstoffplatte vorgesehen werden. Enge Ausnehmungen haben aber den Nachteil, dass sie von den
Kontaktflächen abgetragenes Material nur schlecht aufnehmen und sich schon nach relativ kurzer Zeit zusetzen können. Hierdurch sind die angestrebten Vorteile der Ausnehmungen schon nach relativ kurzer Verwendungszeit des Schleifkontaktschalters nicht mehr gegeben.
Es stellte sich die Aufgabe, einen Schleifkontaktschalter zu schaffen, der auf einfache Weise die vorgenannten Nachteile vermeidet und auch unter hohen Strombelastungen besonders langlebig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Ausnehmung mit ihrer Längserstreckung schräg zur Bewegungsrichtung der Schleifkontakte ausgerichtet ist. Die Ausrichtung der vorgesehenen schlitzartigen Ausnehmungen schräg zur Bewegungsrichtung der Schleifkontakte ermöglicht es, Schleifkontakte über die Ausnehmungen hinwegzuführen, ohne dass die Schleifkontakte in diese eingreifen.
Ein Schleifkontakt, der beispielsweise ein halbzylinderförmiges
Kontaktelement aufweist, dessen runde Seite an einer leitenden Kontaktfläche anliegt, kontaktiert diese Kontaktfläche zwar im Idealfall über seine ganze Längserstreckung, bildet dabei aber nur eine geringe Berührfläche mit der Kontaktfläche aus und kann so einen hohen Kontaktdruck aufbauen. Das Kontaktelement bildet idealerweise eine Kontaktlinie senkrecht zur
Bewegungsrichtung des Schleifkontakts aus. Befindet sich neben der
Kontaktfläche eine schlitzförmigen Ausnehmung, die mit ihrer
Längserstreckung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schleifkontakts ausgerichtet ist und deren Längserstreckung größer ist als die
Längserstreckung des Kontaktelements am Schleifkontakt, so verliert die Kontaktlinie des Kontaktelements beim Überfahren der Ausnehmung an wenigsten einer Position ihre Unterstützung durch die Isolierstoffplatte und fällt sozusagen ein Stück weit in die Ausnehmung, was bei der Schalterbetätigung als ein Verhaken oder Einrasten spürbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Schleifkontaktschalter ist die mindestens eine Ausnehmung schräg zur Bewegungsrichtung der Schleifkontakte ausgerichtet, wodurch die Längserstreckung der mindestens einen Ausnehmung nicht mehr parallel zu Kontaktlinie des über die Ausnehmung geführten Kontaktelements ausgerichtet ist.
Dadurch findet das Kontaktelement des Schleifkontakts beim Übergang über die Ausnehmung an jeder Stelle eine ausreichende Abstützung durch die Isolierstoffplatte. Ein Verhaken des Kontaktelements an der Ausnehmung ist damit ausgeschlossen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schleifkontaktschalters sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. So ist es vorteilhaft, wenn Randabschnitte der Kontaktflächen, zumindest
größtenteils, parallel zu den Längsrändern benachbart angeordneter
Ausnehmungen ausgerichtet sind. Hierdurch könne isolierende
Flächenbereiche zwischen den Kontaktflächen und den Ausnehmungen, an denen sich elektrisch leitender Abrieb sammeln könnte, klein gehalten werden.
Vorteilhafterweise können mehrere Ausnehmungen zueinander parallel angeordnet sein, ohne dass sich zwischen den Ausnehmungen eine
Kontaktfläche befindet. Durch mehrere aufeinander folgende Ausnehmungen wird deren Wirksamkeit bei der Aufnahme abgetragenen Kontaktmaterials weiter erhöht. Der Schleifkontaktschalter weist mindestens zwei zueinander parallel verlaufende Kontaktbahnen mit jeweils einer oder mehreren Kontaktfläche auf. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des
Schleifkontaktschalters sind vier zueinander parallel verlaufende
Kontaktbahnen vorgesehen; zwei Kontaktfedern bilden jeweils zwei
Schleifkontakte aus, welche die Kontaktflächen von jeweils zwei
Kontaktbahnen elektrisch miteinander verbinden können. Der
Schleifkontaktschalter kann so mehrpolige Schaltfunktionen und insbesondere einen elektrischen Umpolschalter realisieren, der Potentialanschlüsse einer Gleichspannungsquelle mit den Anschlüssen eines elektrischen Verbrauchers, wie zum Beispiel eines Motors verbindet.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn ein solcher Umpolschalter Kontaktflächen in einer asymmetrische Anordnung derart aufweist, dass bei einer Verschiebung der Schleifkontakte die Verbindung der Potentialanschlüsse der
Gleichspannungsquelle mit den Anschlüssen des elektrischen Verbrauchers in einer definierten Reihenfolge zeitlich nacheinander erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gleichspannungsquelle und der elektrische Verbraucher derart mit den Kontaktflächen des
Schleifkontaktschalters verbunden sind, dass der Massepotentialanschluss der Gleichspannungsquelle zeitlich nach dem Pluspotentialanschluss mit dem elektrischen Verbraucher verbunden wird und dass der
Massepotentialanschluss stets vor dem Pluspotentialanschluss vom
elektrischen Verbraucher getrennt wird. Das Trennen und Verbinden des elektrischen Stromflusses beim Umpolvorgang erfolgt somit immer auf der der Seite des elektrischen Massepotentialanschluss.
Bekannt ist, dass an Schaltkontakten, die hohe Ströme schalten, ein
Verschleiß durch sogenannte Elektroerosion erfolgt. Dabei findet ein Transport des Kontaktmaterials hauptsächlich vom positiveren zum negativeren Potential hin statt. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene ausschließliche Schalten an Kontaktflächen, die Massepotential führen, kann der Materialabtrag von diesen Kontaktflächen deutlich vermindert werden. Der erfindungsgemäße Schleifkontaktschalter kommt vorzugsweise als
Schiebeschalter oder als Lenkradstockschalter in einem Kraftfahrzeug zur Anwendung.
Im Folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 wesentliche Teile eines Schleifkontaktschalters,
Figuren 2 bis 4 schematische Darstellungen der Anordnungen von
Kontaktbahnen und Ausnehmungen auf jeweils einer Isolierstoffplatte. Die Figur 1 zeigt ein einfaches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schleifkontaktschalters. Dieser weist einen aus einem elektrisch nichtleitenden Material bestehenden Schleifkontaktträger 3 auf, der vier zueinander parallel angeordnete Schleifkontakte 1 a, 1 b, 2a, 2b haltert. Die metallenen
Schleifkontakte 1 a, 1 b, 2a, 2b sind federnd ausgeführt und tragen an ihren Endabschnitten jeweils ein halbzylinderförmiges Kontaktelement 5. Jedes dieser Kontaktelemente 5 liegt an einer von vier parallelen Kontaktbahnen K1 , K2, K3, K4 auf einer Isolierstoffplatte 4 an und wird bei einer Bewegung des Schleifkontaktträgers 3 an diesen Kontaktbahnen K1 , K2, K3, K4 entlang geführt.
In der Figur 1 nicht dargestellt ist ein Betätigungselement zum Verschieben des Schleifkontaktträgers, dessen konkrete Ausführung für die nachfolgende Erläuterung der Erfindung ohne Bedeutung ist. Der hier skizzierte
Schleifkontaktschalter kann insbesondere Bestandteil eines Schiebeschalters oder vorzugsweise eines Lenkstockschalters in einem Kraftfahrzeug sein. Bevorzugt ist der Schleifkontaktschalter zum direkten Schalten von
Stromstärken in der Größenordnung von 1 bis 10 Ampere vorgesehen. Die schematischen Darstellungen der Figuren 2 bis 4 verdeutlichen mögliche Anordnungen von Kontaktflächen K1 1 , K12, K21 , K31 , K32, K41 und
Ausnehmungen 61 , 63, 61 1 , 612, 631 , 632 auf einer Isolierstoffplatte 4. Die drei dargestellten Ausführungen weisen übereinstimmende Merkmale auf, die in den Figuren 2 bis 4 jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Selbstverständlich sind die drei Ausführungen rein beispielhaft zu verstehen; daher kann ein erfindungsgemäß ausgebildeter Schleifkontaktschalter auch einen deutlich abweichenden Aufbau aufweisen; insbesondere kann er sich in der Anzahl der Kontaktbahnen, der Kontaktflächen und der Ausnehmungen von den hier dargestellten Ausführungsbeispielen unterscheiden. Die Schleifkontaktschalter mit den in den Figuren 2 bis 4 skizzierten
Kontaktanordnungen bilden jeweils einen elektrischen Umpolschalter aus, der geeignet ist, die Drehrichtung eines elektrischen Motors M umzukehren.
Hierzu besitzen alle drei Ausführungen jeweils vier zueinander parallele Kontaktbahnen K1 , K2, K3, K4, von denen zwei Kontaktbahnen K1 , K3 jeweils zwei in Bewegungsrichtung der Schleifkontakte 1 a, 1 b, 2a, 2b, hintereinander angeordnete Kontaktflächen K1 1 , K12 bzw. K31 , K32 aufweisen. Die
Bewegung der Schleifkontakte 1 a, 1 b, 2a, 2b ist an die Verschiebung des Schleifkontaktträgers 3 gekoppelt und erfolgt hier in Längsrichtung der Kontaktbahnen K1 , K2, K3, K4. Der Begriff „Bewegungsrichtung der
Schleifkontakte" soll hier sowohl Vorwärts- als auch Rückwärtsverschiebungen des Schleifkontaktträgers 3 umfassen. Zwei weitere, zu den Kontaktbahnen K1 , K3 parallele Kontaktbahnen K2, K4 bestehen aus jeweils einer einzelnen, über den gesamten Bewegungsweg des Schleifkontaktträgers 3 ausdehnten Kontaktfläche K21 , K41 .
Der Schleifkontaktträger 3 haltert zwei Schleifkontaktfedern 1 , 2, die einstückig jeweils zwei elektrisch miteinander verbundene Schleifkontakte 1 a, 1 b bzw. 2a, 2b ausbilden. Jeder der Schleifkontakte 1 a, 1 b, 2a, 2b wird durch die Bewegung des Schleifkontaktträgers 3 an jeweils einer zugeordneten
Kontaktbahn K1 , K2, K3, K4 entlang geführt, wodurch nacheinander verschiedene Kontaktflächen K1 1 , K12, K21 , K31 , K32, K41 benachbarter Kontaktbahnen K1 , K2 bzw. K3, K4 über die Schleifkontaktfedern 1 , 2 elektrisch miteinander verbunden werden.
In den Kontaktbahnen K1 , K3, welche jeweils zwei hintereinander angeordnete Kontaktflächen K1 1 , K12 bzw. K31 , K32 aufweisen, befindet sich zwischen den Kontaktflächen K1 1 , K12 bzw. K31 , K32 jeweils mindestens eine, schräg zur Bewegungsrichtung des Schleifkontaktträgers 3 bzw. der daran befestigten Schleifkontakte 1 a, 1 b, 2a, 2b ausgerichtete Ausnehmung 61 , 63, 61 1 , 612, 631 , 632. In der Figur 2 sind zwei schlitzförmige Ausnehmungen 612, 631 erkennbar, die zwischen den Kontaktflächen K1 1 , K12 bzw. K31 , K32 der Kontaktbahnen K1 und K3 angeordnet sind. Die Längserstreckungen dieser Ausnehmungen 612, 631 sind in einem nicht senkrechten Winkel zur Betätigungsrichtung des Schleifkontaktträgers 3 ausgerichtet. Dabei sind die Ausnehmungen 612, 631 jeweils nahe einer Kontaktfläche K12, K31 angeordnet, deren benachbarter Randabschnitt 71 , 73 zumindest zum größten Teil dem Längsrand 81 , 83 der jeweiligen Ausnehmung 612, 631 parallel verläuft. Dies ist vorteilhaft, da so nur kleine Zwischenräume zwischen den Randabschnitten 71 , 73 der
Kontaktflächen K12, K31 und den Längsrändern 81 , 83 der Ausnehmungen 612, 631 vorhanden sind, auf denen sich leitendes Abriebmaterial auf der Isolierstoffplatte 4 ansammeln kann.
Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei Ausführungsvarianten des in der Figur 2 dargestellten Schleifkontaktschalters. In der Figur 3 sind statt jeweils einer einzigen Ausnehmung 612 bzw. 631 zwischen den Kontaktflächen K1 1 , K12 bzw. K31 , K32 jeweils zwei Ausnehmungen 61 1 , 612 bzw. 631 , 632, vorgesehen. Jeder der Kontaktflächen K1 1 , K12, K31 , K32 ist somit eine benachbarte Ausnehmung 61 1 , 612, 631 , 632 zugeordnet, die in geringem Abstand und zum jeweils größten Teil parallel zum benachbarten
Randabschnitts der zugehörigen Kontaktfläche K1 1 , K12, K31 , K32
angeordnet ist. Hierdurch wird der Materialabrieb aller Kontaktflächen K1 1 , K12, K31 , K32 noch besser abgeführt als im Ausführungsbeispiel der Figur 2. Die Figur 4 verdeutlicht, dass Ausnehmungen nicht unbedingt parallel zueinander ausgerichtet sein müssen, sondern dass die Ausnehmungen 61 , 63 den Kontaktbahnen K1 , K3 auch aufeinander zulaufend angeordnet sein können und darüber hinaus auch zu einer etwa v-förmigen Anordnung miteinander verbunden sein können. Hinsichtlich ihrer elektrischen Funktion sind die drei in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Kontaktanordnungen einander gleichwertig. Die Anordnungen der Kontaktflächen K1 1 , K12, K21 , K31 , K32, K41 sind in allen drei
Ausführungsformen so gestaltet, dass beim Umpolvorgang zunächst die elektrische Verbindung zwischen dem angeschlossenen elektrischen
Verbraucher M und dem Massepotential GND als erstes getrennt und als letztes geschlossen werden. Eine dazu geeignete Beschaltung des
Schleifkontaktschalters sei im Folgenden anhand der Figur 2 näher erläutert. Es sei angenommen, dass die Kontaktflächen K1 1 und K32 mit dem
Pluspotential + und die Kontaktflächen K12 und K31 mit dem Massepotential GND einer Gleichspannungsquelle fest verbunden sind. Als elektrischer Verbraucher ist hier ein Motor M dargestellt, dessen Drehrichtung durch den Umpolvorgang umgekehrt werden kann. Die Anschlüsse des Motors stehen in fester elektrischer Verbindung zu den Kontaktflächen K21 und K41 .
In der abgebildeten Stellung des Schleifkontaktträgers 3 sind einerseits über die Schleifkontaktfeder 1 die Kontaktflächen K1 1 und K21 und andererseits über die Schleifkontaktfeder 2 die Kontaktflächen K31 und K41 miteinander verbunden. An dem mit der Kontaktfläche K21 verbundenen Anschluss des Motors M liegt daher Pluspotential und an dem mit der Kontaktfläche K41 verbundenen Motoranschluss entsprechend Massepotential GND an.
Die Potentiale an den Kontaktflächen K21 und K41 , und damit die
Drehrichtung des Motors M, kann durch eine Verschiebung des
Schleifkontaktträgers 3 umgekehrt werden. Verschiebt man
Schleifkontaktträger 3 nach links, so wird durch die asymmetrische Anordnung der Kontaktflächen K1 1 , K12, K31 , K32 in der Position B2 zunächst die Verbindung zwischen den Kontaktflächen K31 und K41 getrennt, da an dieser Position B2 die Kontaktfeder 2a die Verbindung zur Kontaktfläche 31 verliert. Dabei wird der Stromfluss unterbrochen, wobei ein hier symbolisch angedeuteter Schaltfunken SF3 entsteht. Bei Weiterschieben des
Schleifkontaktträgers 3 wird an der Position A2 die Verbindung zwischen den Kontaktflächen K1 1 und K21 stromlos getrennt. Jenseits der Mittenposition 0 wird zunächst an der Position A1 die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen K31 und K41 hergestellt, wodurch der Motor M zunächst stromlos mit dem Pluspotential + verbunden ist. An der Position B1 wird durch Verbinden der Kontaktflächen K21 und K12 auch die Massepotentialverbindung zum Motor M geschlossen. Damit setzt der Stromfluss wieder ein, so dass nun an der Position B1 ein Schaltfunken SF1 entsteht.
Die Schaltfunken SF1 und SF3, die bei höheren Stromstärken unvermeidlich sind, entstehen hier immer an den Kontaktflächen K1 2, K31 , die
Massepotential GND führen. Dies ist vorteilhaft, da die mit den Schaltfunken SF1 , SF3 einhergehende schädliche Elektroerosion hauptsächlich Material an dem Kontakt mit dem positiverem Potential abträgt, was hier die massiveren Schleifkontakte 1 a, 2a sind, die gegen Kontaktabbrand widerstandsfähiger sind als die vergleichsweise materialarmen Kontaktflächen K12, K31 . Das Anliegen des Massepotentials GND an den den Stromfluss aus- bzw.
einschaltenden Kontaktflächen K12, K31 vermindert somit den
Kontaktabbrand. Der dennoch auftretende Materialabtrag wird von den zu den Kontaktflächen K12, K31 benachbarten Ausnehmungen 612, 631 bzw. 61 , 63 aufgenommen und kann so keine unerwünschten leitenden Verbindungen auf der Isolierstoffplatte 4 herstellen. Der Materialabtrag an den Kontaktflächen K1 1 , K32 mit Pluspotential + ist dagegen vernachlässigbar gering, das an diesen Stellen stets stromlos und damit ohne Schaltfunken ein und
ausgeschaltet wird. Bezugszeichen
1,2 Schleifkontaktfedern
1a, 1b, 2a, 2b Schleifkontakte
3 Schleifkontaktträger
4 Isolierstoffplatte
5 Kontaktelemente
61, 63, 611, 612, 631, 632 Ausnehmungen
71, 73 Randabschnitte (von Kontaktflächen) 81,83 Längsränder (von Ausnehmungen)
0 Mittenposition
A1, B1, A2, B2 Positionen
GND, + Potentialanschlüsse
GND Massepotentialanschluss
+ Pluspotentialanschluss
K1 , K2, K3, K4 Kontaktbahnen
K11, K12, K21, K31, K32, K41 Kontaktflächen
M Motor (elektrischer Verbraucher)
SF1, SF3 Schaltfunken

Claims

Patentansprüche
Schleifkontaktschalter mit Schleifkontakten (1 a, 1 b, 2a, 2b) und mehreren auf einer Isolierstoffplatte (4) aufgebrachten Kontaktflächen (K1 1 , K12, K21 , K31 , K32, K41 ), wobei mindestens zwei Kontaktflächen (K1 1 , K12; K31 , K32) in
Bewegungsrichtung der Schleifkontakte (1 a, 1 b, 2a, 2b) hintereinander angeordnet sind, und wobei die Isolierstoffplatte (4) zwischen mindestens zwei der in
Bewegungsrichtung der Schleifkontakte (1 a, 1 b, 2a, 2b) hintereinander angeordneten Kontaktflächen (K1 1 , K12; K31 , K32) eine schlitzartige Ausnehmung (61 , 63, 61 1 , 612, 631 , 632) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung (61 , 63, 61 1 , 612, 631 , 632) mit ihrer Längserstreckung schräg zur Bewegungsrichtung der Schleifkontakte (1 a, 1 b, 2a, 2b) ausgerichtet ist.
Schleifkontaktschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Randabschnitt (71 , 73) mindestens einer Kontaktfläche (K12, K31 ) größtenteils parallel zu einem Längsrand (81 , 83) einer benachbart angeordneten Ausnehmung (612, 631 ) ausgerichtet ist.
Schleifkontaktschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierstoffplatte (4) zwischen mindestens zwei der in Bewegungsrichtung der Schleifkontakte (1 a, 1 b, 2a, 2b) hintereinander angeordneten Kontaktflächen (K1 1 , K12; K31 , K32,) mindestens zwei schlitzartige
Ausnehmungen (61 , 63; 61 1 , 612; 631 , 632) aufweist.
4. Schleifkontaktschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierstoffplatte (4) mehrere zueinander parallel angeordnete
Kontaktbahnen (K1 , K2, K3, K4) trägt, die jeweils mindestens eine
Kontaktfläche (K1 1 , K12, K21 , K31 , K32, K41 ) aufweisen.
5. Schleifkontaktschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierstoffplatte (4) vier zueinander parallel verlaufende Kontaktbahnen
(K1 , K2, K3, K4) aufweist und dass zwei Schleifkontaktfedern (1 , 2) vorgesehen sind, die jeweils zwei elektrisch miteinander verbundene Schleifkontakte (1 a, 1 b; 2a, 2b) ausbilden, welche jeweils Kontaktflächen (K1 1 , K12, K21 ; K31 , K32, K41 ) von zwei Kontaktbahnen (K1 , K2; K3, K4) elektrisch miteinander verbinden können.
6. Schleifkontaktschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktschalter einen elektrischen Umpolschalter ausbildet. 7. Schleifkontaktschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Umpolschalter die Potentialanschlüsse (GND, +) einer
Gleichspannungsquelle mit den Anschlüssen eines elektrischen
Verbraucher (M) verbindbar sind, wobei Kontaktflächen (K1 1 , K12, K21 , K31 , K32, K41 ) eine asymmetrische Anordnung derart ausbilden, dass bei einer Verschiebung der Schleifkontakte (1 a, 1 b, 2a, 2b) die Verbindungen der die Potentialanschlüsse (GND, +) der Gleichspannungsquelle mit den Anschlüssen des elektrischen Verbrauchers (M) in einer definierten
Reihenfolge zeitlich nacheinander hergestellt werden. 8. Schaltungsanordnung mit einem Schleifkontaktschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Potentialanschlüsse (GND, +) der Gleichspannungsquelle und der elektrische Verbraucher (M) derart mit den Kontaktflächen (K1 1 , K12, K21 , K31 , K32, K41 ) des
Schleifkontaktschalters verbunden sind, dass der Massepotentialanschluss (GND) der Gleichspannungsquelle zeitlich nach dem
Pluspotentialanschluss (+) mit dem elektrischen Verbraucher verbunden wird und dass der Massepotentialanschluss (GND) zeitlich stets vor dem Pluspotentialanschluss (+) vom elektrischen Verbraucher (M) getrennt wird.
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