DE1590984C - Elektrische Schalteinrichtung - Google Patents

Description

stände der Kammeinschnitte in die Federvorspannung ein. Auch für die Ausgangslage der Kontaktfedern ist die Maßgenauigkeit einer Mehrzahl von gegeneinander versetzt angeordneten Flächen und Kanten der Schalteinrichtung maßgebend, so daß auch hier eine umständliche Einzeljustierung in der Praxis unvermeidbar ist.

Entsprechendes gilt auch für eine aus der deutschen Patentschrift 972 072 bekannte Schalteinrichtung, bei der eine Mehrzahl von Kontaktfedern mit je einer besonderen Anlagekante in Berührung steht. Die Maß- und Lagetoleranzen dieser verschiedenen Anlagekanten gegeneinander machen hier ebenfalls eine Einzeljustierung der Kontaktfedern hinsichtlich ihrer Vorspannung erforderlich.

Im Ergebnis das gleiche ist endlich für eine aus der französischen Patentschrift 1 088 599 bekannte Schalteinrichtung festzustellen. Auch hier sind Isolierkämme mit die Lage entsprechender Kontaktfedern bestimmenden Einschnitten vorgesehen, deren Maßtoleranzen wiederum eine Einzeljustierung der

t Kontaktfedern erforderlich machen.

ί Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung einer Drahtfeder-Kontaktanordnung, bei der eine übereinstimmende Vorspannung mehrerer Drahtfeder-Schaltkontakte konstruktiv gewährleistet und damit eine Einzeljustierung dieser Schaltkontakte entbehrlich gemacht werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich bei einer Schalteinrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch, daß die Drahtfeder-Schaltkontakte zwischen den Klemmflächen der beiden Halteglieder eingespannt sind und sich im Ruhezustand von den Haltegliedern ausgehend in einer ersten gemeinsamen Ebene erstrecken und daß für einen Satz von Drahtfeder-Schaltkontakten ein einziges, gemeinsames und fest angeordnetes Ablehkglied vorgesehen ist, welches im Bereich der Längenausdehnung der Drahtfeder-Schaltkontakte an diesem angreift und die freien Enden der Drahtfeder-Schaltkontakte gleichförmig mit im wesentlichen überstimmenden Kräften aus der ersten gemeinsamen Ebene gegen eine zweite gemeinsame Ebene und zum Angriff an den entsprechenden

Festkontakten ausbiegt.

Auf diese Weise lassen sich im wesentlichen übereinstimmende Vorspannkräfte an den einzelnen Federn erzielen, ohne daß eine Einzeljustierung und Verformung der Drahtfeder erforderlich wäre, weil das Ablenkglied mit einer ohne weiteres in hoher Maßgenauigkeit herstellbaren, geraden und für alle Drahtfedern gemeinsamen Anlagekante versehen werden kann. Auch die Ausrichtung einer solchen gemeinsamen, geraden Anlagekante in bezug auf die gemeinsame Ausgangsebene der Drahtfedern bereitet in der Praxis keine Schwierigkeiten, so daß also die übereinstimmende Federvorspannung von vornherein verwirklicht werden kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann mit Vorteil auch für mehrere Sätze von Drahtfeder-Schaltkontakten angewendet werden. Hierbei kann beispielsweise von einer Ausführung ausgegangen werden, bei der ein innerhalb eines Tragkörpers auf der einen Seite außenliegendes erstes Halteglied, ein innerhalb des Tragkörpers innenliegendes zweites Halteglied und eine innerhalb des Tragkörpers auf der anderen Seite außenliegendes drittes Halteglied vorgesehen ist, welch letzteres ebenfalls eine Klemmfläche aufweist, die einer zusätzlichen Klemmfläche des zweiten Haltegliedes zugeordnet ist. Hierbei wird dann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein zweiter Satz von Drahtfeder-Schaltkontakten zwischen der zusätzlichen Klemmfläche des innenliegenden zweiten Haltegliedes und der Klemmfläche des außenliegenden dritten Haltegliedes in einer für diesen Kontaktfedersatz gemeinsamen ersten Ebene eingespannt, während auch für den zweiten Satz von Drahtfeder-Schaltkontakten ein einziges, gemeinsames und fest angeordnetes Ablenkglied vorgesehen ist, welches im Bereich der Längenausdehnung der Drahtfeder-Schaltkontakte an diesen angreift und die freien Enden der Drahtfeder-Schaltkontakte gleichförmig mit im wesentlichen übereinstimmenden Kräften aus ihrer ersten gemeinsamen Ebene gegen eine zweite gemeinsame Ebene und zum Angriff an den entsprechenden Fesikontakten ausbiegt.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Schalteinrichtung vorteilhaft so ausgebildet werden, daß in dem außenliegenden Halteglied und in dem innenliegenden Halteglied im Bereich ihrer benachbarten Klemmflächen miteinander fluchtende Aussparungen vorgesehen sind, die mit den entsprechenden Drahtfeder-Schaltkontakten verbundene Tragelemente aufnehmen. Auf diese Weise läßt sich jeweils ein Satz von Drahtfedern mit einem gemeinsamen Tragelement verbinden und so als Baueinheit in einem einzigen Arbeitsgang zwischen die zugehörigen Halteglieder einsetzen, deren Klemmflächen und Anlagekante dann in der erwähnten Weise für die gewünschte gleichmäßige Vorspannung sorgen.

Die Erfindung wird weiter an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Hierin zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Relais mit einer erfindungsgemäßen Anordnung von . Drahtfeder-Schaltkontakten,

F i g. 2 einen Teilquerschnitt eines Relais nach Fig. 1, ^:

.Fig. 3 einen Längsschnitt der Kontaktanordnung des Relais nach Fig. 1 in einem bezüglich dieser Darstellung entgegengesetzten Schaltzustand,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht eines Satzes von durch ein Tragelement verbundenen Drahtfeder-Schaltkontakten,

Fig. 5 einen Teilquerschnitt des Relais entsprechend der in Fig. 1 durch die Linie5-5 bezeichneten Linie und

F i g. 6 eine Diagrammdarstellung der Häufigkeitsverteilung der Kontaktkraft für eine größere Anzahl von erfindungsgemäß ausgebildeten Kontaktanordnungen.

Das dargestellte Relais umfaßt gemäß F i g. 1 eine insgesamt mit 20 bezeichnete Kontaktanordnung und einen Schaltantrieb 60. Die Kontaktanordnung umfaßt ein inneres Halteglied 22 und zwei äußere Halteglieder 23 bzw. 24. Diese Halteglieder bestehen aus Isolierstoff. Die Halteglieder 23 und 24 sind übereinstimmend ausgebildet und je einem Satz von Drahtfeder Schaltkontakten zugeordnet.

Wie F i g. 3 zeigt, ist das Halteglied 23 langgestreckt ausgebildet und umfaßt ein Ablenkglied 25 sowie einen Vorsprung 26, die sich an der gleichen Längsseite, jedoch an entgegengesetzten Enden des Haltegliedcs 23 befinden. Das Halteglied 25 läuft in eine Kante 27 aus, während der Vorsprung 26 eine entsprechend orientierte Klemmfläche 29 mit einer

taschenförmigen Ausnehmung 28 aufweist. Die Kante 27 ist derart ausgebildet, daß sie quer zum Halteglied 23 um ein größeres Maß nach innen greift als die Klemmfläche 29. Das Halteglied 22 umfaßt zwei Aussparungen 31 und 32 in entgegengesetzten Klemmflächen 33 bzw. 35 dieses Haltegliedes. In das Halteglied 22 ist gemäß F i g. 3 ein Satz von Festkontaktfedern 37 eingeformt. Zweckmäßig ragen die Festkontaktfedern 37 an beiden Seiten über das Halteglied 22 hinaus. Die Festkontaktfedern 37 können z. B. aus einer Kupfer-Nickellegierung bestehen. Ein Ende einer jeden Festkontaktfeder ist mit einem Paar von gegenüberliegenden Festkontakten 38 und 39 versehen, die z. B. aus einem Edelmetall bestehen können.

Gemäß F i g. 3 ist jeder Festkontaktfeder 37 ein Paar von Drahtfeder-Schaltkontakten 40 und 41 zugeordnet. Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Satz von Drahtfeder-Schaltkontakten 40 in ein Tragelement 42 eingebettet, wodurch eine kammartige Anordnung entsteht. Entsprechend ist ein Satz von Drahtfeder-Schaltkontakten 41 in ein Tragelement 43 eingebettet.

Die Drahtfeder-Schaltkontakte 40 und 41 sind zwischen dem inneren Halteglied 22 und jeweils einem der äußeren Halteglieder 23, 24 festgeklemmt. Nach F i g. 3 ist das Tragelement 42 in eine Aussparung 31 des Haltegliedes 22 und in einer damit fluchtenden Aussparung 28 des Haltegliedes 23 zentriert. Die Aussparungen 28 und 31 bilden so zusammen eine allseitig arretierende Aufnahme 44 für das Tragelement 42. Entsprechendes gilt für die andere Seite des Haltegliedes 22 mit der Aussparung 32 in bezug auf das Tragelement 43 mit den Drahtfeder-Schaltkontakten 41. Auf diese Weise sind alle Drahtfeder-Schaltkontakte und die Festkontakte in definierter Lage festgelegt. Ferner sind alle Abweichungen der Drahtfedern eines Satzes von einer gemeinsamen Ebene, z. B. 45, durch die Einspannung zwischen den Haltegliedern 22 und 23 ausgeschlossen.

Gemäß F i g. 3 ist die Ebene 45 parallel zu einer weiteren Ebene 46 angeordnet, in der die Längsachse der Festkontaktfedern 37 liegen. Zwischen den Ebenen 45 und 46 ist noch eine weitere Ebene 47 angedeutet, welche die Kante 27 des Ablenkgliedes 25 berührt.

Nach F i g. 3 ist ein freies Ende 48 eines jeden Drahtfeder-Schaltkontaktes 40 aus der gemeinsamen Ebene 45 abgebogen und verläuft über die Kante 27 zu einer Ruhestellung am zugehörigen Festkontakt 38. Die Biegelinie der Drahtfedern entspricht dabei derjenigen eines an beiden Enden eingespannten bzw. abgestützten und dazwischen durch Querbelastung beanspruchten Balkens. Wenn das freie Ende 48 vom Festkontakt 38 unbeeinflußt ist, so nimmt dieses Ende unter dem Einfluß der Ausbiegung eine Lage entsprechend Linie 49 in F i g. 3 ein. Wenn ferner die freien Enden der übrigen im Tragelement 42 eingebetteten Drahtfedern ohne Abstützung sind, so werden diese von der Kante 27 in entsprechender Weise abgebogen. Da die Klemmflächen 29 und 33 alle Drahtfedern in der gmeinsamen Ebene 45 festhalten, so ist die von der Kante 27 in den Drahtfedern hervorgerufene Ausbiegung im wesentlichen für alle in einem Tragkörper 42 eingebettete Drahtfedern dieselbe. Infolgedessen liegen alle Drahtfedern zwangläufig in einer gemeinsamen Ebene entsprechend der Linie 49 in F i g. 3, wenn die freien Enden der Federn ohne Abstützung sind. Der Anfangspunkt der Krümmung liegt daher bei allen Gegenkontaktfedern in einer gemeinsamen Ebene, wenn Berührung mit einer zugehörigen Festkontaktfeder und anschließend Abbiegung an der Kante 27 eintritt. Infolgedessen enthält jede Drahtfeder in ihrer von der Linie 49 unter dem Einfluß der zugehörigen Festkontaktfeder abweichenden Biegestellung die gleiche gespeicherte, elastische Verformungsenergie. Die auftretenden Abweichungen der Kontaktkraft von einem Mittelwert

ίο der Kontaktkraft bzw. Vorspannung bleiben daher ■ in geringen Grenzen.

Versuche mit der beschriebenen Schalteinrichtung haben gezeigt, daß die Kontaktkraft ohne weiteres in Grenzen von 8 bis 12 Gramm gehalten werden kann. F i g. 6 zeigt in Diagrammform die Häufigkeitsverteilungen der Kontaktfedern einer Anzahl von erfindungsgemäßen Schalteinrichtungen über der Kontaktkraft P, gemessen in Gramm. Der angegebene Bereich χ von 8 bis 12 Gramm wird dabei ersichtlieh nicht überschritten.

Alle Drahtfeder-Schaltkontakte stehen in Wirkverbindung mit dem Schaltantrieb 60, und zwar mittels einer Steuerscheibe 50, die zwei Anschlagkanten 51 und 52 für die Drahtfeder-Schaltkontakte aufweist. In der Schaltstellung nach F i g. 2 steht die Anschlagkante 51 in Berührung mit den Drahtfeder-Schaltkontakten 41 des Tragelementes 42, während die Anschlagkante 52 den Drahtfeder-Schaltkontakten 40 des Tragelementes 52 zugeordnet, jedoch ohne Berührung mit diesem ist. In der Schaltstellung nach Fig. 1 steht die Steuerscheibe 50 dagegen infolge entsprechender Bewegung des Schaltanmebs in berührung mit den Drahtfeder-Schaltkontakten 40.

Der Schaltantrieb 21 nach F i g. 1 umfaßt einen Magneten mit Anker 61 und Erregerwicklung 62. Der Kern des Magneten umfaßt zwei Schenkel 63 und 64, die in keilförmig zugespitzte Endabschnitte auslaufen. Letztere liegen in einer gemeinsamen Ebene 65 gemäß Fig. 1.

Der Anker 61 ist L-förmig ausgebildet und umfaßt einen längeren Schenkel 66 sowie einen kürzeren Schenkel 67. Die Erregerwicklung 62 mit Spulenkörper 68 sitzt auf dem Schenkel 64 des Magnetkerns. Die Schenkel 66 und 67 des Ankers sind ebenfalls keilförmig ausgebildet und liegen in einer gemeinsamen Ebene 69 gemäß Fig. 1. Der Anker 61 ist mit dem Magnetkern durch eine Gelenkfeder 70 verbunden, deren eines Ende mit dem kürzeren Schenkel 63 des Magnetkerns und deren anderes Ende mit dem längeren Schenkel 66 des Ankers 61 verbunden ist. Im angezogenen Zustand des Relais liegen sämtliche Keilflächen von Anker und Magnetkern in der gemeinsamen Ebene 65. Beide Teile bilden dabei einen geschlossenen Magnetflußweg durch die Erregerwicklung 62.

Am längeren Schenkel 66 des Ankers 61 ist ein Bügel 71 angebracht, der nach F i g. 2 zwei seitliche Hakenabschnitte 72 und 73 zum Angriff an der Steuerscheibe 50 aufweist. Am entgegengesetzten, in den gezeigten Darstellungen oberen Ende der Steuerscheibe 50 greift eine Rückstellfeder 74 an, die entgegengesetzt zur Anzugsbewegung des Ankers 61 wirkt und am äußeren Halteglied 23 befestigt ist.
Durch Erregung des Schaltantriebes 60 wird die Steuerscheibe 50 mittels des Bügels 71 abwärts gezogen, wobei gemäß F i g. 3 die über die Anschlagkante 51 hinausragenden Drahtfeder-Schaltkontakte 41 abgebogen und von den Festkontakten 39 ge-

trennt werden. Andererseits greifen die Drahtfeder-Schaltkontakte 40 nun ohne Berührung über die Anschlagkante 52 und treten in Verbindung mit den jeweils zugehörigen Festkontakten 38.

Dadurch werden im Sinn der Arbeitsweise des Relais als Umschalter die Stromkreise über die Drahtfeder-Schaltkontakte 40 und die Festkontaktfedern 37 geschlossen.

Nach Entregung des Schaltantriebes 21 zieht die Rückstellfeder 74 die Steuerscheibe 50 aufwärts, wobei der Bügel 71 den Anker 61 an der Gelenkfeder 70 aufwärts schwenkt. Hierbei hebt die Anschlagkante 52 die Drahtfeder-Schaltkontakte 40 von den

Federkontakten 38 ab, während die Anschlagkante 51 nunmehr die Berührung zwischen den Drahtfeder-Schaltkontakten 41 und den Festkontakten 39 freigibt (Fig. 1).

Es werden also nun umgekehrt die Stromkreise über die Festkontaktfedern 37 und die Drahtfeder-Schaltkontakte 40 unterbrochen, die Stromkreise über die Drahtfeder-Schaltkontakte 41 und die Festkontaktfedern 37 dagegen geschlossen. Das Relais

ίο bildet also einen Umschalter mit einer kontaktgebenden Ruhestellung. Die gezeigte Vorrichtung stellt eine vorteilhafte Ausführung eines Kleinrelais mit geringen Abweichungen der Kontaktkraft dar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 582/239

Claims (3)

1 2

gesehen sind, die mit den entsprechenden Draht-Palentansprüche: feder-Schaltkontakten (40 ' bzw. 41) verbundene

Tragelcmente (42 bzw. 43) aufnehmen.
1. Elektrische Schalteinrichtung mit einer

Mehrzahl von zueinander parallel in einer ge- 5

meinsamen Ebene angeordneten Festkontakten,

einer gleichen Anzahl von ebenfalls zueinander Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinparalle! und in einer gemeinsamen Ebene an- richtung mit einer Mehrzahl von zueinander parallel geordneten sowie entsprechenden Fesikontakten in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Festkonfluchtend zugeordneten Drahtfeder-Schallkon- io takten, einer gleichen Anzahl von ebenfalls zueinander takten und mit einem Betätigungsglied für die parallel und in einer gemeinsamen Ebene angeordne-Schallbewegung der Drahlfeder-Sclialtkontakte in ten sowie entsprechenden Festkoniakten fluchtend bezug auf die Festkontakt, wobei ein erstes zugeordneten Drahtfeder-Sclialtkontakteh und mit Halteglied mit einer Klemmfläche sowie ein zwei- einem Betätigungsglied für die Schaltbewegung der les Halteglied vorgesehen ist, welch letzteres eine 15 Drahtfeder-Schaltkontakte in bezug auf die Festkonan der Klemmfläche des ersten Haltegliedes an- takte, wobei ein erstes Halteglied mit einer Klemmgeordnete Klemmftäche aufweist und wobei die fläche sowie ein zweites Halteglied vorgesehen ist, Festkontakte von dem zweiten Halteglied aus vor- welch letzteres eine an der Klemmfläche des ersten stehend angeordnet sind, dadurch gekenn- Haltegliedcs angeordnete Klemmfläche aufweist und zeichnet, daß die Drahtfeder-Schaltkontakte 20 wobei die Festkontakte von dem zweiten Halteglied (40) zwischen den Klernmflächen der beiden aus vorstehend angeordnet sind.
Halteglieder eingespannt sind und sich im Ruhe- Elektrische Schalteinrichtungen mit Drahtfederzustand von den Haltegliedern ausgehend in einer Schallkontaktcn, die in einer gemeinsamen Ebene parersten gemeinsamen Ebene (45) erstrecken und allel nebeneinander angeordnet sind und mit zudaß für einen Satz von Drahtfeder-Schallkontak- 25 gehörigen, ebenfalls parallel in einer Ebene angeordten ein einziges, gemeinsames und fest angeord- ncten Festkontakten in Wirkverbindung treten könnetes Ablcnkglied (25) vorgesehen ist, welches im nen, sind z. B. aus der deutschen Patentschrift Bereich der Längenausdehnung der Drahtfeder- 1 015 537 bekannt. Wie allgemein bei elektromecha-Schaltkontakte an diesen angreift und die freien nischcn Schalteinrichtungen muß auch hier die AnEnden der Drahtfeder-Schaltkontakle gleichför- 30 preßkraft zwischen den miteinander in Berührung tremig mit im wesentlichen übereinstimmenden Kräf- tenden Kontakten, d. h.. die Konlaklkraft, innerhalb ten aus der ersten gemeinsamen Ebene (45) gegen vorgegebener Grenzen gehallen werden. Hierfür wie eine zweite gemeinsame Ebene (49) und zum An- auch für die Einhaltung eines übereinstimmenden griff an den entsprechenden Fesikontakten (38, Schaltzeitpunkles bei mehreren innerhalb einer 39) ausbiegt. 35 Schalteinrichtung parallel betätigten Kontakten ist

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, bei der eine in entsprechend engen Grenzen übercinein innerhalb eines Tragkörpers auf der einen stimmende Vorspannung der parallel durch das Be-Seilc außenliegendes erstes Halteglied, ein inner- tätigungsglied beaufschlagten Konlaktfedern in ihrer halb des Tragkörpers inncnliegendes zweites Ruhelage. Zur Einhaltung einer solchen Vorspan-Halleglied und ein innerhalb des Tragkörpers auf 40 nung bei einer Mehrzahl von Konlaktfedern ist bisder anderen Seite außenliegcndes drittes Halte- her im allgemeinen eine Justierung der einzelnen glied vorgesehen ist, welch letzteres ebenfalls eine Kontaktfedern durch entsprechende Verformung mit Klemmfläche aufweist, die einer zusätzlichen anschließender Messung und Kontrolle der Vorspan-Klemmfläche des zweiten Haltegliedcs zugeord- nung bzw. Kontaklkraft notwendig. Hierdurch ist ein net ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiler 45 zusätzlicher Herstellungsaufwand bedingt. Problema-Satz von Drahtfeder-Schaltkontaklen (41) zwi- lisch gestaltet sich die Justierung vor allem bei verschen der zusätzlichen Klemmfläche (35) des gleichsweise harten, d. h. kurzen bzw. dicken Konlaklinnenlicgenden zweiten Hallegliedcs (22) und der federn, bei denen sich bereits geringfügige Maßlole-Klemmflache des außenliegcndcn dritten Halte- ranzen und Verformungsabweichungen in einer stargliedes (24) in einer für diesen Kontaktfedersatz 50 kcn Änderung der Vorspannung bzw. Kontaklkraft gemeinsamen ersten Ebene eingespannt ist und bemerkbar machen.

daß auch für den zweiten Salz von Drahtfeder- Eine Schalteinrichtung mit in einer gemeinsamen

Schallkontaklcn (41) ein einziges, gemeinsames Ebene übereinander angeordneten Festkontakten und und fest angeordnetes Ablenkglicd vorgesehen ist, Schaltkonlaklen ist weiter auch aus der deutschen welches im Bereich der Längenausdehnung der 55 Patentschrift 676 355 bekannt, wobei jedoch für Drahlfeder-Schaltkonlaktc an diesen angreift und jeden Schallkoniakt eine , besondere Anlagekante die freien finden der Drahlfcder-Schallkontakte od. dgl. an einem Vorspannglied erforderlich ist. Die gleichförmig mit im wesentlichen übercinstim- unvermeidlich vergleichsweise großen Maßtoleranzen tuenden Kräften aus ihrer ersten gemeinsamen solcher mehr oder weniger kompliziert ausgebildeten Ebene gegen eine zweite gemeinsame Ebene und 60 und gegeneinander versetzt angeordneten Anlagekanzum Angriff an den entsprccehnden Fcslkoniuk- ten macht auch hier eine Einzeljuslierung der Konten (37, 38) ausbiegt. laktfedern mit Hilfe Von Justierschrauben für die ein-

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 cider 2, zclncn Federn erforderlich.

dadurch gekennzeichnet, daß in dem außenlie- Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 956 605

gendcn Halteglied (23 bzw. 24) und in dem 65 eine Schalteinrichtung mit einem Isolierkamm be-

innciiliegenden Halteglied (22) im Bereich ihrer kannt, der eine Mehrzahl von Einschnitten für je

benachbarten Kleniiiiflächen milciander fluch- eine der übereinander angeordneten Kontaktfedern

lcndc Ausparungen (28 und 31 bzw. 32) vor- aufweist. Bei einer solchen Ausbildung gehen die Ab-