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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schnappschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Schnappschalter sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und weisen in der Regel ein Gehäuse, eine zwei Schaltstellungen aufweisende, über einen Betatigungsstößel schaltbare Kontaktbrucke zum elektrischen Verbinden von Festkontakten, insbesondere mindestens einem ersten Kontaktpaar in der ersten Schaltstellung und mindestens einem zweiten Kontaktpaar in der zweiten Schaltstellung auf. An einem Betätigungselement und dem Betätigungsstößel stützen sich im Wesentlichen symmetrisch unter Vorspannung zwei Schnappfedern ab, deren Wirklinien vom dem Betätigungselement derart verschiebbar sind, dass der Betätigungsstößel von der ersten Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstößel im Wesentlichen in Ruhestellung befindet, in die zweite Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstoßel im Wesentlichen in der Betätigungsstellung befindet, umschnappbar ist.
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Schnappschaltern ist gemeinsam, dass sie mit einer bistabilen Schnappfederanordnung arbeiten, die eine schnelle Schaltbewegung bei Überschreiten eines bestimmten Schaltpunktes zur Folge hat. Durch diese schnelle Umschaltbewegung sollen Überschläge und somit Beschädigungen der Kontaktelemente minimiert werden. Zur Bereitstellung dieser Funktion spielt es keine Rolle, ob die Federarme einteilig mit der Kontaktbrucke ausgebildet oder als separate Bauelemente ausgestaltet sind.
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Ein aus dem Stand der Technik bekannter Schnappschalter ist in 9 dargestellt.
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Der gezeigte Schnappschalter weist ein im Querschnitt rechteckiges Gehäuse 1 auf, das zur Aufnahme der einzelnen Bauelemente des Schnappschalters dient. Mittig in dem Gehäuse 1 ist ein Betätigungsstößel 2 angeordnet, der im Inneren des Gehäuses 1 eine Anschlagstufe aufweist, die in Ruhestellung des Betätigungsstößels 2 an einer Innenseite einer Wandung des Gehäuses 1 anliegt. Der Betätigungsstoßel 2 wird durch eine Druckfeder 4 nach oben in seine Ruhestellung gedrückt, sodass die Anschlagstufe 3 sicher zur Anlage kommt. Dabei ist der Betätigungsstoßel 2 in einer hulsenartigen Aufnahme im Bereich der Druckfeder 4 und an einem der Druckfeder 4 gegenüberliegenden Ende in einer Ausnehmung des Gehäuses 1 geführt.
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Etwa auf Hohe der Hälfte einer innerhalb des Gehäuses 1 befindlichen Längserstreckung des Betätigungsstößels 2 weist dieser zwei diametral, d.h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel spiegelbildlich gegenüberliegend ausgebildete Aufnahmekerben 7 auf, die jeweils zum einseitigen Abstützen von jeweils einer V-förmig gebogenen Schnappfeder 8, 9 ausgebildet sind. Über die Schnappfedern 8, 9 ist ein Kontaktträger 10 am Betätigungsstößel 2 unter Vorspannung gehalten.
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Das jeweils andere Ende der Schnappfedern 8, 9 ist jeweils in einer Aufnahmekerbe 11, 12 eines isolierenden Distanzstückes 13, 14 aufgenommen. Die Distanzstücke 13, 14 halten einen oberen Kontaktarm 15 und einen unteren Kontaktarm 16 parallel zueinander ausgerichtet und zueinander beabstandet. Die Kontaktarme 15, 16 sind in Draufsicht gesehen etwa O-förmig. Die Halterung erfolgt dadurch, dass die Schnappfedern 8, 9 unter Vorspannung zwischen dem Betätigungsstößel 2 und den Distanzstücken 13, 14 angeordnet sind, so dass die Distanzstücke 13, 14 gegen die Kontaktarme 15, 16 gedrückt werden und diese somit in ihrer Position festlegen.
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Die Kontaktarme 15, 16 weisen endseitig angeordnete Kontaktbereiche 17, 18, 19, 20 auf, wobei den an den Kontaktarmen 15, 16 angeordneten Kontaktbereichen 17, 18, 19, 20 jeweils gegenüberliegend angeordnete Festkontakte 21, 22, 23, 24 zugeordnet sind, sodass jeweils ein Kontaktarm 15, 16 in der Betätigungsposition und der andere Kontaktarm 16, 15 in der Ruheposition des Schnappschalters die ihm zugeordneten Festkontakte 21, 22, 23, 24 kontaktiert und elektrisch leitend miteinander verbindet.
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Einem ersten Kontaktbereich 17 ist ein erster Festkontakt 21 und einem zweiten Kontaktbereich 18 ein zweiter Festkontakt 22 zugeordnet. Der erste Festkontakt 21 und der zweite Festkontakt 22 sind damit durch die obere Kontaktbrucke 15 elektrisch miteinander verbindbar und bilden ein erstes Kontaktpaar. Analog ist einem dritten Kontaktbereich 19 ein dritter Festkontakt 23 und einem vierten Kontaktbereich 20 ein vierter Festkontakt 24 zugeordnet, sodass der dritte Festkontakt 23 und der vierte Festkontakt 24 durch die untere Kontaktbrucke 16 elektrisch miteinander verbindbar sind und ein zweites Kontaktpaar bilden.
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Da es bei derartigen Schnappschaltern aufgrund thermischer Überbelastung der Kontaktstellen zu einem unerwünschten Verschweißen der Kontaktbereiche der Kontaktarme mit den Kontakten der Kontaktpaare, also den Festkontakten, kommen kann, sind in einigen Anwendungsfällen Hebelelemente für eine Zwangsöffnung vorgesehen. Die Norm DIN EN 60947-5-1 schreibt in Anhang K für normgemäße Schnappschalter zusätzlich zum Schnappfedermechanismus eine solche starre, formschlüssige Zwangsöffnung vor, damit aus sicherheitstechnischen Gründen beim Betätigen des Betätigungselements des Schnappschalters die Ruhekontaktstellung zuverlässig geöffnet wird. Diese Zwangsöffnung ist in der Lage, durch Uberstrom verschweißte Kontaktstellen durch entsprechende Kraftaufbringung zu öffnen. Diese Hebelelemente sind meist über den Schaltstößel schwenkbar sowie mit einem Ende dem Kontaktträger oder den Kontaktarmen anlegbar und fuhren bei ausreichender Krafteinleitung am Schaltstößel zu einem Abdrücken der Kontaktbereiche von den Kontaktpaaren und somit zu einem zwanghaften Öffnen der Schaltstellung. Um eine der Schaltstellungen als Ruhestellung auszuführen, kann, wie im gezeigten Beispiel aus 9 ein zusätzliches Federelement in dem Schnappschalter derart integriert sein, dass die Lage des Kontaktträgers in der Ruhestellung durch die Kraftwirkung des Federelements stabilisiert wird.
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Die bekannten Schnappschalter sind bereits sehr zuverlässig und für sicherheitskritische Anwendungen einsetzbar. Es wird jedoch als nachteilig empfunden, dass diese durch unterschiedliche Effekte elektrisch ausfallen können, d.h. dass von den Kontaktarmen eine leitende Verbindung zwischen den Festkontakten nicht oder nur unzureichend hergestellt wird. Grunde für einen solchen Ausfall können unter anderem zu hohe Kontaktwiderstände aufgrund von Ablagerungen von Verschmutzungen oder Abbrand auf den Kontakten, Brüche der Schnappfedern oder der Kontaktbrücke aufgrund mechanischer und/oder thermischer Belastungen sein.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bekannten Schnappschalter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch einen Schnappschalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
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Ein erfindungsgemäßer Schnappschalter weist ein Gehäuse, einen zwei Schaltstellungen aufweisenden Betätigungsstößel mit wenigstens einer Kontaktbrücke zum elektrischen Verbinden von mindestens einem ersten Kontaktpaar in einer Schaltstellung und mit sich an einem Betätigungselement und dem Betatigungsstößel im Wesentlichen symmetrisch unter Vorspannung abstützenden Schnappfedern, deren Wirklinien von dem Betätigungselement derart verschiebbar sind, dass der Betätigungsstößel von einer ersten Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstößel im Wesentlichen in Ruhestellung befindet, in eine zweite Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstößel im Wesentlichen in der Betätigungsstellung befindet, umschnappbar ist, wobei der Schnappschalter ferner eine Zwangsöffungsanordnung aufweist, mittels derer ein Umschalten wenigstens von der ersten in die zweite Schaltstellung bei Uberschreiten einer Zwangsöffnungskraft auf das Betatigungselement erzwungen wird, wobei die wenigstens eine Kontaktbrücke einenends und anderenends jeweils wenigstens zwei Kontaktpunkte zur elektrisch parallelen Kontaktierung des ersten Kontaktpaars aufweist, wobei jeder der Kontaktpunkte derart ausgelegt ist, eine elektrische Nennleistung des Schnappschalters vollständig zu schalten.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine elektrische und mechanische Redundanz geschaffen, sodass selbst bei einem Ausfall von bis zu zwei Kontaktpunkten eine Verfügbarkeit des Schnappschalters weiterhin gegeben ist. Die Kontaktbrücke kann mittels elektrisch und mechanisch paralleler elektrischer Leiter realisiert sein, wobei auf diese Weise bei bspw. zwei parallelen elektrischen Leitern der elektrische oder mechanische Ausfall eines der Leiter, d.h. vorliegend der beiden diesem Leiter zugeordneten Kontaktpunkte kompensiert werden kann.
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Der Schnappschalter kann als Öffner oder als Schließer ausgebildet sein, wobei durch die Ruhestellung des Betätigungsstößels definiert wird, ob es sich um einen normally closed Kontakt, also einen Öffner, oder einen normally open Kontakt und damit einen Schließer handelt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schnappschalter zwei Kontaktbrücken zum elektrischen Verbinden von mindestens dem ersten Kontaktpaar und mindestens einem zweiten Kontaktpaar auf, wobei auch die Kontaktpunkte der zweiten Kontaktbrücke derart ausgelegt sind, eine elektrische Nennleistung des Schnappschalters vollständig zu schalten.
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Durch zwei Kontaktbrücken kann ein Doppelöffner oder ein Doppelschließer realisiert werden.
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Ist der Schnappschalter so ausgebildet, dass in der ersten Schaltstellung das erste Kontaktpaar und in der zweiten Schaltstellung das zweite Kontaktpaar verbunden ist, so ist der Schnappschalter je nachdem, welche Festkontakte von außen kontaktiert werden, ein Offner, oder ein Schließer realisiert.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schnappschalter ein Gehäuse, einen zwei Schaltstellungen aufweisenden Betätigungsstoßel mit wenigstens zwei Kontaktbrücken zum elektrischen Verbinden von mindestens einem ersten Kontaktpaar in der ersten Schaltstellung und mindestens einem zweiten Kontaktpaar in der zweiten Schaltstellung und mit sich an einem Betatigungselement und dem Betatigungsstößel im Wesentlichen symmetrisch unter Vorspannung abstützenden Schnappfedern, deren Wirklinien von dem Betätigungselement derart verschiebbar sind, dass der Schaltstößel von der ersten Schaltstellung, in der sich der Betatigungsstoßel im Wesentlichen in Ruhestellung befindet, in die zweite Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstößel im Wesentlichen in der Betätigungsstellung befindet, umschnappbar ist, wobei der Schnappschalter ferner eine Zwangsöffungsanordnung aufweist, mittels derer ein Umschalten von der ersten in die zweite Schaltstellung bei Uberschreiten einer Zwangsöffnungskraft auf das Betätigungselement erzwungen wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die wenigstens zwei Kontaktbrücken einenends und anderenends jeweils wenigstens zwei Kontaktpunkte zur elektrisch parallelen Kontaktierung des ersten Kontaktpaars in der ersten Schaltstellung und des zweiten Kontaktpaars in der zweiten Schaltstellung aufweisen, wobei jeder der Kontaktpunkte derart ausgelegt ist, eine elektrische Nennleistung des Schnappschalters vollständig zu schalten.
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Eine Ausgestaltung der Kontaktbrücken mit jeweils wenigstens zwei Kontaktpunkten weist den Vorteil auf, dass auf diese Weise eine elektrisch parallele Kontaktierung der Kontaktpaare erfolgen kann. Es kann dadurch pro Schaltbrücke der Ausfall eines Schaltpunktes pro Kontaktstelle kompensiert werden, das bedeutet, dass sowohl an dem einen Ende der Kontaktbrücke als auch an dem anderen Ende der Kontaktbrücke jeweils eine Kontaktstelle bspw. durch Verschmutzungen, durch Abbrand oder durch einen mechanischen Defekt ausfallen kann, und die Funktionalitat des Schnappschalter dennoch erhalten bleibt. Es wird damit eine zusätzliche Redundanz geschaffen, und die Schaltsicherheit erhöht. Die Verfügbarkeit des Schnappschalters steigt.
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Bei einer Ausgestaltung mit jeweils zwei Kontaktpunkten pro Brückenende können bei einer Querkontaktierung der Teile der Kontaktbrücke, d.h. wenn die Kontaktbrücke so ausgestaltet ist, dass sämtliche Kontaktpunkte miteinander in elektrisch leitender Verbindung stehen, folgende Kontaktierungsmöglichkeiten gegeben sein: Im Idealfall kontaktieren auf beiden Seiten beide Kontaktpunkte. Bei einem wie auch immer gearteten Ausfall eines der Kontaktpunkte entweder auf der Eingangsseite und/oder auf der Ausgangsseite ist eine Konstellation gegeben, dass jeweils wenigstens ein Kontaktpunkt funktionsfähig ist.
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Der Begriff Kontaktpunkt dient vorliegend lediglich der Unterscheidung der unterschiedlichen Positionen der Kontakte. Kontaktpunkte sind damit nicht zwangsläufig punktförmig ausgestaltet, sondern können auch linienförmig, oder flächig ausgestaltet sein.
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Auch der Begriff Kontaktpaar wird lediglich zur Unterscheidung verwendet. Kontaktpaare sind immer die an gegenüberliegenden Enden einer Schaltbrücke angeordneten Kontaktierungsstellen der zugeordneten Festkontakte. Diese umfassen mindestens zwei Kontaktierungsstellen, d.h. ein Paar, können aber auch mehrere Kontaktstellen umfassen. Vorzugsweise umfassen aber die Festkontakte an beiden Enden der Kontaktbrucke eine identische Anzahl an Kontaktierungsstellen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Schnappschalters sind die Kontaktbrücken jeweils einstückig ausgebildet. Einstückig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Kontaktbrücken durchgehend aus demselben Material gefertigt sind, das sowohl die Energieübertragung als auch die statisch tragenden Eigenschaften aufweist. Im Unterschied zum Stand der Technik zeichnen sich die Kontaktbrücken damit durch einen einfachen Aufbau aus. Das Material der Kontaktbrücken ist dafür vorzugsweise sowohl leitfähig als auch tragfähig ausgebildet.
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Für die Ausgestaltung der Kontaktbrücke eignet sich insbesondere ein Metall oder eine Metalllegierung mit federnden Eigenschaften. Es kann z.B. ein Federstahl zum Einsatz kommen, wobei Bronze, Messing, Neusilber oder Kupferlegierungen auf Grund deren höherer Leitfähigkeit bevorzugt werden. Besonders bevorzugt kommt eine Kupfer-Beryllium-Legierung zum Einsatz, da diese besonders gute elektrische und thermische Leitfähigkeit und mechanische Eigenschaften vereint. Auch Kupfer-Nickel-Silizium-Legierungen können auf Grund der mit diesen Legierungen erzielbaren guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit in Verbindung mit guten mechanischen Eigenschaften zum Einsatz kommen. Durch eine derartige Ausgestaltung wird erreicht, dass die Kontaktbrücke bei geringem Materialquerschnitt dennoch mechanisch stabil und für die zu schaltenden Strome ausreichend dimensioniert ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform sind die Kontaktbrucken in der Form einer doppelten H-Brucke, mit jeweils einer H-Brücke mit jeweils zwei Brückenschenkeln beiderseits des Betatigungsstößels und wenigstens einem Quersteg ausgebildet.
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Die Bezeichnung H-Brücke bezieht sich hierbei auf die Bauform der Kontaktbrucke in Form eines „H“. Diese Bauform stellt jeweils zwei parallele Kontaktpfade zur Kontaktierung der Kontaktpaare der Festkontakte zur Verfügung, wobei gleichzeitig über den Quersteg eine Querkontaktierung von einem Schenkel der H-Brücke auf den anderen Schenkel der H-Brücke erfolgen kann.
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Die Ausgestaltung als H-Brücke bietet außerdem den Vorteil, dass die einzelnen Schenkel der H-Brücke in Betätigungsrichtung flexibel ausgestaltet sein können, sodass ein Höhenausgleich der einzelnen Kontaktpunkte an einem Ende der Brücke moglich ist. So kann mittels der H-Brücke bspw. ein Höhenunterschied aufgrund eines Partikels zwischen den Kontaktstellen an einem Ende der H-Brücke erfolgen.
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Die Kontaktbrücke kann ferner so ausgestaltet sein, dass beiderseits des Betätigungsstößels jeweils ein Brückenschenkel voreilend und der andere Brückenschenkel nacheilend ausgebildet ist. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann eine Kontaktbrücke realisiert werden, bei der hauptsächlich der an dem voreilenden Brückenschenkel angeordnete Kontaktpunkt mit Schaltlichtbogen und damit verbundenem Abbrand belastet ist.
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Voreilend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der voreilende Schenkel der Schaltbrücke, bzw. der an dem voreilenden Schenkel angeordnete Kontaktpunkt, in Schließrichtung der Kontaktbrücke zuerst mit den Festkontakten in Berührung kommt und eine elektrisch leitende Verbindung aufbaut. Der nacheilende Kontaktpunkt kontaktiert den Festkontakt erst, wenn bereits eine leitende Verbindung über den voreilenden Schenkel besteht.
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Umgekehrt bedeutet das beim öffnen, dass der nacheilende Schenkel der Kontaktbrücke zuerst die elektrische Verbindung trennt und anschließend erst der voreilende Schenkel öffnet. Hierdurch wird erreicht, dass ein Schaltlichtbogen ausschließlich an dem voreilenden Kontaktpunkt entsteht und auch nur der voreilende Kontaktpunkt zum Verschweißen mit dem Festkontakt neigt, da dieser im Vergleich mit dem nacheilenden Kontakt höheren Ströme schaltet.
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Es kann damit in einer bevorzugten Ausgestaltungsform das Material des jeweiligen Kontaktpunkts hieran angepasst sein. Insbesondere können die Kontaktpunkte an den voreilenden Schenkeln widerstandsfähiger in Bezug auf Abbrand ausgestaltet werden. Geeignete Materialien für die Kontaktpunkte des voreilenden Schenkels sind bspw. Silber, Gold oder Silber- oder Goldlegierungen.
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Umgekehrt kann der nacheilende Schenkel Kontaktpunkte aus einem gut leitfähigen, aber weniger widerstandsfähigen Material, bspw. Gold, aufweisen.
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Bei Mischlasten schaltet der voreilende Kontaktpunkt die hohen Strome und ist dementsprechend belastet. Der nacheilende Kontaktpunkt schaltet, wenn ein Übergangswiderstand des voreilenden Kontaktpunkts bei niedrigeren Strömen zu groß wird. Der nacheilende Kontakt kann ein für niedrigere Lasten geeigneteres Kontaktmaterial aufweisen, da er keine hohen Lasten schaltet.
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In einer weiteren Ausgestaltungsform sind die Kontaktbrücken federelastisch ausgebildet. Hierdurch können Fertigungstoleranzen ausgeglichen, und zuverlässige Kontaktierung, bspw. durch einen Höhenausgleich bei Partikeln erreicht werden. Ferner kann eine federelastische Ausgestaltung der Kontaktbrücken eine Öffnung des Schnappschalters unterstützen. Als Material eignen sich besonders die oben bereits für die Ausgestaltung der Kontaktbrücke genannten Metalle und Metalllegierungen.
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Eine zuverlässige Kontaktierung kann außerdem erreicht werden, wenn die Kontaktbrücken derart ausgebildet sind und die Kontaktpunkte derart angeordnet, und relativ zu den Kontaktpaaren angeordnet sind, dass die Kontakte selbstreinigend sind.
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Eine Selbstreinigung der Kontakte kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Kontaktpunkte und die Kontaktpaare so ausgebildet und relativ zueinander angeordnet sind, dass zumindest beim Schließen der Kontakte eine Lateralbewegung zwischen Kontaktpunkt und Kontaktpaar bewirkt wird.
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Durch eine derartige Lateralbewegung werden bspw. durch Abbrand verursachte Ablagerungen im Zuge der Lateralbewegung abgetragen und abgeräumt, wodurch immer eine zuverlässige Kontaktierung gewährleistet ist.
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Ist bspw. die Kontaktbrücke aus einem federelastischen Material, so kann bei bereits bestehender elektrischer Verbindung, d.h. wenn die Kontaktpunkte an den Kontaktpaaren bereits anliegen, durch eine weitere Bewegung der Kontaktbrucke in Schließrichtung eine Lateralbewegung der Kontaktpunkte und der Kontaktpaare relativ zueinander bewirkt werden, wodurch Ablagerungen abgerieben und gleichzeitigt von den Kontakten abgeschoben werden.
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In einer Ausgestaltungsform kann den wenigstens zwei Kontaktbrücken jeweils in Öffnungsrichtung eine Verstärkungsanordnung zugeordnet sein. Durch die Verstärkungsanordnung kann erreicht werden, dass die Kontaktbrücken selbst schwächer dimensioniert werden können und dennoch eine ausreichende Stabilität aufweisen. Insbesondere in Öffnungsrichtung kann eine solche Verstärkungsanordnung sinnvoll sein, da in dieser Richtung möglicherweise aufgrund thermischer Belastungen hervorgerufene Verschweißungen gelöst werden müssen. Gleichzeitig kann erreicht werden, wenn eine Verstärkungsanordnung ausschließlich in Öffnungsrichtung einerseits eine Flexibilität in Schiießrichtung besteht, und andererseits ausreichend Stabilität in Öffnungsrichtung gewährleistet wird.
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Eine solche Verstärkungsanordnung kann bspw. an dem Betätigungsstößel angeordnet, insbesondere einstückig mit dem Betätigungsstößel ausgebildet sein.
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Alternativ ist auch eine mehrteilige Ausgestaltung denkbar, bei der die Verstärkungsanordnung als separates Bauteil ausgebildet ist.
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Durch eine Anordnung der Verstärkungsanordnung, und insbesondere einstückige Ausbildung der Verstärkungsanordnung mit dem Betätigungsstößel kann eine besonders platzsparende und insbesondere fertigungstechnisch einfach umzusetzende Realisierung erreicht werden.
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Die Verstärkungsanordnung kann bspw. als eine sich von dem Betatigungsstößel in Richtung einer Erstreckungsrichtung der Kontaktbrücke erstreckende Anformung, insbesondere in Form von Verstärkungsarmen, ausgebildet sein. Solche Anformungen können bei der Herstellung des Betätigungsstoßels, bspw. im Kunststoffspritzguss besonders einfach umgesetzt und in der notwendigen Dimensionierung erstellt werden.
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Es wird bevorzugt, wenn die Anformungen die Bruckenschenkel zumindest in unkontaktiertem Zustand zumindest zu 1/5, vorzugsweise wenigstens zu 1/4, weiter bevorzugt wenigstens zur Hälfte, besonders bevorzugt wenigstens zu 3/4 im über den Betätigungsstößel hinausragenden Bereich abstützen. Je größer der Auflagebereich der Schenkel der Kontaktbrücke auf den Anformungen, desto größer ist die Stützwirkung in Öffnungsrichtung, sodass auch eine Abstützung von über 3/4 sinnvoll sein kann. Die erhöhte Stützwirkung wird dadurch erreicht, dass durch eine größere Auflagefläche ein Überstand, also die Länge, den die Kontaktbrücke die Anformung überragt, reduziert wird. Eine auf den Betätigungsstößel wirkende Öffnungskraft wird damit über einen größeren Bereich auf die Kontaktbrücke übertragen und gleichzeitig eine frei kragende Länge der Kontaktbrücke reduziert. Eine entgegen der Öffnung wirkende Kraft, bspw. durch eine Verschweißung der Kontaktstelle mit dem Festkontakt wirkt über einen reduzierten Hebelarm, sodass ein Abknicken der Kontaktbrücke weniger zu besorgen ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Anformungen derart geformt, dass sie die Kontaktbrücke vorspannen. Bevorzugt ist damit eine Ausgestaltung, in der die Anformungen an den Betatigungsstößel eine Kontur der Kontaktbrücke aufbiegen, sodass diese vorteilhafterweise eine definierte Vorspannung aufweist.
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Durch eine Vorspannung der Kontaktbrücke können verschiedene Vorteile realisiert werden. Es können Fertigungstoleranzen der Kontaktbrucke ausgeglichen werden, ohne, dass diese nachbearbeitet werden muss, da die Kontaktbrücke durch die Anformungen in eine definierte Position gebracht wird. Ferner ist es so möglich, dass die Kontaktbrücke eine definierte Vorspannung aufweist und so in Öffnungsnchtung unmittelbar eine erhöhte Kraft zu Öffnung der Kontakte zur Verfügung steht.
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Die Kontur der Brückenschenkel meint in diesem Zusammenhang insbesondre einen Verlauf der Brückenschenkel in einer Seitenansicht.
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Die Kontaktbrücke kann insbesondere als Stanzbiegeteil ausgestaltet sein. Stanzbiegeteile können kostengünstig in hoher Qualität hergestellt werden.
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Alternativ können, insbesondere für kleinere Stückzahlen, auch andere Fertigungsmethoden eingesetzt werden. Bspw. können verschiedene Schneideverfahren, bspw. mittels Wasserstrahl oder Laser mit einem anschließenden Biegeschritt eingesetzt werden.
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Um eine vorgeschriebene Öffnungskraft für eine Zwangsöffnung der Ruheposition zuverlässig übertragen zu können, sind die Anformungen derart dimensioniert, dass eine Öffnungskraft von wenigstens 10 N, vorzugsweise 20 N, weiter bevorzugt 30 N auf die Kontaktpunkte der Brückenschenkel übertragbar ist. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass die Schnappschalter gemäß der vorliegenden Anmeldung auch der Norm DIN EN 60947-5-1 entsprechen. Durch die Anformungen ist es aber auch möglich, höhere Zwangsoffnungskräfte, als die normgemäß geforderten 20 N zu übertragen, sodass insbesondere eine Übertragung von 30 N und mehr erreicht werden kann.
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Der Betätigungsstößel kann bspw. wenigstens zweiteilig ausgestaltet sein, derart, dass die Kontaktbrücke zwischen zwei Teilen des Betätigungsstößels eingelegt und dadurch fixiert sein kann.
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In einer alternativen Ausgestaltungsform ist die Kontaktbrücke mit dem Betätigungsstoßel umspritzt. Diese Ausgestaltungsform hat den Vorteil, dass sie besonders kostengünstig realisierbar ist, die Zahl der Bauteile des Schnappschalters reduziert und sie bietet eine besonders gute Befestigung der Kontaktbrücke, da die Kontaktbrücke im Bereich des Betätigungsstößels form- uns kraftschlüssig fixiert ist.
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Alle Kontakte, sowohl an der Kontaktbrücke als auch bei den Festkontakten, können zylinderförmig, flächig oder als Kugel/Oval (Kontaktniet) ausgeführt sein. Bei Kugelkontakten ist die Kontaktfläche punktförmig, bei zylinderförmigen Kontakten linienförmig, bei zweiflächigen Kontakten flächig.
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Die Selbstreinigung der Schaltpunkte kann schiebend oder ziehend ausgestaltet sein. Je, nachdem in welchem Winkel die Kontaktpunkte und die Kontaktpaare aufeinandertreffen, wird eine schiebende, oder eine ziehende Relativbewegung zwischen den Kontakten ausgeführt. Nähere Details ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Die in den Unteransprüchen einzeln aufgeführten Merkmale können in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander als auch mit den in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterten Merkmale kombiniert werden und andere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfuhrungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehend erläutert. Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel eines Schnappschalters gemäß der vorliegenden Anmeldung in vereinfachter Darstellung,
- 2 eine Prinzipskizze des Betätigungsstößels mit der ersten Kontaktbrücke sowie zugeordneten Festkontakten,
- 3a) bis c) einen Schließvorgang einer Kontaktbrücke des Schnappschalters gemäß 2,
- 4a) bis c) einen Öffnungsvorgang der Kontaktbrucke aus 3,
- 5a) und 4b) eine alternative Ausgestaltungsform einer Kontaktbrücke beim Schließen (5a)) und Öffnen (5b)),
- 6 eine dritte Ausgestaltungsform einer Kontaktbrücke,
- 7 eine vierte Ausführungsform einer Kontaktbrücke,
- 8a) und 7b eine Kontaktbrücke mit einem vorauseilenden und einem nacheilenden Brückenschenkel und
- 9 einen Schnappschalter gemäß dem Stand der Technik (schon behandelt).
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In den Figuren bezeichnen - soweit nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Komponenten mit gleicher Funktion.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schnappschalters 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung.
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Der Schnappschalter 100 ist in der gezeigten Darstellung vereinfacht und mit geöffnetem Gehäuse dargestellt, sodass die Funktionalität der sich in dem Schnappschalter 100 befindlichen Komponenten deutlicher ersichtlich wird. Die wesentliche Funktion des Schnappschalters 100 wird durch einen wenigstens zwei Schaltstellungen aufweisenden Betatigungsstößel 2 bewerkstelligt, wobei der Betätigungsstößel 2 mittels eines Betätigungselements 3 zwischen einer ersten Schaltstellung, wie sie in 1 dargestellt ist und einer zweiten Schaltstellung, in der sich der Betatigungsstößel 2 in einer relativ zu der ersten Schaltstellung in Richtung des Betätigungselement 3 verschobenen Position befindet, umschaltbar ist. Das Schaltelement 3 ist über zwei sich parallel an dem Schaltelement 3 und dem Betätigungsstößel 2 abstützende Schnappfedern 8, 9 mit dem Betätigungsstößel 2 verbunden, sodass durch eine Betätigung des Betätigungselements 3 die Kennlinien der Schnappfedern 8, 9 derart verschoben werden, dass der Betätigungssto-ßel 2 von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung um geschnappt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Betätigungselement 3 ferner mittels einer Druckfeder 4 beaufschlagt, sodass die in 1 dargestellte erste Schaltposition durch die Druckfeder 4 stabilisiert ist.
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Der in 1 dargestellte Schnappschalter 100 weist ferner eine Zwangsöffnungsanordnung bestehend aus einem ersten Zwangsöffnungshebel 5 und einem zweiten Zwangsöffnungshebel 6 auf. Die Zwangsöffnungshebel 5, 6 stützen sich einenends an einem umlaufenden Kragen des Betätigungsstoßels 2 ab und sind anderenendes verschiebbar im Gehäuse des Schnappschalters 100 gelagert. Wird über das Betätigungselement 3 eine vorgegebene Betatigungskraft aufgebracht, so kommt dieses mit den Zwangsöffnungshebeln 5, 6 in Anlage und bewirkt durch ein Verkippens der Zwangsöffnungshebel 5, 6 eine indirekte mechanische Kopplung des Betätigungselements 3 über die Zwangsöffnungshebel 5, 6 mit dem Betätigungsstößel 2, sodass, für den Fall dass ein Umschnappen des Betätigungsstößels 2 von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung nicht bewirkt werden konnte, ein mechanisch erzwungenes Umschalten erfolgt.
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Wie bereits in Bezug auf den Stand der Technik dargestellt, kann eine solche Zwangsöffnung notwendig sein, wenn beispielsweise aufgrund thermischer Belastungen Kontakte des Schnappschalters 100 in einer Schaltstellung (vorliegend der ersten Schaltstellung) miteinander verschweißt sind und dadurch die Schnappfedern 8, 9 nicht in der Lage sind, die Kontakte zu lösen und die Schaltstellung umzuschalten.
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Bei dem vorliegend in 1 dargestellten Schnappschalter 100 sind an dem Betatigungsstoßel 2 eine erste Kontaktbrucke 31 und eine zweite Kontaktbrücke 32 angeordnet, wobei in der in 1 dargestellten ersten Schaltstellung des Betatigungsstoßels 2 die erste Kontaktbrucke 31 mit ihr zugeordneten Festkontakten 21, 22 nicht in Kontakt steht und die zweite Kontaktbrücke 32 einen dritten Festkontakt 23 und einen vierten Festkontakt 24 elektrisch miteinander verbindet. Zur Kontaktierung der jeweiligen Festkontakte 21, 22, 23, 24 weisen die Kontaktbrücken 31, 32 endenseits an diesen angeordnete Kontaktpunkte auf, die die Kontaktbrücken verstärken und so verschleißresistent machen.
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2 zeigt eine Prinzipskizze des Betatigungsstößels 2 mit der ersten Kontaktbrücke 31 sowie den dieser zugeordneten Festkontakten 21, 22 in der zweiten Schaltstellung.
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Die im folgenden gemachten Ausführungen hinsichtlich der ersten Kontaktbrücke 31 gelten mutatis mutandis auch für die zweite Kontaktbrücke 32.
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Die Darstellung in 2 ist stark vereinfacht und soll im Wesentlichen das Wirkprinzip der dargestellten Ausgestaltungsformen näher erläutern. An dem Betätigungsstößel 2 ist die nun detailliert dargestellte erste Kontaktbrücke 31 in eine Ausnehmung des Betätigungsstößels 2 gehaltert. Die erste Kontaktbrücke 31 ist in der dargestellten Ausgestaltungsform als sogenannte H-Brücke ausgestaltet, wobei die Kontaktbrücke 31 in einer Draufsicht von oben dem Buchstaben „H“ gleicht und zwei sich parallel erstreckende Brückenschenkel 311, 312 aufweist, die mittels eines in 2 nicht ersichtlichen Querstegs 313 miteinander verbunden sind. An den Brückenschenkeln 311, 312 sind endseitig verstärkte Kontaktpunkte 314, 315, 315, 317 angeordnet, die die Kontaktbrucke 31 verstärken und so verschleißresistent machen. Im vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktpunkte 314-317 als zylindermantelförmig ausgebildete und auf die Enden der Brückenschenkel 311, 312 aufgeschweißte Verstarkungsflächen ausgebildet. Durch die sich quer zur Erstreckungsrichtung der Brückenschenkel 311, 312 erstreckende Zylinderform entsteht zwischen den im vorliegenden Ausführungsbeispiel flach ausgeführten Festkontakten 21, 22 und den Kontaktpunkten 314-317 jeweils eine linienförmige Anlagefläche, über die elektrischer Strom fließt.
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Die Kontaktbrücke 31 ist im Gegensatz zum Stand der Technik nicht in Form eines Kontaktträgers, d.h. insbesondere erstarrt ausgebildet, sondern als eine konkav gebogene Blattfeder, die in Offnungsrichtung, d.h. wenn ein zwischen den Kontaktpunkten 314-317 und den Festkontakten 21, 22 geschlossener elektrischer Kontakt wieder geöffnet wird, durch eine an dem Betätigungsstößel 2 angeordnete Verstärkungsanordnung in Form von Verstärkungsarmen 25, 26 abgestützt. Die Verstärkungsarme 25, 26 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Anformungen einstückig mit dem Betätigungsstößel 2 ausgebildet und stützen die Kontaktbrücke 31 in Öffnungsrichtung, wie nachfolgend in Zusammenhang mit 3 naher erläutert werden wird.
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3 zeigt in den 3a) bis 3c) die Anordnung aus 2 in einer Draufsicht von Vorne beim Schließen des Kontakts zwischen der Kontaktbrücke 31 und den Festkontakten 21, 22.
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In 3a) ist gezeigt, wie sich der Betätigungsstößel 2 aus der ersten Schaltstellung, in der - wie in 1 dargestellt - die zweite Kontaktbrücke 32 die Festkontakte 23, 24 kontaktiert in die zweite Schaltstellung, in der ein Kontakt zwischen der ersten Kontaktbrücke 31 und den Festkontakten 21, 22 hergestellt wird, bewegt. Die Bewegungsrichtung des Betätigungsstößels 2 ist durch den in 3a) eingezeichneten Pfeil angedeutet. In der ersten Teilfigur ist deutlich zu erkennen, dass die sich beiderseits des Betätigungsstoßeis 2 erstreckenden Brückenschenkel 311, 312, in der vorliegenden Darstellung ist dies der nach vorne weisende Bruckenschenkel 312, an der Verstärkungsanordnung in Form der Verstärkungsarme 25, 26, anliegen. Die erste Kontaktbrücke 31 ist so ausgeformt, dass die Brückenschenkel 311, 312 der Kontur der Verstärkungsarme 25, 26 zunächst mit positiver Krümmung folgen und anschließend mit negativer Krümmung in Richtung der sich waagerecht erstreckenden Festkontakte 21, 22 abbiegen.
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3b) zeigt den Zeitpunkt, zu dem die Kontaktpunkte 315-317 der Kontaktbrücke 31 mit den Festkontakten 21, 22 in Kontakt treten. Grundsätzlich könnte eine Bewegung des Betätigungsstößels 2 in diesem Zeitpunkt stoppen, da in diesem Zeitpunkt eine Berührung zwischen den Festkontakten 21, 22 und den Kontaktpunkten 314-317 vorliegt und damit ein elektrisch leitender Pfad zwischen dem ersten Festkontakt 21 und dem zweiten Festkontakt 22 hergestellt ist. Um eine Zuverlässigkeit des Schnappschalters gemäß der vorliegenden Anmeldung weiter zu erhöhen, sind die durch die Kontaktpunkte 314-317 und Festkontakte 21, 22 gebildeten Kontaktstellen jedoch selbstreinigend ausgestaltet, das bedeutet, dass auf den Festkontakten 21, 22 oder den Kontaktpunkten 314-317 befindliche Partikel, Ablagerungen oder durch Abbrand der Materialien hervorgerufene Ablagerungen mechanisch gelost und abgeschoben werden. Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel geschieht dies dadurch, dass der Betätigungsstößel 2 ausgehend von der in 3b) gezeigten Situation, in der bereits eine Berührung zwischen den Kontaktpunkten 314-317 und den Festkontakten 21, 22 besteht weiter in der eingezeichneten Richtung bewegt wird, wodurch die federelastisch ausgestaltete Kontaktbrücke 31 leicht aufgebogen wird, was eine Lateralbewegung zwischen den Festkontakten 21, 22 und den Kontaktpunkten 314-317 zur Folge hat. Durch diese Lateralbewegung werden die Kontaktpunkte 314-317 an den Festkontakten 21, 22 entlanggeführt, sodass durch die an den Kontaktstellen entstehende Reibung Ablagerungen und Partikel gelöst und nach außen hin abgeschoben werden. Auf diese Weise wird ein dauerhaft niedriger Ubergangswiderstand zwischen den Kontaktpunkten 314-317 und den Festkontakten 21, 22 gewährleistet und somit eine Zuverlässigkeit des Schnappschalters 100 erhöht.
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Zusätzlich gewährleisten die mit einzelnen Brückenschenkeln 311, 312 ausgebildeten Kontaktbrücken 31, 32, dass bei Ablagerungen und Partikeln auf einem der Kontaktpartner durch die federelastische Ausgestaltung der Kontaktbrücke ein Hohenausgleich stattfinden kann - auch zwischen den einzelnen Schenkeln 311, 312 zur Kontaktierung eines Festkontakts 21, 22 - wodurch ein elektrischer Kontakt noch zuverlässiger geschlossen wird.
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Die 4a) bis c) zeigen einen Öffnungsvorgang der Kontaktbrücke 31 aus 3.
4a) zeigt die in 3c) erreichte Situation nach dem vollständigen Schlie-ßen der Kontaktbrücke 31 aus 3. Wie durch den in den 4a) bis c) eingezeichneten Pfeilen angedeutet, bewegt sich der Betätigungsstößel 2 nun abwärts, d. h. von den Festkontakten 21, 22 weg, sodass eine elektrische Verbindung zwischen den Festkontakten 21, 22 und den Kontaktpunkten 314-317 der Kontaktbrücke 31 wieder gelost wird. Es wird vorliegend davon ausgegangen, dass die Kontaktpunkte 314-317 mit den Festkontakten 21, 22 aufgrund einer thermischen Belastung durch die fließenden Ströme verschweißt sind und dadurch an diesen anhaften und sich nicht unmittelbar bei Anliegen der Kontaktbrücke 31 an den Verstärkungsarmen 25, 26 lösen.
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4b) zeigt die Position des Betätigungsstößels 2 in der die Bruckenschenkel 311, 312 der Kontaktbrücke 31 an den Verstärkungsarmen 25, 26 des Betätigungsstößels 2 mit anliegen und anschließend durch eine weitere Bewegung des Betätigungsstößels 2 in Richtung von den Festkontakten 21, 22 weg die Kontaktpunkte 314-317 von den Festkontakten 21, 22 gelöst werden. Durch die weitere Bewegung des Betätigungsstößels 2 wird über die Verstärkungsarme 25, 26 die Kraft in Bewegungsrichtung in die Kontaktbrücke 31 eingeleitet. Durch die Verstärkungsarme 25, 26 wird die Kontaktbrücke 31 in dieser Richtung zusätzlich verstärkt und ausgesteift. Es ist auf diese Weise möglich, entgegen der federelastischen Ausgestaltung der Kontaktbrücke 31 eine erhöhte Öffnungskraft auf die verschweißte Kontaktstelle aufzubringen, sodass diese zuverlässig geöffnet wird.
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Die Kontaktpunkte 314-317 werden in dieser Ausgestaltungsform von den Festkontakten 21, 22 abgezogen, d. h. in der Kontaktbrücke 31 wirkt eine Zugkraft.
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In den 5a) und Sb) ist eine alternative Ausgestaltungsform einer Kontaktbrücke 31 beim Schließen (5a)) und Offnen (5b)) gezeigt.
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Die Kontaktbrücke 31 weist in dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt eine konvexe Ausgestaltung auf, wobei die an dem Betätigungsstößel 2 angeordneten Verstärkungsarme 25, 26 entsprechend nach unten geneigt ausgeführt sind. Die Festkontakte 21, 22 sind entsprechend einer Neigung der Kontaktbrücke 31 im Bereich der Kontaktpunkte 314-317 ebenfalls relativ zur Waagrechten geneigt ausgeführt, sodass wie in 5a) gezeigt bei einem Kontakt zwischen den Kontaktpunkten 314-317 und den Festkontakten 21, 22 eine Selbstreinigung, nicht wie in der Ausgestaltung gemäß 3 zu einem Abschieben von Partikeln fuhrt, sondern aufgrund der geänderten Kontaktsituation diese Lateralbewegung zwischen Kontaktpunkten 314-317 und den Festkontakten 21, 22 eine auf den Betätigungsstößel 2 hin gerichtete, ziehende Bewegung ist.
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Entsprechend der geänderten Kontaktsituation werden die Kontaktpunkte 314-317 von den Festkontakten 21, 22 wie in 5b) dargestellt beim Öffnen eher abgedrückt, d.h. in der Kontaktbrücke wirkt hier eine Druckkraft, die die Kontaktpunkte 314-317 von den Festkontakten 21, 22 löst.
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Im Unterschied zu der in den 2-4 dargestellten Ausgestaltung der Kontaktpunkte 314-317 sind in der Ausgestaltung der 5 die Kontaktpunkte 314-317 als Flachkontakte und die Festkontakte 21, 22 als zylinderförmige Kontakte ausgebildet.
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6 zeigt in einer detaillierteren Darstellung eine weitere Ausgestaltungsform der Kontaktbrücke 31, wie sie ebenfalls in einer Anordnung gemäß 1 zum Einsatz kommen kann.
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Die in 6 dargestellte Kontaktbrücke 31 ist als H-Brücke mit einem ersten Bruckenschenkel 311 und einem zweiten Bruckenschenkel 312 ausgebildet. Die Bruckenschenkel 311, 312 sind durch den Quersteg 313 mittig miteinander verbunden und jeweils in zwei sich ausgehend von dem Quersteg 313 erstreckende Brückenschenkelabschnitte 311a, 311b, 312a, 312b unterteilt.
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Der Quersteg 313 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zentral angeordnet, sodass sich die Brückenschenkelabschnitte 311a, 311b, 312a, 312b jeweils symmetrisch ausgehend von dem Quersteg 313, rechtwinklig zu diesem erstrecken. Die Brückenschenkel 311, 312 sind, wie bereits in Bezug auf die Ausgestaltungsform der 2 erläutert, zunächst mit positiver Krümmung verlaufend und sich daran anschließend mit negativer Krümmung erstreckend ausgebildet, sodass die Kontaktbrücke 31 in einem zentralen Bereich konkav und den Endbereichen der Brückenschenkel 311, 312 konvex ausgebildet ist. Endseitig an den Brückenschenkeln 311, 312 sind die Kontaktpunkte 314-317 angeordnet, wobei diese im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kontaktnieten ausgebildet sind. Kontaktnieten haben im Vergleich zu aufgelöteten Kontakten den Vorteil, dass Sie in anderen Fertigungsverfahren produziert werden können. Das heißt es sind andere Materialkombinationen möglich. Wie der Name „Kontaktnieten“ bereits sagt, sind die Kontaktpunkte 314-317 mit einem Niet an dem jeweiligen Brückenschenkelende befestigt.
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Der Quersteg 313 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass sich dieser linear zwischen den Brückenschenkeln 311, 312 mit einer halbkreisförmigen Anformung beiderseits der Brückenschenkel 311, 312 erstreckt. Diese Anformung kann zur Ausrichtung und Zentrierung der Kontaktbrücke 31 innerhalb des Betatigungsstößels 2 genutzt werden und stellt somit eine Montagehilfe dar. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kontaktbrücke 31, wobei die in 7 dargestellte Kontaktbrücke 31 einen vollständig konvexen Verlauf aufweist. Der konvexe Verlauf der Kontaktbrücke 31 bedingt eine abgewandelte Kontaktgeometrie und Selbstreinigung, wie diese beispielsweise in 5 dargestellt ist. Auch im Ausführungsbeispiel der 7 sind die Kontaktpunkte 314-317 als Kontaktnieten ausgestaltet.
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Die 8a) und 8b) zeigen eine abgewandelte Ausführungsform der Kontaktbrücke 31 aus 6.
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Im Unterschied zu der in 6 gezeigten Ausgestaltung der Kontaktbrücke 31, bei der beide Brückenschenkel 311, 312 jeweils parallel verlaufend ausgestaltet sind, ist die Kontaktbrücke 31 gemäß 8a) so ausgestaltet, dass jeweils ein Brückenschenkel voreilend und der andere Brückenschenkel nacheilend ausgebildet ist.
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Voreilend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der an dem voreilenden Brückenschenkel angeordnete Kontaktpunkt bei einer Bewegung in Schließrichtung den zugeordneten Festkontakt zeitlich vor dem nacheilenden Kontaktpunkt kontaktiert und somit vor diesem eine elektrisch leitende Verbindung herstellt. Umgekehrt ist es so, dass der nacheilende Brückenschenkel bzw. die ihm zugeordneten Kontaktpunkte beim Öffnen der Schaltstellung zuerst von dem jeweilig zugeordneten Festkontakt abhebt und der in Schließrichtung voreilende Brückenschenkel als zweites die Verbindung lost.
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In dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der erste Bruckenschenkel 311 und damit auch die ihm zugeordneten Kontaktpunkte 314, 316 voreilend und der zweite Bruckenschenkel 312 mit den zugeordneten Kontaktpunkten 315, 317 nacheilend ausgeführt. Diese Ausgestaltungsform hat zur Folge, dass beim Öffnen der Kontakte erhöhte Stromdichten und damit in Verbindung stehende Überschläge und dadurch verursachter Abbrand im Wesentlichen die Kontaktpunkte des voreilenden, ersten Brückenschenkels 311 betreffen. Durch eine geeignete Materialwahl kann der voreilende Brückenschenkel somit beispielsweise mit Kontaktpunkten aus einem gegen Abbrand resistenteren Material ausgestattet sein, wohingegen die nacheilende Brückenschenkel Kontaktpunkte mit einem sehr gut leitenden, dafür aber Überschlägen mit deutlich mehr Abbrand und damit einem empfindlicheren Material versehen werden können.
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8b) zeigt eine Ausschnittsvergrößerung aus 8a), aus der besonders deutlich ersichtlich ist, wie ein voreilender und ein nacheilender Brückenschenkel realisiert werden können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind dafür die Brückenschenkel derart gebogen, dass der hier beispielhaft dargestellte erste Brückenschenkelabschnitt 311b den zweiten Brückenschenkelabschnitt 312b in Schließrichtung um eine Hohe Δh überragt und so in Schließrichtung vorauseilend ist.
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In einer alternativen Ausgestaltungsform könnten auch die jeweils eingesetzten Kontaktnieten eine unterschiedliche Höhe aufweisen, sodass die Brückenschenkel zwar gleich gebogen sind, aber die jeweils eingesetzten Kontaktnieten des voreilenden Kontaktpunkts eine größere Höhe als die Kontaktnieten des nacheilenden Kontaktpunkts aufweisen. Eine derartige Ausgestaltung kann für den vorauseilenden Kontaktpunkt eine größere Materialstärke zur Verfügung stellen, sodass dieser zusätzlich zu einem gegen Abbrand resistenteren Material auch eine zusätzliche Materialstärke aufweist, die verschlissen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Betätigungsstößel
- 3
- Betätigungselement
- 4
- Druckfeder
- 5
- erster Zwangsöffnungshebel
- 6
- zweiter Zwangsoffnungshebel
- 8
- erste Schnappfeder
- 9
- zweite Schnappfeder
- 11, 12
- Aufnahmekerbe
- 13, 14
- Distanzstück
- 15
- oberer Kontaktarm
- 16
- unterer Kontaktarm
- 17
- erster Kontaktpunkt
- 18
- zweiter Kontaktpunkt
- 19
- dritter Kontaktpunkt
- 20
- vierter Kontaktpunkte
- 21
- erster Festkontakt
- 22
- zweiter Festkontakt
- 23
- dritter Festkontakt
- 24
- vierter Festkontakt
- 25, 26
- Verstärkungsarm
- 31
- erste Kontaktbrücke
- 32
- zweite Kontaktbrücke
- 100
- Schnappschalter
- 311
- erster Brückenschenkel
- 312
- zweiter Brückenschenkel
- 313
- Quersteg