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Schnappschalter mit Doppelkontakten Die Erfindung betrifft einen Schnappschalter
mit Doppelkontakten, welche am freien Ende eines umschnappbaren Blattfederkontaktarmes
angebracht sind und bei denen ein Kontaktdruckausgleich vorgesehen ist.
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Es ist bekannt, den Blattfederkontaktarm an dem freien Ende zu schlitzen
und an den Enden der durch die Schlitzung erhaltenen zwei Federschenkel je einen
Kontaktniet zu befestigen. Auf diese Weise wirken bei jeder Kontaktgabe zwei unabhängig
voneinander federnde Kontaktträger, deren Kontakte elektrisch parallel geschaltet
mit den zugehörigen festen oder ebenfalls federnden Gegenkontakten beim Durchschalten
eine Kontaktstelle bilden. Hierdurch können relativ hohe Belastungen betriebssicher
geschaltet werden. Durch Kontaktabbrand, Änderung der Federeigenschaften infolge
der Stromübergangswärme oder unterschiedliche Korrosions-oder Oxydschichten auf
den Kontaktoberflächen können bei derartigen Doppelkontakten Unsymmetrien auftreten,
welche den angestrebten Vorteil der doppelten Stromtragfähigkeit der Kontaktstelle
wieder teilweise aufheben.
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Um die Einflüsse von Oxydschichten zu vermeiden, führt man die Federsteifigkeit
der Kontaktträger so aus, daß sie sich nach der Kontaktgabe noch etwas durchbiegen,
so daß an der Kontaktstelle eine kontaktreinigende Reibbewegung entsteht. Eine Unsymmetrie
der beiden Kontaktdrücke ist hierdurch jedoch nicht ausgleichbar.
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Es ist auch schon bekannt, zur Verringerung der Kontaktdruckunsymmetrie
die beiden beweglichen Kontakte an einer E-förmigen Zwischenfeder anzubringen, deren
mittlerer Schenkel mit dem umschnappbaren Blattfederende verbunden ist und deren
äußere Schenkel je einen Doppelkontakt tragen (USA.-Patentschrift 2 370 479). Zwischen
den relativ langen Kontaktkörpern und dem Blattfederende ist ein entsprechender
Leerlauf vorgesehen. Bei ungleichen Höhen der Kontaktflächen sind höhere Strombelastungen
einzelner Schenkel des E möglich, ebenso ungleiche Federkräfte dieser Schenkel.
Die Herstellung der Blattfederenden ist außerdem kompliziert. Auch das relativ höhere
Gewicht des Kontaktendes der Blattfeder ist als nachteilig zu werten.
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Bei einer anderen Ausführung (USA.-Patentschrift 2 788 419) sind die
Doppelkontakte mit der beweg-'ichen Kontaktfeder durch einen schmalen Halsteil verbunden,
der eine gewisse Verdrehung zuläßt, aber ,~elativ hoch mechanisch und durch den
Strom belastet ist. Bei einer weiteren Ausführung (USA.-Pacentschrift 2 418 068)
wird zwar ein gewisser Ausgleich der Unsymmetrie durch ein rahmenförmiges Blattfederglied
erreicht, dessen Kontaktende aber durch einen speziellen zusätzlichen Schnappmechanismus
betätigt werden muß. Dieses Prinzip ist also nicht allgemein anwendbar.
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Weiterhin sind durch die deutsche Patentschrift 886484 und
die deutsche Auslegeschrift 1075705
Schnappschalter bekannt, bei denen die
bewegliche Kontaktfeder an ihrem Ende ein Schneidenlager trägt, in dem eine besondere
Kontaktbrücke kippbar gelagert ist. Beim Schalten legt sich die Kontaktbrücke an
zwei festen Gegenkontakten an und überbrückt diese kontaktgebend. Ein Druckausgleich
findet über das Kipplager statt. Da die Schneidenlagerung in dem beweglichen Teil
des Schalters angeordnet ist, wird die Herstellung verteuert. Außerdem treten beim
Schalten höhere spezifische Erwärmungen an den Stromübergangsstellen auf, die über
die bewegliche Kontaktfeder nicht genügend abgeleitet werden können und zur vorzeitigen
Zerstörung des Schalters führen.
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Es ist weiterhin durch die deutsche Auslegeschrift 1166 322
ein Doppelkontaktmikroschalter bekannt, bei dem die Kontaktgabe eines großflächigen
beweglichen Kontaktes auf einen Haupt- und einen Hilfskontakt verteilt wird. In
dem als zylindrische Buchse ausgebildeten Hauptkontakt mit ringförmiger Kontaktfläche
ist nach Art eines Federpuffers ein Hilfskontakt koaxial eingebaut. Diese Anordnung
soll das Prellen der Kontakte vermeiden und den jeweiligen Abschaltvorgang begünstigen.
Sie ist nicht dafür vorgesehen oder geeignet, die Kontaktdruckunsymmetrie innerhalb
einer Doppelkontaktstelle zu beseitigen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Schnappschalter mit Kontaktdruckausgleich
zu schaffen, bei dem die Mittel zum Kontaktdruckausgleich und zur Vermeidung von
Prellungen nicht am Blattfederende vorgesehen sind, um an diesem beweglichen und
empfindlichen
Teil mechanische Beanspruchungen, höhere Gewichte (Masse) oder höhere spezifische
Erwärmungen zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
die Doppelkontakte in bekannter Weise als einfache Kontaktniete am Ende des beweglichen
Kontaktarmes angebracht sind und daß der ortsfeste Gegenkontakt jeweils aus einer
Kontaktplatte besteht, die von einem leitenden Blattfederarm getragen wird, bei
Kontaktgabe auf einen mittig hinter ihr angeordneten, schneidenförmig ausgebildeten
Anschlag aufläuft und sich dabei waagebalkenartig einstellt.
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Gemäß einer Ausbildung nach der Erfindung ist der Schnappschalter
sowohl an der Arbeits- als auch an der Ruhekontaktseite mit einer federnd angeordneten
Kontaktplatte und je einem schneidenförmig ausgebildeten Anschlag versehen. Der
schneidenförmige Anschlag ist elektrisch und thermisch leitend mit der Befestigungsstelle
des federnd ausgebildeten Trägers der Kontaktplatte verbunden.
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Für die Unteransprüche wird nur Patentschutz in Verbindung mit dem
Gegenstand des Anspruchs 1 begehrt.
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Durch die Ausführung nach der Erfindung werden verschiedene Vorteile
erreicht. Vor allem wird durch den mittig gelagerten, schneidenförmig ausgebildeten
Anschlag der auf die Kontaktplatte wirkende Druck durch die Waagebalkenfunktion
so halbiert, daß auf jeden der beiden Kontakte der Doppelkontaktanordnung etwa der
gleiche Kontaktdruck einwirkt. Dadurch ist es möglich, einfache Schnappfederarme
beliebigen Aufbaues zu verwenden. Außerdem wird eine lange Lebensdauer der Kontaktstelle
erreicht. Der Einfluß der Verwindungsgegenkraft der Kontaktträgerfedern wird dabei
klein gehalten.
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Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung
zeigt F i g. 1 einen Schnappschalter nach der Erfindung im Prinzip von der Seite
her gesehen und geschnitten dargestellt, F i g. 2 einen Schnappschalter nach F i
g. 1 von der Stirnseite her gesehen, geschnitten gezeichnet, und F i g. 3 eine Darstellung
der Kräfteverteilung beim Auftreffen der Kontaktplatte auf den schneidenförmigen
Anschlag.
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In F i g. 1 ist mit 1 das Gehäuse des Schnappschalters bezeichnet,
in dem eine Schnappfedereinheit 2 mit Doppelkontakten 3, federnde Träger 7 und 10,
an denen die Gegenkontakte oder Kontaktplatten 5 und 8 angebracht und die Anschläge
6 und 9 befestigt sind. Die Schnappfedereinheit 2 ist aus Gründen der vereinfachten
Darstellung ohne die den Schnappeffekt bewirkenden Teile gezeichnet und wird durch
den Stößel 4 betätigt. Die Kontakte 3 und 5 sind in eingeschalteter Stellung, und
zwar in der Endstellung der Bewegung der Doppelkontakte 3 dargestellt. Die Kontaktplatte
8 befindet sich in unbetätigter oder offener Stellung. Die Anschläge 6 und 9, zu
beiden Seiten der Schnappfedereinheit 2, sind an dem einen Ende mit der Befestigungsstelle
des federnd ausgebildeten Trägers elektrisch und thermisch leitend verbunden, so
daß über den Anschlag ein Teil der am Kontakt entstehenden Wärme abgeführt wird.
An dem freien Ende weisen die Anschläge 6 und 9 Schneiden 6' und 9' auf. In F i
g. 2 ist der Schalter nach F i g. 1 von einer Stirnseite her gesehen dargestellt.
In dieser Darstellung sind nur die zur Veranschaulichung der Funktion der Kontakte
beim Durchschalten benötigten Teile des Schalters gezeigt. Deren Befestigung innerhalb
des Schalters sowie auch der Teil des Stößels 4, der in das Gehäuse 1 hineinragt,
sind aus Gründen der deutlicheren Darstellung weggelassen. Die Schnappfedereinheit
2 bewegt sich je nach Druck auf den Stößel 4 in den angegebenen Pfeilrichtungen
entweder auf die Kontaktplatte 5 oder die Kontaktplatte 8 zu. In den beiden Endstellungen
der Schaltbewegung, und zwar zu den jeweiligen Kontaktplatten 5 und 8 mittig angeordnet,
befinden sich die auf den Anschlägen 6 und 9 befestigten Schneiden 6' und 9'. Durch
die mittige Anordnung der Schneiden 6' und 9' wirkt innerhalb der Schaltbewegung
die auf die Schneiden 6' und 9' auftreffende Kontaktplatte 5 bzw. 8 wie ein symmetrischer
Waagebalken, der eine bestehende Kontaktdruckunsymmetrie ausbalanciert.
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In F i g. 3 ist diese Aufteilung der Kräfte beim Auftreffen der Kontaktplatte
5 auf die Schneide 6' näher dargestellt. Die Schnappfedereinheit 2 mit den Kontakten
3 trifft mit einer Kraft K während des Schaltens auf die Kontaktplatte 5 auf, nimmt
diese bis zum Auftreffen auf die Schneide 6' mit und halbiert die Kraft K an dieser
Stelle in zwei Teilkräfte K/2. Die Schneide 6' bildet dabei den Drehpunkt beim Ausbalancieren.