[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktvorrichtung mit einem gegen die Kraft
einer Druckfeder längsverschieblich in einem Gehäuse gegührten Stößel, welcher eine
oder mehrere Aussparungen aufweist, wobei in jeder Aussparung eine zu beiden Seiten
der Aussparung herausragende Kontaktbrücke mit beweglichen Kontaktstücken und eine
Kontaktdruckfeder angeordnet sind, und wobei die beweglichen Kontaktstücke unter Bildung
von Öffnern und/oder Schließern mit feststehenden Kontaktstücken zusammenwirken.
[0002] Kontaktvorrichtungen dieser Art finden sich in der Praxis in vielen Schaltgeräten
mit den unterschiedlichsten Konstruktionen und Verwendungszwecken. Es seien hier nur
als Beispiel die in der Praxis in großen Stückzahlen hergestellten Endschalter genannt.
Diesen Kontaktvorrichtungen ist gemeinsam, daß ein entweder von Hand oder meist maschinell
betätigter Stößel vorhanden ist, der gleichzeitig als Kontaktbrückenträger dient.
Bei manchen Schaltgeräten ist nur eine Kontaktbrücke vorhanden, während bei anderen
Schaltgeräten mehrere Kontaktbrücken übereinander und/oder nebeneinander vorgesehen
sind. Aus Gründen der Schaltsicherheit muß der Betätigungshub des Stößels bzw. Kontaktbrückenträgers
größer sein als der Arbeitshub der Kontaktbrücken mit den beweglichen Kontaktstücken.
Außerdem kann der Kontaktdruck zwischen den beweglichen und feststehenden Kontaktstücken
nicht der Betätigungskraft entsprechen, die auf den Stößel einwirkt. Aus diesem Grunde
ist bei den bekannten Kontaktvorrichtungen eine Druckfeder vorhanden, die den Stößel
nach dessen Betätigung wieder in die Ruhelage zurückführt und dort hält und zum anderen
ist in einer Ausnehmung des Stößels zu jeder Kontaktbrücke mit dieser eine Kontaktdruckfeder
eingesetzt. Diese Federn bestimmen genau dosierbar den erforderlichen und gewünschten
Kontaktdruck. Jede Kontaktbrücke ist also unter dem Druck der Kontaktdruckfeder stehend
beweglich in der Ausnehmung des Stößels gehalten. Daraus ergibt sich folgender Nachteil,Bei
den Schaltvorgängen können Lichtbogen oder stellenweise Überhitzungen an den Berührungsstellen
zwischen den beweglichen und den feststehenden Kontaktstücken auftreten, die zu einem
Anhaften oder gar stellenweise Festschweißen der Kontaktstücke führen können. Bei
Betätigung des Stößels kann es infolgedessen vorkommen, daß das eine oder andere bewegliche
Kontaktstück hängenbleibt und entweder der Kontakt überhaupt nicht öffnet oder erst
nach Zurücklegen der Kontaktbrücke über einen größeren Teil des Arbeitshubes, wobei
sich die Kontaktbrücke schrägstellt und schließlich das Aufreißen der Haft- bzw. Schweißstelle
bewirkt. Aus den vorerläuterten Gründen ergibt sich also eine nicht ausreichende Schaltsicherheit
der bekannten Kontaktvorrichtungen.
[0003] Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktvorrichtung zu schaffen,
bei welcher mit einfachen Mitteln eine große Schaltsicherheit auch bei haftenden oder
verschweißten Kontakten gewährleistet ist.
[0004] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch mit der Kontaktbrücke derart
zusammenwirkende Bauteile, daß eine Zwangsöffnung von haftenden oder verschweißten
Kontakten zwischen den beweglichen und feststehenden Kontaktstücken unmittelbar nach
Betätigung des Stößels zum gleichen Zeitpunkt gewährleistet ist, in dem nicht haftende
oder nicht verschweißte Kontakte öffnen. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht
darin, daß die Zwangsöffnung der Kontakte, auch der eventuell mehr oder weniger stark
haftenden oder verschweißten Kontakte praktisch ohne Verzögerung erfolgt.
[0005] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0006] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema dargestellt,
und zwar die linke Hälfte der Zeichnung als mittlerer 9 Horizontalschnitt in der einen
Endstellung, nämlich der Ruhestellung des Stößels und die rechte Hälfte als Draufsicht
auf die Kontaktvorrichtung nach Abnahme eines eventuellen Gehäusedeckels in der anderen
Endstellung des Stößels.
[0007] Die in der Zeichnung dargestellte Kontaktvorrichtung ist in der Praxis im allgemeinen
wesentlich kleiner. Der Deutlichkeit halber ist die Kontaktvorrichtung also in der
Zeichnung um ein Vielfaches vergrößert dargestellt Die Kontaktvorrichtung besitzt
ein Kunststoffgehäuse 1 mit einem massiven Bodenteil 3 mit einem freien Innenraum
2, der so gestaltet und bemessen ist, daß sich alle beweglichen Teile entsprechend
dem Arbeitshub frei bewegen können. Das Gehäuse besitzt ferner nach oben hin ragende
Seitenwände 4 auf denen gegebenenfalls ein nicht gezeichneter Verschlußdeckel angebracht
werden kann. Das Gehäuse besitzt ferner Führungen 5 und 6 für einen längsverschieblichen
Stößel 7 bzw. Kontaktbrückenhalter. Zweckmäßig ist der Stößel an seinen beiden Enden
im Querschnitt rechteckig gestaltet und demgemäß sind die Führungen 5, 6 ebenfalls
im Querschnitt rechteckig an den Stößel angepaßt. Im mittleren Bereich besitzt der
Stößel ein verbreitertes Teil, in dem eine im Längsschnitt und Querschnitt gesehen
rechteckige Aussparung 9 vorgesehen ist. Wenn wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Stößel ein mittleres verbreitertes Teil besitzt, sind die Führungen 5, 6 U-förmig
nach oben hin offen ausgebildet, so daß sich der Stößel mit seinen Enden von oben
in diese Führungen einlegen läßt. Durch nicht gezeichnete obere Halteteile, die zweckmäßigerweise
als nach unten ragenden Fortsätze des Deckels ausgebildet sind, werden die Stößelenden
auch nach oben hin geführt.
[0008] Die Ausnehmung 9 besitzt zwei Anlageflächen 10 und 11. An der einen Anlagefläche
kann sich die Kontaktbrücke 12 in der im linken Teil der Zeichnung dargestellten Ruhestellung
anlegen, während sich an der anderen Anlagefläche das eine Ende der Kontaktdruckfeder
15 abstützt. Das andere Ende der Kontaktdruckfeder 15 liegt an der Kontaktbrücke 12
an. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Kontaktbrücke im Bereich der beiden
Enden und auf beiden Seiten bewegliche Kontaktstücke 13 und 14. Diese beweglichen
Kontaktstücke arbeiten mit feststehenden Kontaktstücken 16 und 17 zusammen. Je nach
deren Anordnung können in der Kontaktvorrichtung Öffner und/oder Schließer vorgesehen
sein. Die feststehenden Kontaktstücke 16, 17 sind über im Gehäuse befestigte Kontaktanschlußschienen
18 und 19 mit Kontaktanschlußschrauben 20, 21 verbunden, an denen nicht gezeichnete
elektrische Anschlußleitungen befestigt werden können.
[0009] Es ist weiterhin eine Druckfeder 22 vorgesehen, die mit einer gewissen Vorspannung
zwischen der Innenwand des Gehäuses nahe der Führung 6 und dem verbreiterten Teil
des Stößels 8 eingesetzt ist und die gleichzeitig, wie aus der Zeichnung zu ersehen
ist, einen Teil des Stößels 7 umgibt.
[0010] Wie die Zeichnung verdeutlicht, ragt die Kontaktbrücke 12 nach beiden Seiten aus
der Aussparung 9 des Stößels heraus. Mit diesen Kontaktbrückenteilen wirken Bauteile
23 derart zusammen, daß eine Zwangsöffnung der Kontakte zwischen den beweglichen Kontaktstücken
13, 14 und den feststehenden Kontaktstücken 16, 17 gewährleistet ist. Nach dem in
der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Bauteile in Form
von sich nach außen trapezförmig verjüngenden Klötzen 23 ausgebildet,und zwar sitzt
je ein Klotz auf dem einen und anderen herausragenden Teil der Kontaktbrücke 12. Vorteilhaft
ist jeder Klotz mit einem sich nach außen erweiternden Schlitz 32 versehen, so daß
der Klotz von der Stirnseite her auf die Kontaktbrücke aufgeschoben werden kann. Durch
die Ausbildung des Schlitzes mit einer Erweiterung nach außen kann sich jeder Klotz
23 in einem kleinen Winkelbereich zur Verschieberichtung 25 des Stößels verschwenken,
wie ein Vergleich der Stellung des Klotzes 23 in der linken Zeichnungshälfte zur Stellung
des Klotzes 23 in der rechten Zeichnungshälfte verdeutlicht. Im übrigen ist der Schlitz
im allgemeinen so groß bemessen, daß man den Klotz 23 über die Kontaktstücke 13, 14
hinwegschieben kann, zumal diese Kontaktstücke in der Praxis kleiner ausgeführt sind
als in der Zeichnung der Deutlichkeit halber dargestellt ist. Es ist allerdings auch
möglich, die Kontaktstücke 13, 14 erst an der Kontaktbrücke anzubringen, nachdem die
Klötze 23 auf die Kontaktschiene aufgeschoben sind. Diesbringt den Vorteil der Unverlierbarkeit
der Klötze mit sich, wenn einmal die ganze Baueinheit, bestehend aus Stößel, Kontaktbrücke,
Kontaktdruckfeder 15 und den Klötzen 23 aus dem Gehäuse herausgenommen werden soll.
Die Klötze 23 bestehen zweckmäßigerweise aus einem harten Kunststoffmaterial, wie
es für das Gehäuse 1 und den Stößel 7 verwendet wird.
[0011] Auf der Innenseite 26 jedes Klotzes 23 ist ein Vorsprung 27 vorgesehen, der bei der
in der linken Bildhälfte dargestellten Stellung in die Aussparung 9 eingreift. Vorteilhaft
ist der Vorsprung 27 etwa keilförmig ausgebildet, so daß er wie dargestellt hinter
die Kante der Anlagefläche 10 der Aussparung 9 greift, und zwar hinter die Kante,
an welcher sich das von der Kontaktbrücke 12 abliegende Ende der Kontaktdruckfeder
15 abstützt.
[0012] Die Schrägflächen 28, 29 des trapezförmigen Klotzes 23 wirkt,mit Innenkanten 30 und/oder
Innenschrägflächen 31 des Gehäuses 1 derart zusammen, daß jeder Vorsprung 27 nach
einem Teil des Verschiebeweges des Stößels 7 außer Eingriff mit der Aussparung 9 kommt,
wie nachfolgend noch näher erläutert ist.
[0013] Zweckmäßigerweise weist der Klotz 23 eine im wesentlichen parallel zum Stößel 7 verlaufende
Verlängerung 33 auf, welche als Anschlag für die Schwenkbewegung des Klotzes 23 zwischen
einer Außenfläche 34 des Stößels 7 einerseits und einer Innenfläche 35 des Gehäuses
andererseits dient.
[0014] Eine weitere zweckmäßige Besonderheit des Klotzes 23 besteht darin, daß eine Schrägfläche
29 des trapezförmigen Klotzes 23 mit einer Stufe 36 versehen ist, so daß das in der
Zeichnung dargestellte unterste Schrägflächenteil nach unten vorspringt.
[0015] Um eine bessere Halterung und Führung des Klotzes 23 auf der Kontaktbrücke zu gewähr-*
leisten und gleichzeitig das Verrutschen des Klotzes auf der Kontaktbrücke nach außen
zu verhindern, ist der trapezförmige Klotz 23 zu beiden Seiten der Kontaktbrücke 12
mit Stegen 37 versehen, die wie dargestellt ebenfalls trapezförmig sich nach außen
verjüngend ausgebildet sind.
[0016] Um die Schwenkbewegung des Klotzes 23 zu erleichtern, ist die Innenfläche des Klotzes
mit dem unteren Flächenteil 38 gegenüber der oberen Innenfläche 26 um einen spitzen
Winkel entsprechend dem Schwenkwinkel abgekantet, so daß der Klotz mit der senkrecht
zur Bildebene verlaufenden Kante, an der die beiden Flächenteile 26 und 38 zusammenstoßen,
an dem Stößel anliegt und um diese Kante verschwenken kann. Zweckmäßigerweise ist
das untere Teil 38 der Innenfläche mit einer kleinen Stufe nach außen hin versetzt,
so daß bei der im rechten Bildteil gezeichneten Stellung des Klotzes 23 zwischen dem
unteren Teil 38 der Innenfläche und der Außenfläche des verbreiterten Teiles 8 des
Stößels 7 ein schmaler Spalt verbleibt.
[0017] Die Wirkungsweise der vorerläuterten Kontaktvorrichtung ist im wesentlichen folgende.
Wenn man von der Ruhestellung der Kontaktvorrichtung gemäß der linken Hälfte der Zeichnung
ausgeht, so befindet sich der Stößel 7 mit der Kontaktbrücke 12 in der obersten Stellung,
so daß die beweglichen Kontaktstücke 13 an den feststehenden Kontaktstücken 16 anliegen,
und zwar mit einem Kontaktdruck, der von der Druckfeder 22 vorbestimmt ist. Wenn nun
der Stößel 7 in Richtung des Pfeiles 24 von Hand oder maschinell betätigt wird, so
bewegt sich der Stößel mitsamt der unter dem Druck der Feder 15 stehenden Kontaktbrücke
12 nach unten und die Kontaktstücke 13 heben von den feststehenden Kontaktstücken
16 ab. Falls der Fall eingetreten ist, daß das eine oder gar beide Kontaktstücke 13
an den Kontaktstücken 16 kleben oder mit diesen stellenweise verschweißt sind, kommt
schon nach einem sehr kleinen Verschiebeweg des Stößels 7 der keilförmige Vorsprung
27 des beschriebenen Klotzes 23 auf der einen oder gar beiden Seiten der Kontaktvorrichtung
zur Anlage an der Anlagefläche 10. Da der Klotz 23 mit verhältnismäßig geringem Spiel
auf der Kontaktbrücke 12 sitzt, wird die Kontaktbrücke 12 beim Weiterschieben des
Stößels 7 zwangsweise von dem Klotz 23 mitgenommen, so daß sofort zwangsweise die
Haftstelle oder Schweißstelle zwischen den betreffenden Kontaktstücken 13 und 16 aufgebrochen
wird. Da der Arbeitshub der Kontaktbrücke 12 wie zu Anfang erläutert kleiner als der
Verschiebeweg des Stößels ist, kann der betreffende Klotz 23 nicht in der in der linken
Bildhälfte gezeichneten Verriegelungsstellung verbleiben, sondern muß die Kontaktbrücke
12 nach dem Zwangsöffnen der Kontakte wieder freigeben. Dies wird dadurch erreicht,
daß beim weiteren Verschieben des Stößels 7 die untere abgestufte Schrägfläche 29
des Klotzes auf die Schrägfläche 31 des Gehäuses trifft und an dieser so lange entlanggleitet,
bis der Klotz 23 in einem kleinen Winkelbereich geschwenkt worden ist. Dadurch gerät
der Vorsprung 27 außer Eingriff mit der Ausnehmung 9. Die beweglichen Kontaktstücke
14 können sich nun mit vorgegebenem Kontaktdruck der Kontaktdruckfeder 15 an den feststehenden
Kontaktstücken 17 anlegen und der Stößel kann bis zum Ende des Verschiebehubes unbehindert
weiterbewegt werden. In dieser untersten Stellung und nach dem Entriegeln des Vorsprunges
27 nimmt der Klotz die Stellung ein, die in der rechten Bildhälfte gezeichnet ist.
Die Schwenkbewegung des Klotzes ist dadurch begrenzt, daß die Verlängerung 33 in der
obersten Stellung an der Außenfläche 34 des Stößels anliegt, während die Verlängerung
33 an der untersten Stellung an der Innenfläche 35 des Gehäuses anliegt.
[0018] Wenn der Stößel 7 losgelassen wird, bewirkt die zusammengedrückte Druckfeder 22 ein
Zurückverschieben des Stößels. Dabei bleiben die Kontaktstücke 14, 19 infolge des
Druckes der ebenfalls zusammengedrückten Kontaktdruckfeder 15 noch so lange in Berührung,
bis die Anlagefläche 11 der Ausnehmung des Stößels zur Anlage an der Kontaktbrücke
12 kommt und die Kontaktbrücke mit den beweglichen Kontaktstücken 14 mitnimmt. Gleichzeitig
werden die Klötze 23 mitgenommen. Dabei gleitet die Verlängerung 33 so lange entlang
der Innenfläche 35 des Gehäuses, bis die Schrägfläche 28 auf die Innenkante 30 des
Gehäuses trifft und der Klotz wieder in die Ursprungsstellung unter Eingreifen des
Vorsprunges 27 in die Ausnehmung 9 zurückgeschwenkt wird. Durch Verkürzung des Hebelarmes
zwischen Anlagefläche des Klotzes an der Kontaktbrücke 12 einerseits und dem Kontaktstück
14 andererseits bewirkt auch diesmal der Klotz eine im allgemeinen ausreichende Zwangsöffnung
zwischen den Kontaktstücken 14 und 17. Erforderlichenfalls kann man aber auch auf
dem unteren Teil 38 der Innenseite des Klotzes 23 einen weiteren keilförmigen Vorsprung
vorsehen, der in ein nach unten geführtes Verlängerungsteil des Stößels 7 mit einem
Schlitz beispielsweise und einer Anschlagfläche eingreift und ähnlich wie oben beschrieben
durch Schwenken des Klotzes wieder außer Eingriff gebracht wird, so daß auch in dieser
Richtung durch den Klotz ein Zwangsöffnen der Kontakte bewirkt wird.
1. Kontaktvorrichtung mit einem gegen die Kraft einer Druckfeder längsverschieblich
in einem Gehäuse geführten Stößel, welcher eine oder mehrere Aussparungen aufweist,
wobei in jeder Aussparung eine zu beiden Seiten der Aussparung herausragende Kontaktbrücke
mit beweglichen Kontaktstücken und eine Kontaktdruckfeder angeordnet sind, und wobei
die beweglichen Kontaktstücke unter Bildung von Öffnern und/oder Schließern mit feststehenden
Kontaktstücken zusammenwirken, gekennzeichnet durch
mit der Kontaktbrücke (12) derart zusammenwirkende Bauteile (23), daß eine Zwangsöffnung
von haftenden oder verschweißten Kontakten zwischen den beweglichen und feststehenden
Kontaktstücken (13, 14; 16, 17) unmittelbar nach Betätigung des Stößels (7) zum gleichen
Zeitpunkt gewährleistet ist, in dem nicht haftende oder nicht verschweißte Kontakte
öffnen.
2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß auf den beiden aus der Aussparung (9) herausragenden Kontaktbrückenteilen die
Bauteile in Form von sich nach außen trapezförmig verjüngenden Klötzen (23) sitzen,
die in einem kleinen Winkelbereich zur Verschie-' berichtung (25) des Stößels (7)
schwenkbar sind, daß auf der Innenseite (26) jedes Klotzes (23) ein Vorsprung (27)
vorgesehen ist, der in die Aussparung (9) eingreift, und daß die Schrägflächen (28,
29) der trapezförmigen Klötze (23) mit Innen-Kanten (30) und/oder -Schrägflächen (31)
des Gehäuses (1) derart zusammenwirken, daß jeder Vorsprung (27) nach einem Teil des
Verschiebeweges des Stößels (7) außer Eingriff mit der Aussparung (9) kommt.
3.Kontaktvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorsprung (27) etwa keilförmig ausgebildet ist und hinter die Kante der Anlagefläche
(10) der Aussparung (9) greift, an welcher sich das von der Kontaktbrücke (12) abliegende
Ende der Kontaktdruckfeder (15) abstützt.
4. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Klotz(23) mit einem sich nach außen erweiternden Schlitz (32) versehen ist
und mit diesem auf die Kontaktbrücke (12) aufgeschoben ist.
5. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Klotz (23) eine im wesentlichen parallel zum Stößel (7) verlaufende Verlängerung
(33) aufweist, welche als Anschlag für die Schwenkbewegung des Klotzes (23) zwischen
einer Außenfläche (34) des Stößels (7) einerseits und einer Innenfläche (35) des Gehäuses
(1) andererseits dient.
6. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schrägfläche (29) des trapezförmigen Klotzes (23) mit einer Stufe (36) versehen
ist.
7. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der trapezförmige Klotz (23) zu beiden Seiten der Kontaktbrücke (12) ebenfalls
trapezförmig ausgebildete Stege (37) aufweist.
8. Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenseite (26, 38) jedes Klotzes (23) entsprechend dem Schwenkbereich abgekantet
ist.