Kontaktvorrichtung

Abstract

 57 Es gibt Kontaktvorrichtungen mit einem gegen die Kraft einer Druckfeder Längsverschieblich in einem Gehäuse gerführten Stößel, welcher eine oder mehrere Kontaktbrücken betätigt, die mit feststehenden Kontaktstücken zusammenwirken. Ferner ist eine Vorrichtung zur Zwangsöffnung von haftenden und verschweißten Kontakten vorgesehen.
Um eine Kontaktvorrichtung zu schaffen, die einen sehr geringen Material- und Herstellungsaufwand erfordert und sich besonders für die Massenfertigung eignet, wird vorgeschlagen, daß für die Zwangsöffnung der Kontakte ein U-förmiger Bügel vorgesehen und mit seinem Steg zwischen der Kontaktbrücke und einer Kontaktdruckfeder eingesetzt ist, und daß die Schenkel des Bügels und gestufte Erweiterungen in den benachbarten Gehäuseflächen derart ausgebildet sind, daß der Bügel und die Kontaktbrücke über einen ersten Teil des Hubes des Stößels von diesem zwangsweise mitgenommen wird und sich die Schenkel des Bügels über den weiteren Teil des Hubes nach außen spreizen und den Stößel freigeben.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine 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 Kontaktstükken zusammenwirken, wobei ein mit der Kontaktbrükke derart zusammenwirkendes Bauteil vorgesehen ist, daß eine Zwangsöffnung von haftenden oder verschweißten Kontakten zwischen den beweglichen und feststehenden Kontaktstücken gewährleistet ist.

Stand der Technik

[0002] Kontaktvorrichtungen dieser Gattung 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 Lichtbögen 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 schräg stellt und schließlich das Aufreißen der Haft-.bzw. Schweißstelle bewirkt. Aus den vorerläuterten Gründen ergibt sich also eine nicht ausreichende Schaltsicherheit der bekannten Kontaktvorrichtungen.

[0003] Eine spezielle zu Anfang erläuterte Kontaktvorrichtung in einer konstruktiven Ausbildung als elektrischer Schnappschalter ist aus der DE-B-1 935 225 bekannt. Bei dieser Konstruktion sind zu beiden Seiten des Betätigungsstößels Schwenkhebel mittels Zapfen im Gehäuse des Schnappschalters drehbar gelagert. Die nach dem Betätigungsstößel hinweisenden Enden der Schwenkhebel können in Vertiefungen des Betätigungsstößels eingreifen, wobei die Vertiefungen durch Schrägflächen begrenzt sind. Das Verschwenken der Schwenkhebel erfolgt in der Weise, daß sich die Enden der Schwenkhebel bei Betätigen des Betätigungsstößels zunächst in den Vertiefungen bewegen, dann aber an den Schrägflächen anstoßen. Durch die dadurch verursachte Schwenkbewegung kommen die anderen Enden des Schwenkhebels mit der Kontaktbrükke in Berührung. Dadurch werden bei weiterer Bewegung des Betätigungsstößels die Kontaktauflagen der Kontaktbrücke von den Festkontaktstücken getrennt. Bei haftenden oder verschweißten Kontakten erfolgt also zwangsweise eine Trennung. Die zur Zwangstrennung erforderlichen Kräfte sollen hierbei relativ dicht an den Kontaktstellen auf die beweglichen Kontaktteile wirken. Durch die Lagerung der Schwenkhebel mittels feststehender Drehzapfen im Gehäuse ergibt sich, daß eine Bewegungsumkehrung erfolgt, d.h. daß die auf die Kontaktbrücke einwirkenden Hebelenden sich in umgekehrter Richtung zu dem Betätigungsstößel bewegen, womit auch die Kontaktbrücke in umgekehrter Richtung bewegt wird. Diese Umkehrung der Bewegungsrichtung steht im Einklang mit den Bewegungsverhältnissen des Schnappschalters, ausgelöst durch die Dreiteiligkeit der Kontaktbrücke mit jeweils mittleren und zwei äußeren Zungen. Die Umkehrung der Bewegungsrichtung würde aber auch bei einer starren Kontaktbrücke erfolgen. Außerdem ist bei der bekannten Konstruktion ein erhebliches Bewegungsspiel vorgesehen und auch erforderlich, bis es zu einer zwangsweisen Trennung der Kontakte kommt. Dadurch können sich ungünstige größere Schrägstellungen der Kontaktbrücke von dem einen zu anderen Ende ergeben. Schließlich ist eine zwangsweise Trennung der Kontakte nur für die Öffnerkontakte, nicht aber für die spätere Öffnung der Schließerkontakte gegeben.

[0004] Eine weitere Kontaktvorrichtung der zu Anfang erläuterten Gattung ist aus der EU-A-0050675 bekannt. Bei dieser Konstruktion sitzen auf den beiden aus der Aussparung des Stößels herausragenden Kontaktbrückenteilen die Bauteile in Form von sich nach außen trapezförmig verjüngenden Klötzen, die in einem kleinen Winkelbereich zur Verschieberichtung des Stößels schwenkbar sind, wobei auf der Innenseite jedes Klotzes ein Vorsprung vorgesehen ist, der in die Aussparung eingreift. Die Schrägflächen der trapezförmigen Klötze wirken mit Innenkanten und/oder -schrägflächen des Gehäuses derart zusammen, daß jeder Vorsprung nach einem Teil des Verschiebeweges des Stößels außer Eingriff mit der Aussparung kommt. Diese Kontaktvorrichtung hat vor allem den Vorteil, daß die Zwangsöffnung der Kontakte praktisch ohne Verzögerung erfolgt, d.h. ohne vorheriges größeres Bewegungsspiel. Ferner wird erreicht, daß die jeweilige Bewegungsrichtung jeder Kontaktbrücke der Bewegungsrichtung des Stößels entspricht.

Darstellung der Erfindung

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der vorerläuterten Vorteile eine Kontaktvorrichtung zu schaffen, die einen sehr geringen Material- und Herstellungsaufwand erfordert und sich besonders für die Massenfertigung eignet.

[0006] Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Bauteil als U-förmiger Bügel ausgebildet und mit seinem Steg zwischen der Kontaktbrücke und der Kontaktdruckfeder eingesetzt ist, und daß die Schenkel des Bügels und gestufte Erweiterungen in den benachbarten Gehäuseflächen derart ausgebildet sind, daß der Bügel und die Kontaktbrücke über einen ersten Teil des Hubes des Stößels von diesem zwangsweise mitgenommen wird und sich die Schenkel des Bügels über den weiteren Teil des Hubes nach außen spreizen und den Stößel freigeben.

[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Beschreibung der Zeichnung

[0008] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung im Schema dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Kontaktvorrichtung, die sich in Ruhestellung befindet,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Stößel gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1, wobei jedoch die Betätigungsstellung dargestellt ist.

[0009] Die in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel vereinfacht gezeichnete Kontaktvorrichtung weist ein Gehäuse 1 und einen Gehäuseeinsatz 2 auf, deren Konstruktion so getroffen ist, daß ein einfaches Zusammensetzen aller Einzelteile der Kontaktvorrichtung möglich ist. Es sind zwei äußere feststehende Kontaktanschlußschienen 3 und 4 sowie zwei weitere innenliegende ebenfalls feststehende Kontaktanschlußschienen 9 und 10 vorgesehen. Die Enden 5 und 7 der Kontaktanschlußschienen 3 und 4 sind nach innen umgekantet und tragen auf der Unterseite Festkontaktstücke 6 bzw. 8. Die Enden 11 und 13 der Kontaktanschlußschienen 9 und 10 sind wie dargestellt nach außen umgekantet und tragen auf der Oberseite Festkontaktstücke 12 bzw. 14. Innerhalb des Gehäuses 1, 2 ist eine im wesentlichen rechteckige Schaltkammer 15 gebildet, innerhalb welcher sich die nachfolgend erläuterte Kontaktbrücke 39 bewegen kann. In dem Gehäuse 1, 2 ist ein Stößel 16 längsverschieblich geführt. Zu diesem Zweck sind in den Gehäuseteilen 1, 2 Führungen 17, 18 bzw. 19, 20 oder Führungsflächen vorgesehen, wobei der Verschiebeweg des Stößels 16 durch nicht gezeichnete beiderseitige Anschläge begrenzt werden kann.

[0010] In einer Ausnehmung 21 des Gehäuseeinsatzes 2, welche die beschriebenen Führungen 19 und 20 bildet, sitzt eine Druckfeder 22, die sich einerseits am Boden 23 der Ausnehmung 21 und andererseits an der Innenfläche einer Ausnehmung 24 im unteren Ende des Stößels 16 abstützt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Stößel eine im wesentlichen rechteckige durchgehende Aussparung 25, in welcher in Verschieberichtung des Stößels 16 eine Kontaktdruckfeder 26 angeordnet ist, die bei diesem Ausführungsbeispiel als Schraubenfeder ausgebildet ist. Ferner befindet sich in der Aussparung 25, und zwar unterhalb des unteren Endes der Kontaktdruckfeder 26 eine bewegliche Kontaktbrücke 39 (Fig. 3), die nach beiden Seiten aus der Aussparung herausragt und an den Enden sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite mit beweglichen Kontaktstücken 40 und 42 bzw. 41 und 43 ausgestattet ist, so daß mit den oben erläuterten feststehenden Kontaktstücken Öffner und/oder Schließer gebildet werden.

[0011] In der Aussparung 25 ist ferner ein nach oben hin öffnender U-förmiger Bügel 27 mit einem in der dargestellten Lage waagerechten Steg 30 und zwei nach oben hin führenden Schenkeln 28 und 29 eingesetzt, und zwar so, daß sich der Steg 30 zwischen der Kontaktbrücke 39 und dem unteren Ende der Kontaktdruckfeder 26 befindet. Die oberen äußeren Enden 31 und 32 der Schenkel 28 und 29 sind vorteilhafterweise nach außen abgewinkelt und liegen bei Ruhestellung des Stößels 16 gemäß Fig. 1 sowie während des ersten Teiles des nachfolgend noch näher erläuterten Stößelhubes an den benachbarten, durch die Aussparung 25 gebildeten Kanten 38 des Stößels 16 an. Vorteilhafterweise sind die Kanten 38, wie besonders Fig. 3 deutlich macht, unter einem Winkel von etwa 30° bis 50⁰ zur Bewegungsrichtung des Stößels 16 abgeschrägt oder ggfs. auch abgerundet.

[0012] Im Bereich zwischen der Schaltkammer 15 einerseits und den Führungen 17, 18 des Gehäuses 1 sind zwei zueinander gestufte Erweiterungen 33 und 35 bzw. 34 und 36 in Bewegungsrichtung des Stößels 16 zu dessen beiden Seiten vorgesehen. Vorteilhafterweise sind die Übergangsflächen 37 zwischen den beiden einander zugehörenden Erweiterungen schräg ausgebildet, und zwar unter einem Winkel von etwa 30⁰ bis 50⁰ zur Bewegungsrichtung des Stößels verlaufend. Die eigentlichen Flächen der Erweiterung 33, 34, 35 und 36 verlaufen dagegen parallel zur Bewegungsrichtung des Stößels.

[0013] Vorteilhafterweise ist der Bügel 27 aus federnd elastischem Material, z.B. Federstahl oder ggfs. auch aus Messing oder dgl., gebildet und entsprechend der Ruhelage gemäß Fig. 1 geformt, so daß das nachfolgend erläuterte Spreizen der Schenkel 28, 29 während des Bewegungshubes des Stößels 16 entgegen der innewohnenden Federkraft erfolgt. Um ein seitliches Verschieben des Bügels 27 und der Kontaktbrücke 39 zu verhindern, können zwischen geeigneten Stellung en des Stößels 16 sowie dem Bügel und der Kontaktbrücke geeignete Halteterungen vorgesehen sein, wie z.B. Sicken oder zapfenartige Vorsprünge und Löcher, die ineinandergreifen, oder Nuten bzw. Führungsleisten an den parallel zur Bildfläche der Fig. 1 verlaufenden Begrenzungsflächen der Aussparung 25.

[0014] Die Wirkungsweise der oben erläuterten Kontaktvorrichtung ist im wesentlichen folgende.

[0015] Wenn der Stößel 16 betätigt wird, also aus der Ruhelage gemäß Fig. 1 nach unten hin bewegt wird, so wird der Bügel 27 zunächst über einen ersten Teil des Hubes des Stößels von diesem zwangsweise mitgenommen, da die schräg nach außen laufenden abgewinkelten Enden 31 und 32 der Schenkel 28 und 29 des Bügels an den Kanten 38 des Stößels.anliegen und die Erweiterungen 33 und 34 so bemessen sind, daß die Schenkel des Bügels nicht nach außen ausweichen können. Damit wird aber auch zwangsweise die Kontaktbrücke 39 mitgeführt, so daß eventuell haftende oder verschweißte Kontakte zwangsweise geöffnet werden. Sobald der Stößel 16 soweit nach unten bewegt ist, daß die Bügelenden 31, 32 in den Bereich der Erweiterungen 35 und 36 gelangen, können sich die Schenkel 28 und 29 des Bügels 27 nach außen spreizen, weil diese Erweiterungen 35 und 36 eine größere Breite haben, und zwar eine solche Breite, daß die nach außen gespreizten Schenkel den Stößel 16 für eine weitere Bewegung nach unten hin freigeben, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Kontaktbrücke 39 kommt mit den beweglichen Kontaktstücken 41 und 43 zur Anlage an den feststehenden Kontaktstücken 12 und 14. Der Kontaktdruck wird durch die Kontaktdruckfeder 26 bestimmt und nicht durch die Kraft, die auf den Stößel 16 ausgeübt wird. Der Stößel 16 kann schließlich unbehindert über den restlichen Hub weiterbewegt werden. Beim Loslassen des Stößels bewirkt die Druckfeder 22 eine Rückführung der bewegten Teile in die Ruhestellung gemäß Fig. 1.Dabei gleiten zunächst die Enden 31 und 32 der Schenkel 28 und 29 des Bügels 27 entlang den Flächen der Erweiterungen 35 und 36. Sobald sie auf die Schrägflächen 37 gelangen, werden sie einmal durch diese Schrägflächen und zum anderen auch durch die innewohnende Federkraft soweit zurückgebogen, bis die Schenkelenden wie beschrieben wieder an den Kanten 38 des Stößels anliegen.

[0016] Es sei hier ausdrücklich bemerkt, daß die oben erläuterte Gehäusekonstruktion auch anders ausgeführt werden kann. So kann das Gehäuse beispielsweise auch aus zwei anderen Hälften oder Gehäuseteilen bestehen, die durch Teilungsebenen senkrecht zur Bildebene oder parallel zur Bildebene nach den Figuren 1 und 3 gebildet werden. Des weiteren können auch die Stromanschlußschienen 3, 4, 9 und 10 anders ausgebildet werden, z.B. nach den beiden einander gegenüberliegenden Seitenflächen herausgeführt und dort mit Kontaktanschlußschrauben versehen werden. In dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist nur eine Aussparung 25 in dem Stößel 16 dargestellt und beschrieben. Stattdess_Pn können auch mehrere Aussparungen mit eingesetzten Kontaktbrücken, U-förmigen Bügeln usw. wie beschrieben nebeneinander und/oder übereinander in einem gemeinsamen Stößel vorgesehen werden. Man spricht dann allerdings im allgemeinen von einem gemeinsamen Kontaktbrückenhalter. Die Kontakte als solche können wahlweise als Öffner oder Schließer ausgebildet werden.

[0017] Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel hat das Gehäuse 1 einen Gehäuseeinsatz 2. Stattdessen kann vorteilhafterweise das Gehäuse auch nur aus einem einzigen Block bestehen, d.h. daß der als separates Teil gezeichnete Gehäuseeinsatz 2 einstückig mit dem Gehäuse 1 hergestellt werden kann. Dazu kann man die Kontaktanschlußschienen 3,4 und 9,10 mit ihren feststehenden Kontaktstücken z.B. in eine Spritzgußform legen und dann das Gehäuse, wie gesagt, in einem Block vergießen.

[0018] In der obigen Beschreibung wurde zwischen Festkontaktstücken 6,8 und 12,14 einerseits und beweglichen Kontaktstücken 40,41,42 und 43 andererseits unterschieden. Dazu sei ausdrücklich hervorgehoben, daß die beweglichen Kontaktstücke nur mit der Kontaktbrücke 39 beweglich sind, an der Kontaktbrücke aber fest angeordnet sind.

Ansprüche

1. Kontaktvorrichtung mit einem gegen die Kraft einer Druckfeder (22) längsverschieblich in einem Gehäuse (1, 2) geführten Stößel (16), welcher eine oder mehrere Aussparungen (25) aufweist, wobei in jeder Aussparung eine zu beiden Seiten der Aussparung herausragende Kontaktbrücke (39) mit beweglichen Kontaktstücken (40, 41, 42, 43) und eine Kontaktdruckfeder (26) angeordnet sind, und wobei die beweglichen Kontaktstücke unter Bildung von Öffnern und/oder Schließern mit feststehenden Kontaktstücken (6, 8, 12, 14) zusammenwirken, wobei ein mit der Kontaktbrücke (39) derart zusammenwirkendes Bauteil vorgesehen ist, daß eine Zwangsöffnung von haftenden oder verschweißten Kontakten zwischen den beweglichen und feststehenden Kontaktstücken gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bauteil als U-förmiger Bügel (27) ausgebildet und mit seinem Steg (30) zwischen der Kontaktbrücke (39) und der Kontaktdruckfeder (26) eingesetzt ist, und daß die Schenkel (28, 29) des Bügels (27) und gestufte Erweiterungen (33, 34, 35, 36) in den benachbarten Gehäuseflächen derart ausgebildet sind, daß der Bügel (27) und die Kontaktbrücke (39) über einen ersten Teil des Hubes des Stößels (16) von diesem zwangsweise mitgenommen wird und sich die Schenkel (28, 29) des Bügels (27) über den weiteren Teil des Hubes nach außen spreizen und den Stößel (16) freigeben.

2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei zueinander gestufte Erweiterungen (33, 34, 35, 36) in Bewegungsrichtung des Stößels (16) zu dessen beiden Seiten vorgesehen sind, und daß die Übergangsflächen (37) zwischen den beiden Erweiterungen schräg unter einem Winkel von etwa 30° bis 50° zur Bewegungsrichtung des Stößels verlaufen.

3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flächen der Erweiterungen (33, 34, 35,36) parallel zur Bewegungsrichtung des Stößels (16) verlaufen.

4. Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Enden (31, 32) der Schenkel (28, 29) nach außen abgewinkelt sind und sich bei Ruhestellung des Stößels (16) sowie während des ersten Teiles des Stößelhubes an den benachbarten, durch die Aussparung (25) gebildeten Kanten (38) des Stößels (16) anlegen.

5. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanten (38) unter einem Winkel von etwa 30° bis 50° zur Bewegungsrichtung des Stößels (16) abgeschrägt sind.

6. Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Bügel (27) aus federnd elastischem Material besteht und entsprechend der Ruhelage geformt ist, so daß das Spreizen der Schenkel (28, 29) entgegen der innewohnenden Federkraft erfolgt.

7. Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach außen an die gestuften Erweiterungen (33, 34, 35, 36) Führungsflächen (17, 18) des Gehäuses (1) für den Stößel (16) angeschlossen sind.

Zeichnung