[0001] Die Erfindung betrifft ein in einem Schaltereinsatz befindliches Kontaktsystem eines
elektrischen Installationsgerätes gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 und wird bevorzugt
in Schaltern von Unterputz- und Aufputzinstallationsgeräten eingesetzt.
[0002] Auf den bekannten Schaltereinsätzen elektrischer Installationsschalter ist auf dessen
Schaltergehäuse eine Schaltwippe schwenkbar oder drehbeweglich befestigt, wobei die
Schaltwippe über einen in das Schaltergehäuse eintauchenden Betätigungsarm auf eine
Kontaktwippe bzw. eine Kontaktfeder einwirkt. Die Kinematik eines Schalters bedarf
üblicherweise einer Schrägstellung der Kontaktwippe, um die Zustände "Ein" und "Aus"
zu gewährleisten. Dabei liegt der Kontaktpunkt nicht optimal im Zentrum der Kontaktstelle
bzw. Kontaktfläche des Kontaktstückes.
[0003] Der Schaltereinsatz ist weiterhin mit Anschlussklemmen für den Anschluss von Elektroleitungen
ausgestattet, die mit mindestens einem Kontaktstück und mit der auf einem Kontaktwippenlager
gelagerten Kontaktwippe zusammenwirken. Die Elektroleitungen sind mittels der durch
die Schaltwippe beaufschlagbaren Kontaktwippe elektrisch miteinander verbindbar. Die
Kontaktwippe ist typischerweise aus einem Biegeteil aus elektrisch leitendem Metall
hergestellt.
[0004] Aus der
DE 10 2009 038 234 A1 ist ein Schaltwerk eines Installationsschalters mit einem Schaltergehäuse bekannt,
in welchem eine Schaltwippe schwenkbar gelagert ist und ein bewegliches Kontaktstück
beaufschlagt, welches ebenfalls schwenkbar gelagert in zwei stabilen Endstellungen
jeweils ein Festkontaktstück kontaktiert. Das bewegliche Kontaktstück ist als Kontaktwippe
ausgebildet und federnd gelagert.
[0005] Aus der
DE 37 40 022 C1 sind bewegbare als Kontaktfedern ausgebildete Kontakte bekannt, die an ihren freien
Enden jeweils einen aufgenieteteten, aufgelöteten oder aufgeschweißten Kontaktniet
tragen, der beispielsweise mit einer abbrandfesten Silberlegierung, wie Silber-Nickel,
Silber-Metalloxiden oder verschweißresistenten Silber-Graphit, versehen ist. Bei einer
entsprechenden Betätigung eines mit den beweglichen Kontaktfedern in Verbindung stehenden
Betätigungsgliedes in axialer Richtung kommen die Kontakte mit entsprechend angeordneten
festen Kontakten in stromführende Anlage.
[0006] Aus der
DE 196 18 014 A1 ist ein als Wippschalter oder Wipptaster ausgeführtes elektrisches Schaltgerät bekannt,
welches einen Gerätesockel mit Schaltkammern, mit Anschlusskontakten für anzuschließende
elektrische Leiter sowie mit wenigstens einer darin angeordneten, von ersten und zweiten
festen Kontakten und wenigstens einem beweglichen als Schaltwippe ausgebildeten Kontakt,
gebildeten Kontaktsystem. Der bewegliche Kontakt ist von einem zugeordneten Betätigungselement
betätigbar. Hier sind die festen Kontakte mit einem Kontaktlappen versehen, an welchem
ein Kontaktplättchen angebracht ist, das mit dem beweglichen Kontakt zusammenarbeitet.
Das mit dem Kontaktplättchen zusammenarbeitende Ende der Kontaktwippe ist ebenfalls
beidseitig mit weiteren Kontaktplättchen belegt. Die Kontaktplättchen haben eine planparallele
Oberfläche.
[0007] Die auf den Kontakten oftmals aufgeschweißten Kontaktplättchen sind auf Grund ihrer
konstruktiven Ausgestaltung und der durch die Kinematik des Schalters bedingte Schrägstellung
der Kontaktwippe, einem natürlichen Abrieb während des Schaltvorganges unterworfen.
Dies ist dadurch bedingt, dass sich die Kontaktstellen der Kontakte nicht senkrecht
zur Richtung der Bewegung der Schaltwippe erstrecken, so dass der Kontaktpunkt nicht
optimal im Zentrum der Kontaktstelle bzw. Kontaktfläche liegt. Dadurch kann eine sichere
Kontaktierung am Kontaktpunkt beeinträchtigt sein. Auch sind die durch die Schaltvorgänge
verschlissenen Kontaktplättchen gar nicht oder nur unter großem Aufwand auswechselbar.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Kontaktsystem für ein elektrisches Installationsgerät,
insbesondere eines Schalters anzugeben, welches vorab genannte Nachteile vermeidet
und insbesondere einen einseitigen Abrieb des Kontaktmaterials auf dem Kontaktstück
der Kontaktwippe des Schalters reduziert.
[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein in einem Installationsgeräteeinsatz
befindliches Kontaktsystem gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Das erfindungsgemäße
Kontaktsystem wird bevorzugt als Aufputzschalter oder Unterputzschalter im Innen-
oder Außenbereich eines Gebäudes eingesetzt.
[0010] Vorteilhafte Ausgestaltungen, Verbesserungen des erfindungsgemäßen Kontaktsystems
sind in weiteren Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.
[0011] Das, vorzugsweise in einem Schaltereinsatz eines Installationsschalters, integrierte
erfindungsgemäße Kontaktsystem ist aus einer Kontaktwippe mit wenigstens einem Schaltkontakt,
nachfolgend auch Kontaktstück genannt, aufgebaut.
[0012] Das Kontaktstück übt bei einer Betätigung der Kontaktwippe auf wenigstens einen Festkontakt
eine Kontaktkraft aus, wodurch das Kontaktstück in seiner Endstellung den Festkontakt
kontaktiert. Der Festkontakt ist vorzugsweise einstückig mit planer Oberfläche ausgebildet.
[0013] Eine auf dem Kontaktstück, beispielsweise aufgeschweißte oder aufgelötete Kontaktstelle
ist erfindungsgemäß aus einem Hybridmaterial gebildet, dessen auf dem Kontaktstück
aufgebrachtes Basis- oder Trägermaterial aus einem unedlen, verschweißbaren Werkstoff,
wie beispielsweise Nickel, Kupfer- Nickel-, Kupfer-Zinn- oder Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen,
und der darauf aufgebrachte edelmetalhaltige Verbundwerkstoff, nachfolgend als Kontaktmaterial
bezeichnet, aus einem Werkstoff mit hohen Leiteigenschaften aber geringer Verschweißfähigkeit,
wie beispielsweise einer Silberlegierung, besteht.
[0014] Das auf dem Kontaktstück oder dem Festkontakt, vorzugsweise aufgeschweißte, Basismaterial
ist keilförmig abgeflacht oder abgeschrägt.
[0015] Der Neigungswinkel des keilförmig ausgestalteten Basismaterials ist abhängig von
der Schrägstellung der Kontaktwippe. Die Schrägstellung der Kontaktwippe ist notwendig,
um die Zustände "Ein" und "Aus" des Kontaktsystems zu gewährleisten.
[0016] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Kontaktstelle des Schaltkontaktes beträgt
der Neigungswinkel des auf den Schaltkontakt aufgeschweißten unedleren Basismaterials
ca. 13 Grad, wodurch eine optimale Positionierung des Kontaktpunktes beim Ein- bzw.
Ausschalten des Schalters erreicht wird.
[0017] Der auf das Basismaterial aufgebrachte Verbundwerkstoff ist vorzugsweise ein ballig
geformtes Kontaktmaterial.
[0018] Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die
aufgeschweißte Kontaktstelle bzw. Kontaktfläche des Schaltkontaktes mit seiner keilförmigen
Ausgestaltung des Basismaterials eine ungleichmäßige Abnutzung des verhältnismäßig
zum Basismaterial teuren Kontaktmaterials verhindert.
[0019] Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, die das Kontaktmaterial soweit reduziert
werden kann, dass ein minimaler Edelmetalleinsatz die Kosten des Kontaktsystems und
damit des gesamten Installationsschalters reduziert.
[0020] Weiterhin wird durch die Verringerung eines einseitigen Abriebes des Kontaktmaterials
auf den Kontaktstellen nicht nur eine sicherere Kontaktierung am Kontaktpunkt des
Schaltgerätes erreicht sondern auch die Lebensdauer des Gerätes deutlich erhöht.
[0021] Das erfindungsgemäße aus der Kontaktwippe, dem darauf befindlichen Schaltkontakt
und dem Festkontakt gebildete Kontaktsystem lässt sich in verschiedenen Schaltervarianten,
wie beispielsweise Schaltern mit einer oder mehreren Schaltkammern, Schaltern mit
einer oder mehreren Schaltwippen, Einfachschaltern, Wechsel- bzw. Zwischenstellungsschaltern
oder Doppel- bzw. doppelpoligen Schaltern verwirklichen.
[0022] Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Schnitt durch einen Schaltereinsatz eines als Ausschalter ausgeführten Installationsschalters
gemäß dem Stand der Technik,
- Fig. 2
- ein Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kontaktsystems, welches in einem Schaltereinsatz
eines Ausschalters eingebaut ist,
- Fig. 3
- den Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kontaktsystems mit einer eingezeichneter Tangente
im Scheitelpunkt eines ballig geformten Kontaktmaterials des Schaltkontaktes,
- Fig. 4
- einen weiteren Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kontaktsystems angeordnet im Schaltereinsatz,
und
- Fig. 5
- eine Ausführungsform der Kontaktwippe mit dem Kontaktstück und dem darauf angebrachten
Kontaktplättchen gemäß der Erfindung.
[0023] In
Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen Schaltereinsatz 1 eines als Ausschalter ausgeführtem
Installationsschalters gemäß dem Stand der Technik gezeigt, in dem zwei Kontaktwippen
10 jeweils schwenkbar gelagert sind. Um die die Zustände "Ein" und "Aus" des Schalters
zu gewährleisten, ist eine Schrägstellung der Kontaktwippen 10 vorgesehen. Die Kontaktwippen
10 sind an ihrem freien Ende mit einem Kontaktstück 20, auch Schaltkontakt genannt,
ausgestaltet, welches bei einer Betätigung des mit dem Kontaktstück 20 in Verbindung
stehenden Schalters jeweils ein Festkontakt 30 kontaktiert.
[0024] Die Kontaktstelle 40 ist durch ein auf dem Kontakt 20 angeschweißtes Kontaktplättchen
gebildet, dass bei einer entsprechenden Betätigung des Schalters in axialer Richtung
mit dem Festkontakt 30 in stromführende Anlage kommt.
[0025] In
Fig. 2 ist ein Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kontaktsystems, welches in einem Schaltereinsatz
1 eines Ausschalters eingebaut ist, gezeigt, auf dessen Schaltergehäuse die Kontaktwippen
10, wie bereits in Fig. 1 gezeigt, schwenkbar gelagert sind. Die Kontaktwippen 10
weisen auch hier an ihren Endabschnitten jeweils einen Schaltkontakt 20 für die Kontaktierung
mit den Festkontakten 30 auf.
[0026] Der Schaltkontakt 20 übt bei einer Betätigung der Kontaktwippe 10 auf den Festkontakt
30 eine Kontaktkraft aus, wodurch der mit dem Schaltkontakt 20 zusammenwirkende Festkontakt
30 elektrisch verbunden wird.
[0027] Die auf dem Schaltkontakt 20 aufgebrachte als Kontaktplättchen ausgeführte Kontaktstelle
40 ist aus einem Hybridmaterial gebildet, dessen Basismaterial aus einem kostengünstigen,
unedlen, verschweißbaren Werkstoff, üblicherweise einer Kupferlegierung, besteht.
Der auf das Basismaterial aufgebrachte Kontaktwerkstoff ist aus einem höherwertigen
Material, beispielsweise einer Silberlegierung, mit hohen Leiteigenschaften aber geringer
Verschweißfähigkeit gebildet, um ein Verschweißen der Oberflächen des Schaltkontaktes
20 und des mit dem Festkontaktes 30 miteinander zu verhindern.
[0028] Erfindungsgemäß ist das Basismaterial keilförmig abgeflacht oder abgeschrägt.
[0029] Fig. 3 zeigt den Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kontaktsystems eines Schalters mit eingezeichneter
Tangente 21 im Scheitelpunkt eines ballig geformten Kontaktmaterials 42 des Schaltkontaktes
20. Der Festkontakt 30 verfügt ebenfalls über ein Kontaktstück 50, das im dargestellten
Fall einstückig mit planer Oberfläche ausgebildet ist.
[0030] Das Basismaterial 41 des Schaltkontaktes 20 ist so keilförmig abgeflacht oder abgeschrägt,
dass die Tangente 21 im Scheitelpunkt des ballig geformten Kontaktmaterials 42 in
einer ersten Kontaktlage 11 zur senkrecht stehenden Achse 51 im Kontaktstück 50 des
Festkontaktes 30 einen rechten Winkel aufweist und die senkrecht stehende Achse 51
zur planen Oberfläche des Kontaktstückes 50 ebenfalls einen rechten Winkel aufweist.
Die erste Kontaktlage 11 ist hier die erste Stellung der Kontaktwippe 10, bei welcher
der Schaltkontakt 20 den Festkontakt 30 kontaktiert (Ein- Stellung).
[0031] Der Winkel α, welcher von der Kontaktwippe 10 in der ersten Kontaktlage 11 gebildet
ist, und der Keil- oder Neigungswinkel α' der Oberfläche des Basismaterials 41 des
Kontaktstückes 20 sind annähernd gleich groß. Wie hier gezeigt ist das Ende bzw. der
Endabschnitt der Kontaktwippe 10 in der ersten Kontaktlage 11 nicht parallel zur Tangente
21, welche hier parallel zur planen Oberfläche des Kontaktstücks 50 des Festkontaktes
läuft.
[0032] In der
Fig. 3 ist weiterhin eine zweite Stellung der Kontaktwippe 10 dargestellt, bei der das
Kontaktstück 20 vom Festkontakt 30 beabstandet ist (Aus-Stellung).
[0033] Fig. 4 zeigt einen weiteren Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kontaktsystems angeordnet
im Schaltereinsatz, wobei der Schaltkontakt 20 auf die bewegliche Wippe 10 und/oder
der Festkontakt 30 aufgeschweißt oder aufgelötet, und das Basismaterial 41, 61 zusätzlich
mit der Kontaktwippe 10 bzw. dem Festkontakt 30 verprägt ist.
[0034] Das hier gezeigte einstückiges Kontaktstück 50 des Festkontaktes 30 hat eine plane
Oberfläche und ist ebenfalls als Hybridbauteil ausgelegt, wobei das Basismaterial
61 aus einem unedlen, verschweißbaren Werkstoff und das darauf aufgebrachte Kontaktmaterial
62 aus einem Werkstoff mit hohen Leiteigenschaften besteht und mit planer Oberfläche
ausgebildet ist.
[0035] Auch hier ist die senkrecht stehende Achse 51 zur planen Oberfläche des Kontaktstückes
50 eingezeichnet.
[0036] Alternativ kann das Kontaktmaterial 62 des festen Kontaktstückes 50 mit einer balligen
Oberfläche ausgebildet sein oder wenn das Basismaterial 41 des Schaltkontaktes 20
nicht keilförmig sondern planparallel ist, kann das auf dem Festkontakt 30 befindliche
festen Kontaktstück 50 als Hybridkontaktstück mit einem keilförmigen Basismaterial
61 im Winkel α' und einem Kontaktmaterial 62 zum Kontaktstück 20 ausgeführt sein (in
dieser Darstellung nicht gezeigt).
[0037] Ist die Oberfläche des Kontaktstückes 50 des Festkontaktes 30 ballig, dann steht
die Achse 51 senkrecht auf der Tangente im Scheitelpunkt des Kontaktstückes 50.
[0038] In einer hier ebenfalls nicht gezeigten Ausführungsvariante kann der Winkel α' auf
die beiden Basismaterialien 41, 61 der Kontaktstücke (20, 50) aufgeteilt sein.
[0039] Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Kontaktwippe 10 mit dem Schaltkontakt 20 und dem darauf
angebrachten Kontaktplättchen 40 gemäß der Erfindung, wobei das Basismaterial hier
mit dem Bezugszeichen 41 und das Kontaktmaterial mit dem Bezugszeichen 42 gekennzeichnet
ist. Das Kontaktplättchen 40 bildet mit seiner abgeschrägten Oberfläche bzw. Deckfläche,
auf der das ballig geformte Kontaktmaterial 42 aufgebracht ist.
[0040] Der Neigungswinkel des keilförmig ausgestalteten Basismaterials 41 ist abhängig von
der Schrägstellung der Kontaktwippe 10 beim Ein- bzw. Ausschalten des Schalters.
[0041] In der hier gezeigten bevorzugten Ausgestaltung der Kontaktstelle 40 des Schaltkontaktes
20 beträgt der Neigungswinkel des auf den Schaltkontakt 20 aufgeschweißten unedlen
Basismaterials ca. 13 Grad, wodurch eine optimale Positionierung des Kontaktpunktes
zwischen Kontaktstück 30 bzw. Festkontakt 30 erreicht wird.
Bezugszeichenliste
[0042]
- 1
- Schaltereinsatz eines elektrischen Installationsgerätes, insbesondere eines Wippschalters
oder Wipptasters
- 11
- erste Stellung der Kontaktwippe, bei der das darauf befindliche Kontaktstück das feste
Kontaktstück kontaktiert (Ein- Stellung)
- 12
- zweite Stellung der Kontaktwippe, bei der das darauf befindliche Kontaktstück vom
festen Kontaktstück beabstandet ist (Aus-Stellung)
- 10
- Kontaktwippe
- 20
- Schaltkontakt, Kontaktstück
- 21
- Tangente
- 30
- fester Schaltkontakt, Festkontakt
- 40
- Kontaktfläche, Kontaktplättchen, Kontaktstelle
- 41
- Basismaterial, Trägermaterial des Kontaktstückes/Schaltkontaktes
- 42
- Kontaktmaterial, Kontaktwerkstoff des Kontaktstückes/Schaltkontaktes
- 50
- Kontaktstück des Festkontaktes mit planer Oberfläche
- 51
- senkrecht stehende Achse auf der planen Oberfläche des festen Kontaktstückes
- 61
- Basismaterial, Trägermaterial des Festkontaktes
- 62
- Kontaktmaterial, Kontaktwerkstoff des Festkontaktes
- α
- Winkel α der Kontaktwippe in Kontaktlage
- α'
- Keilwinkel, Neigungswinkel des Basismaterials des Kontaktstückes
1. Kontaktsystem eines elektrischen Installationsgerätes, insbesondere eines Schalters,
dessen Kontaktwippe (10) an wenigstens einem ihrer freien Enden mit einem Kontaktstück
(20) ausgestattet ist,
- wobei das Kontaktstück (20) bei einer Betätigung der Kontaktwippe (10) auf wenigstens
ein Kontaktstück (50) eines Festkontaktes (30) eine Kontaktkraft ausübt, wodurch das
Kontaktstück (20) in seiner Endstellung den Festkontakt (30) kontaktiert,
- wobei eine auf dem Kontaktstück (20) und/oder den Festkontakt (30) aufgebrachte
Kontaktstelle (40) aus einem Hybridmaterial gebildet ist, dessen Basismaterial (41,
61) aus einem unedlen, verschweißbaren Werkstoff und das darauf aufgebrachte Kontaktmaterial
(42, 62) aus einem Werkstoff mit hohen Leiteigenschaften besteht,
- und das Basismaterial (41, 61) auf dem Kontaktstück (20) und/oder dem Festkontakt
(30) keilförmig abgeflacht oder abgeschrägt ist.
2. Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial (41) des Kontaktstückes (20) so keilförmig abgeflacht oder abgeschrägt
ist, dass eine Tangente (21) im Scheitelpunkt eines ballig geformten Kontaktmaterials
(42, 62) in einer ersten Kontaktlage (11) zu einer senkrecht stehenden Achse (51)
im Kontaktstück (50) des Festkontaktes (30) einen rechten Winkel aufweist und die
senkrecht stehende Achse (51) zur planen Oberfläche des Kontaktstückes (50) ebenfalls
einen rechten Winkel aufweist.
3. Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel des keilförmig ausgestalteten Basismaterials (41) von der Schrägstellung
der Kontaktwippe (10) abhängig ist.
4. Kontaktsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (α), welcher von der Kontaktwippe (10) in der ersten Kontaktlage (11)
gebildet ist, und ein Keil- oder Neigungswinkel (α') der Oberfläche des Basismaterials
41 des Kontaktstückes (20) annähernd gleich groß sind.
5. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial (61) des Kontaktstückes (50) des Festkontaktes (30) mit planer
Oberfläche und/oder das aufgebrachte Kontaktmaterial (42, 62) mit balliger Oberfläche
ausgebildet ist, wobei dann eine Achse (51) senkrecht auf der Tangente (21) im Scheitelpunkt
des ballig geformten Kontaktmaterials (42, 62) des Kontaktstückes (50) des Festkontaktes
(30) steht.
6. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt der Kontaktwippe (10) nicht parallel zur Tangente (21) des Kontaktstückes
(50) des Festkontaktes (30) steht.
7. Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück (20, 50) auf die Kontaktwippe (10) und/oder auf den Festkontakt
(30) aufgeschweißt oder aufgelötet ist und/oder Basismaterial (41, 61) zusätzlich
mit der Kontaktwippe (10) bzw. dem Festkontakt (30) verprägt ist.
8. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial (41) am Kontaktstück (20) nicht keilförmig sondern planparallel
ist, und das dafür das auf dem Festkontakt (30) befindliche Kontaktstück (50) des
Festkontaktes (30) als Hybridkontaktstück mit einem keilförmigen Basismaterial (61)
im Winkel (α') und einem Kontaktmaterial (42, 62) zum Kontaktstück (20) steht.
9. Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α' auf die beiden Basismaterialien (41, 61) der Kontaktstücke (20, 50)
ist.
10. Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches in Schaltern mit einer
oder mehreren Schaltkammern, Schaltern mit einer oder mehreren Schaltwippen, Einfachschaltern,
Wechsel- bzw. Zwischenstellungsschaltern oder Doppel- bzw. doppelpoligen Schaltern
einsetzbar ist.
11. Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Kontaktsystem in einem
Aufputzschalter oder in einem Unterputzschalter im Innenoder Außenbereich eines Gebäudes
einsetzbar ist.