DE2451109A1 - Elektrischer schalter - Google Patents

Description

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den 2 8· ÖKT. Hk/Sv - N 2029

NORTHERN ELECTRIC COMPANY LIMITED 1600 Dorchester Boulevard West Montreal, Que., Canada

Elektrischer Schalter

Die Erfindung "betrifft einen Schalter oder Kontaktgeber und insbesondere einen Schalter oder Kontaktgeber, der zum Schalten bzw. Verbinden zweier Leiter verwendet wird, wodurch ein elektrisches Glied in einen Schaltkreis geschaltet wird. Derartige Schalter oder Kontaktgeber können auch verwendet werden, um Leiter abzuschalten bzw. zu trennen und um ein elektrisches Glied aus einem Schaltkreis auszuschalten.

Eine besondere Ausführungsform eines erf indungsgeniäßen Schalters oder Kontaktgebers wird verwendet, um elektrische Glieder wie z.B. Widerstände, Kondensatoren und dergl. in einen Schaltkreis zum Trimmen bzw. Abgleichen- oder für andere Zwecke zu schalten. Ein typisches Aus.führungsbeispiel eines bekannten Schalters oder Kontaktgebers weist einen Körper aus elektrisch isolierendem Material mit.einer Mutter in

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einer Tasche oder Vertiefung darin und einer Schraube auf, welche in die Mutter hinein-und herausgeschraubt werden kann. Die zwei zu verbindenden Leiter sind an Klemmen befestigt, welche sich durch den Körper erstrecken. Wird die Schraube angezogen, berührt ihr Kopf die Enden der beiden Klemmen und verbindet sie elektrisch.

Bekannte Schalter oder Kontaktgeber weisen verschiedene Nachteile auf. Sie sind relativ sperrig. Der Kontaktdruck zwischen dem Schraubenkopf und den Klemmen ist veränderlich. Es ist wahrscheinlich, daß der elektrische Widerstand bei dem Kontakt zwischen dem Schraubenkopf und den Klemmen beträchtlich variiert, und es kann als Folge hiervon der elektrische Wert des Gliedes, welches geschaltet wird, beeinträchtigt werden. Diese Veränderungen im Kontaktdruck und/oder Widerstand führen zu Ungenauigkeit/im Trimm- bzw. Feinabgleicheffekt od.dgl.. Um möglichst hohe Kontaktdrücke zu erhalten und um einen möglichst niedrigen Widerstand bei dem Kontakt zu erzielen, kann weiterhin die Schraube beim Festziehen überdreht werden und das Gewinde der Mutter und/ oder der Schraube abgezogen werden.

Die Erfindung schafft einen Schalter oder Kontaktgeber, der kompakt ist, sich nicht auf Schraubglieder zur Kontaktherstellung stützt, sehr leicht ohne Werkzeuge benützt werden, kann und der unmittelbar bzw. laufend und leicht erkennbar den Zustand des Schalters oder Kontaktgebers, d.h. ein- oder ausgeschaltet, anzeigen kann.

Die Erfindung sieht vor, daß ein Schalter einen Körper aus elektrisch isolierendem Material aufweist, dass eine Vertiefung sich von der einen Oberfläche des Körpers erstreckt, daß Klemmen auf jeder Seite der Vertiefung angeordnet sind, daß ein längliches Verbindungs- bzw. Schaltglied in die Vertiefung eingeführt werden kann, daß das eine Ende des Gliedes eine elektrisch leitende Fläche hat und das andere

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Ende elektrisch isoliert ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß das Einführen des länglichen Gliedes in die Vertiefung die Klemmen elektrisch verbindet, wenn das Ende des Gliedes mit einer elektrisch leitenden Fläche eingeführt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bekannten Ausführungsform eines Schalters oder Kontaktgeberblockes,

Fig. 2 eine Ansicht der Basis des Blockes der Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines einzelnen Schalters oder Kontaktgeberblockes gemäß der Erfindung,

Fig. 4- einen Querschnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3»

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Schalters oder Kontaktgeberblockes mit drei Kontaktsätzen, und

Fig. 6 eine Draufsicht eines Blockes ähnlich dem der Fig. 3» wobei jedoch eine Modifikation desselben dargestellt ist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bekannte Ausführungsform eines im allgemeinen mit 10 bezeichneten modularen Schalters oder Kontaktblockes, bei der Klemmen 11 paarweise längs des Blockes angeordnet sind. Eine Reihe von Löchern 12 erstreckt sich durch den Block, wobei ein Loch zwischen jedem Klemmenpaar 11 gelegen ist. Aussparungen 13 erstrecken sich in den Block von seiner Bodenfläche 14 aus. Es sind Muttern 15 in den Aussparungen 13 angeordnet und Flachkopfschrauben 16 in die Löcher 12 eingefügt und in die Muttern 15 eingeschraubt. In'der Fig.1

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.-zuvier Schrauben 16 dargestellt, wobei eine fünfte weggelassen ist, um das Loch 12 zu zeigen® Wird gewünscht, zwei ein Paar bildende Klemmen elektrisch zu verbinden, wird die entsprechende Schraube 16 in einen Kontakt mit den Klemmen niedergeschraubt. Die Klemmen erstrecken sich bei 17 von dem Boden des Blockes zur Befestigung elektrischer Leiter.

Wie vorstehend ausgeführt, weist ein Schalter oder Kontaktgeberblock gemäß den B¹Xg. 1 und 2 gewisse Nachteile auf. Der Block ist relativ sperrig, zum Teil wegen der Köpfe der Schrauben 16. Der Kontaktdruck zwischen dem Schraubenkopf und den Klemmen hängt von der Anziehkraft ab, welche auf die Schraube ausgeübt wird. Der Wunsch, einen möglichst großen Kontaktdruck zu erhalten, führt dazu, daß die Gewinde der Mutter und/oder der Schraube abgezogen werden können. Ein auf die Schrauben ausgeübtes übermäßiges Drehmoment übt auch einen nachteiligen Einfluß auf die gelötete Befestigung der Leiter aus. Es tritt eine beträchtliche Schwankung im Kontaktwiderstand zwischen dem Schraubenkopf und den Klemmen ein. Dies beeinträchtigt den Gebrauch des Blockes dergestalt, daß die Veränderung im Kontaktwiderstand den Trimm- bzw. Abgleicheffekt eines Widerstandes beeinträchtigt, wenn die Widerstände oder dergl. in einen Schaltkreis geschaltet werden. Sind die Schrauben 16 senkrecht befestigt, ist es möglich, daß die Muttern 15 in den Aussparungen 13 nach unten fallen, wenn die Schrauben nicht befestigt sind. Dies kann bewirken, daß die Köpfe der Schrauben in einen Kontakt mit den Klemmen kommen, selbst wenn die Herstellung einer Verbindung nicht beabsichtigt ist. Weiterhin hängt in einem ausgeschalteten Zustand der Luftzwischenraum zwischen dem Schraubenkopf und den Klemmen von der Anzahl der Drehungen ab, die die Schraube zurückgedreht worden ist. Es existieren keine Spannungs-Zusammenbruchsmessungen oder -versuche, und demzufolge ist dieser Wert nicht bestimmt. Die Unterlassung, einen ausreichenden Luftspalt beim Installieren zu schaffen, kann einen intermittieren-

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den SpannungsZusammenbruch bei Leitungsnetzen infolge von Umgebungszustanden wie beispielsweise Staub und Feuchtigkeit zur Folge haben.

In den Fig. 3 und 4 ist ein einziger erfindungsgemäßer Einheits-Modul-Schalter dargestellt. Der Schalter besitzt ein. Körperteil 20 aus geformtem Isolationsmaterial. Von der oberen Fläche 21 in das Körperteil erstrecken sich zwei Vertiefungen 22 und 23, die im Schnitt rechtwinklig sind und sich gegenseitig rechtwinklig schneiden, um eine kreuzförmige Öffnung zu bilden. An den unteren Rändern der Vertiefung 22 erstrecken sich Löcher 24 durch den Rest des Körperteiles. In den Vertiefungen 22 und Löchern 24 eingefügt sind Klemmen 25· Die Klemmen 25 erstrecken sich von der Bodenfläche 26 des Körperteiles 10, um eine Einrichtung zum Anschließen der. Leiter zu schaffen. In dem Körperteil erstrecken sich die Klemmen zu der oberen Fläche 21 nach oben und sind in den Vertiefungen 22 vorgespannt angeordnet. Die Enden der Klemmen sind umgebogen, um Kontaktfedern 27 auszubilden und erstrecken sich nach unten, wobei sie geringfügig von den Mittelteilen der Vertiefung 22 in die Vertiefung 23 hervorstehen, um dnen Luftspalt 28 zu schaffen. Dies ist deutlich aus der Fig. 4 ersichtlich. Die Kontaktfedern 27 sind leicht in die Vertiefungen 22 abgelenkt.

Eine Verbindung zwischen den Kontaktfedern 27 der Klemmen 25 wird durch Einführen eines elektrisch leitenden Gliedes in die Vertiefung 23 erzielt. Gemäß Fig. 3 weist ein längliches ' Verbindungsteil oder -glied 30 einen Querschnitt auf, der geringfügig kleiner ist als der der Vertiefung 23. Wenn das Glied 30 in die Vertiefung 23 gestoßen wird, drückt es gegen die Kontaktfedern 27 der Klemmen 25, wobei diese geringfügig weiter voneinander entfernt abgelenkt werden. Das Glied 30 kann aus einem elektrisch leitenden Material sein, und es weist geeigneterweise etwa die Hälfte seiner Länge eine

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Beschichtung oder Schicht 31 aus elektrisch isolierendem Material auf. Hierdurch kann das Glied 30 zu jeder Zeit in der Vertiefung 23 angeordnet werden, wobei die Enden umgedreht werden, je nachdem, ob die Kontaktfedern 27 der Klemmen 25 elektrisch geschaltet werden sollen oder nicht. Die Beschichtung oder Schicht 31 kann eine deutliche Farbe aufweisen und dient somit als Anzeiger entsprechend dem Zustand des Schalters - ein- oder ausgeschaltet.

In alternativer Weise kann das Glied 30 aus einem elektrisch isolierenden Material sein und eine darauf ausgebildet elektrisch leitende Schicht aufweisen.. Um gute Kontaktoberflächen zu schaffen, können das elektrisch leitende Teil des Gliedes 30 und zumindest die Kontaktfedern 27 der Klemmen 25 vergoldet sein.

Die Schalter oder Kontaktgeber gemäß der Erfindung können leicht in vielfältiger Form ausgebildet sein. In der Fig.5 ist eine Einheit 33 mit drei Kontaktsätzen dargestellt. Die Einheiten können je nach Wunsch beliebig viele Kontaktsätze haben, obgleich fünf Sätze oftmals als eine geeignete Einheit angesehen werden.

In der Modifikation gemäß Fig. 6 ist die Vertiefung 22, welche die Klemmen 25 hält, seitlich bezüglich der Mitte der Vertiefung 23 versetzt. Das Verbindungsteil oder Glied 30 weist eine elektrisch leitende Oberfläche als ein schmales Teil 35 auf, welches sich längs des Gliedes 30 erstreckt. Auch diese leitende Oberfläche kann vorgesehen werden, indem das Glied 30 aus elektrisch leitendem Material hergestellt und eine Schicht aus Isolationsmaterial auf der Oberfläche des Gliedes ausgebildet wird, um die Kontaktfläche zu bestimmen. Dieses leitende Teil 30 ist von der Längsachse des Gliedes 30 versetzt, um mit der Versetzung der Kontakte 25

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übereinzustimmen. In dieser Ausführungsform des Schalters oder Kontaktgebers wird das Glied 30 statt einer Vertauschung der Enden um seine Längsachse gedreht, um eine Verbindung zwischen den Kontaktfedern der Klemmen herzustellen.

Die durch die Erfindung geschaffene Ausführungsform eines Schalters oder Kontaktgebers ist sehr kompakt und insbesondere für gedruckte Schaltungstafeln bzw. -platten oder andere ähnliche Ausführungsformen von Schaltungen geeignet. Die Bodenfläche des Modulgliedes kann direkt auf der Platte bzw. der Tafel liegen,, wobei die Enden der Klemmen durch die Löcher in der Schaltungstafel hindurch verlaufen. Eine direkte Verbindung zwischen den Klemmen 25 und der Schaltung kann durch -^eiterverlötung hergestellt sein.

Das Einführen und Entfernen des Verbindungsteiles oder -gliedes 30 geht schnell und leicht und erfordert keine Werkzeuge. Eine klare Kennzeichnung des elektrischen Zustandes einer Verbindung bzw· Schaltung kann leicht vorgesehen werden. Es wird ein guter Kontakt zwischen den Kontaktfedern 27 der Klemmen 25 und dem leitenden Ende des Gliedes 30 erhalten. Die Kontaktdrücke sind konsistent, und es werden niedrigkonsistente und stabile Kontaktwiderstandswerte erzielt. Das Einführen und das Entfernen des Gliedes 30 schaffen eine Wisch- bzw. Säuberungswirkung, die die Herstellung eines guten elektrischen Kontaktes unterstützt.

Die äußeren Kräfte, die zum Einführen und/oder Entfernen des Gliedes 30 erforderlich sind, beeinflussen die Lötverbindung zu einem Leiter nicht nachteilig, beispielsweise brechen nicht die Lötstelle oder spalten/oder zerbrechen nicht den Leiter. Die körperlichen bzw. physikalischen und elektrischen Parameter der Schalter können während der Herstellung leicht gesteuert und überwacht werden. Schließlich weist der Schalter im offenen oder geschlossenen Zustand eine große· Zuverlässigkeit bzw. Betriebssicherheit auf und erfordert keine Einstellung. Auf diese Weise kann der Schalter nicht zufällig oder partiell betätigt werden.

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Somit weist ein elektrischer Schalter oder Kontaktgeber einen Körper aus elektrisch isolierendem Material und eine Vertiefung in dem Körper auf, wobei eine Vertiefung für jeden zu schaltenden Schaltkreis vorgesehen ist. In jeder Vertiefung ist ein Paar elektrischer Klemmen angeordnet, welche auf jeder Seite der Vertiefung voneinander in einem Abstand gelegen sind. Die Schaltung wird durch Einführen eines umkehrbaren Gliedes geschaltet, das in die Vertiefung paßt und das eine Ende mit einer elektrisch leitenden Schicht und das andere Ende nicht-leitend ausgebildet hat. Der eingeschaltete Schalter wird durch Umkehren des Gliedes ausgeschaltet und umgekehrt.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   er

   iy Schalteinrichtung mit einem Körper aus elektrisch isolierendem Material und einer Vielzahl von Schalterposxtionen in dem Körper, dadurch gekennzeichnet , daß jede Schalterposition eine sich von der oberen Fläche (21) des Körpers (20) erstreckende Öffnung (22,23) in dem Körper (20) und ein Paar von gegenüberliegenden sich in einem Abstand voneinander befindlichen Klemmen (25) in der Öffnung (22,23) aufweist, daß eine Vielzahl von Verbindungsgliedern (30) vorgesehen sind, wobei ein Glied für jede Öffnung (22,23) für einen selektiven Anschluß der Klemmen (25) in einer beliebigen Öffnung (22,23) in einen Schaltkreis vorgesehen ist, daß jedes Verbindungsglied (3O) ein längliches Glied mit einem Querschnitt zum Einführen in eine Öffnung aufweist, daß das eine Ende des Gliedes (30) eine elektrisch leitende Fläche hat, um die 'Klemmen (25) elektrisch zu schalten, daß das andere Ende (31) des Gliedes (30) eine'elektrisch nicht-leitende Fläche und eine unterscheidbare Farbe bezüglich des ersten Endes hat, und daß jedes Verbindungsglied (3O) in eine. Öffnung (22,23) durch das eine öder das andere Ende eingeführt werden kann, um die Klemmen (25) zu verbinden oder zu trennen und um den Schaltzustand anzuzeigen.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung (22,23) zwei im wesentlichen rechtwinklige Vertiefungen (22,23) aufweist, die sich einander schneiden, um eine öffnung mit einem kreuzförmigen Querschnitt zu bilden, daß die Klemmen (25) an den gegenüberliegenden Enden der. einen Vertiefung (22) angeordnet sind, und daß das längliche Verbindungsglied (30) einen Querschnitt hat, um dieses in die .andere Vertiefung (23) einführen zu können, und dieses die Klemmen (25) berührt.

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   - ίο -
3. 3« Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmen (25) sich von den gegenüberliegenden Enden der einen Vertiefung (22) in die andere Vertiefung (23) erstrecken und durch das längliche Glied (30)
   elastisch verformbar sind.
4. 4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmen (25) sich durch die Basisfläche
   (26) des Körpers (20) erstrecken.
5. 5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Verbindungsglied (30) aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist und daß eine Schicht aus elektrisch leitendem Material auf.dem einen
   ersten Ende ist, um die elektrisch leitende Fläche zu bilden.

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