DE1113745B

DE1113745B - Contact device consisting of several contacts for switching and regulating devices for electrical heaters

Info

Publication number: DE1113745B
Application number: DES61203A
Authority: DE
Inventors: Kurt Platte; Dr-Ing Herbert Lange
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1958-12-31
Filing date: 1958-12-31
Publication date: 1961-09-14
Also published as: CH376559A

Description

Aus mehreren Kontakten bestehende Kontakteinrichtung für Schalt- und Regelvorrichtungen für elektrische Wärmegeräte Bei der Anwendung von elektrischen Wärmegeräten müssen große Ströme verhältnismäßig häufig geschaltet werden. Dies trifft in besonderem Maße bei elektrischen Wärmegeräten mit Regeleinrichtungen zu, bei denen der volle Heizstrom, z. B. pulsmäßig, zur Erzielung einer gewünschten mittleren Heizleistung geschaltet wird. Daher tritt, insbesondere bei kleineren Kontaktdrücken, die Gefahr auf, daß diese Kontakte verschweißen und »kleben«.Contact device consisting of several contacts for switching and Control devices for electrical heating devices When using electrical Heating devices have to switch large currents relatively frequently. this applies particularly to electrical heating devices with control devices, where the full heating current, e.g. B. pulse-wise, to achieve a desired medium heating power is switched. Hence occurs, especially with smaller ones Press contact, the risk of these contacts welding and "sticking".

Die Erfindung hat das Ziel, diesen Nachteil auf einfache Weise zu vermindern bzw. zu beheben.The aim of the invention is to remedy this disadvantage in a simple manner reduce or remedy.

Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Kontakten bestehende Kontakteinrichtung für Schalt- und Regelvorrichtungen für elektrische Wärmegeräte, insbesondere zum pulsmäßigen Schalten des vollen Heizstromes eines elektrischen Wärmegerätes. Die Erfindung besteht darin, daß zur Verminderung der Verschweißgefahr ein Kontakt oder mehrere Kontakte, insbesondere in der Zeit des Kontaktschlusses, Vibrationen ausgesetzt ist bzw. sind.The invention relates to a contact device consisting of several contacts for switching and control devices for electrical heating devices, in particular for pulsed switching of the full heating current of an electrical heating device. the Invention is that to reduce the risk of welding a contact or multiple contacts exposed to vibrations, especially at the time of contact closure is or are.

Es ist zwar ein empfindliches Telegrafenrelais bekannt, bei dem die schalterbetätigende Kraft von einem Elektromagneten erzeugt wird.It is known that there is a sensitive telegraph relay in which the switch actuating force is generated by an electromagnet.

Zur Verhinderung des sogenannten »Klebens« infolge von Restmagnetismus ist der Anker des Relais in seiner Längsrichtung von einer Spule umgeben, welche mit intermittierendem Strom gespeist ist. Dabei handelt es sich aber um das Schalten äußerst schwacher Gleichströme, bei denen eine Verschweißgefahr der Kontakte praktisch nicht auf-' treten kann, während die Erfindung das pulsmäßige Schalten relativ starker Heizströme von elektrischen Wärmegeräten betrifft. Diese Heizströme weisen üblicherweise Stromstärken von 10 bis 20 Amp. auf, so daß mit Rücksicht' auf Schaltfunken von den Herstellern derartiger Wärmegeräte fast durchweg der Betrieb nur mit Wechselspannung vorgeschrieben ist.To prevent so-called "sticking" as a result of residual magnetism the armature of the relay is surrounded in its longitudinal direction by a coil, which is fed with intermittent current. But this is about switching extremely weak direct currents, with which there is a practical risk of contact welding can not occur ', while the invention, the pulse-like switching relatively stronger Concerns heating currents from electrical heating devices. These heating currents usually have Current strengths from 10 to 20 Amp., So that with regard to switching sparks from the manufacturers of such heating devices almost always operate with AC voltage only is prescribed.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung stehen die Kontakte bzw. der oder die Kontaktträger unter dem Einfiuß eines Elektromagneten, der von Wechselstrom oder pulsierendem Gleichstrom durchflossen ist. In den meisten Fällen ist es zweckmäßig, daß der Elektromagnet von dem zu schaltenden Verbraucherstrom erregt wird, also mit dem Schaltkontakt in Reihe liegt.According to a further feature of the invention, the contacts or the contact carrier or carriers under the influence of an electromagnet operated by alternating current or pulsating direct current flows through it. In most cases it is useful to that the electromagnet is excited by the consumer current to be switched, that is is in series with the switching contact.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, einen zusätzlichen Permanentmagneten derart hinzuzufügen, daß sich dessen Gleichfeld vorzugsweise dem Wechselfeld des Elektromagneten addiert. Damit wird für bestimmte Kräfte- und Massenverhältnisse folgender Vorteil erzielt: Bei richtiger Bemessung des permanenten Magnetfeldes werden aus den hundert IJmmagnetisierungen pro Sekunde des 50-Hz-Wechselfeldes fünfzig Aufmagnetisierungen pro Sekunde als Resultierende aus beiden Magnetfeldern.In some cases it can be useful to have an additional permanent magnet add in such a way that its constant field is preferably the alternating field of the Electromagnet added. This is for certain force and mass relationships The following advantage is achieved: With correct dimensioning of the permanent magnetic field the hundred magnetizations per second of the 50 Hz alternating field become fifty Magnetizations per second as a result of both magnetic fields.

Die Benutzung des durch den Kontakt geschalteten Verbraucherstromes in der in Reihe liegenden Magnetisierungsspule ergibt infolge der Phasengleichheit zwischen dem Vibrationsfeld und dem Wechselstrom selbst den weiteren, wesentlichen Vorteil, daß die Kontakttrennung im Strom-Nulldurchgang oder ganz in dessen Nähe erfolgt. Dadurch vermindern sich die Funkenbildung und der Kontaktabbrand stark und die Kontaktlebensdauer steigt entsprechend an. Oszillogramme und Dauerversuche haben dies eindeutig bestätigt.The use of the consumer current switched by the contact in the series magnetizing coil results from the phase equality between the vibration field and the alternating current itself are the other, essential ones Advantage that the contact separation in the current zero crossing or very close to it he follows. This greatly reduces spark formation and contact erosion and the contact life increases accordingly. Oscillograms and endurance tests have clearly confirmed this.

Manchmal ist es von Vorteil, z. B. bei Bimetall-Stellgliedern, zur Vermeidung von frittenden Schaltvorgängen einen besonderen permanenten Magneten anzuordnen. Dieser soll bei geschlossenem Kontakt mit einem so geringen Luftspalt dem Bimetall oder einem damit verbundenen ferromagnetischen Verlängerungsstück gegenüberstehen, daß bei gegenseitiger Annäherung bzw. Entfernung der Kontakte eine Schnappschalterwirkung entsteht.Sometimes it is beneficial, e.g. B. in bimetal actuators, for Avoidance of fritting switching processes a special permanent magnet to arrange. This should with a closed contact with such a small air gap face the bimetal or a ferromagnetic extension piece connected to it, that with mutual approach or removal of the contacts a snap switch action arises.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.Further advantageous details of the invention emerge from the following description of the embodiments shown in the drawing.

Fig. 1 und 2 zeigen je eine Kontakteinrichtung, bei der die Vibrationen in Richtung der Kontaktbewegung erfolgen, während bei der in Fig. 3 dargestellten Kontakteinrichtung die Vibrationen in einer zur Kontaktbewegung senkrechten Achse bewirkt werden. In Fig.1 ist an der Haltevorrichtung 1 ein Bimetallstreifen 2 angebracht, welcher als Verlängerung den Kontaktträger 3 mit dem Kontakt 4 besitzt. Der Gegenkontakt 5 ist auf einem Ausleger 6 angeordnet, der ebenfalls an der Haltevorrichtung 1 befestigt ist und welcher die Spule B auf dem ferromagnetischen Kern 9 trägt. Das obere Ende des Magnetkernes 9 steht bei geschlossenem Kontaktpaar 4, 5 dem Kontaktträger 3 in einem kleinen, z. B. einstellbaren Abstand gegenüber. Das an Klemmen 10 und 11 angeschlossene Wechselstromnetz liefert einen Strom, der von der Klemme 10 über den Bimetallstreifen 2, den Kontaktträger 3, die Kontakte 4 und 5, den Ausleger 6, die Spule 8 und die Heizwicklung 12 der Kochplatte 13 zur Klemme 11 fließt.Fig. 1 and 2 each show a contact device in which the vibrations take place in the direction of contact movement, while in that shown in FIG Contact device the vibrations in an axis perpendicular to the contact movement be effected. In Figure 1, a bimetallic strip is on the holding device 1 2 attached, which has the contact carrier 3 with the contact 4 as an extension. The mating contact 5 is arranged on a bracket 6, which is also on the holding device 1 and which carries the coil B on the ferromagnetic core 9. When the contact pair 4, 5 is closed, the upper end of the magnetic core 9 is against the contact carrier 3 in a small, e.g. B. adjustable distance opposite. The on terminals 10 and 11 connected alternating current network supplies a current, which from the terminal 10 over the bimetallic strip 2, the contact carrier 3, the contacts 4 and 5, the bracket 6, the coil 8 and the heating coil 12 of the hotplate 13 to the terminal 11 flows.

Die Wirkungsweise dieser beschriebenen Anordnung ist die folgende: Der Bimetallstreifen 2 der durch den Heizstrom der Kochplatte 13 aufgeheizt wird, ist bestrebt, die Kontkate 4 und 5 zu trennen. Das dabei leicht auftretende Kleben bzw. Verschweißen der Kontakte 4, 5 wird durch die von der Spule 8 erzeugten Vibrationen nahezu verhindert. Dabei zeigt sich, wie eingehende Versuche und Oszillogramme erwiesen haben. daß das Schalten bei einer derartigen Kontakteinrichtung immer ziemlich genau im Nulldurchgang des Stromes erfolgt, wodurch der Kontaktabbrand weitgehend vermindert wird.The mode of operation of this described arrangement is as follows: The bimetallic strip 2 which is heated by the heating current of the hotplate 13, endeavors to separate contacts 4 and 5. The easily occurring sticking or welding of the contacts 4, 5 is caused by the vibrations generated by the coil 8 almost prevented. This shows how detailed experiments and oscillograms have proven to have. that the switching with such a contact device is always fairly accurate takes place in the zero crossing of the current, which largely reduces contact erosion will.

Für manche Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, auf der anderen Seite des Schaltkontaktträgers 3 einen Permanentmagneten 16 so anzuordnen, daß sich das magnetische Gleichfeld vorzugsweise zu dem magnetischen Wechselfeld der Magnetspule 9 addiert. Durch den zusätzlichen Permanentmagneten 16 läßt sich bei richtiger Dimensionierung erreichen, daß an Stelle der hundert Magnetisierungen pro Sekunde (bei einem 50-Perioden-Netz) fünfzig Magnetisierungen werden, so daß eine breitere und ausgeprägte Nullzone der Vibrationskraft entsteht, die sich in bestimmten Fällen für das Schalten günstig auswirken kann.For some use cases it is advantageous on the other hand of the switch contact carrier 3 to arrange a permanent magnet 16 so that the magnetic constant field preferably to the magnetic alternating field of the magnet coil 9 added. Due to the additional permanent magnet 16, with correct dimensioning achieve that instead of the hundred magnetizations per second (with a 50-period network) fifty magnetizations will be, so that a broader and more pronounced zero zone of the Vibration force arises, which in certain cases is favorable for switching can affect.

Bei der Kontakteinrichtung von Fig.2, in der gleiche Teile wie in Fig.1 mit gleichen Bezeichnungen versehen sind, wird der untere Kontakt 5 von dem Kontaktträger 20 getragen, der eine solche Form hat, daß zwischen dem an dem Bimetallträger 2 befestigten beweglichen Kontaktträger 3 und dem starren Kontaktträger 20 durch die Magnetspule 21 eine periodische gegenseitige Abstoßung erfolgt. Die durch das Magnetfeld der Spule 21 bewirkten Vibrationen der Kontakte verlaufen demnach ebenfalls in der Richtung der Kontaktbewegung.In the contact device of Fig. 2, in the same parts as in Fig.1 are provided with the same designations, the lower contact 5 of the Contact carrier 20 carried, which has such a shape that between that on the bimetallic carrier 2 fixed movable contact carrier 3 and the rigid contact carrier 20 by the magnetic coil 21 a periodic mutual repulsion takes place. The through the The vibrations of the contacts caused by the magnetic field of the coil 21 accordingly also run in the direction of contact movement.

Auch bei der Kontakteinrichtung nach Fig. 2 läßt sich für bestimmte Fälle eine Verbesserung durch Anordnung eines zusätzlichen Gleichfeldes erzielen, das sich z. B. durch den in Fig. 2 eingezeichneten Permanentmagneten 22 ergänzen läßt.Also in the contact device according to FIG. 2 can be used for certain Cases achieve an improvement by arranging an additional constant field, that z. B. supplemented by the permanent magnet 22 shown in FIG leaves.

Die Kontakteinrichtung nach Fig. 3, bei der ebenfalls gleiche Teile wie in Fig. 1 reit gleichen Zeichen versehen sind, unterscheidet sich dadurch von den Kontakteinrichtungen nach Fig. 1 und 2, daß in diesem Falle die durch ein magnetisches Wechselfeld erzeugten Vibrationen senkrecht zur Kontaktbewegung verlaufen. Zu diesem Zweck ist an dem beweglichen Kontaktträger 3 die Platte 25 aus ferromagnetischem Material angebracht, welche einem Magnetkern 26 mit Erregerspule 27 gegenübersteht.The contact device according to Fig. 3, in which the same parts as in Fig. 1 are provided with the same symbols, thereby differs from the contact devices of Fig. 1 and 2, that in this case the by a magnetic Alternating field generated vibrations run perpendicular to the contact movement. To this The purpose is the plate 25 made of ferromagnetic on the movable contact carrier 3 Material attached, which faces a magnetic core 26 with excitation coil 27.

Die Erfindung sieht auch die Möglichkeit vor, die in den Fig. 1, 2 und 3 beispielsweise dargestellten Ausführungsformen miteinander zu kombinieren.The invention also provides the possibility that the FIGS. 1, 2 3 and 3, for example, illustrated embodiments to be combined with one another.

Es ist weiter vorteilhaft, zur Erzielung einer schnappenden Kontaktbewegung einen sogenannten Haftmagneten 14 vorzusehen (Fig. 1, 2 und 3).It is further advantageous to achieve a snapping contact movement to provide a so-called holding magnet 14 (Fig. 1, 2 and 3).

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Contact device consisting of multiple contacts for holding and regulating devices for electrical heating devices, in particular for pulsed switching of the full heating current of an electrical heating device, thereby characterized in that one or more contacts are used to reduce the risk of welding Contacts exposed to vibrations, especially when the contacts are closed is or are.

2. Contact device according to claim 1, characterized in that the amplitude of the vibration is smaller than the contact stroke.

3. Contact facility according to claim 1 or 2, characterized in that the vibrations are caused by mechanical Means, e.g. B. are generated by a rotating eccentric.

4. Contact facility according to claim 1 or 2, characterized in that the vibrations are electromagnetic Funds are generated.

5. Contact device according to claim 4, characterized in that that the contacts or the contact carrier or carriers under the influence of an electromagnet stands or stands through which alternating current or pulsating direct current flows is.

6. Contact device according to claim 5, characterized in that the electromagnet is traversed by the current to be switched.

7. Contact device according to claim 5 or 6, characterized in that an additional permanent magnet such is arranged that the constant field of the permanent magnet is preferably to the Alternating field of the electromagnet added. B.

Contact device according to one of the previous ones Claims, characterized in that the vibrations are preferably in the direction the contact movements take place.

9. Contact device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the vibrations are preferably in one direction which is perpendicular to the direction of the contact movements.

10. Contact facility according to one of the preceding claims, characterized in that a holding magnet (14) is provided to achieve a snap switch effect. Considered References: British Patent No. 128119.