DE1154554B

DE1154554B - Arrangement for achieving reliable contact with a mechanical contact arrangement

Info

Publication number: DE1154554B
Application number: DEL41316A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfgang Andrich
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-02-23
Filing date: 1962-02-23
Publication date: 1963-09-19

Description

Anordnung zur Erzielung einer zuverlässigen Kontaktgabe bei einer mechanischen Kontaktanordnung Beim Schalten von relativ kleinen Gleichspannungen und Strömen (in der Größenordnung von etwa 10 Volt und etwa 100 mA) mit mechanischen Kontaktanordnungen, z. B. mittels eines Endschalters, kann sich insbesondere auf Grund Verschmutzung der Kontakte ein hoher Übergangswiderstand an der Kontaktstelle ausbilden, der zu erheblichen Störungen Anlaß gibt. Soll beispielsweise auf Grund der Betätigung der mechanischen Kontaktanordnungen eine nachgeschaltete ruhende Steuerung angesteuert werden, die dazu ein Eingangssignal bestimmter Höhe benötigt, z. B. -12 Volt, wie bei einem bekannten ruhenden Steuerungssystem, so ist auf Grund des hohen übergangswiderstandes eine zuverlässige Betätigung der ruhenden Steuerung nicht mehr gewährleistet.Arrangement for achieving reliable contact with a mechanical contact arrangement when switching relatively small DC voltages and currents (on the order of about 10 volts and about 100 mA) with mechanical Contact arrangements, e.g. B. by means of a limit switch, can in particular Due to contamination of the contacts, a high contact resistance at the contact point train, which gives rise to considerable disturbances. Should, for example, be on the ground the actuation of the mechanical contact arrangements is followed by a dormant Control that requires an input signal of a certain level for this purpose, z. B. -12 volts, as in a known dormant control system, so is due due to the high contact resistance a reliable actuation of the idle control no longer guaranteed.

Zur Erzielung einer zuverlässigen Kontaktgabe mit niedrigem Übergangswiderstand beim Schalten mittels einer mechanischen Kontaktanordnung ist bereits vorgeschlagen worden, die Schaltspannung bzw. die im Schaltkreis zur Verfügung stehende Leistung so groß zu machen, daß sich beim Schalten der Kontakt selbst reinigt. Soll jedoch mit dem mechanischen Kontakt eine nachgeschaltete ruhende Steuerung betätigt werden, so muß die Schaltspannung herabgesetzt werden, da sie wesentlich größer als die benötigte Steuereingangsspannung ist. Zur Herabsetzung der Schaltspannung ist im älteren Vorschlag ein Widerstands-Spannungsteiler vorgesehen, in dem auf Grund der hohen zur Verfügung stehenden Schaltkreisleistung eine verhältnismäßig beträchtliche Gleichstromleistung »verheizt« wird (etwa 1 Watt). Diese Energieumwandlung hat eine erhebliche nachteilige Erwärmung der Platten, auf denen die Bauelemente befestigt sind, zur Folge, zumal bei einer Steuerung eine Vielzahl von mechanischen Kontakten vorgesehen ist.To achieve reliable contact with low contact resistance when switching by means of a mechanical contact arrangement has already been proposed the switching voltage or the power available in the circuit Make it so large that the contact cleans itself when it is switched. Should, however a downstream dormant control is actuated with the mechanical contact, so the switching voltage must be reduced because it is much greater than the required control input voltage. To reduce the switching voltage, im older proposal provided a resistor-voltage divider, in which due to the high available circuit power a relatively considerable DC power is "burned" (about 1 watt). This energy conversion has one considerable disadvantageous heating of the plates on which the components are attached are the result, especially since a control system has a large number of mechanical contacts is provided.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Erzielung einer zuverlässigen Kontaktgabe mit niedrigem übergangswiderstand beim Schalten von relativ kleinen Gleichspannungen bzw. -strömen mittels einer mechanischen Kontaktanordnung benötigt nicht die hohe Dauerleistung im Schaltkreis wie bei der Anordnung nach dem älteren Vorschlag und vermeidet damit eine störende Wärmeentwicklung. Die Schaltspannung ist dabei im wesentlichen nicht größer als die notwendige Steuerspannung zur Beeinflussung einer nachgeschalteten Einrichtung auf Grund der Betätigung der mechanischen Kontaktanordnung.The arrangement according to the invention for achieving reliable contact with low contact resistance when switching relatively small DC voltages or currents by means of a mechanical contact arrangement does not require the high Continuous power in the circuit as in the arrangement according to the older proposal and thus avoids a disruptive development of heat. The switching voltage is im essentially not greater than the necessary control voltage to influence a downstream device due to the actuation of the mechanical contact arrangement.

Diese Vorteile werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei Betätigung der Kontaktanordnung gespeicherte Energie in relativ kurzer Zeit über die Schaltstrecke der Kontaktanordnung abgebaut wird.These advantages are achieved according to the invention in that at Actuation of the contact arrangement stored energy in a relatively short time the switching path of the contact arrangement is reduced.

Auf Grund des kurzzeitigen Abbaues der gespeicherten Energie steht kurzzeitig eine hohe Leistung zur Verfügung, die den Kontakt reinigt. Für den Normalbetrieb wird dagegen in vorteilhafter Weise nur eine kleine Schaltkreisleistung benötigt. Bei der Anordnung nach der Erfindung wird damit mit Vorteil eine unerwünschte Erwärmung vermieden.Due to the short-term reduction of the stored energy A high output is available for a short time, which cleans the contact. For normal operation on the other hand, only a small circuit power is advantageously required. In the case of the arrangement according to the invention, undesirable heating is thus advantageously achieved avoided.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Schaltungsanordnung so getroffen werden, daß im Schaltkreis ein induktivitätsbehaftetes Bauelement angeordnet ist, das im geschlossenen Zustand der Kontaktanordnung magnetische Energie speichert, die beim Öffnen der Kontaktanordnung in kurzer Zeit abgebaut wird und eine Selbstreinigung der Kontaktanordnung bewirkt.According to a further feature of the invention, the circuit arrangement be made so that an inductive component is arranged in the circuit which stores magnetic energy when the contact arrangement is closed, which is dismantled in a short time when the contact arrangement is opened and self-cleaning the contact arrangement causes.

Da die Selbstreinigung der Kontaktanordnung durch den Abbau der gespeicherten magnetischen Energie bewirkt wird, indem beim öffnen der Kontaktanordnung durch Überspannung ein Funken gezogen wird, ist eine hohe Dauerleistung im Schaltkreis nicht notwendig. In der Spule wird viehhehr Energie gespeichert, die der relativ kleinen Energie im Schaltkreis entspricht, wobei durch die plötzliche Energieänderung kurzzeitig eine hohe Schaltleistung zur Verfügung steht, die zur Selbstreinigung der Kontakte ausreicht, die jedoch so kurzzeitig ist, daß sie bezüglich der Erwärmung unwirksam ist.Since the self-cleaning of the contact arrangement by breaking down the stored magnetic energy is caused by when the contact arrangement opens Overvoltage a spark is drawn is a high continuous power in the circuit unnecessary. The energy stored in the coil is as high as that of the relative corresponds to small energy in the circuit, whereby due to the sudden change in energy A high switching capacity is available for a short time, which is necessary for self-cleaning the contacts are sufficient, but the time is so short that they with respect to the heating is ineffective.

Die Anordnung nach der Erfindung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auch so ausgebildet sein, daß parallel zur Kontaktanordnung ein Kondensator geschaltet ist, der im geöffneten Zustand der Kontaktanordnung über einen relativ großen Widerstand von einer Zusatzgleichspannung, die wesentlich größer als die zu schaltende Gleichspannung ist, aufgeladen sowie beim Schließen der Kontaktanordnung entladen wird und damit eine Selbstreinigung der Kontaktanordnung bewirkt.The arrangement according to the invention can according to a further feature the invention can also be designed so that a capacitor parallel to the contact arrangement is switched, which in the open state of the contact arrangement via a relative huge Resistance from an additional DC voltage, which is essential is greater than the DC voltage to be switched, charged as well as when closing the contact arrangement is discharged and thus a self-cleaning of the contact arrangement causes.

Auch bei einer derartigen Anordnung steht im Schaltzeitpunkt kurzzeitig durch die Entladung des Kondensators eine hohe Leistung zur Verfügung, die eine Reinigung der Kontaktanordnung bewirkt. Im Dauerbetrieb, d. h. im geschlossenen Zustand der Kontaktanordnung, ist dagegen die Leistung im Schaltkreis relativ klein und damit die Erwärmung relativ gering.Even with such an arrangement, there is a short time at the switching time due to the discharge of the capacitor, a high output is available, the one Cleaning the contact arrangement causes. In continuous operation, i.e. H. in closed State of the contact arrangement, on the other hand, the power in the circuit is relatively small and thus the warming is relatively low.

Vorzugsweise wird die magnetische Speicherung mit der elektrischen Speicherung kombiniert. Die Anordnung mit der magnetischen Speicherung bewirkt eine Säuberung der Kontakte beim Öffnen, die elektrische Speicherung eine Säuberung beim Schließen der Kontakte.Magnetic storage is preferably combined with electrical storage Storage combined. The arrangement with the magnetic storage causes a Cleaning the contacts when opening, the electrical storage cleaning when Closing the contacts.

In der Zeichnung sind zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.In the drawing are two advantageous embodiments of the invention shown.

Fig.1 zeigt dabei eine Anordnung mit magnetischer Speicherung, Fig. 2 eine Anordnung mit elektrischer Speicherung kombiniert mit der magnetischen Speicherung nach Fig. 1.1 shows an arrangement with magnetic storage, FIG. 2 shows an arrangement with electrical storage combined with magnetic storage according to Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt einen mechanisch betätigten Kontakt, z. B. einen Relaiskontakt, der eine relativ kleine Gleichspannung von -12 Volt gegen M schalten soll. Im Schaltkreis ist ein Widerstand 3 vorgesehen, an dem in geschlossenen Zustand des Schaltkontaktes 1 die Schaltspannung abfällt. Mit Hilfe dieser Spannung kann eine nachgeschaltete Stufe einer Steuerung od. dgl. betätigt werden. Mit Rücksicht auf eine geringe Erwärmung wird die Leistung im Schaltkreis relativ klein gehalten.Fig. 1 shows a mechanically operated contact, e.g. B. a Relay contact that switches a relatively small DC voltage of -12 volts to M. target. A resistor 3 is provided in the circuit, on which in the closed state of the switching contact 1 the switching voltage drops. With the help of this tension can a downstream stage of a control or the like. Be actuated. With consideration the power in the circuit is kept relatively small with a slight increase in temperature.

Bei Schaltspannungen obiger Größenordnung und kleinen Schaltleistungen spielt der Übergangswiderstand des Kontaktes 1 bereits eine erhebliche Rolle. Zur Erzielung einer zuverlässigen Kontaktgabe mit niedrigem Übergangswiderstand ist im Schaltkreis eine Spule 2 od. dgL angeordnet. Im geschlossenen Zustand des Kontaktes 1 wird in der Spule magnetische Energie gespeichert, die beim Öffnen des Kontaktes sehr schnell abgebaut wird. Zum Zeitpunkt des Schaltens steht damit kurzzeitig eine hohe Leistung zur Verfügung, die eine Reinigung der Kontakte bewirkt.With switching voltages of the above order of magnitude and small switching capacities the transition resistance of contact 1 already plays a significant role. To the Achieving reliable contact with low contact resistance is a coil 2 or the like arranged in the circuit. In the closed state of the contact 1, magnetic energy is stored in the coil when the contact is opened is dismantled very quickly. At the time of switching, there is a momentary high power is available, which causes the contacts to be cleaned.

Die Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem Energie elektrisch gespeichert wird. Parallel zum Schaltkontakt 1 liegt ein Kondensator 5, der im geöffneten Zustand des Kontaktes über einen hochohmigen Widerstand 6 von einer Zusatzspannung, die durch eine Diode 4 gegenüber der Schaltspannung entkoppelt ist, auf - 60 Volt gegen M aufgeladen wird. Beim Schließen des Kontaktes 1 entlädt sich der Kondensator über dem Kontakt. Der Entladestrom wird dabei durch einen Widerstand 7 begrenzt.Fig. 2 shows a further embodiment in which energy is stored electrically. A capacitor is located parallel to switch contact 1 5, which in the open state of the contact via a high resistance 6 of an additional voltage, which is decoupled from the switching voltage by a diode 4 is charged to - 60 volts against M. When contact 1 closes, discharges the capacitor is above the contact. The discharge current is set through a resistor 7 limited.

Durch die plötzliche Energieänderung steht auch in diesem Ausführungsbeispiel kurzzeitig eine hohe Leistung zur Verfügung, die eine Reinigung des Kontaktes bewirkt.Due to the sudden change in energy, there is also in this exemplary embodiment briefly a high power is available, which causes a cleaning of the contact.

Um auch beim Öffnen des Kontaktes einen »Reinigungseffekt« zu erhalten, ist es zweckmäßig, auch bei der Anordnung nach Fig. 2 im Schaltkreis eine Spule 2 vorzusehen.In order to obtain a »cleaning effect« even when the contact is opened, it is advisable to include a coil in the circuit in the arrangement according to FIG 2 to be provided.

Die erfindungsgemäße Anordnung findet vorzugsweise Anwendung bei Schaltkreisen, mit denen ruhende Steuerungen betätigt werden.The arrangement according to the invention is preferably used in circuits, with which dormant controls are operated.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement to achieve reliable contact with low contact resistance when switching relatively small DC voltages or currents by means of a mechanical contact arrangement, characterized in that that upon actuation of the contact arrangement (1) stored energy in a relatively short time Time is reduced over the switching path of the contact arrangement.

2. Arrangement according to Claim 1, characterized in that an inductive component in the circuit (2) is arranged, which in the closed state of the contact arrangement (1) is magnetic Stores energy, which is broken down in a short time when the contact arrangement is opened and causes self-cleaning of the contact arrangement.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that a capacitor is parallel to the contact arrangement (1) (5) is switched, which in the open state of the contact arrangement via a relative high resistance (6) from an additional DC voltage, which is much larger than the DC voltage to be switched is charged and when the contact arrangement is closed is discharged and thus causes a self-cleaning of the contact arrangement.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that one in series with the capacitor (5) Resistor (7) is connected to limit the current.

5. Arrangement according to claim 2 and 3 or 4, characterized by the combination of the features according to claim 2 and 3.