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Prellfreie Kontaktanordnung Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung,
insbesondere für Relais, welche die beim Schließvorgang leicht auftretenden Prellungen
in einfacher Weise verhindert.
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Zur Vermeidung solcher Prellungen sind bereits mehrere Maßnahmen bekanntgeworden.
Man hat Anordnungen getroffen, um die Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktstückes
nach dem Berühren der Kontakte umzulenken, so daß eine gleitende Bewegung an der
Kontaktfläche entsteht. Hierdurch wird die kinetische Energie teilweise durch Reibung
am Kontakt vernichtet. Man hat ferner vorgeschlagen, das an sich feste Kontaktstück
nachgiebig auszuführen, so daß sich die ganze Kontaktanordnung nach der Berührung
noch um ein bestimmtes Maß durchbiegen kann. Auch durch Verwendung von Gewichten,
welche die Eigenschwingungszahl des beweglichen Kontaktes herabsetzen, kann man
die Prellungen verringern.
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Alle diese Einrichtungen haben Nachteile. Entweder erfüllen sie die
Aufgabe, eine Prellfreiheit zu erreichen, nicht vollständig, oder sie wirken auf
die Kontaktgabe zurück, beispielsweise durch Verlängerung der Zeit der Kontaktgabe,
oder sie erfordern zusätzlich schwierig herzustellende Maßnahmen. Bei Signalgebern,
welche in bestimmten Zeitabständen Impulse erzeugen, ist es bekanntgeworden, Kontakte
zu verwenden, welche durch eine Pendelbewegung zeitweise geschlossen werden und
dann Impulse ausschicken. Hierbei wird in der einen Bewegungsrichtung der Kontakt
geschlossen, in der anderen geöffnet. Die Bewegung wird durch Federn bewegt, von
denen die eine gleichzeitig die Kontaktfeder ist. Damit der Druck mit dem Fortschreiten
der Bewegung sich erhöht, ist eine Blattfeder vorgesehen, welche sich an ein kurvenförmiges
Stück anlegt. Durch die Kurvenform wird bewirkt, daß die Länge der Feder während
der Bewegung kleiner und damit der Kontaktdruck ständig größer wird. Das Kurvenstück
ist hierbei ebenfalls beweglich und erhält durch einen Magneten einen Impuls, welcher
die Pendelbewegung aufrechterhält. Der Gegendruck des Federkontaktes erzeugt hierbei
die gegenläufige Bewegung. Durch die Kontaktbewegung wird also die Energie für die
Rückwärtsbewegung wiedergewonnen, welche bei der Vorwärtsbewegung in der Kontaktfeder
aufgespeichert ist.
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Bei der Anordnung nach der Erfindung wird der Gedanke eines kurvenförmigen
Gegenstückes zur Verhinderung der Prellung verwendet. Dadurch werden in einfacher
Weise die Nachteile der eingangs erwähnten bekannten Kontaktanordnungen vermieden.
Im Unterschied zu dem bekannten Signalgeber kommt es bei der Einrichtung nach der
Erfindung nicht darauf an, die gespeicherte Energie wieder zurückzugewinnen, sondern
es soll im Gegenteil die Energie durch die auftretende Reibung möglichst vernichtet
werden, um Prellerscheinungen zu vermeiden. Hierfür hat die reibende Bewegung besondere
Bedeutung, während sie bei dem bekannten Signalgeber sogar schädlich ist, da sie
einen Teil der gespeicherten Energie verzehrt.
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Die Erfindung betrifft eine prellfreie Kontakteinrichtung, bei welcher
die Kontakte aus einem festen und einem an einer Blattfeder angebrachten beweglichen
Kontaktstück bestehen, wobei die Blattfeder an einem drehbaren Kontaktarm befestigt
ist. Erfindungsgemäß ist eine Seite des Kontaktarmes der Blattfeder zugekehrt und
in einer derartigen Kurvenform ausgebildet, daß sich die Blattfeder während der
Bewegung des Kontaktarmes nach Berühren der Kontaktstücke an den Kontaktarm anlegt
und der Abstand des Endpunktes der Auflagestelle von der Berührungsstelle der Kontakte
sich stetig verkleinert.
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Die Fig. 1 und 2 stellen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
dar. Mit 1 ist der Kontaktarm bezeichnet, der sich um die Achse 2 dreht. An dieser
Drehachse ist beispielsweise ein Drehankerrelais (nicht gezeichnet) angeschlossen,
welches den Kontaktarm zu drehen versucht. An dem Kontaktarm ist die Kontaktfeder
3 angebracht. Sie trägt das Kontaktstück 4, welches dem festen Kontaktstück 5
gegenüber
liegt. Der Kontakt 4, 5 wird geschlossen, wenn die Drehachse eine Drehbewegung erltgegon
dem Uhrzeigersinn macht. Bei entgegengesetzter Drehbewegung kann der ebenso ausgebildete
zweite Kontakt 6, 7 geschlossen werden.
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Die Arbeitsweise ist aus der Fig. 2 zu erkennen, in welcher drei Stellungen
während des Schließvorganges dargestellt sind (Fig. 2 a, 2 b, 2 c). Wird der Kontaktarm
1 zunächst bis zum Winkel a1 gedreht, so dreht sich die Kontaktfeder 3 in gleicher
Weise mit. Es ist gerade die Stelle gezeigt, wo das bewegliche Kontaktstück 4 das
feste Kontaktstück 5 berührt. Bis zu diesem Punkt liegt die Kontaktfeder 3 nur an
ihrer Befestigungsstelle 8 am Kontaktarm an. Der Hebelarm bis zum Kontaktstück 4
ist dabei der Abstand des Befestigungspunktes 8 bis zum Kontaktstück 4. Dreht sich
der Kontaktarm 1 bis zum Winkel a. (Fig. 2), so wird die Weiterbewegung des Kontaktstückes
4 von dem festen Kontaktstück 5 gehindert. Die Feder 3 muß sich daher durchbiegen
und legt sich zunächst am unteren Ende an den Kontaktarm 1 an. Hierdurch wird der
wirksame Hebelarm verkürzt, die Feder kann sich frei nur über eine kleinere Länge
bewegen. Hierdurch wird die Druckkraft der Kontaktfeder stetig verändert. Außerdem
wird das Kontaktstück 4, wie aus der Figur zu erkennen ist, etwas nach unten gezogen
und führt eine reibende Bewegung auf dem Kontaktstück 5 aus.
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Die letzte Phase der Bewegung ist in Fig. 2 c dargestellt. Es liegt
nun beinahe die ganze Kontaktfeder 3 am Kontaktarm 1 an. Der Hebelarm ist daher
annähernd Null, und die reibende Bewegung zwischen den Kontaktstücken hat sich fortgesetzt.
Der Kontaktdruck wird durch die zurückgebogene Feder verstärkt.
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Die Federkraft wird bei der vorgeschlagenen Lösung während der Schaltbewegung
stetig größer, so daß beim ersten Berühren der Kontaktstücke noch eine sehr weiche
Federung vorhanden ist, während beim weiteren Drehen des Kontaktarmes ein starker
Kontaktdruck ausgeübt wird. Zugleich tritt schon bei den kleinsten Kontaktdrücken
ein Gleiten der Kontaktflächen auf. Beim weiteren Drehen des Kontaktarmes wächst
die die Reibung erzeugende Kraft weiter an. Hierdurch ist man in der Lage, einen
großen Teil der kinetischen Energie des beweglichen Kontaktstückes zu vernichten.
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Es wird also die Prellung durch drei Eigenschaften vermieden: durch
die stetige Verkürzung des Hebelarmes, durch die schon bei kleinen Kontaktdrücken
einsetzende reibende Bewegung der Kontaktstücke und durch die stetige Erhöhung des
Federdruckes. Dies wird erreicht durch die kurvenförmige Ausbildung der Flanken
des Kontaktarmes, wobei als Kurvenform die Parabelform sich als zweckmäßig erwiesen
hat. Soll in beiden Drehrichtungen ein Kontakt geschlossen werden, so führt man
beide Flanken des Kontaktarmes kurvenförmig aus. Der Befestigungspunkt 8 der Blattfeder
darf nicht auf der Längsachse des Kontaktarmes liegen, sondern soll seitlich versetzt
sein. Eine günstige Wirkungsweise erhält man dann, wenn der senkrechte Abstand des
Befestigungspunktes der Blattfeder von der Achse des Kontaktarmes mindestens ein
Zehntel der Länge der Feder, also des Abstandes des Befestigungspunktes 8 bis zum
beweglichen Kontaktstück 4 beträgt.
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Der Vorteil der Anordnung ist, daß in einfacher Weise ohne zusätzliche
Mittel die Prellungen vermieden werden können.