DE3429469A1

DE3429469A1 - Funkenloeschbeschaltung an einem schaltkontakt

Info

Publication number: DE3429469A1
Application number: DE19843429469
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 8070 Ingolstadt Schirmer
Original assignee: Telefunken Electronic GmbH
Current assignee: Telefunken Electronic GmbH
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1984-08-10
Publication date: 1986-02-13

Description

Funkenlöschbeschaltung an einem Schaltkontakt Die Erfindung betrifft eine Funkenlöschbeschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bei Funkenlöschbeschaltungen der genannten Art ganz allgemein bekannt, parallel zur induktiven Last die Serienschaltung aus einem Kondensator und einem Widerstand, Dioden oder Widerstände zu schalten. (Zettler Mitteilungen 33 Okt. 1973, S. 45/46). Um dabei eine Funkenbildung weitgehend zu vermeiden, muß der Kondensator eine auf die Größe der Induktivität und den zu schaltenden Strom abgestimmte Kapazität aufweisen. Wird dabei über den elektrischen Schaltkontakt beispielsweise die Magnetkupplung für ein Kraftfahrzeug geschaltet, dann muß der Kondensator eine Kapazität aufweisen, die die in der Induktivität gespeicherte Ladungsmenge wenigstens zum Teil aufnehmen kann. Darüberhinaus muß der Kondensator auf eine Betriebsspannung in Höhe der Rückschlagspannung dimensioniert werden. Ein derartiger Kondensator erfordert für seine Unterbringung relativ viel Platz und kann in den üblichen Baugruppen der Kraftfahrzeug-Elektronik nicht ohne weiteres untergebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Funkenlöschbeschaltung zu schaffen, die bei geringem Platzbedarf das Verschweißen oder Zusammenkleben der Kontaktstücke des Schaltkontaktes bzw. eine Funkenbildung weitgehend beim Schalten induktiver Lasten vermeidet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Bei einer Ausführung einer Funkenlöschbeschaltung gemäß der Erfindung fließt der beim Öffnen des Schaltkontaktes durch die Selbstinduktionsspannung der induktiven Last verursachte Strom zunächst in den Kondensator und wird dann, wenn die Spannung am Kondensator die Zener-Spannung der parallel zum Kondensator geschalteten Zener-Diode überschreitet, von der Zener-Diode übernommen. Der Stromkreis ist somit zunächst über den Kondensator und dann über die Zener-Diode sowie die den Arbeitsstrom liefernde Batterie hin zur induktiven Last geschlossen. Die Zener-Diode ist dabei mit ihrer Kathode an den positiven Pol der Versorgungsspannung angeschlossen, also gegensinnig zur Polung der Versorgungsspannung geschaltet. Die Kapazität des Kondensators kann durch die Übernahme eines Teils des beim Abschalten durch die Last erzeugten Stromes wesentlich vermindert werden. Das wirkt sich auch positiv beim Wiedereinschalten des Schaltkontaktes aus, weil dann der durch den Kurzschluß des Kondensators hervorgerufene, zusätzliche Strom entsprechend niedrige Werte annimmt. Das hierdurch auftretende Verschweißen der Kontaktstücke des Schaltkontaktes wird damit wesentlich vermindert. Auch kann am Schaltkontakt keine höhere Spannung auftreten, als die Zener-Spannung der Zener-Diode vorgibt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Schaltskizze eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Ein Schaltkontakt 1 mit Kontaktstücken 2 und 3 ist als Arbeitskontakt ausgebildet, wobei das bewegliche Kontaktstück 3 an einen Anschluß einer induktiven Last 4 beispielsweise die Magnetspule einer Kupplung in einem Kraftfahrzeug angeschlossen ist, während der Schaltkontakt 2 unmittelbar an den Pluspol einer nicht näher dargestellten Batterie angeschaltet ist. Der zweite Anschluß der Spule 4 ist wie der negative Pol der Batterie an Masse angeschaltet. Parallel zum Schaltkontakt 1, 2 liegt zum einen ein elektrischer Kondensator 5 und zum anderen eine Zener-Diode 6. Die Spule 4 weist dabei eine Induktivität von 40 Millihenry bei einem ohmschen Widerstand von 3,33 Ohm auf. Die Versorgungsspannung der Batterie beträgt 12 Volt.
Für das Schalten dieser induktiven Last mit dem Schaltkontakt 1 genügt dabei zur Funkenbildung eine Kapazität von 0,1 Mikrofarad für den Kondensator 5 und eine Zener-Diode mit einer Zener-Spannung von 30 Volt. Dabei ist die Kathode 7 der Zener-Diode 6 an den Pluspol der Batterie angeschaltet. Die Kontaktstücke 2, 3 des Schaltkontaktes 1 bestehen dabei aus Silber Nickel 90/10. Ein Kondensator mit 0,1 Mikrofarad, dessen Spannungsfestigkeit nicht höher als die Zener-Spannung der Zener-Diode 6 liegen muß, ist in der praktischen Ausführung zusammen mit der Zener-Diode 6 wesentlich kleiner, als ein sonst erforderlicher Kondensator ohne Beschaltung mit Zener-Diode.
Dabei tritt zwischen den Kontaktstücken 2, 3 beim Abschalten keine höhere Spannung als die Zener-Spannung auf, sodaß sich ein Lichtbogen praktisch nicht ausbildet. Hierdurch erhöht sich die Lebensdauer wesentlich. Wird im übrigen keine Zener-Diode verwendet, dann nimmt die Spannung am Kondensator 5 wesentlich höhere Werte an, wodurch auch der Kondensator neben einer höheren Kapazität auch eine höhere Spannungsfestigkeit aufweisen müßte. Beide Faktoren bestimmen dabei jeder für sich das erforderliche Volumen für den Kondensator 5. Neben dem geringeren Bauvolumen für die Funkenlöschbeschaltung wird durch die kombinierte Anwendung eines Kondensators und einer Zener-Diode auch eine wesentliche Erhöhung der Lebensdauer des Schaltkontaktes und eine hohe Zuverlässigkeit erreicht.
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Claims

Ansprüche 1. Funkenlöschbeschaltung an einem elektrischen Schaltkontakt, der in Serie mit einer induktiven Last liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (5) und eine Zenerdiode (6) parallel zum Schaltkontakt (1) geschaltet sind.
2. Funkenlöschbeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerspannung der Zenerdiode (6) höher als die Versorgungsspannung der Spule (4) ist.
3. Funkenlöschbeschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerspannung der Zenerdiode (6) etwa 30 Volt und die Versorgungsspannung etwa 12 Volt beträgt.
4. Funkenlöschbeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdiode (6) als Suppressordiode mit großer Impulsbelastbarkeit ausgeführt ist.
5. Funkenlöschbeschaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (5) nur Bruchteile der Kapazität aufweist, die für übliche R/C Beschaltungen dimensioniert werden und daß seine Nennspannung nur die Größe der Zenerspannung hat.
6. Funkenlöschbeschaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (1) Kontaktstücke aufweist, die aus einem Werkstoff mit 90% Silber und 10% Nickel bestehen