DE971408C - Kontaktanordnung fuer Relais, Schalter, Stromrichter od. dgl., insbesondere Telegrafenrelais - Google Patents

Description

Bei den bisher bekannten Kontaktanordnungen (s. Fig. i) stehen die Kontaktflächen der Ankerund Kontaktanordnung parallel einander gegenüber. Ist der Kontaktarm des Ankers starr, so wird der senkrecht auf den einen der feststehenden Gegenkontakte auf treffende Ankerkontakt nach dem Reflexionsgesetz während des Betriebes in der gleichen Bewegungsrichtung zurückgeworfen. Die Bewegungsenergie der Ankermasse muß durch mehrere Aufschläge (Prellungen), deren Frequenz und Zeitdauer durch die Ankerkraft, Ankermasse und die Dämpfung gegeben ist, vernichtet werden, wenn ein einwandfreies Arbeiten des Relais erzielt werden soll. Kleine, durch elastische Durchbiegungen des Ankers hervorgerufene Querschwingungen zur Längsachse des Ankers bringen keine Dämpfung der Prellungen, da diese Schwingungen fast ungedämpft sind und eher noch zur Vermehrung der Prellungen beitragen. Die Reibung an den Kontakten ist durch die sehr kleine Schwingamplitude als vernachlässigbar anzusehen.

Es ist bereits ein Federreibkontakt bekanntgeworden, bei dem zwei Federn die Ankerkontakte tragen und bei dem sich die Federn oberhalb der Kontakte mit einem Teil ihrer Fläche berühren (s. Fig. 2). Beim Aufschlagen der Ankerkontakte auf die entsprechenden Gegenkontakte gleiten die oberhalb der Kontakte aufeinanderliegenden Flächen

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aufeinander ab. Die Bewegungsenergie der Ankermassen wird bei dieser Anordnung in Reibung umgesetzt und auf diese Weise die Prellungen stark unterdrückt. Durch die Federreibkontaktanordnung wird der Anker zu einem wesentlichen Teil federnd gestaltet, so daß er sich beim Aufschlag auf die Gegenkontakte verhältnismäßig stark durchbiegt, also große Querschwingungen ausführen kann. Bei dieser Durchbiegung und dem darauffolgenden

ίο Zurückschwingen des Ankers sollen die Reibflächen an den Enden der Kontaktfedern so stark wirken, daß im Idealfall die Schwingungen des Ankers aperiodisch gedämpft werden, wodurch eine vollkommen prellfreie Kontaktgabe zu erzielen wäre.

Dies läßt sich jedoch praktisch kaum durchführen, da je nach der Stärke der Erregung in dem bzw. den Arbeitsmagneten und je nach der Form der Erregerstromkurve die Beschleunigung des Ankers während der Hubzeit verschieden groß ist. Der Anker samt Einspannfeder und Reibfedern biegt sich mehr oder weniger stark durch, so daß die Bewegungsenergie der Ankermassen und die infolge der Durchbiegung hinzukommende Federenergie von der Reibkraft nicht mehr genügend gedämpft werden können. Ferner kann sich mit der Durchbiegung die Reibkraft im ungünstigen Sinn ändern, nämlich abnehmen.

Eine weitere ungünstige Erscheinung der an sich bekannten Federreibkontakte ist die Haftkraft der Reibflächen. Diese bewirkt, daß bei Durchbiegung des Ankers im Moment des Aufschiagens des Ankerkontaktes auf den entsprechenden Gegenkontakt bzw. beim Durchbiegen der Reibfedern die Reibflächen nicht sofort wirksam werden, sondern erst bei einer bestimmten Vorspannung, die gegenüber der Adhäsion überwiegt, ruckartig in Bewegung gesetzt werden. Die Adhäsion ist dann als besonders wirkungsvoll anzusetzen, wenn die Kontakte verschmutzt sind, z. B. durch verharztes öl und/oder Staub. Die ruckartige Bewegung zu Beginn des Reibens kann sowohl zu Aufschlagprellungen hoher Frequenz als auch zu verspäteten Prellungen, d. h. zu Ankerschwingungen bzw. -prellungen niederer Frequenz, führen. Diese entstehen wieder durch Schwingungen von Einzelteilen im Anker, z. B. durch Schwingungen der einzelnen Reibfedern. Auch bei zu schwacher Reibkraft treten die verspäteten Prellungen auf, da die einzelnen Schwingungen des Ankers nicht genügend gedämpf t werden können. Bei zu starker Reibkraft dagegen entstehen Aufschlagprellungen, da die Reibkraft bei schwachen Erregerkräften nicht oder nur ungenügend wirksam wird. Bei starken Reibkräften wird zusätzlich die Haftkraft (Adhäsion) besonders groß.

Hieraus ist zu erkennen, daß die Federreibkontakte in der bekannten Form nicht stets vollkommen wirksam werden, sondern nur bei einem kleinen Bereich der Erregung und bei bestimmten Erregerstromkurven.

Eine weitere unerwünschte Erscheinung bei größeren Erregungen des Arbeitsmagneten ist das bei starken Durchbiegungen des Federankers entstehende Aufschlagen des Ankers gegen die Polschuhe. Die durch das Aufschlagen hervorgerufene Reflexion erzeugt sehr starke und dicht aufeinanderfolgende Kontaktprellungen, die einen einwandfreien Betrieb des betreffenden Relais illusorisch werden lassen. Außerdem wird hierdurch die Lebensdauer der Kontakte stark herabgesetzt. Für Telegrafierzwecke ist es jedoch häufig sehr erwünscht, daß ein und dasselbe Relais einmal als Senderelais mit großer Erregung und ein anderes Mal als Empfangsrelais mit kleiner Erregung Verwendung finden kann. Aber selbst bei der Verwendung des Relais lediglich als Empfangsrelais kann das Relais je nach der Leitungslänge starken unterschiedlichen Erregerstrombelastungen unterworfen sein.

Aus dem bisher Gesagten läßt sich entnehmen, daß die bekannten Federreibkontaktanordnungen die an sie gestellten Bedingungen nicht unter allen Umständen zu erfüllen vermögen.

Es ist ferner eine Kontaktanordnung mit stoßartig aufschlagenden starren Relaiskontakten bekanntgeworden, bei der die Kontaktgabe schräg im Winkel von etwa 45 ° zur Bewegungsrichtung des Ankers erfolgt (s. Fig. 3). Bei dieser bekannten Anordnung wird die Querbewegungsenergie des Ankers in Längsschwingungen des Ankers verwandelt. Der in bezug auf die Ankerlängsachse quer bewegliche Anker wird beim Betrieb auf die Kontaktschrauben nach dem Reflexionsgesetz senkrecht zur Aufschlagrichtung zurückgeworfen, so daß fast die gesamte Bewegungsenergie von dem Lager des Ankers aufgenommen wird. Hierdurch tritt eine Dämpfung ein. Die übrigbleibende Energie tritt mit hoher Frequenz als Längsschwingung des Ankers auf. Ihre Amplitude ist bei gleicher Energie bedeutend kleiner als die der Querschwingungen, so daß der Anker sich im allgemeinen nur sehr wenig von dem Gegenkontakt abhebt bzw. nur geringe Kontaktprellungen mit sehr hoher Frequenz entstehen. Eine völlige Beseitigung der Kontaktprellungen bei Verwendung von mit zur Ankerbewegung schrägen Kontaktflächen und starrem Anker wird jedoch nicht erreicht.

Die Erfindung vermeidet die den einzelnen Kontaktanordnungen anhaftenden Nachteile und vereinigt zwei im Relaiskontaktbau an sich bekannte Merkmale und erzielt hierdurch eine Kontaktanordnung, die als völlig prelleffektfrei anzusehen ist. Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß bei Verwendung besonderer Reibflächen zwischen den federnden Kontaktträgern die Kontaktflächen schräg, vorzugsweise unter einem bis zu 45 ° betragenden Winkel, zur Ankerbewegung verlaufend angeordnet.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung.

In sämtlichen Fig. 1 bis 7 sind die einander entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Anker ist mit 1, die Ankerkontakte mit 2 und die Gegenkontakte mit 3 bezeichnet. Für die Reibfedern sind die Zeichen 4 und S, für die Reibflächen die Zeichen 4.' und 5' gewählt. P1 und

P 2 sind die Polschuhe des nicht dargestellten, den Anker ι steuernden Magneten, während mit D die jeweiligen Drehpunkte des Ankers bezeichnet sind. In der Fig. y sind die Gegenkontakte 3 an von Schrauben 7 einstellbaren Stützen 6 befestigt.

Da durch die schrägen Kontaktflächen die Aufschlagprellungen bei den erfindungsgemäßen Kontaktanordnungen auch schon bei verhältnismäßig geringer Federung unterdrückt werden können, lassen sich die Reibfedern wesentlich steifer ausführen. Dadurch kann aber die Amplitude der Ankerquerschwingungen herabgesetzt werden. Die Versteifung der Federn kann durch Rippen in den Reibfedern, durch geeignete Formgebung oder durch stärkere Federn erreicht werden. Ein wesentlicher Vorteil einer derartigen Ausführung ist darin zu sehen, daß auch bei hohen Erregungen bzw. bei starken Ankerkräften der Anker sich nicht mehr so stark durchbiegt, daß er an die Arbeitspolschuhe des Relais anschlägt. Bei der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung arbeiten die Ankerkontakte bei Aufschlagprellungen bzw. bei den oben definierten verspäteten Prellungen von den kleinsten bis zu den größten Erregerleistungen prellfrei. Der Reibkraft der Kontaktfedern kommt nicht mehr eine so große Bedeutung zu wie bei der zuvor betrachteten bekannten Ausführungsform, da die schrägen Kontaktflächen zu einem erheblichen Teil die Aufschlagkräfte in der Ankerlängsrichtung ablenken.

Außerdem klemmen sich beim Nachgeben der Kontaktfedern die Reibflächen etwas fest. Hierdurch wird eine zusätzliche Dämpfung erreicht. Selbst bei schlechtem Arbeiten der Reibflächen, beispielsweise bei deren Verschmutzen, können unzulässige verspätete Prellungen nicht mehr auftreten, sondern lediglich kurzzeitige, vernachlässigbar kleine Aufschlagprellungen entstehen. Die Reibkräfte können bei schrägen Kontaktflächen erheblich größere Einstelltoleranzen erhalten.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kontaktanordnung für Relais, Schalter, Stromrichter od. dgl., insbesondere für Telegrafenrelais, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung besonderer Reibflächen zwischen den federnden Kontaktträgern die Kontaktflächen schräg, vorzugsweise unter einem bis zu 45° betragenden Winkel, zur Ankerbewegung verlaufend angeordnet sind.

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Kontaktniete (2, 3) parallel zu den schräg geneigten Flächen der Kontaktfedern (4, 5) stehen.

3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Kontaktreibfedern an der Einspannstelle der Reibfedern beginnt (Fig. 4).

4. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfedern (4, 5) lediglich an den kontaktmachenden Stellen geneigt sind (Fig. 5 bis 7).

5. Kontaktanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktreibfeder (4, 5) zwischen Einspannstelle und Reibfläche, vorzugsweise die schräg geneigte Fläche, mittels Rippen oder anderweitiger Formgebung versteift ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 462 544, 553 986, 618983, 677 060;

USA.-Patentschrift Nr. 1 816 558.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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