DE1154554B

DE1154554B - Anordnung zur Erzielung einer zuverlaessigen Kontaktgabe bei einer mechanischen Kontaktanordnung

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
In der Zeichnung sind zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig.1 zeigt dabei eine Anordnung mit magnetischer Speicherung, Fig. 2 eine Anordnung mit elektrischer Speicherung kombiniert mit der magnetischen Speicherung nach 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.
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.
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.
Durch die plötzliche Energieänderung steht auch in diesem Ausführungsbeispiel kurzzeitig eine hohe Leistung zur Verfügung, die eine Reinigung des Kontaktes bewirkt.
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.
Die erfindungsgemäße Anordnung findet vorzugsweise Anwendung bei Schaltkreisen, mit denen ruhende Steuerungen betätigt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Erzielung einer zuverlässigen Kontaktgabe mit niedrigem Übergangswiderstand beim Schalten von relativ kleinen Gleichspannungen bzw. -strömen mittels einer mechanischen Kontaktanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Kontaktanordnung (1) gespeicherte Energie in relativ kurzer Zeit über die Schaltstrecke der Kontaktanordnung abgebaut wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltkreis ein induktives Bauelement (2) angeordnet ist, das im geschlossenen Zustand der Kontaktanordnung (1) magnetische Energie speichert, die beim Öffnen der Kontaktanordnung in kurzer Zeit abgebaut wird und eine Selbstreinigung der Kontaktanordnung bewirkt.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Kontaktanordnung (1) ein Kondensator (5) geschaltet ist, der im geöffneten Zustand der Kontaktanordnung über einen relativ hochohmigen Widerstand (6) 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.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Kondensator (5) ein Widerstand (7) zur Strombegrenzung geschaltet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 2 und 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale nach Anspruch 2 und 3.