DE1188224B - Kontaktanordnung fuer schaltende Kontakte in Schwachstromkreisen mit magnetisch erzeugter Haltekraft fuer die Kontakte - Google Patents

Description

• Kontaktanordnung für schaltende Kontakte in Schwachstromkreisen mit magnetisch erzeugter Haltekraft für die Kontakte Es ist bekannt, daß eine gute Kontaktgabe zwischen zwei Schwaehstromschaltkontakten einen bestimmten Mindestanpressungsdruck erfordert. Ferner dürren die Kontakte nicht nurch zu langsames Arbeiten oder durch Prellungen zur Funkenbildung und damit zum unerwünschten Abbrand der Kontaktflächen neigen. Bei den üblichen Relais mit magnetischer Betätigung werden diese Anforderungen nur zum Teil dadurch erreicht, daß mit Hilfe der magnetischen Anziehungskräfte der notwendige Kontaktdruck erzielt wird. Prellerscheinungen werden jedoch meist nur unzureichend vermindert. Bei Relais, deren Kontakte nicht durch magnetische Kräfte bewegt werden, wird der Anpressungsdruck lediglich durch eine Federkraft bewirkt. Diese ist jedoch z. B. mit Rücksicht auf die Ansprechempfindlichkeit begrenzt. So werden beispielsweise bei den besonders in der Fernmeldetechnik verwendeten Thermorelais die Kontakte durch die Ausdehnungsdifferenz zwischen zwei verschiedenen Metallen betätigt, wobei der Anpiessungsd;uzk von der Federkraft der verwendeten Materialien und ihrer Formgebung abhängt. Aus räumlichen Gründen und mit Rücksicht auf die Ansprechempfindlichkeit sind hierbei ziemlich enge Grenzen für den Kontaktdruck (Anpressungsdruck) gegeben.
• Bekannt ist die Anwendung magnetischer Kräfte zur Verbesserung der Kontaktgabe, die auf den mechanischen Teil des Schaltgliedes einwirken und durch Dauermagnete oder Elektromagnete hervorgerufen werden. Dabei bestehen die Kontakte selbst ganz oder teilweise aus ferromagnetischem Material und sind mit einem kontaktgebenden überzug versehen. Für große Schaltleistungen, wie sie von Kontakten in der Fernmeldetechnik allgemein verlangt werden, sind diese Ausführungsformen wenig geeignet, da durch Abnutzung des Überzuges baldige Verringerungen der Kontaktleitfähigkeit eintreten. Prell- und Schwingungserscheinungen werden durch diese Maßnahmen nicht gedämpft, sondern zeitlich nur abgekürzt und in ihrer Amplitude weitgehend verstärkt. Zu deren Dämpfung gehört physikalisch stets eine Umsetzung der Bewegungsenergie in Reibungsverluste. Eine bekannte Ausführungsform dazu ordnet Reibungselemente in der Weise an, daß die Reibungsflächen in der Nähe der Kontaktstellen in Richtung er Prellbewegungen der Kontakte angebracht sind und die Kontaktschwingungen nahezu aperiodisch dämpfen. Mit dieser Anordnung läßt sich wiederum keine Erhöhung der Ansprechdruckes zur Verbesserung der Kontaktgabe erreichen.
• Die Erfindung hat nun eine Kontaktanordnung für schaltende Kontakte in Schwachstromkreisen, insbesonders für Relais in Fernsprechwählanlagen, mit magnetisch erzeugter Haltekraft für die geschlossenen Kontakte und mit Mitteln zur Verhinderung von Kontaktprellungen beim Schließen der Kontakte zum Gegenstand, die durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet ist: a) dicht neben oder um den an einer Kontaktfeder befestigten beweglichen Kontakt sind ein oder mehrere Dauermagnete angeordnet, b) der oder die Dauermagnete arbeiten mit einem gegenüberstehenden Weicheisenkörper zusammen, der ortsfest und starr, aber in seinem Abstand zu den Magneten veränderlich einstellbar angeordnet ist, e) der Gegenkontakt zu dem betätigten beweglichen Kontakt ist von dem Weicheisenkörper mechanisch getrennt und auf einer federnd nachgiebigen Zunge angeordnet und befestigt, an welcher zusätzliche Reibfedern angreifen.
• Die Erfindung weist einen Weg, wie man mit geringstem räumlichem Aufwand durch Anwendung von kleinen aber starken Dauermagneten bzw. Dauermagneten mit gegenüber angeordnetem Weicheisenteil, die dicht neben den Kontakten angeordnet werden, eine sichere und einwandfreie Kontaktgabe erreichen kann. Hierbei werden zwei der wichtigsten Anforderungen erfüllt. Der Anpressungsdruck kann ausreichend hoch und die Schaltgeschwindigkeit genügend groß gestaltet werden, so daß eine sichere Berührung der Kontakte im Dauerkontakt auch bei Erschütterungen gewährleistet ist und der beim Ein-und Ausschalten entstehende Abbrand durch eine Steigerung der Schaltgeschwindigkeit mit Hilfe der Dauermagnetkräfte klein gehalten wird. Auch Prellerscheinungen werden weitgehend vermieden, da durch die Wirkung der Reibungselemente ein schwingungsfreies Arbeiten der Kontakte gewährleistet ist.
• Die Kombination des magnetischen Haftkontaktes, der durch Stellschrauben in seiner Stärke, z. B. zum Zwecke eines nicht zu schweren Abhebens der Kontakte, variabel ist, mit einer die Kontaktprellungen dämpfenden an sich bekannten Reibfeder bewirkt eine größere Variationsmöglichkeit der in der Praxis notwendigen Einstellwerte als bei nur einer Maßnahme für sich allein. Auch wird die Sicherheit gegenüber Prell- und Schwingungserscheinungen der Kontakte nicht nur verdoppelt, sondern vervielfacht. Auf diese Weise kann bei ausreichender Sicherheit andererseits mit einem geringeren Aufwand an Dauermagneten gearbeitet werden. Die Wirkung des Dauermagneten läßt sich nämlich mit Rücksicht auf die Reibfeder vermindern, da die Prellschwingungen bereits durch die Reibfeder ausreichend aperiodisch bedämpft sind und vom Dauermagneten nur noch der ausreichende Kontaktdruck sicherzustellen ist. Der Dauermagnet kann daher mit kleinerer Masse und auch billiger ausgeführt sein. Es besteht weiterhin ein funktioneller Zusammenhang zwischen der Anordnung von Dauermagneten und schwingungsdämpfenden Reibfedern. Er beruht darauf, daß durch beide Maßnahmen Prellschwingungen und damit unerwünschte Kontaktschwingungen vermieden werden. Durch die gegenseitige Ergänzung ihrer Wirkungen tritt eine wesentliche Steigerung der Betriebssicherheit und des gewünschten Effektes ein, der größer ist als bei einer einfachen Addition beider Wirkungen.
• Die Erfindung ist im folgenden an Hand des in der Abbildung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es ist ein Kontaktsatz mit dem beweglichen Kontakt K, und dem festen Kontakt K2 dargestellt. Dabei kann die obere Feder f, durch magnetische oder auch andere, z. B. Federkräfte, über den Pimpel P bewegt werden. Die untere Feder f2 dient nur als Träger des Kontaktes K" und ist im allgemeinen auch stärker ausgeführt als die Feder f 1. Sie weist zur Verhinderung und zur Abdämpfung von Schwingungen beim Auftreffen des Kontaktes K1 auf den Kontakt K.= einen Schwingungsdämpfer auf. Dieser besteht aus dem fest mit der Feder f, verbundenen Winkelstück r", gegen das sich die Reibfeder r6 preßt, so daß die zwischen r" und rb auftretende Bewegungsenergie durch Reibung aufgezehrt wird.
• Jeweils an den Enden der beiden Federn f, und f.@ befinden sich der Magnet m, und der Gegenmagnet bzw. das Weicheisenstück m,. Der Gegenmagnet m, ist durch eine Stellschraube S zu verstellen. Hierdurch werden die gewünschte Ansprechempfindlichkeit, der Ansprechdruck und die Abfallgeschwindigkeit eingestellt. Dabei kann die Einstellung so gewählt werden, daß ein kleiner Luftspalt verbleibt. In vielen Fällen, bei denen es auf einen großen Anpreßdruck ankommt, kann von der sehr starken Haftwirkung bei der Berührung der beiden Magnetteile Gebrauch gemacht werden. Prellschwingungen werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung vollständig unterdrückt.
• Durch das dicht bei den Kontakten angeordnete Dauermagnetsystem ist es ferner möglich, sehr hohe Ersparnisse an Stromkosten zu erzielen, da die Kontaktgabe nunmehr nur noch eingeleitet bzw. unterbrochen werden muß. Die Hauptarbeitsleistung der sicheren Dauerkontaktgabe während der Arbeitszeit, z. B. des Relais, kann leistungslos von dem Dauermagnetsystem übernommen werden. Hiermit lassen sich voraussichtlich Stromersparnisse von mehr als 1 :100 erreichen.
• Schließlich lassen sich auch noch große Einsparungen an Raum erzielen, da bei der dicht benachbarten Anordnung von Kontakt- und Magnetsystem keine spürbare Verminderung der Kraft durch längere Hebelarme eintritt. Auf diese Weise können auch die Dauermagnete sehr klein und leicht gehalten werden. Hiermit ergeben sich vollkommen neue Konstruktionsmöglichkeiten für Relais und viele andere Kontaktsysteme der Schwachstromtechnik bzw. der Fernmeldetechnik.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Kontaktanordnung für schaltende Kontakte in Schwachstromkreisen, insbesondere für Relais in Fernsprechwählanlagen, mit magnetisch erzeugter Haltekraft für die geschlossenen Kontakte und mit Mitteln zur Verhinderung von Kontaktprellungen beim Schließen der Kontakte, g e -kennzeichnet durch die Kombination der Merkmale: a) daß dicht neben oder um den an einer Kontaktfeder befestigten beweglichen Kontakt ein oder mehrere Dauermagnete angeordnet sind, b) daß der oder die Dauermagnete mit einem gegenüberstehenden Weicheisenkörper zusammenarbeiten, der ortsfest und starr, aber in seinem Abstand zu den Magneten veränderlich einstellbar angeordnet ist, c) daß der Gegenkontakt zu dem betätigten beweglichen Kontakt von dem Weicheisenkörper mechanisch getrennt und auf einer federnd nachgiebigen Zunge angeordnet und befestigt ist, an welcher zusätzliche Reibfedern angreifen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 608 695, 658 805, 857 252, 734 586; USA.-Patentschriften Nr. 2 285 352, 2 193 73I, 2 039 230, 2 062 915.