Kontaktanordnung mit Massnahmen gegen Prellen. Beim Aufeinandertreffen von Kontakten tritt fast immer eine nochmalige kurzzeitige Trennung auf, verursacht durch einen mehr oder weniger elastischen Rückstoss. Diese Erscheinung wird. als Prellen bezeichnet. Bei vielen Anwendungsfällen, entstehen dadurch unangenehme Störungen, indem entweder die Kontakte infolge der während. der kurzzeiti gen Trennung auftretenden Erwärmung, bei spielsweise durch Lichtbogenbildung oder all zuhohen Kontaktwiderstand, beschädigt wer den;
in der Schwachstromtechnik können Radiostörungen, Knacken in Fernspreehver- bindungen und dergleichen entstehen. Man hat daher sich seit langem bemüht, prellfreie Kontaktanordnungen zu schaffen, meist unter Verwendung reibender oder sich abwälzender Kontakte, durch Mitlaufen: des feststehenden Kontaktes oder auch durch sehr hohen An- pressdruck. Überall wo Reibung auftritt, muss aber auch mit einem Verschleiss gerechnet werden;
der entstehende Metallstaub führt oft zu Isolationsüberbrückungen und damit zu schweren Störungen. Hohe .Kontaktdrücke bedingen entsprechend, schweren Antriebs mechanismus.
Die Kontaktanordnung nach der Erfin dung kann diese Nachteile vermeiden; erfin dungsgemäss weist mindestens der bewegliche Kontakt einen allseitig geschlossenen Hohl körper auf, in dem sich eine mindestens in der Bewegungsrichtung des Kontaktes relativ zum Hohlkörper bewegbare Masse befindet.
Durch diese Anordnung kann eine starke innere Dämpfung erzeugt werden., wobei trotz der im Innern des Hohlkörpers auftretenden Reibung evtl. entstehender Staub keine Störungen ver ursachen kann, da er im Innern des allseitig geschlossenen Hohlkörpers bleibt. Im allgemeinen wird man elastische Hohl körper' verwenden, um bleibende Defor-- inationen zu vermeiden. Für viele Zwecke genügt die Elastizität an sich starrer Körper.
Unter Umständen- kann es aber auch zweckmässig sein, den Hohlkörper selbst federnd, zum Beispiel als elastischen Ball, Federrohr oder .dergleichen, auszufüh ren. Je nach dem Verwenidungszweck wird man den Hohlkörper mit einem elektrisch gut leitenden Belag überziehen, zum Beispiel einem Material mit einer mindestens gleichen Zeitfähigkeit wie Aluminium, um kleine Kon taktwiderstände zu gewährleisten. Es kann auch zweckmässig sein, ihn aus magnetisch gut leitendem Material herzustellen.
Um die Dämpfung gross zu machen, wird män im Innern vorzugsweise eine verformbare Masse anordnen, beispielsweise eine Flüssigkeit wie öl, Quecksilber oder auch eine Flüssigkeit wie Ö<B>l</B>, Quecksilber oder auch eine plastische Masse wie Vaselin, Plastolin. Unter Umständen kann auch eine Emulsion verwen det -werden. Im allgemeinen erreicht man mit. festen Teilchen eine noch grössere Dämpfung.
Man kann zum Beispiel Kugeln oder Körner in das Innere des Hohlkörpers einfüllen, wo bei die Teilchen gleich oder auch verschieden gross sein können. Sofern der Kontakt urimit- telbar durch ein Magnetfeld -betätigt wird, kann es vorteilhaft sein, im Innern des Hohl körpers magnetisch leitende Teilchen wie Eisenfeilspäne, Eisenkügelchen., Karbonyl- eisen anzuordnen.
Will man Blas Innere des Hohlkörpers zur Stromleitung mitbenützen, so wird zweckmässig eine elektrisch gut leitende Masse verwendet. Um die Reibung zu ver grössern, kann es zweckmässig sein, Mittel. an zuwenden, durch die die Masse gegen, die Eisenwand des Hohlkörpers gepresst wird.
In den Fig. 1 bis 6 sind einige beispiels weise Ausführungsformen der Erfindung dar gestellt. In Fig.1 bedeutet 1 den feststehen den Kontakt, der an dem Träger 2 befestigt ist;
3 ist der als Hohlkörper ausgebildete be wegliche Kontakt, beispielsweise aus Silber oder einer Silber-Nickel-Legierung, mit einer grösseren Elastizität. quer zur Arbeitsfläche, in dem sich Metallkugeln 4 befinden, die sich in Richtung der Schaltbewegung ebenfalls be wegen können. 5 ist die Kontaktfeder, 6 ein Anker, der gegenüber dem Magneten 7 mit der Erregerwicklung 8 angeordnet ist. 9 und 10 sind die Stromzuführungen zur Erreger wicklung, 11 ist ein Isolierstück, 12 ein Be- festigungsblech für den: Magneten 7.
Wird der Anker 6 vom Magneten 7 angezogen, so sind die Kontakte 1 und 3 .geöffnet. Beim Unter brechen der Erregerwicklung 8- schnellt der Kontakt 3 nach oben und trifft dann auf den Kontakt 1 auf. In diesem Moment bewegen sich jedoch die Kugeln 4 in der Einschalt- richtung weiter, stossen dann gegen die Stirn seite des Kontaktes 3 und :geben dort ihre kinetische Energie in Schaltrichtung ab, wo durch ein Zurückprellen vermieden wird.
Durch die innere Reibung der Kugeln 4 an einander und an der Innenoberfläche des Kör pers 3 wird die Rückstossenergie in Wärme umgewandelt. Versuche zeigen, dass: durch diese =Massnahmen daSIPrellen beseitigt werden kann.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen einige andere erfin dungsgemässe Ausführungsformen des Kon- taktes 3, wie sie beispielsweise in der Schalt einrichtung nach Fig. 1 angewendet werden können. Die entsprechenden Teile haben die gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1.
- In Fig. 2 bedeutet 20 einen zylindrischen Hohlkörper, 21 und 2'2 sind zwei halbkreis- fmige, nach Art von Bremsbacken ausge führte Reibungskörper, die durch eine Feder 23 auseinandergepresst werden und: sich in Schaltrichtung bewegen können. Beim Auf treffen des Hohlkörpers 20 auf den fest stehenden Kontakt 1 rutschen die Körper 21 und 22 nach oben, wodurch einmal durch die Reibungskraft, zum andern aber auch durch Abgabe von kinetischer Energie das Prellen verhindert wird.
In Fig. 3 ist der Hohlkörper als Federrohr 30 ausgeführt, das sowohl im Mantel als auch in der Stirnfläche elastisch nachgeben kann. Das Innere ist teilweise mit. Quecksilber 31 gefüllt.
In Fig. 4 ist die im Hohlkörper 40 in der Schaltrichtung bewegliche Masse als Zylinder 41 mit einer Bohrung 42 ausgeführt. Der Zwischenraum zwischen der Innenwand des Hohlkörpers 40 und dem Zylinder 41 ist. mit einer Dämpfungsflüssigkeit 43, zum Beispiel Silikon, angefüllt. Die Anordnung wirkt. nach Art einer hydraulischen Dämpfung.
Fig. 5 zeigt, eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der bewegliche Kontakt unmittelbar durch Kräfte in Ein schaltrichtung bewegt wird. Es bedeuten 50 und 51 magnetische Polschuhe, die durch einen Spalt 52 isoliert sind; 53 ist die Erreger wicklung, 54 sind' elektrisch gut leitende Plat- tierungen auf den Polschuhen 50 und 51, die als feststehende Kontakte dienen;
55 ist der Hohlkörper, dessen Boden 56 aus Eisenblech ist, das zugleich als Anker dient. Der Boden 56 kann zwecks guter Kontaktgabe mit einer Plattierung 56u aus elektrisch gut leitendem Material, zum Beispiel Silber, versehen sein. Das Innere ist mit elektrisch gut leitenden Metallteilen 57, zum Beispiel aus Silber, Kupfer, gefüllt.
Die Ausschaltfeder 58 ist an einem U-förmigen Isolierteil 59 befestigt, der seinerseits in nicht dargestellter Weise mit den Polen 50 und 51 verschraubt ist. Beim Erregen der Spule 53 wird der Anker 56 ent gegen der Wirkung der Feder 58 angezogen. Beim Auftreffen des. Ankers 56 auf die fest stehenden Kontakte 54 wird wiederum durch Stoss und Reibung der Teilchen 57 eine starke Dämpfung erzielt und damit das Prellendes Kontaktes verhindert.
In Fig. 6 bedeutet 60 eine Grundplatte, auf der das Magnetsystem mit den beiden Polen 61, 62 mit der Erregerspule 63 be festigt ist. Die beiden Pole 61 und 62 sind durch einen Isolierspalt 64 getrennt. Mit 65 und 66 sind Stromzuführungen zu den fest stehenden Kontakten 67 und 68 bezeichnet, die mit einem elektrisch gut leitenden Belag, zum Beispiel einer Silberplattierung, ver sehen sind. Der als beweglicher Kontakt dienende Hohlkörper 69 besteht aus einem sechseckförmigen Silbergehäuse und dient zu gleich als Anker. Er ist mit magnetisch gut leitenden Körnern 70, zum Beispiel aus Kar- bonyleisen, teilweise gefüllt.
Die Führungs leisten 71 und 72 verhindern eine Drehbewe gung des Ankers 69. Auf der Grundplatte 60 ist ferner ein permanenter Magnet 73 be festigt. Normalerweise befindet sich der Anker 69 in der gezeichneten Stellung. Die magnetisch leitenden Körner 70 werden dabei vom permanenten Magneten 73 angezogen, so dass im untern Teil des Ankers 69 einkleiner Hohlraum entsteht. Wird nun die Spule 63 erregt, so treten nach unten gerichtete magne tische Zugkräfte auf, der Anker 69 gleitet in der Führung 71, 72 nach unten und trifft dann auf die feststehenden Kontakte 67 und 68 auf, wobei im Innern eine mit starker Reibung verbundene Umschichtung der Kör ner 70 auftritt.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein, den Hohlkörper 69 eben falls aus magnetisch gat leitendem, aussen bei spielsweise silberplattiertem Material, zum Beispiel silberplattiertem Stahl, herzustellen.
Contact arrangement with measures against bouncing. When contacts meet, there is almost always another brief separation, caused by a more or less elastic recoil. This appearance will. referred to as bouncing. In many applications, unpleasant disturbances arise as a result of either the contacts as a result of the during. the short-term separation occurring warming, for example by arcing or all too high contact resistance, who damaged the;
In low-voltage technology, radio interference, cracking in telephone connections and the like can arise. For a long time, efforts have therefore been made to create bounce-free contact arrangements, mostly using rubbing or rolling contacts, by running along: the fixed contact or also by very high contact pressure. Wherever there is friction, wear and tear must also be expected;
the resulting metal dust often leads to insulation bridging and thus to serious faults. High contact pressures require a heavy drive mechanism.
The contact arrangement according to the invention can avoid these disadvantages; In accordance with the invention, at least the movable contact has a hollow body which is closed on all sides and in which there is a mass which can be moved at least in the direction of movement of the contact relative to the hollow body.
Through this arrangement, a strong internal damping can be generated. In spite of the friction occurring inside the hollow body, any dust that may arise cannot cause any disturbances, since it remains inside the hollow body that is closed on all sides. In general, elastic hollow bodies will be used to avoid permanent deformations. The elasticity of rigid bodies is sufficient for many purposes.
Under certain circumstances, however, it can also be expedient to make the hollow body itself resilient, for example as an elastic ball, spring tube or the like. Depending on the intended use, the hollow body will be covered with an electrically conductive covering, for example with a material at least the same time capability as aluminum in order to ensure low contact resistance. It can also be useful to make it from magnetically highly conductive material.
In order to make the damping great, a deformable mass is preferably arranged inside, for example a liquid such as oil, mercury or a liquid such as oil, mercury or a plastic mass such as vaseline, plastoline. An emulsion can also be used under certain circumstances. Generally one reaches with. solid particles an even greater damping.
For example, balls or grains can be filled into the interior of the hollow body, where the particles can be the same or different in size. If the contact is actuated primarily by a magnetic field, it can be advantageous to arrange magnetically conductive particles such as iron filings, iron balls, carbonyl iron in the interior of the hollow body.
If the interior of the hollow body is to be used for current conduction, it is expedient to use a highly electrically conductive compound. In order to increase the friction, it can be useful to use means. to apply, through which the mass is pressed against the iron wall of the hollow body.
In Figs. 1 to 6, some example embodiments of the invention are provided. In Figure 1, 1 means the stationary contact which is attached to the carrier 2;
3 is designed as a hollow body be movable contact, for example made of silver or a silver-nickel alloy, with greater elasticity. across the work surface, in which there are metal balls 4, which can also be because of the direction of the switching movement. 5 is the contact spring, 6 is an armature which is arranged opposite the magnet 7 with the excitation winding 8. 9 and 10 are the power supply lines for the exciter winding, 11 is an insulating piece, 12 is a mounting plate for the magnet 7.
If the armature 6 is attracted by the magnet 7, the contacts 1 and 3 are open. When the field winding 8- breaks, the contact 3 jumps upwards and then meets the contact 1. At this moment, however, the balls 4 continue to move in the switch-on direction, then bump against the face of the contact 3 and give off their kinetic energy there in the switching direction, which prevents rebounding.
Due to the internal friction of the balls 4 on each other and on the inner surface of the Kör pers 3, the recoil energy is converted into heat. Experiments show that: these measures can eliminate the ripple.
FIGS. 2 to 4 show some other embodiments according to the invention of the contact 3, as can be used, for example, in the switching device according to FIG. The corresponding parts have the same reference numerals as in FIG. 1.
In FIG. 2, 20 denotes a cylindrical hollow body, 21 and 2'2 are two semicircular friction bodies designed in the manner of brake shoes, which are pressed apart by a spring 23 and can move in the switching direction. When the hollow body 20 hits the fixed contact 1, the bodies 21 and 22 slide upwards, which prevents the bouncing on the one hand by the frictional force and on the other hand by releasing kinetic energy.
In Fig. 3 the hollow body is designed as a spring tube 30, which can yield elastically both in the jacket and in the end face. The inside is partially with. Mercury 31 filled.
In FIG. 4, the mass movable in the switching direction in the hollow body 40 is designed as a cylinder 41 with a bore 42. The space between the inner wall of the hollow body 40 and the cylinder 41 is. with a damping liquid 43, for example silicone, filled. The arrangement works. in the manner of hydraulic damping.
Fig. 5 shows an embodiment of the invention in which the movable contact is moved directly by forces in a switching direction. It denotes 50 and 51 magnetic pole pieces which are insulated by a gap 52; 53 is the exciter winding, 54 are electrically conductive platings on the pole pieces 50 and 51, which serve as fixed contacts;
55 is the hollow body, the bottom 56 of which is made of sheet iron, which also serves as an anchor. The base 56 can be provided with a plating 56u made of a material that is a good electrical conductor, for example silver, for the purpose of good contact. The interior is filled with metal parts 57, which have good electrical conductivity, for example made of silver or copper.
The opening spring 58 is attached to a U-shaped insulating part 59, which in turn is screwed to the poles 50 and 51 in a manner not shown. When the coil 53 is energized, the armature 56 is attracted against the action of the spring 58. When the armature 56 strikes the stationary contacts 54, strong damping is again achieved by the impact and friction of the particles 57 and the contact is thus prevented from bouncing.
In Fig. 6, 60 means a base plate on which the magnet system with the two poles 61, 62 with the excitation coil 63 is fastened. The two poles 61 and 62 are separated by an insulating gap 64. With 65 and 66 power leads to the fixed contacts 67 and 68 are referred to, which are seen ver with an electrically conductive coating, for example a silver plating. The hollow body 69 serving as a movable contact consists of a hexagonal silver housing and also serves as an anchor. It is partially filled with magnetically highly conductive grains 70, for example made of carbon iron.
The guide strips 71 and 72 prevent a Drehbewe movement of the armature 69. On the base plate 60, a permanent magnet 73 is also fastened. The armature 69 is normally in the position shown. The magnetically conductive grains 70 are attracted by the permanent magnet 73, so that a small cavity is created in the lower part of the armature 69. If the coil 63 is now energized, downward magnetic tensile forces occur, the armature 69 slides in the guide 71, 72 downward and then hits the fixed contacts 67 and 68, with a rearrangement associated with high friction inside the grain 70 occurs.
Under certain circumstances, it may be useful to manufacture the hollow body 69 from magnetically gat conductive material, for example silver-plated on the outside, for example silver-plated steel.