DE1042120B

DE1042120B - Relais mit zwangsweiser Fuehrung der beweglichen Kontaktfedern und gemeinsamer Abstuetzung der Kontaktgegenfedern

Info

Publication number: DE1042120B
Application number: DEL25643A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Walter
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1956-09-01
Filing date: 1956-09-01
Publication date: 1958-10-30
Also published as: US2939932A; GB810346A; US2956140A; DE1036387B; CH357119A

Description

DEUTSCHES

Die Hauptpatentanmeldung L 25 502 VIII c/21 g befaßt sich mit Relais, bei denen die beweglichen Kontaktfedern mittels gitterartiger Steuerstege aus Isoliermaterial zwangsweise geführt und auch die Kontaktgegenfedern mit ebensolchen Stegen gemeinsam abgestützt sind. Gegenüber den bekannten Bauformen von Relais, bei denen die Kontaktfedern nur mittels Stützlappen kraftschlüssig mit dem Anker bzw. mit dem Spulenflansch oder Spulenkern verbunden sind, haben sich Relais mit zwangsweiser Führung der Kontaktfedern als zweckmäßiger erwiesen, wenn gefordert wurde, daß beispielsweise beim Festschweißen einer Kontaktfeder an ihrer Gegenfeder auch die übrigen Kontaktfedern nicht in die andere Endlage gebracht werden dürfen. Solche Forderungen werden vor allem in der Eisenbahnsignaltechnik erhoben, um den dort notwendigen scharfen Sicherheitsbedingungen zu genügen. Darüber hinaus sind Relais mit zwangsweiser Führung der Kontaktfedern auch in fertigungstechnischer Hinsicht vorteilhaft, weil die einfachere Form der Kontaktfedern ein besseres Stanzen mit geringem Materialverlust erlaubt; außerdem können bei bestimmten Bauformen die Steuerstege auch nach dem Zusammenbau der Federn noch eingebaut werden; bei anderen Einrichtungen zur zwangsweisen Federführung, wie Stützstangen oder kammartigen Führungen, ist dies meist nicht möglich.

In der Hauptpatentanmeldung wird eine Verbesserung derartiger Relais vorgesehen, und zwar derart, daß der Steuersteg mit dem Anker nur bei dessen Anzugsbewegung kraftschlüssig verbunden ist, dagegen im Falle des Ankerabfalls der Ankerbewegung nur um einen vorgegebenen Betrag frei folgt, wohingegen der Anker sich noch ein Stück weiterbewegt. Damit ist unter anderem erreicht, daß die Übertragung von Ankerprellungen beim Abfall des Ankers auf die beweglichen Kontaktfedern vermieden ist; auch können dann die Federn so gestaltet werden, daß eine gute Doppelkontaktgabe an den Federenden (also eine ausreichende Elastizität der Federenden) bei gleichzeitiger stabiler Zwangsführung hergestellt wird. Außerdem wird ein Verbiegen der Kontaktfedern beim Anziehen des Ankers verhindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für derartige Relais eine Kontaktanordnung zu schaffen, mit deren Hilfe die Ausschaltvorgänge bei höher belasteten Stromkreisen, besonders solchen mit induktiver Belastung, beherrscht werden können. Relais nach der Hauptpatentanmeldung können beispielsweise mit drei Federn nebeneinander und sechs Federn übereinander bestückt werden. Werden mehrere benachbart angeordnete Kontakte mit höher belasteten Stromkreisen beschaltet, bei denen außerdem noch Potentialdifferenzen zwischen den Kontakten der ein-

Relais mit zwangsweiser Führung

der beweglichen Kontaktfedern

und gemeinsamer Abstützung

der Kontaktgegenfedern

Zusatz zur Patentanmeldung L25502 VIIIc/21g
(Auslegeschrift 1 036 387)

Anmelder:
Standard Elektrik Lorenz

Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen,

Hellmuth-Hirth-Str. 42

Heinrich Walter, Ludwigsburg,
ist als Erfinder genannt worden

zelnen Stromkreise vorhanden sind, so kann es auch bei relativ großen Abständen der benachbarten Kontakte zu Überschlagen zwischen diesen infolge der beim Öffnen der Kontakte unvermeidlichen Lichtbögen kommen. Es ist bekannt, die einzelnen Kontakte in isolierten Schaltkammern anzuordnen, so daß die Luftstrecke zwischen den benachbarten Kontakten, die vom Lichtbogen ionisiert wird, durch eine isolierende Wand unterbrochen ist. Dieser Weg ist aber bei Relais nach der Hauptpatentanmeldung nicht begehbar, weil zwischen den einzelnen Kontaktfedern nicht genügend Raum für das Anbringen der Schaltkammern verbleibt. Auch der Weg, durch Herabsetzung der Abschaltgeschwindigkeit das Auftreten eines Lichtbogens möglichst zu unterdrücken, ist nicht brauchbar, da derartige Relais naturgemäß eine hohe Schaltgeschwindigkeit haben, die durch einfache bauliche Maßnahmen kaum zu verringern ist.

Zur Vermeidung der genannten Schwierigkeiten ist erfindungsgemäß bei einer Kontaktanordnung die Kontaktkuppe einer der beiden Kontaktfedern eines Kontakts mit einer Nase derartiger Form versehen, daß bei geöffnetem Kontakt der Abstand zwischen Nase und Gegenkontaktkuppe stets kleiner ist als derjenige zwischen den Berührungspunkten beider Kontaktkuppen. Entsteht bei einer derartigen Anordnung ein Öffnungslichtbogen, so verlagert er sich schon während der Kontaktöffnung vom Entstehungsort zwischen den Kontaktkuppen zur Nase hin und ver-

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bleibt dort, bis der Öffnungsinduktionsstrom im geöffneten Stromkreis ausreichend weit abgeklungen ist und der Lichtbogen erlischt. Durch diese Verlagerung ist dafür gesorgt, daß, wenn der Abstand zwischen Nase und Gegenkontaktkuppe genügend klein gewählt wird, keine für einen Überschlag zum benachbarten Kontakt ausreichende Ionisation der Kontaktumgebung erfolgt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung dieser Anordnung kann die Nase derart geformt sein, daß auch während der Kontaktöffnung der Abstand zwischen Nase und Gegenkontaktkuppe von einer bestimmten ÖffnungswegsteÜe ab stets kleiner bleibt als der Abstand zwischen den Berührungspunkten beider Kontaktkuppen; außerdem kann dafür gesorgt werden, daß der Abstand zwischen Nase und Gegenkontaktkuppe auch während einer bestimmten Öffnungswegstrecke gleich oder annähernd gleich bleibt. Alle diese Maßnahmen dienen dazu, den Öffnungslichtbogen möglichst rasch vom Entstehungsort zur Nase hinzuleiten; dort kann er sich dann nicht mehr wesentlich vergrößern, so daß keine zum Überschlag ausreichende Ionisation der Luft eintreten kann.

Da durch die Anordnung einer solchen Nase die Stelle, an der sich der entstandene Lichtbogen bis zu seinem Erlöschen hält, eine andere als die eigentliche Kontaktstelle ist, kann nach einem weiteren Merkmal die Nase ganz oder teilweise aus einem Material hoher Abbrandfestigkeit bestehen^ beispielsweise aus Wolfram. Die eigentliche Kontaktstelle wird dann wie üblieh aus einem Material mit kleinem Übergangswiderstand hergestellt, während der schlechte Übergangswiderstand von Wolfram keine Einwirkung auf die eigentliche Kontaktgabe hat.

Alle diese Maßnahmen können bei gleichstromerregten Relais noch dadurch unterstützt werden, daß man den Anker des Relais durch Verwendung von elektrischen Verzögerungsmitteln (beispielsweise durch Kurzschlußwicklungen oder Kondensatoren im Steuerstromkreis) langsamer abfallen läßt.

In den Fig. 1 bis 5 ist eine mögliche Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Fig. 1 zeigt hierbei ein Flachrelais mit zwangsweiser Führung bzw. Ab-Stützung der Kontakte in einer Seitenansicht. Die in der Figur dargestellten einzelnen Kontakte, mit denen das Relais bestückt ist, bestehen in Wirklichkeit aus je drei nebeneinanderliegenden Kontakten. Die jeweils obersten Federn sind beispielsweise mit den drei Phasen eines Drehstromnetzes verbunden, so daß zwischen ihnen ein Potentialunterschied in Höhe der verketteten Spannung des Netzes besteht. In Fig. 1 ist auf dem Relais außer je einem Arbeitskontakt mit Kontaktkuppen nach der Erfindung noch je ein LTmschaltkontakt für geringe Ströme angeordnet. Fig. 1 a zeigt eine Abwandlung dieser Kontaktanordnung, und zwar ist hierbei die bewegliche Feder des oberen Kontaks gleichzeitig als bewegliche Feder eines Ruhekontakts für geringe Ströme ausgenutzt. Vorteilhafterweise sind die Kontaktkuppen für die höher belasteten Stromkreise zwischen dem Steuersteg für die beweglichen Kontaktfedern und der Befestigung des Federpakets angeordnet. Fig. 2 zeigt das Relais mit der Kontaktanordnung der Fig. 1 in einer Draufsicht.

In den Fig. 3 bis 5 ist einer der Kontakte vergrößert dargestellt, und zwar zeigt Fig. 3 den Kontakt in geschlossenem Zustand, Fig. 4 den Kontakt während des Öffnens und Fig. 5 den vollständig geöffneten Kontakt.

An den Kontaktfedern 1 und 2 sind die Kontaktkuppen 3 und 4 befestigt; die Kontaktkuppe 3 ist mit einer Nase 5 versehen. Bei geschlossenem Kontakt (Fig. 3) erfolgt der Stromübergang zwischen den Kontaktkuppen 3 und 4. Zwischen der Kontaktkuppe 4 und der Nase 5 ist ein kleiner Abstand c' verblieben. Beim Beginn der Öffnungsbewegung (Fig. 4) entfernen sich die Kontaktkuppen 3 und 4' voneinander, und es entsteht zunächst an den bisherigen Kontaktberührungsstellen ein Öffnungslichtbogen. Während der Abstand c' nur allmählich in den fast gleich großen Abstand c (Fig. 4) übergeht, nimmt der Abstand zwischen den Kontaktkuppen rasch einen Wert d an, der größer als c ist. Bereits in diesem Zeitpunkt wandert der Lichtbogen vom Weg d auf den Weg c. Ist der Kontakt vollständig oder fast vollständig geöffnet (Fig. 5), so hat sich der Abstand d aus Fig. 4 auf den Abstand b in Fig.-5 vergrößert; der Abstände aus Fig. 4 ist jedoch nur auf α angewachsen, wobei der Wert von α stets kleiner ist als der Wert von b. Auf diese Weise wird ein Zurückspringen des Lichtbogens mit Sicherheit vermieden. Der Abstand c bzw. der endgültige Abstand α wird so klein gehalten, daß (unter Berücksichtigung der mit dem Relais zu schaltenden Stromkreise) keine für einen Überschlag zum Nachbarkontakt ausreichende Ionisation der Kontaktumgebung erfolgen kann.

In Fig. 5 ist außerdem angedeutet, daß die Nase 5 an derjenigen Stelle, zu der der Lichtbogen wandert, mit einem anderen Material 6 plattiert ist; hierzu wird mit Vorteil Wolfram verwendet, weil es gute Abbrandfestigkeit besitzt.

.: Wird, das Abfallen des Relaisankers und damit das öffnen der Kontakte elektrisch verzögert oder ist die Schaltleistung nicht so hoch,- daß der Lichtbogen bis zur vollständigen Öffnung des Kontakts bestehenbleibt, so kann er unter Umständen schon kurz nach dem Überspringen auf die Nase 5 erlöschen, beispielsweise während der Vergrößerung des Abstands c auf den Wert a.

Claims

Patentansprüche:

1. Relais mit zwangsweiser Führung der beweglichen Kontaktfedern und gemeinsamer Abstützung der Kontaktgegenfedern mittes gitterartiger Stege aus Isoliermaterial, bei dem der den beweglichen Kontaktfedern zugeordnete Steuersteg die letzteren farmschlüssig untereinander verbindet, während der den Gegenfedern zugeordnete Steg mit letzteren nur kraftschlüssig, dagegen mit

■ dem Spulenkern oder -flansch fest verbunden ist, und bei dem der Steuersteg mit dem Anker nur bei dessen Anzugsbewegung kraftschlüssig verbunden ist, dagegen im Falle des Ankerabfalls der Ankerbewegung nur um einen vorgegebenen Betrag frei folgt, wohingegen der Anker sich noch ein Stück weiterbewegt, nach Patentanmeldung L 25502 VIIIc/21g, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkuppe (3) einer der beiden Kontaktfedern. (1) mit einer Nase (5) derartiger Form versehen ist, daß bei geöffnetem Kontakt der Abstand (α) zwischen Nase (5) und Gegenkontaktkuppe (4) stets kleiner ist als derjenige (b) zwischen den Berührungspunkten beider Kontaktkuppen.

2. Relais nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Formgebung der Nase (5), daß während der Kontaktöffnung der Abstand (c)

zwischen Nase und Kontaktkuppe (4) des Gegenkontakts von einer bestimmten Öffnungswegstelle ab stets kleiner bleibt als der Abstand (d) zwischen den Berührungspunkten beider Kontaktkuppen.

3. Relais nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine derartige Formgebung der Nase (5), daß der Abstand zwischen Nase und Kontaktkuppe des Gegenkontakte während einer bestimmten Öffnungswegstrecke gleich oder annähernd gleich bleibt.

4. Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase ganz oder teilweise aus Material hoher Abbrandfestigkeit (6) besteht oder mit derartigem Material plattiert ist.

5. Relais nach Anspruch 1 bis 4 bei gleichstromerregten Relais, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsvorgang mittels elektrischer Verzögerung im Stromkreis des Relais verlangsamt ist.

6. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Nasen versehenen Kontaktkuppen sowie die zugehörigen Gegenkontaktkuppen an den Kontaktfedern zwischen dem jeweiligen Steg und der Befestigung des Federpakets angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 679 118.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen