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"Kontaktanordnung"
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Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung eines elektrischen Kontaktsystems
für Trenn-, Last- und/oder Fehlerstromschutzschalter mit mindestens einem festen
und mindestens einem beweglichen Kontaktstück, deren Kontaktkraft beim Anstehen
eines Stoßstromes mittels mindestens einem der Kontaktanordnung zugeordneten ferromagnetischen
Teil verstärkt wird.
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Derartige Kontaktanordnungen werden generell dort benötigt, wo hohe
Stoßströme auftreten können, ohne daß die Kontakte bleibende Schäden erfahren.
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Es ist wichtig, daß die anstehenden Stoßströme keine Kontaktverschweißung
hervorrufen und somit beim Schalten stets ein sicheres Auftrennen des jeweiligen
Stromkreises gewährleistet ist. Zu diesem Zweck sind die Kontaktanordnungen beispielsweise
mit aus speziellen Legierungen gefertigten, großflächigen Kontakten ausgerüstet,
die mit einer hohen Kontaktkraft gepaart, zum einen eine Kontaktverschweißung absolut
verhindern und zum anderen ein stetiges Schalten sicherstellen.
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In einigen Fällen weisen die Kontaktanordnungen Reibkontakte auf bzw.
wird durch einen Aufbrecher ein Öffnen der verschweißten Kontakte durch Hebelwirkung
oder durch eine elektrodynamische Öffnlmgskraft erzielt.
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Dies hat jedoch verschiedene Nachteile, die darin zu sehen sind, daß
die Kontaktanordnungen der eingangs erwähnten Kontakt systeme sehr voluminös und
konstruktiv aufwendig sind.
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So ist beispielsweise die Anwendung derartiger Kontaktanordnungen
bei Trenn-, Last- und/oder Fehlerstromschutzschaltern völlig ausgeschlossen, da
deren Mislöseorgane aufgrund der geforderten Empfindlichkeit nicht dazu geeignet
sind, solcher Art ausgebildete Kontaktsysteme funktionssicher zu betntigen.
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Wenn also derartige Kontakt systeme zur Vermeidung von Kontaktverschweißung
durch anstehende Stoß ströme iiber hohe Kontaktkräfte verfügen, so hat das zur Folge,
daß empfindliche Auslöseorgane den aus der hohen Kontaktkraft resultierenden Widerstand
nicht überwinden, d.h. ein Schalten der Kontakte des Kontaktsystems ist zu schwierig,
wenn nicht gar unmöglich und somit ist eine derartige Lösung sehr unbefriedigend.
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Kontaktanordnungen, die es ermöglicher, daß durch deren Kontaktstücke
und Zuleitlmgen eine Stromschleife gebildet wird und daß die daraus resultierende
elektrodynam.ische Kraft zur Kontaktkraftverstärkung herangezogen wird, stellen
möglicherweise die besten Annäherungen an die Lösung des Problems dar.
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Die Verminderung der Kontaktanpresskraft einer Kontaktanordnung eines
elektrischen Kontaktsystems, dessen Kontakte eine Stromschleife bilden, beruht auf
den elektrodynamischen Abstoßkräften, die durch einen Stromstoß hervorgerufen werden
und auf zwei verschiedene Arten entstehen können.
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Zum einen wird durch eine aus zwei annähernd parallelen Schenkeln
(Kontaktstficke) bestehende Kontaktanordnung, an deren freien Enden eine Kontaktaiiflage
angeordnet ist, eine Stromschleife gebildet irnd somit zwangsläufig heim Auftreten
eines Stromstoßes eine elektrodynarnische Abstoßkraft erzeugt, die ein anstoßen
der an den
Kontakt stücken angeordneten Kontaktauflagen zur Folge
hat, da bekanntlich entgegengesetzt gerichtete Ströme sich abstoßen. Auf dieser
Erkenntnis aufbauend, versucht die Fachwelt durch Umkehrung der entgegengesetzt
gerichteten Ströme (Stromschleife) bei einer bekannten Kontaktanordnung eben durch
Anordnung einer zweiten, dei ersten entgegenwirkenden Stromschleife (Mäanderform)
die Abstoßkraft auszunutzen; jedoch erkannte man rechtzeitig, daß eben eine derartige
Umkehrung einen enormen kinematischen Aufwand erfordert. Bei Schaltgeräten der eingangs
genannten Art steht dies jedoch keinesfalls in Relation zum technisch-wirtschaftlichem
Nutzen.
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Zum anderen erfährt der Strom bei Verwendung eines Punktkontaktes
eine Einengung an den Ubergängen. Daher verlaufen die Stromlinien nicht mehr parallel
zueinander, wodurch innerhalb des durch die parallel angeordneten Kontaktstücke
und deren Kontaktauflagen nicht eine Stromschleife gebildet wird, sondern quasi
unendlich viele, die kreisförmig um den Punktkontakt herumliegen, die ebenfalls
eine schädliche Kontaktkraftverringerung hervorrufen. Beim Anstehen eines Stromstoßes
führt dies zu einer kurzzeitigen Abhebung der Kontakte in der Stromenge, während
nach dem Wiederberühren ein Schmelz schweißen der Kontakte eintritt. Da die aktiven
Kräfte mathematisch ermittelbar sind, besteht zwar die Möglichkeit, diese auf ein
Minimum zu begrenzen; jedoch sind keine Kontaktanordnungen mit geringen Kontaktkräften
bekannt geworden, denen Abhebekräfte entgegenwirken, die durch empfindliche
Auslöseorgane
betätigbar sind und trotzdem beim Fließen eines hohen Stoß stromes einen Schaden
erleiden: Von der erstgenannten Abstoßungskraft ausgenommen sind selbstverstandli.ch
Kontaktanordnungen, bei denen der Stromfliß keine Stromschleife bildet, d.h. eine
gleiche (gleichsinnige) Flußrichtung aufweist. Bei einer annähernd gleichen Stromrichtung
i.n den Kontaktstücken kann eine elektrod'rnamische abstoßkraft nicht entstehen.
Vielmehr ist in Praxis festzustellen, daß eine sehr geringe elektrodynamische Anziehungskraft
zwischen den Kontaktstücken nachweisbar ist. Der Vorteil einer minimalen Anziehungskraft
zwischen Kontaktstücken mit annähernd gleicher Stromflußrichtung besteht gegenüber
einer Kontaktanordnung, die eine Stromschleife bildet, darin, daß der zu betreibende
Aufwand, die nachweStare elektrodynamische Anziehungskraft zwischen den Kontakt
stücken beim Auftreten eines Stoß stromes zu erhöhen, minimal ist.
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Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
einfache, wirkungsvolle und billig herzustellende Kontaktanordnung zu schaffen,
die unter Ausnutzung der physikalischen Gesetzmäßigkeiten einerseits bei einem anstehenden
Stoß strom eine Kontaktkraftverstärkung hervorruft und andererseits die Kontaktkraft
erhöhende Mittel aufweist.
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Eine derartige Kontaktanordnung ist insbesondere nützlich bei Kontaktsystemen,
die ausschließlich durch sehr empfindliche Auslöseorgane betätigbar sind und ihrerseits
nur Kontakt systeme mit geringen Kontaktkraften schalten können.
Diese
Aufgabe wird erfindlmgsgemëß bei einer Kontaktanordnung der eingangs beschriebenen
Art dadurch gelöst, daß der ferromagnetische Teil den Kontaktstücken unmittelbar
zugeordnet ist.
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In zweckmaßiger Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß
mindestens ein ferromagnetischer Teil zwischen den parallel zueinander verlaufenden
Kontaktstücken angeordnet ist. Das stellt sicher, daß der sich innerhalb einer so
gebildeten Leiterschleife befindliche ferromagnetische Teil zumindest ziir Abschirmung
eines Feldes von einem Kontakt stück dient, d.h. die elktrodynamische Offnungskraft
wird im Augenblickswert des anstehenden Stoßstromes um ein beträchtliches Maß verringert.
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Ein weiterer überraschender Vorteil der Erfindung besteht darin, daß
mindestens en einem Kontaktstück, wohlgemerkt bei einer gleichsinnig stromdurchflossenen
Kontaktanordnung, an dessen der Kontaktauflage abgekehrten Seite, je wenigstens
ein ferromagnetischer Teil angeordnet ist.
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Vorteilhaft ist es, daß der ferromagnetische Teil aus einem magnetisch
weichen Stoff besteht, beispielsweise Schmiedeeisen.
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Darüber hinaus kann der ferromagnetische Teil ein beliebiges Profil
aufweisen. Dabei ist der als beliebiges Profil ausgebildete ferromagnetische Teil
unmittelbar mit dem Kontaktstück verbunden. Vorteilhaft ist es, den ferromagnetischen
Teil IJ-förm.ig auszubilden, wobei die parallelen Schenkel des U-förmigen Teils
mindestens ein Kontakt stück von der der Kontaktauflagefläche abgekzhrten Seite
umgreift und dem zwischen den Kontaktstücken angeordneten ferromagnetischen Teil
unter Bildung zweier Luftspalte kongruent gegenübersteht.
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Das stellt sicher, daß der durch den anstehenden Stoßstrom über die
von der Kontaktanordnung gebildten Stromschleife magnetisierte ferromagnetische
Teil aufgrund der zusätzlich
in diesem gebildeten Kraftfliißrichtiing
eine Energie zur VerfUgung stellt, deren Einwirkungszeit in der Größenordnung mindestens
einer Millisekunde die bis dahin geringe Kontaktkraft erhöht und somit ein Versr..hweißen
der Kontakte verhindert. Die in dem ferromagnetischen Teil erzeugte Kraftflußrichtung,
in Richtung auf den Stromschleifenmittelpunkt, ist erheblich.
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In zweckmäßiger Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß der U-förmige
ferromagnetische Teil mit seinen parallelen Schenkeln beide Kontaktstücke von der
der Kontaktauflagefläche abgekehrten Seite umgreift.
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Als besonders vorteilhaft wird jedoch nach der Erfindung eine Anordnund
mBndestens einem U-förmigen und einem I-förmigen ferromagnetischen TeR-bevorzugt,
welche nach Art eines geschlossenen Eisenkreises derart an jeweils einem Kontaktstück
fest angeordnet sind, daß die freien Enden der parallelen Schenkeln des U-förmigen
ferromagnetischen Teiles, unter Bildung zweier Luft spalte kongr1lRnt dem I-förmigen
ferromagnetischen Teil gegenüberstehen.
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Weitere zweckmnßige Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung
sind den Schutzansprüchen 9 bis 11 zu entnehmen.
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Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß Kontakt
systeme mit geringen Kontaktkräften ohne großen technologischen Aufwand mit dem
erfindungsgemäßen ferromagnetischen Teil nachträglich ausgerüstet werden können.
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Aufgrund der durch die Erfindung vermittelten Lehre ist es nunmehr
möglich, daß auch Kontaktanordnungen von Kontaktsystemen mit geringen Kontaktkraften
bei Fließen eines Stoßstromes keinen Schaden.-erleiden, d.h. derartige Kontaktsysteme
mUssen nach einem anstehenden hohen Stoß strom nicht auf etwaige Beschädigung überprüft
und gegebenenfalls ausgetauscht werden.
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Aufgrund der Anwendung eines ferromagnetischen Teils, unter Berticksichtigung
der physikalischen Gesetzmäßigkeitenj denen zur Folge ein ferromagnetische Teil
auch ohne äußeres Magnetfeld eine snontane Magnetisierung besitzt, ist es möglich,
dieses der elektrodynamischnKraft einer gegensinnig stromdurchflossenen Kontaktanordnunt
entgegenwirken zu lassen, so daß die elektrodynamische Hebekraft bei einem anstehenden
Stoßstrom nicht wirksam wird. Eine weitere den erfindungsgemäßen Gegenstand anhaftende
positive Eigenschaft ist die Verringerung des spezifischen magnetischen Widerstandes
im magnetischen Kreis.
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Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen werden nachfolgend
anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben
und erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kontaktanordnung,
die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist, entlang der Linie I-I
Fig. 2 eine Schnittdarstellung/unterhalb von Punktkontakten der Ausführungsform
gemäß der Fig. 1, Fig. 3 eine Fig. 2 ähnliche Darstellung, jedoch unter Hinzufügung
eines U-förmigen ferromagnetischen Teils außerhalb der Stromschleife an einem der
beiden Kontakt stücke, Fig. 4 eine ähnliche Darstellung gemäß der Fig. 3, wobei
jedoch auch der I-förmige ferromagnetische Teil einem Kontakt stück - innerhalb
der Stromschleife -fest zugeordnet ist, Fig. 5 eine Umkehrung gemäß der Fig. 4,
Fig. 6 eine gleichsinnig vom Strom durchflossene Kontaktanordnung mit an der der
Kontaktauflage abgekehrten Seite angeordneten ferromagnetischen Teil, -8-
Fig.
7 eine Schnittdarstellung einer Kontaktanordnung entlang der Linie II-II gemäß der
Fig. 6, bei der jedoch nur ein ferromagnetischer Teil an der der Kontaktauflagefläche
abgekehrten Seite angeordnet ist, Fig. 8 eine Kontaktanordnung gemäß der Fig. 6,
deren Kontakt stücke von einem an der der Kontaktauflageflache abgekehrten Seite
angeordneten U-förmigen ferromagnetischen Teil umgriffen ist, unter Bildung zweier
Luftspalte, Fig. 9 eine ähnliche Darstellung gemaß der Fig.8, wobei jedoch den parallelen
freien Schenkelenden des U-förmigen ferromagnetischen Teils ein I-förmiger Teil
kongruent unter Bildung zweier Luftspalte gegenübersteht.
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Das Kontaktsystem mit ferromagnetischem Teil mit dem zusammen die
Kontaktanordnung 50 in der bevorzugten Ausführungsform verwendet wird, besteht aus
einem festen und einem beweglichen Kontakt stück.
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Die im ganzen mit 50 bezeichnete Kontaktanordnung des Kontaktsystems
ist mit Hilfe eines Kniehebels 51 betätigbar. Der Kniehebel 51 selbst besteht aus
den beiden Armen 52,53, dem Kniegelenk 54 und den beiden äußeren Gelenken 55,56.
Der Arm 52 ist mit seinem äußeren Gelenk 55 in einem festen Widerlager 57 gelagert.
Hingegen ist das außere Gelenk 56 des Armes 53 in einem Widerlager 58 des heweglichen
Kontaktstückes 59 gelagert und übt iiber das zentrale Kniegelenk 54 irnd einen daran
angreifenden Betätigungsgebel 60, einer nicht naher dargestellten Freiauslösung
eine Kraft "P" in Schließrichtung und eine Kraft "Q" in Öffnungsrichtung auf das
bewegliche Kontaktstück 59 aus.
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In .Schließstelllmg der Kontaktanordnung 50 (der Kniehebel 51 hat
seine Endatellung eingenommen), befinden sich die Arme 52,5 nahezu in Strecklage.
Durch die Strecklage des Kniehebels 51 wird eine einer Öffnungskraft "Q", welche
durch eine parallel
zum Kniehebel 51 angeordnete Feder 61 und eine
elektrodynamische Kraft erzeugt wird, entgegenwirkende Komponente geschaffen, die
entlastend auf eine nicht dargestellte Verklinkungsstelle einwirkt Oberhalb einer
Lagerstelle/es beweglichen Kontaktatückes 59 ist ein zur Kontaktanordnung 50 gehörendes
flexibles Band 63 angeordnet. Das bewegliche Kontaktstück 59 ist in der Lagerstelle
62 einseitig drehbar gelagert. Zwischen dem freien Ende 63a des Bandes 63 und dem
beweglichen Kontaktstiick 59 besteht eine galvanische Verbindung. Ein anderes freies
Ende 63b des flexiblen Bandes 63 ist an einem Anschlußstück 64 aufgelegt und bildet
zusammen mit den Kontaktstücken 59,65 eine Stromschleife in Pfeilrichtung ßxn. Der
Festkontakt 65 bildet mit dem Anschlußstück 66 eine Einheit, damit die von der Stromschleife
in Pfeilrichtung "X" übertragenen Kräfte voll aufgenommen werden können. Die freien
Enden 59a und 65a der Kontaktstücke 59,65 sind dabei als von einer Kontaktauflagefläche
59b, 65b wegweisende Hbrner 59c, 65c ausgebildet. Am Fußpunkt 59d 65d der Hörner
59c, 65c befindet sich sowohl beim festen al-s auch beim beweglichen Kontaktstück
65, 59 in Form einer Kontaktauflage ein Punttkontakt 67.
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Im Ausführungsbeispiel gemaß der Fig. 1 istein ferromagnetischer Teil
68 annähernd svmmetrisch zu der durch Pfeile gekennzeichneten Stromschleife "X"
zwischen den Kontaktstücken 59, 65 angeordnet und bildet mit diesen zusammen eine
Einheit.
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Ferromagnetische Stoffe sind recht billig und lassen sich zudem auch
mit unkomplizierten Werkzeugen leicht bearbeiten.
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Die zuvor erwähnte und in der Zeichnung der Fig. 1 angedeutete PfeJlrichtung
"X" zeigt den Stromverlauf und verkörpert gleichzeitig die Stromschleife der Kontaktanordnung
50. Bei einem anstehenden Stoß strom wird im ferromagnetischen Teil 68 ein magnetisches
Feld H aufgebaut, d.h. der ferromagnetische
Teil 68 erfährt die
Eigenschaften eines Magneten, dessen Kraftlinien zum Mittel der durch die Pfeile
verkörperten Stromschleife "X" wirken. Für den durch die Kraftlinien ver körperten
Kraftfluß # M gilt = B. F wobei F die Fläche in cm2 ist, die ihrerseits senkrecht
zu den Kraftlinien steht und durch die die Kraftlinien hindurchgehen.
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Der magnetische Kraftfluß # Mist im vorliegenden Fall von folgenden
Faktoren abhängig: a.) Der Intensität des Stromes, b.) dem Volumen des ferromagnetischen
Teiles 68, c.) der Wahl des ferromagnetischen Stoffes, aus dem das Teil 68 hergestellt
ist.
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Das Volumen des ferromagnetischen Teiles 68 ist seinerseits von den
geometrischen Abmessungen der Kontaktanordnung 50 abhängig.
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Beim erfindungsgemäßen Gegenstand wurde ein Stoff mit idealen Eigenschaften
angewandt, nämlich Schmiedeeisen, Schmiedeeisen verfügt über einen hohen Permeabilitätswert
µ Die Permeabilität µ des Schmiedeeisens und :aller ferromagnetischen Stoffe stellt
den Verknüpfungsfaktor zwischen magnetischer Feldstärke H und magnetischer Kraftflußdichte
B dgr.
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B = µ . H und ist ein Maß für die Verstärkung des Kraftflußes des
Feldes, welches der elektrodynamischen Kraft der Stromschleife "X" entgegenwirkt.
Als weiterer Vorteil ist der bei steigendem Strom (Stromfluß) fallende spezifische
magnetische Widerstand QM' beispielsweise des Schmiedeeisens anzusehen.
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Bakanntlich ist der spezifisch magnetische Widerstand # M des ferromagnetischen
Teils 68 der Länge proportional, dessen
Querschnitt jedoch umgekehrt
proportional und ist von der Permeabilitätfu abhängig. Temperaturen und somit auch
Zustandsänderungen spielen dabei keine Rolle und können daher unberücksichtigt bleiben.
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Die der elektrodynamischen Kraft (Stromschleife "X") entgegenwirkende
Kraft ist ein Produkt aus dem Augenblickswert des Stoßstromes und dem magnetischen
Kraftfluß t des betreffenden zur Anwendung gebrachten ferromagnetischen Teiles 68,
mittels derer, durch erfindungsgemäße Anwendung, eine momentane Kraftverstärkung
erzielbar ist.
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Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der ferromagnetische Teil
68 einen rechteckigen Querschnitt. Weiterhin ist daraus ersichtlich, daß das unterhalb
der Kontaktauflagefläche 59b, 65b geschnittene Kontaktpaar 59,65 jeweils mit einem
Punkt bzw. einem Kreuz gekennzeichnet ist. Diese Markierung der Kontaktstücke 59,
65 soll die Stromrichtung in denselben andeuten. Bei einem anstehenden Stoßstrom
zu dem sich im Kontaktstück 65 aufbauenden Magnetfeld H wird nunmehr aufgrund der
Anordnung des ferromagnetischen Teiles 68 das bewegliche Kontaktstück 59 unmittelbar
abgeschirmt, wodurch aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeiten - Lenz'sche Regel,
linke Handregel - die durch den Stoß strom hervorgerufene elektrodynamische Kraft
um ein beträchtliches Maß verringert wird, so daß effektiv durch diese Anordnung
eines ferromagnetischen Teiles 68 zwischen den Kontaktstücken 59,65 die Bildung
von Magnetfeldern und sich abstoßenden elektrodynamischen Kräften verhindert wird,
so daß die auf das Kontaktstück 65 ausgeübte Kraft geschwächt wird.
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Im Unterschied zur Fig. 1 und 2 weist die Kontaktanordnung 50 in der
Fig. 3 ein zusätzliches ferromagnetisches Teil 69 auf.
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Der ferromagnetische Teil 69 ist im Gegensatz zum ferromagnetischen
Teil 68 unmittelbar dem Kontaktstück 59 von der der Kontaktauflagefläche 59b abgekehrten
Seite zugeordnet und weist eine U-Form auf, dessen freie Schenkelenden 69a auf eine
Breitseite 68b des ferromagnetischen Teils 68, unter
Bildung zweier
Luft spalte 70 gerichtet sind.
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Diese konstruktive Ausgestaltung verlangt zwar gegenüber der Ausführung
gemäß der Fig. 1 einen etwas größeren jedoch nicht den ökonomischen Rahmen sprengenden
Aufwand, dafür erbringt diese Lösung aber eine wirkungsmäßig weit höhere Kontaktkraftverstärkung.
Die höhere Kontaktkraftverstärkung ist auf das zusätzliche ferromagnetische Teil
69, welches dem beweglichen Kontaktstück fest zugeordnet ist, zurückzuführen, da
bekanntlich ein so mit Luftspalten gebildeter Eisenkreis beim Anstehen eines Stoßstromes
als geschlossener Eisenkreis wirkt, d.h., daß der mit dem beweglichen Kontakt stück
59 fest verbundene ferromagnetische Teil 69 bestrebt ist, sich an dem fest zwischen
den Kontaktstücken 59,65 angeordneten ferromagnetischen Teil 68 zu binden, also
der elektrodynamischen Kraft mit einer geeigneten Gegenkraft zu begegnen.
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Die elektrodynamischen Restkräfte sind dabei selbst für den nicht
eingeweihten Fachmann mittels der Näherungsformel mathematisch ermittelbar, so daß
der erf-ndangsgemäße Effekt leicht überprüfbar ist.
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Die Fig. 4 zeigt eine weitere Variationsmöglichkeit der ferromagnetischen
Teile 68, 69 und unterscheidet sich gegenüber der Fig. 3 darin, daß der ferromagnetis,cbe
Teil 68 umnittelbar an dem Kontaktstück-65 von der Seite der Kontaktauflagefläche
69b befestigt ist. Bei dieser Darstellung sind ebenfalls gleiche Teile mit gleichen
Ziffern bezeichnet. Gegentiber der Fig. 3 weist ein auf diese Art und Weise gebildeter
Eisenkreis zwar keinen höheren Kraftfluß# M auf, er zeichnet sich aber gegenüber
der in der Fig. 3 dargestellten Variation zur Kontaktkraftverstärkung dadurch aus,
daß das Teil 68 auf den Leiter 65 eine Kraft ausübt. Grundsätzlich ist zu dieser
Variation der ferromagnetischen Teile 68, 69 auszuführen, daß aufgrund der Wirkung
eines geschlossenen Eisenkreises beim Anstehen eines Stoßstromes diese auch unmittelbar
an den Kontaktstücken 59, 65 befestigt werden können.
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Bei der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind die ferromagnetischen
Teile 68, 69 im Gegensatz zu der Anordnung gemäß der Fig. 4 in umgesetzter Folge
den Kontaktstücken 59,65 unmittelbar zugeordnet.
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Bei ffeensinnjfr stromdruchflossenen Kontaktanordnungen 50 kann eine
Kontaktkraftverstärkung nur dann erzielt werden, wenn mindestens ein ferromagnetischer
Teil 68, 69 zur Erzielung elektrodyn&mischer Kräfte zwischen den Kontaktstücken
59>65 angeordnet ist.
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Wie die Fig. 6 zeigt, sind im Gegensatz dazu bei einer gleiche sinni.g
sbromdurchflossenen Kontaktanordnung 150 die ferromagnetiscllen Teile 168, 171 grundsätzlich
an der der Kontaktauflagefläche 159b, 165b abgekehrten Seite befestigt.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 6 liegen Kontaktstücke 159,
165 zwischen zwei gleichgeformten ferromagnetischen Teile 168, so daß beim Anstehen
eines Stoßstromes zwischen diesen eine elektromagnetische Anziehung erfolgt und
die vorhandene geringe elektrodynamische Anziehungskraft der Kontaktstücke 159,
165 der Kontaktanordnung 150 in geeigneter Weise zusätzlich unterstützt. Die ferromagnetischen
Teile 168 sind dabei unmittelbar den Kontaktstücken 159, 165 fest zugeordnet.
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Gemäß der in der Fig. 7 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, kann
einer gleichsinnig stromdurchflossenen Kontaktanordnung 150 aber auch nur ein einziger
von der der Kontaktauflagefläche 165b abgekehrten Seite ein ferromagnetischer Teil
168 unmittelbar angeordnet sein.
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Dies hat nicht nur den Vorteil einer Materialeinsparung, vielmehr
wird hier, durch den bewußt hinter dem Kontaktstück 165 angeordneten ferromagnetischen
Teil 168 eine optimale Ausnutzung des durch den Stoßstrom erzeugten Magnetfeldes
H bzw.B erzielt. Die optimale Ausnutzung ist ausschließlich auf die Anordnung des
ferromagnetischen Teiles 168 zurückzuführen und beruht einzig und allein darauf,
daß durch den im Rückweg angeordneten ferromagnetischen Teil 168, welcher zudem
einen günstigeren magnetischen Leitwert besitzt, eine gewünschte
Verstärkung
erzielbar ist. Ein derart verstärktes Magnetfeld übt zwangsläufig eine zusätzliche
elektromagnetische Kraft F auf das Kontaktstück 159 aus, wodurch dieses stärker
als im Ruhezustand gegen das Kontaktstück 165 gedrückt wird und somit die Kontaktanpreßkraft
zwischen beiden erhöht, als auch ein schädliches Verschweißen der Kontaktstücke
159, 165 absolut verhindert.
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Gemäß einer weiteren konfigurativen Abwandlung, wie sie Fig. 8 zeigt,
weist der ferromagnetische Teil 168 ein beliebiges Profil, beispielsweise das einer
verengtell U-Form17I auf. Bei dieser U-Form 171 weisen parallel ve.claufende freie
Schenkelenden 171a jeweils eine nach innen gerichtete Kröpfung 171c auf und dienen
ausschließlich zur Erzielung geeigneter Luftspalte 170 zwischen dem umgriffenen
Kontaktstück 165. Auch hier besteht im Prinzip Wirkungsgleiciiheit mit der Ausführung
gemäß der Figur 7, jedoch wird die Kontaktanpreßkraft um ein Nuance erhöht.
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den Die Fig. 9 bezieht sich auf eine Kontaktanordnung 150 mit/die
Kontaktstücke 159, 165 einschließenden ferromagnetischen Teilen 68, 69. Wie aus
der Bezifferung ersichtlich ist, weist die Kontaktanordnung 150 ferromagnetische
Teile 68, 69 auf, wie sie schon bei der Kontaktanordnung 50, nämlich der Fig. 4
und 5, also der gegensinnig stromdurchflossenen Verwendung gefunden haben, jedoch
sind hier beide Teile außen angebracht. Gegenüber den Ausführungen nach den Fig.
7 und 8 erfährt das Kontaktpaar eine weitere Kontaktkraftverstärkung durch das als
Anker wirkende ferromagnetische Teil 165.
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Die Ursachen einer kontaktkraftverstärkenden Anordnung sowohl bei
gleiche als auch bei gegensinnig stromdurchflossenen Kontaktsystemen sind darin
zu sehen, daß in beiden Fällen eine Ausnutzung der Magnetisierung erfolgt.
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Der Verlust von magnetischer Energie, nämlich die Streuung, ist umso
größer, je weiter der oder die Luftspalte 70/170 im Verhältnis zum Querschnitt des
zur Anwendung kommenden ferromagnetischen Teiles 68,69,168,171 ist.
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Zur Erzielung eines konstanten magnetischen Kraftflußes# M bei Anwendling
von einem entsprechend geformten bzw. von zwei ferromagnetischen Teilen 68,69, 168,
171 ist es daher von Vorteil, die Luftspalte 70,170 so klein als möglich zu wählen,
wodurch zwangsläufig nur mit einer geringen zu vernachlässigenden Streuung zu rechnen
ist.
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Die Erfindung ist nicht auf das In den Figuren dargestellte iisführungsbei
spiel beschränkt. Die Kontaktstücke können beispielsweise so ausgebildet werden,
daß ohne großen Aufwand der ferromagnetische Teil daran befestigt werden kann. Auch
die Form und Abmessung kann beliebig geändert werden. Ferner kann der ferromagnetische
Teil auch bereits ein integrierender Bestandteil des Kontaktstückes sein.
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L e e r s e i t e