RELAIS MIT EINER PARTIKELABHALTEVORRICHTUNG

Abstract

 Es wird ein Relais zum Schalten eines Laststromkreises vorgeschlagen, umfassend einen ersten und einen zweiten an jeweils einem Träger 1,2 fixierten Arbeitskontakt 3,4, wobei zum Schalten der erste Arbeitskontakt 3 über eine Verschiebeeinrichtung 5 bezüglich des zweiten Arbeitskontaktes 4 zum Kontaktieren der beiden Arbeitskontakte 3, 4 verschieblich gelagert ist. Zu dem Zweck, die Lebensdauer des Relais R zu verlängern, weist zumindest einer der Arbeitskontakte 3, 4 und/oder einer der Träger 1, 2 eine Partikelabhaltevorrichtung 6 auf, die den oder die durch das Schalten erzeugten Freiraum F zwischen Träger 1, 2 und Arbeitskontakt 3, 4 wirksam vor dem Eintritt von Partikeln P schützen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Relais zum Schalten eines Laststromkreises umfassend einen ersten und einen zweiten an jeweils einem Träger fixierten Arbeitskontakt, wobei zum Schalten der erste Arbeitskontakt über eine Verschiebeeinrichtung bezüglich des zweiten Arbeitskontaktes zum Kontaktieren der beiden Arbeitskontakte verschieblich gelagert ist.

[0002] Relais sind etablierte elektromechanische Bauelemente, zum Schalten von Lasten. Vorbekannte Relais umfassen einen ersten und einen zweiten an jeweils einem Träger fixierten Arbeitskontakt. Zum Schalten wird der erste Arbeitskontakt über eine Verschiebeeinrichtung, beispielsweise angetrieben über eine durch eine Spule hervorgerufene magnetische Kraft, bezüglich des zweiten Arbeitskontaktes zum Kontaktieren der beiden Arbeitskontakte verschoben.

[0003] Bei diesem Prozess bildet sich ein Freiraum zwischen Träger und Arbeitskontakt in Folge der Verschiebung des zumindest einen Arbeitskontaktes bezüglich des ihm zugeordneten Trägers. Beim Schalten mittlerer und hoher Lasten verdampft im Lichtbogen Kontaktmaterial, das sich als pulverförmiger Belag auf Kontaktfläche und Kontaktumgebung ablagert als Folge der Energie, die sich an den Kontakten entlädt. Der auftretende Materialverlust der Kontaktstücke der Arbeitskontakte begrenzt die elektrische Lebensdauer, da sich die in dem Freiraum anlagernden Partikel die Rückstellfähigkeit des Arbeitskontaktes bezüglich des Trägers verändert und somit die Schaltzeiten sich über die Zeit verändern.

[0004] Nachteilig bei vorbekannten Relais ist mithin, dass Partikel, welche beim Abbrand des Kontaktes entstehen, in den oftmals als Spalt ausgebildeten Freiraum gelangen und die Rückstellung der Kontaktfeder hemmen. Somit verändert sich die Rückstelleigenschaft der Kontaktfeder, was das Verschweißen der Kontakte begünstigen kann und somit einen verfrühten Ausfall des Kontaktes bzw. des Relais bedeuten kann.

[0005] Gelöst wird dieses Problem erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Relais, bei dem zumindest einer der Arbeitskontakte und/oder einer der Träger eine Partikelabhaltevorrichtung aufweisen, die den oder die durch das Schalten erzeugten Freiraum zwischen Träger und Arbeitskontakt wirksam vor dem Eintritt von Partikeln schützen. Somit wird die Federrückstellung nicht mehr gehindert und die Lebensdauer verlängert.

[0006] Aufgrund der Kraft, die bei Kontaktschluss zwischen den beiden Arbeitskontakten wirkt, kann es vorkommen, dass nicht nur der erste Arbeitskontakt, sondern auch der zweite Arbeitskontakt bezüglich seines jeweiligen Trägers ausgelenkt wird. Daher kann es mitunter erfindungsgemäß sinnvoll sein, dass beide Arbeitskontakte und/oder beide Träger eine Partikelabhaltevorrichtung aufweisen.

[0007] Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Relais ist die Partikelabhaltevorrichtung vorzugsweise als Ausbuchtung des als Feder ausgeführten Arbeitskontaktes ausgebildet. Damit können einteilige, besonders einfach und kostengünstig herstellbare, Arbeitskontakte verwendet werden.

[0008] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Relais ist die Partikelabhaltevorrichtung als an den als Feder ausgeführten Arbeitskontakt angeformten Vorsprung ausgebildet.

[0009] Ebenfalls besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Weiterbildung des Relais, bei der die Partikelabhaltevorrichtung als Verschiebeelement an dem Träger angeordnet ist, welches Verschiebeelement durch Auslenkung in die Verschiebeeinrichtung des ersten Arbeitskontaktes den sich durch das Schalten erzeugten Freiraum zwischen Träger und Arbeitskontakt auf ein solches Maß verringert, dass ein Eintritt von Partikeln wirksam vermieden ist. Dieses kann beispielsweise realisiert sein, indem das Verschiebeelement dem ausgelenkten Arbeitskontakt so folgt, dass der Abstand zwischen Verschiebeelement und Arbeitskontakt weniger als 10 Mikrometer ist. Alternativ kann das Verschiebeelement den Arbeitskontakt sogar kontaktieren, wobei die Kontaktkraft zwischen Verschiebelement und Arbeitskontakt im Wesentlichen 0 N ist, um das Schalten der Arbeitskontakte nicht zu beeinflussen.

[0010] In einer besonders einfach zu produzierenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Relais sind die Arbeitskontakte als Federn ausgeführt und an die Träger genietet.

[0011] Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung eines vorbekannten Relais (Stand der Technik) im geöffneten (links) und geschlossenen (rechts) Zustand,

Fig. 2: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Relais im geschlossenen Zustand,

Fig. 3: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Relais im geschlossenen Zustand, wobei beide Arbeitskontakte eine Partikelabhaltevorrichtung aufweisen,

Fig. 4: eine schematische Darstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Relais im geschlossenen Zustand und

Fig. 5: eine schematische Darstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Relais im geschlossenen Zustand, wobei die Partikelabhaltevorrichtung am Träger angeordnet ist.

[0012] In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt beziehungsweise erwähnt.

[0013] Das in Figur 1 gezeigte, vorbekannte Relais R umfasst zum Schalten eines Laststromkreises einen ersten und einen zweiten an jeweils einem Träger 1, 2 fixierten Arbeitskontakt 3, 4, wobei zum Schalten der erste Arbeitskontakt 3 über eine Verschiebeeinrichtung 5 bezüglich des zweiten Arbeitskontaktes 4 zum Kontaktieren der beiden Arbeitskontakte 3,4 verschieblich gelagert ist. Problematisch dabei ist, dass Partikel P, welche beim Abbrand der Arbeitskontakte 3,4 entstehen, in den oftmals als Spalt ausgebildeten Freiraum F gelangen und die Rückstellung der Kontaktfeder hemmen. Mitunter verändert sich die Rückstelleigenschaft der Kontaktfeder, was das Verschweißen der Arbeitskontakte 3,4 begünstigen kann und somit einen unerwünschten, verfrühten Ausfall des Kontaktes bzw. des Relais R bedeuten kann.

[0014] Im Gegensatz dazu weist das in Figur 2 erfindungsgemäße Relais R gemäß einer bevorzugten Weiterbildung eine Partikelabhaltevorrichtung 6 auf, die als Ausbuchtung ausgeführt ist. Die Ausbuchtung erstreckt sich zu der Seite des ersten Arbeitskontaktes 3, die zum Träger 1 weist, um den zwischen Träger 1 und ersten Arbeitskontakt 3 in Folge des Schaltens erzeugten Freiraum F wirksam vor Partikeleintritt zu schützen.

[0015] In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Relais R weisen beide Arbeitskontakte 3, 4 eine Partikelabhaltevorrichtung 6 auf, wie in Figur 3 dargestellt ist.

[0016] Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Relais R im geschlossenen Zustand, wobei die Partikelabhaltevorrichtung 6 als an den als Feder ausgeführten ersten Arbeitskontakt 3 angeformten Vorsprung ausgebildet ist.

[0017] In Figur 5 ist eine schematische Darstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Relais R im geschlossenen Zustand wiedergegeben, wobei die Partikelabhaltevorrichtung 6 als Verschiebeelement an dem Träger 1 angeordnet ist, welches Verschiebeelement durch Auslenkung in die Verschiebeeinrichtung 5 des ersten Arbeitskontaktes 3 den sich durch das Schalten erzeugten Freiraum F zwischen Träger 1 und ersten Arbeitskontakt 3 auf ein solches Maß verringert, dass ein Eintritt von Partikeln wirksam vermieden ist. Es kann beispielsweise realisiert sein, dass der Abstand zwischen Verschiebeelement und ersten Arbeitskontakt 3 weniger als 10 Mikrometer ist.

Bezugszeichenliste

[0018] 

1

erster Träger

2

zweiter Träger

3

erster Arbeitskontakt

4

zweiter Arbeitskontakt

5

Verschiebeeinrichtung

6

Partikelabhaltevorrichtung

F

Freiraum

P

Partikel

R

Relais

Ansprüche

1. Relais zum Schalten eines Laststromkreises umfassend einen ersten und einen zweiten an jeweils einem Träger (1,2) fixierten Arbeitskontakt (3,4), wobei zum Schalten der erste Arbeitskontakt (3) über eine Verschiebeeinrichtung (5) bezüglich des zweiten Arbeitskontaktes (4) zum Kontaktieren der beiden Arbeitskontakte (3, 4) verschieblich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Arbeitskontakte (3, 4) und/oder einer der Träger (1, 2) eine Partikelabhaltevorrichtung (6) aufweisen, die den oder die durch das Schalten erzeugten Freiraum (F) zwischen Träger (1, 2) und Arbeitskontakt (3, 4) wirksam vor dem Eintritt von Partikeln (P) schützen.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelabhaltevorrichtung (6) als Ausbuchtung des als Feder ausgeführten Arbeitskontaktes (3,4) ausgebildet ist.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelabhaltevorrichtung (6) als an den als Feder ausgeführten Arbeitskontakt (3,4) angeformten Vorsprung ausgebildet ist.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelabhaltevorrichtung (6) als Verschiebeelement an dem Träger (1) angeordnet ist, welches Verschiebeelement durch Auslenkung in die Verschiebeeinrichtung (5) des ersten Arbeitskontaktes (3) den sich durch das Schalten erzeugten Freiraum (F) zwischen Träger (1) und ersten Arbeitskontakt (3) auf ein solches Maß verringert, dass ein Eintritt von Partikeln (P) wirksam vermieden ist.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskontakte (3, 4) als Federn ausgeführt und an die Träger (1,2) genietet sind.

Zeichnung