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Hallwiderstand-Hilfskontakte

IP.com Disclosure Number: IPCOM000167581D
Published in the IP.com Journal: Volume 8 Issue 3A (2008-03-11)
Included in the Prior Art Database: 2008-Mar-11
Document File: 2 page(s) / 155K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Hilfskontakte werden ueblicherweise zur Verriegelung, Selbsthaltung oder als Steuerungselement in Schaltgeraeten eingesetzt. Dabei ist die Signal- und Ueberwachungsfunktion in modernen Elektronikkomponenten zunehmend von Bedeutung. Da uebliche Hilfskontakte im Kleinspannungsbereich bei geringfuegigem Stromfluss betrieben werden, wird im Schaltbetrieb nicht ausreichend Energie umgesetzt, um sich bildende Oxidschichten an den Kontaktstellen durch Waermenetwicklung zu beseitigen. Diese Oxidschichten bilden sich mit zunehmender Zeit und koennen so genannte Kontaktversager verursachen, die unabhaengig davon eintreten, ob der Kontakt geschaltet wird. Insbesondere durch Umwelteinfluesse, wie Staub oder organische Ablagerungen kann dieser Effekt verstaerkt werden. Ein weiteres Problem bei elektronischen Steuerungen entsteht durch das so genannte Kontaktprellen mechanischer Schalter, welches beim Schliessvorgang durch elastische Stossvorgaenge verursacht wird. Bei Spannungswerten im Kleinspannungsbereich ist der Prellvorgang eine schnelle sukzessive Abfolge von Kontaktoeffnungen und –Schliessungen. Da moderne elektronische Steuerungen mit hohen Abtastraten arbeiten, besteht die Moeglichkeit, dass die beim Schliessvorgang auftretenden Spannungsimpulse als Abfolge von Oeffnungs- bzw. Schliesssignalen interpretiert werden, was zu Systemfehlern fuehrt.

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Hallwiderstand-Hilfskontakte

Idee: Dr. Frank Kalvelage, DE-Amberg

Hilfskontakte werden ueblicherweise zur Verriegelung, Selbsthaltung oder als Steuerungselement in Schaltgeraeten eingesetzt. Dabei ist die Signal- und Ueberwachungsfunktion in modernen Elektronikkomponenten zunehmend von Bedeutung. Da uebliche Hilfskontakte im Kleinspannungsbereich bei geringfuegigem Stromfluss betrieben werden, wird im Schaltbetrieb nicht ausreichend Energie umgesetzt, um sich bildende Oxidschichten an den Kontaktstellen durch Waermenetwicklung zu beseitigen. Diese Oxidschichten bilden sich mit zunehmender Zeit und koennen so genannte Kontaktversager verursachen, die unabhaengig davon eintreten, ob der Kontakt geschaltet wird. Insbesondere durch Umwelteinfluesse, wie Staub oder organische Ablagerungen kann dieser Effekt verstaerkt werden.

Ein weiteres Problem bei elektronischen Steuerungen entsteht durch das so genannte Kontaktprellen mechanischer Schalter, welches beim Schliessvorgang durch elastische Stossvorgaenge verursacht wird. Bei Spannungswerten im Kleinspannungsbereich ist der Prellvorgang eine schnelle sukzessive Abfolge von Kontaktoeffnungen und -Schliessungen. Da moderne elektronische Steuerungen mit hohen Abtastraten arbeiten, besteht die Moeglichkeit, dass die beim Schliessvorgang auftretenden Spannungsimpulse als Abfolge von Oeffnungs- bzw. Schliesssignalen interpretiert werden, was zu Systemfehlern fuehrt.

Bisher werden zur Loesung der Problematik beispielsweise Doppelkontaktbruecken eingesetzt bzw. werden die Kontaktstellen mit einer geriffelten Struktur versehen, um die Zuverlaessigkeit der Kontaktbildung zu erhoehen. Weiterhin gibt es Ausfuehrungen mit vergoldeten Kontaktoberflaechen zur Vermeidung der Oxidschichtbildung. Zudem kann durch hermetisches Verschweissen des Gehaeuses der Schutz vor Umwelteinfluessen erhoeht werden. Fuer das Problem des Kontaktprellens an sich sind jedoch bisher keine Loesung bekannt.

Es wird daher vorgeschlagen, Hallwiderstaende anstatt mechanischer Schalter als Hilfskontakte einzusetzen. Hallwiderstaende sind magnetfeldabhaengige Widerstaende, deren Widerstandswert sich proportional zu einer vorhandenen Magnetfeldstaerke erhoeht. Ein beispielhafter Aufbau des Hallwiderstand-Hilfskontaktes ist in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt. Ein Dauermagnet (4) ist mittels des Ko...