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Elestas Fokus gilt Sicherheitsrelais

Die Grünschleife in der Bahntechnik

25. Januar 2018, 10:04 Uhr | Von Jürgen Steinhäuser, Leiter Vertrieb und Marketing der Elesta GmbH

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Zwangsgeführte Kontakte nach IEC 61810-3

Sind die Schaltlastparameter grundsätzlich geeignet, ist die Frage nach der Stabilität der Kontaktgabe und der Stromführung zu beleuchten. Unabhängig vom Kontaktdesign ist ein schnelles, dynamisches Schalten zu garantieren. Dadurch wird die mechanische Reinigungswirkung der Schaltkontakte positiv beeinflusst. Dies bedingt eine gute Relaisansteuerung, die auch bei höheren Umgebungstemperaturen schnell schaltet. Für das Abfallen des Relais, bei dem die Ruhekontakte (NC) ihre Reinigung erfahren, ist dies ebenso wichtig. Positiv lässt sich dies durch eine kurze Abfallzeit der Relaisspule beeinflussen. Das bedeutet: weg von der Schutzbeschaltung der Spule mit einer einfachen Diode und hin zu schnelleren Lösungen wie etwa TVS-Dioden.

Für die Kontaktstabilität sowohl bei der Kontaktgabe als auch bei der Leitung sind die Kontaktkraft und die Berührungsfläche bzw. Berührungspunkte verantwortlich. Die Kontaktkraft ist über die Kontaktfedern und Relaiskonstruktion definiert. Hilfreich ist es, die Temperatur im Innern der Relais niedrig zu halten, weil bei Kupferfedern die Federkraft mit der Temperaturerhöhung abnimmt. Eine einfache Maßnahme ist dabei die Absenkung der Spulenerregerleistung auf die Halteleistung.

Bei der Form des Kontaktnietes, der Bewegung bzw. Reibung der Kontakte und der Endposition zueinander geht es darum, den Kontaktübergangswiderstand so klein wie möglich zu halten. Ausgehend von den Einflussfaktoren auf den Kontaktwiderstand (RK=RA+RE+RF,H) ist der Ausbreitungswiderstand RA und der Engewiderstand RE durch die Konstruktion bedingt. Hingegen ist der Haut- bzw. Fremdschichtwiderstand RF,H durch die Sauberkeit und weitergehende Schutzmaßnahmen wie etwa Schutzgase zu beeinflussen. Somit ist bei Industrierelais bis Schutzart RT III die größte Stellschraube die konstruktive Kontaktgestaltung. Kronen und Zackenkronenkontakte bieten hierbei Vorteile. Gegenüber dem Einfachkontakt haben sie eine wesentlich höhere Verfügbarkeit. Beim Kronenkontakt sind zwei und beim Zackenkronenkontakten stehen bis zu 15 Kontaktpunkte zur Verfügung.

Hinzu kommt, dass die Kontaktfedern im Gegensatz zu denen der Doppelkontakte nicht geteilt sind und sich im Verhältnis eine höhere Kontaktkraft realisieren lässt. Bei Kronen und Zackenkronenkontakten wird durch die ringförmige Überlappung der Kronenkontakte bzw. durch die Auflagepunkte der Zackenkronen die Flächenpressung der Kontaktstelle erhöht. Dies führt zu guter elektrischer Kontaktierung mit stabiler Wärmeabfuhr.

Mit gut gestalteter Relaisansteuerung und optimierten Kontaktsystemen ist es auf einfache Weise möglich, auch immer kleiner werdende Lasten von Rückmeldekreisen langfristig stabil zu schalten und zu führen. Systeme der Bahntechnik in Fahrzeugen wie auch in stationären Einrichtungen mit einem hohen Anspruch an die Systemverfügbarkeit sind mit Relais mit zwangsgeführten Kontakten nach IEC 61810-3 zukunftssicher zu realisieren.