Sicherheitsrelais Spezielle Kontaktmaterialien erhöhen die Schaltzuverlässigkeit

Je nach Anforderung sind bei der Entwicklung von Relais unterschiedliche Aspekte zu beachten. Bei Sicherheitsrelais steht die Schaltsicherheit im Vordergrund. Um diese zu maximieren, legen die Entwickler der Firma Dold besonderes Augenmerk auf Form und Zusammensetzung der Kontaktmaterialien.

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ET System electronic GmbH

Heitec AG

ISH Ingenieursozietät GmbH

E. Dold & Söhne KG

Die Firma Dold aus Furtwangen arbeitet kontinuierlich daran, ihre Sicherheitsrelais zu optimieren. Verbesserungen und Weiterentwicklungen müssen strenge Qualitätsprüfungen überstehen, bevor sie in die hauseigene Produktion gehen. Wichtige Kriterien sind die Baugröße des Relais und die Leistungsaufnahme der Spule. Durch immer geringere Baugrößen benötigen sie immer weniger des wertvollen Leiterplattenplatzes und geben dem Relais-Anwender mehr Spielraum für Innovationen. Um die Stromversorgung des Schaltgerätes möglichst klein und sparsam dimensionieren zu können und darüber hinaus die Wärmeentwicklung im Inneren des Relais zu reduzieren, legen die Entwickler viel Wert auf die Minimierung der Spulenleistung der Sicherheitsrelais.

Schlüsselkriterium eines jeden Sicherheitsrelais ist jedoch die extrem hohe Schaltsicherheit. Denn diese ist ausschlaggebend für die vom Endabwender erwartete Zuverlässigkeit der sicherheitsrelevanten Lösung. Die Schaltzuverlässigkeit wird bei den meisten Relais über den Kronenkontakt erreicht. Dieser besteht aus einem erhöhten umlaufenden Rand, der beim Schließen der gegeneinander versetzten Kronenkontakte die Berührungsfläche auf eine oder idealerweise zwei sehr kleine Kontaktpunkte reduziert. Dadurch lassen sich eine sehr hohe Flächenpressung und ein niedriger Übergangswiderstand erreichen (Bild 1).

Größere Schaltsicherheit durch hohe Schutzart

Darüber hinaus sind weitere Punkten zu beachten, die stark von der späteren Anwendung des Relais sowie des Sicherheitsschaltgerätes abhängen. Beispiel hierfür sind die Sicherheitsrelais der Typen OA560x (Typ A, Dauerstrom 10 A, 4-, 6- oder 8-polige Kontaktbestückung) sowie deren kleine Brüder OA561x (Typ A, Dauerstrom 8 A, 4- oder 6-polige Kontaktbestückung). Diese Relais sind auf Wunsch waschdicht (RT III) erhältlich, was die Schaltzuverlässigkeit beim Einsatz der Geräte in rauen Einsatzbedingungen, beispielsweise in staubiger oder feuchter Atmosphäre erhöht.

Bei sehr kleinen Baugrößen kommt auf Grund konstruktiver Gegebenheiten bevorzugt die von Dold entwickelte Minikrone zum Einsatz. Diese erhöht die Flächenpressung durch eine reduzierte Kontaktfläche und begünstigt den Selbstreinigungseffekt der Kontakte, was die Schaltzuverlässigkeit weiter erhöht.

Optimierung der Kontaktmaterialien und –formen

Während bei allen Sicherheitsrelais von Dold eine Mischbestückung mit verschiedenen Kontaktmaterialien möglich ist, gehen die Möglichkeiten bei den Typen OA562x noch weiter. Neben den Kontaktmaterialien AgNi, AgSnO2 und Hartvergoldung kann für jedes Kontaktpaar individuell zwischen Einfach- und Doppelkontakten gewählt werden.

AgNi hat sich als Kontaktmaterial für Standardanwendungen bewährt und ist sinnvollerweise als Einfachkontakt ausgeführt. Bei hohen Leistungen, beispielsweise zum Schalten induktiver Verbraucher, eignet sich AgSnO2 und ist ebenfalls ausschließlich als Einfachkontakt anzuraten.

Sind jedoch sehr kleine Leistungen zu schalten, kommen hartvergoldete Kontakte zum Einsatz, die die Schaltsicherheit durch nochmals reduzierten Übergangswiderstand verbessern. Hier sind sowohl Einfachkontakte – beispielsweise als Rückmeldekontakt für Steuerungen – als auch Doppelkontakte für besonders anspruchsvolle Anwendungen, wie in der Bahntechnik, erhältlich. Die Doppelkontakte mit Minikrone erhöhen durch die Redundanz die Schaltzuverlässigkeit nochmals. Durch die Kombination der beschriebenen Vorteile in einem einzigen Sicherheitsrelais lassen sich auch anspruchvolle Anwendungen abdecken (Bild 2).

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