CH301201A - Kontaktmaterial für häufig betätigte Kontakte. - Google Patents

Description

  Kontaktmaterial für häufig betätigte Kontakte.    Für gewisse Zwecke, z. B. mechanische       Stromriehter    (Kontaktumformer), werden  Kontakte gebraucht, welche sehr hohe     Schalt-          häufi-keit    aufweisen, z. B. tägliche     Schaltzah-          ]en    in der Grössenordnung     6iniger    Millionen.  Solche Kontakte können, -abgesehen von       Sehleifkontakten,    wie sie z. B. bei den Kollek  toren oder     Sehleifringen    elektrischer Maschi  nen Verwendung finden, auch als     Druck-          oder    Wälzkontakte ausgebildet sein.

   Bei allen       (   <B>.</B>     iiesen    Kontakten, auch bei Druck- und Wälz  kontakten, befindet sieh zwischen den beiden       kontakugebenden        Metallfläehen    im     gesehlos-          senen    Zustand eine     Fremdsehieht    von     gerin-          "er        Dieke.    Diese Schicht kann beispielsweise  aus<B>Öl,</B> Fett, Graphit oder Wasser bestehen.  Sie kann jedoch auch ans Gasen, wie z. B.  Sauerstoff, bestehen.

   Die Dicke dieser Schicht  ist so gering,     dass    der Stromübergang durch  sie hindurch ungehindert erfolgt, was dann  der Fall ist, wenn ihre Dicke in der     Grössen-          ordnun-    von einigen<B>10-8</B> ein ist.     Sehichten     von derartig geringer Dicke sind, auch wenn  sie aus isolierenden Materialien bestehen,  durch     den        sogenannten     Tunneleffekt  für  Elektronen aus dem angrenzenden Metall  durchlässig. Sie stören daher den     Stromdurch-          g    ne       ga   <B><U>g</U></B> durch den Kontakt nur unwesentlich.

    Sie haben jedoch     auf    der andern Seite die  nützliche Wirkung, zu verhindern,     dass    die       Kohntaktrnaterialien    in so innige Verbindung  miteinander geraten,     dass    sie halt zusammen-    schweissen.

   Dieses kalte Zusammenschweissen  hat nämlich bei häufig betätigten Kontakten  den Nachteil,     dass    bei der     Kontaktöffnung    die  Schweissstelle mit Gewalt     auseinandergerissen     wird, wobei die Kontaktflächen an der Bruch  stelle     rauh    und uneben werden, so     dass    sieh bei  dauerndem öffnen und Schliessen der Kon  takte Kontaktmaterial löst und absplittert,  welches, abgesehen von dem Materialverbrauch,  dann zu Kurzschlüssen führen kann, wenn an  den Kontakten nennenswerte Spannung liegt.  



  Es ist bekannt,     dass    Silber oder Silberlegie  rungen in besonders hohem Masse     Eigensehaf-          ten    aufweisen, welche für Kontakte geeignet  sind, z. B. die hohe Leitfähigkeit, die     Eigen-          sehaft,    keine nichtleitenden Oxyde     auf    der  Oberfläche zu bilden, auch nicht unter dem       Einfluss    vorübergehender Schaltentladungen,  die hohe     Verformbarkeit,    welche grosse     Berüh-          run(rsfläehen    ermöglicht.

       Auf    der andern Seite  besteht aber gerade bei Silber die Gefahr,     dass     bei häufiger Betätigung des Kontaktes, ins  besondere wenn der     Kontaktdruek    gross ist,  die     sehützende        Fremdsehieht    auf dem Metall  zerstört wird. Diese     Fremdsehicht    kann aus  einer einmolekularen Schicht von Sauerstoff  oder einem     Sehmierstoff    bestehen.  



  Die Erfindung bezieht sieh auf ein Kon  taktmaterial für häufig betätigte Kontakte,  insbesondere für mechanische Stromrichter,  bei denen die Gefahr besteht,     dass    durch die  häufige Betätigung die     Kontal#tfläehen    frei      von.     Fremdschiehten    werden, so     dass    sie kalt  zusammenschweissen.     Erlindungsgemäss    ist  dieses Zusammenschweissen durch Zusätze zum  Kontaktmaterial, welche mit dem     Gruindmate-          rial    vermischt sind, verhindert.  



  Dieses Vermischen kann durch Legieren  oder Sintern erfolgen. Die Zusätze können  aber auch auf gröbere Weise mit dem Grund  material vermengt sein.  



  Bei der Ausführung nach der Erfindung  ist zu empfehlen,     dass    das Kontaktmaterial  vorwiegend aus Silber oder einer Silberlegie  rung besteht, und dem Material ein Stoff bei  gemengt ist, welcher die Ausbildung und     Auf-          reehterhaltung    einer Schutzschicht gegen kal  tes Zusammenschweissen auf der     Berührungs-          fläehe    bewirkt. Es ist dabei vorteilhaft, dem  Kontaktmaterial Graphit beizumischen.  



  Ausser der Gefahr des Zusammenschwei  ssens besteht natürlich die Möglichkeit,     dass     das Kontaktmaterial durch den Kontaktdruck  so hoch beansprucht wird,     dass    es sieh im  Laufe der Zeit verformt, wobei es zu schup  pen- oder körnerartiger     AbsplitterLuig    von  Kontaktmaterial kommen kann. Um dies zu  verhindern, kann man weitere Zusätze zum  Kontaktmaterial vorsehen, welche seine Druck  festigkeit derart erhöhen,     dass    im normalen  Betrieb keine überelastische Verformung des  Materials auftritt. Anderseits ist es jedoch  zweckmässig,     dass    Kontaktmaterial nicht so  hart werden zu lassen,     dass    es in den Fällen,  in denen z.

   B. durch eine vorübergehende  Schaltentladung     Sehmelzperlen    gebildet wer  den, nicht durch den Kontaktdruck wieder  eingeebnet werden kann,<B>d.</B> h., die Kurve der  Verformung des     Koiitaktmaterials    abhängig  vom Druck sollte     vorteilhafterweise    einen  schärferen Anstieg aufweisen kurz oberhalb  desjenigen     Kontaktdrueli:es,    welcher im nor  malen Betrieb auftritt. Man kann dieses Ver  halten ausser durch die     Materialeigensehaften       zum Teil auch durch geeignete Formgebung  der Kontakte und geeignete Wahl des Kon  taktdruckes beeinflussen.  



  Durch die Anwendung der Erfindung er  übrigt es sich, die Kontakte im Betrieb     künst-          lieh    zu schmieren, z. B. mit<B>Öl,</B> Graphit oder  Fett. Durch das Schmieren     lässt    sieh zwar die  gleiche     Wirkang    erzielen, jedoch ist es für  Kontakte welche dauernd mit grosser Häufig       keit    betrieben werden, lästig, wenn von Zeit zu  Zeit der Betrieb     unterbroeheii    werden     muss.  

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Kontaktmaterial für häufig betätigte Koii- takte, insbesondere für mechanische Strom richter, bei denen die Gefahr besteht, dass durch die häufige Betätigung die Kontakt flächen frei von Fremdsehiehten werden, so dass sie kalt 7tisammenseh-#veisseii, dadurch ge kennzeichnet, dass dieses Zusammensehweissen durch Zusätze zum Kontaktmaterial, welche mit dem Grundmaterial vermischt sind, ver hindert ist.

   UNTERANSPR-CCHE: <B>1.</B> Kontaktmaterial nach Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass es vorwiegend aus Silber oder einer Silberlegierung besteht, und dem Material ein Stoff beigemengt ist, welcher die Ausbildung und Aufreehterhal- tung einer Sehutzschieht gegen kaltes Zusam menschweissen auf der Berührungsfläelle be wirkt. 2. Kontaktmaterial nach U.iiteransprLieh <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass dem Kontakt material Graphit beigemiseht ist.

   <B>3.</B> Kontaktmaterial nach Patentanspriieh, dadurch gekennzeichnet, dass ausser den Bei mengungen zur Verhinderung des kalten Zu- sammensehweissens dem Kontaktmaterial wei tere Zusätze beige,-eben sind, welche seine Druckfestigkeit erhöhen.