CH301201A - Contact material for frequently operated contacts. - Google Patents

Contact material for frequently operated contacts.

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CH301201A
CH301201A CH301201DA CH301201A CH 301201 A CH301201 A CH 301201A CH 301201D A CH301201D A CH 301201DA CH 301201 A CH301201 A CH 301201A
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CH
Switzerland
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contact material
contact
contacts
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added
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German (de)
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Patent-Verwaltungs-Gm Licentia
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Licentia Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021Composite material
    • H01H1/027Composite material containing carbon particles or fibres

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Contacts (AREA)

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.  



  Contact material for frequently operated contacts. For certain purposes, e.g. B. mechanical Stromriehter (contact converter), contacts are needed which have a very high switching frequency, z. B. daily switching numbers in the order of 6in millions. Such contacts can, apart from sliding contacts, as they are, for. B. in the Kollek gates or Sehleifringen electrical Maschi NEN use can also be designed as pressure or rolling contacts.

   With all (<B>. </B> i these contacts, including pressure and rolling contacts, there is a stranger's sight between the two contact-giving metal surfaces in the closed state. This layer can, for example, consist of <B > Oil, </B> fat, graphite or water, but it can also consist of gases such as oxygen.

   The thickness of this layer is so small that the current transfer through it takes place unhindered, which is the case when its thickness is in the order of magnitude of a few <B> 10-8 </B>. Layers of such small thickness, even if they consist of insulating materials, are permeable to electrons from the adjacent metal due to the so-called tunnel effect. They therefore only insignificantly disturb the current flow through the contact.

    On the other hand, however, they have the useful effect of preventing the contact materials from coming into such close contact with one another that they just weld together.

   This cold welding has the disadvantage with frequently operated contacts that when the contact is opened, the weld is torn apart with force, the contact surfaces at the break point becoming rough and uneven, so that contact material loosens and splinters when the contacts are continuously opened and closed which, apart from the consumption of material, can lead to short circuits if there is significant voltage on the contacts.



  It is known that silver or silver alloys have properties to a particularly high degree which are suitable for contacts, e.g. B. the high conductivity, the property not to form non-conductive oxides on the surface, not even under the influence of temporary switching discharges, the high deformability, which allows large contact surfaces.

       On the other hand, especially with silver, there is the risk that if the contact is operated frequently, especially if the contact pressure is large, the external sight on the metal will be destroyed. This foreign layer can consist of a single-molecular layer of oxygen or a Sehmierstoff.



  The invention relates to a contact material for frequently actuated contacts, in particular for mechanical power converters, in which there is a risk that the contact surfaces will be free from the frequent actuation. External layers are welded together so that they are cold. According to the invention, this welding together is prevented by additives to the contact material which are mixed with the base material.



  This mixing can be done by alloying or sintering. However, the additives can also be mixed with the basic material in a coarser way.



  In the implementation according to the invention, it is recommended that the contact material consists predominantly of silver or a silver alloy, and that the material is mixed with a substance which causes the formation and maintenance of a protective layer against cold welding on the contact surface . It is advantageous to add graphite to the contact material.



  In addition to the risk of welding together, there is of course the possibility that the contact material is stressed so much by the contact pressure that it is deformed over time, which can lead to flaky or grain-like splintering of contact material. To prevent this, you can provide additional additives to the contact material, which increase its compressive strength in such a way that no over-elastic deformation of the material occurs during normal operation. On the other hand, however, it is advisable not to let the contact material become so hard that, in cases where z.

   B. formed by a temporary switching discharge Sehmelzperlen who cannot be leveled again by the contact pressure, <B> d. </B> i.e., the curve of the deformation of the Koiitakt material depending on the pressure should advantageously have a sharper rise just above that Contact pressure: it occurs in normal operation. This behavior can be influenced not only by the material properties but also by suitable shaping of the contacts and a suitable choice of contact pressure.



  By using the invention, it is no longer necessary to artificially lubricate the contacts during operation, e.g. B. with <B> oil, </B> graphite or grease. The same effect can be achieved through lubrication, but for contacts which are operated continuously with great frequency it is annoying if the operation has to be interrupted from time to time.

 

Claims (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. <B> PATENT CLAIM: </B> Contact material for frequently actuated Koii- clocks, especially for mechanical converters, where there is a risk that the frequent actuation of the contact surfaces will be free of foreign sight, so that they can be seen cold , characterized in that this welding together is prevented by additives to the contact material, which are mixed with the base material. 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. SUB-CLAIM: <B> 1. </B> Contact material according to patent claim, characterized in that it consists predominantly of silver or a silver alloy, and a substance is added to the material, which creates and maintains a protective layer against cold togetherness human white on the contact surface. 2. Contact material according to U.iiteransprLieh <B> 1 </B> characterized in that graphite is added to the contact material. <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. <B> 3. </B> Contact material according to patent claim, characterized in that, in addition to the additives to prevent cold welding together, other additives are added to the contact material, which increase its compressive strength.
CH301201D 1944-11-14 1951-07-31 Contact material for frequently operated contacts. CH301201A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0311134A1 (en) * 1987-10-09 1989-04-12 DODUCO GMBH + Co Dr. Eugen DÀ¼rrwächter Powder-metallurgically produced electrical contact material comprising silver and graphite, and process for producing it

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0311134A1 (en) * 1987-10-09 1989-04-12 DODUCO GMBH + Co Dr. Eugen DÀ¼rrwächter Powder-metallurgically produced electrical contact material comprising silver and graphite, and process for producing it

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