CS212545B1 - Dvojice elektrických kontaktů - Google Patents

Abstract

Dvojice elektrických kontaktů pro čelní spínání, u níž se řeší zvýšení životnosti a snížení přechodového odporu. K tomuto účelu je jedna styková plocha kontaktu upravena tak, že je na obvodu vypouklá a přechází do vyduti, vytvořeného ve středu. Tato plocha pak spolupůsobí s vypouklou plochou druhého kontaktu, jejíž poloměr zakřivení je větší než u vydutí . Vynález je použitelný pro nejrůznější spínací účely v elektrotechnice, výhodně pro elektrické příslušenství motorových vozí del. Podstata vynálezu je nejlépe patrna z příkladu provedeni znázorněného na obr. '

Description

Předmětem vynálezu je dvojice elektrických kontaktů pro čelní spínání, u níž se podle vynálezu řeší nový tvar stykových ploch.

Jedním z technických problémů, vyskytujících se v kontaktní technice, je snaha dosáhnout co největší životnosti kotaktní dvojice a s tím spojeného nízkého přechodového odporu a minimálního opálu.

Tento problém lze v praxi řešit zpravidla buď volbou složení materiálu kontaktní dvojice, to jest aplikací drahých kovů, případně jejich slitin a slínutin, nebo vhodným tvarem stykové plochy.

Ze zveřejněných laboratorních výzkumů, například laboratoří firmy W. C, Heraeus GmbH. Hanau a z jiné odborné literatury je známo, že přechodový odpor sestává ze tří dílčích odporů - z tzv. džinového odporu, tedy odporu v kovových styčných plochách, z odporu určeného tvarem dotykové části, označovaného také jako odpor šířeni a z vrstvového odporu, to jest odporu cizí vrstvy na povrchové ploše kontaktu. Oba první dílčí odpory způsobují zahřívání a omezují při větších zatíženích přípustný spínací a trvalý proud, kdežto vrstvový odpor způsobuje obtíže zejména u malých zatížení.

Volbou vhodného materiálu lze, jak již bylo uvedeno, eliminovat složky přechodového odporu na minimum, avšak v mnoha případech za cenu značného zvýšení nákladů, přičemž použití některých materiálů způsobuje obtíže při výrobě kontaktů, vyráběných většinou ve velkých sériích.

Jedním ze všeobecně známých způsobů, jak dosáhnout snížení přechodového odporu, jakož i delších sekundárních nepříznivých jevů, například přenosu materiálu, je úprava stykových ploch drážkováním. Vytvořením drážek na stykových plochách kontaktů se do značné míry zvyšuje i chlazení stykové plochy. Tato úprava je však značně omezena použitým materiálem kontaktů i jejich aplikací, přičemž neřeší zcela uspokojivé podmínky pro spolehlivou funkc kontaktů.

Jiným známým opatřením, spočívajícím v úpravě stykové plochy, je vytvoření válcového otvoru ve středu rovinné stykové plochy. Toto uspořádání je známé například u wolframových kontaktů zapalovacích systémů spalovacích motorů a jeho nevýhodou je obtížná výroba válcového otvoru do wolframového plátku.

Je také známo, že velikost přechodového odporu, zejména velikost druhé ze jmenovaných složek, to jest odporu určeného tvarem dotykového místa nebo odporu šíření, je přímo závislá na geometrických údajích stykového místa. Přitom odpor šíření je tím větší, čím větší je asymetrie místa uzavírání kontaktu. V mnoha.případech použití spínacích kontaktů nelze z důvodů výrobních či z důvodů omezených nákladů zajistit trvale přesnou symetrii spínacího místa. V takových případech dochází zvláště při vyšších spínacích proudech k nad měrnému opálu.

Je také známo uspořádání kontaktů, popsané v britském patentu č. 1 166 581, obsahující první a druhé spolupůsobící kontakty, uložené pro vzájemně přímočarý kluzný pohyb tak, že jeden ze vzájemně do sebe zabírajících povrchů kontaktů je vypouklý a druhý povrch je vydutý, poloněr zakřivení konvexního povrchu je menší než poloměr zakřivení konkévního povrchu.

Konvexní povrch je čištěn jednou hranou konkávního povrchu během relativního kluzného pohybu hrany uvedeného konvexního povrchu. Toto řešení sice používá výhodné kombinace konvexního a konkávního povrchu v jedné dvojici, ovšem s podmínkou menšího poloměru zakřivení konvexního povrchu oproti poloměru zakřivení konkávního povrchu. Použitelnost vynálezu je tím omezena na kontaktní dvojice pro přímočarý kluzný pohyb, kde je možno dosáhnout určité výhody v čištění povrchu.

2545

Naproti tomu je toto známé řešení nevhodné pro kontaktní dvojice určené výhradně pro čelní spínání, které řeší předložený vynález.

Úkolem předloženého vynálezu je proto vytvoření takové úpravy kontaktů, které by přinášela značné zvýšení životnosti kontaktní dvojice, zaručovala spolehlivý provoz a současně umožňovala použití i v těch případech, kdy nelze z konstrukčních důvodů zajistit dokonalou symetrii místa spínání.

Tento úkol je podle vynálezu řešen dvojicí elektrických kontaktů pro čelní spínání, kde oba kontakty jsou v průřezu kolmém na osu souměrnosti kruhové a jsou naneseny na kontaktních nosičích, jehož podstata spočívá v tom, že styková plocha prvního kontaktu dvojice je na čelním obvodu vypouklé a přechází do vydutí upraveného ve středu stykové plochy, kdežto styková plocha druhého kontaktu je buď rovná, nebo vypouklá, přičemž poloměr zakřivení této vypouklé stykové plochy je větší než poloměr vydutí. Výhodně podle vynálezu může být čelní obvod stykové plochy opatřen vybráními.

Takto provedená dvojice elektrických kontaktů zaručuje značné snížení přechodového odporu a opálu, velkou odolnost na asymetrii spínacího místa, dále ochlazování stykových ploch v důsledku jejich zvětšení a prodloužení celkové životnosti a spolehlivosti. Významným přínosem je snadné vyrobitelnost známými technologickými postupy a vhodnost této konr strukce pro zvláštní dokončovací postupy, které jsou předmětem jiného vynálezu.

Další výhody a podrobnosti, jakož i činnost dvojice elektrických kontaktů podle vynálezu budou vysvětleny v následujícím popisu v souvislosti s konkrétními příklady provedení a za pomoci výkresů, na kterých značí obr. 1 nárysný řez prvního příkladu provedení dvojice kontaktů podle vynálezu, obr. 2 nárysný řez druhého příkladu provedení a obr. 3 třetí příklad provedení jednoho z dvojice kontaktů, rovněž v nárysném řezu.

Pro názornost budou v popisu první a druhý kontakt dvojice označeny jako horní kontakt £ a spodní kontakt £. Kontakty £, £ mají v průřezu kolmém na osu souměrnosti kruhový tvar. Jak horní kontakt £, tak i spodní kontakt £ jsou známým způsobem opatřeny čepy 6, které jsou vloženy do otvorů v kontaktních nosičích £ a jejich konce jsou roznýtovány.

U příkladu provedení podle obr. 1 je stykové plocha 8 horního kontaktu £ vytvořena jako vypouklé, kdežto styková plocha £ spodního kontaktu £ je vytvořena jako vypouklé pouze na svém čelním obvodu £0, kde tvoří vzhledem ke kruhovému průřezu přibližně čést anuloidu.

Ve středu této stykové plochy 2 j® provedeno vydutí 11. do něhož přechází vypouklý čelní obvod £0. Je patrné, že poloměr zakřivení vydutí 11 je menší než poloměr zakřivení vypouklé stykové plochy 8 horního kontaktu £.

U příkladu provedení podle obr. 2 jsou jak stykové plocha 8*-horního kontaktu £2, tak styková plocha 9' vytvořeny v podstatě shodně se stykovou plochou £ podle obr. 1. Je patrné, že vydutí 11 ’ stykové plochy 8' je o menším zakřivení než vydutí 11' stykové plochy 9'.

U přikladu provedení podle obr. 3 má spodní kontakt 5' stykovou plochu 9 s vydutím li*', ale na obvodu stykové plochy 9 jsou provedena vybrání 12.

Ve spínacím procesu dochází k dotyku horního kontaktu £ a spodního kontaktu £ pohybem nosičů £, z nichž jeden může být pevný a druhý pohyblivý. U řešení podle obr. 1 je stykové místo určeno tvarem stykové plochy £ spodního kontaktu £ a zaručuje dotyk po obvodu této plochy. Tím, že je protějškem k takto upravené stykové ploše £ stykové plocha 8, která je vypouklá a má větší poloměr zakřivení než vydutí 11 stykové plochy £, je zaručen vždy optimální a výhodný tvar stykového místa. Vypouklá stykové plocha 8 není však podmínkou, nebol protějškem ke stykové ploše £ s vydutím 11 může být i rovinná styková plocha nebo mohou mít obě plochy 8, £ přibližně stejný tvar (obr. 2). Jeětě větší odolnost proti asymetrii stykového místa představuje řešení podle obr. 3, kdy vybrání 12 zaručují optimál ní dotyk i v extrémních podmínkách nesouososti.

Řešení, znázorněná ne popsaných příkladech provedení, předpokládají použití takových materiálů, které by umožňovaly upevnění kontaktů £, £ ke kontaktním nosičům £ nýtováním, tedy například slitiny stříbra. Je však zřejmé, že stejných děinků lze dosáhnout při použití jiných materiálů, například wolframu.

Kontakty z takových materiálů lze zhotovit příkladně spékáním a tyto pak ke kontaktním nosičům £ připájet nebo přivařit, případně novými postupy, které jsou předmětem jiného vynálezu.

Jak již bylo uvedeno, je vynález použitelný i v takové kombinaci kontaktů, kde protějškem k hornímu kontaktu £ se stykovou plochou £ s vydutím 11 je neznázorněný spodní kontakt, jehož styková plocha je zcela rovné. Toto řešení sice neřeší problematiku symetrie stykového místa, ale pro určité aplikace se ukázalo jako výhodné z hlediska přechodového odporu, životnosti a nákladů.

Řešení podle vynálezu je využitelné pro nejrůznější spínací účely. V laboratorních zkouškách se ukázalo, že výhodnou oblastí použití je zejména elektrické příslušenství motorových vozidel, například přerušovače směrových světel, spínací relé, tlakové spínače a kontakty zapalování.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Dvojice elektrických kontaktů pro čelní spínání, kde oba kontakty jsou v průřezu kolmém na osu souměrnosti kruhové a jsou upevněny na kontaktních nosičích, vyznačující se tím, že stykové plocha ¢9, 9', 9) prvního kontaktu (5, 5*, 5) dvojice je na čelním obvodu (10, 10') vypouklá a přechází do vydutí (11, 11', 11), upraveného ve středu stykové plochy (9, 9', 9), kdežto styková plocha (8) druhého kontaktu (4) dvojice je buď rovná, nebo vypouklé, přičemž poloměr zakřivení této vypouklé stykové plochy (8) je větší než poloměr zakřivení vydutí (11, 11', 11).
2. 2. Dvojice elektrických kontaktů podle bodu 1, vyznačující se tím, že styková plocha (9) je opatřena vybráními (12).