DE1614730A1 - Schutzrohrankerkontakt - Google Patents

Description

Standard Elektrik : *■ '."

7000 Stuttgart-Zufiennausen . ■ ■ id Hellmuth-Hirth-Strasse .42 . . '. ■ -1 O-I

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H.Heldel-H.teiseert 1*2 Schutzrohrankerkontakt

Die Erfindung betrifft einen Schutzrohrankerkontakt, dessen Kontaktzungen ganz oder teilweise, zumindest aber In der Kontaktzone, Bit einer Metallschicht überzogen sind·

Schutzrohrankerkontakte weisen im allgemeinen ein Glasrohr auf, la dessen Enden eine oder mehrere Kontaktzungen aus einer magnetisoh hoohpermeablen Klokel-Eisen-legierung eingeschmolsen sind. Zur Verhinderung der Oxydation und dadurch zur Erhaltung eines niedrigen Übergangswiderstandes wird das Glasrohr im allgemeinen mit tinea reduzierenden oder inerten Gas gefüllt.

Zur Verringerung des Übergangswiderstandes ist es ferner bekannt, die Zungen an den Kontaktflächen mit einem Edelmetall, z.B. Gold, Silber, Palladium, Rhodium oder mit Legierungen dieser Metalle zu belegen. Je nach Verwendungszweck der Kontakte werden diese Metal-Ie vielfach durch eine Wärmebehandlung eindiffundiert, um bei höheren elektrischen Belastungen der Kontakte ein frühes Verschweissen der kontaktgebenden Enden der Kontaktzungen zu verhindern. Bei dieser Behandlung zeigt sich aber z.B. an Sohutzrohrankerkontakten, deren Kontaktzungen aus einer Hickel-Eisen-Legierung bestehen und mit Gold belegt sind, dass bei der Wärmebehandlung das Elsen

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24« Mai 1967 .·...'

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wesentlich schneller als das Hiokel duroh da· Oold hindurch an din Kontaktoberflächen diffundiert. Hierdurch wird »war Al· Leben·- '··■ dauer des Sohutzrohrankerkontaktea in Besug auf ein frühe· Terschweissen verbessert | der Torteil de· geringeren Kontaktwlder-Btandes geht aber la allgemeinen duroh ein· solohe Wärmebahand- , lung verloren, da das an der Kontaktoberfläche durchtretende Ilsen sehr reaktionefreudig ist. Sohon gering· Spuren von faseerdampf oder Sauerstoff ia Füllgas führen zu einer laufenden Widerstands erhöhung während der Lebensdauer. Atf Grund dieser Tat■ΑΙ ehe sind auoh die nach den bekannten Verfahren hergestellten Schutzrohrankerkontakte für höheren Temperaturen oder für eine Nachbehandlung des Kontaktes zur Entspannung der Metall-Olas-Verschmelzung ungeeignet, da durch Freiwerden der Tasaerhaut auf der .-». Innenseite des Glasrohreβ der übergangswiderstand «loh vereohlechtert_f falls hiergegen keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden· _H

Andere bekannte Vorschläge, wie s.B* Verkupfern der Kontaktiungen, haben zum ZIeI₁ die Hoohfrequenseigensohaften su verbessern (deutsche Patentschrift Hr. 1 078 251) oder dl· aagnetiaohen RUokwir- ' ' kungen des den Kontakt durohfllesienden Stroaes *\if das Srregerfeld zu verhindern (deutsche Patentschrift Ir* 1 105 061). Die hierfür erforderlichen Auflagenstarken sind aber so gross» dass die magnetischen Anzugs- und Abfallwerte sehr nahe zuaaeuenrükken, was für viele Anwendungseweoke unvorteilhaft ist·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese lachteile zu vermeiden und einen Schutzrohrankerkontakt zu schaffen, dessen Burohgangswiderstand während der Lebensdauer verbessert und dessen . ^>irA elektrischer Lastbereich erweitert ist. Erflndungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Kontaktflächen alt einen Metall (Sperrmetall) belegt sind, das gegenüber de« Material der Kontakt«; zungen oder dessen Komponenten nur ein sehr kleines gegenseitiges Diffusionsvernögen aufweist und das bei einer nachträglichen War. Bebehandlung der Kontakisungetfj , lw·· ent Hohe» leioht

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oxydierbare Mengen das Grundmaterials oder dessen Legierungskom- ' ponenten, die eine hohe Affinität zu Sauerstoff aufweisen, nloht an die Kontaktoberfläche treten lässt.

Belegt man gemäss einer Ausbildung der Erfindung die Kontaktzungen galvanisch mit einer Kupferschient von 0,5 bis 3 μ* Dioke, so wird das Elsen zum grOeaten Teil bei einer Wärmebehandlung daran gehindert, an die Oberfläche zu treten. Derartige Schutzrohrankerkontakt β zeichnen aloh durch nur sehr geringe Widerstandsänderungen bei einer nachträglichen Wärmebehandlung und während der Lebensdauer au«. SIa sind weiterhin weeentlieh unempfindlicher gegen oxydierende verunreinigungen dea Füllgases, woduroh das Fertigungeverfahren vereinfacht wird· Selbstverständlich kann man in einem galvanischen Verfahren die Kontaktzungen auoh vollständig verkupfern, waa aloh zueätzlioh günstig auf die Glaa-Metall-fersohmelzung auswirkt·

Bei den vorstehend beschriebenen Sdhutzrohrankerkontakten tritt jedoch bei hohen elektrischen Lasten immer noch eine verhältnlamässig starke Materialwanderung und daduroh ein entsprechend frühzeitiges Verschweissen auf· Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann diaaa Materialwanderung verringert werden, wenn dem Sperrmetail ein Element alt höherer Ordnungszahl, der vierten oder fünften ^üauptgruppe oder aachaten Bebengruppe des Perlodensysteas der Elemente zugesetzt ist» Ton diesen Metallen sind besonders diejenigen geeignet, daran Sauerstoffverbindungen stark halbleitende Oxide mit hohem Dampfdruck bzw. hohem Dissoziatlonsdruok bilden, B,B. Zinn, Molybdän und Wolfram. Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht daher vor, dass als Zusatzelemente. Zinn, Molybdän, Wolfram oder ein Gemisch dieser Stoffe dem Sperrmetall zugesetzt sind. Besonders gute Ergebnisse erhält man, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung dar Erfindung der Zinnfehalt 5 bis 50 Gew.-jt beträgt. Der Metallüberzug kann ebenfalls wie beia Verkupfern durch mechanischem Plattieren des Zungenaaterials mit der entsprechenden Metällefier*a*y Voriugtwaiie aber durch gemeinsam« .

galYanisohe Abscheidung mit dem Sperxmetall vorgenommen werden·

Die Zeiohnung zeigt einen Schutzrohrankerkontakt, der in einem Glasrohr 1 zwei Kontaktzungen 2, 3 enthält» deren Kontaktflächen 4 mit eines beschriebenen Metall oder einer Metallegierung als Sperrmetall belegt sind.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben werden« Die wie üblich für einen galranieohen Plattierungeprozees Torbereiteten Kontaktzungen werden in eines Elektrolyten, der z.B.

0,4 Mol/l Kupfer als Cyanid,

0,5 Mol/l Zinn als Stannat

0,3 Mol/l freies Cyanid

0,2 Mol/l freies Hydroxid

enthält, 20 Minuten bei einer Temperatur von 65 C und 2.. .4 A/da behandelt. Bei dieser Bearbeitung.scheidet sioh eine etwa 2 μα starke Kupfer schicht mit eines Zinngehalt von etwa 20 Gew.-jf ab. Um die Bearbeitung der einzelnen Zungen zu vermeiden, wird man diese Plattierung fertigungsmäSBig in einer Glooke oder Troamel durchführen. Bei dieser Behandlungsweise wird die gesamte Oberfläche einsohliesslich der Einschmelzeteile mit der Kupfer-Zinn-Legierung bedeckt, was bei entsprechender Dosierung der Zusatzkomponente für die Glas-Metall-Verbindung günstig ist·

Im Rahmen der Erfindung ist noch eine weitere Verbesserung des Schutzrohrankerkontaktes möglich. Es ist bekannt, dass Einschaelzlegierungen mit geringen Chrom- oder Manganzusätzen bessere Glas-Metall-Verschmelzungen ergeben. Es war aber bisher nicht möglioh, derartige Legierungen ale Zungenmaterial zu ν er-'^ wenden, da wegen der Ozydationsfreudigkeit dieser Elemente der Kontaktwideretand zu hoch ist. Bei Anwendung der beschriebenen Sperrschicht haben jedoch diese Zusätze keinen Einfluss mehr .

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auf den Kontaktwiderstand, so dass man das Zontaktzungenmäterial in Bezug auf die Ulas-Metall-Yerbindung besser abetimmen kann»

6 Patentansprüche.

1 Blatt Zeichnung mit 1 Figur

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Claims (1)

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   -6-

   PatentansprUohe

   (iJ Schutzrohrankerkontakt, dessen Kontaktzungen ganz oder teilweise, zumindest aber in der Kontaktzone, mit einer Metallschicht Überzogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (4) mit einem Metall (Sperrmetall) belegt sind, das gegenüber dem Material der Kontaktzungen (2, 3) oder dessen Komponenten nur ein sehr kleines gegenseitiges Diffusionsvermögen aufweist und das bei einer nachträglichen Wärmebehandlung der Kontaktzungen (2, 3) . wesentliche, leicht oxydierbare Mengen des

   Grundmaterials oder dessen Legierungskomponenten, die eine hohe Affinität zu Sauerstoff aufweisen, nicht an die Kontaktoberfläche treten lässt.

   2. Schutzrohrankerkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   dass als Sperrmetall Kupfer bis zu einer Stärke von etwa 3 μιη verwendet wird·

   3. Schutzrohrankerkontakt nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daas dem Sperrmetall ein Element mit höherer Ordnungszahl der vierten oder fünften Hauptgruppe oder sechsten Neben-

   . gruppe des Periodensystems der Elemente zugesetzt ist.

   4· Schutzrohrankerkontakt naoh Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzelemente Zinn, Molybdän, Wolfram oder ein Gemisch dieser Stoffe dem Sperrmetall zugesetzt sind.

   5. Schutzrohrankerkontakt naoh Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,, dass der Zinngehalt 5 bis 50 Gew,-£ beträgt.

   6>. Schutzrohrankerkontakt nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrnetall galvanisch aufgebracht ist.

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