DE2063537C2 - Vakuumschaltgerät mit aus Kupfer und Beryllium bestehendem schweißbeständigem Kontaktmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vakuumschaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Vakuumschaltgerät der vorgenannten Art ist In der DE-AS 12 51 406 beschrieben. Der dortigen Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei einem Vakuumschaltgerät die Stromunterbrechungsfähigkeit der Kontakte über die von Kupfer und seiner Legierungen hinaus zu verbessern. Diese Verbesserung erfolgt nach der genannten AS auf der Grundlage der Erkenntnis, daß die Stromunterbrechungsfähigkeit eines Kontaktwerkstoffes Im Vakuum von seiner Atommasse abhängt. Mit anderen Worten 1st die Stromstärke, die abgeschaltet werden kann, um so höher, je kleiner die Atommasse des für die Kontaktflächen verwendeten Metalles ist. In konsequenter Ausführung dieser Erkenntnis bestehen zur Erzielung einer maximalen Stromunterbrechungsfähigkeit die Kontaktflächen bei dem Vakuumschaltgerät nach der DE-AS 12 51 406 aus einem im wesentlichen Beryllium enthaltenden metallischen Werktstoff.

Während es zur Verbesserung der Stromunterbrechungsfähigkeit offensichtlich möglich Ist, die Kontaktflächen der Schalterkontakte ganz oder teilweise aus Beryllium bestehen zu lassen, hat es sich doch In der Praxis als zweckmäßig erwiesen, dem Beryllium in einer Legierung einen anderen Werkstoff zuzumlschen, damit eine ausreichende mechanische Festigkeit, Verschweißungsfestigkelt, Duktilltät und eine lange Lebensdauer gewährleistet sind. Es werden in der DE-AS 12 51406 dann auch Legierungen aus Beryllium mit bis zu 50 Gew.-% Kupfer oder Silber vorgeschlagen, wobei vorzugsweise jedoch nicht mehr als 20 Gew.-% Kupfer oder Silber verwendet werden sollen.

Beryllium ist aber nicht nur spröde sondern auch teuer. Auch wenn man bis zu 50 und vorzugsweise nicht mehr als 20 Gew.-% Kupfer oder Silber mit dem Beryllium legiert, handelt es sich noch immer um eine aus Beryllium als Hauptbestandteil bestehende Legierung, für die der hohe Berylliumpreis als auch die Sprödlgkeit nachteilig sind.

In der DE-AS 12 10 933 Ist ein Vakuum-Schalter zum Unterbrechen von Wechselströmen bis 10 000 A und darüber beschrieben. Der Erfindung nach dieser AS lag die Aufgabe zugrunde, das Stromunterbrechungsvermögen dieses Vakuumschalters auf der Grundlage der Erkenntnis, daß das Stromunterbrechungsvermögen eines Kontaktmetalies Im Vakuum sich umgekehrt wie sein Atomgewicht verhält, möglichst groß zu machen. Auch hler sollen also die Kontaktflächen aus Kupfer oder Kupferlegierungen Im Interesse einer maximalen Stromunterbrechung durch Metalle mit einem kleineren Atomgewicht als dem von Kupfer ersetzt werden. Nach dieser AS kennen die Kontaktstücke vollkommen aus Beryllium bestehen, so daß für den Vakuumschalter nach der DE-AS 12 10 933 die gleichen Nachteile gelten, wie für das Vakuumschaltgerät nach der DE-AS 12 51 406.

Dem Buch »Constitution of Binary Alloys« 2. Auflage, (1958) von M. Hansen, auf Seite 282 anhand des dort wiedergegebenen BerylHum-Kupfer-Diagramms 1st es zu entnehmen, daß es Legierungen aus Kupfer mit geringeren Berylllumgehalten gibt.

In dem Buch »Kupfer und Kupferlegierungen in der Technik« von K. Dies (1967) ist auf Seite 227, Abs. 2, indirekt eine Bestätigung der Aussagen der DE-AS 12 51406 enthalten, denn die hochberylliumhaltigen Kupferlegierungen werden hauptsächlich wegen ihrer Funkenfreiheit eingesetzt.

Nach Seite 228, Abs. 1 dieses Buches soll ein warm-2ö\ ausgehärtete Kupfer/Beryllium-Leglerung mit einem Berylliumgehalt um 2% eine besonders günstige Kombination zwischen Warmleitfähigkeit, die die Neigung zur Funkenbildung vermindert, und Oxidhautbildung, die eine Verbrennung von abgetrennten Teilchen erschweren soll, ergeben.

Die ältere DE-PS 16 40 234 beschreibt ein Vakuumschaltgerät mit einer Schaltsrecke und Schalterkontakten, deren Kontaktflächen aus einer Kupfer-Berylliumlegierung hergestellt sind, die 0,1-11,5 Gew.-% Beryllium enthält. Der Zweck des Berylliums in einer derartigen Legierung besteht darin, als Gettermaterlal zu dienen, das sowohl während der Bearbeitung als auch während des Betriebes des Schaltgerätes mit In der Legierung vorhandenen Sauerstoff reagiert, um das Gerät während ihrer kritischen Betriebsstufen im wesentlichen frei von entwickeltem Sauerstoff zu halten.

Bei einem Vakuumschaltgerät mit Schalterkontakten, die miteinander in Eingriff zu bringen und zu trennen sind, besteht eine wichtige zu erfüllende Forderung darin, daß die Kontakte selbst unter den schwierigsten Betriebsbedingungen nicht unter Bildung unerwünschter Schweißstellen zusammengeschweißt werden du;fen. Für die Erfüllung dieses Erfordernisses Ist es wichtig, nicht nur die Bildung solcher Schweißstellen zu verhindern, die so fest sind, daß sie während einer nachfolgenden Öffnung außer durch eine übermäßig hohe Kraft nicht auseinandergebrochen werden können, sondern auch solcher Schweißstellen, die nicht sauber und ohne Erzeugung einer ausgezackten Zwischenfläche zwischen den so zwei Kontakten aufgebrochen werden können. Die Erzeugung einer derartigen ausgezackten Zwischenfläche führt zu einer übermäßigen Kontaktabnutzung und ferner zu einer verminderten dielektrischen Festigkeit. Eine Verschweißung der Kontakte ist bei Vakuumschaltgeräten besonders schwer zu vermelden, da die Kontakte derartiger Geräte extrem sauber sein und Oberflächen aufweisen müssen, die frei von Schmutzfilmen sind. Diese sauberen Oberflächen sind ideal für die Erzeugung unerwünschter Schweißstellen, die In vielen Fällen weltgehend vermieden werden würden, falls an der Zwischenfläche Schmutzfilme vorhanden wären.

Ein Weg zum Vermeiden von Verschweißungen besteht in der Bildung von Kontakten aus einer der in der US-PS 32 46 979 beschriebenen Legierungen. Jede dieser Legierungen besteht im wesentlichen aus einem Hauptbestandteil, der ein gut leitendes, nicht hochschmelzendes Metall ist, und einem Nebenbestandteil, der ein Metall mit einer gegenüber dem Hauptbestandteil

niedrigeren Erstarrungstemperatur ist und im festen Zustand keine oder nur eine geringe Löslichkeit in dem Hauptbestandteil aufweist. Dabei ist der Nebenbestand- UAl in einer Menge von einigen Gewichtsprozenten der Legierung oder weniger vorhanden. Beispiele für derartige Legierungen sind Kupfer-Wismut, Kupfer-Blei, Silber-Wismut und Silber-Blei, wobei jede Legierung einige Gewichtsprozent oder weniger des zweltgönannten oder Nebenbestandteiles enthält Der Hauptzweck des Nebenbestandteiles ist darin zu sehen, daß er als ein die Verschweißung hemmendes Mittel wirkt, das jede zwischen den Kontakten gebildete Verschweißung schwächt.

Obwohl dieser Weg für viele Anwendungen von Vakuumschaltgeräten zufriedenstellend sein mag, so gibt es doch bestimmte Anwendungen, bei denen es wünschenswert erscheint, die Verwendung eines relativ leicht verdampfbaren, unlöslichen Nebenbestandteiles mit niedrigem Erstarrungpunkt zu vermelden. Die Anwesenheit des Nebenbestandteiles in den Kontakten beschränkt in einigen Fällen die Art und Welse, in der die Kontakte bearbeitet werden können, und ferner kann das auf einen maximalen Strom und Spannung gerichtete Schaltvermögen beeinträchtigt werden, das mit gewissen Kontaktmaterialien erreichbar wäre.

In bezug auf die eingangs abgehandelte DE-AS 12 51406 ist es Aufgabe der Erfindung, ein Vakuumschaltgerät der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, bei dessen Einsatz Verschweißungen vermieden werden, ohne daß die Kontaktflächen überwiegend aus dem teueren und spröden Beryllium bestehen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch der kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Im Vergleich zur US-PS 32 46 979 1st die Legierung frei von zusätzlichen metallischen Bestandteilen, die Im festen Zustand in Kupfer oder Beryllium unlöslich sind und effektive Erstarrungspunkte aufweisen, die tiefer liegen als der Erstarrungspunkt des Kupfer/Berylllum-Eutektikums, d. h. bei 860° C.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht die erfindungsgemäß eingesetzte Cu/Be-Leglerung aus Be in einer Menge von 7 bis 13 Gew.-96, Rest Kupfer.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, im einzelnen zeigt

Flg. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Vakuumschaltgerätes In einer die Erfindung verkörpernden Ausführungsform und

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung von einem der Schaiterkontakte des In Flg. 1 gezeigten Schaltgerätes.

In Flg. 1 1st ein Schaltgerät mit einem stark evakuierten Gehäuse 10 dargestellt, das eine Mantelhülse 11 aus einem geeigneten Isoliermaterial, wie z. B. Glas, und ein Paar metallischer Stirnkappen 12 und 13 aufweist, die die Enden der Mantelhülse abschließen. Zwischen den Stirnkappen und der Mantelhülse sind geeignete Dichtungen 14 vorgesehen, um das Gehäuse 10 vakuumdicht zu machen. Unter statischen Bedingungen Ist der Normaldruck innerhalb des Gehäuses kleiner als 0,0133 Pa (W Torr), so daß eine mittlere freie Weglänge für die Elektronen sichergestellt ist, die länger als die möglichen Durchschlagswege Im den Gehäuse sind.

Die Isolierenden Innenflächen der Mantelhülse 11 sind gegenüber der Kondensation von durch den Lichtbogen erzeugten Metalldämpfen durch eine röhrenförmige Abschirmung 15 aus Metall geschützt, die von der Mantelhülse 11 getragen und vorzugsweise von beiden Stirnkappen 12 und 13 getrennt ist Diese Abschirmung hat in bekannter Weise die Wirkung, daß die durch einen Lichtbogen erzeugten Metalldämpfe abgefangen werden, bevor sie die Mantelhülse 11 erreichen können.

Innerhalb des Gehäuses 10 ist ein Paar trennbarer Schalterkontakte 17 und 18 angeordnet, die in ihrer geschlossenen Stellung dargestellt sind. Der obere Kontakt 17 ist ein feststehender Kontakt, der auf geeignete Welse in einem leitenden Stab 17σ befestigt ist, der an sewem oberen Ende mit der oberen Stirnkappe 12 eine Einheit bildet. Der untere Kontakt 18 ist ein bewegbarer Kontakt, der mit einem leitenden Arbeitsstab Ι3σ verbunden ist, der auf geeignete Weise mit vertikaler Beweglichkeit gehaltert ist Eine Bewegung des Kontaktes 18 nach unten trennt die Kontakte und öffnet das Schaltgerät, wogegen eine Bewegung des Kontaktes 18 nach oben die Kontakte wieder in Eingriff bringt und somit das Schaltgerät schließt. Eine typische Schaltstrekkenlänge bei vollständig geöffneten Kontakten beträgt etwa 12,7 mm. Der Arbeitsstab 18a führt durch eine Öffnung in der unteren Stirnkappe 13 hindurch, und ein flexibler metallischer Faltenbalg 20 sorgt für eine Abdichtung um den Stab 18a herum. Dadurch 1st eine vertikale Bewegung des Stabes 18a möglich, ohne daß das Vakuum Innerhalb des Gehäuses 10 beeinträchtigt wird. Wie in F i g. 1 dargestellt, Ist der Faltenbalg 20 an seinen gegenüberliegenden Enden dicht schließend an dem Arbeltsstab 18a und der unteren Stirnkappe 13 befestigt.

Alle Innenteile des Schaltgerätes sind im wesentlichen frei von Oberflächenverunreinigungen. Diese sauberen Oberflächen werden durch eine geeignete Bearbeitung des Gerätes erhalten, indem dieser während seiner Evakuierung beispielsweise erhitzt bzw. gebrannt wird. Eine typische Brenntemperatur beträgt 400° C. Zusätzlich werden die Kontakte 17 und 18 auf wirksame, Weise von Gasen befreit, die in dem Kontaktkörper absorbiert sind, um auf diese Welse eine Entwicklung dieser Gase während eines Starkstromlichtbogens zu vermelden. Die Art und Welse, in der diese Inneren Gase entfernt werden, wird im folgenden noch näher erläutert.

Das erfindungsgemäße Vakuumschaltgerät ist zwar nicht auf irgendeine bestimmte Kontaktkonflgurartion begrenzt, doch wird eine Kontaktform bevorzugt, wie sie in der US-PS 29 49 250 beschrieben ist. Demzufolge ist jeder Schaltkontakt scheibenförmig ausgebildet und eine seiner Hauptfläclien 1st zum anderen Kontakt gerichtet. Der Mittelbereich jedes Kontaktes ist mit einer Vertiefung 29 in dieser Hauptfläche versehen, und eine Kontaktfläche 30 umgibt diese Vertiefung. Diese kreisförmigen Kontaktflächen 30 liegen aneinander an, wenn sich die Kontakte In ihrer geschlossenen Sellung gemäß Fig. 1 befinden. Sie weisen einen solchen Durchmesser auf, daß der durch die geschlossenen Kontakte fließende Strom einem bogenförmigen Pfad L folgt, der durch die gestrichelte Linie in Flg. 1 angegeben ist. Der über diesen bogenförmigen Pfad fließende Strom hat eine Magnetwirkung, die In bekannter Weise eine Verlängerung des Bogens herbeiführt. Wenn die Kontakte getrennt sind und sich zwischen den Flächen 30 ein Lichtbogen ausbildet, treibt die Magnetwirkung des über den Pfad L fließenden Stroms den Lichtbogen Infolgedessen radial nach außen.

Wenn die Lichtbogenfußpunkte In Richtung auf den Außenumfang der Scheiben 17 und 18 bewegt werden, wird der Lichtbogen einer In Umfangsrichtung wirkenden Magnetkraft unterworfen, die den Lichtbogen in Umfangsrichtung um die Mittelachsen der Scheiben herum zu bewegen versucht. Diese In Umfangsrichtung

wirkende Magnetkraft wird vorzugsweise durch eine Reihe von Schlitzen 32 erzeugt, die in den Scheiben vorgesehen sind und vom Außenumfang der Scheiben Im allgemeinen spiralförmig radial nach Innen führen, wie es in Fij. 2 dargestellt ist. Diese Schlitze 32 entsprechen den ähnlich geformten Schlitzen nach der US-PS 29 49 520. Sie zwingen den in oder aus einem Llchtbogenfußpunkt, der sich praktisch an irgendeinem Winkelpunkt auf dem äußeren Umfangsbereich der Scheibe befinden kann, fließenden Strom, einem Pfad zu folgen, der in der Nähe des Lichtbogens eine Wirkkomponente aufweist, die im wesentlichen tangential zum Umfang verläuft. Diese tangentiale Konfiguration des Strompfades folgt aus der Entwicklung einer resultierenden Tangential-Kraftkomponente, die den Lichtbogen in einer Umfangsrlchtung um die Kontakte zu treiben versucht. In gewissen Fällen kann sich der Lichtbogen in eine Reihe paralleler Lichtbögen aufteilen und diese parallelen Lichtbögen bewegen sich in ähnlicher Weise schnell Ober die Kontaktoberfläche, wie es oben beschrieben wurde.

Die Legierung der Kontaktflächen 1st frei von zusäztlichen metallischen Bestandteilen, die Im festen Zustand in Kupfer und Beryllium unlöslich sind und Erstarrungspunkte aufweisen, die geringer sind als derjenige des Kupfer/Beryllium-Eutektikums. der bei 860° C liegt. Eine spezifische Legierung, die zur Erfüllung dieser Erfordernisse außergewöhnlich gut geeignet ist, ist eine Kupfer/Beryllium-Legierung, in der das Beryllium in einer Menge von 7 Gew.-% der Legierung enthalten ist.

Bei einer Erhöhung der Berylliummenge über etwa 11.5 Gew.-% hinaus wird die intermetallische Phase Be₃Cu gebildet. Diese intermetallische Verbindung ist ein sehr sprödes Material und Ihre Anwesenheit vergrößert die Sprödigkelt des gesamten Kontaktmaterials. Es scheint jedoch, daß etwa 19 Gew.-96 Beryllium zum Kupfer hinzugesetzt werden können, bevor eine übermäßige Sprödigkeit auftritt. Trotz des Vorliegens der intermetallischen Phase, wenn Beryllium in Mengen zwischen 11,5 und 19% enthalten 1st, scheint eine ausreichende Menge der ß'-Phase zurückzubleiben, um die Sprödigkeit der intermetallischen Verbindungsphase hinreichend anzugleichen. Berylliummengen von mehr als etwa 19% führen zu einer so großen Sprödigkeit, daß es unpraktisch wird, das Material zu Kontakten zu verarbeiten oder diese Schließdrucken auszusetzen, wobei Brüche zu vermeiden sind.

Kontakte aus Kupfer/Beryllium-Legierung, die Beryllium im Bereich zwischen 6 und 19% enthalten, haben eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Kaltverschweißung gezeigt, d. h. eine Verschweißung unter dem Einfluß eines hohen Druckes, der die Kontakte zusammendrückt, wobei aber kein Lichtbogen zwischen den Kontakten brennt

So wurde eine Untersuchungsreihe durchgeführt, bei der saubere Kontakte aus unterschiedlichen Materialien mit einer Kraft von etwa 13 350 N zusammengedrückt und dann getrennt wurden, um eine zwischen Ihnen bestehende Verschweißung zu zerreißen. Mit Kontakten aus Kupfer/Wismut-Legierung mit 0,5 Gew.-% Bi, wie in dem US-Patent 32 46 979 beschrieben, wurden Verschweißungen entwickelt, die zum Öffnen eine Kraft von etwa 356 N erforderten. Es wird davon ausgegangen, daß diese Kupfer/Wismut-Legierung das Beste der Kontaktmaterialien ist, die in dieser US-PS beschrieben sind.

Fehlen praktisch jeder Kaltverschwelßung 1st ein entscheidender Vorteil, nicht nur weil die zum Trennen der Kontakte erforderliche Kraft vermindert wird, sondern weil auch die Wahrscheinlichkeit herabgesetzt wird, daß an der zerrissenen Verschweißung Höcker gebildet werden, die dielektrische Festigkeit beeinträchtigen könnten. Ein weiterer Zustand, der zu einer Kontaktverschweißung führen kann, Ist mit dem Schließvorgang des Schaltgerätes verbunden, wenn dieses gegen hohe Ströme ίο geschlossen wird. Wenn die Kontakte In ihre geschlossene Stellung gebracht werden, prallen sie häufig unmittelbar nach Ihrem ersten Aufprall eine kurze Strecke auseinander und werden dann, unterstützt durch die auf den bewegbaren Kontakt ausgeübte Schließkraft, wieder mlteinander verbunden. Wenn diese Kontakte zunächst auseinanderpralllen, wird ein Lichtbogen gezogen und dieser Lichtbogen schmilzt benachbarte Oberfiächenabschnltte der Kontakte, so daß, wenn sie wieder miteinander in Berührung kommen, an der Grenzfläche ein geschmoizener Film vorhanden ist Wenn der Lichtbogen nach der erneuten Berührung der Kontakte verlöscht, fällt die Energiezufuhr zu der Kontaktfläche steil ab, und der Film an der Grenzfläche kühlt somit schnell bis zu seinem festen Zustand ab. Das Ergebnis ist die Bildung einer Verschweißung zwischen den beiden Kontaktflächen. Je höher der Lichtbogenstrom Ist, desto größer wird der mit dem geschmolzenen Film bedeckte Oberflächenberelch sein und desto größer und härter 1st gewöhnlich die Verschweißung. Die unter diesen Bedingungen gebildeten Schweißstellen werden als Heißverschweißungen bezeichnet.

Zur Bestimmung der relativen Festigkeit von Verschweißungen, die unter diesen Bedingungen gebildet werden, wurden saubere Kontakte aus verschiedenen Materialien unter Bedingungen in Berührung gebracht, bei denen Starkstrom-Lichtbögen erzeugt wurden. Dann wurde die zur anschließenden Trennung erforderliche Kraft gemessen. Um die Bildung von Oxid- oder anderen Filmen auf den Kontakten zu verhindern, wurden diese Untersuchungen In einer inerten Argon-Atmosphäre durchgeführt, die bezüglich der Oxidation Umgebungsbedingungen liefert, die denjenigen im Hochvakuum sehr ähnlich sind. Bei Kontakten aus reinem Kupfer war eine Öffnungskraft von etwa 22 250 N erforderlich, um die Schweißstelle zu zerreißen und die Kontakte zu trennen. Bei Kontakten aus Cu/Bi-Legierungen mit 0,5 Gew.-% Bi war eine Öffnungskraft von etwa 556 bis 890 N notwendig.

. Mit Kontakten aus Kupfer/Beryllium-Legierung mit 3 Gew-% Beryllium, die zusätzlich 1 Gew.-% Wismut zur Herabsetzung der Schweißfestigkeit enthielt, wurden Verschweißungen gebildet, die für Ihr Zerreißen eine

Öffnungskraft von mehr als etwa 8900 N erforderten.

Mit Kontakten aus Kupfer/Beryllium-Legierung mit 5 Gew.-% Beryllium wurden Schweißstellen gebildet, die als Öffnungskraft mehr als etwa 16 910 N erforderten.

Wenn dagegen die Berylliummenge in der Kupfer/Beryllium-Legierung auf etwa 7 Gew.-% erhöht wurde, war bezeichnenderweise nur eine Öffnungskraft von etwa 108 bis 668 N notwendig. Bei einer Kupfer/Beryllium-Legierung, die etwa 12 Gew.-9ä Be enthielt, wurden praktisch keine Schweißstellen gebildet. Mit einer Kupfer/Beryllium-Leglerung, die 15 Gew.-96 Be enthielt, wurden etwa 2225 N Öffnungskraft erfor-

Keine Kaltverschwelßungen wurden gebildet bei Kon- 65 dernde Schweißstellen gebildet,

taktflächen aus den folgenden Legierungen: Cu/Be mit Aus den obengenannten Untersuchungen scheint her-

5 Gew.% Be, Cu/Be mit 7 Gew.-96 Be, Cu/Be mit vorzugehen, daß alle gebildeten Schweißstellen durch

12 Gew.-% Be und Cu/Be mit 15 Gew.-% Be. Dieses eine Öffnungskraft von weniger als etwa 4450 N zerrissen

werden können, wenn der Prozentgehalt von Beryllium in der Kupfer/Beryllium-Leglerung etwa 6 Gew.-96 Be übersteigt. Dies Ist eine für die meisten Anwendungen von Leistungsschaltern annehmbare Kraft. Die übermäßige Sprödlgkelt, die aus der Erhöhung des Berylllumgehaltes über etwa 19 Gew.-96 hinaus resultiert, bestimmt die obere Grenze des Berylllumgehaltes.

Die oben beschriebene hohe Beständigkeit gegenüber der Bildung von sowohl Heiß- als auch Kaltverschwelßungen Ist eine unerwartete Eigenschaft der Kontakte aus Kupfer/Beryllium-Leglerung mit einem Berylllumgehalt Im Bereich von 6-19 Gew.-96. Besonders erwähnenswert 1st die extreme Weichheit der gebildeten Schweißstellen, wenn der Berylllumgehalt im Bereich von etwa 7-13 Gew.-% der Cu/Be-Leglerung liegt

Obwohl es keinen großen Unterschied bei den Kräften gibi, die zum Zerreißen der Schweißstellen zwischen den oben beschriebenen Kontakten aus Kupfer/Beryllium-Leglerung mit 6-19 Gew-% Be erforderlich sind, wenn man diese mit den zum Öffnen der Kupfer-Wlsmut-Kontakte erforderlichen Kräfte vergleicht, so Ist es äußerst bedeutsam, daß die hohe Verschweißbeständigkeit der Kupfer/Beryllium-Legierungen erhalten wurde, ohne daß Irgendwelches Wismut oder ein anderer verschweißhemmender Bestandteil mit niedrigem Erstarrungspunkt und hohem Dampfdruck erforderlich 1st, der In den anderen Bestandteilen unlöslich ist. Dies 1st sehr vorteilhaft, da das Vorhandensein dieser unlöslichen Bestandteile mit niedrigem Erstarrungspunkt in den Legierungen nach der US-PS 32 46 979 die Art der Oberflächenreinigung beschränkt, die bei der Herstellung des Vakuumschaltgerätes angewendet werden kann und weiter Beschränkungen auferlegt, wo vakuumdichte, geschweißte Verbindungsstellen angeordnet werden können, und einen besonderen Schritt für den Zusatz des unlöslichen Bestandteiles erfordert. Untersuchungen mit den wlsmutfrelen Kupfer/Beryllium-Legierungen haben ferner gezeigt, daß Im Vergleich zu wlsmuthaltlgen Kupfer/Berylllum-Legierungen ein erhöhtes Strom- und Spannungsunterbrechungsvermögen selbst dann erhalten werden kann, wenn die wismuthaltigen Legierungen das Wismut nur In geringen Mengen, wie 1 Gew.-96 von der Gesamtlegierung, enthalten.

Mit dem Hinwels auf zusätzliche Bestandteile, die Im festen Zustand Kupfer und Beryllium praktisch unlöslich sind, sind solche Zusatzbestandteile gemeint, die bei der Erstarrungstemperatur des Zusatzbestandteiles eine Festkurperiösllchkelt in Kupfer und Beryllium von weniger als etwa 2 Gew.-96 der Legierung aufweisen. Wismut und andere in der US-PS 32 46 979 beschriebenen Metalle sind Beispiele für derartige zusätzliche Bestandteile.

Bei der Herstellung der Legierungen für die Kontaktflächen sollte jeder einzelne Bestandteil zunächst auf geeignete Weise bearbeitet werden, um ihn von sorbierten Gasen und anderen Verunreinigungen zu befreien, indem man sie beispielsweise dem Zonenschmelzverfahren unterwirft, das in der US-PS 32 34 351 beschrieben ist. Die Bestandteile werden dann geschmolzen und auf geeignete Welse miteinander vermischt, während sie in flüssigem Zustand sind, woraufhin die Temperatur herabgesetzt wird, damit die Bestandteile erstarren und die feste Legierung bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   L Vakuumschaligerät mit einem evakuierten Gehäuse sowie mit zwei Schalterkontajften, die isoliert voneinander In dem Gehäuse angeordnet sind und zusammen eine Schaltstrecke bilden, wobei die Kontaktflächen der beiden Hauptelektroden aus einer Legierung aus Beryllium und Kupfer bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupfer/ Beryllium-Legierung aus Beryllium in einer Menge von 6 und 19 Gew.-*, Rest Kupfer besteht.
2. 2. Vakuumschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupfer/Beryllium-Legierung aus Beryllium In einer Menge von 7 bis 13 Gew.-%, Rest Kupfer besteht.