DE2428848A1 - Kontaktelemente fuer waehler von stufenschaltern - Google Patents
Kontaktelemente fuer waehler von stufenschalternInfo
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H11/041—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts by bonding of a contact marking face to a contact body portion
Description
TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, Deckerstraße 5
FST 74-/20 - Vf Stuttgart, den 20.5.1974
PT-S/Dr. Wolf/dk
Kontaktelemente für Wähler von Stufenschaltern
Zwecks Erzielung günstiger elektrischer wie auch zufriedenstellender
mechanischer Eigenschaften ist es bekannt, die beispielsweise aus dem Grundmaterial Kupfer oder Messing bestehenden
Messerkontakte und Schleifringe von Wählern für Stufenschalter galvanisch zu versilbern. Wie sich jedoch gezeigt
hat, werden derart versilberte Kontakte, was die Ausbildung von Fremdschichten und damit das Entstehen entsprechender
Kontaktübergangswiderstände sowie insbesondere auch den mechanisch verursachten Materialabrieb anbetrifft, den gestellten
Anforderungen häufig nicht im gewünschten Ausmaß gerecht.
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Aus diesem Grunde ist man dazu übergegangen, auf. die Ober- und Unterseite von Messerkontakten und Schleifringen eine
Silberäuflage von ca. 1,5 bis 2 mm Stärke aufzulöten. Mit ·
solchen Auflagen aus Massivsilber wurden weitgehend korrosionsfeste und abriebfeste Kontakte erhalten, deren Lebensdauer
entsprechend hoch ist. Infolge der hohen Kosten des für den genannten Zweck verwendeten Silbers wird bei der verhältnismäßig
sehr großen Anzahl von Kontakten, wie sie Stufenwählereinheiten aufweisen, das Aufbringen derartiger Auflagen aus
Massivsilber unökonomisch.
Ausgehend von dieser Situation auf der einen Seite und andererseits
von der Erfahrungstatsache, daß versilberte Kontakte den
Anforderungen häufig nicht genügen, liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, welche die Nachteile der beiden aufgezeigten bekannten Kontaktausbildungen
vermeidet.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß auf das aus einem elektrisch leitenden Grundmaterial bestehenden Kontaktteil
wenigstens im Bereich der Kontaktzonen ein mindestens eine aufplattierte Silberschicht enthaltender Träger aus elektrisch
ebenfalls gut leitendem Material aufgebracht ist. Dabei kann der die aufplattierte Silberschicht enthaltende Träger
durch ein Kupfer- oder Aluminiumband verkörpert sein, es können aber auch sonstige, für diesen Zweck geeignete Werkstoffe oder
Legierungen als .Trägermaterialien Verwendung finden.
Die Stärke der aufplattierten Silberschicht braucht dabei, wie
umfangreiche Untersuchungen überraschenderweise gezeigt haben, lediglich etwa 3/10 mm betragen. Voraussetzung für einen hinreichend
geringen Abrieb der Silberschicht ist, daß der Kontaktdruck Je Kontaktpunkt der über die Silberschicht gleitenden
Kontakte bestimmte Grenzwerte nicht übersteigt. Dies bedeutet, daß bei höheren Strömen die Gleitkontakte eine entsprechend
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FST 7V20
große Zahl parallel geschalteter Kontaktpunkte enthalten
müssen. Wie sich des^eiteren herausgestellt hat, sind die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der aufplattierten
Silberschicht im Vergleich zu den entsprechenden Eigenschaften im Falle einer galvanisch aufgebrachten Silberschicht,
was nicht ohne weiteres vorhersehbar war, erheblich günstiger. Ferner hat man im Falle des Aufplattierens von
Silberschichten auf ein geeignetes Trägermaterial hinsichtlich der Beschaffenheit der Silberauflagen, also legierungsmäßig,
einen nicht unwesentlich größeren Dispositionsspielraum.
Als Trägermaterialien für das aufplattierte Silber eignen
sich insbesondere Kupfer, Aluminium, Messing oder entsprechende Eigenschaften aufweisende andere Werkstoffe und Legierungen,
die in Band- oder ähnlicher Form zur Anwendung kommen können. Da die Laufkontakte beim Auf- und Abfahren von der Silberauflage
auch ein kurzes Stück über das Trägermaterial gleiten können, ist eine hinreichende Härte dieses Trägermaterials
zur Vermeidung eines zu hohen Abriebs an dieser Stelle notwendig. Es kann daher vorteilhaft sein, als Trägermaterial
solche Werkstoffe und Legierungen zu verwenden, die auch nach dem Löten durch die dabei auftretenden Temperaturen noch eine
ausreichende Härte behalten. Bei Verwendung von Kupfer als Trägermaterial erscheinen insbesondere Legierungen aus Kupfer
mit Silber oder mit Chrom günstig.
Die Dicke des Trägermaterials wird so gewählt, daß sich das Band noch gut verarbeiten, d.h. insbesondere ohne Schwierigkeiten auf das Grundmaterial auflöten läßt. Da man in einer
Lotschicht stets mit gewissen unbenetzten Flächen rechnen muß,
ist die Dicke des Trägermaterials auch noch so groß zu wählen, daß es in der Lage ist, den über die Kontaktpunkte auf die
Silberauflage und von dieser auf das--Trägermaterial eintretenden
Strom über eventuelle im Lot vorhandene Fehler-
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stellen hinweg zu führen. Unter den genannten Gesichtspunkten hat sich "bei Verwendung von Kupfer als Trägermaterial eine
Dicke von etwa 1-2 mm bei einer Breite von etwa 5 mm als günstig erwiesen.
Die Praxis zeigt, daß sich nur bestimmte Materialien zuverlässig aufeinander plattieren lassen und daß andererseits auch
wiederum nur bestimmte Materialpaarungen gut aufeinanderzulöten sind.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird ferner vorgeschlagen,
ein Band aus drei aufeinanderplattierten verschiedenartigen Materialien zu verwenden, wobei zunächst die Silberschicht,
dann ein sich gut mit Silber plattierendes Material kommt, anschließend als dritte Schicht ein Material gewählt
wird, das sich einerseits mit der zweiten Schicht wiederum gut plattieren und andererseits mit dem Grundwerkstoff des
Kontaktes gut löten läßt. Auch hier käme noch als vierte Schicht eine aufplattierte Lotschicht in Betracht. Als Materialkombination
ist dabei u.a. folgende denkbar: Trägermaterial: Kupfer, kontaktseitige Plattierungsschicht:
Silber, grundmaterialseitige Plattierungsschicht: Messing, Kontaktgrundmaterial: Aluminium.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen,
den 'die aufplattierte Silberschicht enthaltenden
Träger an seiner Unterseite mit einem Schmelzlot zu versehen, wodurch, wie sich gezeigt hat, die durch Löten vorgenommene
Vereinigung mit dem Kontaktgrundmaterial wesentlich erleichtert wird. Das Schmelzlot kann daher ebenfalls aufplattiert sein.
Es besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, den mit der Silberschicht ausgestatteten Träger durch einen Gießvorgang
mit dem Kontaktgrundmaterial mechanisch zu vereinigen.
Um der Gefahr vorzubeugen, daß infolge des Gleitvorgangs beim Auffahren der Wählerlaufkontakte auf die üblicherweise mit
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einer Anlaufschräge versehenen Messerkontakte ein Kontaktabrieb
am Kontaktgrundmaterial entsteht und Abriebteile auf die Silberauflage gelangen, wodurch der Kontaktwiderstand erhöht
wird, ist nach einem weiteren Gedanken der Erfindung vorgesehen, die Silberauflage an der Auflaufschräge der Messerkontakte
so weit herunterzufuhren, daß die Laufkontakte unter
Berücksichtigung aller Toleranzen stets sofort auf die Silberauflage auflaufen. Es ist auch denkbar, durch sonstige Mittel,
beispielsweise durch Steuerung des gegenseitigen Abstandes der Laufkontakte, dafür zu sorgen, daß die Laufkontakte erst
im Bereich der Silberauflagen auf den Messerkontakten mit
den letzteren in Berührung kommen.
Wählt man die Dicke des Trägermaterials entsprechend groß und besitzt das Trägermaterial eine höhere elektrische Leitfähigkeit
als das Kontaktgrundmaterial, so kann der Querschnitt des Kontaktgrundmaterials entsprechend gesenkt werden. Dadurch
ergibt sich eine weitere Einsparungsmöglichkeit an Kontaktmaterial.
Es hat sich beispielsweise als vorteilhaft erwiesen, bei einer Stärke der aufplattierten Silberschicht von 0,3 mm
die Dicke des als Trägermaterial dienenden Kupferstreifen 5 mm und höher zu wählen.
Durch die Zeichnung ist ein ein Ausführungsbeispiel darstellender Messerkontakt veranschaulicht, dessen Kontaktzonen
durch Kontaktbeläge gemäß der Erfindung verwirklicht sind.
Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf einen Messerkontakt eines Stufenwählers,
Figur 2 eine Ansicht längs des Schnittes a, b, durch Figur 1.
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Das Grundmaterial des Messerkontaktes gemäß den Figuren 1 und 2 besteht aus Messing. Im Bereich der beiden Kontaktzonen,
also an seiner Ober- und Unterseite, enthält das Kontaktelement 1 einen Kontaktbelag 2, 3, jeweils bestehend aus der
Kombination Silber - Kupfer - Schmelzlot. Die Silberschicht 4- ist auf die Oberseite des bandförmigen Trägers 5 aus Kupfer
aufplattiert, desgleichen das Schmelzlot 6 auf dessen Unterseite. Wie in Figur 1 gestrichelt angedeutet ist, kann der
Kontaktbelag bis zu den Auflaufschrägen des Messerkontakts verlängert sein, so daß die Wählerauflaufkontakte beim Auffahren
sofort auf das silberplattierte Kontaktband aufgleiten, wodurch ein Abrieb von Grundmaterial, in diesem Falle also
von Messing, verhindert wird.
- Patentansprüche 509881/0196
Claims (1)
- TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, Deckerstraße 5FST 7A-/2O - Wf Stuttgart, den 20.5.1974PT-S/Dr. Wolf/dkPatentansprüche/ 1. !Kontaktelernente für Wähler von Stufenschaltern, dadurch gekennzeichnet, daß auf das aus einem elektrisch leitenden Grundmaterial bestehende Kontaktteil wenigstens im Bereich der Kontaktzonen ein mindestens eine aufplattierte Silberschicht (A-) enthaltender bandförmiger Träger (5) aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff aufgebracht ist.2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Silberschicht enthaltende Träger durch ein Kupferband verkörpert ist.5. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der aufplattierten Silberschicht versehene Träger aus Aluminium bzw. legiertem Aluminium besteht.509881 /01964. Kontaktelement nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der auf den Träger (5) aufplattierten Silberschicht (4-) mindestens 0,3 mm beträgt.5. Kontaktelement nach den Ansprüchen 1-4-, dadurch gekennzeichnet, daß der die aufplattierte Silberschicht (4-) enthaltende Träger (5) auf das Kontaktgrundmaterial aufgelötet ist.6. Kontaktelement nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der plattierten Silberschicht versehene Träger an seiner dem Kontaktgrundmaterial zugewandten Seite eine Schmelzlotschicht (6) besitzt.7. Kontaktelement nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzlotschicht auf den Träger der plattierten Schicht aufplattiert ist.8. Kontaktelement nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der auf seiner einen Seite eine aufplattierte Silberschicht enthaltende Träger an seiner anderen Seite mit einer weiteren Schicht eines aufplattierten Materials versehen ist, das mit dem Kontaktgrundmaterial gut verlötbar ist.9. Kontaktelement nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der die plattierten Schichten aufweisende Träger mit dem Kontaktgrundmaterial durch einen Gießvorgang vereinigt ist.10. Kontaktelement nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktgrundmaterial aus Kupfer, Messing, Aluminium oder dergleichen besteht.11. Kontaktelement nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des die plattierten Schichten enthaltenden Trägers aus Kupfer, Messing, Aluminium oder einem sonst geeigneten Werkstoff besteht.509881 /0196
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8235 | Patent refused |