DE2437021C3

DE2437021C3 - Kontaktanordnung für Gleichstromschaltgeräte, insbesondere für Hitzdrahtblinkgeber in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2437021C3
Application number: DE19742437021
Authority: DE
Inventors: Robert 4781 Hoerste Korn
Original assignee: Westfaelische Metall Industrie KG Hueck and Co
Current assignee: Westfaelische Metall Industrie KG Hueck and Co
Priority date: 1974-08-01
Filing date: 1974-08-01
Publication date: 1978-09-07
Also published as: ES436916A1; DE2437021A1; FR2280962B1; DE2437021B2; IT1032980B; GB1482730A; FR2280962A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für Gleichstromschaltgeräte, insbesondere für Hitzdrahtblinkgeber in Kraftfahrzeugen, mit einem Anodenkontakt aus einer hochprozentigen Silberlegierung. Eine derartige Kontaktanordnung ist aus der Zeitschrift ETZ 64 (1943), Heft 25/26, S. 347 bis 349, bekannt Bei ²S derartigen Geräten besteht die Schwierigkeit bei den geringen zur Verfügung stehenden Kontaktkräften eine Herabsetzung der Lebensdauer der Schaltkontakte zu verhindern, wenn unterschiedliche Lasten geschaltet werden. Bei Hitzdrahtblinkgebern, wie sie z. B. aus der DE-AS 16 55 835 bekanntgeworden sind, werden beim Richtungs- und Warnblinken Lampenlasten von ein bis vier Lampen von jeweils 18 bzw. 21 W geschaltet In handelsüblichen Blinkgebern werden deshalb überwiegend Edelmetallkontakte aus Gold-Nickel bzw. Gold-Kobalt verwendet die sehr teuer sind.

Aus der DE-AS 10 72 296 ist eine Schneidenlagerung für Schaltgeräte bekanntgeworden, bei der der Werkstoff für die eine Lagerseite eine Legierung von mehr als 50% Gold, insbesondere eine Gold-Nickel-Legierung, ist und der für die andere Lagerseite eine Legierung mit mehr als 60% Kupfer oder Silber. Diese Paarung enthält noch das teuere Gold. Sie ist für Schneidenlager mit einem Schneidenlagerdruck von mehr als 19,6 N (2 kg) geeignet dagegen nicht für Kontakte mit sehr geringen Kontaktkräften.

Ferner ist aus der DE-AS 16 15 031 bekanntgeworden, als Leiterwerkstoff vernickelten Stahl bzw. verkupferten Stahl zu verwenden. Eine Verwendung als Kontaktmaterial, insbesondere in Paarungen dieser beiden Leiterstücke, ist nicht vorgesehen.

Ferner ist die Verwendung von Silber-Kupfer-Legierungen, z. B. in der Zusammensetzung mit einem Kupfergehalt von 3, 10 oder 20%, sowie die Verwendung von Silber-Nickel-Legierungen mit einem Nickelgehalt von bis zu 0,5% als Kontaktwerkstoff bekanntgeworden (s. A. K e i I »Werkstoffe für elektrische Kontakte«, Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg, 1960, S. 155/156). Eine Paarung dieser beiden Kontaktstoffe geht aus dieser Literaturstelle ebensowenig hervor, wie aus der Literaturstelle »Metallforschung, Zeitschrift für das gesamte Gebiet der Metallkunde und Werkstoffprüfung« ()an. 1947, S. 29 bis 32), aus der lediglich die günstigen Eigenschaften von Kontakten aus Feinkornsilber, wie Unterdrückung von Schweißneigung und ^6<i Stoffwanderung, bekanntgeworden sind.

Es sind ferner schon Untersuchungen über die Abnutzung von Gleichstromdruckkontakten durchgeführt worden (s. Dr. W. Burstyn »Elektrische Kontakte und Schaltvorgänge«, Springer-Verlag, 1956, S. 86 bis 100), wobei insbesondere die Phänomene Grobwanderung und Feinwanderung unter dem Einfluß des Stromes diskutieit wurden. In dieser Literaturstelle wird auch die Verwendung von Silber-Nickel-Sintermetall als Kontaktmaterial vorgeschlagen, weil ein derartiges Kontaktmaterial die relative Abbrandfestigkeit des Nickels mit dem geringen Obergangswiderstand des Silbers vereinigt Es wird dort auch der Vorschlag gemacht (S. 94), als Anode ein unedleres Metall (Nickel) zu benutzen. Eine bestimmte Paarung für bestimmte Anwendungsfälle wird auch hier nicht angegeben.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, die eingangs genannte Kontaktanordnung derart zu verbessern, daß insbesondere die Schwierigkeiten durch unterschiedliche elektrische Lasten überwunden werden, um so vor allem Spitzen- und Kraterbildung und damit die Verringerung der Lebensdauer der Schaltkontakte bei sehr geringen Kontaktkräften zu vermeiden. Erfindungsgemäß besteht der Anodenkontakt aus einer Silber-Kupfer-Legierung mit einem Kupfergehalt von mindestens 5Gew.% und der Kathodenkontakt aus Feinkornsilber mit einem Nickelgehalt von 0,1 bis 0,2 Gew.%. Es ergibt sich ferner der Vorteil, daß eine geringere Verschweißneigung als bei Kontakten aus den bekannten goldhaltigen Legierungen festgestellt werden konnte.

Mit einer erfindungsgemäß aufgebauten Kontaktmaterialpaarung besteht die Möglichkeit, z. B. hell anlaufende Hitzdrahtblinkgeber und auch Relais in 24 V-Technik mit Silberkontakten zu bestücken, ohne daß eine Herabsetzung der Lebensdauer gegenüber mit Goldkontakten bestückten Geräten auftritt. Auch bei einer gegebenenfalls notwendig werdenden Verdoppelung der Größe der Kontaktfläche kann eine erhebliche Einsparung erzielt werden.

Bisherige Versuche mit Silberlegierungen gingen alle negativ aus, da eine ausgesprochene Feinwanderung (Materialwanderung von der Anode zur Kathode) auftrat. Nur bei konstanten Lasten läßt sich die Materialwanderung im Einzelfall durch Wärmeableitung ausgleichen. Bei unterschiedlichen Lasten hingegen, wie sie z. B. beim Richtungsblinken und Warnblinken auftreten, konnten bisher Silberlegierungen nicht mit befriedigendem Erfolg eingesetzt werden.

Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß bei einem verhältnismäßig hohen Kupfergehalt einer als Anode verwendeten Silber-Kupferlegierung eine flächenhafte Materialwanderung auftritt, die zur Verhinderung der Zerstörung der Schaltkontakte ausgenutzt werden kann.

Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kontaktpaarung in einem Gleichstromschaltgerät wandert beim Schließen des Kontaktes die Silber-Kupferlegierung auf die Kathode und schlägt sich dort nieder. Beim öffnen des Kontaktes wird die Silber-Kupferlegierung im Lichtbogen wegen ihrer geringeren Grobwanderungsfestigkeit auf die Anode zurücktransportiert. Bei richtiger Abstimmung des Kupfergehaltes wird bei jedem Schaltspiel bis auf geringe Diffusionszonen das gesamte Anodenmaterial, das auf der Kathode niedergeschlagen wurde, wieder zur Anode zurückgebracht. Dadurch tritt weder eine Spitzen- noch Kraterbüdung auf; ein Verhaken der Kontakte oder eine sonstige Störung bzw. Zerstörung tritt nicht auf. Die eingestellten Kontaktabstände bleiben erhalten.
Bei für das Richtungsblinken und das Warnblinken

eingesetzten hell anlaufenden 12 V-Blinkgebern mit den zuvor genannten Lampenlasten und mit Kontaktkräften von ca. 0,15 N wurden sehr gute Ergebnisse mit einer Anode aus einer Silber-Kupferlegierung mit einem Kupfergehalt von 10 Gew.-% erzielt, der eine Kathode aus Feinkornsilber gegenübersteht Der Kupfergehalt hängt teilweise von den geschalteten Lasten, insbesondere von der Induktivität des Gerätes und der Lichtbogenenergie, ab. Mit einem Kupfergehalt von 3% im Anodenmaterial kann noch kein deutlicher Effekt beobachtet werden. Die untere Grenze einer brauchbaren Legierung liegt bei etwa 5 Gew.-% Kupfergehalt Auch die obere Grenze hängt von denselben Parametern ab; sie liegt bei etwa 15 Gew.-% Kupfer ir. der Silber-

Kupferlegierung.

Die Kontakte können wie bekannt angewendet also z. B. auf dem gleichzeitig als elektrischer Leiter dienenden Magnetgestell des Blinkgebers und dem Schaltanker durch Lötung, Schweißung u. dgl. angebracht werden. Die Verarbeitung ist unkritisch.

Claims

Patentansprüche:

1. Kontaktanordnung für Gleichstromschaltgeräte, insbesondere für Hitzdrahtblinkgeber in Kraftfahrzeugen, mit einem Anodenkontakt aus einer hochprozentigen Silberlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkontakt aus einer Silber-Kupferlegierung mit einem Kupfergehalt von mindestens 5 Gew.-% besteht und der Kathodenkontakt aus Feinkornsilber mit einem Nickelgehalt von 0,1 bis 0,2 Gew.-%.

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupfergehalt des Anodenkontaktes etwa 10 Gew.-% beträgt «5