DE2439315A1

DE2439315A1 - Gleichstromschaltgeraet, insbesondere relais fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2439315A1
Application number: DE19742439315
Authority: DE
Inventors: Robert Korn
Original assignee: Westfaelische Metall Industrie KG Hueck and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1974-08-16
Filing date: 1974-08-16
Publication date: 1976-02-26
Also published as: DE2439315B2; FR2282155B1; IT1041485B; ES440042A1; DE2439315C3; GB1491768A; FR2282155A1

Description

Westfälische Metall Industrie KG Lippstadt, den 15.8.1974

PAT/S/Mä. H u e c k & Co Nr. _2590, -

Beschreibung zur Patent- \ anmeldung; "Gleichstromschaltgerät, insbesondere Relais für Kraftfahrzeuge"

Die Erfindung betrifft ein Gleichstromschaltgerät, insbesondere ein Relais für Kraftfahrzeuge, mit Edelmetallkontakten, unter Verwendung einer Palladium-Kupfer-Legierung. Bei verschiedenen Gleichstromschaltgeräten treten Schwierigkeiten auf, eine ausreichende Kontaktlebensdauer zu erhalten, wenn insbesondere unterschiedliche Lasten geschaltet werden und die zur Verfügung stehenden Kontaktkräfte verhältnismäßig klein sind. Insbesondere bei Kleinrelais und bei Hitzdrahtblinkgebern sind die Kontaktkräfte so gering, daß Schwierigkeiten in dieser Hinsicht auftreten. Die Belastung ist sehr unterschiedlich, z.B. werden ein bis sechs Lampen von 18 bzw. 21 W von ein und demselben Schaltgerät geschaltet, z.B. einem Kleinrelais in einem elektronischen Blinkgeber. Bisher wurden für diese Zwecke sehr teure Edelmetallkontakte aus Gold bzw. Goldlegierungen, bzw. aus Palladiumlegierungen verwendet. Es sind u. a» bereits Kontakte aus einer massiven Palladium-Kupferlegierung mit einem Palladiumanteil von 60 Gew.#> bekannt.

-Z-

609809/060 1

Die Erfindung hat insbesondere die Verbesserung derartiger Gleichstromschaltgeräte im Hinblick auf billigeres Kontaktmaterial und längere Lebensdauer zum Ziel. Erfindungsgemäß besteht der Anpdenkontakt aus einer Kontaktschicht aus einer Palladium-Kupfer-Legierung in geordneter Phase mit einem Palladiumgehalt von etwa 60 Gew.%, Rest Kupfer, in einer Schichtdicke von 0,1 bis 0,15 mm und einer darunter befindlichen Schicht aus Kupfer und der Kathodenkontakt aus Silber oder einer Silberlegierung_o

Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erreicht: Die verwendete Edelmetallmenge ist erheblich geringer als bei bekannten Kontakten für vergleichbare Anwendungsfälle, wodurch Einsparungen an Materialkosten erzielt werden. Weiter ist eine geringere Materialwanderung festzustellen und damit eine höhere Lebensdauer der Kontakte. Ferner läßt sich insbesondere bei der Verwendung in Hitzdrahtblinkgebern eine geringere Neigung zum Verschweißen der Kontakte feststellen.

Ferner wurde als weiterer Vorteil gefunden, daß bei erfindungsgemäß aufgebauten Kontaktmaterialpaarungen der Anodenkontakt leichter verarbeitet werden kann.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden. Ein Gleichstromschaltgerät, z.B. ein Kleinrelais, wie es als Schaltstufe in elektronischen Blinkgebern für Kraftfahrzeuge verwendet wird, z.B. in 12V- oder 24V-Ausführung, kann mit einem Anodenkontakt versehen werden,

— 3 —

609809/Ü601

243931b

der aus einem gewalzten Band ausgestanzt oder, von diesem abgeschnitten ist, das aus einer Kontaktschicht aus einer Palladium-Kupfer-Legierung in geordneter Phase mit einem Palladiumgehalt von 60 Gew.% und einem Kupfergehalt von 40% in einer Schichtdicke von 0,1 mm und einer darunter befindlichen Kupferschicht von 0,2 mm Dicke besteht.· Vorzugsweise wird eine weitere Grundschicht aus Monelmetall vorgesehen, wodurch sich ein Dreischichtenaufbau ergibt. Die Schichtdicke der Kupferschicht sollte mindestens 0,1 mm betragen. Auch die Schichtdicke der Monelmetallschicht kann etwa 0,1 mm betragen. Durch die Verwendung der Grundschicht aus Monelmetall besteht die Möglichkeit, das Kontaktmaterial leichter zu verarbeiten, insbesondere den Einzelkontakt leichter auf seiner Grundlage aufzuschweißen. Es kann z.B_o das Schlatterschweißverfahren angewendet werden. Als Gegenkontakt kann ein Kontakt aus Reinsilber verwendet werden. Es haben sich aber auch verschiedene bekannte Silberlegierungen, die in anderem Zusammenhang als Kontaktmaterial bekannt sind, bewährt, so z.B. das sogen. Feinkornsilber, eine Silber-Nickel-Legierung mit einem Nickelgehalt von z.B. 0,15% oder aber eine Silber-Kupfer-Legierung mit einem Silbergehalt von 97 Gew.%. Ferner eine Silber-Kupfer-Legierung mit einem Silbergehalt von 90 Gew.%.

Die Kontaktgröße hängt teilweise von den geschalteten Lasten ab. Im Rahmen der zuvor genannten Lasten hat sich eine Kontaktpaarung bewährt, bei der die Anode aus dem beschriebenen Dreischichtenmaterial in einer Kontaktgröße von

- ⁴ 6098Ü3/0601

243931b

2 χ 2 mm und die Kathode aus Silber oder einer Silberlegierung von 5 mm 0 in einer Dicke von 0,4 bis 1 mm besteht. Anstelle des Silberkontaktes kann auch versilbertes Messing verwendet werden. In diesem Falle sollte keine enge Begrenzung der Fläche vorgesehen werden. Die Kontaktfläche könnte also aus dem versilberten Kontaktträger selber bestehen.

In dem Dreischichtenmaterial kann gegebenenfalls die Kupferschicht auch durch eine Silberschicht ersetzt sein. Wesentlich ist die Wärmeleitfähigkeit und die Wärmespeicherung. Insbesondere beim Schalten von Glühlampen treten Strom-, spitzen auf (Einschaltspitzen), die eine Speicherung und Verteilung der bei den Schaltvorgängen auftretenden Wärme notwendig machen.

Wesentlich erscheint, daß bei der Wärmeerzeugung ein Materialwanderungsgefälle von dem aus dem Zweischichten- oder Dreischichtenmaterial bestehenden Anodenkontakt zum Kathodenkontakt besteht. Bereits nach wenigen Schaltungen befindet sich auf der Oberfläche des an sich aus Silber oder einer Silberlegierung bestehenden Kathodenkontakts eine Schicht aus einer Palladium-Kupfer-Legierung von einigen /^u Dicke, ZoBo 7 Λ¹· Offenbar ist hierdurch die geringere Klebebzw. Verschweißneigung bedingt„

Auch dann, wenn die geordnete Phase der Palladium-Kupfer-Legierung zerstört wird, tritt durch die Hinterfütterung mit Kupfer eine derartige Verbesserung auf, daß häufig

- 5 B09809/0601

243931b

auch dann noch die geforderte Lebensdauer der Kontakte erreicht wird.

Bei äußerst geringen Kontaktkräften, wie sie manche elektromagnetischen Hitzdrahfblinkgeber aufweisen, ist mit dem erfindungsgemäß aufgebauten Edelmetallkontakt zwar eine Verbesserung zu erreichen, aber häufig nicht die vollständige Beseitigung aller Schwierigkeiten. Dagegen kann bei Hitzdrahtblinkgebern auf Schnapp-Schalter-Basis, bei denen zwar ebenfalls noch sehr geringe Kontaktkräfte auftreten, z.B. Kontaktkräfte von 25 p, bereits mit ausreichender Sicherheit die geforderte Kontaktlebensdauer erzielt werden. Auch bei Kleinrelais mit Kontaktkräften von etwa 100 ρ wird eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäß aufgebauten Edelmetallkontaktes gesehen.

- 6-

6098 09/060 1

Claims

243931b

- 6 Ansprüche

Gleichstromschaltgerät, insbesondere
Relais für Kraftfahrzeuge, mit Edelmetallkontakten, unter Verwendung einer Palladium-Kupfer-Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkontakt aus einer Kontaktschicht aus einer Palladium-Kupfer-Legierung in geordneter
Phase mit einem Palladiumgehalt von etwa 60 Gew.%, Rest Kupfer, in einer Schichtdicke von o,1 Ms o, 15 mm und einer
darunter befindlichen Schicht aus Kupfer besteht, und daß der Kathodenkontakt
aus Silber oder einer Silberlegierung
besteht.
2. Gleichstromschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferschicht mindestens 0,1 mm dick ist_o

3ο Gleichstromschaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferschicht 0,2 mm dick ist.

4„ Gleichstromschaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkontakt aus einer Grundschicht aus Monel-

— 7 —
609809/0 601

metall, aus einer darauf befindlichen Schicht aus Kupfer von 0,2 mm Dicke ,--" _{: v}- und aus der darauf befindlichen Kontak't^^ schicht aus einer Palladium-Kupfer-Legierung mit 60 Gew.% Palladiumgehalt von 0,1 mm Dicke besteht.

Gleichstromschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkontakt aus einer Silber-Kupfer-Legierung mit 97 Gew.% besteht.

Gleichstromschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkontakt aus Feinkornsilber besteht.

609809/0601

ORIGINAL INSPECTED