DE3806573A1 - Pair of contacts - Google Patents

Pair of contacts

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DE3806573A1 DE19883806573 DE3806573A DE3806573A1 DE 3806573 A1 DE3806573 A1 DE 3806573A1 DE 19883806573 DE19883806573 DE 19883806573 DE 3806573 A DE3806573 A DE 3806573A DE 3806573 A1 DE3806573 A1 DE 3806573A1
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Abstract

Pair of contacts made of a contact material which is prepared by means of powder metallurgy or by extrusion and which contains silver, especially suitable for compact circuit breaker (safety switch) devices. Provision is made, according to the invention, for a first and a second contact piece of the pair to consist of the following materials, AgC/AgWC/AgNi/AgSnO in varying volume percentage proportions and in varying combinations.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kontaktpaare aus Kontaktma­ terial, das pulvermetallurgisch oder durch Strangpressen ge­ wonnen werden kann und silberhaltig ist, insbesondere für Schutzschaltgeräte.The invention relates to contact pairs from Kontaktma material that is powder metallurgy or by extrusion can be won and contains silver, especially for Protection switchgear.

Bei Schutzschaltgeräten wird gefordert, daß nach Abschalt­ prüfungen die Erwärmung des Schaltgeräts gegenüber den Aus­ gangswerten nicht wesentlich erhöht ist. Besonders strenge Anforderungen werden an Fehlerstromschutzschalter gestellt. Hier wird beispielsweise nach britischen Prüfbedingungen, British Standard BS4293, gefordert, daß bei Fehlerstrom­ schutzschaltern nach einer Abschaltprüfung, wie beispiels­ weise der Gebrauchsprüfung, der Schaltvermögensprüfung oder der Prüfung auf Kurzschlußfestigkeit, die Erwärmung des Schaltgerätes gegenüber den Ausgangswerten nicht mehr als zehn Grad Kelvin erhöht sein darf. Das stellt andererseits an die Kontaktstücke und die Materialauswahl besonders hohe Anforderungen. Die elektrischen und die Kontakteigenschaften, wie Sicherheit gegen Verschweißen, müssen dabei selbstver­ ständlich gewährleistet bleiben.With protective switching devices, it is required that after switching off tests the heating of the switching device against the off current values is not significantly increased. Particularly strict Requirements are placed on residual current circuit breakers. Here, for example, according to British test conditions, British Standard BS4293, required that leakage current circuit breakers after a shutdown test, such as the use test, the switching capacity test or the test for short-circuit strength, the warming of the Switchgear no more than the initial values may be increased ten degrees Kelvin. On the other hand, that poses the contact pieces and the choice of materials are particularly high Conditions. The electrical and contact properties, such as security against welding, must remain guaranteed at all times.

Diese Forderungen bei Schutzschaltgeräten, zu denen außer den Fehlerstromschutzschaltern beispielsweise auch Leitungs­ schutzschalter zählen, zu erfüllen, ist besonders bei Schalt­ geräten, die bezogen auf eine bestimmte Leistung zunehmend kleinere Baugröße aufweisen, immer schwieriger. So sind die Ergebnisse mit üblichen Kontaktwerkstoffen, wie sie in Feh­ lerstromschutzschaltern häufig eingesetzt werden, beispiels­ weise auf der Basis von Wolframsilber-Mischungen WAg50-AgC4 unbefriedigend.These requirements for protective switching devices, to which except the residual current circuit breakers, for example, also line Counting circuit breakers, fulfilling them is particularly important when switching devices that are increasingly related to a certain power have smaller sizes, more and more difficult. That's how they are Results with common contact materials, as described in Feh Current circuit breakers are often used, for example  wise on the basis of tungsten silver mixtures WAg50-AgC4 unsatisfactory.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kontaktmaterialien zu entwickeln, die insbesondere in bestimmter Zuordnung von Kontaktstück-Paaren im Einsatz bei Schutzschaltern niedrige Erwärmung und gute Kontakteigenschaften aufweisen.The invention is based, contact materials the task to develop, in particular in certain assignment of Contact pairs in use with circuit breakers low Have warming and good contact properties.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht bei Kontaktpaaren aus Kontaktmaterial, das pulvermetallurgisch oder durch Strangpressen gewonnen wird und silberhaltig ist, insbeson­ dere für Schutzschaltgeräte, nach der Erfindung darin, daß eine Auswahl und Anordnung nach dem kennzeichnendem Teil von Patentanspruch 1, 2, 4 oder 7 besteht. Die Patentansprüche 3, 5 und 6 beziehen sich auf Weiterbildungen bzw. Ausgestaltungen.Contact pairs are the solution to the described task from contact material that is powder metallurgical or by Extrusion is obtained and contains silver, in particular dere for protective switching devices, according to the invention in that a selection and arrangement according to the characteristic part of Claim 1, 2, 4 or 7. Claims 3, 5 and 6 relate to further developments or refinements.

Den erfindungsgemäßen Materialien und paarweisen Zuordnungen ist gemeinsam, daß entsprechende Kontakte in Schutzschalt­ geräten sich bei bestimmungsgemäßem Betrieb wenig erwärmen und hohe Sicherheit gegen Verschweißen aufweisen. Dabei können sie bei vorgegebenen elektrischen Betriebsdaten im Rahmen der angegebenen Auswahlbereiche hinsichtlich ihrer Sicherheit gegen Verschweißen optimiert werden.The materials according to the invention and paired assignments has in common that corresponding contacts in protective circuit devices get slightly warm when used as intended and have high security against welding. You can at given electrical operating data within the scope of specified selection ranges with regard to their security can be optimized against welding.

Die Erfindung soll nun anhand von Beispielen näher beschrieben werden:The invention will now be described in more detail by means of examples will:

Das Material für ein erstes und ein zweites Kontaktstück für paarweise Anordnung kann aus Silbergraphit, AgC, bestehen, wo­ bei der Kohlenstoff etwa zwischen 2 und 7% beträgt und der Rest im wesentlichen Silber ist. Hierbei kann der Kohlenstoffan­ teil für gegebene elektrische Bedingungen so gewählt werden, daß der elektrische Kontakt aus Festkontaktstück und bewegli­ chem Kontaktstück die größte Sicherheit gegen Verschweißen bie­ tet. Die Prozentangaben werden hier durchwegs als Volumenprozent verstanden. Beispielsweise kann der Kohlenstoffanteil 4% und der Anteil an Silber 95 Volumenprozent, bei einem Prozent sonstiger Materialien, ausmachen.The material for a first and a second contact piece for paired arrangement can consist of silver graphite, AgC, where where carbon is between 2 and 7% and the Rest is essentially silver. Here, the carbon can can be selected for given electrical conditions that the electrical contact from the fixed contact piece and movable chem contact piece the greatest security against welding bie tet. The percentages here are consistently as volume percent  Roger that. For example, the carbon content can be 4% and the proportion of silver 95 percent by volume, at one percent other materials.

Das erste und das zweite Kontaktstück kann aus einer Silber- Wolfram-Graphit-Mischung, AgW..C bestehen, wobei der Wolfram­ anteil etwa zwischen 5 und 20 Volumenprozent und der Kohlenstoff etwa zwischen 2 und 7 Volumenprozent beträgt und der Rest Sil­ ber ist. So kann beispielsweise jedes der Kontaktstücke einen Wolframanteil von 10 Volumenprozent aufweisen, so daß unter gegebenen elektrischen und konstruktiven Bedingungen die größte Sicherheit gegen Verschweißen erzielt wird. Der Kohlenstoffan­ teil kann dann 4% und der Silberanteil 75% sein. Ein Prozent können Verunreinigungen ausmachen. Hierbei steigt die Abbrand­ brandfestigkeit mit dem Wolframanteil. Bei Anteilen oberhalb des Auswahlbereiches steigt der Kontaktspannungsabfall zu Wer­ ten an, die zu einer störenden Erwärmung des Schaltgerätes füh­ ren.The first and the second contact piece can be made of a silver Tungsten-graphite mixture, AgW..C exist, the tungsten Share between about 5 and 20 percent by volume and the carbon is between about 2 and 7 percent by volume and the rest Sil is about. For example, each of the contact pieces can be one Have tungsten content of 10 percent by volume, so that under given the greatest electrical and structural conditions Security against welding is achieved. The carbon part can then be 4% and the silver content 75%. One percent can make up impurities. Here the burn increases fire resistance with the tungsten component. For shares above of the selection area, the contact voltage drop increases to Who which lead to annoying heating of the switchgear ren.

Steigender Graphitgehalt erhöht die Sicherheit gegen Verschwei­ ßen der Kontakte.Increasing graphite content increases security against welding the contacts.

Oberhalb des Auswahlbereiches leidet die mechanische Kontakt­ festigkeit und die Spannungsfestigkeit der Geräte nach Abschal­ tungen. Bei Wolframanteilen unterhalb des Auswahlbereiches sinkt die Abbrandfestigkeit des Kontaktpaares und der Übergangs­ widerstand erhöht sich durch sinkenden Kontaktdruck. Bei Graphit­ anteilen unterhalb des Auswahlbereiches können bei kleinen Bau­ formen des Schaltgerätes die erforderlichen Aufreißkräfte nicht aufgebracht werden.Mechanical contact suffers above the selection range strength and the dielectric strength of the devices after switching off exercises. For tungsten parts below the selection area the erosion resistance of the contact pair and the transition decreases resistance increases due to falling contact pressure. With graphite shares below the selection area can be used for small buildings the switchgear does not form the required tear forces be applied.

Das erste Kontaktstück kann aus Silber-Wolfram-Graphit, AgW..C, und das zweite Kontaktstück aus Silber-Graphit, AgC, bestehen. Die Auswahl kann für jedes Kontaktstück so sein, wie es zuvor für ein Paar jeweils beschrieben ist. So kann bei der Silber­ Wolfram-Graphit-Mischung der Wolframanteil 10 Volumenprozent, der Kohlenstoffanteil 7% und der Silberanteil 83% ausmachen. Für das zweite Kontaktstück des Paares, für Silber-Graphit, kann der Kohlenstoffanteil zwischen 2 und 7% optimiert werden, wobei der Rest Silber ist.The first contact piece can be made of silver-tungsten-graphite, AgW..C, and the second contact piece consist of silver graphite, AgC. The selection for each contact piece can be as it was before is described for a couple. So with the silver  Tungsten-graphite mixture with a tungsten content of 10 percent by volume, the carbon content is 7% and the silver content is 83%. For the second contact piece of the pair, for silver graphite, the carbon content can be optimized between 2 and 7%, with the rest being silver.

Das erste Kontaktstück kann aus einer Silber-Nickel-Mischung, AgNi, bestehen, wobei der Nickelanteil etwa zwischen 10 und 50 Volumenprozent beträgt und der Rest im wesentlichen Silber ist. Bei vorgegebenen Rahmenbedingungen läßt sich durch die Varia­ tion des Nickelanteils die Abbrandfestigkeit erhöhen. Hierbei verbessert sich die Abbrandfestigkeit, wobei die Übergangswi­ derstände nicht so schnell wie bei wolframhaltigen Kontakten ansteigen.The first contact piece can be made of a silver-nickel mixture, AgNi exist, with the nickel content between about 10 and 50 Volume percent is and the rest is essentially silver. With given framework conditions, the Varia tion of the nickel content increase the erosion resistance. Here the erosion resistance improves, the transition wi not as quickly as with contacts containing tungsten increase.

Dabei hat sich gezeigt, daß allgemein stranggepreßte Kontakt­ stücke höhere Abbrandfestigkeit aufweisen als pulvermetallur­ gisch hergestellte.It has been shown that generally extruded contact pieces have higher burn-off resistance than powder metallurgy gisch manufactured.

Andererseits kann durch Kontaktpaare aus den angegebenen Werk­ stoffen bei ungleicher Zusammensetzung die Auswahl so vorge­ nommen werden, daß sich die Vorteile ergänzen und die Nachteile geschwächt werden. So gewinnt man z.B. bei einem ersten Kon­ taktstück aus Silber-Nickel-Mischung und einem zweiten Kontakt­ stück aus Silbergraphit ein abbrandfestes, spannungfestes und gegen Verschweißen gutes Verhalten.On the other hand, through contact pairs from the specified plant If the composition is not the same, the selection is pre-selected be taken that the advantages and the disadvantages complement each other be weakened. So you win e.g. at a first con silver-nickel mixture and a second contact piece of silver graphite a burn-resistant, stress-resistant and good behavior against welding.

Ein geeignetes zweites Kontaktstück kann dann aus Silber-Wol­ fram-Graphit-Mischung, AgW..C, bestehen. Dabei ist der Wolfram­ anteil etwa zwischen 5 und 20 Volumenprozent und der Kohlen­ stoffanteil etwa zwischen 2 und 7 Volumenprozent zu wählen, wo­ bei der Rest Silber ist. So kann der Nickelanteil beispielswei­ se 25% und der Silberanteil 75% sein. Beim zweiten Kontakt­ stück kann der Wolframanteil beispielsweise 5%, der Graphit­ anteil 4% und der Silberanteil 91% ausmachen. A suitable second contact piece can then be made of silver wool fram-graphite mixture, AgW..C, exist. Here is the tungsten Share between about 5 and 20 percent by volume and the coals choose between about 2 and 7 percent by volume where the rest is silver. For example, the nickel content se 25% and the silver content 75%. At the second contact The tungsten fraction, for example 5%, the graphite share 4% and the silver share 91%.  

Das erste Kontaktstück kann aus einer Silber-Nickel-Mischung, AgNi, und das zweite Kontaktstück aus einer Silber-Graphit- Mischung, AgC, bestehen, wobei jedes Kontaktstück ein Material des zuvor geschilderten Aufbaus aufweisen kann. Der Nickel­ anteil kann beispielsweise 40% und der Silberanteil 60% beim ersten Kontaktstück betragen. Beim zugeordneten zweiten Kon­ taktstück kann der Graphitanteil 7 Volumenprozent und der Sil­ beranteil 92% betragen, wobei ein Prozent sonstige Stoffe an­ genommen werden.The first contact piece can consist of a silver-nickel mixture, AgNi, and the second contact piece can consist of a silver-graphite mixture, AgC, wherein each contact piece can have a material of the construction described above. The nickel content can be 40% and the silver content 60% for the first contact. In the assigned second contact piece, the graphite portion can be 7 percent by volume and the silver portion can be 92 percent, with one percent other substances being assumed.

Das erste und das zweite Kontaktstück können jeweils aus einer Silber-Nickel-Mischung bestehen, wobei der Nickelanteil jeweils etwa zwischen 10 und 50 Volumenprozent beträgt und der Rest im wesentlichen Silber ist. Beim ersten Kontaktstück kann der Nic­ kelanteil beispielsweise 40% und der Silberanteil 60% ausma­ chen. Beim zweiten Kontaktstück könnte bei besonderen Rahmen­ bedingungen beispielsweise ein Nickelanteil von 35 Volumenpro­ zent und ein Silberanteil von 65 Volumenprozent gewählt werden.The first and the second contact piece can each consist of one Silver-nickel mixture exist, the nickel content in each case is between 10 and 50 percent by volume and the rest in is essential silver. At the first contact piece, the Nic For example, the proportion of silver is 40% and the proportion of silver is 60% chen. The second contact piece could use special frames conditions, for example, a nickel content of 35 volume per percent and a silver content of 65 percent by volume can be selected.

Das erste und das zweite Kontaktstück kann aus einer Silber­ zinnoxid-Mischung, AgSnO, bestehen, wobei der Zinnoxidanteil etwa zwischen 5 und 30 Volumenprozent beträgt und der Rest Sil­ ber ist. Beispielsweise kann der Zinnoxidanteil jeweils 15% und der Silberanteil 85% ausmachen.The first and the second contact piece can be made of a silver tin oxide mixture, AgSnO, consist of the tin oxide is between about 5 and 30 percent by volume and the rest Sil is about. For example, the tin oxide content can be 15% each and the silver content is 85%.

Um entsprechende Kontaktstücke herzustellen, kann eine Pulver­ mischung nach der Technologie der Pulvermetallurgie oder in einem Strangpreßverfahren zu Kontaktstücken verarbeitet wer­ den, die in erfindungsgemäß geschilderten Paaren in Schutz­ schaltgeräten eingesetzt werden können.To make appropriate contact pieces, a powder can mix according to the technology of powder metallurgy or in an extrusion process to contact who processed those in protection in pairs described according to the invention switching devices can be used.

Claims (7)

1. Kontaktpaar aus Kontaktmaterial, das pulvermetallurgisch oder durch Strangpressen gewonnen wird und silberhaltig ist, insbesondere für Schutzschaltgeräte, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein erstes und ein zweites Kon­ taktstück des Paares aus Silbergraphit, AgC, besteht, wobei der Graphitanteil etwa zwischen 2 und 7 Volumenprozent beträgt und der Rest im wesentlichen Silber ist.1. pair of contacts made of contact material, which is obtained by powder metallurgy or by extrusion and contains silver, in particular for protective switching devices, characterized in that a first and a second contact piece of the pair consists of silver graphite, AgC, the graphite portion being approximately between 2 and 7 Volume percent is and the rest is essentially silver. 2. Kontaktpaar aus Kontaktmaterial, das pulvermetallurgisch oder durch Strangpressen gewonnen wird und silberhaltig ist, insbesondere für Schutzschaltgeräte, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste und das zweite Kontakt­ stück aus einer Silber-Wolfram-Graphit-Mischung, AgW..C, be­ steht, wobei der Wolframanteil etwa zwischen 5 und 20 Volumen­ prozent und der Graphitanteil etwa zwischen 2 und 7 Volumenpro­ zent beträgt und der Rest Silber ist.2. Contact pair made of contact material, the powder metallurgical or is obtained by extrusion and contains silver, especially for protective switching devices, thereby ge indicates that the first and the second contact piece of a silver-tungsten-graphite mixture, AgW..C, be stands, the proportion of tungsten between about 5 and 20 volumes percent and the graphite content between about 2 and 7 volume per is cent and the rest is silver. 3. Kontaktpaar nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktstück aus Silber-Wolfram-Graphit, AgW..C, und das zweite Kontaktstück aus Silbergraphit, AgC, besteht.3. Contact pair according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the first contact piece Silver-tungsten-graphite, AgW..C, and the second contact piece made of silver graphite, AgC. 4. Kontaktpaar aus Kontaktmaterial, das pulvermetallurgisch oder durch Strangpressen gewonnen wird und silberhaltig ist, insbesondere für Schutzschaltgeräte, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Kontaktstück aus einer Silber-Nickel-Mischung, AgNi, besteht, wobei der Nickelanteil etwa zwischen 10 und 50 Volumenprozent beträgt und der Rest im wesentlichen Silber ist und daß das zweite Kontaktstück aus Silber-Wolfram-Graphit-Mischung, AgW..C, besteht, wobei der Wolframanteil etwa zwischen 5 und 20 Volumenprozent und der Graphitanteil etwa zwischen 2 und 7 Volumenprozent beträgt und der Rest Silber ist. 4. Contact pair made of contact material, the powder metallurgical or is obtained by extrusion and contains silver, especially for protective switching devices, thereby ge indicates that the first contact piece from a Silver-nickel mixture, AgNi, is made up of nickel is between 10 and 50 percent by volume and the rest in is essential silver and that the second contact piece Silver-tungsten-graphite mixture, AgW..C, where the Tungsten content between about 5 and 20 percent by volume and Graphite content is approximately between 2 and 7 percent by volume and the rest is silver.   5. Kontaktpaar nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktstück aus Silber-Nickel-Mischung, AgNi, und das zweite Kontaktstück aus Silber-Graphit-Mischung, AgC, besteht.5. Contact pair according to claims 1 and 4, characterized characterized in that the first contact piece Silver-nickel mixture, AgNi, and the second contact piece Silver-graphite mixture, AgC. 6. Kontaktpaar nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste und das zweite Kontaktstück aus einer Silber-Nickel-Mischung besteht, wobei der Nickelan­ teil jeweils etwa zwischen 10 und 50 Volumenprozent beträgt und der Rest im wesentlichen Silber ist.6. Contact pair according to claim 4, characterized records that the first and the second contact piece consists of a silver-nickel mixture, the nickel part is between about 10 and 50 percent by volume and the rest is essentially silver. 7. Kontaktpaar aus Kontaktmaterial, das pulvermetallurgisch oder durch Strangpressen gewonnen wird und silberhaltig ist, insbesondere für Schutzschaltgeräte, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste und das zweite Kontakt­ stück aus einer Silber-Zinnoxid-Mischung, AgSnO, besteht, wo­ bei der Zinnoxidanteil etwa zwischen 5 und 30 Volumenprozent beträgt und der Rest Silber ist.7. Contact pair made of contact material, the powder metallurgical or is obtained by extrusion and contains silver, especially for protective switching devices, thereby ge indicates that the first and the second contact piece of a silver-tin oxide mixture, AgSnO, consists of where the tin oxide content is between 5 and 30 percent by volume is and the rest is silver.
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