DE4135089C2 - Vakuumschalter - Google Patents
VakuumschalterInfo
- Publication number
- DE4135089C2 DE4135089C2 DE4135089A DE4135089A DE4135089C2 DE 4135089 C2 DE4135089 C2 DE 4135089C2 DE 4135089 A DE4135089 A DE 4135089A DE 4135089 A DE4135089 A DE 4135089A DE 4135089 C2 DE4135089 C2 DE 4135089C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- copper
- contact body
- contacting
- contact
- container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/0203—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches
- H01H1/0206—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches containing as major components Cu and Cr
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
- H01H2033/66269—Details relating to the materials used for screens in vacuum switches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Contacts (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Vakuumschalter und dabei ins
besondere auf die Ausbildung der Schaltkontakte und von
Schutzabschirmungen dieser Schaltkontakte in Vakuumschaltern.
Bekanntermaßen weisen Vakuumschalter ein evakuiertes isolier
tes Gehäuse auf, in welchem sich die zwischen einer Offen
stellung und einer Schließstellung schaltbaren Schaltkontakte
befinden. In der Schließstellung liegen die Schaltkontakte
fest aneinander an, und in der Offenstellung sind sie unter
Bildung eines Lichtbogenspalts voneinander getrennt.
Aus der US-PS 4 419 551 sind Vakuumschalter bekannt, bei
denen die Schaltkontakte aus einer gesinterten Kupfer-Chrom-
Legierung bestehen, wobei das Chrom in einer Kupfermatrix
dispergiert ist. Die US-PS 4 302 514 beschreibt einen wei
teren Vakuumschalter mit Schaltkontakten, die durch gleich
förmiges Verteilen zweier Sorten von hochschmelzenden Metall
pulvern in einer Kupfermatrix hergestellt sind. Andere ein
schlägige Druckschriften sind die US-PS 3 818 163, die
US-PS 4 032 301, die US-PS 4 008 081, die US-PS 4 190 753,
die US-PS 4 048 117, die US-PS 3 960 554 und die
US-PS 4 323 590, die alle verschiedene Ausführungsformen von
pulvermetallurgischen Verfahren zur Herstellung von Vakuum
schalter-Schaltkontakten betreffen.
Außerdem ist es bekannt, gesinterte Schaltkontakte für Vaku
umschalter durch Mischen von Kupferpulver und Chrompulver in
unterschiedlichen Mischungsverhältnissen, Pressen und an
schließendes Sintern des so erhaltenen kompaktierten Materi
als bei einer Temperatur von etwa 1050°C oder oberhalb des
Schmelzpunkts von Kupfer liegt, wie in der US-PS 3 960 554
beschrieben ist. Ein pulvermetallurgisches Verfahren zur Her
stellung von Schaltkontakten ist in der US-PS 4 766 274 be
schrieben.
Aus der DE 25 22 832 A1 ist es prinzipiell bekannt, einen
Schaltkontakt für Vakuumschalter zweiteilig auszuführen, wo
bei ein Kopfteil aus Kupfer-Chrom hergestellt wird und ein
Basisteil aus einem anderen Werkstoff bestehen kann, um die
Kosten zu vermindern und/oder die Kontakteigenschaften zu
verbessern.
Weiterhin geht aus der US-PS 4 430 536 ein mehrschichtiger
Schaltkontakt für Vakuumschalter hervor, bei dem ein erster
Kontaktkörperteil aus einer Cu-Fe-Legierung bestehen kann und
ein zweiter Kontaktkörperteil aus einem hochleitfähigen Mate
rial wie z. B. Kupfer hergestellt ist.
Schließlich ist der US-PS 4 553 003 ein Schaltkontakt für Va
kuumschalter zu entnehmen, bei dem ein kontaktierender Kon
taktkörperteil aus Kupfer und Chrom hergestellt ist und ein
nichtkontaktierender Kontaktkörperteil aus Kupfer oder einer
Kupferlegierung besteht.
Zum Zwecke des Schutzes des Inneren eines Vakuumschalters vor
Erosionsprodukten der Schaltkontakte ist aus der US-PS 4 553 007
des weiteren ein Abschirmkörper bekannt, der aus
den gleichen Materialen besteht wie die Schaltkontakte. Dabei
finden als Materialien für die Schaltkontakte und auch für
den Abschirmkörper Kupfer mit 40 bis 80 Gewichtsprozent und
Chrom mit 60 bis 20 Gewichtsprozent Verwendung. Eisen ist da
bei nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schaltkontakte und
diese umschließende Abschirmungen von Vakuumschaltern so aus
zubilden, daß die vorteilhaften Eigenschaften von Kupfer-
Chrom-Material, nämlich beispielsweise Trennfähigkeit,
dielektrische Festigkeit und Antischweißeigenschaften der
Schaltkontakte, weitgehend beibehalten werden, daß aber den
noch die Möglichkeit für Kostensenkungen durch Verwendung
billiger Ferromaterialpulver im nichtkontaktierenden Bereich
der Schaltkontakte und zur Herstellung eines Teils der
Abschirmkonstruktion eröffnet wird. Diese Aufgabe wird gemäß
der Erfindung durch die in den Patentansprüchen gekennzeich
nete Ausbildung eines Vakuumschalters sowie das ebenfalls in
den Patentansprüchen gekennzeichnete Herstellungsverfahren
gelöst.
Demgemäß weist ein solcher Vakuumschalter erfindungsgemäß
Schaltkontakte auf, deren nichtkontaktierender Kontaktkörper
teil aus Kupfer und Eisen hergestellt ist und deren kontak
tierende Kontaktkörperschicht aus Kupfer und Chrom besteht,
wobei der nichtkontaktierende Kupfer-Eisen-Kontaktkörperteil
zwischen etwa 25% und 50% des Kontaktkörpers ausmacht und der
kontaktierende Teil den Rest des Kontaktkörpers bildet.
Weiter ist demgemäß bei einem Vakuumschalter ein Abschirmkör
per zum Schutz des Inneren des Vakuumschalters gegen die
Erosionsprodukte der Schaltkontakte vorgesehen, der aus einer
Zusammensetzung von Kupfer, Ferromaterial und X besteht,
wobei X Chrom bedeutet und einen Bereich von 0 bis 30%
ausmacht, und wobei Fe + X weniger als 60% der Zusammen
setzung des Abschirmkörpers ausmacht.
Weitere Vorteile der Erfindung sind die Ausnutzung der ver
besserten elektrischen Eigenschaften der unterschiedlichen
elektrischen Leitfähigkeiten der verschiedenen Materialien,
die in den Schaltkontakten und der Abschirmung Verwendung
finden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der anliegenden Zeich
nung beispielsweise näher beschrieben, welche die Anordnung
der Schaltkontakte und der Abschirmung im Inneren eines Vaku
umschalters zeigt:
Bei der Fertigung von Vakuumschaltern sind bestimmte Kompo nenten von erheblicher Bedeutung, nämlich beispielsweise die Schaltkontaktanordnung und die Schutzabschirmungen.
Bei der Fertigung von Vakuumschaltern sind bestimmte Kompo nenten von erheblicher Bedeutung, nämlich beispielsweise die Schaltkontaktanordnung und die Schutzabschirmungen.
Die Zeichnung zeigt einen Ausschnitt eines Vakuumschalters 10
mit einem Isoliergehäuse 12, einer darin angeordneten Schalt
kontaktanordnung 14 und einer Schutzabschirmung 20. Die
Schaltkontakte der Schaltkontaktanordnung 14 weisen jeweils
einen nichtkontaktierenden Kontaktkörperteil 16 und einen
kontaktierenden Kontaktkörperteil 18 auf. Die im Isolierge
häuse angeordnete Schutzabschirmung 20 schützt die Innenwand
flächen des Isoliergehäuses 12 gegen Beschädigung durch
Lichtbogenerosionsprodukte, die beim Schalten der Schaltkon
takte entstehen können.
Die Schaltkontakte dieses Vakuumschalters sind eigentlich
Kupfer-Chrom-Schaltkontakte, wobei die Schaltkontakte jedoch
einen nichtkontaktierenden Kupfer-Eisen-Kontaktkörperteil 16,
der aus Kupfer und Eisen hergestellt ist, und einen als kon
taktierende Schicht 18 ausgebildeten Kupfer-Chrom-Kontaktkör
perteil aufweisen. Dabei macht der nichtkontaktierende
Kupfer-Eisen-Kontaktkörperteil zwischen etwa 25% und 50% des
gesamten Kontaktkörpers aus, während der kontaktierende
Kupfer-Chrom-Kontaktkörperteil den Rest des Kontaktkörpers
bildet. Die Schutzabschirmung 20 zum Schutz der Gehäuseinnen
wandflächen des Vakuumschalters vor Erosionsprodukten der
Schaltkontakte hat eine Zusammensetzung aus Kupfer, Ferroma
terial und X, wobei X Chrom ist und in einem Bereich von 0%
bis 30% vorliegt, und wobei Fe + X weniger als 60% der Zu
sammensetzung der Abschirmung ausmacht.
Die kontaktierende Schicht aus Kupfer-Chrom macht bei einem
solchen Vakuumschalter vorzugsweise etwa 50% der gesamten
Dicke des Kontaktkörpers aus.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält die kontaktie
rende Schicht außerdem Zusätze von Bi, Li und Mg im Bereich
von 1% bis 13%.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Vakuumschalters betra
gen die Zusammensetzungen der Schaltkontakte im kontaktieren
den Kontaktkörperteil Kupfer mit 25% Chrom bis Kupfer mit 25%
Chrom und 1,5% Wismut und im nichtkontaktierenden Kontaktkör
perteil jeweils Kupfer mit 30% Eisen.
Was die Pulverzusammensetzung betrifft, so beträgt die Zu
sammensetzung der Pulvermischung der kontaktierenden
Schicht 18 etwa 12 Gewichtsprozent bis 16 Gewichtsprozent
Chrom in einer Cu-Cr-X-Pulvermischung mit möglichen Zusätzen
von X = Bi, Li, Mg etc. im Bereich von 1 bis 13%. Die Zu
sammensetzung im nichtkontaktierenden Kontaktkörperteil be
trägt 1 Gewichtsprozent bis 60 Gewichtsprozent Eisen in einer
Cu-Fe-Mischung. Bevorzugt werden, wie gesagt, Cu, 25% Cr bzw.
Cu, 30% Fe oder Cu, 25% Cr, 1,5% Bi bzw. Cu, 30% Fe im kon
taktierenden bzw. nichtkontaktierenden Kontaktkörperteil.
In allen Fällen kann die Cu-Cr-X-Pulvermischung aus vermisch
ten Kupfer- und Chrompulvern oder alternativ aus vorlegiertem
Cu-Cr-Pulver mit gegebenenfalls zusätzlichen Cr- und X-Pul
vern bestehen, wie in der US-PS 4 766 274 beschrieben ist. In
allen Fällen können die Cu-, Cr- und X-Pulver durch Zerstäu
ben, chemische Reduktion, elektrolytische Bildung oder
irgendein anderes Pulverherstellungsverfahren hergestellt,
sein. Die Pulvermorphologie kann sphärisch, nadelförmig,
unregelmäßig etc. sein.
Das Verfahren zur Herstellung der Schaltkontakte ist folgen
dermaßen:
- 1. Schütten der Cu-Fe-Pulvermischung in den Formhohlraum, leichtes Anklopfen zum Nivellieren des Pulvers, Schütten der Cu-Cr-X-Pulvermischung in den Formhohlraum auf die Cu-Fe- Pulvermischung.
- 2. Anwenden eines Preßdrucks von 5600 bar bis 10600 bar zur Herstellung eines Kontaktkörperrohlings.
- 3. Sintern in einem Reduktions- oder Vakuumofen im Tempera turbereich von 950°C bis 1250°C während 0,5 bis 10 Stunden.
- 4. Bearbeiten des Kontaktkörpers.
- 1. Schritte 1 bis 3 wie im Verfahren 1.
- 2. Isostatisches Pressen des gesinterten Kontaktkörpers im Preßdruckbereich von 3500 bar bis 8800 bar.
- 3. Erneutes Sintern im Vakuum- oder Reduktionsofen im Tempe raturbereich von 950°C bis 1250°C während 0,25 bis 10 Stun den.
- 4. Bearbeiten des Kontaktkörpers.
- 1. Schritte 1 bis 3 des Verfahrens 1.
- 2. Isostatisches Heißpressen im Temperaturbereich von 700°C bis 1080°C mit einem Preßdruck von 700 bar bis 2100 bar wäh rend 0,25 bis 4 Stunden.
- 3. Bearbeiten des Kontaktkörpers.
- 1. Vorfertigen eines Behälters (Kupfer, Kupferlegierung, Stahl etc.).
- 2. Einschütten von Cu-Fe-Pulver in den Behälter. Ausnivellie ren durch leichtes Andrücken oder Pressen.
- 3. Aufschütten von Cu-Cr-Pulver. Ausnivellieren durch leichtes Andrücken oder Pressen.
- 4. Entgasen des die Pulver enthaltenden Behälters im Tempera turbereich von 125°C bis 400°C.
- 5. Verschließen des Behälters durch Aufschweißen eines Deckels oder durch Vakuumverschweißen oder anderweitiges Ver schweißen des oberen Behälterendes, Evakuieren des Behälters durch eine Evakuierungsöffnung und Verschließen dieser Öffnung.
- 6. Heißextrudieren des Behälters im Temperaturbereich von 400°C bis 900°C durch eine entsprechende Ziehform.
- 7. Entfernen des Behälters und Bearbeiten der Kontaktstücke.
- 1. Schritte 1 bis 5 wie in Verfahren 4.
- 2. Isostatisches Heißpressen des Behälters im Temperaturbe reich von 700°C bis 1080°C mit einem Preßdruck von 700 bar bis 2100 bar während 0,25 bis 6 Stunden.
- 1. Einsetzen eines vorgefertigten Stücks einer gegossenen Cu- Fe-Legierung in die Form.
- 2. Aufschütten von Cu-Cr-X-Pulver auf den vorgefertigen Guß körper in der Form.
- 3. Pressen des Cu-Cr-X-Pulvers im Preßdruckbereich von 3500 bar bis 10600 bar.
- 4. Sintern im Temperaturbereich von 950°C bis 1100°C.
- 5. Bearbeiten des erhaltenen Kontaktkörpers.
- 1. Schritte 1 bis 4 nach Verfahren 6.
- 2. Nochmaliges Pressen im Druckbereich von 5600 bar bis 8500 bar.
- 3. Erneutes Sintern.
- 4. Bearbeiten des Kontaktstücks.
Gemäß der Erfindung ist die Schutzabschirmung 20, die zum
Schutz der Innenwandung des Vakuumschalters vor Erosionspro
dukten der Schaltkontakte während Schaltvorgängen vorgesehen
ist, aus einer Zusammensetzung aus Kupfer, Ferromaterial und
X hergestellt, wobei X Chrom im Bereich von 0 bis 30%
bedeutet und Fe + X weniger als 60% der Zusammensetzung der
Abschirmung ausmacht. Vorzugsweise enthält die Abschirmung
Kupfer und 35% Eisen.
Bei einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der Schutzab
schirmung 20 für den Vakuumschalter umfaßt der Herstellungs
gang das Schütten einer Cu-Fe-X-Mischung in einen Formhohl
raum, das leichte Anklopfen zum Nivellieren des Pulvers, das
Anwenden eines Preßdrucks von etwa 5600 bar bis 10600 bar zum
Formen des Abschirmkörpers, das Sintern des Abschirmkörpers
in einem Reduktions- oder Vakuumofen im Temperaturbereich von
etwa 950°C bis 1100°C während 0,5 bis 10 Stunden, und das
Bearbeiten und Formen des hohlen Abschirmkörpers.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahren umfassen
die Fertigungsschritte zweckmäßigerweise das anfängliche Vor
fertigen eines zylindermantels- bzw. zylinderrohrartigen
Behälters aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, das Ein
schütten von Cu-Fe-X-Pulver, wobei X Chrom in einem Anteil
von 1 bis 30% ist und Fe + X weniger als 60% der gesamten
Zusammensetzung der Abschirmung ausmacht, das Nivellieren des
Pulvers durch leichtes Anklopfen oder Pressen, das Entgasen
des das Pulver enthaltenden Behälters im Temperaturbereich
von 125°C bis 400°C, das Verschließen des Behälters durch
Aufschweißen eines Deckels oder durch Vakuumverschweißen oder
sonstiges Verschweißen des oberen Behälterendes, das Evaku
ieren des Behälters durch eine Evakuierungsöffnung und Ver
schließen dieser Öffnung, das Heißextrudieren des Behälters
im Temperaturbereich von 400°C bis 900°C, das Entfernen des
Behälters und abschließende Bearbeitung des Abschirmkörpers.
Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahren wird der
Behälter im Temperaturbereich von 700°C bis 1080°C isosta
tisch heißgepreßt mit einem Preßdruck zwischen 700 bar und
2100 bar während 0,25 bis 6 Stunden.
Was die Pulverzusammensetzung zur Herstellung der Schutzab
schirmung 20 bei allen pulvermetallurgischen Verfahren be
trifft, kann die Cu-Fe-Cr-Pulvermischung aus vorgemischten
Kupfer- und Chrompulvern, Fe-Pulver und Cu-Pulver, oder
alternativ aus vorlegiertem Cu-Cr-Pulver und Cu-Fe-Pulver mit
nach Bedarf zusätzlichem Fe-, Cr- und Cu-Pulver zur Herstel
lung der fertigen Zusammensetzung bestehen. Das Cu-, Fe-, und
Cr-Pulver kann durch Zerstäuben, chemische Reduktion, durch
Elektrolyse oder irgendein anders Pulverherstellungsverfahren
hergestellt sein. Die Pulvermorphologie kann kugelförmig,
nadelförmig, unregelmäßig etc. sein. Für gegossene Abschir
mungen kann typischerweise Gußmaterial verwendet werden.
Verschiedene mögliche Herstellungsverfahren zur Fertigung der
Abschirmung werden nachstehend angegeben:
- 1. Einschütten der Cu-Fe-X-Pulvermischung in den Formhohlraum und leichtes Anklopfen zum Nivellieren des Pulvers.
- 2. Ausüben eines Preßdruckes von 5600 bar bis 10600 bar zum Herstellen eines Abschirmkörperrohlings.
- 3. Sintern in einem Reduktions- oder Vakuumofen im Temperaturbereich von 950°C bis 1100°C während 0,5 bis 10 Stunden.
- 4. Bearbeiten des Abschirmkörpers durch Ausbohren des Kerns.
- 1. Gleiches Vorgehen wie nach Verfahren 1 mit der Ausnahme, daß im Formhohlraum während des Pressens ein Kern verwendet wird, um einen hohlen rohrförmigen Rohling herzustellen.
- 2. Sintern in einem Reduktions- oder Vakuumofen im Tempera turbereich von 950°C bis 1100°C während 0,5 bis 10 Stunden.
- 3. Bearbeiten des Abschirmkörpers.
- 1. Gleiches Vorgehen wie nach Verfahren 1 und 2 mit der Aus nahme, daß ein Gummisack als Formhohlraum verwendet wird und ein kaltes isostatisches Pressen im Druckbereich von 4200 bar bis 8500 bar Anwendung findet.
- 2. Sintern in einem Reduktions- oder Vakuumofen im Tempera turbereich von 950°C bis 1100°C während 0,5 bis 10 Stunden.
- 3. Bearbeiten des Abschirmkörpers.
- 1. Verfahrensschritte 1 bis 3 nach Verfahren 1, 2 oder 3.
- 2. Isostatisches Preßsintern im Druckbereich von 3500 bar bis 8800 bar.
- 3. Nochmaliges Sintern im Vakuum- oder Reduktionsofen im Temperaturbereich von 950°C bis 1100°C während 0,25 bis 10 Stunden.
- 4. Bearbeiten des Abschirmkörperrohlings.
- 1. Schritte 1 bis 3 nach Verfahren 1.
- 2. Isostatisches Heißpressen zwischen 700°C und 1080°C im Druckbereich von 700 bar bis 2100 bar während 0,25 bis 4 Stunden.
- 3. Bearbeiten des Abschirmkörpers.
- 1. Vorfertigen eines zylindermantel- bzw. zylinderrohrförmi gen Behälters (aus Kupfer, Kupferlegierung, Stahl etc.).
- 2. Einschütten von Cu-Fe-X-Pulver in den Behälter und Nivel lieren durch leichtes Anklopfen oder Pressen.
- 3. Entgasen des das Pulver enthaltenden Behälters im Tempera turbereich von 125°C bis 400°C.
- 4. Verschließen des Behälters durch Aufschweißen eines Deckels oder durch Vakuumverschweißen oder anderweitiges Ver schweißen des oberen Behälterendes, Evakuieren des Behälters durch eine Evakuierungsöffnung und Verschließen dieser Öffnung.
- 5. Heißextrudieren des Behälters im Temperaturbereich von 400°C bis 900°C durch eine entsprechende Ziehform.
- 6. Entfernen des Behälters und Bearbeiten des Abschirmkör pers.
- 1. Schritte 1 bis 5 nach Verfahren 4.
- 2. Isostatisches Heißpressen des Behälters im Temperaturbe reich von 700°C bis 1080°C mit einem Preßdruck von 700 bar bis 7100 bar während 0,25 bis 6 Stunden.
- 3. Bearbeiten des Abschirmkörpers.
- 1. Herstellen eines vorgefertigten Cu- oder Cu-Fe-Rohrkör pers.
- 2. Plasma- oder Laserauftragen einer Schicht von Cu-Fe-X auf den Innenumfang des Rohrkörpers.
- 3. Bearbeiten des Abschirmkörpers.
- 1. Schmelzen einer geeigneten Mischung aus hochreinem Kupfer- und Eisengußwerkstoff unter Verwendung des Vakuuminduktions schmelzverfahrens oder einer anderen Technik.
- 2. Eingießen der Schmelze in eine Gießform mit mittigem Kern.
- 3. Freilegen des Gußkörpers durch Ausbrechen der Form.
- 4. Bearbeiten des Gußkörpers zur Formung des Abschirmkörpers.
- 1. Gießen einer entsprechenden Mischung aus hochreinem Kupfer- und Eisengußwerkstoff unter Verwendung des Vakuumin duktionsschmelzverfahrens oder einer anderen Technik.
- 2. Eingießen der Schmelze in eine Zentrifugalgießform zum Gießen des Abschirmkörpers.
- 3. Bearbeiten des Abschirmkörpers.
Die erfindungsgemäße Gestaltung von Kontaktkörper und Ab
schirmkörper für Vakuumschalter der in Rede stehenden Bauart
führt zu einer beträchtlichen Senkung der Kosten dieser Bau
teile und verbessert außerdem die Leistungsfähigkeit und die
elektrischen Eigenschaften des Schalters.
Claims (11)
1. Schaltkontakt für Vakuumschalter, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktkörper des Schaltkontakts aus einem nichtkon
taktierenden Kontaktkörperteil, der aus Kupfer und Eisen her
gestellt ist, und aus einem schichtartigen kontaktierenden
Kontaktkörperteil besteht, der aus Kupfer und Chrom herge
stellt ist, wobei der nichtkontaktierende Kontaktkörperteil
zwischen etwa 25% und 50% des Gesamtkontaktkörpers und der
kontaktierende Kontaktkörperteil den Rest des Kontaktkörpers
ausmacht.
2. Schaltkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der kontaktierende Kupfer-Chrom-Kontaktkörperteil etwa 50%
der Gesamtdicke des Kontaktkörpers ausmacht.
3. Schaltkontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der kontaktierende Kontaktkörperteil Zusätze von Bi, Li, Mg
im Bereich von 1% bis 13% enthält.
4. Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des kontaktierenden
Kontaktkörperteils 12 bis 60 Gewichtsprozent Chrom in einer
Cu-Cr-X-Pulvermischung, wobei der Zusatz von X im Bereich von
1 bis 13% liegt und X Wismut, Lithium und Magnesium umfaßt,
und die Zusammensetzung des nichtkontaktierenden Kontaktkör
perteils 1 bis 60 Gewichtsprozent Ferromaterial in einer Cu-
Fe-Mischung enthält.
5. Schaltkontakt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Zusammensetzung des kontaktierenden Kontaktkörper
teils 25 Gewichtsprozent Chrom, 1,5 Gewichtsprozent Wismut
und Restkupfer beträgt, und die Zusammensetzung des nicht
kontaktierenden Kontaktkörperteils 30 Gewichtsprozent Eisen
und Restkupfer beträgt.
6. Abschirmkörper für Vakuumschalter zum Schutz von dessen
Innerem vor Erosionsprodukten der Schaltkontakte, gekenn
zeichnet durch eine Zusammensetzung aus Kupfer, Ferromaterial
und X, wobei X Chrom im Bereich von 0 bis 30% ist und Fe + X
weniger als 60% der Gesamtzusammensetzung des Abschirmkörpers
ausmacht.
7. Abschirmkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß er Cu und 35% Fe aufweist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Abschirmkörpers für einen
Vakuumschalter nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch
folgende Schritte: Schütten einer Cu-Fe-X-Pulvermischung in
einen Formhohlraum, leichtes Anklopfen zum Nivellieren des
Pulvers, Anwenden eines Preßdrucks im Bereich von etwa 5600 bar
bis 10600 bar zum Formen des Abschirmkörpers, Sintern des
Abschirmkörpers in einem Reduktions- oder Vakuumofen im
Temperaturbereich von etwa 950°C bis 1100°C während 0,5 bis
10 Stunden, und formgebende Bearbeitung zur Fertigstellung
des hohlen Abschirmkörpers.
9. Verfahren zur Herstellung eines Abschirmkörpers für einen
Vakuumschalter nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch
folgende Schritte: Anfängliches Vorfertigen eines zylinder
mantel- bzw. zylinderrohrförmigen Behälters aus Kupfer oder
einer Kupferlegierung, Einschütten von Cu-Fe-X-Pulver in den
Behälter, wobei X Chrom im Bereich von 0 bis 30% ist und
Fe + X weniger als 60% der gesamten Abschirmkörperzusammen
setzung ausmacht, Nivellieren des Pulvers durch leichtes An
klopfen oder Pressen, Entgasen des Behälters mit dem darin
befindlichen Pulver im Temperaturbereich von 125°C bis 400°C,
Verschließen des Behälters durch Aufschweißen eines Deckels
oder, Vakuum- oder anderweitiges Verschweißen des oberen
Behälterendes, Evakuieren des Behälters durch eine Evakuie
rungsöffnung und Verschließen der Öffnung, Heißextrudieren
des Behälters im Temperaturbereich von 400°C bis 900°C,
Entfernen des Behälters und Bearbeiten des Abschirmkörpers.
10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch isostati
sches Heißpressen des Behälters im Temperaturbereich von
700°C bis 1050°C mit einem Preßdruck zwischen etwa 700 bar
und 2100 bar während 0,25 bis 6 Stunden.
11. Vakuumschalter mit einem Schaltkontakt nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, der einen nichtkontaktierenden Kupfer-
Eisen-Kontaktkörperteil und einen kontaktierenden schicht
artigen Kupfer-Chrom-Kontaktkörperteil aufweist, wobei der
nichtkontaktierende Kontaktkörperteil zwischen 25% und 50%
des gesamten Kontaktkörpers und der kontaktierende Kupfer-
Chrom-Kontaktkörperteil des Rest des Kontaktkörpers ausmacht,
und mit einem Abschirmkörper zum Schutz des Inneren des
Vakuumschalters vor Erosionsprodukten der Schaltkontakte,
wobei der Abschirmkörper aus einer Zusammensetzung aus
Kupfer, Ferromaterial und X besteht, wobei X Chrom im Bereich
von 0% bis 30% ist und Fe + X weniger als 60% der Zusammen
setzung des Abschirmkörpers ausmacht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/615,109 US5120918A (en) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | Vacuum circuit interrupter contacts and shields |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4135089A1 DE4135089A1 (de) | 1992-05-21 |
DE4135089C2 true DE4135089C2 (de) | 2002-07-11 |
Family
ID=24464016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4135089A Expired - Fee Related DE4135089C2 (de) | 1990-11-19 | 1991-10-24 | Vakuumschalter |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5120918A (de) |
JP (1) | JP3043876B2 (de) |
CA (1) | CA2054058C (de) |
DE (1) | DE4135089C2 (de) |
GB (1) | GB2251127B (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW264530B (de) * | 1993-12-24 | 1995-12-01 | Hitachi Seisakusyo Kk | |
GB2356975B (en) * | 1999-12-02 | 2002-03-20 | Alstom | Improvements relating to vacuum switching device electrodes and devices incorporating them |
EP1679285B1 (de) | 2003-09-08 | 2016-02-03 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology | Tonfilm |
EP2551878A1 (de) * | 2011-07-23 | 2013-01-30 | ABB Technology AG | Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter |
DE102011082438B3 (de) * | 2011-09-09 | 2012-12-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Kontakt für eine Vakuumschaltröhre und Kontaktsystem |
US9378908B2 (en) | 2013-09-04 | 2016-06-28 | Eaton Corporation | Vacuum switching apparatus and contact assembly therefor |
US9368301B2 (en) * | 2014-01-20 | 2016-06-14 | Eaton Corporation | Vacuum interrupter with arc-resistant center shield |
US9875869B2 (en) | 2014-10-13 | 2018-01-23 | Eaton Corporation | Composite arc shields for vacuum interrupters and methods for forming same |
CN105513884A (zh) * | 2014-10-14 | 2016-04-20 | 杨永清 | 一种直流开关电器专用真空灭弧室的制作方法 |
US10468205B2 (en) * | 2016-12-13 | 2019-11-05 | Eaton Intelligent Power Limited | Electrical contact alloy for vacuum contactors |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3818163A (en) * | 1966-05-27 | 1974-06-18 | English Electric Co Ltd | Vacuum type circuit interrupting device with contacts of infiltrated matrix material |
DE2522832A1 (de) * | 1974-06-03 | 1975-12-18 | Westinghouse Electric Corp | Verfahren zur herstellung von chrom- kupfer-kontakten fuer vakuumschalter und nach diesem verfahren hergestellte kontakte |
US4008081A (en) * | 1975-06-24 | 1977-02-15 | Westinghouse Electric Corporation | Method of making vacuum interrupter contact materials |
US4032301A (en) * | 1973-09-13 | 1977-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Composite metal as a contact material for vacuum switches |
US4048117A (en) * | 1974-10-29 | 1977-09-13 | Westinghouse Electric Corporation | Vacuum switch contact materials |
US4190753A (en) * | 1978-04-13 | 1980-02-26 | Westinghouse Electric Corp. | High-density high-conductivity electrical contact material for vacuum interrupters and method of manufacture |
US4302514A (en) * | 1978-05-31 | 1981-11-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Contact for vacuum interrupter |
US4323590A (en) * | 1979-07-24 | 1982-04-06 | Hazemeijer B. V. | Method for improving switch contacts, in particular for vacuum switches |
US4419551A (en) * | 1977-05-27 | 1983-12-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vacuum circuit interrupter and method of producing the same |
US4430536A (en) * | 1981-06-24 | 1984-02-07 | Hitachi, Ltd. | Vacuum interrupter |
US4553003A (en) * | 1984-03-30 | 1985-11-12 | Westinghouse Electric Corp. | Cup type vacuum interrupter contact |
US4553007A (en) * | 1983-09-30 | 1985-11-12 | Westinghouse Electric Corp. | Arc resistant vapor condensing shield for vacuum-type circuit interrupter |
US4766274A (en) * | 1988-01-25 | 1988-08-23 | Westinghouse Electric Corp. | Vacuum circuit interrupter contacts containing chromium dispersions |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4031301A (en) * | 1975-09-10 | 1977-06-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Micro particle generation |
KR860001452B1 (ko) * | 1981-10-03 | 1986-09-25 | 이마이 마사오 | 진공 차단기 |
US4797522A (en) * | 1988-02-11 | 1989-01-10 | Westinghouse Electric Corp. | Vacuum-type circuit interrupter |
-
1990
- 1990-11-19 US US07/615,109 patent/US5120918A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-10-23 CA CA002054058A patent/CA2054058C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-24 DE DE4135089A patent/DE4135089C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-14 GB GB9124210A patent/GB2251127B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-19 JP JP3329850A patent/JP3043876B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3818163A (en) * | 1966-05-27 | 1974-06-18 | English Electric Co Ltd | Vacuum type circuit interrupting device with contacts of infiltrated matrix material |
US4032301A (en) * | 1973-09-13 | 1977-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Composite metal as a contact material for vacuum switches |
DE2522832A1 (de) * | 1974-06-03 | 1975-12-18 | Westinghouse Electric Corp | Verfahren zur herstellung von chrom- kupfer-kontakten fuer vakuumschalter und nach diesem verfahren hergestellte kontakte |
US3960554A (en) * | 1974-06-03 | 1976-06-01 | Westinghouse Electric Corporation | Powdered metallurgical process for forming vacuum interrupter contacts |
US4048117A (en) * | 1974-10-29 | 1977-09-13 | Westinghouse Electric Corporation | Vacuum switch contact materials |
US4008081A (en) * | 1975-06-24 | 1977-02-15 | Westinghouse Electric Corporation | Method of making vacuum interrupter contact materials |
US4419551A (en) * | 1977-05-27 | 1983-12-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vacuum circuit interrupter and method of producing the same |
US4190753A (en) * | 1978-04-13 | 1980-02-26 | Westinghouse Electric Corp. | High-density high-conductivity electrical contact material for vacuum interrupters and method of manufacture |
US4302514A (en) * | 1978-05-31 | 1981-11-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Contact for vacuum interrupter |
US4323590A (en) * | 1979-07-24 | 1982-04-06 | Hazemeijer B. V. | Method for improving switch contacts, in particular for vacuum switches |
US4430536A (en) * | 1981-06-24 | 1984-02-07 | Hitachi, Ltd. | Vacuum interrupter |
US4553007A (en) * | 1983-09-30 | 1985-11-12 | Westinghouse Electric Corp. | Arc resistant vapor condensing shield for vacuum-type circuit interrupter |
US4553003A (en) * | 1984-03-30 | 1985-11-12 | Westinghouse Electric Corp. | Cup type vacuum interrupter contact |
US4766274A (en) * | 1988-01-25 | 1988-08-23 | Westinghouse Electric Corp. | Vacuum circuit interrupter contacts containing chromium dispersions |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2054058A1 (en) | 1992-05-20 |
CA2054058C (en) | 2001-07-03 |
JPH0684435A (ja) | 1994-03-25 |
GB2251127A (en) | 1992-06-24 |
JP3043876B2 (ja) | 2000-05-22 |
US5120918A (en) | 1992-06-09 |
GB9124210D0 (en) | 1992-01-08 |
GB2251127B (en) | 1995-04-05 |
DE4135089A1 (de) | 1992-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69126571T2 (de) | Elektrisches Kontaktmaterial | |
DE69032065T2 (de) | Verbundwerkstoff von Silber und Metalloxyd und Verfahren zur Herstellung desselben | |
DE3729033C2 (de) | ||
DE4135089C2 (de) | Vakuumschalter | |
DE2922075C2 (de) | Kontaktwerkstoff für einen Vakuumunterbrecher | |
DE2522832A1 (de) | Verfahren zur herstellung von chrom- kupfer-kontakten fuer vakuumschalter und nach diesem verfahren hergestellte kontakte | |
EP0796500B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines kontaktstückes | |
DE2419014B2 (de) | Verfahren zum Herstellen von Rohren aus rostfreiem Stahl und Anwendung des Verfahrens auf das Herstellen von Verbundrohren | |
DE69123183T2 (de) | Verbundmaterial aus Silber- oder Silber-Kupferlegierung mit Metalloxyden und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2709278C3 (de) | Sinter-Tränkwerkstoff für elektrische Kontaktstücke und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE69221398T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kontaktwerkstoffen für Vakuumschalter | |
WO2019034506A1 (de) | Kupfer-basierte legierung für die herstellung metallischer massivgläser | |
DE69825227T2 (de) | Vakuumschalter | |
DE69411803T2 (de) | Elektrode und Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenmaterials | |
EP0020536B1 (de) | Ringförmige Kapseln für Presslinge und Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren und Verfahren zum Herstellen derartiger Kapseln | |
DE3926977C2 (de) | ||
DE2039063A1 (de) | Vakuumschalter | |
DE69111701T2 (de) | Kontakt für einen Vakuumschalter. | |
DE1469894B2 (de) | Masse für selbstschmierende Gleitkörper | |
DE102007047473B3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines als Abschirmung in einer Vakuumschaltröhre einsetzbaren rohrförmigen Bauteils | |
DE69011421T2 (de) | Gesintertes Kontaktmaterial für Vakuumschalter und Verfahren zur Herstellung desselben. | |
DE2723749B2 (de) | Kontaktstücke für Vakuum-Trennschalter | |
DE69021505T2 (de) | Kontaktmaterial für Vakuumschalter und Verfahren zu dessen Herstellung. | |
EP0368860A1 (de) | Kontaktwerkstoff für vakuumschalter und verfahren zu dessen herstellung | |
EP0338401B1 (de) | Pulvermetallurgisches Verfahren zum Herstellen eines Halbzeugs für elektrische Kontakte aus einem Verbundwerkstoff auf Silberbasis mit Eisen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: EATON CORP., CLEVELAND, OHIO, US |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |