DE610260C

DE610260C - Contact piece for switch, especially for self switch

Info

Publication number: DE610260C
Application number: DES90295D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-03-05
Filing date: 1929-03-05
Publication date: 1935-03-09

Description

Die Schaltkontakte von elektrischen Schaltvorrichtungen, die bei hohen Stromstärken, insbesondere Kurzschlüssen, abschalten, müssen im Idealfalle folgenden izwei Forderungen gleichzeitig genügen. Ihr Widerstand muß sehr gering sein, damit sie und die angrenzenden Teile der Schaltvorrichtung nicht zu stark erhitzt werden. Die Schaltkontakte sollen ferner so beschaffen sein, daß sie trotz überhitzung nicht mit dem Gegenkontakt zusammenschmelzen und dadurch das Trennen des Stromkreises erschweren oder verhindern. Diese Bedingungen werden von den bisher bekannten Schaltkontakten, die entweder aus einem gut leitenden Metall oder aus Graphitkohle u. dgl. oder auch aus einer Mischung von Kohle und Kupfer bestehen, nur unzureichend erfüllt. Bei den bekannten Metallkontakten ist zwar die Erwärmung ge-The switching contacts of electrical switching devices, which at high currents, in particular short circuits, switch off, must ideally have the following two requirements suffice at the same time. Your resistance must be very low in order for them and those adjacent to them Parts of the switching device are not heated too much. The switching contacts should also be designed so that they despite Do not melt overheating with the mating contact and thereby cause separation complicate or prevent the circuit. These conditions are of the previously known switch contacts, which either from a highly conductive metal or from graphite carbon and the like. Or from a Mixture of coal and copper exist, only inadequately fulfilled. With the known Metal contacts, the heating is

ao ring, aber es besteht die Gefahr des Zusammenschmelzens. Bei Graphitkontakten ist die Gefahr des Zusammenschmelzens beseitigt, jedoch ist der Widerstand so groß, daß der Schalter unter Umständen zu stark erhitzt wird. Bei den bekannten Kupfer-Graphit-Kontakten kann es insbesondere bei Kontaktstellen, die während der Kontaktgabe nicht aneinanderschleifen, vorkommen, daß sich eine den Übergangswiderstand erhöhende Oxydschicht bildet.ao ring, but there is a risk of melting together. In the case of graphite contacts, this is The risk of melting is eliminated, but the resistance is so great that the Switch may be overheated. With the well-known copper-graphite contacts it can happen, especially at contact points that do not rub against each other during contact making, that forms an oxide layer which increases the contact resistance.

Wesentlich bessere Ergebnisse, insbesondere bei den ihochbelasteten Kontaktorganen von Selbstschaltern, erhält man erfindungsgemäß, wenn man mindestens eines der zusammenwirkenden Kontaktstücke aus einer Mischung herstellt, die aus fein verteilten Teilchen eines bei der größtmöglichen Erhitzung nicht flüssig werdenden Stoffes, z. B. Graphit und Silber, besteht.Significantly better results, especially with the highly stressed contact organs of circuit breakers, is obtained according to the invention if at least one of the interacting Manufactures contact pieces from a mixture consisting of finely divided particles with the greatest possible heating non-liquid substance, e.g. B. graphite and silver.

Die Erfindung ist an Hand des in Abb. 1 der Zeichnung dargestellten Selbstschalters näher erläutert. Der Isoliersockel 6 des Schalters trägt ein feststehendes Kontaktstück 32, auf dem eine gemäß der Erfindung ausgeführte Kontaktplatte 7 befestigt ist. Auf dem Sockel ist ferner ein Arm 8 angeordnet, an dem der Schatthebel 9 auf einem Bolzen 11 gelagert ist. An dem freien Ende des Hebels 9 ist eine zweite nach der Erfindung hergestellte Kontaktplatte 12 befestigt. Der Schalthebel 9 besteht aus einem federnd biegsamen Leiter, der ein Abrollen des Kontaktstückes 12 auf der Kontakplatte 7 ermöglicht, wenn der Schalter geschlossen wird.The invention is based on the circuit breaker shown in Fig. 1 of the drawing explained in more detail. The insulating base 6 of the switch carries a fixed contact piece 32, on which a contact plate 7 designed according to the invention is attached. An arm 8 is also arranged on the base, on which the shadow lever 9 is mounted on a bolt 11. At the free end of the lever 9, a second contact plate 12 made according to the invention is attached. The switching lever 9 consists of a resiliently flexible conductor that allows the contact piece to roll 12 on the contact plate 7 allows when the switch is closed.

Der Schaltarm 9 wird durch den Handgriff 13 in Tätigkeit gesetzt. Der Griff ist um eine Welle 14 drehbar, die von dem am Sockel 6 befestigten Rahmen 15 gehalten ist. Ein knieförmiges Trägerstück 16 ist auf einer Welle 17 drehbar an dem Rahmen 15 gelagert. Das Trägerstück ist mit einem Fortsatz 18 versehen, der bei eingeschalteter Vorrichtung von einem Bimetallstreifen 19 festgehalten wird. Der Streifen ist auf dem Isolierstoffsockel befestigt und mit den Schaltkontakten in Reihe geschaltet.The switch arm 9 is activated by the handle 13. The handle is rotatable about a shaft 14 which is held by the frame 15 attached to the base 6. A knee-shaped support piece 16 is rotatably mounted on a shaft 17 on the frame 15. The carrier piece is provided with an extension 18 which, when the device is switched on is held in place by a bimetal strip 19. The strip is on the insulating base attached and connected in series with the switching contacts.

Das Glied 21 ist bei 24 mit dem Schaltarm 9 verbunden. Das Glied 22 ist an dem Träger 16 befestigt. Ein Ende des Gliedes 22 ruht in einer V-förmigen Kerbe 25. Der BoI-The member 21 is connected to the switching arm 9 at 24. The link 22 is on the Support 16 attached. One end of the link 22 rests in a V-shaped notch 25. The BoI-

zen 23 des Gliedes und das äußere Ende des Handgriffs 13 sind durch eine Feder 26 miteinander verbunden.zen 23 of the link and the outer end of the handle 13 are by a spring 26 together tied together.

Durch das Bewegen des Handgriffs 13 aus der dargestellten Stellung nach unten wird das vom Sockel entfernter liegende Ende der Feder 26 über die Kippstellung der Anordnung gebracht. Infolgedessen schlägt das Glied 22 mit einer Sprungbewegung nach oben. Es bewegt dabei das Glied 21 ebenfalls nach oben und drückt dadurch den Schaltarm 9 mit dem Kontaktstück 12 gegen das Kontaktstück 7 des Schaltersockels. Ein Rückbewegen der Vorrichtung wird durch den am Fortsatz 18 angreifenden Bimetallstreifen 19 verhindert. Bei Überstrom biegt sich der Streifen 19 vom Fortsatz 18 zurück und veranlaßt dadurch das Ausschalten.By moving the handle 13 from the position shown downwards the end of the spring 26 which is further away from the base via the tilted position of the arrangement brought. As a result, the link 22 strikes with a jumping movement upwards. It also moves the member 21 upwards and thereby presses the switching arm 9 with the contact piece 12 against the contact piece 7 of the switch base. Moving back the device is by prevents the bimetallic strip 19 attacking the extension 18. Bends in the event of overcurrent the strip 19 from the extension 18 back and thereby causes the switch-off.

Sind die Kontaktstücke 7 und 12 des dargestellten Schalters nach der Erfindung aus einer fein verteilten Mischung eines nicht schmelzenden Stoffes, wie Graphit mit Silber, hergestellt, so ist die Schaltleistung des Schalters gegenüber einem gleichen Schalter mit den bisher üblichen Kontaktstücken wesentlich erhöht.Are the contact pieces 7 and 12 of the switch shown according to the invention a finely divided mixture of a non-melting substance, such as graphite with silver, produced, the switching capacity of the switch is compared to that of the same switch the previously common contact pieces significantly increased.

Diese günstige Wirkung ist wahrscheinlich dadurch zu erklären, daß das im Kontaktstück enthaltene Silber eine gute Leitfähigkeit bei geringer Erwärmung des Kontakts selbst bei Eintritt einer Oxydation gewährleistet, während der nicht schmelzende Stoff, z. B. Graphit, der die Silberteilchen miteinander verbindet, gleichzeitig ein Zusammenschmelzen mit dem Gegenkontaktstück verhindert. Es können beide Kontaktstücke einer Schaltanordnung aus Mischungen nach der Erfindung bestehen. Es hat sich jedoch auch als vorteilhaft erwiesen, eines der beiden zusammenwirkenden Kontaktstücke einer Schaltvorrichtung aus einer Mischung nach der Erfindung und das andere in bekannter Weise aus einem schwer oxydierenden Metall herzustellen. Als solches Metall kommt besonders Nickel in Frage, das einen höheren Schmelzpunkt hat als Silber. Es hat sich gezeigt, daß selbst bei schweren Kurzschlußbedingungen das Silber des Silber-Graphit-Kontaktstückes nicht an dem Gegenkontaktstück aus Nickel klebenbleibt oder mit ihm zusammenschmilzt. Infolgedessen bleiben die Kontaktstücke selbst nach wiederholtem Ausschalten der Vorrichtung unter Kurzschlußstrom betriebsfähig. Ferner ist festgestellt worden, daß ein Metall mit den Eigenschaften des Nickels, das mit einem aus einer Mischung nach der Erfindung bestehenden Kontaktstück aus Silber und Graphit zusammenarbeitet, einen geringen Berührungswiderstand ergibt. Infolgedessen ist eine derartige Kontaktanordnung geeignet, verhältnismäßig hohe Stromstärken abzuschalten, ohne zu einer übermäßigen Erhitzung zu führen.This beneficial effect can probably be explained by the fact that the contact piece contained silver ensures good conductivity with little heating of the contact even if oxidation occurs, while the non-melting substance, e.g. B. graphite, which connects the silver particles together, at the same time a melting together prevented with the mating contact piece. Both contact pieces of a switching arrangement can be made from mixtures exist according to the invention. However, it has also been found to be beneficial to one of the two interacting contact pieces of a switching device from a mixture according to the invention and the other in a known manner from a poorly oxidizing Metal manufacture. Nickel, which has a higher melting point than silver, is particularly suitable as such a metal. It has been shown that even under severe short-circuit conditions, the silver of the silver-graphite contact piece does not stick to the mating contact piece made of nickel or fuse with it. Consequently the contact pieces remain operational even after repeated switching off of the device under short-circuit current. It has also been found that a metal with the properties of nickel, the with a contact piece made of silver consisting of a mixture according to the invention and graphite work together, results in a low contact resistance. Consequently Such a contact arrangement is suitable for switching off relatively high currents without causing excessive heating respectively.

Die Mischung aus Silber und Graphit für Kontaktstücke gemäß der Erfindung wird in der Weise hergestellt, daß beide Bestandteile fein verteilt und gut gemischt werden. Die Mischung wird dann in bekannter Weise in eine Form gebracht und einem außerordentlieh hohen Druck ausgesetzt. Auf diese Weise wird eine feste Stange oder Platte erzeugt, die von genügender Festigkeit ist, um den Stößen und sonstigen mechanischen Beanspruchungen von elektrischen Kontaktorgarien vollauf zu genügen. Die fertigen Stangen oder Platten haben das Aussehen eines festen Metalls. Sie können in derselben Weise bearbeitet werden wie feste Metalle. -Das Material kann durchbohrt und mit Gewinde versehen werden.The mixture of silver and graphite for contact pieces according to the invention is shown in made in such a way that both ingredients are finely divided and mixed well. the Mixture is then brought into a mold in a known manner and loaned to an extraordinary one exposed to high pressure. In this way a solid bar or plate is created, which is of sufficient strength to withstand the impacts and other mechanical stresses of electrical contact orgariums are completely sufficient. The finished bars or plates have the appearance of a solid Metal. They can be machined in the same way as solid metals. -The material can be drilled and threaded.

Da Silber teurer ist als Metalle, wie Kupfer, die ein nicht leitendes Oxyd bilden, ist es wünschenswert, den Bedarf an Silber für derartige Kontakte auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Versuche in dieser Richtung ergaben, daß bei dem oben beschriebenen Schalter eine Platte von Silber mit einer Dicke von nur 0,9 mm ausreicht, um während der ganzen Lebensdauer des Schalters einen guten Kontakt zu verbürgen. Die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Platte von dieser Dicke ist indessen zu schwach, um den auftretenden mechanischen Beanspruchungen zu widerstehen. Eine aus Silber und Graphit bestehende Kontaktplatte läßt sich aber nicht in der üblichen Weise mit anderen Metallen verlöten oder verschmelzen. Diese Schwierigkeit kann auf folgende Weise beseitigt werden. Man stellt zwei Mischungen her, von denen die eine z. B. aus Kupferstaub und Graphitpulver besteht und die zweite aus Silberstaub und GraphitpulVer. Beide nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Teile werden in eine Form gelegt und dann mit möglichst hohem Druck aneinandergepreßt. ■ Auf diese Weise wird ein zusammengesetzter Block gebildet, der nach Abb. 3 eine verhältnismäßig dicke Schicht aus Kupfergraphit und einen verhältnismäßig dünnen no Teil 28 aus Silbergraphit enthält. Die in dieser Weise hergestellten Kontaktblöcke haben im wesentlichen über ihrem ganzen Querschnitt gleicher Festigkeit, und die Verbindungsstelle des einen Metalls mit dem anderen ist praktisch genau so fest wie irgendein Teil im übrigen Innern des Blockes. Es können auf diese Weise Kontaktglieder von irgendeiner gewünschten Form hergestellt werden, und es kann die Dicke des Silbergraphitteiles den jeweils vorliegenden Bedingungen angepaßt werden.Because silver is more expensive than metals like copper, which are a non-conductive oxide it is desirable to minimize the need for silver for such contacts. Tests in this direction have shown that the switch described above has a plate of silver with a thickness of only 0.9 mm is sufficient to ensure a good To guarantee contact. The plate made by the method described above however, this thickness is too weak to withstand the mechanical stresses that occur to resist. A contact plate made of silver and graphite can be but do not solder or fuse with other metals in the usual way. These Difficulty can be eliminated in the following ways. Two mixes are made from which one z. B. consists of copper dust and graphite powder and the second from Silver dust and graphite powder. Both made by the method described above Parts are placed in a mold and then pressed together with the highest possible pressure. ■ In this way a composite block is formed, which is shown in Fig. 3 a relatively thick layer of copper graphite and a relatively thin no Part 28 made of silver graphite contains. Have the contact blocks made in this way essentially the same strength over its entire cross-section, and the connection point the one metal with the other is practically as strong as any part in the rest of the interior of the block. It can in this way contact members of any desired shape can be made and the thickness of the silver graphite part can be made be adapted to the prevailing conditions.

Wenn der Silberkontaktteil des Kontaktgliedes infolge einer großen Anzahl von Schaltvorgängen unter Kurzschlußbedingungen auf die Dicke einer Metallplattierung s verringert worden ist, so enthält die Kontaktfläche, wie festgestellt worden ist, trotzdem noch genügend Silber, um den ursprünglichen geringen Berührungswiderstand zu ergeben. Bei dem gewöhnlichen Gebrauch eines solchen ίο Schalters wird jedoch der Silbergraphitteil der Kontaktstücke niemals auf eine so geringe Dicke verringert werden.When the silver contact part of the contact member due to a large number of Switching operations under short-circuit conditions to the thickness of a metal plating s has been reduced, the contact area has been found to still contain there is still enough silver to produce the original low contact resistance. In the usual use of such a switch, however, the silver graphite part the contact pieces are never reduced to such a small thickness.

Wie in den Abb. 2 und 3 dargestellt ist, ist die zusammengesetzte Kontaktplatte 7 mit einer Gewindebohrung 29 zur Aufnahme einer Schraube 31 versehen. Die Schraube dient zur Befestigung der Kontaktplatte an dem Leiter 32, der auf dem Isolierstoffsockel 6 des Schalters befestigt ist. Die Abb. 4 und 5 zeigen die Nickelkontaktplatte 12, die mit der Kontaktplatte 7 unter einer gleitenden und rollenden Bewegung zusammenwirkt. Diese Gleit- und Rollbewegung verursacht ein Reinigen der Kontaktflächen bei jedem Ansprechen des Schalters.As shown in Figs. 2 and 3, the composite contact plate 7 is with a threaded hole 29 for receiving a screw 31 is provided. The screw is used to attach the contact plate to the conductor 32, which is on the insulating base 6 of the switch is attached. Figs. 4 and 5 show the nickel contact plate 12, which cooperates with the contact plate 7 with a sliding and rolling movement. This sliding and rolling movement causes the contact surfaces to be cleaned each time the switch responds.

Die durch Schaltkontakte nach der Erfindung erzielte größere Schaltleistung oder geringere Erwärmung macht die Kontakte besonders für kleine Schalter vorteilhaft, wie sie z. B. in den Selbstschaltern von Hausanlagen, z. B. in Schraubstöpselform oder in Gestalt von Sockelautomaten, vorliegen. Die Erfindung ist ferner auch für die kleineren Motorschutzschalter gut geeignet.The greater or lesser switching capacity achieved by switching contacts according to the invention Warming makes the contacts particularly advantageous for small switches, such as. B. in the circuit breakers of house systems, z. B. in the form of screw plugs or in the form of automatic socket machines. The invention is also for the smaller ones Motor protection switch well suited.

Claims

Patent claims:

i. Contact piece for switches, in particular for automatic switches, characterized in that that it consists of a mixture of finely divided particles compressed under high pressure to form a solid mass Particles of a substance that does not become liquid, such as graphite with silver, and Although in such a mixing ratio that both the property of graphite or substance with the same effect as well as the The conductivity and oxidation resistance of the silver come into play.

2. Contact piece according to claim i, characterized characterized in that it consists of two parts, one of which is a finely divided mixture of graphite and copper, the other being a mixture of graphite and silver, the silver-containing part making the contact mediating upper class forms.

3. A method for producing a contact piece according to claim 1 and 2, characterized in that both mixtures are placed one above the other in a mold and pressed together with high pressure.

4. Switching device with a contact piece according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the mating contact piece consists of a metal whose melting point is higher than that of the Silver.

5. Switching device with a contact piece according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the mating contact piece consists of a metal that is difficult to oxidize.

6. Switching device according to claim 4 and 5, characterized in that the Counter contact piece is made of nickel.

1 sheet of drawings