DE731314C

DE731314C - Electric contact

Info

Publication number: DE731314C
Application number: DESCH118430D
Authority: DE
Inventors: Richard Schier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1939-05-20
Filing date: 1939-05-20
Publication date: 1943-02-05

Description

Elektrischer Kontakt Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kontakte mit einem auf einen Kontaktträger aufgelöteten oder aufgeschweißten dünnen Wolframkontaktplättchen.Electrical Contact The invention relates to electrical contacts with a thin tungsten contact plate soldered or welded onto a contact carrier.

Solche Kontakte werden bei den meisten Anwendungsgebieten als Niet oder Schraube gearbeitet. Das dünne Wolframkontaktplättchen wird dabei in bekannter Weise durch ein Löt- oder Schweißverfahren auf der nies- oder schraubenförmigen Unterlage befestigt. Das Löten wird im Wasserstoffofen derart ausgeführt, daß man zwischen der Unterlage und dem Kontaktplättchen ein Lötplättchen aus Kupfer oder aus einem kupferleb orten geeigneten Werkstoff als Bindemittel der beiden Teile anordnet, wobei das Lotplättchen bis zum Schmelzpunkt oder noch darüber hinaus erhitzt wird. Auch beim Schweißen verfährt man ähnlich, indem ein geeignetes Lötplättchen oder ein pulverförmiges Lot, bestehend aus Kupfer oder aus Kupfer und Nickel oder aus einer ähnlichen Mischung, verwendet wird.Such contacts are used as rivets in most areas of application or screw worked. The thin tungsten contact plate is known in this case Way by a soldering or welding process on the sneeze or helical Base attached. The soldering is carried out in a hydrogen furnace in such a way that a soldering plate made of copper or between the base and the contact plate Made of a material suitable for copper bonding as a binding agent for the two parts arranged, with the solder plate heated to the melting point or beyond will. A similar procedure is used for welding by using a suitable soldering plate or a powdered solder consisting of copper or of copper and nickel or of a similar mixture is used.

Diese Löt- bzw. Schweißverbindungen sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß bei größeren Kontakten von etwa d. mm aufwärts die Kontaktplatte durch die verschiedenen Wärmeausdehnungszahlen des Kontaktplättchens und der Unterlage reißt. Es entstehen Haarrisse, die mit dem unbewaffneten Auge .kaum erkennbar sind. Wird jedoch die Kontaktfläche bei 2o- bis 4ofacher Vergrößerung geprüft, so zeigen sich in den meisten Fällen Risse bzw. Brüche im Kontaktplättchen, die ein nachteiliges Arbeiten der Kontaktstelle zur Folge haben. Die Unterbrechungsstellen feuern ziemlich stark, und es zeigt sich außerdem eine erhöhte Kontaktmetallwanderung, so daß die Lebensdauer der sonst brauchbaren :ein wandfreien Kontakte auf einen Bruchteil herabgemindert wird.However, these soldered or welded connections have the disadvantage that with larger contacts of about d. mm upwards the contact plate through the various Thermal expansion coefficients of the contact plate and the base tear. It arise Hairline cracks that are barely noticeable to the naked eye. However, if the Contact area tested at 2 to 4 times magnification, this is how it appears in most Cases of cracks or breaks in the contact plate that prevent the working of the Contact point. The breakpoints fire pretty hard, and there is also an increased contact metal migration, so that the service life of the otherwise usable: perfect contacts to a fraction is degraded.

Zweck der Erfindung ist, diese Mängel zti beseitigen; erreicht wird dieser Zweck dadurch, daß zwischen dein Wolframkonakt und dem Kontaktträger eine die Wärmeausdehnungsunterschiede zwischen dem Wolframplättchen und der Unterlage ausgleichende Zwischenplatte aus geeignetem Werkstoff, z. B. Nickel; eingeschaltet ist, welche mit dem Wolframplättchen und der Unterlage durch geeignete Lötmittel, z. B. Kupferplättchen oder Kupferpulver, verbunden u-ird.The purpose of the invention is to eliminate these deficiencies; is achieved this purpose in that between your tungsten contact and the contact carrier a the differences in thermal expansion between the tungsten plate and the substrate compensating intermediate plate made of a suitable material, e.g. B. Nickel; switched on which is connected to the tungsten plate and the base by suitable solder, z. B. copper platelets or copper powder, connected u-earth.

Es ist zwar bei der Herstellung von Werkzeugen, bei welchen der arbeitende Teil aus Hartmetallegierungen, der Rest dagegen aus Stahl oder gewöhnlichem Eisen besteht, bekannt, eine spannungsausgleichende Scheibe zwischen Hartinetallplatte und Unterteil einzuschalten, um dadurch Risse in den letzteren zu vermeiden, und es ist auch bekannt, das Metallblatt aus Nickeleisen herzustellen, oder das Hartmetallplättchen mit Kupfer oder Nickel elektrolytisch zu überziehen.It is true in the manufacture of tools that the working Part made of hard metal alloys, the rest made of steel or ordinary iron consists, known, a stress-equalizing disc between hard metal plate and turn on the lower part, thereby avoiding cracks in the latter, and it is also known to manufacture the metal sheet from nickel iron, or the hard metal plate to be electrolytically coated with copper or nickel.

Es lag jedoch nicht nahe, daß man bei der Verwendung von dünnen Wolframplättchen als elektrischer Kontakt mittels einer spannungsausgleichenden Scheibe zum erwünschten Ergebnis kommt, zumal bei solchen Kontakten die Erfordernisse mit Rücksicht auf die Stromwirkungen ganz andere sind als bei lediglich mechanisch beanspruchten Werkzeugen. Es ist bekannt, daß Hartmetallauflagen ziemlich dick, 3 bis iomm und darüber, gehalten werden, während Wolframkontaktauflagen im Durchschnitt etwa i mm stark sind. Bei einer Hartmetallauflage ist es nicht wesentlich, ob ein kaum sichtbarer Haarriß im Werkstoff vorhanden ist; denn hier kommt es darauf an, daß die Hartmetallauflage an der Schneidstelle ein zusammenhängendes ganzes _ Stück bildet und beim Drehen mechanisch den Widerstand hat, der durch die Bearbeitung bedingt wird. Ganz anders liegen die Verhältnisse bei einem an Stromunterbrechern eingebauten Wolframkontakt. Wird hier bei etwa 5ofacher Vergrößerung ein Haarriß festgestellt, so müssen diese Kontakte für hochbeanspruchte Stromunterbrecher ausgeschaltet werden, weil sich herausgestellt hat, daß diese Kontakte nach kurzer Betriebsdauer aus verschiedenen elektrischen Gründen verbraucht sind, indem folgende Erscheinungen auftreten: Es tritt eine erheblich starke Metallwanderung auf; die elektrischen Spannungsverhältnisse verändern sich recht ungünstig. Die hcuitakte versageil schließlich auch bei normalen Stromunterbrechern sehr oft, weil durch vorhandene feine Haarrisse das Lötinaterial, in den meisten Fällen Elektrolytkupfer, bis an die Oberfläche des Kontaktes dringt und Unterbrechungsfeuer verursacht.However, it was not obvious that one should use thin tungsten flakes as electrical contact by means of a tension-equalizing disc to the desired Result comes, especially since with such contacts the requirements with consideration the effects of the current are completely different from those of tools that are only subjected to mechanical stress. It is known that hard metal linings are quite thick, 3 to 1 mm and above while tungsten contact pads are on average about 1 mm thick. at With a hard metal coating, it is not essential whether a barely visible hairline crack is present in the material; because here it is important that the hard metal support forms a coherent whole _ piece at the cutting point and when turning mechanically has the resistance that is caused by the machining. Completely different are the conditions with a tungsten contact built into a circuit breaker. If a hairline crack is found here at a magnification of about 5 times, this must be the case Contacts for heavy duty circuit breakers are turned off because has shown that these contacts after a short period of operation from different electrical reasons are consumed by the following phenomena: It there is a considerable amount of metal migration; the electrical voltage ratios change quite unfavorably. Ultimately, the hcuitakte also fail with normal ones Circuit breakers very often, because the existing fine hairline cracks the soldering material, in most cases electrolytic copper, penetrates to the surface of the contact and cause disruptive fire.

Es war somit nicht vorauszusehen, daß bei Wolframkontakten die erwähnten Schwierigkeiten auf die Bildung von Haarrissen zurÜckzuführen. sind und d,aß sie durch Verwendung von Zwischenschichten z. B. aus Nickel in hohem Maße beseitigt werden können.It was therefore not foreseeable that the above-mentioned in the case of tungsten contacts Difficulties attributed to the formation of hairline cracks. are and d, ate them by using intermediate layers e.g. B. eliminated from nickel to a large extent can be.

Die Erfindung sei an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In diesen zeigt Bild i den Kontakt vor und Bild z nach dein Z'erlöten bzw. Verschweißen.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing. In these, picture i shows the contact before and picture z after your soldering or welding.

Es besteht die Aufgabe, den Wolfranikontakt a mit dem Kontaktträger e zu verbinden. Gemäß der Erfindung wird zwischen diese Teile eine die Spannungsunterschiede ausglieichende Zwischenplatte c beispielsweise aus Nickel und beiderseits der Z«-ischenplatte das aus Lötlot bestehende Plättchen b bzw. d eingesetzt. Diese Lötplättchen h und d .werden im Wasserstoffofen so stark erhitzt, daß der Schmelzprozeß eintritt, und dann erfolgt eine innige Verbindung der Kontaktunterlage e und des -Kontaktplättchens a mit der Zwischenplatte c. Kontakt und Unterlage sind somit nicht unmittelbar miteinander durch zwei Lötstellen f und lt verbunden, sondern es bestehen durch die dazwischengelegte ausgleichende Platte vier Lötstellen f, g, lt und i. The task is to connect the Wolfranikontakt a with the contact carrier e. According to the invention, an intermediate plate c, for example made of nickel, which compensates for the voltage differences, is inserted between these parts and the small plate b or d made of solder is inserted on both sides of the Z'-plate. These soldering platelets h and d .are heated so strongly in the hydrogen furnace that the melting process begins, and then the contact pad e and the contact platelet a are intimately connected to the intermediate plate c. Contact and base are therefore not directly connected to one another by two soldering points f and lt , but there are four soldering points f, g, lt and i due to the compensating plate placed in between.

Dieselben Lötstellen können natürlich auch im Schweißverfahren erreicht werden, ebenso kann an Stelle der Plättchen b und d ein geeignetes Schweißpulver benutzt werden. Die so hergestellten Kontakte zeigen nach der Bearbeitung und nach dem Polieren der Kontaktoberfläche bei stärkster Vergrößerung keinerlei Haarrisse oder Brüche. Diese Verbindung hat den weiteren Vorteil, daß die zwischen Kontaktplatte und Kontaktunterteil eingeschalteten Zwischenplatten einen elastischen Puffer bilden und daß auch damit die sonst beim Nieten eintretenden Risse, welche durch harten Hammerschlag entstehen, ausgeschaltet werden.The same soldering points can of course also be achieved in the welding process A suitable welding powder can also be used in place of the platelets b and d to be used. The contacts made in this way show after processing and after no hairline cracks whatsoever after polishing the contact surface at the highest magnification or breaks. This connection has the further advantage that between the contact plate and intermediate plates connected to the lower contact part form an elastic buffer and that with it the cracks that otherwise occur when riveting, which are caused by hard Hammer blows arise, be turned off.

An Stelle der Zwischenlotplatten b und d kann auch ein feuerfester Lötüberzug an der Kontaktplatte und am Nietunterteil angebracht sein, wobei nur eine aus einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellte Zwischenplatte c als Spannungsausgleich benötigt wird.Instead of the intermediate solder plates b and d , a refractory solder coating can also be attached to the contact plate and the lower part of the rivet, only an intermediate plate c made of another suitable material being required to compensate for tension.

Dasselbe Verfahren läßt sich auch für andere Teile, die mit einem Wolframkontakt versehen sein sollen, z. B. Unterbrecherhebel, anwenden, ebenso können Wolfrainkontaktteile oder stark wolframhaltige Kontaktteile anderer Art, die, durch den bekannten Lötvorgang auf Eisen oder Stahl befestigt, Rißbildungen zeigten, nach diesem Verfahren befestigt werden.The same procedure can be used for other parts that use a Tungsten contact should be provided, for. B. breaker lever, apply, as well Wolfrain contact parts or contact parts of others with high tungsten content Type that, attached to iron or steel by the well-known soldering process, cracks showed to be attached by this procedure.

Claims

PATENTAN SPRUCI3 Electrical contact with one on a contact carrier all soldered-on thin tungsten contact plates, characterized in that that between the tungsten contact (a) and the contact carrier (e) the thermal expansion differences intermediate plate compensating between the tungsten plate and the base (c) made of suitable material, e.g. B. Nickel, which is switched on with the tungsten plate and the base by suitable solder, e.g. B. copper flakes or copper powder, is connected.