DE901930C

DE901930C - Contact material for low-voltage relays or controllers, especially for telegraph relays

Info

Publication number: DE901930C
Application number: DES11646D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Doering
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-08-23
Filing date: 1941-08-24
Publication date: 1954-01-18

Description

Als Kontaktmaterial für Schwachstromrelais benutzte man bisher reine Edelmetalle, z. B. Platin, oder Edelmetallegierungen mit Platinbasis, wie z. B. Platin-Iridium. Die Verwendung von Edelmetallen allein oder von Edelmetallegierungen für Kontaktmaterialien hat den Nachteil, daß die Kontakte verhältnismäßig teuer werden, was· bei großen Stückzahlen besonders ins Gewicht fällt.Until now, pure precious metals have been used as contact material for low-voltage relays, e.g. B. platinum, or noble metal alloys with a platinum base, such as. B. Platinum-Iridium. The use of precious metals alone or of noble metal alloys for contact materials has the disadvantage that the Contacts become relatively expensive, which is particularly important when there are large numbers of items.

Man hat bereits versucht, für Kontaktzwecke ίο Legierungen zu verwenden, bei denen das eine der miteinander zu legierenden Metalle ein unedles Metall ist, und ist zu einer Platin-Nickel-Legierung gekommen. Da auch hier noch der größte Prozentsatz der Legierungen aus Platin besteht, wurde eine Verbilligung der Kontakte nur zum Teil erreicht.Attempts have already been made to use for contact purposes ίο alloys in which one of the Metals to be alloyed with one another is a base metal, and is a platinum-nickel alloy came. Since the largest percentage of the alloys consists of platinum here too, was the contacts were only partially cheaper.

Dazu kommt, daß bei hochempfindlichen Relais, z. B. für Fernschreib- oder Fernsteuerzwecke, eine besonders sichere und zeitgenaue Kontaktgabe verlangt wird. Durch die Erscheinungen der Werk-Stoffwanderung bei den bekannten Edelmetallkontakten ist aber eine Verwendung dieser Kontakte für die obengenannten Zwecke nur bei kleinsten Schaltströmen und bei kleinen Spannungen und bei nur kurzen Betriebszeiten einwandfrei möglich. Man war daher bei den bekannten Kontaktmaiterialien gezwungen, die Spitzeiibildung durch besondere Mittel zu verringern, z. B. da-In addition, with highly sensitive relays such. B. for telex or remote control purposes, a particularly secure and timely contact is required. Through the phenomena of the plant material migration in the case of the known noble metal contacts, however, these contacts are only used for the purposes mentioned above smallest switching currents and with low voltages and only short operating times possible. One was therefore with the known contact materials forced to reduce the formation of lace by special means, e.g. B. there-

durch, daß man die verwendeten Kontakte als Reibkontakte ausbildete oder den Strom durch besondere Einrichtungen kommutierte.by training the contacts used as friction contacts or the current through special ones Facilities commuted.

Trotz solcher in vielen Fällen unerwünschten Hilfsmaßnahmen bedürfen im allgemeinen, die Kontakte derartiger hochempfindlicher Relais immer noch einer regelmäßigen Wartung, die Zeit und Personal erfordert. Es hat sich ferner gezeigt, daß Platin gegen Einwirkung von Schwefelkohlen-ίο stoff empfindlich ist. Hierdurch ist die Verwendung von Platin vielfach nicht möglich.Despite such in many cases undesirable auxiliary measures generally require the Contacts of such highly sensitive relays still require regular maintenance, the time and personnel required. It has also been shown that platinum is resistant to the effects of carbon disulfide ίο fabric is sensitive. As a result, the use of platinum is often not possible.

Aus den dargelegten Gründen wird bei dem. erfindungsgemäßen Kontaktmaterial von einer Platinbasis abgesehen und Gold als KontaktwerkstoffiS basis verwendet, das hinsichtlich seiner Korrosionsfestigkeit praktisch nicht zu übertreffen ist. Es ist nun bekannt, daß reines Gold als Kontaktwerkstoff zu weich ist, ferner daß die Kontakte aufeinander sehr leicht kleben und bei Belastung zusammenschweißen. Durch Zusatz von Platin war es zwar möglich, die Härte in geringem Maße zu erhöhen und die so legierten Kontakte für kleinste Ströme und Spannungen zu verwenden. Für größere Ströme und höhere Spannungen, wie sie in der Fernschreib- und Fernsteuertechnik vorkommen, ist dieses Kontaktmaterial mit Vorteil jedoch auch noch nicht zu gebrauchen. Insbesondere ist bei dieser Metallegierung, die zwar den Vorteil hat, billiger zu sein als Legierungen mit Platinbasis, die störende Spitzen- und Kraterbildung sowie die Schweißneigung noch sehr ausgeprägt. Ferner ist hier der mechanische Verschleiß infolge der geringen Härte noch viel zu groß.For the reasons given, the. Contact material according to the invention from a platinum base apart and gold is used as a contact material base, which is resistant to corrosion practically cannot be surpassed. It is now known that pure gold is used as a contact material is too soft, and also that the contacts stick to one another very easily and weld together under load. By adding platinum it was possible to slightly increase the hardness and to use the contacts alloyed in this way for the smallest currents and voltages. For bigger ones Currents and higher voltages as they occur in teletyping and remote control technology, however, this contact material is also not yet usable with advantage. In particular, is at this metal alloy, which has the advantage of being cheaper than platinum-based alloys, the annoying formation of peaks and craters as well as the tendency to sweat are still very pronounced. Furthermore is here the mechanical wear due to the low hardness is still far too great.

Die Nachteile der betrachteten Platin- und GoIdlegierungen lassen sich vermeiden, wenn man erfindungsgemäß eine vorzugsweise binäre Metalllegierung mit Goldbasis mit einem Nickelgehalt von 3 bis 10 °/o verwendet.The disadvantages of the considered platinum and gold alloys can be avoided if, according to the invention, a preferably binary metal alloy is used gold-based with a nickel content of 3 to 10 ° / o used.

Die erfindungsgemäße Gold-Nidkel-Legierung hat gegenüber den Platinlegierungen den Vorteil, besonders billig zu sein, dabei aber annähernd die gleiche Zerreißfestigkeit zu haben, wie z. B. eine io°/oige Platin-Iridium-Legierung. Auch die Härte von Gold-Nickel-Legierungen ist sehr hoch. Obwohl die Härte des reinen Goldes nur fast die Hälfte von Platin beträgt, besitzt eine Legierung von Gold mit nur 5% Nickel bereits die gleiche Härte wie Platin mit 10% Iridium. Ein solcher Kontakt ermöglicht also die Einsparung des teueren und spezifisch schweren Iridiums.The gold-Nidkel alloy according to the invention has the advantage over platinum alloys that it is particularly cheap, but at the same time approximates the to have the same tensile strength, such as B. a 100% platinum-iridium alloy. Also the hardness of gold-nickel alloys is very high. Although the hardness of pure gold is only almost that Half of platinum, an alloy of gold with only 5% nickel already has the same Hardness like platinum with 10% iridium. Such a contact therefore enables the expensive one to be saved and specifically heavy iridium.

Die spezifische elektrische Leitfähigkeit sowie die Wärmeleitfähigkeit des erfindungsgemäßen Kontaktmaterials, auf die es bei elektrischen Kontakten ganz besonders stark ankommt, ist dabei aber fast doppelt so groß, wie bei der Platin-Iridium-Legierung und bei der Platin-Nickel-Legierung. Weiterhin ist durch die Goldbasis eine sehr hohe Korrosionsfestigkeit gegenüber den Platinlegierumgen gewährleistet.The specific electrical conductivity and the thermal conductivity of the invention Contact material, which is particularly important for electrical contacts, is included but almost twice as large as with the platinum-iridium alloy and the platinum-nickel alloy. Furthermore, the gold base has a very high resistance to corrosion compared to the Platinum alloys guaranteed.

Für telegraphische Zwecke, d. h. bei einer Belastung des Kontaktes von z. B. 40 mA bei 120 Volt und 80 mA bei 60 Volt Gleichspannung ist eine Legierung von 95% Gold und 5°/» Nickel am vorteilhaftesten, da bei. dieser Legierungszusammensetzung und bei den angeführten Strombelastungen die Materialwaiiderung von dem einen Kontaktstück zum anderen, d. h. die Krater- und Spitzenbildung gerade kompensiert ist.For telegraphic purposes, i. H. with a load on the contact of z. B. 40 mA at 120 volts and 80 mA at 60 volts DC voltage is an alloy of 95% gold and 5% nickel most advantageous because at. this alloy composition and the specified current loads the material resistance from one contact piece to the other, d. H. the crater and Peak formation is just compensated.

Für andere Zwecke, z. B. für Fernsteuerzwecke oder bei Reglern, bei denen die Strombelastung eine andere ist als bei der Telegraphie, paßt man zweckmäßig die Legierungsprozente innerhalb des angegebenen Rahmens von 3 bis 10% Nickel, Rest Gold den Stromverhältnissen besonders an. Man ist auf diese Weise in der Lage, für jede Strombelastung den Legierungeprozentsatz so auszuwählen, daß eine Spitzen- und Kraterbildung bei den miteinander arbeitenden Kontakten selbst bei io (Millionen Schaltungen und mehr kompensiert ist.For other purposes, e.g. B. for remote control purposes or for controllers where the current load is different from telegraphy, if one appropriately adjusts the alloy percentages within the specified range of 3 to 10% nickel, the remainder gold, the current conditions especially. Man is in this way able to select the alloy percentage for each current load in such a way that that the formation of peaks and craters in the working contacts themselves io (millions of switching operations and more is compensated.

Auch der Werkstoffangriff und die Schweißneigung ist bei der erfindungsgemäßen Legierung denkbar gering, wenn man. die Legierungsprozente, wie geschildert, der Belastung wenigstens annähernd richtig anpaßt. Ebenso sind die Klebkräfte solcher Kontakte sehr gering, so daß sie sich für empfindliche Kontaktanordnungen besonders gut eignen.The attack on the material and the tendency to weld are also present in the alloy according to the invention very little if one. the alloy percentages, as described, at least approximately correctly adapts to the load. The same applies to the bond strengths Such contacts are very low, so that they are particularly good for sensitive contact arrangements suitable.

Durch das erfindiungsgemäße Kontaktmaterial wird für die Kontakte daher eine besonders hohe Lebensdauer erzielt. Soll das Kontaktmaterial nach der Erfindung für Regler Verwendung finden, so können, da Spitzen- und Kraterbildung nicht mehr auftreten, zusätzliche Kommutierungsanordnungen gänzlich fortfallen.As a result of the contact material according to the invention, a particularly high one is therefore achieved for the contacts Lifetime achieved. If the contact material according to the invention is to be used for regulators, so, since the formation of peaks and craters no longer occur, additional commutation arrangements can be made fall away completely.

Claims

Patent claims:

1. Contact material for low-power relays or regulators, in particular for telegraph relays, characterized by a preferably binary metal alloy with a gold base and a nickel content of 3 to 10 ¹ Vo.

2. Kontaktmater iäl according to claim 1, characterized characterized in that the nickel content of the alloy in relation to the current load of the Contact is chosen so that the material migration between the contact strikers is being compensated.

Cited references: U.S. Patent Nos. 1,832,307, 1,355,811; British Patent Nos. 224 836, 164 142; French patent specification No. 743.280.