EP0197332A2 - Material for electrical contacts with an arc-extinguishing capacity - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Werkstoff für elektrische Kontakte mit Lichtbogenlöschung beschrieben, welcher aus einer irreversibel ausgehärteten Polymer-Formmasse (Duromer) besteht, welche mit 5 bis 20 Vol.-% eines Metallpulvers und wahlweise bis zu 40 Vol.-% eines weiteren anorganischen, elektrisch nicht leitenden Pulvers gefüllt ist. Als Duromer wird ein solches verwendet, welches sich ohne Auftreten einer flüssigen Phase aushärten läßt.A material for electrical contacts with arc quenching is described, which consists of an irreversibly hardened polymer molding compound (Duromer), which with 5 to 20 vol .-% of a metal powder and optionally up to 40 vol .-% of another inorganic, electrically not conductive powder is filled. The thermoset used is one which can be cured without the occurrence of a liquid phase.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Werkstoff für elektrische Kontakte mit der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Zusammensetzung. Ein solcher Werkstoff ist in der US-PS 4 011 426 beschrieben. Die in dieser Druckschrift beschriebenen Werkstoffe enthalten ein Metallpulver, beispielsweise ein Nickelpulver, ferner ein anorganisches, elektrisch nicht leitendes Pulver, beispielsweise Quarzmehl, Aluminiumoxidpulver oder Dolomitpulver, und ferner noch einen Kunststoff, welcher unter Lichtbogeneinwirkung Gase freisetzt, die den Lichtbogen zu löschen vermögen, insbesondere einen Kunststoff, welcher unter Lichtbogeneinwirkung elektronegative Gase freisetzt wie z.B. Polytetrafluoräthylen. Diese Bestandteile des Kontaktwerkstoffs werden durch ein Bindemittel zusammengehalten, und zwar werden als Bindemittel duromere Kunststoffe genannt, z.B. Phenolharz, Hamstoffharz, Melaminharz, insbesondere ein Mehrkomponenten-Epoxidharz. Die Herstellung der bekannten Werkstoffe geschieht bei Verwendung von Epoxidharz in der Weise, dass die pulverigen Bestandteile in eine flüssige bis pastöse Harzzubereitung eingerührt werden, welche ausser der Epoxidharz-Grundsubstanz noch Lösungsmittel und Härtemittel enthält, welche die Aushärtung - (Vernetzung) des Kunstharzes bewirken.The invention relates to a material for electrical contacts with the composition specified in the preamble of claim 1. Such a material is described in US Pat. No. 4,011,426. The materials described in this publication contain a metal powder, for example a nickel powder, furthermore an inorganic, electrically non-conductive powder, for example quartz powder, aluminum oxide powder or dolomite powder, and furthermore a plastic which, under the action of an arc, releases gases which are able to extinguish the arc, in particular a plastic that releases electronegative gases under the influence of an arc, e.g. Polytetrafluoroethylene. These components of the contact material are held together by a binder, namely thermosetting plastics are mentioned as binders, e.g. Phenolic resin, urea resin, melamine resin, in particular a multi-component epoxy resin. When epoxy resin is used, the known materials are produced in such a way that the powdery constituents are stirred into a liquid to pasty resin preparation which, in addition to the epoxy resin base substance, also contains solvents and hardening agents which cause the curing (crosslinking) of the synthetic resin.
Diese bekannten Werkstoffe für elektrische Kontakte haben sich im praktischen Schaltbetrieb nicht bewährt: Ist der Anteil des Metallpulvers so hoch, dass man eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von wenigstens 0,1 MS/m erreicht, dann ist der Abbrand im Schaltbetrieb zu hoch und das Lichtbogenlöschvermögen unzureichend. Setzt man andererseits den Anteil des Metallpulvers zugunsten der Substanzen mit Lichtbogeniöschvermögen so weit herab, dass man ein hinreichendes Lichtbogenlöschvermögen erhält, dann ist die elektrische Leitfähigkeit zu niedrig, um den Ausschaltstrom für die Zeitdauer der Lichtbogenlöschung zu führen. Der Abbrand im Schaltbetrieb bleibt hoch.These known materials for electrical contacts have not proven themselves in practical switching operations: If the proportion of metal powder is so high that a specific electrical conductivity of at least 0.1 MS / m is reached, the burn-off in switching operations is too high and the arc extinguishing capacity is insufficient . If, on the other hand, the proportion of the metal powder is reduced in favor of the substances with arc extinguishing capacity to such an extent that an adequate arc extinguishing capacity is obtained, the electrical conductivity is too low to conduct the breaking current for the duration of the arc extinguishing. The burn-up in switching operation remains high.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkstoff der eingangs genannten Art zu - schaffen, welcher sich durch gutes Lichtbogenlöschvermögen und niedrigen Abbrand bei hinreichender elektrischer Leitfähigkeit auszeichnet. Diese Aufgabe wird gelöst durch Werkstoffe mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Zusammensetzung. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The invention has for its object to provide a material of the type mentioned, which is characterized by good arc quenching ability and low burn-up with sufficient electrical conductivity. This object is achieved by materials with the composition specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Werkstoff zeichnet sich durch die Auswahl eines besonderen Duromers aus, weiches es erlaubt, eine vorgegebene elektrische Leitfähigkeit mit einem geringeren Anteil des Metallpulvers im Werkstoff zu er reichen als bisher. Der Anteil des Metallpulvers im Duromer soll erfindungsgemäß zwischen 5 und 20 Vol.-% liegen, vorzugsweise zwischen 8 und 12 Vol.-%. Dass man mit einem derart niedrigen Metallpulvergehalt bereits eine für Kontakte brauchbare elektrische Leitfähigkeit erreicht, hängt damit zusammen, dass für die Erfindung Duromere verwendet werden, die aus solchen Formmassen hergestellt sind, die sich ohne Auftreten einer flüssigen Phase härten lassen, insbesondere durch Erwärmen unter Druck härtbar sind. Die Formmassen enthalten ausser der Harzgrundlage üblicherweise Füllstoffe, z.B. Gesteinsmehl, Holzmehl.The material according to the invention is characterized by the selection of a special duromer, which allows a given electrical conductivity to be achieved with a lower proportion of the metal powder in the material than before. According to the invention, the proportion of the metal powder in the duromer should be between 5 and 20% by volume, preferably between 8 and 12% by volume. The fact that an electrical conductivity that is useful for contacts can already be achieved with such a low metal powder content is due to the fact that the invention uses thermosets which are produced from molding compositions which can be cured without the occurrence of a liquid phase, in particular by heating under pressure are curable. In addition to the resin base, the molding compositions usually contain fillers, e.g. Rock flour, wood flour.
In dem Vermeiden einer flüssigen Phase beim Aushärten liegt ein Unterschied zu den in der US-PS 4 011 426 beschriebenen Werkstoffen, in welchen als duromere Bindemittel Gießharze verwendet werden. Die Erfinder haben nämlich herausgefunden, dass die Partikel eines Metallpulvers in erfindungsgemäß ausgewählten Formmassen, welche unter Umgehung einer niedrigviskosen Schmelze irreversibel aushärten, in wesentlich geringerem Ausmaß von der Formmasse eingehüllt werden, als wenn sie in eine flüssige Gießharz-Zubereitung eingerührt werden, welche anschließend aushärtet. Deshalb kann man im erfindungsgemäßen Kontaktwerkstoff schon mit verhältnismäßig geringen Anteilen von Metalipulver eine große Zahl durchgehender Strompfade in der Formmasse ausbilden. So ge ringe Metallgehalte wären sonst nur möglich, wenn man durch Einbetten von Drähten oder dergleichen in den duromeren Kunststoff für durchgehende Strompfade sorgen würde; ein solcher Werkstoff wäre aber wegen seines inhomogenen und anisotropen Aufbaus als lichtbogenlöschender Kontaktwerkstoff nicht gut geeignet und in der Herstellung zu aufwendig. Das Ausbilden durchgehender Strompfade wird beim erfindungsgemäßen Kontaktwerkstoff begünstigt, wenn man ein Metallpulver verwendet, dessen Teilchen überwiegend in Form von Schuppen vorfiegen, denn benachbarte Schuppen können durch wechselseitige Überlappung leichter Kontakt miteinander machen als kugelige oder dendritische Pulver.The avoidance of a liquid phase during curing is a difference to the materials described in US Pat. No. 4,011,426, in which casting resins are used as the thermosetting binder. The inventors have found that the particles of a metal powder in molding compositions selected according to the invention, which cure irreversibly by bypassing a low-viscosity melt, are enveloped by the molding composition to a much lesser extent than if they are stirred into a liquid cast resin preparation, which then cures . For this reason, a large number of continuous current paths can be formed in the molding compound in the contact material according to the invention even with relatively small proportions of metal powder. So low metal contents would otherwise only be possible if one would provide continuous current paths by embedding wires or the like in the thermosetting plastic; such a material would not be well suited because of its inhomogeneous and anisotropic structure as an arc-quenching contact material and would be too expensive to manufacture. The formation of continuous current paths is favored in the contact material according to the invention if a metal powder is used, the particles of which predominate in the form of scales, because neighboring scales can make easier contact with one another than spherical or dendritic powders due to mutual overlapping.
Für die Erfindung sind Einkomponenten-Fommassen geeignet. Beispiele sind: Typ 802 nach DIN 16911, Typ 3515 der Fa. Bakelite GmbH in D-5680 lserlohn (ein ungesättigtes Polyesterharz mit kugeligem, anorganischem Füllstoff), Typ 870 nach der zurückgezogenen Norm DIN 16912, Typ 152 nach DIN 7708. Es handelt sich dabei um wärmehärtbare Formmassen.Single-component foams are suitable for the invention. Examples are: Type 802 according to DIN 16911, Type 3515 from Bakelite GmbH in D-5680 Iserlohn (an unsaturated polyester resin with spherical, inorganic filler), type 870 according to the withdrawn standard DIN 16912, type 152 according to DIN 7708. These are thermosetting molding compounds.
Es ist grundsätzlich aber auch möglich, Formmassen zu verwenden, die sich auf andere Weise, z.B. durch Strahlung, härten lassen, sofern beim Härten keine flüssige Phase auftritt.In principle, however, it is also possible to use molding compositions which can be used in other ways, e.g. allow to harden by radiation, provided that no liquid phase occurs during hardening.
Als Metallpulver können solche verwendet werden, die eine hinreichende elektrische Leitfähigkeit aufweisen, insbe sondere Silberpulver, Kupferpulver, versilbertes Kupferpulver. Verwendbar ist auch Nickelpulver, hat jedoch den Nachteil, eine - schlechtere elektrische Leitfähigkeit aufzuweisen.As the metal powder, those can be used which have sufficient electrical conductivity, in particular special silver powder, copper powder, silver-plated copper powder. Nickel powder can also be used, but has the disadvantage of having poorer electrical conductivity.
Im Gegensatz zu dem aus der US-PS 4 011 426 bekannten Kontaktwerkstoff enthält der erfindungsgemäße Kontaktwerkstoff keine weiteren organischen Bestandteile (wie z.B. Polytetrafluoräthylen) zum Abspalten elektronegativer Gase unter Lichtbogeneinwirkung. Das Lichtbogenlöschungsvermögen beruht vielmehr allein auf den Zersetzungsprodukten des Duromers unter Lichtbogeneinwirkung; die Lichtbogenlöschung wird in erster Linie durch den bei der Zersetzung des Duromers entstehenden Wasserstoff bewirkt, aber auch weitere gasförmige Zersetzungsprodukte, namentlich Kohlenmonoxid, liefern einen Beitrag zum Lichtbogenlöschvermögen. Das Lichtbogenlöschvermögen dieser Zersetzungsprodukte beruht - anders als bei der Zersetzung von beispielsweise Polytetrafluoräthylen - nicht auf ihrer Elektronegativität, sondern darauf, dass sie die Lichtbogensäule in axialer Richtung beblasen und unterstützt durch ihre hohe Wärmeleitfähigkeit wirksam kühlen.In contrast to the contact material known from US Pat. No. 4,011,426, the contact material according to the invention contains no further organic constituents (such as polytetrafluoroethylene) for the elimination of electronegative gases under the action of an arc. The arc extinguishing ability is based solely on the decomposition products of the duromer under the influence of an arc; Arc quenching is primarily caused by the hydrogen generated during the decomposition of the duromer, but other gaseous decomposition products, namely carbon monoxide, also contribute to the arc quenching capacity. In contrast to the decomposition of polytetrafluoroethylene, for example, the arc quenching capacity of these decomposition products is not based on their electronegativity, but rather on the fact that they blow the arc column in the axial direction and effectively cools through their high thermal conductivity.
Die Erfinder haben weiterhin herausgefunden, dass man bei einem erfindungsgemäßen Kontaktwerkstoff die elektrische Leitfähigkeit erhöhen kann, ohne den Volumenanteil des Metallpulvers im Kontaktwerkstoff zu erhöhen, indem man einen Teil des Duromers durch ein anorganisches, elektrisch nicht leitendes Pulver ersetzt, dessen Partikel ein möglichst großes Volumen/Oberflächenverhältnis haben. Durch ein solches anorganisches, elektrisch nicht leitendes Pulver wird das Volumen, in welchem sich Metallpulver befindet, reduziert und dadurch die Ausbildung von Strompfaden begünstigt. Die Wirksamkeit dieses weiteren anorganischen Füllstoffes ist abhängig von der Gestalt und Größe seiner Partikel. Am besten geeignet ist ein Füllstoff, dessen Partikel eine kugelige Gestalt und eine Größe von nicht mehr als 300 u.m, vorzugsweise von nicht mehr als 100 um haben; gleichzeitig sollte die Teilchengröße des Metallpulvers demgegenüber um den Faktor 10 bis 20 kleiner sein als die Größe der Partikel des weiteren anorganischen Füllstoffes, denn bei derartiger Wahl der Teilchengrößen können die Metallpulverteilchen am leichtesten Ketten um die Partikel des weiteren Füllstoffes herum bilden.The inventors have further found that in the case of a contact material according to the invention, the electrical conductivity can be increased without increasing the volume fraction of the metal powder in the contact material by replacing part of the duromer with an inorganic, electrically non-conductive powder, the particles of which have the largest possible volume / Have surface ratio. Such an inorganic, electrically non-conductive powder reduces the volume in which metal powder is located, thereby favoring the formation of current paths. The effectiveness of this additional inorganic filler depends on the shape and size of its particles. The most suitable is a filler whose particles have a spherical shape and a size of not more than 300 μm, preferably not more than 100 μm; at the same time, the particle size of the metal powder should be smaller by a factor of 10 to 20 than the size of the particles of the other inorganic filler, because with such a choice of the particle sizes, the metal powder particles can form chains most easily around the particles of the further filler.
Der Anteil dieses weiteren Füllstoffes im Kontaktwerkstoff sollte 40 Vol.-% nicht überschreiten, vorzugsweise zwischen 25 und 35 Vol.-% liegen. Bei größeren Gehalten wird das Lichtbogenlöschvermögen zu stark herabgesetzt und der Abbrand zu stark erhöht. Als anorganischer, elektrisch nicht leitender Füllstoff eignen sich beispielsweise Gesteinsmehle und Quarzmehle, vorzugsweise wird ein' Glaspulver verwendet.The proportion of this further filler in the contact material should not exceed 40% by volume, preferably between 25 and 35% by volume. At higher contents, the arc extinguishing capacity is reduced too much and the burn-up is increased too much. As the inorganic, non-electrically conductive filler are, for example minerals and quartz flour, preferably a 'glass powder is used.
Die Zugabe eines anorganischen, elektrisch nicht leitenden Füllstoffes (Quarzmehl) lehrt zwar auch bereits die US-PS 4 011 426, dort jedoch nicht zum Zweck der Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit, sondern zur Verbesserung der strombegrenzenden Eigenschaft eines Schalters beim Trennen seiner beiden Kontaktstücke, von denen allerdings nur eines den anorganischen, elektrisch nicht leitenden Füllstoff enthält. Ausserdem lehrt die US-PS 4 011 426 nicht, die Teilchengrößen der pulverförmigen Ausgangsstoffe in der besonderen Weise aufeinander abzustimmen, wie das in Weiterbildung der vorliegenden Erfindung bevorzugt wird; die US-PS 4 011 426 empfiehlt vielmehr für alle pulverförmigen Ausgangsstoffe einheitlich eine Teilchengröße zwischen 2 und 5 um, wodurch die elektrische Leitfähigkeit im Vergleich mit einem Werkstoff ohne einen solchen Füllstoff sogar verringert wird.The addition of an inorganic, electrically non-conductive filler (quartz powder) already teaches US Pat. No. 4,011,426, but not there for the purpose of increasing the electrical conductivity, but to improve the current-limiting property of a switch when its two contact pieces are separated from which, however, contain only one of the inorganic, electrically non-conductive fillers. In addition, US Pat. No. 4,011,426 does not teach to coordinate the particle sizes of the powdery starting materials in a special way, as is preferred in a development of the present invention; rather, US Pat. No. 4,011,426 recommends a particle size between 2 and 5 .mu.m uniformly for all powdery starting materials, as a result of which the electrical conductivity is even reduced in comparison with a material without such a filler.
Patentanspruch 12 gibt ein neues Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Werkstoffes an. Man nimmt zu diesem Zweck ein Metallpulver und gegebenenfalls den wahlweise vorgesehenen anorganischen, elektrisch nicht leitenden, pulverigen Füllstoff, insbesondere mit den angegebenen Teilchengrößen, und vermischt diese am besten trocken mit einer Duromer-Formmasse, welche man zu diesem Zweck zuvor pulverisiert hat und welche unter Umgehung einer flüssigen Phase wärmehärtbar ist. Das Pulverisieren erfolgt am besten durch Mahlen eines Granulats aus der Duromer-Form masse. Es ist Stand der Technik, dass man solche Granulate bei niedrigen Temperaturen mahlen kann. Vorzugsweise stellt man durch Mahlen des Granulates ein Pulver her, dessen Teilchen kleiner als 300 um, noch besser kleiner als 100 um sind. Hat man die Pulver miteinander vermischt, dann preßt man aus der Mischung (am besten zunächst ohne Wärmezufuhr) Formlinge und härtet diese dann durch Wärmezufuhr unter Druck aus. Weil beim Aushärten keine niedrigviskose Phase auftritt, besteht nicht die Gefahr, dass ein wesentlicher Anteil der Metallpulverteilchen von der Formmasse vollständig umhüllt wird und für die Ausbildung von Strompfaden verloren ist.Claim 12 specifies a new method for producing the material according to the invention. For this purpose, a metal powder and, if appropriate, the optionally provided inorganic, electrically non-conductive, powdery filler, in particular with the stated particle sizes, are used and these are best mixed dry with a thermosetting molding compound which has been pulverized for this purpose and which under Bypassing a liquid phase is thermosetting. The best way to pulverize is to grind a granulate from the thermoset molding compound. It is state of the art that such granules can be ground at low temperatures. A powder is preferably produced by grinding the granules, the particles of which are smaller than 300 μm, more preferably smaller than 100 μm. If you have mixed the powders with each other, you press moldings from the mixture (ideally first without the application of heat) and then harden them by applying heat under pressure. Because no low viscosity when curing kose phase occurs, there is no risk that a substantial proportion of the metal powder particles is completely enveloped by the molding compound and is lost for the formation of current paths.
Nachfolgend geben wir noch Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Kontaktwerkstoffen an:Below we give examples of contact materials according to the invention:
Als Formmasse wird ein ungesättigtes Polyesterharz, Typ 804 nach DIN 16911 verwendet. Diese Formmasse wird bei Raumtemperatur zu einem Pulver gemahlen und mit 200 um Maschenweite abgesiebt. 88 Vol.-% der pulverisierten Formmasse mit einer Teilchengröße von weniger als 200 um werden trocken mit 12 Vol.-% eines - schuppenförmigen Silberpulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 9 µm vermischt. Aus dieser Mischung werden unter Anwendung eines Drucks von 1,2 108 bis 1,5 108 N/m2 tablettenförmige Formlinge kalt gepreßt und anschließend bei einer Temperatur von 165°C unter einem Druck von 1,8 108 bis 2,2 - 108 N/m2 ausgehärtet.An unsaturated polyester resin, type 804 according to DIN 16911 is used as the molding compound. This molding compound is ground to a powder at room temperature and sieved with a 200 μm mesh size. 88% by volume of the pulverized molding compound with a particle size of less than 200 μm are dry mixed with 12% by volume of a flaky silver powder with an average particle size of 9 μm. From this mixture, tablet-shaped moldings are cold-pressed using a pressure of 1.2 10 8 to 1.5 10 8 N / m 2 and then at a temperature of 165 ° C. under a pressure of 1.8 10 8 to 2.2 - 10 8 N / m 2 hardened.
Man erhält auf diese Weise einen Werkstoff mit einer elektrischen Leitfähigkeit von ungefähr 0,5 MS/m mit gutem Lichtbogenlöschvermögen und guter Abbraridfestigkeit. Ein Vergleich mit dem Werkstoff, welcher in der US-PS 4 011 426, Spalte 6, Zeilen 26-65 beschrieben ist, ergab, dass beim Schalten von Strömen mit einer Stromstärke von 400 A und einer Kontakttrennung binnen 10 ms der Abbrand pro Abschaltung beim bekannten Werkstoff bei 60 mg liegt, wohingegen er bei dem erfindungsgemäßen Werkstoff bei nur 11 mg lag.In this way, a material with an electrical conductivity of approximately 0.5 MS / m is obtained with good arc extinguishing capacity and good abrasion resistance. A comparison with the material, which is described in US Pat. No. 4,011,426, column 6, lines 26-65, showed that when switching currents with a current of 400 A and a contact separation, the burn-off per switch-off during 10 ms known material is 60 mg, whereas it was only 11 mg in the material according to the invention.
Als Formmasse wird eine ungesättigte Polyesterharz-Formmasse Typ 3515 der Fa. Bakelite GmbH in D-5860 Iseriohn verwendet. Diese Formmasse wird bei Raumtemperatur zu einem Pulver gemahlen und mit 100 µm Maschenweite abgesiebt. 88 Vol.-% der pulverisierten Formmasse mit einer Teilchengröße von weniger als 100 um werden trocken mit 12 Vol.-% eines - schuppenförmigen Silberpulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 9 um gemischt, unter Anwendung eines Drucks von 1,2 - 108 bis 1,5 - 108 N/m2 kalt zu Tabletten gepreßt und anschließend bei einer Temperatur von 165°C unter einem Druck von 1,8-108 bis 2,2 108 N/m2 ausgehärtet.An unsaturated polyester resin molding compound type 3515 from Bakelite GmbH in D-5860 Iseriohn is used as the molding compound. This molding compound is ground to a powder at room temperature and sieved with a mesh size of 100 μm. 88% by volume of the pulverized molding compound with a particle size of less than 100 µm are dry mixed with 12% by volume of a flaky silver powder with an average particle size of 9 µm, using a pressure of 1.2-10 8 to 1 , 5 - 10 8 N / m 2 cold pressed into tablets and then cured at a temperature of 165 ° C under a pressure of 1.8-10 8 to 2.2 108 N / m 2 .
Der Werkstoff hat eine höhere Leitfähigkeit, aber ein geringeres Lichtbogenlöschvermögen als der im 1. Beispiel beschriebene Werkstoff.The material has a higher conductivity, but a lower arc extinguishing capacity than the material described in the first example.
Als Formmasse wird eine Epoxidharz-Formasse Typ 870 nach der zurückgezogenen Norm DIN 16912 verwendet. Diese Formmasse wird bei Raumtemperatur zu einem Pulver gemahlen und mit 100 um Maschenweite abgesiebt. 88 Vol.-% der pulverisierten Formmasse mit einer Teilchengröße von weniger als 100 um werden trocken mit 12 Vol.-% eines schuppenförmigen Silberpulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 9 µm gemischt, unter Anwendung eines Drucks von 1,2 10a bis 1,5-108 N/m2 kalt zu Tabletten gepreßt und anschließend bei einer Temperatur von 165 °C unter einem Druck von 1,8 - 10a bis 2,2 108 N/m2 ausgehärtet.An epoxy resin molding compound type 870 according to the withdrawn standard DIN 16912 is used as the molding compound. This molding compound is ground to a powder at room temperature and sieved with a mesh size of 100 μm. 88% by volume of the pulverized molding material with a particle size of less than 100 µm are dry mixed with 12% by volume of a flaky silver powder with an average particle size of 9 µm, using a pressure of 1.2 10 a to 1.5 -10 8 N / m 2 cold pressed into tablets and then cured at a temperature of 165 ° C under a pressure of 1.8 - 10 a to 2.2 10 8 N / m 2 .
Der Werkstoff hat eine höhere Leitfähigkeit und ein höheres Lichtbogenlöschvermögen als der im 1. Beispiel beschriebene Werkstoff.The material has a higher conductivity and a higher arc extinguishing capacity than the material described in the first example.
Als Formmasse wird eine Melaminharz-Formmasse, Typ 152 nach DIN 7708 verwendet. Diese Formmasse wird bei Raumtemperatur zu einem Pulver gemahlen und mit 100 µm Maschenweite abgesiebt. 88 Vol.-% der pulverisierten Formmasse mit Teilchengrößen von weniger als 100 µm werden trocken mit 12 Vol.-% eines schuppenförmigen Silberpuulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 9 u.m gemischt, unter Anwendung eines Drucks von 1,2 - 108 bis 1,5 - 108 N/m2 kalt zu Tabletten gepreßt und anschließend bei einer Temperatur zwischen 155 und 160°C unter einem Druck von 1 ,8 - 10a bis 22 . 108 N/m2 ausgehärtet.A melamine resin molding compound, type 152 according to DIN 7708 is used as the molding compound. This molding compound is ground to a powder at room temperature and sieved with a mesh size of 100 μm. 88 vol .-% of the pulverized molding material with particle sizes of less than 100 microns are dry mixed with 12 vol .-% of a flaky silver powder with an average particle size of 9 microns, using a pressure of 1.2-10 8 to 1.5 - 10 8 N / m 2 cold pressed into tablets and then at a temperature between 155 and 160 ° C under a pressure of 1.8 - 10 a to 22. 10 8 N / m 2 hardened.
Der Werkstoff hat eine geringere elektrische Leitfähigkeit, aber ein wesentlich höheres Lichtbogenlöschvermögen als der im 1. Beispiel beschriebene Werkstoff.The material has a lower electrical conductivity, but a significantly higher arc extinguishing capacity than the material described in the first example.
Das Beispiel 4 wird dahingehend abgewandelt, dass der Kontaktwerkstoff 30 Vol.-% Glaskugeln, 58 Vol.-% der Formmasse und 12 Vol.-% Silberpulver enthält. Es werden Glaskugeln mit einem Durchmesser ∅≦0, 1 mm verwendet.Example 4 is modified such that the contact material contains 30% by volume of glass balls, 58% by volume of the molding composition and 12% by volume of silver powder. Glass balls with a diameter ∅ ≦ 0.1 mm are used.
Der Werkstoff hat die höchste elektrische Leitfähigkeit aller fünf Beispiele und ein ähnlich gutes Lichtbogenlöschvermögen wie der Werkstoff aus dem 1. Beispiel.The material has the highest electrical conductivity of all five examples and a similarly good arc extinguishing capacity as the material from the first example.
Auch in den Beispielen 1 bis 4 kann ein entsprechender Anteil der duromeren Formmasse zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit durch Glaskugeln ersetzt werden. Eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit durch Erhöhen des Metallanteils im Werkstoff hätte nach den Erkenntnissen der Erfinder den Nachteil, dass anders als bei der Zugabe eines anorganischen, nicht leitenden Pulvers das Lichtbogenlöschvermögen deutlich herabgesetzt würde (ein höherer Metallanteil führt unter Lichtbogeneinwirkung zu einer verstärkten, unerwünschten Metallverdampfung).In Examples 1 to 4, too, a corresponding proportion of the thermosetting molding composition can be replaced by glass balls to increase the electrical conductivity. An increase in electrical conductivity by increasing the metal According to the inventors' knowledge, part of the material would have the disadvantage that, unlike the addition of an inorganic, non-conductive powder, the arc extinguishing capacity would be significantly reduced (a higher metal content leads to increased, undesired metal evaporation under the influence of the arc).
Es wird vermutet, dass der geringe Abbrand erfindungsgemäß hergestellter Kontaktstücke damit zusammenhängt, dass zum einen das Lichtbogenlöschvermögen der verwendeten Duromere günstig ist und dass zum anderen unter der Lichtbogeneinwirkung auf der Kontaktoberfläche keine - schmelzflüssige Phase entsteht,welche erfahrungsgemäß mit größerem Abbrand verbunden ist und obendrein den übergangswiderstand durch Unterbrechen von Strompfaden erhöht. Andererseits ist der Anteil des Metallpulvers so niedrig, dass selbst bei Zugabe des anorganischen, elektrisch nicht leitenden Pulvers als weiterer Füllstoff in den angegebenen Mengen die damit hergestellten Kontaktstücke noch eine hinreichende Festigkeit haben.It is assumed that the low erosion of contact pieces produced according to the invention is related to the fact that, on the one hand, the arc extinguishing capacity of the thermosets used is favorable and, on the other hand, under the influence of arcs on the contact surface there is no - molten phase, which experience has shown to be associated with greater erosion and, moreover, that Contact resistance increased by interrupting current paths. On the other hand, the proportion of the metal powder is so low that even when the inorganic, electrically non-conductive powder is added as a further filler in the amounts specified, the contact pieces produced therewith still have sufficient strength.
Claims (15)
dadurch gekennzeichnet, dass man das Metallpulver, eine zu einem Pulver vermahlene, wärmehärtbare Duromer-Formmasse und gegebenenfalls das wahlweise als weiterer Füllstoff vorgesehene anorganische, elektrisch nicht leitende Pulver miteinander vermischt, zu Formlingen preßt und diese unter Druck durch Wärmezufuhr aushärtet.12. A method for producing a material with a composition according to one of the preceding claims,
characterized in that the metal powder, a thermosetting thermosetting molding compound which has been ground to a powder and, if appropriate, the inorganic, electrically non-conductive powder which is optionally provided as a further filler, are mixed with one another, pressed into shaped articles and cured under pressure by the application of heat.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE3511879 | 1985-04-01 | ||
| DE19853511879 DE3511879A1 (en) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | MATERIAL FOR ELECTRICAL CONTACTS WITH ARC EXTINGUISHING CAPACITY |
Publications (2)
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| US4011426A (en) * | 1966-09-26 | 1977-03-08 | Emil Lange | Device with arc-extinguishing system |
| EP0123823A1 (en) * | 1983-04-09 | 1984-11-07 | Lange, Emil | Composite material with arc-extinguishing characteristics |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000022641A1 (en) * | 1998-10-09 | 2000-04-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Medium voltage switch |
| WO2007031174A1 (en) * | 2005-09-17 | 2007-03-22 | Abb Ag | Radiation-crosslinked thermoplastics in an electrical installation switching device |
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