DE1614730C3 - Schutzrohrankerkontakt - Google Patents
SchutzrohrankerkontaktInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schutzrohrankerkontakt, dessen Kontaktzungen ganz oder teilweise, zumindest
aber in der Kontaktzone, mit einer Metallschicht überzogen sind und deren Kontaktflächen mit einem Metall
(Sperrmetall) belegt sind, das gegenüber dem Material der Kontaktzungen oder dessen Komponenten
nur ein sehr kleines gegenseitiges Diffusionsvermögen aufweist und das bei einer nachträglichen Wärmebehandlung
der Kontaktzungen wesentliche, leicht oxydierbare Mengen des Grundmaterials oder dessen
Legierungskomponenten, die eine hohe Affinität zu Sauerstoff aufweisen, nicht an die Kontaktoberfläche
treten läßt.
Schutzrohrankerkontakte weisen im allgemeinen ein Glasrohr auf. in dessen Enden eine oder mehrere
Kontaktzungen aus einer magnetisch hochpermeablen Nickel-Eisen-Legierung eingeschmolzen sind. Zur Verhinderung
der Oxydation und dadurch zur Erhaltung eines niedrigen Übergangswiderstandes wird das Glasrohr
im allgemeinen mit einem reduzierenden oder inerten Gas gefüllt.
Zur Verringerung des Übergangswiderstandes ist es ferner bekannt, die Zungen an den Kontaktflächen
mit einem Edelmetall, z. B. Gold, Silber, Palladium, Rhodium, oder mit Legierungen dieser Metalle zu
belegen. Je nach Verwendungszweck der Kontakte werden diese Metalle vielfach durch eine Wärmebehandlung
eindiffundiert, um bei höheren elektrischen Belastungen der Kontakte ein frühes Verschweißen
der kontaktgebenden Enden der Kontaktzungen zu verhindern. Bei dieser Behandlung zeiat sich aber z. B.
an Schutzrohrankerkontakten, deren Kontaktzungen aus einer Nickel-Eisen-Legierung bestehen und mit
Gold belegt sind, daß bei der Wärmebehandlung das Eisen wesentlich schneller als das Nickel durch das
Gold hindurch an die Kontaktoberflächen diffundiert. Hierdurch wird zwar die Lebensdauer des Schutzrohrankerkontaktes
in bezug auf ein frühes Verschweißen verbessert; der Vorteil des geringeren Kontaktwiderstandes
geht aber im allgemeinen durch eine solche
ίο Wärmebehandlung verloren, da das an der Kontaktoberfläche
durchtretende Eisen sehr reaktionsfreudig ist. Schon geringe Spuren von Wasserdampf oder
Sauerstoff im Füllgas führen zu einer laufenden Widerstandserhöhung während der Lebensdauer. Auf Grund
dieser Tatsache sind auch die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Schutzrohrankerkontakte für
höhere Temperaturen oder für eine Nachbehandlung des Kontaktes zur Entspannung der Metall-GIas-Verschmelzung
ungeeignet, da durch Freiwerden der Wasserhaut auf der Innenseite des Glasrohres der
Übergangswiderstand sich verschlechtert, falls hiergegen keine besonderen Vorkehrungen getroffen
werden.
Andere bekannte Vorschläge, wie z. B. Verkupfern der Kontaktzungen, haben zum Ziel, die Hochfrequenzeigenschaften
zu verbessern (deutsche Patentschrift 1078 251) oder die magnetischen Rückwirkungen
des den Kontakt durchfließenden Stromes auf das Erregerfeld zu verhindern (deutsche Patentschrift
1 105 061). Die hierfür erforderlichen Auflagenstärken
sind aber so groß, daß die magnetischen Anzugs- und Abfallwerte sehr nahe zusammenrücken, was für viele
Anwendungszwecke unvorteilhaft ist.
Zur Herabsetzung des Kontaktwiderstandes bei Gold-Diffusionskontaktfedern, insbesondere zur Ausschaltung
des ungünstigen Einflusses des oberflächlichen Eisengehalts, ist vorgeschlagen worden, daß
eine an sich bekannte Zwischenschicht aus einem Metall der Gruppe Nickel, Kobalt, Mangan, Kupfer,
in welches Eisen nur in geringem Maße diffundiert, durch Diffusionsbehandlung mit der aufplattierten
Goldschicht legiert ist. Bei den vorstehend beschriebenen Schutzrohrankerkontakten tritt jedoch bei hohen
elektrischen Lasten immer noch eine verhältnismäßig starke Materialwanderung und dadurch ein entsprechend
frühzeitiges Verschweißen auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Materialwanderung zu verringern. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß als Sperrmetall eine Kupferlegierung verwendet wird, wobei als Legierungskomponente
zumindest ein Element mit höherer Ordnungszahl der IV. oder V. Hauptgruppe oder VI. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente
zugesetzt ist. Von diesen Metallen sind besonders diejenigen geeignet, deren Sauerstoffverbindungen
stark halbleitende Oxide mit hohem Dampfdruck bzw. hohem Dissoziationsdruck bilden, z. B. Zinn, Molybdän
und Wolfram. Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht daher vor, daß als Zusatzelemente Zinn, Molybdän,
Wolfram oder ein Gemisch dieser Stoffe dem Sperrmetall zugesetzt sind. Besonders gute Ergebnisse
erhält man, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Zinngehalt 5 bis 50 Gewichtsprozent
beträgt. Der Metallüberzug kann ebenfalls wie beim Verkupfern durch mechanisches Plattieren des Zungenmaterials
mit der entsprechenden Metallegierung, vorzugsweise aber durch gemeinsame galvanische Abscheidung
mit dem Sperrmetall vorgenommen werden.
Die Zeichnung zeigt einen Schutzrohrankerkontakt, der in einem Glasrohr 1 zwei Kontaktzungen 2, 3 enthält,
deren Kontaktflächen 4 mit einem beschriebenen Metall oder einer Metallegierung als Sperrmetall
belegt sind.
Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben werden. Die wie üblich für einen galvanischen
Plattierungsprozeß vorbereiteten Kontaktzungen werden in einem Elektrolyten, der z. B.
0,4 Mol/l Kupfer als Cyanid,
0,5 Mol/l Zinn als Stannat,
0,3 Mol/l freies Cyanid,
0,2 Mol/l freies Hydroxid
0,5 Mol/l Zinn als Stannat,
0,3 Mol/l freies Cyanid,
0,2 Mol/l freies Hydroxid
enthält, 20 Minuten bei einer Temperatur von 65° C und 2 bis 4 A/dm2 behandelt. Bei dieser Bearbeitung
scheidet sich eine etwa 2 μΐπ starke Kupferschicht mit
einem Zinngehalt von etwa 20 Gewichtsprozent ab.' Um die Bearbeitung der einzelnen Zungen zu vermeiden,
wird man diese Plattierung fertigungsmäßig in einer Glocke oder Trommel durchführen. Bei dieser
Behandlungsweise wird die gesamte Oberfläche einschließlich der Einschmelzstelle mit der Kupfer-Zinn-Legierung
bedeckt, was bei entsprechender Dosierung der Zusatzkomponente für die Glas-Metall-Verbindung
günstig ist.
Im Rahmen der Erfindung ist noch eine weitere Verbesserung des Schutzrohrankerkontaktes möglich.
ίο Es ist bekannt, daß Einschmelzlegierungen mit geringen
Chrom- oder Manganzusätzen bessere Glas-Metall-Verschmelzungen ergeben. Es war aber bisher
nicht möglich, derartige Legierungen als Zungenmaterial zu verwenden, da wegen der Oxydationsfreudigkeit
dieser Elemente der Kontaktwiderstand zu hoch ist. Bei Anwendung der beschriebenen Sperrschicht
haben jedoch diese Zusätze keinen Einfluß mehr auf den Kontaktwiderstand, so daß man das Kontaktzungenmaterial
in bezug auf die Glas-Metall-Verbindung besser abstimmen kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Schutzrohrankerkontakt, dessen Kontaktzungen ganz oder teilweise, zumindest aber in der
Kontaktzone, mit einer Metallschicht überzogen sind und deren Kontaktflächen mit einem Metall
(Sperrmetall) belegt sind, das gegenüber dem Material der Kontaktzungen oder dessen Komponenten
nur ein sehr kleines gegenseitiges Diffusionsvermögen aufweist und das bei einer nachträglichen
Wärmebehandlung der Kontaktzungen wesentliche, leicht oxydierbare Mengen des Grundmaterials
oder dessen Legierungskomponenten, die eine hohe Affinität zu Sauerstoff aufweisen, nicht
an die Kontaktoberfläche treten läßt, dadurch
gekennzeichnet, daß als Sperrmetall eine
Kupferlegierung verwendet wird, wobei als Legierungskomponente zumindest ein Element mit
höherer Ordnungszahl der IV. oder V. H-äuptgruppe oder Vl. Nebengruppe des Periodensystems
der Elemente zugesetzt ist.
2. Schutzrohrankerkontakt" nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzelemente
Zinn, Molybdän, Wolfram oder ein Gemisch dieser Stoffe dem Sperrmetall zugesetzt sind.
3. Schutzrohrankerkontakt nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zinngehalt
5 bis 50 Gewichtsprozent beträgt.
4. Schutzrohrankerkontakt nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmetall
galvanisch aufgebracht ist.
Applications Claiming Priority (1)
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- 1967-06-22 DE DE19671614730 patent/DE1614730C3/de not_active Expired
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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