DE1614730B2 - Schutzrohrankerkontakt - Google Patents

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 zeigt 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-Glas-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

enthält, 20 Minuten bei einer Temperatur von 65°C und 2 bis 4 A/dm² behandelt. Bei dieser Bearbeitung scheidet sich eine etwa 2 μηι 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. 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-Verbiniff besser abstimmen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

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 gekenn zeich net, daß als Sperrmetall eine Kupferlegierung verwendet wird, wobei als Legierungskomponente zumindest ein Element mit höherer Ordnungszahl der IV. oder V. Bauptgruppe oder VI. 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.