Dvojice spínacích kontaktů

Číslo patentu: 230435

Dátum: 01.04.1986

Autori: Kučera Stanislav, Dymeš Lubor, Doležal Zdeněk

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Dvojice spínacích kontaktů pro spínání obvodů stejnosměrného proudu, jejíž kontakty jsou vytvořeny z rozdílných materiálů a jsou v obvodu stejnosměrného proudu zapojeny polarizovaně, vyznačující se tím, že kladný kontakt dvojice je tvořen měděným nosičem, opatřeným vrstvou stříbra o síle nejméně 0,1 mm, kdežto protilehlý záporný kontakt je vytvořen z mědi.

Text

Pozerať všetko

Předmětem vynálezu je dvojice spínacích kontaktů pro spí A.nání elektrického obvodu stejnosměrného proudu pro použití vrůzných elektrických obvodech spínačů, relé a podoa Jaké se používají především u elektrického příslušenství motorových vozidel.Pro tyto aplikace jsou stále hledány nově uspořádané dvojice spínacích kontaktů, zejména z hlediska různého materiálového složení a tvaru stykových ploch s cílem získání vysoké stálosti za provozu, nízkého přechodového odporu, opalu a docílení zvýšených užitných vlastností výrobků, kde jsou použity. Přitom se odhaduje, že přibližně 80 všech-kontaktů používaných v elektrotechnice je vyrobeno ze stříbra a jeho slitin. Důvody pro tak široké využívání tohoto drahého materiálu jsou všeobecně známá. Na druhé straně rostoucí cena těchto materiálů vyžaduje řešení z hlediska hospodárnosti.Při spínání stejnosměrného proudu dochází ke známému jevu,zvanému přenos materiálu na stykových plochách kontaktů. Jsou známa taková uspořádání spínacích kontaktů, kde kontakty dvojice mají různá materiálová složení se zaměřením na jejích polarízaci. Pro spínaní stejnosměrného proudu je to například kombinace kladný kontakt niklový a záporný kontakt stříbrný. Účelem tohoto uspořádání je zabránit nadměrnému vytváření výčnělku na spínaoí ploše kontaktu a je zaměřeno zejména na obvody s vyšším spínaným proudem. Toto známé uspořádání sice může dvojici kontaktů zhcspodárnit, ovšem na druhé straně vůbec neřeší otázku odvodu tepla vzniklého při spínání. Je známo, že rychlost okysličování povrchu kontaktu je přímo závislá vedle času působení i na provozní teplotě. Je proto žádoucí dosáhnout co nejrychlejšího odvodu tepla z kontaktní dvojice. Nestačí-li se teplo vzniklé na malých ploškách kontaktů dostatečně rychle odvést, pak může dojít i k vypařování materiálu kontaktů a snadno dochází ke lpění či přivařování kontaktů. Z těchto důvodů nedosáhly tyto známé kombinace kontaktních dvojíc většího rozšíření.Je též známo řešení polarizovaně zapojené dvojice spínacích kontaktů podle vyložené patentové přihlášky NSR č. 23 39 315, které si klade za cíl vylepšit kontakty z ušlechtilých kovů při snížení výrobních nákladů tím, že anodový kontakt je z vrstvy mědi 0,1 mm silné a přes tuto vrstvu je upravena kontaktní vrstva ze slitiny paládia a mědi o síle od 0,1 do 0,15 mm, kdežto katodový kontakt je stříbrný. Připouští se, že dvou až třívrstvý anodový kontakt může tvořit dvojici s ketodovým kontektem, kde namísto stříbrného kontaktu je použito postříbřené mosazi. Toto uspořádání sice může kontaktní dvojici vylepšit z hlediska menšího sklonu ke spečení kontaktů, což je žádoucí například u přerušovačů směrových světel motorových vo» zidel, na druhé straně však předpokládá použití paládia, které je podstatně dražší než stříbro. Takto vrstveně kontakty jsou vhodné do max. spínacího proudu 10 A, což odpovídá u motorových vozidel cca 6 žárovkám po 21 W, takže i použitelnost takovéto dvojice je omezená. Další nevýhodou je to, že při navařování kontaktů Schlattrovým způsobem je funkčně narušována slabá styková vrstva paládiové slitiny.Jsou dále známy dvojice spínacích kontaktů, u nichž je jeden kontakt vložen do nosiče ve tvaru celostříbrného nýtu a druhý kontakt je z mědí a opatřen případně leštěnou plochou. Takovéto dvojice jsou používány spíše u standardních provedení spínačů, bez nároku na vysokou životnost a jsou určeny pro spínání nižších příkonů. V náročných funkčních podmínkách je lze použít pouze za cenu vysokých nákladů právě na stříbrné kontakty a není u nich vyřešen problém tepelné diferenciace, což může vést ke svaření.Z NSR vyložené patentové přihlášky č. 20 41 978 je známe uspořádání kontaktní dvojice z nestejných materiálů se sklonem k tvorbě tzv. cizích vrstev, kde je jeden kontakt vytvořený z materiálu tvořícího silnější cizí vrstvu, především z mědi, opatřen povlakem z ušlechtilého kovu. Takovéto řešení je však230 435 úzce zaměřeno na problematiku silnoproudých spínačů k bezvýkonovému přerušování proudových obvodů spínejících v izolační kapalíně. U vysoce zatížených kontaktních dvojíc v izolační kapalině totiž dochází ke vzniku cizích vrstev podle určitých zákonítostí, zejména u dvojíc z nestejných kontaktních materiálů, přičemž se neřeěí problematika polarizované kontaktní dvojice. Kombinace měděného nýtu s vrstvou ušlechtilého materiálu e mosazným kontaktom se může uplatnit nejvýše ve zmíněném použití u olejových spínačů, kde jsou kontakty ponořeny do oleje, který svým chladícím účinkom vyrovnáva tepelnou rozdílnost kontaktní dvojice. Pro použití v běžných prostředích je takováto spínací dvojice nevhodná právě vzhledem k uvedeným rozdílným elektrickým a tepelným vlastnostem obou materiálů,což vede k tvorbě cizích vrstev.Kromě toho jsou z výrobní praxe všeobecně známy kontakty s potřebnou vrstvou ušlechtilého materiálu, jmenovitě stŕíbra na měděném nýtu, případně kombinace těchto kontaktů s mosazným kontaktom, který může tvořit i připojovací svorku, jak je tomu u některých spínačů. U žádného z těchto známých spínačů však není vyřešena problematika elektrických polarizačních účinků dvojice kontaktů pro obvody stejnosměrného proudu. Z hlediska jejich dalších nevýhod platí vše, co bylo řečeno v souvislosti a použitím těchto kontaktnich dvojíc u olejových spínačů podle vyložené patentové přihlášky NSR č. 20 41 978.Uvedené nedostatky jsou podle předloženého vynálezu odstraněny kontaktní dvojicí pro spínání obvodu a stejnosměrného proudu, jejíž kontakty jsou vytvořeny z rozdílných materiálů a jsou v obvodu stejnosměrného proudu zapojeny polarizovaně. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kladný kontakt dvojice je tvořen měděným nosičem opatřeným vrstvou stříbra o síle nejméně 0,1 mm,kdežto protilehlý záporný kontakt je vytvořen z mědioPodle výhodného provedení vynálezu je záporný kontakt opatřen galvanicky nanesenou ochrannou vrstvou stříbra o sile nejméuně 3 fm, mezi níž a měděným nosičem je vytvořena další mezivrstva.niklu.Podle dalšího výhoduého provedení vynálezu může být galvanicky nanesena vrstva stříbra obohacena o 0,1 rhodía nebo antimonu.Výhodou vynálezu je výrazné snížení spotřeby drahých kovů u kontaktů pro spínání stejnosměrného proudu a současně získání optimálních kluzných vlastností povrchu kontaktů v závislosti na vzájemné plasticídě materiálu kontaktů při aktívaci stykových ploch během funkce tím, že dochází k regulovanému polarizovanému přenosu materiálu. Toto se dociluje dimensnímuspořádáním vrstev materiálu při vyváženosti jejich mechanických a dalších vlastností, jako jsou tepelná a elektrická vodivost a akumulace te~ pla. Povrchové kluzné vlastnosti příznivě ovlivčují dvě vzájemné stykové vrstvy stříbra, z nichž jedna je galvanicky nanasena a druhá plátovaná. Galvanicky nanesena mikrovrstva stříbra se vyznačujevyšší tvrdosti než stříbro v přirozeném stavu a plátovaná vrstva je molekulárně zhutněna. Při funkci s takto optimálně přizpůsobenými vrstvami stříbra dochází k dífusnimu obohacení stříbrného materiálu měděnými částicemi, což přispíva ke zvýšení životnosti kontaktů a zároveň je zabráněno nežádoucímu přenosu materiálu, při kterém se jinak na záporněm kontaktu vytváří výčnělek, vedoucí ke zvýšení přechodového odporu a k následnému svaření. ąDalší výhody a podrobnosti vynálezu budou vysvětleny v souvislosti s popisem konkrétního příkladu provedení.Kladný kontakt dvojice je vytvořen měděným nýtem, jehož styková plocha, tedy plocha hlavy nýtu, je opatřena vrstvou stříbra o sile 0,1 až 0,3 mm. Jak bylo uvedeno, je vhodné, aby tato vrstva byla vytvořena známým postupom plátováni, čímž se docíluje zhutnění této vrstvy a získá se její odolnost proti hrubému přenosu materiálu. Záporný kontakt dvojice je pak vytvořen z mědi přičemž je velmi výhodné, tento měděný kontakt opatřít galvanicky

MPK / Značky

MPK: H01H 1/04

Značky: spínacích, kontaktů, dvojice

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-230435-dvojice-spinacich-kontaktu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Dvojice spínacích kontaktů</a>

Podobne patenty