2021-09-13 00:00

技术领域

本发明涉及一种用于电气开关的接触件、具有这种接触件的电气开关和用于制造这种接触件的方法。

背景技术

由于现代的低压功率开关紧凑的结构，在接触位置上出现高电弧载荷。该载荷由于银的挥发、机械的喷溅或者喷洒以及由于热机械应力在接触涂层或者接触件上造成熔损。因此接触件的材料必须确保功率开关在受到这些载荷之后仍按照规定地履行开关功能和保护功能。

通过使用抗熔损的接触材料、例如银钨接触材料能够使触头的熔损***小化。

在开关设备中适宜的设计方面的措施、例如短的反应时间或者触发时间和灭弧板用于将电弧在接触件上的停留时间保持得较低。自感应的磁场迫使电弧从接触件上移动下来并且因此使在所述接触件上的停留时间***小化并且由此将所述电弧的载荷和可能的损害***小化。

电弧在接触件上的停留时间能够进一步被减小，方式是将所谓电弧导板(英语“arc runner”)沿着电弧的期望的运行方向安设在接触涂层附近。该电弧导板通常由铁磁性的组分、例如铁或者钢构成，并且有助于使电弧从接触件上移动下来，方式是所述电弧导板防止电弧的电弧根部停滞在接触件的棱边上。

在***文献DE 689 06 445 T2中公开了一种制造例如用于电触头的复合体的方法。通过承载结构和小型板制造复合接触件的方法包括下列工作步骤：

 准备由所述材料的预先压缩的、聚集的或者烧结的粉末构成的坯件，

 预成型承载结构，以便在设计用于容纳接触板的位置上产生凹部，

 将所述坯件置入所述凹部中，

 将承载结构置入电阻焊接自动装置中，并且

 输入适宜的电流并且压实粉末坯件

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于电气开关的触头，所述触头由尽可能少的部件组成并且能够借助一种方法直接制造。

所述技术问题按照本发明通过按照本发明的电气开关解决。所述技术方案同样通过按照本发明的用于制造触头的方法解决。用于电气开关的按照本发明的接触件设计为复合材料层。

在此有利的是，通过直接烧结工艺实现对触头连同附加的电弧导板的制造。同样可行的是通过一个取消电弧导板的事后焊接的步骤中实现制造。除了省去工艺步骤外还避免了热机械应力，所述热机械学应力可能导致加快接触层或者接触件的损坏进程。接触件无缝地过渡进电弧导板的材料中，由此避免了电场在接触件的棱边上的集中并且因此实现了加快的电弧导引。

在一种设计方案中，接触件设计为复合材料层，所述复合材料层具有至少一个由***材料制成的***区域和由与所述***材料不同的第二材料制成的第二区域。

在另一种设计方案中，在***区域和第二区域中布置有第三区域，并且在该第三区域中，材料在空间上从***材料中逐渐过渡至第二材料。

在一种设计方案中，***材料是接触材料、例如银石墨合金。

在另一种设计方案中，第二材料具有牺牲材料(Opfermaterial)、例如钨铜混合物。

按照本发明的电气开关包括固定的触头和具有至少一个按照本发明的接触件的接触臂，其中，所述接触臂能够转动地支承在两个位置之间，其中，在接触臂的***位置中，至少一个固定的触头与接触臂的至少一个接触件形成机械接触以闭合电流回路，并且其中，在第二位置中，至少一个固定的触头与接触臂的至少一个接触件机械地分离。

在电气开关的一种设计方案中，所述电气开关包括***固定触头和第二固定触头，其中，接触臂包括***接触件和第二接触件，在所述电气开关中，***固定触头与接触臂的***接触件形成机械接触以闭合电流回路，并且在所述电器开关中，第二固定触头与电流臂的第二触头形成机械接触以闭合电流回路。

在另一中设计方案中，***固定触头布置在***承载结构上并且第二固定触头布置在第二承载结构上。

按照本发明的用于制造具有按照本发明的接触件的触头的方法包括以下步骤：

 以***材料和第二材料填充型腔，其中，所述***材料和第二材料分别粉末状地构造；

 挤压型腔中的***材料和第二材料以构造基体；

 将基体施加在承载结构上；

 将基体与模具电极接触并且将承载结构与电极接触；并且

 经由基体和承载结构输入电流，以便将所述基体与承载结构连接。

 在按照本发明的方法的一种设计方案中，在填充型腔时借助阻隔物将***材料与第二材料分离，从而通过***材料形成***区域并且通过第二材料形成第二区域，其中，在挤压前移除所述阻隔物。

在按照本发明的方法的一种设计方案中，在填充型腔时以具有变化的成分的多个中间层的形式置入***材料。

附图说明

在附图中：

1. 图1示出了电气开关的接触臂，所述接触臂具有处于使电流回路闭合的位置中的接触件以及固定触头；
2. 图2示出了电气开关的接触臂，所述接触臂具有处于使电流回路断开的位置中的接触件以及固定触头；
3. 图3示出了具有两个接触件和两个固定触头的接触臂，所述接触件和固定触头处于使电流回路闭合的位置中；
4. 图4示出了具有两个接触件和两个固定触头的承载结构，所述接触件和固定触头处于使电流回路断开的位置中；
5. 图***和5B示出了构造为复合材料层的接触件和具有电弧导板的传统的接触件；
6. 图6A和6B示出了构造为复合材料层的具有***区域和第二区域的接触件和设计为复合材料层的具有位于所述***区域和第二区域之间的第三区域的接触件；
7. 图7示出了构造为复合材料层的具有***区域和第二区域的接触件；
8. 图8示出了用于制造接触件的方法；并且
9. 图9示出了具有接触臂的电气开关，所述接触臂具有接触件和固定触头