Grundlagenuntersuchungen zum Schalten von Signalspannungen /-strömen durch ein pseudoelastisches MultiContact-Array

Konferenz: Kontaktverhalten und Schalten - 23. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar
07.10.2015 - 09.10.2015 in Karlsruhe, Deutschland

Tagungsband: Kontaktverhalten und Schalten

Seiten: 7Sprache: DeutschTyp: PDF

Persönliche VDE-Mitglieder erhalten auf diesen Artikel 10% Rabatt

Autoren:
Knoll, Stefan (G. Rau GmbH, Pforzheim, Deutschland)

Inhalt:
Kontaktsysteme, die für die Signaltechnik niedrige Spannungen und/oder Ströme übertragen, sind bedingt durch die geringen Kontaktkräfte gegenüber Verschmutzungen sehr anfällig. So können bereits einzelne Staubpartikel nicht nur zu einer starken Erhöhung des Durchgangswiderstandes, sondern auch zu einer vollständigen Unterbrechung des Kontaktes führen. Durch den Einsatz eines pseudoelastischen MultiContact-Arrays kann neben einer Verbesserung der Kontaktsicherheit, auch eine Steigerung der mechanischen Robustheit des Kontaktes erreicht werden. Das neuartige Multi- Contact-Array besteht aus einem Verbundwerkstoff, bei dem in einer Kupfermatrix vergoldete, pesudoelastische Drähte aus einer Nickeltitan Formgedächtnislegierung eingelagert sind. Die Durchmesser der NiTi Drähte liegen bei ca. 30 µm. In der vorliegenden Arbeit wurde das Kontaktverhalten des Faserverbundwerkstoffes im Vergleich zu einem flächig schaltenden Kontakt in Abhängigkeit von der Kontaktkraft und dem Zustand des Gegenkontaktes im „dry circuit“ Lastbereich untersucht. Als flächig schaltenden Kontakt wurde hierzu ein vergoldeter AgCu2Ni Massivniet eingesetzt. Als Gegenkontakt fand ein AuNi5 Kontaktstreifen im sauberen und verschmutzten Zustand seine Anwendung. Mit sauberem Gegenkontakt zeigte der Kontaktniet bei einer Kontaktkraft von 2 cN geringere Kontaktwiderstände (d90-Wert: 24 mOhm) als der Faserverbundwerkstoff (d90-Wert: 41 mOhm). Jedoch bei verschmutztem Gegenkontakt konnte bei dem Faserverbundwerkstoff mit zunehmender Kontaktkraft eine Abnahme des elektrischen Widerstands von 153 mOhm (d90-Wert) auf 81 mOhm (d90-Wert) beobachtet werden. Messungen mit dem eingesetzten Kontaktniet mit verschmutztem Gegenkontakt ergaben nur bei einer Kontaktkraft von 15 cN Widerstandswerte kleiner als 1000 mOhm. Diese Widerstandswerte wiesen eine breite Verteilung auf und lagen mit einem d90-Wert mit 492 mOhm viel höher als die erreichten d90-Werte (81 mOhm) mit dem Faserverbundwerkstoff. Somit zeichnet sich der Faserverbundwerkstoff, insbesondere bei verschmutzten Kontaktoberflächen, als Schaltkontakt mit hoher Kontaktzuverlässigkeit aus.