DE2303587C3 - Reedschalter und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reed- oder Zungenschalter mit einem gekapselten Kolben, zwei in die Kolbenwand eingedichteten Zuleitungen und zwei miteinander zusammenwirkenden Rhodium-Kontakten. 3$

Herkömmliche Zungenschalter (Fig. 1) weisen einen gekapselten Glaskolben 1, zwei gewöhnlich aus Fe-Ni-Permalloy bestehende Zuleitungen 2 und an deren Innenenden angeordnete Kontakte 3 auf, die normalerweise durch AufgalvaniMeren bzw. Aafplattieren eines Edelmetalls hergestellt werden.

Im allgemeinen wird Rhodium als dieses Edelmetall verwendet, da es sich zur Verwendung als Kontaktmaterial für Zungenschalter gut eignet. Rhodium besitzt jedoch den Nachteil, daß der Kontaktwiderstand zwischen den Kontakten nach einer vergleichsweise kleinen Zahl von Betätigungsvorgängen sehr stark ansteigt. Obgleich hierfür mehrere Gründe in Betracht kommen, ist dies in erster Linie auf die dem Rhodium eigene Oberflächenadsorption und seine katalytische Wirkung zurückzuführen. Wenn sich Kontakte aus Rhodium, deren Oberflächen verschiedene organische Stoffe und andere Verunreinigungen adsorbiert haben, mehrmals öffnen und schließen, werden durch die Aufprallenergie und die katalytische Wirkung von Rhodium Polymere gebildet, welche eine Erhöhung des Kontaktwiderstands verursachen.

Infolgedessen ist es wünschenswert, ein neuartiges Verfahren zur Oberflächenbehandlung der Kontakte zu entwickeln, durch welches die katalytische Wirkung von Rhodium beseitigt werden kann, so daß zuverlässige Kontakte gebildet werden, die frei sind von jeglichem anomalen Anstieg des Kontaktwiderstands.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen Reed- bzw. Zungenschalter mit Rhodiumkontakten sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu entwickeln, der auch nach vergleichsweise hoher Schließ- bzw. Öffnungsanzahl keinen erhöhten Kontakt

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widerstand aufweist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine neuartige Oberflächenbehandlung gelöst die dadurch ausgezeichnet ist daß die Rhodiumkontakte eines Zungenschalters unter Bildung äußerst dünner Filme von Rhodiumoxid oxydiert werden. Zu diesem Zweck werden die mit dünnen Rhodiumüberzügen beschichteten Kontakte 3 bis 15 min lang in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre auf eine Temperatur von 480° C ± 100° C erwärmt Überraschenderweise hat sich gezeigt daß die dabei entstehenden dünne Rhodiumoxidfilme weitgehend die Adsorption von Verunreinigungen sowie die katalytische Wirkung des metallischen Rhodiums verringern. Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Zungenschalters,

F i g. 2 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Änderung des Kontaktwiderstands eines bekannten Zungenschalters mit Rhodiumkontakten,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Änderung des Kontaktwiderstands bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rhodiumkontakten,

Fig.4 eine schematische Darstellung einer zur Veranschaulichung der Vorteile der Erfindung benutzten Versuchsvorrichtung und

F i g. 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Verhältnisses zwischen der Verschlechterung des Kontaktwiderstands und der Brenntemperatur.

Wie erwähnt, werden die Kontakte von Zungenschaltern erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß Rhodium auf die Zuleitungen des Zungenschalters aufplattiert bzw. aufgalvanisiert und sodann das aufgetragene Rhodium unter den oben genannten Bedingungen in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oxydiert wird. Zum Vergleich der Änderung des Kontaktwiderstands bei bekannten Rhodiumkontakten und Rhodiumkontakten, die erfindungsgemäß mit dünnen Überzügen aus Rhodiumoxid versehen wurden, wird der folgende Versuch durchgeführt: Gemäß F i g. 4 wird ein schüsseiförmiger Behälter bzw. eine Schale 9 mit Zuleitungen 7 für Zungenschalter, deren Kontakte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, und ein anderer schüsseiförmiger Behälter bzw. eine Schale 9' mit Zuleitungen 7', die herkömmliche rhodiumplattierte Kontakte aufweisen, auf einen perforierten Boden 6 eines gekapselten Gefäßes 4 aufgesetzt. In den Unterteil des Gefäßes 4 wird eine gewisse Menge Benzols 5 eingefüllt, das mittels einer nicht dargestellten, an eine Absaugleitung 8 angeschlossenen Vakuumpumpe abgesaugt wird. Nach 24 Stunden werden die Zuleitungen 7 und 7' aus dem Gefäß 4 entnommen und jeweils zur Herstellung von Zungenschaltern benutzt, an denen dann Lebensdauerprüfungen vorgenommen werden. Gemäß F i g. 2 erhöht sich der Kontaktwiderstand der herkömmlichen Kontakte bereits nach einer vergleichsweise kleinen Zahl von Betätigungen stark, während sich der Kontaktwiderstand der erfindungsgemäß behandelten Kontakte gemäß F i g. 3 bei einer wesentlich größeren Zahl von Betätigungen (nämlich 10⁶ Betätigungen) nur sehr geringfügig verändert.

Bei Untersuchung unter dem Mikroskop ergibt sich, daß sich an den bekannten Kontakten Polymere bilden, da sie das Benzol absorbieren, das dann durch die Aufprallenergie der Kontakte und die katalytische Wirkung des Rhodiums zu Polymeren umgewandelt

wird. An den erfindungsgemäß hergestellten Kontakten ist dagegen keinerlei Polymerbildung zu beobachten.

F i g. 5 veranschaulicht einen bevorzugten Bereich der Oxydationstemperatur, wobei die Ordinate den Prozentsatz an wegen übermäßiger Zunahme des Kontaktwiderstands nach 10⁷ Betätigungen, d. h. einer typischen Zahl von Betätigungszyklen bei einer Lebensdauerprüfung, zurückgewiesenen Kontakten angibt, während auf der Abszisse die Brenn- oder Oxydationstemperatur für die plattierten Rhodiumkon takte aufgetragen ist Wie aus F i g. 5 hervorgeht, ist der Prozentsatz der zurückgewiesenen Kontakte bei einer Brenntemperatur von etwa 380° C bis etwa 580° C praktisch gleich Null, während er sich bei Temperaturen unter 380° C und über 580° C schnell erhöht Dies beruht darauf, daß die Reaktion bei Temperaturen unter 380° C ungenügend ist, während bei Temperaturen über 580° C die Oberflächenschicht des Rhodiums einer Rückkristallisierung unter dem Wärmeeinfluß unterliegt oder die Diffusion des aufplattierten bzw. aufgalvanisierten Metalls auftritt

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit ein verbesserter Zungenschalter geschaffen, dessen Kontakte aus Rhodiumoxid bestehen. Diese Kontakte werden dadurch hergestellt, daß Rhodium auf die Zuleitungen des Zungenschalters aufplattiert bzw. aufgalvanisiert wird und sodann die Oberflächenschichten der plattierten Rhodiumkontakte durch 3 bis 15 min langes Erwärmen auf 380 bis 580° C in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oxydiert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Reedschalter mit einem gekapselten Kolben, zwei in die Kolbenwand eingedichteten Zuleitungen und zwei miteinander zusammenwirkenden Rhodium-Kontakten, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (3) mit einer dünnen Schicht aus Rhodiumoxid versehen sind.

Z Reedschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (3) eine aufplattierte bzw. aufgalvanisierte Rhodiumschicht und eine darüber aufgebrachte dünne Rhodiumoxidschicht aufweisen.

3. Verfahren zur Herstellung eines Reedschalters, dadurch gekennzeichnet, daß an Zuleitungsstücken Rhodiumkontakte ausgebildet werden, daß die Rhodiumkontakte oxydiert werden und daß die Zuleitungen mit den oxydierten Rhodiumkontakten in einen gekapselten Kolben eingedichtet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rhodiumkontakt zum Oxydieren in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre 3 bis 15 min lang auf eine Temperatur von 380 bis 580° C erwärmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rhodiumkontakte durch Aufplattieren bzw. Aufgalvanisieren von Rhodium auf die Zuleitungen gebildet werden.