DE943001C - Anordnung zum Verhindern von UEbergangswiderstaenden an aus Silber oder Silberlegierungen bestehenden Kontakten, welch sich infolge der Reaktion zwischen dem Schwefelwasserstoff der Luft und dem Silber bilden - Google Patents

Description

• Anordnung zum Verhindern von Übergangswiderständen an aus Silber oder Silberlegierungen bestehenden Kontakten, welche sich infolge der Reaktion zwischen dem Schwefelwasserstoff der Luft und dem Silber bilden Es ist bekannt, daß Silberkontakte, wie sie in einer sehr großen Zahl in der Fernmeldetechnik, z. B. in Fernsp.rechvermittlungs- oder -verstärkerämtern" angewendet werden, im Laufe ihrer Benutzungszeit durch Spuren von Schwefelwasserstoff, die sich in der Atmosphäre befinden, eine sehr stark störende Anlaufschicht von Schwefelsilber erhalten, die einen Übergangswiderstand zur Folge bat, der bei den in Frage kommenden geringen Spannungen zu erheblichen Beeinträchtigungen der Funktion der führt. Man hat daher die in der Luft enthaltenen Verunreinigungen, Feuchtigke.iten und. chemisch lösbaren Substanzen z. B. durch einen hermetischen Abschluß von den entsprechenden Bauelementen ferngehalten. Weiterhin ist es bekannt, die Silberkontakte durch Edelmetallegierungen zu ersetzen., die das Ankaufen in stark verdünnten Wasserstoffatmosphären nicht oder nicht in diesem Maße aufweisen. Die Einführung derartiger E.delmetallkantakte, insbesondere aus Palladium, ist jedoch wegen des mindestens 3ofach höheren Preises dieser Edelmetalle wirtschaftlich. nicht tragbar und wird nur in Fällen besonders großer Korrosionswirkung der Atmosphäre, z. B. in: der Nähe von chemischen Betrieben oder in Fällen angewendet, in denen eine besonders übergangswiderstandsfreie Schaltung an Kontakten od. dgl. erfolgen muß. Durch eingehende Versuche an Modellen und in der Praxis hat sich erwiesen, daß sich Silber in Atmosphären, die vollständig frei von Schwefelwasserstoff sind, unabhängig von dem Gehalt an sonstigen Verunreinigungen, wie Schwefeldioxyd oder Gasen, die von Isolierwerkstoffen in nennenswerter Konzentration abgegeben werden, als Kontaktwerkstoff einwandfrei und hinsichtlich des Kontaktübergangswiderstandes besser als alle üblichen Kontaktwerkstoffe verhielt. Desgleichen konnte nachgewiesen werden, daß die Reaktion zwischen, Schwefelwasserstoff und. Silber, die zur. Bildung der schädlichen Übergangswiderstände infolge Bildung von Sälbersulfidschichten führt, sich nur abspielt, wenn neben dem Schwefelwasserstoff Sauerstoff in ausreichender Konzentration und Wasserdampf in einer relativen Feuchtigkeit von to % vorhanden ist.
• Man kann .daher verschiedene Wege beschreiten, .um die störenden Sälbersulfidschichten äuf Silberkontaktflächen zu vermeiden. So wird z. B. der Sauerstoff aus der Atmosphäre restlos entfernt. In diesem Fall kann das schwefelwasserstoffhaltige umgebende Gas auch höhere Feuchtigkeit enthalten, ohne daß es zur Bildung von Silbersulfidschichten auf den Kontaktflächen kommt. Dieses Verfahren ist jedoch nur in Ausnahmefällen zweckmäßig oder wirtschaftlich. Es läßt sich z. B. anwenden, indem man Gefäße, in denen die Silberkontakte vor dem Angriff von Schwefelwasserstoff geschützt werden müssen, mit einer beliebigen Gasart, die völlig frei von Sauerstoff ist, künstlich beladet.
• Wesentlich vorteilhafter ist jedoch die Anwendung der normalen atmosphärischen Luft, die man zum Ausschluß jeder Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und den Silberkontakten entweder so gut wie möglich trocknet oder so gut wie möglich vom Schwefelwasserstoff befreit. Das Trocknen der zur Anwendung kommenden. Gasatmosphäre geschieht in bekannter Weise durch Beheizung, vorzugsweise elektrische Beheizung, oder durch Verwendung üblicher Trockenmittel, z. B. Silicagel, die in Form von Filtersätzen -in den künstlich, bewegten Gasstrom geschaltet werden: Der Vorteil der Anwendung von Trockenmitteln an Stelle der Absorption des Schwefelwasserstoffs beruht darin, daß die Reinigung nicht derartig gründlich zu er-.folgen braucht wie .im Falle der Absorption des Schwefelwasserstoffs. Es ist festgestellt worden, daß Luft mit einem Gehalt von io-7 Teilen Schwefelwasserstoff eine Reaktionsgeschwindigkeit mit Silberoberflächen aufweist, die im Falle der Trocknung auf io % relativer Feuchtigkeit um viele Größenordnungen geringer war als bei Anwesenheit der natürlichen Feuchtigkeit von 5o bis 700/0. Der Nachteil der Anwendung von Trockenmitteln beruht darauf, daß bei den üblichen Gehalten der Luft der Wasserdampf die Filter verhältnismäßig schnell verbraucht und sie ersetzt oder regeneriert werden müssen, um die Silbersulfidbildung mit Sicherheit zu verhindern.
• Demgegenüber äst die Absorption. des Schwefelwasserstoffs aus normalen Atmosphären, in denen . ein Gehalt von io-9 bis io-i9 VolumteilenSchwefelwasserstoff nachweisbair- ist, insofern vorteilhaft; als wirksame Filter infolge dieser .geringen Konzentration sich praktisch überhaupt nicht verbrauchen, andererseits ist es aus Gründen mangelnder Reaktionsfähigkeit äußerst schwierig, den Sch*Wefelwasserstoff@gehalt genannter Konzentration an Filterstoffen restlos zu binden. Alle .in der Technik zur Absorption des Schwefelwasserstoffs benutzten Filtermaterialien, wn,e Eisen, Oxyd, Kupfer, Blei und ähnliche auf Sehwefeliwasserstoff spezifisch ansprechende Stoffe, ergeben bei Konzentrationen von io-9 bis io-10 Teilen Schwefelwasserstoff keine quantitative Reaktion. Dies Siegt Bim wesentlichen an dem sehr geringen Unterschied der Wärmetönung zwischen den Oxyden und Sulfiden dieser Metalle.
• Die erfindungsgemäße Anordnung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß zum Absorbieren der in das Gehäuse der Kontakte von außen eindringenden schädlichen Gase ün unmittelbarer Nähe der Öffnungen und Fugen Schichten von; begierig Schwefelwasserstoff :aufnehmenden Metallen oder Metalloxyden vorgesehen sind.
• Bei genügend dichtem A'bschluß zwischen den trennbaren Teilen eines die Kontakte aufnehmenden Gehäuses, z. B. der Grundplatte und der Haube eines Schaltschrankes, wird; somit der Schutz der Kontakte gegen eindiffundierende oder einströmende schwefelwasserstoffhaltige Luft dadurch gewährleistet, daß die Spalte zwischen den nicht völlig dichten Gehäuseteilen durch Schichten von begierig Schwefelwasserstoff -aufnehmenden Metallen oder auch -oxydeny beispielsweise galvanisch m einer Stärke von etwa io ,u, derart ausgekleidet wenden, daß der eindringende Schwefelwasserstoff an den empfindlich reagierenden Oberflächen abgefangen wird. Dabei wird die Tiefe derartiger Spaltflächen zwischen den Gehäuseteilen eine Größe aufweisen, die die Größe der jeweiligen. Spaltweite nach Möglichkeit um das iofache übertrifft.
• Durch konstruktive Maßnahmen ist dafür Sorge zu tragen, daß die Spaltweiten an verschiedenen Stellen einigermaßen gleich groß sind; so daß die sich einstellenden Gasströmungen über die gesamte Spaltlänge gleichmäßig sind.
• Zweckriiäßig ist es, die Bauelemente derart anzuordnen, daß die zu schützenden Silberkontakte .im einziehenden Gasstrom, die Bauelemente, die Schwefelwasserstoff abgeben können, wie Gummikabel oder andere Isoliermaterialien, die Schwefel als Verunreinigung enthaltene können, im ausziehenden Gasstrom liegen.
• Die zu schützenden Kontakte brauchen nicht in ,ihrer Gesamtheit in einem Gehäuse (Schaltschrank) zus:ammengefaßt zu sein. Sie können ebensogut bei aufgeteilter Anordnung als einzeln oder gruppenweise zusammengefaßte Kontaktsätze vor dem Angriff des etwa vorhandenen Schwefelwasserstoffs gemäß der Erfindung geschützt werden. Wie die Fig. i erkennen läßt, erhalten dann die auf Schaltfedern i i angeordneten Kontakte es ein rohrförmiges Schutzgehäuse 13, welches zweckmäßig starr an einer der Kontaktfedern befestigt ist und eine einseitige Öffnung 1q. aufweist, durch die die andern Kontaktfedern hineinragen. Die Innenwandung des Rohres ist mindestens zum Teil zweckmäßig an der offenen Seite mit einer dünnen Silberschicht überzogen, die Schwefelwasserstoff aus der Atmosphäre bei der langsamen Diffusion ins Innere des Rohres vollständig absorbiert, so daß die an dem geschlossenen Ende des Rohres befindlichen Silberkontakte vor der Einwirkung des Schwefelwasserstoffs grundsätzlich geschützt sind,.
• Fig. 2 zeigt eine Ausführungsart, bei der das Schutzröhrchen 23 zusammen mit der dieses tragenden Feder 2r aus einem Blechstreifen. gerollt worden ist. An der Seite der Silberkontakte 22 wird; das Röhrchen durch einen abnehmbaren Verschlußdeckel25 geschlossen, nach dessen Entfernung die Relaiskontakte sich leicht justieren lassen.
• Eine andere Ausführungsform zeigt die Fig. 3, bei der das Röhrchen 33 eine Ausbildung in der Art von Nut und Feder zeigt und sich auf eine der Kontaktfcderstreifen 3 i, die es schützen soll, aufschieben läßt. Durch eingeprägte Nocken im Röhrchen und im Federteil läßt sich eine genügende feste Verklinkung des aufgeschobenen Röhrchens ermöglichen. Beide Formen erlauben die ungehinfierte Justierung der Kontakte 32.
• Das rohrförmige Schutzgehäuse kann gemäß der weiteren Erfindung ganz oder teilweise aus durchsichtigem Thermoplast hergestellt werden, wobei nur der hintere Teil innen mit der Reaktionsschicht versehen wird, so daß das Arbeiten der Federn von vorn zu beobachten ist. Abweichend von der oben beschriebenen Ausführung des Schutzgehäuses mit Anwendung einer inneren Silberschicht kann die Einrichtung auch so ausgeführt werden, daß als Reaktionsflächen d ie Relaisfedern selbst ausgebildet werden, die ja der Forderung nach engen Kanälen, bis zum Kontakt hin an sich bei geeigneter Ausgestaltung schon genügen können. Man wird dabei also die Relaisfedern selbst beispielsweise mit einem Schwefelwasserstoff begierig absorbierenden Stoff (z. B. Silber) überziehen. Das Schutzgehäuse selbst braucht dann unter Umständen nicht mehr besonders behandelt zu werden und dient nur noch als Abschluß.
• Die Fig. q. zeigt die Konstruktion eines flanschartigen Schutzes für Kontakte an Drehschaltern. Zwei kreisförmige Bleche 41, 42 umgeben einen Drehschalter 43 mit den Kontakten q.q.. Durch Versilberung der Flächen in der Nähe von Öffnungen., durch die Gas in das Innere der Schutzflansche eindringen kann, wird in der beschriebenen Weise der Schwefelwasserstoff absorbiert, so daß er nicht an die zu schützenden Kontakte gelangen kann.
• Neben den Relaiskontakten, die z. B. in S@el'bstanschlußämtern zur Herstellung einer einzigen Sprechverbindung in großer Zahl notwendig sind, können, in ähnlicher Weise auch die Schalter von Wählern sowie sämtliche notwendige Silberkontakte untergebracht .und geschützt werden.
• Der Vorteil der Anwendung der Körrosionsschutzein.richtung gemäß der Erfindung ist in erster Linie darin zu erblicken, d:aß ein störungsfreier Betrieb von Fernmeldeanlagen mit Silberkontakten in gewöhnlicher Atmosphäre ermöglicht und die Anwendung wesentlich teurer Edelmetallkontakte vermieden wird. Die völlige Freiheit von Übergangswiderständen an Silberkontakten, dlie auf die genannte Art geschützt sind, hat dazu geführt, im Betrieb relativ teure Verfahren des künstlichen Frittens der im Zuge einer Sprechverbindung liegenden Silberkontakte überflüssig zu machen. Es hat sich ferner er-geben, daß bei Abhebekontakten der Kontaktdruck zur Herstellung einer übergangswiderstandsfreien Schaltung erheblich vermindert werden konnte, wodurch .die Ersteliungskosten sowie die Betriebskosten von. Fernmeldeanlagen und die vom Kontaktdruck stark abhängige Abnutzung der Kontakte wesentlich vermindert werden konnte. Auf diese Weise werden die Mehrkosten für den Kontaktschutz mehrfach eingespart. Ein weiterer Vorteil der Anordnung isst ein relativ wirksamer Schutz der empfindlichen Kontakte vor Verschmutzen durch. Staub.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum Verhindern von Übergangswiderständen an aus Silber oder Silberlegierungen bestehenden Kontakten, die sich infolge der Reaktion @ zwischen dem Schwefelwass@erstoff der Luft und dem Silber bilden, dadurch gekennzeichnet, d.aß zum Absorbieren der in, das Gehäuse der Kontakte von außen eindringenden schädlichen Gase in unmittelbarer Nähe der Öffnungen und Fugen Schichten von begierig Schwefelwasserstoff aufnehmenden Metallen oder Metalloxyden vorgesehen sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen mit Schichten von begierig Schwefelwasserstoff aufnehmenden Metallen oder Metalloxyden, beispielsweise galvanisch in einer Stärke von etwa io,u, belegt sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Schalbschr.ank ist. q.. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltschränke derart angeordnet sind, d.aß die Schwefelwasserstoff abgebenden Bauelemente, z. B. Gummikabel, im ausziehenden, die Kontakte dagegen im einziehenden Luft- bzw. Gasstrom liegen. 5. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dad@urch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine einzelne Kontakte oder kleine Gruppen von Kontakten enthaltende Abschirmkappe ist, durch deren an einer Seite angebrachte Öffnung hindurch die Betätigung d er Kontakte erfolgt. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Abschirmkappe gegenüber der Breite ihrer Öffnung sich mindestens wie 2 : i verhält. 7. Anordnung nach Anspruch i oder 2,- dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmkappe ganz oder teilweise aus durchsichtigem Thermoplast hergestellt ist. B. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmkappe als einseitig offenes, eine der kontakttragenden Federn umschließendes Rohr ausgebildet ist, in welches gegebenenfalls weitere Kontaktfedern hineinragen, wobei die Betätigung dieser Kontakte durch Einwirkung auf die Federn außerhalb des einseitig offenen Rohres erfolgt. g. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, d,aß die den Kontakt tragenden Federn selbst mit einem Schwefelwasserstoff begierig aufnehmenden Metall oder Metalloxyd belegt sind. io. Anordnung nach Anspruch i oder einem der voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwefelwasserstoff begierig aufnehmendes Metall Silber, Kupfer oder Blei in feinster Verteilung verwendet ist. i i. Anoirdnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die znr Absorption dienenden Silberschichten von .den als Kontakt dJenenden Silberflächen durch Flächen getrennt sind, auf denen eine Oberflächendiffusion von Silbersulfidnicht stattfindet. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 698 735; USA.-Patentschrift Nr. 2 447 753.