Einfluß der Kinetik auf das Kontaktschweißen von Kleinschaltgeräten

Abstract

Die Kontaktzuverlaessigkeit von Schaltgeraeten wird u.a. von den eventuell auftretenden Schweisskraeften, Abbrand, Kontaktwiderstand, Durchschlagfestigkeit bei offenem Kontakt sowie der Neigung zum Verhaken bestimmt. Diese Ausfallursachen werden entscheidend von den mechanischen Gegebenheiten der Schalthandlungen beeinflusst. Es war Ziel dieser Arbeit, den Einfluss der Kinetik der Schaltkontakte auf das Einschaltlichtbogenschweissen zu untersuchen. Um den Einfluss einzelner Kinetikparameter auf das Schaltverhalten von Relaiskontakten getrennt untersuchen zu koennen, wurde ein Modellschalter entwickelt. Mit diesem ist es moeglich, die Parameter Auftreffgeschwindigkeit, Auftreffwinkel (mit und ohne Tangentialkomponente der Schliessbewegung), Mitgang und Kontaktkraft unabhaengig voneinander zu variieren, sowie die zum Trennen der Kontaktstuecke erforderliche Kraft, die Kontaktstueckpositionen, Kontaktspannung und -strom zu messen. Fuer die Diskussion der Messergebnisse wurde ein mathematisches Modellsystem entwickelt, welches eine schluessige Interpretation gestattet. Dieses Modellsystem besteht aus zwei Teilen: Das Ueberlappungsmodell beschreibt den Zusammenhang zwischen den beim Einschaltlichtbogenschweissen auftretenden Schweisskraeften und dem Anteil der Kontaktberuehrungsflaeche, der beidseitig aufgeschmolzen und/oder erweicht ist. Es wird angenommen, dass die Schweisskraft proportional dieser Flaeche ist. Das Stossmodell geht von einem vereinfachten Abbild des Modellschalters aus, um den Zusammenhang zwischen den mechanischen Ablaeufen des Schaltvorgangs und den gemessenen Schweisskraeften herzustellen. Es kann gezeigt werden, dass der Verlauf der Kontaktkraft beim Einschalten (Stoss) die entstehende Schweisskraft bestimmt.