Skip to main content

Gleitender Kontakt

  • Chapter
  • First Online:
Elektrische Kontakte, Werkstoffe und Anwendungen
  • 13k Accesses

Zusammenfassung

Gleitkontakte haben die Aufgabe, sowohl elektrische Signale als auch elektrische Energie zwischen Partnern zu übertragen, die sich relativ zu einander bewegen. Im Betriebsfall treten Reiberscheinungen auf, die je nach Werkstoff der Kontaktpartner zu verschiedenen Verschleißarten, wie adhäsiver, abrasiver oder Ermüdungsverschleiß, führen. Bei Zinnbeschichtungen, z.B. auf Steckverbinderkontakten kann vor allem die Reiboxidation ( „fretting korrosion“) einen erhöhten Verschleiß oder gar vorzeitigen Ausfall verursachen. Zu einer Verschleißverminderung können dabei spezielle Schmiermittel beitragen, die den Reibwert des Schichtsystems verringern. Bei der Übertragung elektrischer Energie kommen Bürsten und Schleifstücke aus Kohle und Grafit zum Einsatz. Der dabei im Betriebsfall auftretende Verschleiß setzt sich aus einem mechanischen und einen elektrischen Anteil zusammen, Die bei beiden Anwendungen auftretenden Phänomene werden beschrieben und Hinweise zur Optimierung des Gleitkontaktsystems gegeben.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 299.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

Literatur

  1. DIN 50 281: Reibung in Lagerungen, Begriffe, Arten, Zustände, physikalische Größen. Beuth Verlag, Berlin (1977)

    Google Scholar 

  2. Kragelskii, I.V.: Friction and Wear. Butterworths, London (1965)

    Google Scholar 

  3. Bowden, F.P.; Tabor, D.: The Friction and Lubrication of Solids, Pt. I, Clarendon, Oxford (1958)

    MATH  Google Scholar 

  4. Bowden, F.P.; Tabor, D.: Reibung und Schmierung fester Körper. Springer-Verlag, Berlin (1959)

    Book  Google Scholar 

  5. Bowden, F.P., Tabor, D.: The Friction and Lubrication of Solids, Pt. II. Clarendon, Oxford (1964)

    Google Scholar 

  6. Campbell, W.E.: Studies in Boundary Lubrication. Trans. ASME. 61, 633–641 (1939)

    Google Scholar 

  7. Whitehead, I.R.: Surface deformation and friction of Metals light loads. Proc. Roy Soc. A 201, 109–124 (1950)

    Google Scholar 

  8. Tsuya, Y., Tagaki, R.: Lubricating Properties of lead Films on Copper. In: Bryant, P.J., Lavih, M., Solomon, G. (eds.) Wear. Elsevier, Amsterdam (1964)

    Google Scholar 

  9. Cocks, M.: Interaction of Sliding Metal Surfaces, J. Appl. Phys. 35, 2152–2162 (1962)

    Article  Google Scholar 

  10. Coffin, I.F.: Some metallurgical aspects of friction and wear, In: Davies, R. (ed.) Friction and Wear. Elsevier, Amsterdam (1959)

    Google Scholar 

  11. Sikorski, M.E.: Correlation of the coefficient of adhesion with various physical and mechanical properties of metals. Trans. ASME, J. Basic Eng. 85, 279–285 (1963)

    Article  Google Scholar 

  12. Tagaki, R.; Tsuya, Y.: Static friction between clean copper single crystal surfaces. Wear 4, 216–227 (1961)

    Article  Google Scholar 

  13. Horn, G.; Merl, W.: Friction and wear of electroplated hard gold deposits for connectors. IEEE Trans. Parts, Hybrids, Packag., PHP-10, 53–59 (1974)

    Google Scholar 

  14. Antler, M.: Wear of gold plate: effect of surface films and polymer codeposits. IEEE Trans. Parts. Hybrids, Packag. PHP-10, 11–17 (1974)

    Google Scholar 

  15. Knödler, A.: Der Einbau von Fremdstoffen in Gold-Kobalt- und Gold-Nickel-Niederschlägen aus sauren Bädern. Metalloberfläche 12, 465–472 (1974)

    Google Scholar 

  16. Antler, M.: Structure of polymer codeposited in gold electroplates. Proceedings of 6th Annual Tech, Conference, American Electroplaters Society, S. 468–473. Minnesota (1973)

    Google Scholar 

  17. Souter, J.W.: Compatibility of gold deposits for connector contacts. Proceedings of 19th Holm Conference on Electrical Contacts Phenomena, S. 33–40. Chicago (1973)

    Google Scholar 

  18. Antler, M.: Wear of gold plate: Effect of surface films and polymer codeposits. Proceedings of 19th Holm Conference on Electrical Contacts Phenomena, S. 20–32. Chicago, USA (1973)

    Google Scholar 

  19. Munier, G.B.: Polymer codeposited with gold during electroplating, American electroplaters society. Proceedings 2nd Plating Electronics Industry Symposium, S. 1151–1157. Boston (1969)

    Google Scholar 

  20. Holt, L., Stanger, J.: Carbon Inclusion in Gold Electroplate. Trans. Inst. Met. Finish. 50, 24–27 (1972)

    Google Scholar 

  21. Keil, A., Mahle, E.: Verschleißverhalten von Rhodiumüberzügen auf verschieden harten Unterlagen. Metalloberfläche 22, 44–48 (1968)

    Google Scholar 

  22. Antler, M., Drozdowicz, M.H.: Wear of Gold Electrodeposits: Effect of Substrate and of Nickel Underplate. Proceedings of 9th International Conference on Electrical Contacts Phenomena, S. 125–141. Chicago (1978)

    Google Scholar 

  23. Demkin, N.V., Lankov, A.A.: Untersuchung der Kontaktzone durch Abdruckverfahren. 4. Allunionstagg. Elektr. Kontakte, Moskau, S. 152–158 (1965)

    Google Scholar 

  24. Kragelskii, I.V., Demkin, N.V., Michin, N.M.: Berechnung der Kontaktfläche von ruhenden und gleitenden Kontakten. 3. Allunionstagg. Elektr. Kontakte, Moskau, S. 87–102 (1962)

    Google Scholar 

  25. McFarlane, J.S., Tabor, D.: Relation between friction and adhesion. Proc. Roy. Soc. A. 202, 244–253 (1950)

    Article  Google Scholar 

  26. Courtney-Pratt, J.S., Eisner, E.: The effect of a tangential force on the contact of metallic bodies. Proc. Roy. Soc. A. 238, 529–550 (1957)

    Article  Google Scholar 

  27. Antler, M.: Metal transfer and the wedge forming mechanism. J. Appl. Phys. 34, 438–439 (1963)

    Article  Google Scholar 

  28. de Gee, A.W.: Friction and wear as related to the composition, structure and properties of metals. Int. Met. Rev. 239, 57–67 (1979)

    Google Scholar 

  29. Habig, K.H.: Der Einfluß der gegenseitigen Löslichkeit von Metallen auf einige ihrer tribologischen Eigenschaften. Metalloberfläche 24, 375–379 (1970)

    Google Scholar 

  30. Buckley, D.H.: Fretting in aircraft systems. AGARD Conf. Proc. 161, 13–21 (1975)

    Google Scholar 

  31. Radiker, W.: Zusammenhänge zwischen Verschleiß- und Schweißerscheinungen. In: Werkstoff und Schweißung. Akademie-Verlag, Berlin (1951)

    Google Scholar 

  32. Antler, M.: Processes of metal transfer and wear. Wear 7, 181–203 (1964)

    Google Scholar 

  33. Keil, A.: Über Verschleißerscheinungen an Kontaktstücken durch trockene Reibung. ETZ-B 16, 161–165 (1964)

    Google Scholar 

  34. Antler, M.: Sliding noble Metal Electric Contacts. Proc. Inst. Mech. Eng. 182, 335–367 (1967/1968)

    Google Scholar 

  35. Wibberly, R., Eyre, T.S.: The dry sliding wear characteristics of copper with and without 0,08 % silver. Wear 13, 27–38 (1969)

    Google Scholar 

  36. Antler, M.: Wear, friction and electrical noise phenomena in severe sliding systems. AELE Trans. 5, 297–303 (1962)

    Google Scholar 

  37. Feller, H.G., Mälzer, K.: Über den Einfluß des Parameters „Temperatur“ auf das Reibungs- und Verschleißverhalten von Metallpaarungen bei Trockengleitreibung. Z. Metallkd. 67, 538–540 (1976)

    Google Scholar 

  38. Alison, P.J.: The different behaviour of hexagonal and cubic metals in their friction, wear and hardening during abrasion. Brit. J. Appl. Phys. 15, 281–289 (1964)

    Article  Google Scholar 

  39. Archard, J.F.: Contact and Rubbing of flat Surfaces, J. Appl. Phys. 24, 981–988 (1953)

    Article  Google Scholar 

  40. Rabinowicz, E.: Influence of Surface Energy on Friction and Wear Phenomena. J. Appl. Phys. 32, 1440–1444 (1961)

    Article  Google Scholar 

  41. Davis, R.: A tentative Model for the mechanical Wear Process. In: Davis, R. (ed.) Friction and Wear, Elsevier, Amsterdam (1959)

    Google Scholar 

  42. Holden, C.A.: Wear study of electroplated coatings for contacts. Proceedings of Engineering Semester. Electrical Contact Phenomena, Chicago, pp. 1–20 (1967)

    Google Scholar 

  43. Funk, W.: Reibkorrosion und Verschleiß – Versuch einer Begriffsabgrenzung. Metalloberfläche 23, 193–198 (1963)

    Google Scholar 

  44. Ruthardt, R.: Tribologie elektrischer Kontakte. METALL 6, 576–581 (1975)

    Google Scholar 

  45. Ruthardt, R.: Tribologie elektrischer Kontakte. Proceedings of 7th International Conference on Electrical Contacts Phenomena, S. 120–124. Paris (1974)

    Google Scholar 

  46. Garte, S.M.: The inhibition of fretting corrosion by correct contact geometry. Proceedings of 8th International Conference on Electrical Contacts Phenomena, S. 651–658. Tokyo (1976)

    Google Scholar 

  47. Whitley, J.A.: Investigation of fretting corrosion phenomena in electric contacts. Proceedings of 8th International Conference on Electrical Contacts Phenomena, S. 659–665. Tokyo (1976)

    Google Scholar 

  48. Antler, M.: Tribological properties of gold for electric contacts. IEEE Trans. Parts, Hybrids, Packag. PHP-9, S. 4–14 (1973)

    Google Scholar 

  49. Garte, S.M.: Determination of porosity of gold electrodeposits by quantitative electrography. Burndy Corp. Res. Div. Norwalk, S. 1–11 (1966)

    Google Scholar 

  50. Abbott, W.H.: Mechanism of tarnishing of precious metal contact alloys. IEEE Trans. Parts, Mater, Packag. PMP-5, S. 156–160 (1969)

    Google Scholar 

  51. Keil, A., Klein, K.: Verschleißfestigkeit verschiedener galvanischer Niederschläge für elektrotechnische Anwendungsfälle. METALL 32, 352–355 (1978)

    Google Scholar 

  52. Mayer, U.: Verhalten galvanischer Edelmetallüberzüge in verschiedenen Prüfklimaten. Metalloberfläche 32, 3–7 (1978)

    Google Scholar 

  53. Schnabl, R., Schiff, K.L.: Korrosionsuntersuchungen an Kontaktmaterialien für Steckeranwendungen. ETZ-B 28, 506–510 (1976)

    Google Scholar 

  54. Borchert, L., Murr, A., Mayer, U., Potinecke, J., Schiff, K.L.: Investigation of corrosion behaviour of contact materials used in telecommunications. Proceedings of 9th International Conference on Electrical Contacts Phenomena, S. 273–286. Chicago, (1978)

    Google Scholar 

  55. Huck, M.: Temperaturverhalten galvanischer Edelmetallüberzüge. METALL 35, 549–553 (1981)

    Google Scholar 

  56. Großmann, H., Huck, M., Schaudt, G.: Über das Verhalten von Palladiumüberzügen auf elektrischen Kontakten im Vergleich zu Goldschichten. Galvanotechnik 71, 484–488 (1980)

    Google Scholar 

  57. Huck, M.: Niederkarätige galvanische Goldschichten auf Steckverbindern als Ersatz für hochkarätiges galvanisches Hartgold? METALL 33, 744–748 (1979)

    Google Scholar 

  58. Huck, M.: Ein Vergleich galvanisch abgeschiedener Palladium-, Palladium-Gold- und Hartgoldschichten für Steckverbinder. ETZ-B 4, 135–138 (1978)

    Google Scholar 

  59. Huck, M.: Zum Verschleiß galvanisch abgeschiedener Platinmetalle von Gleitkontakten. METALL 8, 685–689 (1978)

    Google Scholar 

  60. Großmann, H., Huck, M.: Tribologische Untersuchungen an galvanischen Sandwich-Schichten auf Steckverbindern. Metalloberfläche 10, 405–409 (1980)

    Google Scholar 

  61. Horn G., Merl, W.: Vergleich verschiedener Kontaktwerkstoffe für Steckverbinder. Proceedings of 8th International Conference on Electrical Contacts Phenomena, S. 673–679. Tokyo, Japan (1976)

    Google Scholar 

  62. Huck, M.: Kontaktwerkstoffe für Steckverbinder. METALL 39(1), 30–34 (1985)

    Google Scholar 

  63. Feng, I.-M., Uhlig, H.H.: Fretting corrosion of mild steel in air and in nitrogen. J. Appl. Mech. 21, 395–400 (1954)

    Google Scholar 

  64. Antler, M., Drozdowicz, M.H.: Fretting corrosion of gold plated connector contacts. Wear 74, 27–30 (1981/1982)

    Google Scholar 

  65. Antler, M.: Survey of contact fretting in electrical contacts. Proceedings of 12th International Conference on Electrical Contacts Phenomena, pp. 3–21. Chicago (IL), USA (1984)

    Google Scholar 

  66. Niemann, L.: Probleme der Reibkorrosion an SnPb- Kontakten. 12. Kontaktseminar, Karlruhe, VDE- Fachbericht Bd. 44, S. 79–87. VDE-Verlag, Berlin (1991)

    Google Scholar 

  67. Braunovic, M., Konchits, V.V., Myshkin, N.K.: Electrical Contacts, S. 214–230. CRC Press, Boca Raton (2007)

    Google Scholar 

  68. Behrens, V.: Grundbegriffe zu elektrischen Kontakten. In Behrens, V. „Elektrische Kontakte“, Buchreihe „Kontakt & Studium“, Bd. 366, S. 6–23. Expert-Verlag, Renningen (2010)

    Google Scholar 

  69. Van Dijk, P., van Meijl, F.: A Design Solution for Fretting Corrosion, 14. Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE- Fachbericht Bd. 51, S. 95–102. VDE-Verlag, Berlin (1997)

    Google Scholar 

  70. Antler, M.: Electronic connector cotact lubricants, the polyether fluids. IEEE Trans. Compon Hybrids Manuf. Technol. 10(1), 32–41 (1987)

    Article  Google Scholar 

  71. Glossbrenner, E.W.: Sliding contact for instrumentation and control. In: Slade, P.G. (ed.), Electrical Contacts, Principles Applications, S. 839–872. Marcel Dekker, New York (1999)

    Google Scholar 

  72. Merl, W.: Steckkontakte in der Nachrichten- und Energietechnik. VDE-Fachbericht. 25, 70–75 (1968)

    Google Scholar 

  73. Antler, M.: Lubrication of Gold. Wear, Bd. 6, S. 44–65 (1973)

    Google Scholar 

  74. Keil, A.: Schmierung von Edelmetallgleitkontakten mit höheren Merkaptanen. METALL 7, 748–751 (1979)

    Google Scholar 

  75. Huck, M.: Die Wirkung synthetischer Schmiermittel auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften palladinierter Steckverbinder. Industrie-Elektrik u. Elektronik, 24, 5–7 (1979)

    Google Scholar 

  76. Huck, M.: Einsatz von Schmiermitteln auf Gleit- und Steckkontakten. Metalloberfläche, 36, 429–435 (1982)

    Google Scholar 

  77. Van Dijk, P.: Some effects of lubricants and corrosion inhibitors on electrical contacts. Proceedings of 16th International Conference on Electrical Contacts, S. 97–123, Montreal, Canada (1995)

    Google Scholar 

  78. Abbott, W.H.: Field and laboratory studies of corrosion inhibiting lubricants for gold-plated connectors. Proceedings of 42nd IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 414–428, Chicago, USA (1996)

    Google Scholar 

  79. Braunovic, M., Konchits, V.V., Myshkin, N.K.: Electrical Contacts, S. 449–455. CRC, Boca Raton (2007)

    Google Scholar 

  80. Campbell, W.E.: The lubrication of electrical contacts. Proceedings of 23th Holm Conference on Electrical Contacts, S. 1–17, Chicago, USA (2007)

    Google Scholar 

  81. Neukirchen, J.: Kohlebürsten. Oldenbourg, München (1934)

    Google Scholar 

  82. Shobert, E.J.: Carbon Brushes. Chemical, New York (1965)

    Google Scholar 

  83. Holm, R.: Electrical Contacts. Springer, Berlin (1967)

    Google Scholar 

  84. Morganite Carbon Ltd.: Kohlebürsten und elektrische Maschinen. Clowers, London (1961)

    Google Scholar 

  85. DIN EN 50149: Bahnanwendungen-Ortsfeste Anlagen- Rillenfahrdrähte aus Kupfer und Kupferlegierungen (2012)

    Google Scholar 

  86. Bausch, J., Kießling, F., Semrau, M.: Hochfester Fahrdraht aus Kupfer-Magnesiumlegierung. eb-Elektr. Bahnen 92, H. 11, S. 295–300 (1994)

    Google Scholar 

  87. Schröter, F.: Einfluß der Temperatur auf den Gleitkontakt. ETZ-A 85, 568–575 (1964)

    Google Scholar 

  88. Schröter, F.: Zur Theorie des Stromübergangs bei Schleifkontakten. ETZ-A 79, 498–501 (1958)

    Google Scholar 

  89. Freund, F.: Beitrag zur physikalischen Erklärung der Strombelastung durch fremdschichtbedeckte Gleitkontakte, Diss. TH Graz (1961)

    Google Scholar 

  90. Volkmann, W.: Die elektrische Leitung beim Kohlebürsten-Gleitkontakt. H. 22, S. 5–11. Firmenschrift Schunk & Ebe, Gießen (1967)

    Google Scholar 

  91. Johler, W., Rieder, W.: Kontaktzuverlässigkeit bei Relais im Kleinlastbereich. 9. Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht Bd. 38, S. 131–140, VDE-Verlag, Berlin (1987)

    Google Scholar 

  92. Shobert, E. I.: Electrical resistance of carbon brushes on copper rings. IEEE Trans Power Appar Syst 13, 788–797 (1954)

    Google Scholar 

  93. Neukirchen, J.: Untersuchungen an elektrischen Ruhe- und Gleitkontakten Kohle-Eisen und Kohle- Kupfer. Firmenschrift Ringsdorff-Werke. Sonderheft, Bonn (1960)

    Google Scholar 

  94. Kunicke, C.: Der Einfluß der Kollektortemperatur auf das Laufverhalten von Kohlebürsten. Tagungsband 5. Int. Tagg. Elektr. Kontakte. S. 257–260. München (1970)

    Google Scholar 

  95. Weinert, H.: Kleinmaschinenprobleme aus der Sicht der Kohlebürsten. H. 6, S. 3–18. Firmenschrift Ringsdorff-Werke, Bonn (1973)

    Google Scholar 

  96. Pintscher, F.: Kontaktvorgänge und Verschleißverhalten des Sytems Fahrdraht-Schleifleiste. Diss. TU Dresden, (2003)

    Google Scholar 

  97. Pintscher, F.: Kontakt zwischen Fahrdraht und Schleifleiste. 18. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE Fachbericht Bd. 61, S. 101–110. VDE-Verlag, Berlin (2005)

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Eduard Vinaricky .

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2016 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this chapter

Cite this chapter

Vinaricky, E., Faber, M., Huck, M., Bahrs, W. (2016). Gleitender Kontakt. In: Vinaricky, E. (eds) Elektrische Kontakte, Werkstoffe und Anwendungen. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-45427-1_3

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-45427-1_3

  • Published:

  • Publisher Name: Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-642-45426-4

  • Online ISBN: 978-3-642-45427-1

  • eBook Packages: Computer Science and Engineering (German Language)

Publish with us

Policies and ethics