Wenn Schalttafelbauer vergleichen Drucktastenschalter, dreht sich das Gespräch in der Regel um das Kopfprofil, die Kontaktkonfiguration, die IP-Schutzart und den Preis. Das Kontaktmaterial wird selten thematisiert – es ist, wenn überhaupt, tief im Datenblatt verborgen. Doch das Kontaktmaterial ist einer der Faktoren, die am unmittelbarsten die Leistung eines Schalters über seine gesamte Lebensdauer bestimmen, insbesondere in den Schwachstrom-Signalkreisen, die in modernen industriellen Schalttafeln vorherrschen.

In diesem Blogbeitrag erfahren Sie, was versilberte Kontakte sind, warum sie sich als Standard für industrielle Drucktaster durchgesetzt haben, wo ihre Grenzen liegen und welche Fragen Sie einem Lieferanten stellen sollten, wenn das Kontaktmaterial für Ihre Anwendung tatsächlich eine Rolle spielt.

Was passiert an der Kontaktfläche?

Ein Druckschalter funktioniert durch das physikalische Schließen einer Lücke zwischen zwei leitfähigen Oberflächen. Bei jeder Betätigung des Schalters ist die Kontaktfläche mehreren gleichzeitigen Belastungen ausgesetzt:

Mechanischer Verschleiß

Die beiden Kontaktflächen werden wiederholt aneinandergepresst und wieder voneinander getrennt. Über Millionen von Zyklen hinweg führt dies zu einer physikalischen Abnutzung des Kontaktmaterials.

Lichtbogenbildung

Wenn sich Kontakte unter Last öffnen, fließt der Strom für einen kurzen Moment als Lichtbogen über den Spalt weiter. Dieser Lichtbogen erzeugt lokale Wärme und führt zu einer schnelleren Abnutzung der Kontaktfläche als der mechanische Verschleiß allein.

Oxidation

Die meisten Metalle oxidieren an der Luft und bilden dabei eine isolierende Schicht, die den Kontaktwiderstand erhöht. In Schwachstromschaltungen kann die Oxidation den Widerstand so stark erhöhen, dass die Schaltung überhaupt nicht mehr funktioniert.

Verunreinigung

In industriellen Umgebungen kommen Öle, Reinigungsmittel, Staub und Feuchtigkeit vor – all dies erhöht den Widerstand und kann zu Verbindungsunterbrechungen führen.

Warum Silber?

Silber verfügt über zwei Eigenschaften, die es zum führenden Kontaktmaterial in der industriellen Schalttechnik machen:

Der niedrigste elektrische spezifische Widerstand aller Metalle. Silber leitet Strom besser als Kupfer, Gold oder jedes andere gängige Kontaktmaterial – geringerer Spannungsabfall, geringere Wärmeentwicklung und bessere Leistung in Schwachstrom-Signalschaltungen.

Ein relativ stabiles Oxid. Die meisten Metalloxide sind gute Isolatoren. Silberoxid bildet hier eine Ausnahme – es bleibt elektrisch leitfähig. Ein oxidierter Kupferkontakt kann bei geringen Stromstärken möglicherweise keinen zuverlässigen Stromkreis herstellen. Ein oxidierter Silberkontakt leitet hingegen in der Regel weiterhin Strom.

Diese beiden Eigenschaften erklären, warum Silber Kupfer als Standardkontaktmaterial für Relais- und Schaltkontakte abgelöst hat und warum es bis heute die vorherrschende Rolle spielt.

Versilbert vs. Silberlegierung vs. Vergoldet

Versilberte Kontakte

Ein Kern aus unedlem Metall – in der Regel Kupfer oder Messing – mit einer Silberschicht auf der Kontaktfläche. Die Beschichtung sorgt für die elektrischen Eigenschaften von Silber, während das unedle Metall die strukturelle Festigkeit gewährleistet. Dies ist die gängigste Bauweise für allgemeine industrielle Drucktaster.

Kontakte aus Silberlegierung

Legierungen wie Silber-Cadmiumoxid (AgCdO) oder Silber-Zinnoxid (AgSnO₂) verbessern die Lichtbogenfestigkeit und verringern die Kontaktverschweißung bei höheren Strömen. Sie kommen häufiger in Schützen und leistungsstärkeren Schaltgeräten zum Einsatz als in Druckschaltern.

Vergoldete Kontakte

Gold oxidiert überhaupt nicht und ist daher das bevorzugte Material für Schaltungen mit sehr geringen Strömen – typischerweise unter 100 mA. Es wird in der Messtechnik und bei Trockenkreisschaltungen eingesetzt, wo selbst leitfähiges Silberoxid Probleme verursachen kann.

Für Standardanwendungen mit Druckschaltern – SPS-Eingänge, Relaisspulen, Hilfsstromkreise von Schützen – sind versilberte Kontakte die richtige Wahl.

Wo versilberte Kontakte an ihre Grenzen stoßen

Schalten im Trockenschaltkreis bei sehr geringem Strom

In Stromkreisen mit einem Strom von weniger als etwa 100 mA kann selbst Silberoxid einen so hohen Kontaktwiderstand verursachen, dass das Verhalten des Stromkreises beeinträchtigt wird. Der selbstreinigende Lichtbogen, der die Kontakte normalerweise sauber hält, tritt bei diesen Stromstärken nicht auf. Vergoldete Kontakte sind die richtige Wahl für das Schalten im Trockenbetrieb.

Aggressive chemische Umgebungen

Silber läuft schnell an, wenn es Schwefelwasserstoff und Schwefelverbindungen ausgesetzt ist. In Umgebungen der chemischen Verarbeitung oder der Gummiherstellung können Silberkontakte schneller als erwartet verschleißen. Vergoldete Kontakte oder ein gut abgedichtetes Gehäuse sind hier die geeignete Lösung.

Hohe Umgebungsfeuchtigkeit bei seltenem Betrieb

Kontakte, die regelmäßig geschaltet werden, reinigen sich durch die Wischbewegung beim Schließen und Öffnen von selbst. Kontakte, die über längere Zeit in feuchten Umgebungen ungenutzt bleiben, oxidieren schneller. Vergoldete Kontakte oder regelmäßige Testschaltungen beugen diesem Problem vor.

Praktische Hinweise für Planer

Welchen Strom schalten die Kontakte? Für Standard-SPS-Eingänge und Relaisspulen mit 24 V Gleichstrom oder mehr sind versilberte Kontakte geeignet. Für Anwendungen im Signalbereich oder mit potentialfreien Schaltkreisen unter 100 mA sollten vergoldete Kontakte verwendet werden.

Wie hoch ist die Schaltfrequenz? Anwendungen mit hoher Schaltfrequenz stellen höhere Anforderungen an die Kontaktflächen. Überprüfen Sie die elektrische Lebensdauer – nicht nur die mechanische Lebensdauer – bei dem tatsächlichen Laststrom, den Ihre Schaltung führen wird.

Was ist die Umwelt? In normalen Industrieumgebungen reichen versilberte Kontakte völlig aus. In chemisch aggressiven Umgebungen oder Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit und geringer Beanspruchung können vergoldete Kontakte erforderlich sein.

Welche Art von Last schalten die Kontakte? Ohmsche Lasten schonen die Kontakte stärker als induktive Lasten. Überprüfen Sie die Kontaktbelastbarkeit im Hinblick auf Ihre tatsächliche Lastart – in den meisten Datenblättern sind die Nennwerte AC-15 (induktiver Wechselstrom) und DC-13 (induktiver Gleichstrom) separat angegeben.

Bei ACXION, Drucktastenschalter sind mit standardmäßigen versilberten Kontakten und optional mit vergoldeten Kontakten für Trockenschaltanwendungen erhältlich. Teilen Sie uns die Details Ihrer Anwendung mit, und wir empfehlen Ihnen die passende Konfiguration.