**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPRÜCHE
I. Kontaktkörper nach Patentanspruch I des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus einem durch Schall- bzw. Ultraschallschweissung verformten metallenen Pulver besteht.
II. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktkörpers nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Zwischenschicht zwischen das Kontaktstück und den Träger ein metallenes Pulver eingebracht, und dass eine Schallbzw. Ultraschallschweissung unter Druckanwendung durchgeführt wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Kontaktkörper nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Zwischenschicht vor der Schweissung unterhalb von 100 pm liegt.
2. Kontaktkörper nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht wenigstens in ihrem überwiegenden Anteil Aluminiumpulver enthält.
3. Kontaktkörper nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht in ein Bindemittel eingebettet ist.
4. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver in einem vorbereitenden Arbeitsgang mit einem Bindemittel auf den Träger aufgestrichen wird.
Die Erfindung gemäss dem Patentanspruch I des Hauptpatentes betrifft einen Kontaktkörper, bei dem mindestens ein Kontaktstück durch Schall- bzw. Ultraschallschweissung mit einem Träger verbunden ist und bei dem zwischen dem Kontaktstück und dem Träger eine Zwischenschicht aus einem gut kaltschweissbaren, metallenen Werkstoff angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kontaktkörpers, bei welchem eine Schallbzw. Ultraschallschweissung durchgeführt wird.
Im Hauptpatent ist ein Kontaktkörper und ein zu seiner Herstellung dienendes Verfahren angegeben, bei dem zwischen dem Kontaktstück und dem Träger eine Zwischenschicht aus einem gut kaltschweissbaren metallenen Werkstoff angeordnet ist. Weiterführende Versuche haben gezeigt, dass gegebenenfalls besondere Vorteile dann erreicht werden können, wenn die Zwischenschicht aus einem durch Schall- bzw. Ultraschallschweissung verformten metallenen Pulver bzw. einer solchen Pulvermischung besteht. Die Dicke der Pulverschicht kann dabei vor der Schweissung vorteilhaft unterhalb von 100 sm, meist unterhalb von 10 ,um liegen. Beim Schall- bzw.
Ultraschallschweissvorgang tritt eine überraschend feste Verbindung zwischen Kontaktstück und Träger auf.
Ein zweckmässiges Herstellungsverfahren lässt sich in der Weise ausführen. dass das Pulver auf den Träger aufgehäuft, aufgestreut oder in einer Emulsionsbindung, beispielsweise als Anstrich, mit einem teilweise verdunstenden Bindemittel (z. B. Aluminiumbronze) aufgebracht wird, und dass das Kontaktstück mit dem Träger durch die zwischengefügte Pulverschicht durch Schall- bzw. Ultraschallschweissung unter Druckanwendung verbunden wird. In manchen Fällen kann es ausreichend sein, wenn das Pulver nicht in einer homogenen Schicht, sondern so aufgebracht wird, dass eine lückenhafte Schicht entsteht.
Die gemäss der Erfindung hergestellten Kontaktkörper zeigen in vielen Anwendungsfällen vorteilhafte Eigenschaften, sie sind kostengünstig als Massenartikel herstellbar und ermöglichen die Verwendung von hochschweissfesten Kontaktwerkstoffen. Da bei der Schall- bzw. Ultraschallschweissung die zu verbindenden Teile nur unwesentlich erwärmt werden, bleiben die mechanischen Eigenschaften des Trägers und des Kontaktstückes erhalten.
Ausführungsbeispiel I
Ein Kontaktplättchen aus AgCdO, bei dem in ein Silbergrundmaterial nichtmetallische Einschlüsse aus Kadmiumoxid eingebracht waren, wies einen Durchmesser von 4,5 mm und eine Dicke von 1,5 mm auf. Nach Zwischenlage einer Pulver schicht aus Reinaluminium, deren Korngrösse unterhalb von 10 ism lag, wurde dieses Kontaktstück mit einem als Träger dienenden Messingstreifen von 8 mm Breite und 0,7 mm Dicke durch Ultraschallschweissung verbunden.
Die Aufnahmeleistung des Ultraschall-Schwingers betrug 1200 W, die Frequenz 20 kHz. Im Schweissvorgang wurde eine Druckkraft von etwa 736 N ausgeübt. Die Schweisszeit betrug etwa 0,5 sec. Während der Schweissung wurde die überschüssige Pulvermenge seitlich am Rand des Kontaktstükkes ausgepresst.
Ausführungsbeispiel II
Ein Kontaktplättchen aus AgCdO, bei dem in ein Silbergrundmaterial nichtmetallische Einschlüsse aus Kadmiumoxid eingebracht waren, wies einen Durchmesser von 8 mm und eine Dicke von 1,5 mm auf. Nach dem Aufhäufen einer Pulverschicht aus Reinaluminium, bei der die Korngrösse unterhalb 10 ,um lag, wurde dieses Kontaktstück mit einem als Träger dienenden Messingstreifen von 10 mm Breite und 2 mm Dicke durch Schallschweissung verbunden.
Die Aufnahmeleistung des Schallschwingers betrug 4000 W, die Frequenz 10 kHz. Im Schweissvorgang wurde eine Druckkraft von etwa 1000 N ausgeübt. Die Schweisszeit betrug 0,1 sec.
Die Scherfestigkeit der Schweissverbindung betrug etwa 100 N/mm2.
In der Zeichnung ist ein Ultraschall-Schwinger 1 dargestellt, wobei die Pfeilrichtung F die Hauptrichtung der Schwingungsamplitude angibt. Kontaktplättchen 2 werden nacheinanderfolgend unter Zwischenlage einer Pulverschicht 3 aus Aluminium mit einem Trägerstreifen 4 aus Messing verbunden. Der erforderliche Schweissdruck wird über einen Ambossteil 5 ausgeübt. Die einzelnen Kontaktplättchen 2 gelangen aus einem Vorratsbehälter über eine entsprechende, in der Zeichnung nicht dargestellte Zuführungsrutsche auf die Oberfläche der aufgehäuften Pulverschicht 3. Die Vorschubrichtungen des Trägers 4 sind durch einen Doppelpfeil angedeutet.
** WARNING ** Beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.
PATENT CLAIMS
I. Contact body according to claim I of the main patent, characterized in that the intermediate layer consists of a metal powder deformed by sonic or ultrasonic welding.
II. A method for producing a contact body according to claim I, characterized in that a metallic powder is introduced between the contact piece and the carrier to form the intermediate layer, and that a sound or Ultrasonic welding is carried out with the application of pressure.
SUBCLAIMS
1. Contact body according to claim I, characterized in that the thickness of the intermediate layer before welding is below 100 μm.
2. Contact body according to claim I, characterized in that the intermediate layer contains aluminum powder at least in its predominant proportion.
3. Contact body according to claim I, characterized in that the intermediate layer is embedded in a binder.
4. The method according to claim II, characterized in that the powder is brushed onto the carrier in a preparatory operation with a binder.
The invention according to claim 1 of the main patent relates to a contact body in which at least one contact piece is connected to a carrier by sonic or ultrasonic welding and in which an intermediate layer made of a metal material that is easy to cold-weld is arranged between the contact piece and the carrier.
The invention also relates to a method for producing such a contact body, in which a sound or. Ultrasonic welding is carried out.
The main patent specifies a contact body and a method used for its production in which an intermediate layer made of a metal material that is readily cold-weldable is arranged between the contact piece and the carrier. Further tests have shown that, if necessary, particular advantages can be achieved if the intermediate layer consists of a metal powder or such a powder mixture that has been deformed by sonic or ultrasonic welding. The thickness of the powder layer before welding can advantageously be below 100 nm, mostly below 10 μm. When sound or
Ultrasonic welding results in a surprisingly strong connection between the contact piece and the carrier.
A suitable manufacturing process can be carried out in this way. that the powder is piled up, sprinkled on or applied in an emulsion bond, for example as a paint, with a partially evaporating binder (e.g. aluminum bronze), and that the contact piece with the carrier through the interposed powder layer by sonic or ultrasonic welding is connected under pressure. In some cases it can be sufficient if the powder is not applied in a homogeneous layer, but rather in such a way that a gapless layer is created.
The contact bodies produced according to the invention show advantageous properties in many applications, they can be mass-produced inexpensively and enable the use of highly weld-resistant contact materials. Since the parts to be connected are only heated insignificantly during sonic or ultrasonic welding, the mechanical properties of the carrier and the contact piece are retained.
Embodiment I.
A contact plate made of AgCdO, in which non-metallic inclusions made of cadmium oxide were introduced into a silver base material, had a diameter of 4.5 mm and a thickness of 1.5 mm. After interposing a powder layer made of pure aluminum, the grain size of which was below 10 ism, this contact piece was connected by ultrasonic welding to a brass strip 8 mm wide and 0.7 mm thick serving as a carrier.
The power consumption of the ultrasonic oscillator was 1200 W, the frequency 20 kHz. A compressive force of around 736 N was exerted during the welding process. The welding time was about 0.5 seconds. During the welding, the excess amount of powder was pressed out on the side of the edge of the contact piece.
Embodiment II
A contact plate made of AgCdO, in which non-metallic inclusions of cadmium oxide had been introduced into a silver base material, had a diameter of 8 mm and a thickness of 1.5 mm. After a powder layer of pure aluminum had been piled up, the grain size of which was below 10 .mu.m, this contact piece was connected by sonic welding to a brass strip 10 mm wide and 2 mm thick serving as a carrier.
The power consumption of the sound transducer was 4000 W, the frequency 10 kHz. A compressive force of around 1000 N was exerted during the welding process. The welding time was 0.1 sec.
The shear strength of the welded joint was about 100 N / mm2.
The drawing shows an ultrasonic oscillator 1, the direction of the arrow F indicating the main direction of the oscillation amplitude. Contact plates 2 are successively connected to a carrier strip 4 made of brass with the interposition of a powder layer 3 made of aluminum. The required welding pressure is exerted via an anvil part 5. The individual contact plates 2 come from a storage container via a corresponding feed chute (not shown in the drawing) onto the surface of the piled powder layer 3. The directions of advance of the carrier 4 are indicated by a double arrow.