CN1008141B - 电触点及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一个用于开关，继电器，调压器及类似装置上的电触点及其制造该触点的方法。该触点包括一个由触点材料(如银，钯或其合金)制成的接触片和一个由铜或其合金制成的基体，作为接触片的载体。触点有一个中心孔，贯通接触片和基体，接触片的厚度在通孔的圆周面上较大。

Description

本发明是关于一种用于开关，继电器、调压器及类似装置上使用的电触点，更具体些是关于一种所谓复合触点，包括一个由良好的触点材料构成的接触片，如银、钯或类似的贵金属或其合金，一个由铜或铜合金制成的基体，作为接触片的载体，以及它的制造方法。在触点上有一个开孔。电触点的形状可以是铆钉状，也可以是钮扣状。

带有开孔的电触点业已提出，如美国专利第2949520和3953698号所公开的电触点。前者，开孔是在从触点的中部向边缘延伸的螺旋形槽上形成;后者，开孔是在弧形槽上形成;当接触片彼此分开时，为保持触点表面清洁，该孔用来把电弧引出。然而，这些电触点的缺点在于这些螺旋形槽和多个弧形槽降低了电触点本身的机械强度，由于螺旋形槽和弧形槽的形成，其成本也因此较高。

另外一种电触点已经公开在美国专利第3156791号中，其中横断面为弧形的槽形成在触点的接触表面上，用来促进空气的循环以防止触点过热及氧化。这种触点也有缺点，当现代小型和精密装置上必须使用较小的触点时，加工出这种槽就比较困难了。

业已发现，通过在触点上加工出一个孔即可获得所述美国专利第3156791号上所公开的触点的良好性能。所以，先生产出一块复合板，这块复合板由一块触点材料（如银）和另一块基体材料（如铜）组成，从这块复合板上冲出多个圆板，然后在每个圆板上冲出一个中心孔，即可得到一个传统钮扣型复合触点。然而，因为这种圆板成形方法会大量产生出边角料从而把产品的产量降低了约30%， 而且从边角料中回收触点材料需要许多时间和劳力从而增加了成品的成本。就传统铆钉型复合触点而言，象钮扣型复合触点一样，先生产出一根由触点材料和基体材料构成的复合棒，使用锻造机将这根复合棒加工成铆钉的形式，然后在这个已成型的触点上冲出一个中心孔。在这两种传统复合触点中，请注意触点材料的硬度和基体材料的硬度没有很大不同，并且鉴于一般技术观点，为获得加工精度，冲出中心孔这一操作是沿从基体材料一侧到触点材料一侧的方向进行的，但是，这就使得基体材料上升到由触点材料构成的接触片的上表面并在中心孔的圆周面上，从而在使用中暴露出了一个缺点，在工作过程中，另外一个触点会与这个触点的上升了的基体部分接触从而在它们之间早期引起熔接。

本发明的主要目的是提供一种用于开关，继电器，调压器及类似装置上的复合型电触点，其上有一中心孔，但长期使用不会产生熔接。

本发明的具体目的是提供一种钮扣型复合触点，它可以可靠的强度焊接在接触臂上。

本发明的另一个具体目的是提供一种使用寿命长的铆钉型复合触点。

本发明进一步的目的是提供一种成本合理，操作简单的制造这种复合触点的方法。

根据发明的方面之一，一个由触点材料和基体材料的复合体构成的电触点即可达到上述目的，所述的复合体有一个中心孔，触点材料的厚度在这个孔的圆周面上较大。对于双层铆钉型复合触点，触点的触点头上部的触点材料的表面在直径上比形成触点头下部的基体材料 的表面小。对于三层铆钉型复合触点，在触点的触点头部分第一层触点材料的表面在直径上比第二层基体材料的表面小。

对于双层钮扣型复合触点，最好在底部或它的基体一侧有多个按圆形排布的小凸起，以便触点可焊在承载件或具有很高连结强度的弹性金属条上，当过载电流通过触点时，以避免触点可能从承载件上掉下。凸起部分也可以是一个环形凸起。基体的直径最好比接触片的直径大以获得较大的热容量及放热面积，这样可允许较大的开关电流，因此就可使触点更小，并可节省作为触点材料的昂贵的贵金属及其合金。

根据发明的另一方面，一种电触点的制造方法可达到上述目的，该方法包括的步骤为：把由触点材料和基体材料构成的原料输送到一个组合模的内模的凹模顶杆的前端位置;第一凸模伸出把原料插进组合模的一个模孔并挤压该原料从而在触点材料的一侧形成一个中心盲孔，同时内模退回从而在基体材料的一侧形成另一个中心盲孔;由第二凸模挤压所得到的原料块并使其变形从而将其一侧压平，凹模顶杆伸进盲孔最终形成一通孔。原料可以是由彼此分开的触点材料块和基体材料块组成，也可以是所谓的复合材料。这一点是很重要的，即先在复合材料的触点材料一端形成盲孔以获得所希望的触点，换句话说，可以在两端均带有盲孔的复合材料块的任一端完成通孔的最后加工。选择每个模的构造即可加工出铆钉型或钮扣型的复合触点，同理钮扣型复合触点在其底侧可加工出多个小凸起或圆环型凸起以保证可靠地焊接在作为承载件或接触臂的弹性金属条上。

图1和图2是采用传统方法加工出的两层和三层复合触点的垂直断面图。

图3说明了完成根据本发明的制造方法的装置，其中主要零件由 断面图表示。

图4a-图4f说明了图3所示装置的操作步骤。

图5是用类似于图4a-图4f所示制造方法加工出的双层铆钉型复合触点的垂直断面图。

图6和图7是用类似于图4a-图4f所示制造方法加工出的三层铆钉型复合触点的垂直断面图。

图8说明了类似于图3所示装置的另一种装置。

图9是用图8所示装置加工出的双层钮扣型复合触点的垂直断面图。

图10是类似于图9所示触点的双层钮扣型复合触点的垂直断面图。

图11示出了一个与图8所示凸模配合的凹模，可以加工出图10所示的触点。

图1示出了通过采用冲模系统的传统方法加工而成的两层铆钉型复合触点10′。这个复合触点包括由触点材料（如银）制成的接触片101′和由基体材料（如铜）制成的基体103′并有一个中心通孔105′。根据传统方法，用锻造机将一根复合棒加工成触点并呈铆钉状，然后再冲出中心孔。在这种情况下，由于触点材料和基体材料的硬度差不多相同，为保证加工精度，冲出中心孔这一操作是沿从底部到头部的方向进行的，所以基体103′的顶部上升到中心孔上侧的圆周上，如图1所示。图2所示的传统三层铆钉型复合触点10″也会出现这种情况，触点10″包括一个由触点材料制成的第一层接触片101″，由基体材料制成的第二层基体103″和由触点材料制成的第三层接触片107″，并有一个中心孔通105″。这 两种传统触点在使用中都暴露出一个缺点，另外一个触点会与所述触点的上升的基体材料部分接触从而在开关动作过程中在它们之间早期引起熔接。

图3示意性地说明了完成根据本发明的制造方法的装置20。装置20包括一个组合模30，一个第一凸模40和一个第二凸模50，其中后两者是由凸模固定板60支承，凸模固定板60可以在垂直方向上运动，因而凸模中的一个可与组合模30配合。组合模30有一个外模32，内模34安装于外模孔321中，凹模顶杆36安装于内模孔341中并可往复运动，内模孔341里有一段直径较大以容纳一个由弹性材料（如聚氨脂橡胶）制成的空心套筒38。在一般情况下，内模34的自由端表面从外模32的自由端表面伸出，凹模顶杆36在内模孔341中处于缩回的位置，如图所示。第一凸模40有一个凸模顶杆42可在顶杆孔421内运动，在凸模的自由端表面有一个型腔44与顶杆孔421连通。在一般状态下，凸模顶杆42的自由端处于从凸模40的自由端表面伸出的位置，如图所示。第二凸模50有一个型腔52用来成型触点的头部，与型腔52连通的孔54允许组合模30的凹模顶杆36进入该孔，一个斜通道56与孔54连通。

参照图4a-图4f，对使用具有上述结构的装置20生产铆钉型复合触点的根据本发明的方法解释如下。第一步，一个圆柱状的复合材料10被放置于组合模30和第一凸模40之间，第一凸模40与组合模30相对而置，如图4a所示。把直径2.5mm，厚度1.2mm的由银和氧化镉（12%）制成的触点材料101钎焊在直径2.5mm，长度4mm的由铜制成的基体材料103上，从而 得到复合材料10。然后，第一凸模40向前移动并由凸模顶杆42把复合材料10推进外模孔321中，外模孔321的内部直径为3.3mm，如图4b所示。如图4c所示，第一凸模40进一步向前移动，从而使得圆柱状的复合材料10变形，因此在触点材料部分101形成一盲孔12，与此同时在基体材料部分103形成另一个盲孔14。当第一凸模40退回到如图4a所示的初始位置后，凸模固定板60上升使第二凸模50与组合模30的中心对正，如图4d所示。然后，第二凸模50向前移动使复合材料变形，使其外形呈铆钉状，如图4e所示。然后组合模30的凹模顶杆36向前移动，冲掉盲孔12和盲孔14之间的中部剩余部分，从而形成一个通孔105，如图4f所示。冲孔工序中产生的一个剩料16通过孔54进入斜通道56准备将其回收。当第二凸模50退回到初始位置时，带中心通孔的铆钉型复合触点的成品从组合模30上掉下并被回收，凸模固定板60下降，从而使第一凸模40与组合模30的中心对正，内模34也回到它的初始位置（见图4a）。

在上述过程中，使用了把触点材料钎焊在基体材料上形成的复合材料，但因为开始的挤压动作会使这两种材料结合成为复合材料，所以也可以使用各自分开的触点材料和基体材料。

通过改变第二凸模50的型腔的结构，或改变原始复合材料10，用类似于以上所述的方法可以生产出各类铆钉型复合触点10A，10B，10C，如图5到图7所示。其中101A、101B、107B、101C和107C是触点材料，103A、103B、103C是基体材料，105A、105B和105C是各自的通孔。

图8说明了具有与图3所示装置类似结构的另一种装置200，利用在图3中的参考标号加“0”来标明该装置的同种零件。该装置所使用的材料100是由彼此分开的触点材料1010和基体材料1030组成，材料100靠触点材料的一侧被压进内模孔3410内，并在第二凸模500上按圆形分布着多个小型腔520。

如果装置200按类似于图4a到图4f所给出的程序工作，并且使用如由一个直径1.8mm厚度1.9mm的触点材料〔银-氧化镉（12%）〕和一个基体材料〔铜-镍（4.5%）〕组成的原料（内模孔3410的直径为1.8mm），即可生产出图9所示的钮扣型复合触点10D，其中101D标明了触点材料，103D标明了基体材料，105D标明了通孔，109D标明了凸起。当触点被焊接在一个承载件如弹性金属板上时，凸起起到使焊接可靠的作用。图10所示的另一种钮扣型复合触点10E可以增加焊接能力，用图11所示的另一种组合模300′可生产出这种钮扣型复合触点，该组合模300′具有与图8所示装置类似的结构，但与后者的区别仅在于内模340′的自由端表面有一个型腔343′

现在参照一个对比试验例将发明进一步解释如下。

样品

试验样品1：

一般结构：

如图5所示的一个双层铆钉型复合触点

头部直径：4.0mm

头部厚度：0.8mm

头部倒圆角：10R

底部直径：3.0mm

底部长度：1.2mm

头部触点材料：银

其余部分的基体材料：铜

中心通孔内部直径：1.5mm

触点材料在中心通孔圆周上的厚度：0.7mm

这个触点样品安装在La型继电器上作为一个活动触点，作为固定触点的是一个无中心孔的双层铆钉型复合触点，该固定触点的详细数据如下：

头部直径：4.0mm

头部厚度：0.8mm

底部直径：3.0mm

底部长度：1.2mm

试验样品2：

一般结构：

如图6所示的一个三层铆钉型复合触点。

头部直径：3.8mm

头部厚度：0.7mm

头部倒圆角：10R

底部直径：3.0mm

底部长度：1.3mm

头部触点材料：银

中段基体材料：铜

底部触点材料：银

中心通孔的内部直径：1.2mm

触点材料在中心通孔圆周上的厚度：0.4mm（头部）和

0.7mm（底部）。

这个触点样品是安装在Lc型（转流型）继电器上作为一个活动触点，而所使用的固定触点的详细数据与上述用于La型继电器的固定触点一样。活动触点被连结在常开端，试验仅在常开触点端进行。

试验样品3：

一般结构：

如图7所示的一个三层铆钉型复合触点。

详细数据：与试验样品2一样。

这个触点样品是安装在Lc型继电器上作为一个活动触点，其它因素与试验样品2一样。试验在试验样品2的条件下进行。

对照样品1：

一般结构：

如图1所示的双层铆钉型复合触点。

详细数据：与试验样品1一样。

该触点样品是安装在La型继电器上作为一个活动触点，进行试验的其它因素与试验样品1中的相同。

对照样品2：

一般结构：如图2所示的三层铆钉型复合触点。

详细数据：与试验样品2一样。

该触点样品是安装在Lc型继电器上作为一个活动触点，进行试验的其它因素与试验样品2相同。

试验条件

电压：交流100伏。50赫。

电流：40安（冲击电流），101安（正常电流）

负载：电阻性负载（2档开关）

开关次数：直到产生熔接

接触力：40g

断开力：45g

结果

下表中列出了试验结果：

表1（在La型继电器上试验）

样品    熔接发生前的开关次数

试验样品1    105，000

对照样品1    41，200

表2（在Lc型继电器上试验）

样品    熔接发生前的开关次数

试验样品2    94，300

试验样品3    96，600

对照样品2    38，500

Claims (3)

1、一种制造复合电触点的方法，包括下列步骤：把由触点材料和基体材料构成的原料输送到一个组合模的具有凹模顶杆的内模的前端位置；第一凸模冲头伸出把原料插进组合模的一个模孔并挤压该原料从而在触点材料一侧形成一中心盲孔，同时内模退回从而在基体材料一侧也形成另一个同轴的中心盲孔；由第二凸模冲头挤压所得到的原料块并使其变形从而将其触点材料侧压平；凹模顶杆伸进盲孔最终形成一通孔。

2、如权利要求1所述的方法，其特征为所述原料是由彼此分开的触点材料块和基体材料块组成。

3、如权利要求1所述的方法，其特征为所述原料是复合材料的形式。

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