DE1464548A1

DE1464548A1 - Electrical bimetal contacts

Info

Publication number: DE1464548A1
Application number: DE19621464548
Authority: DE
Inventors: Talbot Ralph Ernest Claude; Gray Robert Hastings
Original assignee: Engelhard Industries Ltd
Current assignee: BASF Catalysts UK Holdings Ltd
Priority date: 1962-04-05
Filing date: 1962-04-05
Publication date: 1969-03-13

Description

Elektrische Bimetallkontakte Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines elektrischen Kontaktes, bei dem eine Fläche aus einem Kontaktmetall besteht, welches wegen seiner elektrischen Leistungsfähigkeit gewählt worden ist, und bei dem diese Kontaktfläche auf ihrer Rückseite mit einem Mietall von anderer Zusammensetzung bedeckt ist. Ein derartiger Bimetallkontakt erweist sich in vielen 2ällen als zweckmäßig, wenn es darauf ankommt, Einsparungen bezüglich eines kostspieligen Kontaktmetalls zu erzielen, indem man eine Unterlage aus einem billigeren Metall verwendet. In anderen Fällen ist es erwünscht, für die Unterlage ein Metall auszuwählen, das sich leichter mit einer Unterstützung verlöten oder verschweißen läßt als das eigentliche Kontaktmetall. Bei dem Kontaktmetall handelt es sich gewöhnlich um ein Edelmetall oder eine Edelmetallegierung, denn diese Metalle halten den auftretenden Beanspruchungen besser stand, d.h. sie besitzen z.B. eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion oder elektrische Erosion als die meisten unedlen Metalle und deren Legierungen. Bimetallkontakte können in den verschiedensten Formen hergestellt werden und sie lassen@sich mit Hilfe der verschiedensten Verfahren an einer geeigneten Unterstützung befestigen; bei einer gebräuchlichen Anordnung besitzt der Kontakt die Form einer Niete, die an der Unterstützung mit Hilfe eines Verfahrens befestigt wird, bei dem eine mechanische Verformung eines Teils des eigentlichen Kontaktes erfolgt.Bimetal Electrical Contacts The invention relates to manufacturing an electrical contact in which one surface consists of a contact metal, which has been chosen for its electrical performance, and at which this contact surface on its back with a rental room of a different composition is covered. Such a bimetal contact proves to be useful in many cases, when it comes down to it, savings on an expensive contact metal to be achieved by using a pad made of a cheaper metal. In in other cases it is desirable to select a metal for the base that is easier to solder or weld to a support than the actual Contact metal. The contact metal is usually a noble metal or a precious metal alloy, because these metals withstand the stresses that occur stood better, i.e. they have, for example, a higher resistance to corrosion or electrical erosion than most base metals and their alloys. Bimetal contacts can be produced in a wide variety of shapes and they can be @ Attach the help of the most varied of procedures to a suitable support; in a common arrangement, the contact is in the form of a rivet which is attached to the support using a method in which a mechanical Deformation of part of the actual contact takes place.

Es werden bereits Dimetallkontaktnieten mit Hilfe eines Verfahrens hergestellt, bei dem man zuerst eine Niete aus einem unedlen Metall erzeugt, woraufhin eine Kontaktfläche aus einem Edelmetall in der Weise hergestellt wird, daß man ein Bauteil aus Edelmetall von geeigneter Form mit der Niete z.B. durch Hart- oder Weichlöten oder Schweißen verbindet. Diese Verfahren sind jedoch kostspielig,und außerdem bewirkt der Arbeitsgang zum Verbinden der Teile gewöhnlich eine Erweichung der Kontaktfläche, was in zahlreichen Anwendungsfällen unerwünscht ist.Dimetal contact rivets are already being made with the help of a process made by first producing a rivet from a base metal, whereupon a contact surface is made of a noble metal in such a way that one Precious metal component of a suitable shape with the rivet, e.g. by hard or soft soldering or welding connects. However, these processes are costly and also effective the operation of joining the parts usually involves softening the contact surface, which is undesirable in numerous applications.

Es wurde bereits vorgeschlagen, derartige Kontakte in der Weise herzustellen, daß man zuerst eine Platte oder Tafel aus Kupfer oder einem anderen unedlen Metall herstellt, die mit einer damit innig verbundenen Oberflächenschicht aus Silber oder einem anderen Edelmetall versehen ist. Dann stanzt man kreisrunde Scheiben aus dieser doppelten Metalltafel aus und verformt sie mittels einer Presse derart, daß die gewünschte nietenähnliclie Form entsteht. Bei diesem Verfahren werden einige der bei anderen Verfahren auftretenden Schwierigkeiten ausgeschaltet. Man kann jedoch allgemein feststellen, daß sich bei Verfahren, bei deiion die Teile aus einem Flachmaterial ausgestanzt werden, große Mengen an Abfallmaterial ergeben, da sich nicht die ganze flachmaterialtafel verwenden läßt. , In dem britischen Patent 815 136 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Draht von rechteckigem Querschnitt in kurze Stücke zerschnitten wird,' die dann an eine Maschine zum Formen von Kontakten abgegeben und so verformt werden, daß sie eine nietenähnliehe form erhalten. Dieser Draht umfallt eine Edelmetall-, schickt, die innig mit einer Unterlage aus einem unedlen Metall verbunden ist, wobei sich diese beiden Teile des Materials entlang der Längsachse des Drahtes erstrecken. während des Verformungsvorgangs, bei dem das Material mit dem ursprünglich rechteckigen Querschnitt so verformt wird, daß das fertige Erzeugnis eine im wesentlichen kreisrunde Querschnitteform besitzt, ist es schwie-rig, zu gewährleisten, ds.ß eine gleichmäßige und genau bestimmte Edelmetallschicht auf der Unterlage aus unedlem Metall erhalten bleibt.It has already been proposed to make such contacts by first making a plate or sheet of copper or other base metal which is provided with an intimately bonded surface layer of silver or other noble metal. Circular disks are then punched out of this double metal sheet and shaped using a press in such a way that the desired rivet-like shape is created. This method eliminates some of the difficulties encountered with other methods. In general, however, it can be seen that processes in which the parts are punched out of a sheet material result in large amounts of waste material because the entire sheet of sheet material cannot be used. British Patent 815 136 describes a process in which a wire of rectangular cross-section is cut into short pieces which are then sent to a machine for forming contacts and deformed to give them a rivet-like shape. This wire falls over a noble metal, which is intimately connected to a base made of a base metal, these two parts of the material extending along the longitudinal axis of the wire. during the deformation process in which the material is deformed with the originally rectangular cross section so that the finished product has a substantially circular cross-sectional shape, it is dif- rig to ensure ds.ß a uniform and well-defined noble metal layer on the backing of base metal is preserved.

Die Erfindung sieht nunmehr ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Bimetallkontaktes vor, bei dem ein zusammengesetztes Materialstück dadurch vorbereitet wird, daß man einen . Draht aus einem Edelmetall. oder einer Edelmetallegierung und einen Draht aus einem unedlen Metall oder einer Legierung eines solchen an den Stirnflächen miteinander verbindet, woraufhin aus dem Draht ein Stück herausgeschnitten wird, das die stumpfe Stoßstelle enthält; danach wird der so erzeugte zusammengesetzte . Materialkörper verformt, um einen elektrischen Kontakt `zu erzeugen, der eine Kontaktfläche aus einem Edelmetall oder einer Edelmetallegierung besitzt.The invention now provides a method for producing a bimetal electrical contact, in which a composite piece of material is prepared by having a. Wire made from a precious metal. or connects a noble metal alloy and a wire made of a base metal or an alloy of such at the end faces to one another, whereupon a piece is cut out of the wire which contains the butt joint; after that, the compound created in this way becomes. Body of material deformed in order to produce an electrical contact `which has a contact surface made of a noble metal or a noble metal alloy.

. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfigdung ergeben, sigh aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungebeispiele an Hand der-Zeichnungen. Fig. 1 veranschaulicht schematisch das erste Stadium des erfindungsgemäßen Verfahrens.. Further details and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment with reference to the drawings. Fig. 1 schematically illustrates the first stage of the method according to the invention.

Fig. 2 und 3 zeigen schematisch zwei weitere Stadien des Verfahrens nach der Erfindung.FIGS. 2 and 3 schematically show two further stages of the process according to the invention.

Fig. 4 zeigt eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte elektrische Kontaktniete.Fig. 4 shows one produced by the method according to the invention electrical contact rivets.

Gemäß Fig. 1 werden ein Draht 1 aus zminem Kupfer und ein Draht 2 aus reinem Silber, die beide einen kreisrunden Querschnitt haben, wobei ihr Durchmesser etwa 3,8 mm beträgtg mittels bekannter Einrichtungen geradegerichtet. Das eine Ende 1A des Kupferdrahtes 1 und das eine Ende 2A des 'Silberdrahtes 2 werden dadurch vorbereitet, daß man an diesen Enden ebene Flächen erzeugt, die rechtwinklig zur Achse des betreffenden Drahtes verlaufen. Dann werden die Enden 1A und 2A gemäß Fig. 2 bei 3 zur gegenseitigen Anlage gebracht. Hierauf werden die beiden Drahtenden mit Hilfe der elektrischen Widerstandsschweißung bei 3 stumpf miteinander verschweißt,und zwar derart, daß sich an der Schweißstelle keine Stauchung oder Vorwölbung ergibtp Dann wird ein Teil des Drahte s der die Schweißstelle enthält, unter Benutzung bekannter Mittel so zugeschnitten, daß die Gesamtlänge des Rohlings etwa 13,5 mm beträgt, wobei gemäß Fig. 3 ein Abschnitt 1B aus reinem Kupferdraht mit einer Länge von etwa 10 mm vorhanden istg während der verbleibende Teil 2B des Rohteils aus reinem Silberdraht besteht.According to FIG. 1, a wire 1 made of copper and a wire 2 made of pure silver, both of which have a circular cross-section, their diameter being approximately 3.8 mm, are straightened by means of known devices. One end 1A of the copper wire 1 and one end 2A of the silver wire 2 are prepared by producing flat surfaces at these ends which run at right angles to the axis of the wire in question. The ends 1A and 2A are then brought into contact with one another at 3 according to FIG. The two wire ends are then butt welded to one another with the help of electrical resistance welding at 3, in such a way that there is no compression or bulging at the welding point the total length of the blank is approximately 13.5 mm, with a section 1B of pure copper wire having a length of approximately 10 mm being present according to FIG. 3, while the remaining part 2B of the blank is made of pure silver wire.

1 .Dieser zusammengesetzte Metallkörper wird dann in eine mechanische. Presse überführt und unter Benutzung geeigneter Werkzeuge bei. Raumtemperatur so verformt, daß man das in Fig. 4 gezeigte nletenähnliche Kontaktstück erhält. Die auf diese Weise herge. stellte Kontaktniete umfaßt dann einen mit Silber belegten Kopf 1C aus Kupfer, der gemäß Fig. 4 eine Silberschicht 2C trägt, sowie einen Schaft 'tD aus Kupfer. Der Durchmesser des Kopfes beträgt etwa 9,5 mm; der Kopf hat eine Dicke von etwa 1,6 mm; der Durchmesser des Schaftes ist etwa 4 mm, und die hänge des Schaftes beträgt etwa 3,8 mm.1.This composite metal body is then turned into a mechanical. Press transferred and with the use of suitable tools. Deformed room temperature in such a way that the contact piece similar to that shown in FIG. 4 is obtained. Made in this way. The contact rivet provided then comprises a head 1C made of copper, covered with silver and bearing a silver layer 2C according to FIG. 4, as well as a shank 'tD made of copper. The diameter of the head is about 9.5 mm; the head has a thickness of about 1.6 mm; the diameter of the shaft is about 4 mm and the length of the shaft is about 3.8 mm.

Es liegt auf der Hand, daß sich das beschriebene Verfahren nicht auf die Verwendung von reinem Kupfer und reinem Silber beschränkt, und daß man es auch bei anderen unedlen Metallen sowie unter Verwendung anderer Edelmetalle und deren Legierungen anwenden kann, die sich miteinander verbinden und dann verformen lassen. Ferner kann man das Verfahren bei Metallen anwenden, die bei Raumtemperatur nicht leicht verformt werden können, indem man die Verformung bei erhöhten Temperaturen durchführt. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung elektrischer Kontakte anwendbar, die die verschiedensten Abmessungen und Formen besitzen, z.B. auch bei Kontakten mit der Form von Nieten, deren Schäfte hohl sind.It is obvious that the procedure described does not apply the use of pure copper and pure silver is limited, and that one does too in the case of other base metals as well as using other precious metals and their Can use alloys that bond together and then can be deformed. Furthermore, the method can be used with metals that are not at room temperature Can be easily deformed by taking the deformation at elevated temperatures performs. Furthermore, the method according to the invention is electrical in the manufacture Contacts can be used which have a wide variety of dimensions and shapes, e.g. also with contacts in the form of rivets, the shafts of which are hollow.

Ferner kann man den Kopf der Kontaktniete in der Weise herstellen, daß man einen Aletallkörper, dessen Querschnitt kleiner ist als der gewünschte Querschnitt des Kopfes, in geeigneter Weise staucht, oder man kann die Kontaktniete erzeugen, indem man den Schaft im Wege des Strangpressene unter Benutzung bekannter bllttel aus 'einem Metallkörper formt, dessen Querschnitt größer ist als der gewünschte Schaftquerschnitt.Furthermore, the head of the contact rivet can be produced in such a way that an aluminum body, the cross section of which is smaller than the desired cross section of the head, is suitably upset, or the contact rivets can be produced by using the shank by means of extrusion known bllttel from 'a metal body whose cross-section is larger than the desired shaft cross-section.

Claims

P A T E N T A N PROVERBS 1. Method of making an electrical Bimetallic contact, characterized in that a composite metal body is made by making a wire made from a precious metal or a precious metal alloy End to end with a wire made from a base metal or alloy base metal connects that a piece containing the butt joint of the wire is cut, and that the composite metal body thus produced thereafter-is deformed in order to produce an electrical contact in which a contact surface consists of the precious metal or the precious metal alloy.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cross-section of the wires is essentially circular and that the composite metal body is so deformed that it becomes electrical Contact rivet is produced which comprises a head and a shaft, the head being a Has contact surface made of a noble metal or a noble metal alloy, while the remaining part of the head and the shaft made of a base metal or a Alloy of a base metal.

3. Electrical bimetal contact, characterized by its production according to a method according to claim 1 or 2.

4. Contact according to claim 3, characterized in that the contact is in the form of a rivet with a head and a solid shaft. .

5. Contact according to claim 3, characterized in that the contact is in the form of a rivet with a head and a hollow shaft . 60 * Contact according to claims 3 to 5, characterized in that the contact surface consists of silver or a silver alloy and the remaining parts of the contact consist of copper or a copper alloy.