DE1920620A1 - Knopffoermiger zusammengesetzter Kontakt - Google Patents

Description

Patentanwalt

1 Berlin 1Ö, Kateerdamm 28

18ο April 1969 P. 4-990

CHUGAI ELECTRIC INDUSTRIAL CO., LTD. in Tokyo (Japan).

Knopfförmiger zusammengesetzter Kontakt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen knopfförmigen zusammengesetzten Kontakt, insbesondere einen solchen mit einem Edelmetallteil als Kontaktfläche und einem Basismetallteil, auf den der Edelmetallteil aufgedrückt ist.

Ein herkömmlicher derartiger Kontakt wird so hergestellt, daß ein Stück Edelmetall, z.B. Gold, Silber oder eine Gold-Silber-Legierung und ein Stück Basismetall, z.B. Kupfer oder Phosphorbronze, mit gereinigten Flächen aufeinandergelegt und verschweißt und zu einem zusammengesetzten Kontakt gepresst werden, wobei ein Teil des Grundmetalls nach außen hervorsteht. Dann wird dieser Kontakt am hervorstehenden Ende des Grundmetalls mit einem anderen Element punktverschweißt. Ein solches metallisches Grundmaterial ist als Baustoff für einen zusammengesetzten Kontakt deshalb wünschenswert, weil er hervorragend geeignet ist, im Warm- oder Kaltverfahren auf die Edelmetallschicht

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aufgepreßt und punktgeschweißt zu werden. Es bestehen jedoch Schwierigkeiten, ein solches Grundraetall zu finden, das sowohl auf die Edelmetallschicht aufgepresst als auch punktgeschweißt werden kann» Kupfer läßt sich z.B. aufpressen, aber nicht punktschweißen, und Phosphorbronze lässt sich zwar gut punktschweißen, aber schwer aufpressen.

Im Hinblick auf die hier geschilderten Nachteile eines Grundmetalls besteht die Erfindung im wesentlichen darin, einen knopfförmigen zusammengesetzten Kontakt zu schaffen, bestehend aus einem Element für die Kontaktfläche und einem Grundelement, die miteinander starr zu "einem festen Körper durch Druck verbunden sind, wobei das Grundelement einen leicht punkt schweißbar en Teil und eine hervorstehende Endfläche aufweist.

In den beigefügten Zeichnungen sind

Fig. 1 und 2 Schnitte, die je ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktes zeigen,

I"ig. 3 ein Schnitt durch einen in herkömmlicher V/eise zusammengesetzten Kontakt, und

I¹Ig. 4- und 5 Schnitte, die die Anordnung von Grundmetall und Edelmetall vor der Druckverbindung gemäß Fig. 1 und 2 zeigen.

In B¹Ig. 1 bezeichnet 1 einen Edelmetallteil, der aus einem Streifen Gold, Silber oder einer Gold-Silber-Legierung besteht und als Kontaktfläche dient. 2 und 3 bezeichnen Grundmetallteile, die im Kalt- oder Warmverfahren auf den Edelmetallteil 1 aufgepresst sind und als Unterlagematerial dienen. Der zusammengesetzte Kontakt in Fig. 1 wurde durch einen Kopfmacher aus einem Edelmetallstreifen 1 und Grundmetallstäben, bestehend aus einem Metallstreifen 2 mit hervorragender Eignung für Punktschweißen und einem Metallstreifen 3 mit ausgezeichneter Eignung für eine Druckverbindung mit dem Edelmetallstreifen, hergestellt; diese Elemente haben eine ausreichende Länge und sind gemäß Fig. 4- angeordnet.

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Die Grundmetallstäbe sind beispielsweise so angeordnet, daß der Metallstreifen 3 mit besonderer Eignung zur Druckverbindung, wie etwa aus Kupfer, den äußeren Teil einnimmt, und der Metallstreifen 2 mit besonderer Eignung zum Punktschweißen, wie etwa aus Phosphorbronze, den inneren oder Kern-Teil bildet. Die so angeordneten Metallstäbe werden derart gepreßt, daß sich am unteren Ende des Innen- oder Kernteils, welcher aus dem zum Punktschweißen geeigneten Grundmetallstreifen 2 besteht, ein über- bzw. hervorstehendes Ende zum Anschweißen bildet, wie es in Fig. 1 mit 4 angezeigt ist. Die Grundmetallstreifen 2 und 3 sind mit dem Edelmetallteil 1 an den entsprechenden Flächen 5 bzw. 6 druckverbunden. Es ist zu beachten, daß eine verhältnismäßig schwache Bindung zwischen der Oberfläche des Grundmetallteils 2, welcher für Druckverbindung weniger gut geeignet ist, und dem Edelmetallteil 1, der als Kontaktfläche dient, durch einen inneren, formschlüssigen Zusammenhang zwischen den aufexnanderlxegenden Flächen von 2 und 3» die starr mit dem Kontaktteil 1 durch Druck verbunden sind, verstärkt oder unterstützt wird. Ein Versuch zeigt, daß zur Erzielung eines solchen inneren Zusammenhangs zwischen den aufexnanderlxegenden Flächen beider Grundmetallteile eine Verringerung des Materials in Längsrichtung um mehr als 20 % erreicht vrlr-l

Im Beispiel der Fig. 2 ist die Anordnung der Grunc metallstäbe umgekehrt wie in Fig. 1. Das heißt, ein G* metallstab mit Eignung zum Punktschweißen ist außen angeordnet, während der für Druckbindung geeignete Grundmetallstreifen innen oder zentral ließt (Fig. 5)· Die Bezugsziffern in Fig. 2 und 5, die aenen in Fig. Λ und 4 entsprechen, sind strichmarkiert. Im Beispiel der Fig. 2 oder 5 umgibt ein Grundmetallstück 2·, das aus einem zum Punktschweißen geeigneten Metall besteht, den inneren oder zentralen Grundmetallteil 3^f und bildet eine ringförmige Endfläche 4-' zum Anschweißen am unteren Ende.

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Beispiel I .

Ein Kontaktflächenelement, bestehend aus einem kurzen Goldstreifen von 1,5 mm Dicke und 3,2 mm Lange, und ein zusammengesetztes Grundelement, bestehend aus einem kurzen Kupferstab von 0,5 mm Dicke, in den ein kurzer Phosphorbronzestreifen von 3 mm Durchmesser und 3»6 mm Länge eingepasst ist, werden mit ihren Oberflächen in Längsrichtung aufeinandergelegt und im Kaltverfahren durch einen Kopfmacher bei einem Druck von 1000 kg zu einem knopfförmigen zusammengesetzten Kontakt gepresst, der dann etwa, wie in Pig. 1 gezeigt, aussieht. Das Kontaktflächenelement des so erhaltenen Kontaktes hat eine obere Kontaktfläche von 2,8 mm Durchmesser und eine untere Fläche von 2,9 mm Durchmesser, welche auf das Grundelement aufgepresst ist. Die untere, aufgepresste Fläche der Goldschicht ist im Verhältnis 1:8 einmal mit der Fläche 5 (Fig. 1) des Phosphorbronzeteils mit verhältnismäßig schwacher Bindungseignung und andererseits mit der Fläche 6 des Kupferteils mit ausgezeichneter Bindungseignung verbunden. Der Grundteil des zusammengesetzten Kontaks besitzt ein unteres Ende von 3 ^mra Durchmesser einschließlich einer nach unten herausrägenden oder ausgewölbten kreisförmigen Endfläche von 0,8 mm Durchmesser, die hervorragend zum Anschweißen geeignet ist. Ein Trennversuch an den zusammengepressten Flächen der Kontaktschicht und des Grundelements ergab, daß sie mehr als 50 kg widersteht. Der dann unternommene Abblätterungsversucli am punktgeschweißten Teil dieses Kontaktes, der am unten herausragenden kreisförmigen Ende an Messing angeschweißt war, hielt mehr als 30 kg aus.

Bei einem anderen Beispiel eines knopfartigen Kontaktes, der aus einem Kontaktelement mit Goldoberfläche und einem einzelnen Basiselement aus Phosphorbronse besteht und ähnlich wie im obigen Beispiel aufgebaut ist, ergab der Abblätterungs-

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versuch, der an der Stoßstelle beider Elemente angesetzt wurde, daß er kaum 3 kg widersteht, während der Abblätterungsversuch am punktgeschweißten Teil zeigte, daß,er mehr als 30 kg aushält.

Bei. einem weiteren Beispiel eines knopfförmigen Kontaktes, der aus einem goldenen Kontaktflächenelement und einem einzigen kupfernen Grundelement bestand und ähnlich wie im vorigen Beispiel aufgebaut war, ergab der Abblätterungsversuch an der Stoßstelle· beider Elemente, daß sie mehr als 50 kg aushält, während dieser Versuch an der punktgeschweißten Stelle kaum 5 kg widerstand.

Beispiel II

Ein Kontaktoberflächenelement aus einem kurzen Silberstreifen von 3 mm Durchmesser und ein zusammengesetztes Basiselement aus einem kurzen Nickelstab von 0,2 mm Dicke, in den ein kurzer Kupferstreifen von 3 mm Durchmesser eingelagert ist, werden so aufeinandergelegt^ daß ihre Oberflächen in Längsrichtung aufgereiht sind, und werden durch einen Kopfmacher bei 3000 kg Druck zu einem knopfförmigen zusammengesetzten Kontakt gepresst, wie er etwa in !Fig. 2 gezeigt ist. Die KpntaktOberfläche des so erhaltenen Kontaktes hat eine obere Fläche von 5j8 mm Durchmesser, während die Verbindungsfläche 5j9 mm Durchmesser aufweist, mit der sie an das Basiselement gebunden wird. Die untere, verbundene Fläche der Silberschicht hat das Flächenverhältnis 1:8 zwischen der Fläche 5' in Fig. 2, die mit Nickel mit verhältnismäßig schwacher Eignung für Druckverbindung versehen ist, und der Fläche 6¹, die mit Kupfer mit ausgezeichneter Eignung für Druckverbindung verbunden ist. Das zusammengesetzte Basiselement des Kontaktes hat eine um 6 mm im Durch-

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messer kleinere Endfläche, einschließlich einer 2,5 mm weiten ringförmigen Fläche des punktschweißbaren Wickels, welche aus dem unteren Ende des Basiselements hervorragt. Der Versuch der Trennung von Kontaktflächenelement und Basiselement zeigt, daß die Verbindung mehr als 90 kg aushält. Der Versuch der Trennung am puoktgeschweißten Teil dieses zusammengesetzten Kontaktes, der mit Nickel-Silber verschweißt ist, ergibt, daß er mehr als 60 kg aushält. Andererseits ergab ein Trennversuch an einem anderen Beispiel eines knopfförmigen Kontaktes, der aus einer Silberkontaktfläche und einem einzigen Basismetallelement aus Nickel bestand und der ähnlich wie im vorigen Beispiel aufgebaut war, an der Stoßstelle beider Elemente, daß er kaum 5 kg aushält, und der gleiche Versuch am punktgeschweißten Teil ergab, daß er mehr als 60 kg aushält. Bei einem weiteren Beispiel eines knopfförmigen zusammengesetzten Kontaktes, der aus einem Silberkontaktflächenelement und einem einzigen Basismetallelement aus Kupfer bestand und ebenso wie im obigen Beispiel aufgebaut war, ergab ein Trennversuch an der Bindungsstelle beider Elemente und dem punktgeschweißten Teil mehr als 90 kg bzw. weniger als 5 kg·

Patentansprüche:

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Claims (2)

1. Patentansprüche :

   MJ Ein knopfförmiger zusammengesetzter Kontakt mit einer Kontaktfläche aus Edelmetall, wie Gold, Silber, Platin oder einer Legierung daraus, und einem metallischen Basis- oder Unterlageelement, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Metall sich ausgezeichnet zur Druckverbindung nach einem Kalt- oder V/armverfahren mit einem Metall eignet, welches das Kontaktflächenelement bildet, wobei ein Ende starr mit einem Teil der inneren Fläche gegenüber dem freien Ende des Kontaktflächenelements verbunden ist, daß ferner ein weiteres Metallteil vorgesehen ist, welches leicht punktschweißbar, aber verhältnismäßig schwer durch Druck mit dem Kontaktflächenelement und dem anderen Basiselement verbindbar ist, wobei ein Ende seiner Oberfläche durch Druck mit dem anderen Teil der Innenfläche des Kontaktelements verbunden ist, die noch frei war, und wobei das andere Ende auf der der Edelkontaktflache gegenüberliegenden Seite herausragt, und daß die Druckverbindung zwischen dem punktschweißbaren Element und dem Basiselement durcL inneren, formschlüssigen Zusammenhang unterstützt wird, wodurch auch die starre Verbindung zwischen dem Basis element und dem Edelmetallkontakt mit dem punktschweißbaren Element verbessert wird infolge der zwischen diesen Elementen durch den Druck bewirkten Verformung.
2. 2. Knopfförmiger zusammengesetzter Kontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metall, welches als Grundelement dient und sich ausgezeichnet zur Druckverbindung mit dem Kontaktmaterial eignet, aus einem Metall gewählt wird, wie z.B. Silber, Kupfer, Aluminium, während ein weiteres Metall, das sich hervorragend zum Punkt-

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   schweißen eignet $ aus einem Metall gewählt wirdj wie z.B* Nickel, Nickel-Kupfei⁴, Monel-Metall, Phösphörbrönze* Nickel-Silber, Berylliüm-KUjpf einlegierung und rostfreiem Stahl»

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