DE19632573A1 - Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung für eine Vakuumkammer und Kontaktanordnung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung für eine Vakuumkammer und KontaktanordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung für eine
Vakuumkammer, mit einem Kontaktträger und mit einem damit verbundenen Kontakt
stück gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Kontaktanordnung, die
nach dem Verfahren hergestellt ist.
Eine Kontaktanordnung für eine Vakuumkammer, die an sich bekannt ist, ist in der Fig.
1 dargestellt. Sie besitzt einen Kontaktträger 10, an dessen einem Ende ein Gewinde
11 angeformt ist, mit dem der Kontaktträger 10 mit weiteren Anschlußelementen des
Vakuumschalters (Antrieb) verbunden wird, und ein am anderen Stirnende befestigtes
Kontaktstück 12. Zur Verbindung von Kontaktstück 12 mit dem Kontaktträger 10 ist am
Kontaktträger 10 ein axial vorspringender Aufsatz 13 angeformt, der eine Stufung 14
zur Bildung der Auflage 15 für das Kontaktstück 12 und einen Abschnitt 16 aufweist,
der eine axiale Rändelung besitzt. Mit dieser axialen Rändelung wird der Fortsatz bzw.
der Aufsatz 13 in eine Vertiefung 17 am Kontaktstück 12 eingebracht, wodurch das
Kontaktstück 12 fest mit dem Kontaktträger 10 verbunden ist. Eine andere Ausfüh
rungsvariante ist in Fig. 9 dargestellt. Hier wird das Kontaktstück 12 lose auf einen
axial vorspringenden Aufsatz 13a, der eine Stufung 14 zur Bildung einer Auflage 15 für
das Kontaktstück 12 und einen Abschnitt 18 aufweist, der keine radiale Rändelung
besitzt, aufgesetzt. Die Kontaktträger können als Kontaktträgerrohlinge mittels
Schmiede- oder Preßverfahren hergestellt oder auch gegossen sein.
Die Verlötung von Kontaktträger mit Kontaktstück muß in beiden Ausführungsformen
mittels Lotscheiben oder geeigneten Lotmaterialien im Vakuum erfolgen. Bei der Aus
gestaltung gemäß Fig. 1 muß eine Rändelung vorgesehen sein, damit eine Verpres
sung möglich ist, damit bei nach unten gerichteten Kontaktstück dieses beim Löten
nicht herabfällt. Wird die Vakuumkammer mit einer Kontaktanordnung nach Fig. 1 und
Fig. 9 in einem Arbeitsgang gelötet, besteht die Gefahr, daß beim Einbringen der Va
kuumkammer in den Vakuumofen das lose aufgelegte Kontaktstück kippen und sich
verkanten kann, was eine Schiefstellung des Kontaktstückes zur Folge hat.
In jedem Fall sind enge Passungen zwischen dem Absatz 13 bzw. 13a und der Vertie
fung 17 vorzusehen, was aufwendig ist.
Unter Umständen besteht die Möglichkeit, daß dann, wenn der Kontaktträger in das
Kontaktstück eingepreßt wird, der Kontaktträger schief mit dem Kontaktstück verbun
den wird. Es besteht auch die Möglichkeit, daß das Kontaktstück nur ungenügend auf
den Kontaktträger aufgepreßt ist; dies hat zur Folge, daß das Kontaktstück während
des Lötverfahrens bzw. Lötprozesses herabfallen kann. Bei ungenügender Lötung zwi
schen dem Kontaktstück und dem Kontaktträger entsteht ein erhöhter Spannungsfall
infolge eines erhöhten Übergangswiderstandes.
Wenn das Kontaktstück mit dem Kontaktträger entsprechend Fig. 9 vorher in einem
eigenen Arbeitsgang verlötet ist, dann besteht die Gefahr, daß sich bei Überschreiten
der Löttemperatur bei der Fertigung der gesamten Kammer das Kontaktstück 12 entlö
tet und vom Kontaktträger herabfällt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Kontaktanord
nung einfacher hergestellt werden kann und bei dem die angegebenen Fehlermöglich
keiten ausgeschlossen sind. Weiterhin besteht die Aufgabe, eine Kontaktanordnung
mit dem Verfahren zu schaffen, die gegenüber den bekannten Kontaktanordnungen
vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Stirnende des Kontakt
trägers, der aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. aus Kupfer besteht, aufge
schmolzen und in die Schmelze Pulver aus elektrisch weniger gut leitendem Material,
z. B. aus Chrom, eingegeben wird, und daß danach der Kontaktträger mit der eigentli
chen Kontaktschicht einheitlich abgekühlt wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird nach der Aufbringung der eigentlichen Kon
taktschicht die Kontaktanordnung fertig bearbeitet; es erfolgen beispielsweise die Be
arbeitung der kompletten Außenkontur und die Schlitzung des integrierten Kontaktbe
reiches.
Das gemäß dem Verfahren hergestellte Kontaktstück ist so ausgebildet, wie im An
spruch 3 angegeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den
weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt
sind, sollen die erfindungsgemäße Verfahren sowie die Kontaktanordnung gemäß der
Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 und 9 je eine bekannte Kontaktanordnung,
Fig. 2 und 3 unterschiedliche Kontaktanordnungen vor der Bearbeitung,
Fig. 4 und 5 die Kontaktanordnungen gemäß den Fig. 2 und 3, nach Bearbeitung,
Fig. 6 und 7 die Kontaktanordnung nach zwei weiteren Verfahrensschritten, und
Fig. 8 eine Kontaktanordnung mit einem Tiegel im Ausgangszustand.
Die Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht auf einen zylinderförmigen Kontaktrohling 20, des
sen freies Stirnende 21 mit einer Kontaktschicht beschichtet werden soll. Zu diesem
Zweck wird das freie Stirnende 21 mit einer Wärmestromquelle, z. B. mit Elektronen
strahlen aufgeschmolzen; sodann wird in die Schmelzen auf der Stirnseite Pulver aus
elektrisch weniger gut leitendem Material, z. B. aus Chrom eingestreut, so daß sich
eine kupfergefüllte Chrommatrix ergibt, die nach Abkühlen die eigentliche Kontakt
schicht 22 bildet. Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist der Kontaktrohling 20 unbearbeitet
mit der Kontaktschicht 22 versehen dargestellt.
Die Wärmestromquelle, die auf der Basis von Elektronenstrahlen arbeitet, muß selbst
verständlich in ihrer X- und Y-Achse ablenkbar sein, wobei die X-Y-Ebene in der Stirn
fläche 21 des Rohlinges 20 liegt.
Daß sich die Vorrichtung, mit der das Chrompulver zugeführt wird im Vakuum befinden
muß und daß das Aufschmelzen und der Weitertransport des Kontaktrohlings mit der
Kontaktschicht 22 ebenfalls unter Vakuum zu erfolgen haben, ist selbstverständlich.
Es besteht auch die Möglichkeit, anstatt eines Kontaktrohlinges 20 mit einheitlichem
Durchmesser ein Kontaktrohling 30 zu verwenden, siehe Fig. 3, der einen Kontaktträ
gerabschnitt 31 mit geringem Durchmesser - entsprechend dem Durchmesser eines
Kontaktstengels und einen Kontaktstückabschnitt 32 mit einem Außendurchmesser
aufweist, der dem Außendurchmesser des Kontaktstückes entspricht.
Nachzutragen ist, daß bei der Ausführung nach den Fig. 2 und 4 der Kontaktrohling in
seiner Gesamtheit einen Außendurchmesser aufweisen muß, der dem Außendurch
messer eines Kontaktstückes entspricht.
Bei dem Kontaktrohling gemäß Fig. 3 wird dann die Stirnseite 33, das ist die freie Seite
des Kontaktstückabschnittes 32, mit einem Elektronenstrahl aufgeschmolzen und in die
Schmelze Chrompulver eingefüllt, so daß sich die eigentliche Kontaktschicht 34 ergibt.
Der Kontaktrohling 20 oder 30 wird dann in geeigneter Wiese bearbeitet; er erhält
durch Abdrehen entsprechend Fig. 6 den Kontaktträgerabschnitt 31 und eine Stufung
35, durch die ein Gewindeabschnitt 36 gebildet werden kann. Zwischen dem Kontakt
trägerabschnitt 31 und dem Kontaktstückabschnitt 32 mit der Kontaktschicht 33 wird
eine umlaufende Rille 37 eingedreht, so daß sich ein Bereich 38 mit verringertem
Querschnitt bildet, durch den der Strom in einem verengten Bereich dem Kontakt
stückabschnitt 32 zufließen kann.
In einem weiteren Bearbeitungsabschnitt, siehe Fig. 7, werden spiralförmige Schlitze
39 in den Kontaktstückbereich 32 eingebracht.
Damit bei der Anordnung gemäß den Fig. 3 und 5 beim Aufschmelzvorgang aufge
schmolzenes Kupfer nicht seitlich am Kontaktabschnitt 32 herabfließen kann, ist ein
napfförmiger Tiegel 40 vorzusehen, dessen zylindrischer Abschnitt 41 die Stirnfläche
33 überragt, siehe Fig. 8.
Die Kontaktrohlinge 20 und 30 können gepreßt oder geschmiedet oder auch gegossen
sein, wobei die Form des späteren Kontaktstückes mit seinem Durchmesser und seiner
Dicke schon vorgeformt ist.
Die Kontaktträgerrohlinge werden in einer geeigneten Beschichtungsanlage unter Va
kuum mit einem energiereichen Strahl, vorzugsweise einem Elektronenstrahl auf der
Oberfläche beaufschlagt, um ein Aufschmelzen der Oberfläche zu erzielen. In den sich
einiger Zeit auf der Oberfläche bildenden Schmelzsee wird z. B. Chrompulver über
eine Pulverdosierungseinrichtung hineingegeben, siehe EP 0 458 922 B1.
Es entsteht eine Chrom und Kupfer enthaltende Oberflächenschicht, auch Abbrand
schicht genannt, die die eigentliche Kontaktschicht bildet und die eine Dicke bis zu
3 mm und mehr aufweisen kann.
Ist der Beschichtungsprozeß beendet, so kühlen die beschichteten Kontaktanordnun
gen entsprechend den Fig. 4 und 5 in einer Beschichtungsanlage unter Vakuum ab.
In einem Bearbeitungszentrum wird bei den abgekühlten und beschichteten Kon
taktanordnungen mit integriertem Rohkontaktstück die Außenkontur des Kontaktträgers
und des integrierten Kontaktstückes eingearbeitet.
Danach werden die erforderlichen Schlitze eingearbeitet und nach Abschluß der Dreh-
und Fräsbearbeitungsschritte können die Kontaktanordnungen mit integriertem Kontakt
ohne weitere Bearbeitung in eine Vakuumschaltkammer eingebaut werden.
Der Tiegel 41 wird nach dem Abkühlen bei der Bearbeitung der Außenkontur der Kon
taktanordnung spanend entfernt, sofern der Tiegel 41 aus Metall besteht.
Bei allen Ausführungen ist erfindungsgemäß der Kontaktstückträger mit dem Kontakt
stück integriert, d. h. beide Teile sind einstückig.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung für eine Vakuumkammer,
mit einem Kontaktträger und mit einem damit verbundenen Kontaktstück, wobei der
Kontaktträger aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. aus Kupfer, und das Kon
taktstück aus einem elektrisch weniger gut leitendem Material, z. B. einem Chrom-
Kupfer-Sintermaterial, wenigstens teilweise besteht, dadurch gekennzeichnet daß un
ter Vakuum das Stirnende der Kontaktanordnung mittels einer Wärmequelle, z. B. ei
nes Elektronenstrahls, aufgeschmolzen und in die Schmelze Pulver aus dem elektrisch
weniger gut leitendem Material, z. B. aus Chrom, eingegeben wird und daß danach die
Kontaktanordnung unter Vakuum abkühlt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abküh
len die Kontaktanordnung fertig bearbeitet wird.
3. Kontaktanordnung für eine Vakuumkammer, mit einem Kontaktträger aus
elektrisch gut leitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, und mit einem Kontakt
stück aus einem elektrisch weniger gut leitendem Material, vorzugsweise aus einem
Chrom-Kupfer-Sintermaterial, hergestellt nach dem Verfahren nach den Ansprüchen 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanordnung einen Kontaktträgerab
schnitt und einen einstückig daran angebrachten Kontaktstückabschnitt aufweist.
4. Kontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kon
taktträgerabschnitt und der Kontaktstückabschnitt bei der Aufbringung der Kontakt
schicht einen Durchmesser aufweisen.
5. Kontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kon
taktstückbereich und der Kontaktträgerbereich unterschiedliche Durchmesser aufwei
sen, wobei der Außendurchmesser und die Höhe des Kontaktstückbereiches den Ab
messungen eines Kontaktstückes und die Außenfläche und der Außendurchmesser
des Kontaktträgerbereiches der Außenfläche und dem Außendurchmesser eines übli
chen Kontaktstengels entsprechen.
6. Kontaktanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auf
bringen der Kontaktschicht der Kontaktträgerbereich an seinem dem Kontaktstückbe
reich benachbarten Ende eine umlaufende Rille eingebracht ist, mit der ein Bereich
geringeren Querschnittes zwischen dem Kontaktstückbereich und dem Kontaktträger
bereich gebildet ist.
7. Kontaktanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auf
bringen der Abbrandschicht das integrierte Kontaktstück mit spiralförmigen Schlitzen
versehen wird.
8. Kontaktanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Verhinderung des seitlichen Herabfließens des geschmolzenen Ma
terials der Kontaktanordnung ein den Kontaktstückbereich umfassender Tiegel vorge
sehen ist, der mit einem zylindrischen Bereich das freie Ende des Kontaktstückberei
ches überragt und nach Abkühlen wenigstens teilweise spanend entfernt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996132573 DE19632573A1 (de) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung für eine Vakuumkammer und Kontaktanordnung |
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DE1996132573 DE19632573A1 (de) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung für eine Vakuumkammer und Kontaktanordnung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=7802494
Family Applications (1)
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DE1996132573 Withdrawn DE19632573A1 (de) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung für eine Vakuumkammer und Kontaktanordnung |
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