DE19740022A1

DE19740022A1 - Kontaktstück und Verfahren zu dessen Befestigung auf einem Träger

Info

Publication number: DE19740022A1
Application number: DE1997140022
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr Dipl Ing Dr Schoepf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-03-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktstück für ein elektrisches Schaltgerät zur Befestigung auf einem bandförmigen Träger, mit einem Nietkopf und einem Nietschaft, sowie ein Verfahren zur Befestigung eines derartigen Kontaktstückes auf einem bandförmigen Träger.

Elektrische Schaltkontakte zur Verwendung in elektrotechni schen Schaltgeräten werden gewöhnlich durch die Verbindungs techniken Nieten, Schweißen oder Löten aufgebracht, wenn man von den galvanisch aufgebrachten Kontaktschichten, beispiels weise für Schwachstromrelais, absieht. Bei Schaltgeräten zum Schalten hoher Lasten werden vornehmlich sog. Kontaktniete verwendet, um unter anderem ein Abfallen des Kontaktstückes bei zu hoher thermischer Belastung auszuschließen. Beispiels weise könnten sich aufgelötete Kontaktstücke beim Erreichen der Schmelztemperatur des Lotes von dem Kontaktträger lösen. Auch bei aufgeschweißten Kontakten können hohe thermische Be lastungen dazu führen, daß sich das Kontaktstück an den Rän dern aufgrund von Stromspannungen beim Erstarren aufwölbt oder sich ganz vom Träger löst.

Kontaktniete können jedoch im Vergleich zu Schweißkontakten eine deutlich geringere Lebensdauer zeigen, was auf die ge ringere Kontaktierungsfläche zwischen dem Niet und dem Träger im Vergleich zu derjenigen zwischen Schweißprofil und Kon taktträger zurückzuführen ist. Auch hat sich gezeigt, daß sich bei hochbelasteten Relais mit Kontaktnietbestückung der Zwischenraum zwischen der Unterseite des Nietkopfes und dem Kontaktträger vergrößert, daß sich also der Niet teilweise aus seiner Verankerung löst.

Ein weiteres Problem bei Nietkontakten besteht darin, daß nach dem Nieten eine galvanische Veredelung der Nietkopfober fläche, also des eigentlichen Kontaktstückes, wünschenswert ist. Bei dieser Behandlung sammeln sich jedoch durch die Ka pillarwirkung in dem Zwischenraum zwischen Nietkopfunterseite und Kontaktträger Rückstände aus den der Veredelung (zum Bei spiel Vergoldung) nachgeschalteten Reinigungsbädern, welche zur Korrosion und damit zum Ausfall des Schaltkontaktes füh ren können. Aus diesem Grund ist eine selektive galvanische Veredelung von Kontaktnieten derzeit nicht erwünscht.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Nietkontaktstück und ein Verfahren zu dessen Befestigung anzugeben, womit die Kontaktierung zwischen dem Kontaktstück und dem Träger im Sinn einer besseren elektrischen und thermischen Leitfähig keit verbessert und ein Ablösen des Schaltstückes während der Lebensdauer bei zu hoher thermischer Belastung weitgehend ausgeschlossen werden kann.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel mit einem Kontaktstück mit einem Nietkopf und einem Nietschaft dadurch erreicht, daß der Nietkopf an seiner Unterseite eine zur stoffschlüssigen Befe stigung geeignete Oberflächengestaltung aufweist. Das bedeu tet, daß der erfindungsgemäße Nietkopf nicht nur zum üblichen Vernieten ausgelegt ist, sondern noch zusätzlich verschweißt oder verlötet werden kann.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Lösung der genannten Auf gabe besteht also darin, daß das Kontaktstück neben der Ver nietung zusätzlich durch einen Erwärmungsprozeß stoffschlüs sig mit dem Träger verbunden wird, es beruht also auf einer Kombination einer Nietverbindung und einer zusätzlichen Füge technik, die in einer stoffschlüssigen Verbindung, vorzugs weise Schweißen oder Löten, besteht. Durch diese zusätzliche Verbindungstechnik wird die Kontaktfläche zwischen dem Niet und dem Kontaktträger vergrößert, wodurch sich die elektri sche und die thermische Leitfähigkeit der Verbindung erhöhen.

Dieser zusätzliche stoffschlüssige Verbindungsprozeß kann entweder vor oder nach dem Nietprozeß durchgeführt werden.

Vorzugsweise besteht dieser zusätzliche Verbindungsprozeß in einem Schweißvorgang. Um dabei eine zuverlässige Verbindung zwischen der Nietkopfunterseite und dem Kontaktträger zu er reichen, sind vorzugsweise Schweißrippen entweder an der Un terseite des Nietkopfes oder auf der Oberseite des Trägers vorgesehen.

Als Schweißhilfen, zum Beispiel Schweißrippen oder Schweiß punktauflagen, sind alle bereits bekannten Formen denkbar. Besonders vorteilhaft ist aber eine kreisringförmige Schweiß rippe im Außenbereich der Nietkopfunterseite. Damit ist eine sichere Abdichtung des Zwischenraumes zwischen Nietkopfunter seite und Kontaktträger möglich, so daß auch eine nachträgli che selektive, galvanische Veredelung des Kontaktniets zu keiner Schädigung durch Korrosion oder dergleichen führen kann. Die Form und Anzahl der Schweißrippen ist den jeweili gen Materialien und Schweißtechniken anzupassen.

Denkbar wäre auch eine Schweißverbindung lediglich in der Lochlaibung zwischen dem Nietschaft und dem Träger.

Mit der erfindungsgemäßen Form eines Kontaktstückes und dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch auf verbesserte Weise ein Umschaltkontakt hergestellt werden. Derzeit werden zu diesem Zweck zwei Schweißkontakte von beiden Seiten auf den Träger geschweißt. Dies ist jedoch bei dünnen Trägerfedern problematisch.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäß befestigten Kontaktstückes auf einem Träger mit Schweißrippen am Nietkopf,

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Kontakt stückbefestigung mit einer ringförmigen Schweißrippe am Trä ger und

Fig. 3 einen erfindungsgemäß hergestellten Umschaltkontakt.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Kontaktstück 1 in Form eines Kontaktniets mit einem Nietkopf 2 und einem Nietschaft 3, der in ein Loch eines blattfederförmigen Trägers 4 eingesetzt ist. Wie aus der Figur zu ersehen ist, ist das untere Ende 3a des Nietschaftes bereits gestaucht, wodurch das Kontaktstück bereits fixiert ist. Zur zusätzlichen Befestigung und zur Er höhung der Kontaktfläche zwischen dem Kontaktstück 1 und dem Träger 4 besitzt der Nietkopf 2 an seiner Unterseite zwei kreisringförmige, konzentrische Schweißrippen 5, mit deren Hilfe der Nietkopf mit dem Träger zusätzlich verschweißt wird. Auf diese Weise wird eine sichere Abdichtung der Niet kopfunterseite erreicht, so daß auch bei einer nachträglichen galvanischen Veredelung des Kontaktnietes keine schädlichen Substanzen in den Hohlraum 6 unterhalb des Nietkopfes ein dringen können.

Um eine höhere Kontaktierungsfläche zu erzielen, ist es aber auch denkbar, nur eine Schweißverbindung in der Lochlaibung 7 vorzusehen.

In Fig. 2 ist eine Abwandlung in der Weise gezeigt, daß die sem Fall eine ringförmige Schweißrippe 8 an der Oberseite des Trägers 4 ausgebildet ist. Ansonsten erfolgt die Kombinati onsbefestigung mit einem Nietvorgang und einem Schweißvorgang genauso wie gemäß Fig. 1.

In Fig. 3 ist eine weitere Abwandlung in der Weise gezeigt, als dort ein Kontaktstück 1 in einen Träger 4 eingesteckt wird, wobei der Nietschaft 3 an der Unterseite zu einem zwei ten Nietkopf 9 verformt wird, so daß ein Umschaltkontakt ent steht. Der Nietkopf 2 besitzt hier wie in Fig. 1 an seiner Unterseite Schweißrippen.

Für alle Ausführungsformen gilt, daß anstelle oder zusätzlich zu der Schweißverbindung auch eine Lötverbindung verwendet werden kann. In diesem Fall wird vorzugsweise die Unterseite des Nietkopfes 2 bzw. die Oberfläche der Schweißrippen 5 mit einer Löthilfe (zum Beispiel Silphos) versehen. Das Verlöten erfolgt in diesem Fall auf die gleiche Weise wie das Schwei ßen, nämlich vorzugsweise durch Widerstandserwärmung.

Claims

1. Kontaktstück für ein elektrisches Schaltgerät zur Befesti gung auf einem bandförmigen Träger, mit einem Nietkopf (2) und einem Nietschaft (3), dadurch gekennzeichnet, daß der Niet kopf (2) an seiner Unterseite eine zur stoffschlüssigen Befe stigung geeignete Oberflächengestaltung aufweist.

2. Kontaktstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter seite des Nietkopfes (2) mit mindestens einer Schweißrippe (5) versehen ist.

3. Kontaktstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet kopf (2) eine oder mehrere konzentrische, ringförmige Schweißrippen (5) aufweist.

4. Kontaktstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter seite des Nietkopfes (2) mit einem Löthilfe-Material versehen ist.

5. Verfahren zur Befestigung eines einen Nietkopf und einen Nietschaft aufweisenden Kontaktstückes (1) auf einem bandför migen Träger (4), wobei ein Nietschaft (3) durch ein Loch des Trägers (4) gesteckt und auf der dem Nietkopf (2) gegenüber liegenden Seite vernietet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kon taktstück (1) zusätzlich durch einen Erwärmungsprozeß stoff schlüssig mit dem Träger (4) verbunden wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kon taktstück (1) mit dem Träger (4) verschweißt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere an dem Nietkopf (2) vorgesehene Schweißrippen (5) mit der Oberfläche des Trägers (4) verschweißt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Trä ger (4) Schweißrippen (8) ausgebildet und mit dem Nietkopf (2) verschweißt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet schaft (3) in der Lochlaibung (7) mit dem Träger (4) ver schweißt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kon taktstück (1) zusätzlich mit dem Träger (4) verlötet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet schaft (3) zusätzlich zu einem zweiten Nietkopf (9) verformt wird.