DE19741930A1

DE19741930A1 - Contact profile band for relay or switching device

Info

Publication number: DE19741930A1
Application number: DE1997141930
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr Dipl Ing Dr Schoepf; Mathias Dipl Phys Dr Re Brumme
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-09-23
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 1999-04-08

Abstract

The contact profile band (1) has an upper side (1a) forming a contact surface and a profiled underside (1b) which is secured to the surface of a carrier via a central shaft section (3) projecting to fit through a slot in the surface of the carrier. The profiled underside of the contact profile band may have at least one welding rib (5) adjacent the central shaft section, which can be formed as a number of individual rivet shafts spaced apart in the longitudinal direction of the contact profile band.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktprofilband mit einer eine Kontaktoberfläche bildenden Oberseite und mit einer zur stoffschlüssigen Befestigung auf einem Träger ausgebildeten Unterseite, außerdem ein Verfahren zur Weiterverarbeitung ei nes derartigen Profilbandes, wobei einzelne Kontaktstücke von dem Profilband abgetrennt und auf einem bandförmigen Träger befestigt werden.The invention relates to a contact profile tape with a Contact surface forming top and with a to cohesive attachment trained on a support Subpage, also a process for further processing Nes such profile tape, with individual contact pieces of separated from the profile band and on a band-shaped carrier be attached.

Kontaktprofilbänder sind als Halbzeug für elektrische Kon taktstücke zur Verwendung in Schaltgeräten, wie Relais, all gemein üblich. Je nach Verwendung der Kontakte werden dabei unterschiedliche Kontaktschichten und Kontaktschichtkombina tionen vorgesehen. In der Regel wird auf einem Träger aus un edlem Metall eine Kontaktschicht galvanisch, durch Sputtern oder durch Walzplattierung erzeugt. Von diesen Kontaktprofi len werden einzelne Kontaktstücke abgetrennt und auf einem Kontaktträger, beispielsweise einer Blattfeder, durch Schwei ßen oder Löten befestigt.Contact profile tapes are as semi-finished products for electrical con clock pieces for use in switching devices, such as relays, all common practice. Depending on the use of the contacts different contact layers and contact layer combination provided. As a rule, on a carrier from un noble metal a contact layer galvanically, by sputtering or generated by roll cladding. From these contact professionals len individual contact pieces are separated and on one Contact carrier, for example a leaf spring, by welding Eat or solder attached.

Aus der DE-C2-34 17 762 ist unter anderem ein Kontaktprofil zum Aufschweißen auf ein Trägerband bekannt, wobei das bei spielsweise aus Wolfram oder Molybdän bestehende Kontaktwerk stoff-Band auf der aufzuschweißenden Unterseite eine dünne Lötschicht aufweist.DE-C2-34 17 762 includes a contact profile known for welding onto a carrier tape, which at contact made of tungsten or molybdenum, for example fabric tape on the underside to be welded a thin Has solder layer.

Bei Schaltgeräten zum Schalten hoher Lasten werden aber vor nehmlich sogenannte Kontaktniete verwendet, um unter anderem ein Abfallen des Kontaktstückes bei zu hoher thermischer Be lastung auszuschließen. Beispielsweise könnten sich aufgelö tete Kontaktstücke beim Erreichen der Schmelztemperatur des Lotes von dem Kontaktträger lösen. Auch bei aufgeschweißten Kontakten können hohe thermische Belastungen dazu führen, daß sich das Kontaktstück an den Rändern aufgrund von Stromspan nungen beim Erstarren aufwölbt oder sich ganz vom Träger löst.With switchgear for switching high loads, however, before so-called contact rivets used to, among other things a falling off of the contact piece when the thermal loading is too high exclude burden. For example, could dissolve tete contact pieces when the melting temperature of the Detach the solder from the contact carrier. Even with welded on Contacts can lead to high thermal loads that the contact piece at the edges due to electrical voltage bulges during solidification or completely from the carrier solves.

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. Nietkontakte sind zudem ferti gungstechnisch aufwendig, da jeder Kontaktniet einzeln herge stellt wird.However, contact rivets can be compared to welding contacts show a significantly shorter lifespan, which points to the ge less contact area between the rivet and the carrier compared to that between the welding profile and the con clock bearer is due. It has also been shown that in the case of highly loaded relays with contact rivets Space between the bottom of the rivet head and the Contact carrier enlarged, so that the rivet partially releases from its anchorage. Rivet contacts are also ferti technically complex, since each contact rivet is produced individually is posed.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kontaktprofilband der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu dessen Wei terverarbeitung anzugeben, mit dem auf sehr wirtschaftliche Weise Kontaktstücke hergestellt und befestigt werden können, deren Kontaktierung im Sinn einer besseren elektrischen und thermischen Leitfähigkeit verbessert ist, wobei ein Ablösen des Kontaktstückes während der Lebensdauer bei zu hoher ther mischer Belastung weitgehend ausgeschlossen werden kann.The aim of the present invention is a contact profile tape of the type mentioned and a method for its Wei specify processing with the very economical Way contact pieces can be made and attached, their contacting in the sense of a better electrical and thermal conductivity is improved, whereby peeling of the contact piece during the service life if the ther is too high mixer load can be largely excluded.

Erfindungsgemäß wird dieses bei einem Kontaktprofilband der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Unterseite einen mittigen, senkrecht abstehenden Schaftabschnitt auf weist. Mit diesem erfindungsgemäß vorgesehenen Schaftab schnitt ergeben sich beim Abtrennen von dem Profilband je weils Kontaktstücke, die nicht nur an ihrer Unterseite für eine stoffschlüssige Befestigung mit Schweißrippen und/oder einer Löthilfe versehen sind, sondern die auch jeweils einen Nietschaft bilden, mit dem sie zusätzlich zu der stoffschlüs sigen Befestigung in einem Träger auch noch vernietet werden können. Der Schaftabschnitt kann dabei als durchgehende Rippe an der Unterseite des Profilbandes ausgebildet sein, so daß sich ein T-förmiger Querschnitt ergibt. Nach dem Abtrennen besitzt dann das einzelne Kontaktstück einen mehr oder weni ger länglichen Nietschaft, der in einem entsprechenden Lang loch eines Trägers entsprechend umgeformt werden kann. Ein solches Kontaktprofil kann zum Beispiel durch Strangpressen und/oder durch Walzen hergestellt werden. Beim Walzen ist es aber auch möglich, daß durch entsprechende Ausnehmungen in den Formwalzen ein Profil hergestellt wird, bei dem nicht ein durchgehender Schaftabschnitt, sondern einzelne, in Längs richtung des Bandes voneinander beabstandete Nietschäfte ge bildet sind. Beim Abtrennen erhält somit jedes Kontaktstück einen vorgeformten Nietschaft, dessen Form beliebig wählbar ist, beispielsweise als Kegelstumpf, Zylinder mit eckiger oder kreisförmiger Grundfläche. Am Schaftende können in die sem Fall auch Positionier- und/oder Niethilfen in Form von eingeprägten Kegelmantelflächen oder Halbkugelflächen einge drückt werden.According to the invention this is the case with a contact profile band achieved in that the bottom a central, vertically protruding shaft section points. With this shaft rod provided according to the invention cut arise when cutting from the profile strip because contact pieces that are not only at their bottom for a material connection with welding ribs and / or are provided with a soldering aid, but also one at a time Form rivet shank with which you in addition to the material key fastening in a carrier can also be riveted can. The shaft section can be a continuous rib be formed on the underside of the profile strip, so that there is a T-shaped cross section. After detaching then the individual contact piece has one or more long elongated rivet shank, in a corresponding length hole of a support can be reshaped accordingly. A such a contact profile can, for example, by extrusion and / or produced by rolling. When rolling, it is but also possible that through appropriate recesses in the form rollers a profile is produced, which is not a continuous shaft section, but single, longitudinal direction of the tape spaced rivet shafts ge forms are. When disconnected, each contact piece thus receives a preformed rivet shank, the shape of which you can choose is, for example as a truncated cone, cylinder with angular or circular base. At the end of the shaft you can into the In this case, positioning and / or riveting aids in the form of embossed conical surfaces or hemispherical surfaces be pressed.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Weiterverarbeitung des Kontaktprofilbandes weist folgende Schritte auf:The inventive method for further processing the The contact profile tape has the following steps:

a)von dem Profilband wird jeweils ein Kontaktstück mit einem Nietkopf und einem einen Nietschaft bildenden Teil des Schaftabschnittes abgetrennt,
b)der Nietschaft des Kontaktstückes wird durch ein Loch des Trägers gesteckt,
c)die Unterseite des Kontaktstücks beiderseits des Nietschaf tes wird durch einen Erwärmungsprozeß stoffschlüssig mit dem Träger verbunden und
d)der Nietschaft wird vor oder nach dem Schritt c) durch Um formung an dem Träger vernietet.a) a contact piece with a rivet head and a part of the shaft section forming a rivet shaft is separated from the profile strip,
b) the rivet shaft of the contact piece is inserted through a hole in the carrier,
c) the underside of the contact piece on both sides of the rivet shaft is integrally connected to the carrier by a heating process and
d) the rivet shank is riveted to the support before or after step c) by reshaping.

Durch die Kombination einer Nietverbindung und einer zusätz lichen Fügetechnik, die in einer stoffschlüssigen Verbindung, vorzugsweise Schweißen oder Löten, besteht, wird die Kontakt fläche zwischen dem Niet und dem Kontaktträger vergrößert, wodurch sich die elektrische und die thermische Leitfähigkeit der Verbindung erhöhen. Dabei kann der stoffschlüssige Ver bindungsprozeß entweder vor oder nach dem Nietvorgang durch geführt werden. Vorzugsweise wird das Kontaktstück mit seinem Nietkopf zunächst mit dem Träger verschweißt, und danach wird der Nietschaft vernietet.By combining a riveted joint and an additional joining technology, in a material connection, preferably welding or soldering, is the contact increased area between the rivet and the contact carrier, whereby the electrical and thermal conductivity increase the connection. The cohesive Ver binding process either before or after the riveting process be performed. Preferably, the contact piece with his The rivet head is first welded to the carrier, and then riveted to the rivet.

Vorzugsweise besteht der stoffschlüssige 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.The integral connection process preferably consists of a welding process. To ensure a reliable connection between the underside of the rivet head and the contact carrier are sufficient, preferably ribs are either at the Un bottom of the rivet head or on the top of the beam intended.

Mit der erfindungsgemäßen Form eines Kontaktprofilbandes und dem erfindungsgemäßen Befestigungsverfahren kann auch auf verbesserte Weise ein Umschaltkontakt hergestellt werden. In diesem Fall wird der Nietschaft an dem dem Nietkopf gegen überliegenden Ende zu einem zweiten Nietkopf verformt.With the shape of a contact profile tape and the fastening method according to the invention can also be based on improved way to make a changeover contact. In In this case, the rivet shaft is against the rivet head overlying end deformed into a second rivet head.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on exemplary embodiments hand of the drawing explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein erfindungsgemäß gestaltetes Kontaktprofilband, Fig. 1 a according to the invention designed contact profile strip,

Fig. 2 ein einzelnes, von einem Profilband gemäß Fig. 1 ab getrenntes Kontaktstück, Fig. 2, a single, of a profile strip according to Fig. 1 from separate contact piece,

Fig. 3 ein gegenüber Fig. 1 abgewandeltes Profilband mit einzelnen Nietschäften, Fig. 3 shows a comparison with FIG. 1 modified profile strip with individual Nietschäften,

Fig. 4 ein mit einem Träger verbundenes Kontaktstück im Schnitt, Fig. 4 is a connected to a support contact piece in section,

Fig. 5 das mit dem Träger verbundene Kontaktstück von Fig. 4 in Draufsicht, Figure 5 shows the contact piece. Connected to the carrier of Fig. 4 in plan view,

Fig. 6 ein mit einem Träger verbundenes Kontaktstück in et was abgewandelter Ausführungsform im Schnitt und Fig. 6 is a contact piece connected to a carrier in et what modified embodiment in section and

Fig. 7 ein mit einem Träger verbundenes, zu einem Umschalt kontakt verformtes Kontaktstück. Fig. 7 is a contact connected to a carrier, deformed to a switch contact.

Fig. 1 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht ein Kontaktprofilband 1 mit einem langgestreckten, flachen Kopf profilteil 2 und einem mittig, senkrecht nach unten abstehen den Schaftteil 3. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel be sitzt der Kopfteil 2 auf seiner Oberseite eine Kontaktauflage 4 aus Edelmetall, die beispielsweise galvanisch oder durch Plattieren aufgebracht wird und deren Oberseite 1a eine Kon taktfläche bildet. An der Unterseite 1b des Kopfteiles 2 sind beiderseits neben dem Schaftteil 3 jeweils Schweißrippen 5 in Längsrichtung angeformt. Anstelle dieser Schweißrippen oder zusätzlich zu diesen kann auch eine Beschichtung mit einem Löthilfematerial, beispielsweise einer bekannten Silber- Phosphorlegierung, vorgesehen sein. Fig. 1 shows schematically in perspective view a contact profile strip 1 with an elongated, flat head profile part 2 and a central, vertically downward projecting the shaft part 3rd In the example shown in FIG. 1, the head part 2 sits on its upper side a contact pad 4 made of noble metal, which is applied, for example, galvanically or by plating and the upper side 1 a of which forms a contact surface. On the underside 1 b of the head part 2 , welding ribs 5 are formed on both sides next to the shaft part 3 in the longitudinal direction. Instead of these welding ribs or in addition to these, a coating with a soldering aid material, for example a known silver-phosphorus alloy, can also be provided.

Bei der Weiterverarbeitung werden von dem Kontaktprofil 1 mit einem Schneidewerkzeug 6 entlang den gestrichelten Linien einzelne Kontaktstücke abgetrennt. Ein derartiges Kontakt stück 11 ist in Fig. 2 gezeigt. Es besitzt jeweils einen Nietkopf 12 mit einem Nietschaft 13, wobei der Nietschaft 13 in diesem Fall die gleiche Länge wie der Nietkopf 12 hat. Bei der Darstellung in Fig. 2 ist auf dem Nietkopf auch keine zusätzliche Kontaktschicht dargestellt. Damit soll gezeigt werden, daß das Kontaktprofil und entsprechend auch die Kon taktstücke auch ohne zusätzliche Auflage massiv aus Kontakt material hergestellt werden können.During further processing, individual contact pieces are separated from the contact profile 1 using a cutting tool 6 along the dashed lines. Such a contact piece 11 is shown in Fig. 2. It has a rivet head 12 with a rivet shaft 13 , the rivet shaft 13 in this case having the same length as the rivet head 12 . In the illustration in FIG. 2, no additional contact layer is shown on the rivet head. This is intended to show that the contact profile and, accordingly, the contact pieces can also be made from contact material without additional support.

In Fig. 3 ist eine Abwandlung des Kontaktprofils von Fig. 1 gezeigt. Bei diesem Kontaktprofil 21 mit einem Kopfabschnitt 22 und einer Kontaktauflage 24 wird an der Unterseite nicht ein durchgehender Schaftteil gebildet, sondern durch entspre chendes Formwalzen werden einzelne Nietschäfte 23 angeformt. Der Abstand dieser Nietschäfte entspricht der Länge der ein zelnen abzutrennenden Kontaktstücke. Der Einfachheit halber sind die Nietschäfte 23 mit quadratischem Querschnitt ge zeichnet. Sie können natürlich auch als zylinderförmige Niet schäfte 23', deren Kontur gestrichelt angedeutet ist, oder auch in einer anderen Form hergestellt werden. Beispielsweise wäre auch eine Kegelstumpfform, eine Pyramidenform oder ähn liches denkbar. Von dem Profilband 21 werden einzelne Kon taktstücke entlang den gestrichelten Linien 7 abgetrennt, wie dies anhand von Fig. 1 bereits beschrieben wurde. FIG. 3 shows a modification of the contact profile from FIG. 1. In this contact profile 21 with a head portion 22 and a contact pad 24 is not a continuous shaft part is formed on the underside, but individual rivet shafts 23 are formed by corre sponding form rolling. The distance between these rivet shafts corresponds to the length of the individual contact pieces to be separated. For the sake of simplicity, the rivet shafts 23 are drawn with a square cross section. You can of course also as a cylindrical rivet shafts 23 ', the contour is indicated by dashed lines, or can be made in another shape. For example, a truncated cone shape, a pyramid shape or the like would also be conceivable. From the profile band 21 individual con tact pieces along the dashed lines 7 are separated, as has already been described with reference to FIG. 1.

Die Fig. 4 und 5 zeigen in zwei Ansichten die Befestigung eines Kontaktstücks 11 auf einem Träger 10. Das Kontaktstück 11, das im Gegensatz zu Fig. 2 nunmehr je zwei Schweißrippen 5 auf beiden Seiten des Nietschaftes 13 aufweist, ist mit dem Träger 10 verschweißt. Zusätzlich ist der Nietschaft 13 an der dem Nietkopf gegenüberliegenden Seite vernietet. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, besitzt der Träger 10 in diesem Fall zur Aufnahme des länglichen Nietschaftes 13 ein Langloch 14. Werden dagegen Kontaktstücke aus einem Kontaktprofil 21 gemäß Fig. 3 verwendet, so wird das Aufnahmeloch im Träger ent sprechend angepaßt. FIGS. 4 and 5 show two views of the mounting of a contact piece 11 on a carrier 10. The contact piece 11 , which in contrast to FIG. 2 now has two welding ribs 5 on both sides of the rivet shaft 13 , is welded to the carrier 10 . In addition, the rivet shaft 13 is riveted on the side opposite the rivet head. In this case, as can be seen in FIG. 5, the carrier 10 has an elongated hole 14 for receiving the elongated rivet shaft 13 . In contrast, if contact pieces from a contact profile 21 according to FIG. 3 are used, the receiving hole in the carrier is adapted accordingly.

In Fig. 6 ist eine Abwandlung in der Weise gezeigt, daß Schweißrippen 15 auf der Oberseite des Trägers 10 vorgesehen sind, mit denen der Nietkopf 12 des Kontaktstückes 11 ver schweißt wird.In Fig. 6 a modification is shown in such a way that welding ribs 15 are provided on the top of the carrier 10 , with which the rivet head 12 of the contact piece 11 is welded ver.

In Fig. 7 ist eine weitere Abwandlung gezeigt, wobei ein Kontaktstück 31 in einen Träger 10 eingesteckt wird. Der Nietschaft 33 wird an der Unterseite zu einem zweiten Niet kopf 34 verformt, so daß ein Umschaltkontakt entsteht. Der Nietkopf 32 besitzt hier wie in Fig. 4 an seiner Unterseite jeweils Schweißrippen.In Fig. 7 a further modification is shown wherein a contact piece is inserted into a support 10 31st The rivet shaft 33 is deformed at the bottom to a second rivet head 34 , so that a changeover contact is formed. The rivet head 32 here has welding ribs on its underside, as in FIG. 4.

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. 12 oder 32, gegebenenfalls auch die Oberfläche der Schweißrippen, mit einer Löthilfe, zum Bei spiel Silphos, versehen. Das Verlöten erfolgt in diesem Fall auf die gleiche Weise wie das Schweißen, nämlich vorzugsweise durch Widerstandserwärmung.It applies to all embodiments that a soldered connection can also be used instead of or in addition to the welded connection. In this case, the underside of the rivet head 2 or 12 or 32 , optionally also the surface of the welding ribs, is preferably provided with a soldering aid, for example Silphos. In this case, soldering is carried out in the same way as welding, namely preferably by means of resistance heating.

Claims

1. Contact profile tape with a contact surface form the top ( 1 a) and with a cohesive BEFE stigung on a support ( 10 ) formed bottom ( 1 b), characterized in that the underside ( 1 b) has a central, vertically projecting Shaft section ( 3 ).

2. Profile strip according to claim 1, characterized in that the lower side ( 1 b) on both sides next to the shaft portion ( 3 ) has at least one welding rib ( 5 ).

3. Profile tape according to claim 2, characterized in that the underside ( 1 b) is provided on both sides next to the shaft portion ( 3 ) with egg nem soldering aid material.

4. Profile strip according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shaft section ( 3 ) by individual, in the longitudinal direction of the Ban des ( 21 ) spaced apart rivet shafts ( 23 ) is formed.

5. Profile tape according to claim 4, characterized in that the rivet shafts ( 23 ) are formed approximately cylindrical or frustoconical.

6. Profile tape according to claim 4, characterized in that the rivet cuboid shafts with square or rectangular Cross section are formed.

7. A method for further processing a contact profile strip according to one of claims 1 to 6 to contact pieces and their attachment to a strip-shaped carrier ( 10 ), with the following steps:

a) each of the profile strip (1) a contact piece (11) separated by a rivet head (12) and a a rivet shank (13) forming part of the shaft portion (3),
b) the rivet shaft ( 13 ) of the contact piece is inserted through a hole in the carrier,
c) the underside of the contact piece ( 11 ) on both sides of the rivet shaft ( 13 ) is firmly connected to the carrier ( 10 ) by a heating process and
d) the rivet shank ( 13 ) is riveted to the carrier ( 10 ) by forming before or after step c).

8. The method according to claim 7, characterized in that the integral connection of the contact piece ( 11 ) with the carrier ( 10 ) is carried out by welding.

9. The method according to claim 7, characterized in that one or more on the rivet head ( 12 ) provided welding ribs ( 5 ) is welded to the surface of the carrier ( 10 ).

10. The method according to claim 8, characterized in that on the carrier ( 10 ) welding ribs ( 15 ) are formed and welded to the rivet head ( 12 ).

11. The method according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the con tact piece ( 11 ) is additionally soldered to the carrier ( 10 ).

12. The method according to any one of claims 7 to 11, characterized in that the rivet shaft ( 33 ) is deformed in addition to a second rivet head ( 34 ).