DE3020144A1

DE3020144A1 - Verfahren zur herstellung von bimetallkontakten aus draehten verschiedenen metalls, insbesondere von aufschweisskontakten mit verhaeltnismaessig kurzen drahtabschnitten, deren kopfdurchmesser groesser ist als der durchmesser der draehte, wobei die beiden draehte gleichen oder ungleichen durchmessers vorzugsweise von stark unterschiedlicher leitfaehigkeit, beispielsweise silber und eisen, durch elektrisches widerstandsstumpfschweissen ohne merkliche aufstauchung an der verbindungsstelle verbunden und beidseits der verbindungsstelle anteilmaessig abgeschert werden, dieser bimetallstift dann kalt angestaucht wird

Info

Publication number: DE3020144A1
Application number: DE19803020144
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(grad.) 7547 Wildbad Wacker
Original assignee: RENZ WACKER AND CO MASCHINENFABRIK
Current assignee: RENZ WACKER AND CO MASCHINENFABRIK
Priority date: 1980-05-27
Filing date: 1980-05-27
Publication date: 1982-01-07
Also published as: DE3020144C2; IT1170998B; GB2076707B; FR2483681A1; CH653470A5; GB2076707A; JPS5719919A; JPH0247049B2; IT8148537A0; FR2483681B1; US4716268A

Description

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" Maschinenfabrik ^{y v fe v} ■ ^T ~

Meisternstraße 4 . 7547 Wildbad im Schwarzwald

Verfahren zur Herstellung von Bimetallkontakten aus Drähten verschiedenen Metalls, insbesondere von Aufschweißkontakten mit verhältnismäßig kurzen Drahtabschnitten, deren Kopfdurchmesser größer ist als der Durchmesser der Drähte, wobei die beiden Drähte gleichen oder ungleichen Durchmessers vorzugsweise von stark unterschiedlicher Leitfähigkeit, beispielsweise Silber und Eisen, durch elektrisches Widerstandsstumpfschweißen ohne merkliche AufStauchung an der Verbindungsstelle verbunden und beidseits der Verbindungsstelle anteilmäßig abgeschert werden, dieser Bimetallstift dann kalt angestaucht wird

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung bei der Herstellung von Bimetallkontakten aus Drähten verschiedenen Metalls, insbesondere von Aufschweißkontakten mit verhältnismäßig kurzen Drahtabschnitten, deren Kopfdurchmesser größer ist, als der Durchmesser der Drähte, wobei die beiden Drähte gleichen oder ungleichen Durchmessers vorzugsweise von stark unterschiedlicher Leitfähigkeit, beispielweise Silber und Eisen, durch elektrisches Widerstandsstumpfschweißen ohne merkliche Aufstauchung an der Verbindungsstelle verbunden und beidseits der Verbindungsstelle anteilmäßig abgeschert werden, dieser Bimetallstift dann kalt angestaucht wird.

Zweek der Erfindung ist die Schaffung einer geeigneten Vorrichtung oder Maschine, mit deren Hilfe es ermöglicht wird, Aufschweißkontakte aus Drähten verschiedenen Metalls mit verhältnismäßig kurzen Drahtabschnitten herzustellen, wobei die zu verschweißende Fläche des Aufschweißkontaktes

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ohne oder mit einer oder auch mehreren gestaffelten Sehweißwarzen versehen sein kann.

Bisher konnten Aufschweißkontakte dieser Größenordnung und Ausführung mit den bereits bekannten Vorrichtungen oder Maschinen nicht hergestellt werden. Der Grund dafür war darin zu suchen, daß einmal die beiden Abschermesser bei diesen kurzen Drahtabschnitten zu schwach werden und dadurch beim Abscheren der Drähte ausweichen, so daß kein absolut geradwinkeliger Drahtabschnitt erfolgen kann. Ein gerader, rechtwinkeliger Abschnitt ist jedoch für die nachfolgende Stumpfschweißung der beiden Drahtkomponenten Voraussetzung, um eine einwandfreie Schweißung zu erhalten. Zum anderen reicht die Länge des Bimetallstiftes nicht mehr aus, um den geschweißten Bimetallstift mittels des Vorstauehstempels einwandfrei in die Aussparung der Matrizenbohrung einzuführen.

Außerdem ist es technisch nicht möglich, den Aufschweißkontakt in nur einer einzelnen Stauchmatrize zu fertigen. Dies steht im engen Zusammenhang mit der Abnahmebedingung der verarbeitenden Industrie, welche besagt, daß die Edelmetallauflage über die gesamte Kopfoberfläche gleichmäßig verteilt sein muß. Durch die ungleichen Fließeigenschaften von Träger- und Auflagewerkstoff bei ungefähr gleicher Zugfestigkeit der Drähte ist es daher unumgänglich, den Aufschweißkontakt in einer Vorstauch- und einer Fertigstauchmatrize zu formen, wobei durch die formgebende Aussparung auf der Stirnseite des Vorstauehstempels die Fließeigenschaften der unterschiedlichen Werkstoffe beeinflußt und korrigiert werden können.

Bekannt sind Maschinen bzw. Vorrichtungen, bei denen stumpf zusammengeschweißte Bimetalldrähte mittels zweier Abschermesser vom Drahtvorrat die gewünschte Drahtlänge abscheren, wobei das als Transpofctmesser ausgebildete Abschermesser den geschweißten Bimetallstift vor die Stauchmatrizenbohrung

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bringt und mittels Vorstauchstempel in diese einführt, um daran anschließend den geschweißten Bimetallstift zum fertigen Bimetallkontakt zu formen. Diese Art Maschinen sind in erster Linie zur Herstellung von normalen Bimetallkontakten mit Nietschäften bestimmt und können nicht zur Herstellung von Aufschweißkontakten verwendet werden. Bei der Herstellung von Aufschweißkontakten muß durch das Fehlen eines Nietschaftes von einer vollkommen anderen Werkzeuganordnung ausgegangen werden, wie dies durch das Verfahren nach der Erfindung geschieht. Bisher mußten Aufschweißkontakte mit verhältnismäßig kurzen Drahtabschnitten noch in der herkömmlichen V/eise aus streifenplattiertem Band hergestellt werden. Dieses Verfahren aus streifenplattiertem Ausgangsmaterial ist aber sehr kostspielig. Durch das Ausstanzen der Ronden aus dem plattierten Streifenmaterial entsteht verhältnismäßig viel Abfall. Die Edelmetallauflage des Abfalles muß auf kostspielige Weise vom Basiswerkstoff wieder getrennt werden. Dadurch sind Leistung und stündlicher Ausstoß verhältnismäßig gering, da bei diesem Verfahren noch verhältnismäßig viel kostenintensive Handarbeit erforderlich ist. Mit dem Verfahren nach der Erfindung lassen sich die bestehenden Nachteile vermeiden. Bedingt durch die Verwendung von handelsüblichen Drähten ist eine wirtschaftliche Produktion gewährleistet.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine querbewegliche mit Aufnahmebohrungen für Vor- und Fertigpreßling versehene, geschlossene Leitschiene in der Weise angeordnet ist, daß es mit ihr ermöglicht wird, den Vorpreßling von der Vorstauchstation über die ringförmige Aussparung der Fertigstauchmatrize zu transportieren, wo dann der Vorpreßling auf die Fertigstauchnadel zu liegen kommt, und die Leitschiene anschliessend sofort wieder in ihre Ausgangsstellung über die ringförmige Aussparung der Vorstauchmatrize zurückkehrt,

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damit mittels Vor- und Fertigstauchstempel ein neuer Bimetallstift auf der Vorstauchseite und der zuvor von der Leitschiene quer beförderte Vorpreßling auf die Fertigstauchseite, unter gleichzeitiger Verformung des Bimetallstiftes auf der Vorstauchseite sowie des Vorpreßlings auf der Fertigstauchseite in seine Endform durch die Aufnahmebohrungen der geschlossenen Leitschiene hindurch in den vorbereiteten Aussparungen der Vor- und Fertigstauchmatrize geformt werden kann. Der geschweißte Bimetallstift wird dabei mittels eines Transportmessers in eine Aussparung einer metallischen Buchse genau zentrisch vor die rückseitige Bohrung einer Vorstauchmatrize gebracht, um anschließend in axialer Richtung mittels einer Vorschiebe- und Vorstauchnadel durch die Matrizenbohrung hindurch den Vorformungswerkzeugen zugeführt zu werden.

In der Zeichnung sind das Verfahren bzw. eine Vorrichtung nach der Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Maschine zu dem Zeitpunkt, wo sich der Bimetallstift vor der rückwärtigen Aussparung der Vorstauchmatrize befindet, teilweise im Schnitt.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Maschine, wie sie in Fig. 1 als Draufsicht gezeichnet ist, ebenfalls teilweise im Schnitt.

Fig. 3 zeigt den ersten Verfahrensschritt vom geschweißten Bimetallstift zum fertigen Aufschweißkontakt in vergrößerter Darstellung, teilweise im Schnitt.

Fig. \ zeigt den zweiten Verfahrensschritt in vergrößerter Ausführung, teilweise im Schnitt.

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Pig. 5 zeigt den dritten Verfahrensschritt in vergrößerter Darstellung, teilweise im Schnitt.

Fig. β zeigt schließlich den vierten Verfahrensschritt in vergrößerter Darstellung, teilweise im Schnitt.

Fig. 7 sind verschiedene Ausführungsformen von Vorstauchstempel in vergrößerter Darstellung abgebildet, teilweise im Schnitt.

Fig. 8 zeigt verschiedene Ausführungsformen von Aufschweißkontakten im Schnitt und Grundriß in stark vergrößerter Darstellung.

Bei dem Verfahren bzw. der Maschine oder Vorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2 wird der Draht 1 (Silber) in Pfeilrichtung "A" anteilmäßig so weit vorgeschoben, bis er mit seiner Stirnfläche den in Pfeilrichtung ¹¹B¹¹ anteilmäßig vorgeschobenen Draht 2 (Eisen) berührt. Der Draht 2 wird anschließend so weit vorgespannt, bis der notwendige Schweißdruck erreicht ist. In dieser Phase erfolgt die elektrische Stumpfschweissung in bekannter Weise über Schweißtransformator und Schweißmaschinensteuerung (nicht dargestellt).

Die beiden Abschermesser 4 und 4* oder bei sehr kurzen Drahtabschnitten nur das Messer 4 schneiden nun die beiden stumpf geschweißten Drähte 1 und 2 in der gewünschten Länge ab, wobei der Bimetallstift j5 von einer unter Druck stehenden querbeweglichen Stange 11 gehalten wird. Das als Transportmittel ausgebildete Messer 4 bringt den Bimetallstift J5 im Zusammenspiel mit der querbeweglichen Stange 11 in eine Aussparung der metallischen Buchse 5 direkt vor die umsei-.tige Bohrung der Vorstauchmatrize 6. In dieser Stellung wird der Bimetallstift j5 mittels Vorschiebe- und Vorstauehnadel 7 in Pfeilrichtung *C" über einen trichterförmigen Einlauf 12 in die Vorstauehmatrize 6 eingeführt und bis

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zu der Aussparung 6^! vorgeschoben. Hier berührt die Edelmetallseite des geschweißten Bimetallstiftes j5 die Stirnfläche des in Pfeilrichtung "D" durch die geschlossene Leitschiene 15 hindurch in die Aussparung 6' eingeführten Vorstauchstempels 8, wobei der Durchmesser des Vorstauchstempels etwas kleiner ist als der Durchmesser der Aussparung β¹. Durch die stufenlose, einen Fließpreßvorgang hervorrufende Bewegung der Vorschiebe- und Vorstauchnadel 7 in Pfeilrichtung "c" gegen den in gleicher Richtung sich bewegenden und unter starkem Federdruck zurückweichenden Vorstauchstempel 8 wird das Drahtvolumen zu einem Vorpreßling Ij5 geformt. Der Vorstauchstempel 8 kann dabei auf seiner Stirnfläche flach oder mit einer stumpfwinkeligen, gewölbten oder halbkugelförmigen Aussparung versehen sein, entsprechend den Erfordernissen und Qualitätsvorschriften in bezug auf die Auflagestärke und gleichmäßige Edelmetallverteilung über die. Oberfläche des Aufschweißkontaktes, beides in Abhängigkeit von den Fließeigenschaften der zu verarbeitenden Drähte aus Edelmetall oder deren Legierungen.

Nach Beendigung des VorStauchvorganges geht der Vorstauchstempel 8 in seine Ausgangslage zurück. Der Fertigstauchstempel 17* welcher genauso wie der Vorstauchstempel 8 durch die geschlossene Leitschiene 15 hindurchgeführt wird, gibt dem Vorpreßling Ij5 in der Fertigstauchmatrize 16 seine endgültige Form. Nur bei Beginn der ersten Verformung zum Vorpreßling Ij5 findet kein Fertigstauchvorgang statt, da sich ja kein Vorpreßling IJ> in der Fertigstauchmatrize 16 befindet (siehe Verfahrensschritt 1). Die geschlossene Leitschiene 15 bringt nun den Vorpreßling Ij5, welcher mittels Vorstauchnadel 7 in die Leitschiene 15 gehoben wurde, von der Vorstauchstation in die Fertigstauchstation, wo er auf die Fertigstauchnadel 9 zu liegen kommt (siehe Verfahrensschritt 2). Die Leitschiene 15 selbst kehrt dann sofort wieder in ihre Ausgangslage zurück.

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In der Zwischenzeit ist ein neuer Bimetallstift 3 im Zusammenspiel mit der querbeweglichen Stange 11 in eine Aussparung der metallischen Buchse 5 direkt vor die rückwärtige Bohrung der Vorstauchmatrize 6 befördert worden, um danach mittels Vorstauchnadel 7 bis zur Aussparung 6^f vorgeschoben zu werden, wo die Edelmetallseite des Bimetallstiftes 3 die Stirnfläche des in Pfeilrichtung "D" durch die geschlossene Leitschiene 15 hindurch in die Aussparung 6¹ eingeführten Vorstauchstempels 8 berührt. Die Vorformung des geschweißten Bimetallstiftes 3 zum Vorpreßling I3 kann beginnen. Gleichzeitig mit diesem Vorgang wird der auf der Fertigstauchnadel 9 liegende Vorpreßling Ij5 auf der Fertigstauchstation mittels Fertigstauchstempel I7 durch die geschlossene Leitschiene hindurch zum fertigen Aufschweißkontakt 14 geformt (siehe Verfahrensschritt 3).

Vor- und Fertigstauchstempel 8 und I7 gehen wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Gleichzeitig wirft die Fertigstauehnadel I7 den Aufschweißkontakt 14 von unten her durch die geschlossene Leitschiene 15 hindurch aus und befördert ihn in einen vorbereiteten Aufnahmebehälter. Auf der Vorstauchstation wird dabei wieder ein neuer Bimetallstift 3 in Arbeitsstellung gebracht (siehe Verfahrensschritt 4). Der Vorgang kann von Neuem beginnen. Durch diesen kontinuierlichen Arbeitsprozeß wird bei Jedem Stauchvorgang ein fertiger Aufschweißkontakt ausgestoßen und durch die gleichzeitig zur Wirkung kommenden Vor- und Fertigstauchstempel werden kurze Arbeitszeiten erreicht, welche sich positiv bei der Stundenleistung der Maschine auswirken.

Die Aufschweißkontakte nach Fig. 8 sind aus zwei Drahtstücken zusammengeschweißt und so verformt, daß ein Aufschweißkontakt entsteht mit einer Edelmetallauflage auf der Kontaktoberfläche und mit einem Unedelmetall als Träger-

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metall, wobei auf der Unterseite des AufschweiSkontaktes
keine oder eine oder auch mehrere gestaffelte Schweißwarzen für ein gutes, unlösbares Verschweißen auf Kontaktfedern- und Bändern sorgen. Die Aufschweißkontakte werden vornehmlich für Schalter und Relais in der elektronischen Industrie verwendet.

7 Patentansprüche

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Meisternstraße 4 7,547 Wildbad im Schwarzwald

Patentansprüche :

,.!Verfahren zur Herstellung von BimetalIkontakten aus Drähten verschiedenen Metalls, insbesondere von Aufschweiß kontakt en mit verhältnismäßig kurzen Drahtabschnitten, deren Kopfdurchmesser größer ist als der Durchmesser der Drähte, wobei die beiden Drähte gleichen oder ungleichen Durchmessers vorzugsweise von stark unterschiedlicher Leitfähigkeit, beispielsweise Silber und Eisen, durch elektrisches Widerstandsstumpfschweißen ohne merkliche Aufstauchung an der Verbindungsstelle verbunden und beidseits der Verbindungsstelle anteilmäßig abgeschert werden, dieser Bimetallstift dann kalt angestaucht wird, gekennzeichnet durch eine querbewegliche, mit Aufnahmebohrungen für Vor-(13) und Pertigpreßling (14) versehene, geschlossene, in solcher Weise angeordnete Leitschiene (15)> mittels der der Vorpreßling (13) von der Vorstauchstation "über die ringförmige Aussparung der Pertigstauchmatrize (l6) transportiert wird, wo der Vorpreßling (13) auf die Fertigstauchnadel (9) zu liegen kommt und die Leitschiene (I5) anschließend sofort wieder in ihre Ausgangsstellung übe'r die ringförmige Aussparung der Vorstauchmatrize (6) zurückkehrt, damit mittels Vor-(8) und Fertigstauchstempel (17) der nächste Bimetallstift (3) auf der Vorstauchseite 'und der zuvor von der Leitschiene (I5) quer beförderte Vorpreßling (13) auf die Fertigstauchseite unter gleichzeitiger Verformung des Bimetallstiftes (3) auf der Vorstauchseite und des Vorpreßlings (I3) auf der Fertigstauchseite durch die Aufnahmebohrungen der geschlossenen Leitschiene (I5) hindurch in den vorbereiteten Aussparungen der Vor-(6) und Pertigstauchmatrize (16) in seine Endform gebracht "werden kann.

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2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschweißte Bimetallstift (3) mittels eines Transportmessers (4) in eine Aussparung einer metallischen Buchse (5) genau zentrisch vor die rückseitige Bohrung einer Vorstauchmatrize (6) gebracht, anschließend in axialer Richtung mittels einer Vorschiebe- und Vorstauchnadel (7) durch die Matrizenbohrung hindurch den Vorformungswerkzeugen zugeführt wird.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrungen der Leitschiene (I5) einen etwas größeren Durchmesser aufweisen, als dem fertigen Kopfdurchmesser des Aufschweißkontaktes (14) entspricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstift (3) auf seinem Weg von der Abschneid- und Schweißstation bis vor die rückseitige Bohrung der Vorstauchrnatrize (6) mittels einer querbeweglichen Stange (11) synchron mit der Bewegung des Transportmessers (4) geführt und gleichzeitig festgeklemmt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei sehr kurzen Bimetallstiften an Stelle der beiden Abschermesser (4 und 4¹) nur das Transportmesser (4) als Abscher- und gleichzeitig"als Transportmesser zum Einsatz kommt, wobei die Abscherbreite des Transportmessers der Länge des Bimetallstiftes (3) des Aufschweißkontaktes (l4) entspricht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß durch die stufenlose, einen PließpreßVorgang hervorrufende Bewegung der Vorschiebe-

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und Vorstauchnadel (7) gegen den in gleicher Richtung bewegenden und unter" starkem Federdruck zurückweichenden Vorstauchstempel (8) das Drahtvolumen des Bimetallstiftes (5) zu einem Vorpreßling (13) geformt wird.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,daß der Durchmesser der ringförmigen Aussparung auf der Stirnseite der Matrize (16) gleichzeitig dem fertigen Durchmesser des Aufschweißkontaktes (17) entspricht und der Durchmesser des Vorstauchstempels (8) etwas kleiner ist als der Durchmesser der ringförmigen Aussparung (6), wobei die Stirnfläche des VorStauchstempels (8) je nach Auflagewerkstoff flach oder mit einer stumpfwinkeligen, gewölbten, halbkugelförmigen Aussparung (7) versehen ist.