DE3101420A1

DE3101420A1 - "kontaktstueck"

Info

Publication number: DE3101420A1
Application number: DE19813101420
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing.(grad.) 7530 Pforzheim Dihlmann; Dieter Dr.rer.nat. 7534 Birkenfeld Stöckel
Original assignee: Rau G GmbH and Co
Current assignee: Rau G GmbH and Co
Priority date: 1981-01-17
Filing date: 1981-01-17
Publication date: 1982-08-05
Also published as: GB2091142A

Description

310H20

Anmelder: G. Hau GmbH & Co., Pforzheim

Kontaktstück

Die Erfindung betrifft ein Kontaktstück für thermisch hoch beanspruchte Kontakte, bei dem ein Kontaktwerkstoff auf Silberbasis mit einem Trägerwerkstoff durch Schweißen verbunden und durch spanlose Kaltverformung als Kontaktstück geformt ist, insbesondere einen plattierten Kontaktniet.

Als Kontaktwerkstoffe für Kontaktstücke sind Edelmetalle und deren Legierungen bzw. Verbundwerkstoffe und Faserverbundwerkstoffe auf Edelmetallbasis bekannt. Eine gebräuchliche Ausführungsform eines Kontoktstücks - der plattierte Niet - besteht in einem Teil des Nietkopfes in für die Kontaktgabe ausreichender Dicke aus dem Kontaktwerkstoff, während der übrige Teil des Nietkopfes und der Schaft aus einem kostengünstigeren Trägerwerkstoff geformt sind.

Die Herstellung derartiger plattierter iliete oder Aufschweißkontakt stücke kann aus drahtförrnigem Grundmnterial durch Warmschweißverfahren oder KaJtproß-Schweißen erfolgen. Beim Warmschwei'Sen werden der Kontaktwerkstoff und der Trägerwerkstoff als drahtförmige Ausgangsmaterialien gegeneinander vorgeschoben und durch Stromdurchgang unter Druck verschweißt. Nach der Schweißung erfolgt ein Abscheren der verbundenen Drahtstücke, und dadurch entsteht ein Halbzeug, in dem die Volumenanteile von Kontaktwerkstoff und Trägerwerkstoff den gewünschten Anteilen im fertigen Kontaktstück entsprechen. Das Halbzeug wird in einer Prägestation in einer oder mehreren Stufen durch Kaltverformung als fertiger Kontaktniet oder Aufschweißkontaktstück ausgeformt. Dabei ermöglichen der vollautomatische Verfahrensablauf und die kostengünstigen drahtförmigen Ausgangshalbzeuge eine wirtschaftliche Herstellung größerer Stückzahlen.

3Ί0Η20

Bei dem ebenfalls bekannten Verfahren zur Herstellung von plattierten Kontakten durch Kaltpreßschweißen wird die Schweißverbindung dadurch erzeugt, daß die beiden drahtförmigen Ausgangswerkstoffe unter hohem Druck bis zur plastischen Verformung gegeneinander gepreßt werden. Dies führt zur Kaltverschweissung der Drahtabschnitte. Die weiteren Verfahrensschritte zur Bildung der Endform des Kontaktniets oder des Aufschweißkontaktstücks entsprechen den bereits bei der Erläuterung des Warmschweißverfahrens beschriebenen Schritten. Wegen der beim Kaltpreßschweißen notwendigen Überflächenvergrößerun an der Verbindungsfläche sind dem Niet- Kaltschweißen hinsichtlich der geometrischen Gestaltung der Nietform engere Grenzen gesetzt, als beim Warmschweißen.

Sowohl beim V/armschweißen als auch beim Kaltschweißen von Kontaktstücken, wie Niete, werden die Grenzen der Anwendbarkeit des kostengünstig durchführbaren vollautomatischen Herstellungsverfahrens durch die Duktilität der zu verbindenden Komponenten bestimmt. Bei nicht ausreichender Duktilität kann keine einwandfreie Umformung zum Endprodukt erfolgen.

Die Auswahl des Kontaktwerkstoffes wird in erster Linie durch das gewünschte Gebrauchsverhalten bestimmt.

Für thermisch höher bzw. hoch beanspruchte Kontakte sind in vielen Fällen anlauf- bzw. zunderbeständige Kontaktwerkstoffe erforderlich. Die bekannten Kontaktwerkstoffe auf Silberbasis erfüllen diese b Forderung. Die Anwendung von Kupfer als bekannter Trägerwerkstoff scheitert in diesem Falle wegen der ungenügenden Zunderfestigkeit. Werkstoffe, wie Eisen, Nickel, Monel, Neusilber u.a. sind zwar hinreichend zunderfest und daher grundsätzlich als Trägerwerkstoffe geeignet, 3ie zeigen jedoch eine geringere Duktilität, die für die erforderlichen Umformungsvorgänge zur Gestaltung des Endproduktes eines automatischen Herstellungsablaufs nicht ausreicht.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, für thermisch höher bzw. hoch beanspruchte Kontaktstücke eine Auswahl des Trägerwerkstoffes zu treffen, so daß Kontaktwerkstoff und Trägerwerkstoff in einem automatischen Herstellungsverfahren miteinander verbunden und zu einem Kontaktstück als Endprodukt, insbesondere zu einem Kontaktniet oder zu einem Aufschweißkontakt einwandfrei umgeformt werden können. Das Kennzeichnende der Erfindung ist darin zu sehen, daß zur Anpassung des Umformverhaltens des Trägerwerkstoffes an das Umformverhalten des Kontaktwerkstoffes als Trägerwerkstoff ein Faser-

Verbundwerkstoff vorgesehen ist, dessen Umformverhalten durch Auswahl der Zusammensetzung dem Umformverhalten des Kontaktwerkstoffes angepaßt ist.

Durch die Zusammensetzung des Faserverbundwerkstoffes, welche die stoffliche Auswahl der Komponenten und/ oder ihre geometrische Anordnung im Faserverbundwerkstoff betreffen kann, läßt sich ein günstiges Umformverhalten, angepaßt an das Umformverhalten des durch die Kontaktbelastung in seiner Auswahl bestimraten Kontaktwerkstoffes erreichen.

Der Kontaktwerkstoff kann dabei zweckmäßig ein Edelmetall- Verbundwerkstoff, vorzugsweise ein Faserverbundwerkstoff sein. Überraschend hat es sich gezeigt, daß günstige Ergebnisse mit Trägerwerkstoffen, beispielsweise AgNi, erreicht werden können, welche einen Nickelgehalt zwischen 50 bis 90 Gew. 1« aufweisen. Ein solcher Trägerwerkstoff ist hinreichend zunderbeständig und zeigt gegenüber reinem Nickel auch bei hohem Nickelanteil eine wesentlich höhere Duktilität, die der der üblichen Kontaktwerkstoffe entspricht.

Eine zweckmäßige Ausbildung kann vorsehen, daß als Kontaktwerkstoff ein Silber- Nickel- Faserverbundwerkstoff mit einem Nickelgehalt unterhalb von

30 Gew.# und als Trägerwerkstoff ein Silber- Nickel-Faserverbundwerkstoff mit einem Nickelgehalt von 100 minus dem Nickelgehalt des Kontaktwerkstoffes in Gew.^ vorgesehen ist. Eine erprobte Zusammensetzung für einen plattierten Kontaktni'et besteht aus einem Kontaktwerkstoff mit 20 Gew.?» Nickel und 30 Gew.# Silber und aus einem Trägerwerkstoff mit BO Gew.# Nickel, Heat Silber.

Ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung eines Kontaktstückes kann so ausgeführt werden, daß Drahtabschnitte des Kontaktwerkstoffes mit Drahtabscbnitten des als Trägerwerkstoff vorgesehenen Faserverbundwerkstoffes im Warmschweißverfahren verschweißt und anschließend zu dem Kontaktstück, insbesondere zu einem plattierten Kontaktniet, durch Kaltverformung umgeformt werden.

Ausführungsbeispiel

Als Kontaktwerkstoff wird für ein thermisch hoch belastbares Kontaktstück ein Silber- Nickel- Faserverbundwerkstoff mit einem Nickelgehalt von 20 Gew.# in Drahtform verwendet. Als Trägerwerkstoff dient ein Draht aus Silber- Nickel- Faserverbundwerkstoff mit 80 Gew.# Nickel. Die beiden Drähte im Durch-

messer von 1,0 mm werden auf einem zur Herstellung von plattierten Kontaktnieten geeigneten Automaten verarbeitet. Dabei werden die vorgeschobenen Drähte stirnseitig miteinander durch Stromübergang verschweißt. Nach dem Abscheren eines der Zusammensetzung des Kontaktnietes entsprechenden Abschnittes erfolgt in einem einstufigen Kaltformverfahren eine Umformung des Halbzeugs zu einem plattierten Kontaktniet mit einem Kopfdurchmesser von 4 mm, einer Nietkopfhöhe von 1,5 mm bei einer Auflagedicke des Kontaktwerkstoffes von 0,3 mm. Die Schaftlänge des Niets beträgt 2,5 mm.

In der Zeichnung ist ein Kontaktniet gemäß der Erfindung im vergrößertem Längsschnitt dargestellt. Kontaktwerkstoff 1 und Trägerwerkstoff 2 sind jeweils gleichartige Silber- Nickel- Faserverbundwerkstoffe, die sich hinsichtlich des Nickelgehaltes und des Silbergehaltes unte.-schei len.

Claims

Dr.-lng. Herbert Moser 3 1 O U 2

Patentanwalt 76Karl8ruhe,Now8Ckanlag016

A 370

Patentansprüche

M./Kontaktstück für thermisch hoch beanspruchte Kontakte, bei dem ein Kontaktwerkstoff auf Silberbasis mit einem Trägerwerkstoff durch Schweißen verbunden und durch spanlose Kaltverformung als Kontaktstück geformt ist, insbesondere plattierter Kontaktniet, dadurch gekennzeichnet, daß

zur Anpassung des Umformverhaltens des Träger-Werkstoffes an das Uniformverhalten des Knnt.nVt,-Werkstoffes als Trägerwerkstoff ein Faserverbundwerkstoff vorgesehen ist, dessen Umformverhalten durch Auswahl der Zusammensetzung dem Umformverhalten des Kontaktwerkstoffes angepa'H ist.
2. Kontaktstück, insbesondere Kontaktniet nach Anspruch 1,dadurch gekennseich net, datf

als Kontaktwerkstoff ein Verbundwerkstoff vorgesehen ist.
3. Kontaktstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kontaktwerkstoff ein Faserverbundwerkstoff ist.
4. Kontaktstück nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a -

durch gekennzeichnet, daß

der Trägerwerkstoff einen Nickelgehalt zwischen 50 und 90 Gew.# aufweist.
5. Kontaktstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktwerkstoff ein Silber- Nickel- Faserverbundwerkstoff mit einem Nickelgehalt unterhalb von 30 Gew.^ und als Trägerwerkstoff ein Silber-Nickel- Faserverbundwerkstoff mit einem Nickelgehalt von 100 minus dem Nickelgebalt des Kontaktwerkstoffes Gew.# vorgesehen ist.
6. Kontaktstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Kontaktwerkstoff 20 Gew.# Nickel und der Trägerwerkstoff 30 Gew.# Nickel enthält.
7. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktstückes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durc h

gekennzeichnet, daß Drahtabschnitte des Kontaktwerkstoffs mit Drahtabschnitten des als Trägerwerkstoff vorgesehenen Faserverbundwerkstoffes im Warmschweißverfahren verschweißt und anschließend zu einem Kontaktstück, insbesondere zu einem plattierten Kontaktniet durch Kaltverformung umgeformt werden.