DE3108502A1

DE3108502A1 - Elektrischer kontaktgeber und ein zur herstellung desselben geeignetes verfahren

Info

Publication number: DE3108502A1
Application number: DE19813108502
Authority: DE
Inventors: Werner-Ernst 5980 Werdohl-Eveking Berginski
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1979-11-28
Filing date: 1981-03-06
Publication date: 1982-09-30
Also published as: DE3108502C2

Description

Elektrischer Kontaktgeber und ein zur Herstellung
desselben geeignetes Verfahren Beschreibung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Kontaktgeber nach Patent 29 47 811 und auf ein dafür geeignetes FIerstellungsverfahren.
In der Elektrotechnik sind in der Regel die Stellen, an denen der elektrische Stromkreis geschlossen bzw.
unterbrochen wird, aus edlerem Metall hergestellt als der eigentliche Leiter.
Die Lebensdauer einer Kontaktstelle wird unter anderem von dem Abbrand, der Schalthäufigkeit, der Schaltgeschwindigkeit, dem Kontaktdruck, der Kontaktwerkstoffpaarung, der Bildung von Fremdschichten, der chemischen Reaktion bestimmt, wobei diese Faktoren teilweise in einer gewissen Abhängigkeit voneinander stehen und funktionell bedingt sind. Eine konstruktive Beeinflussung kann nur durch die Kontaktform, das Kontaktvolumen und durch die Anbringung des kontaktgebenden Teiles auf dem Kontaktträger erfolgen.
Die Wölbung eines Kontaktteiles hat sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen. Beim ständigen Schalten entsteht nämlich durch den Abbrand der sich berührenden Kontaktteile ein kraterförmiger Einbrand.
Bei Kontaktteilen, die aus Kontaktnieten hergestellt sind, ergibt sich gegenüber aufgeschweißten flach oder auch gewölbt ausgebildeten Kontaktscheiben ein Mehraufwand, der durch den Nietschaft bedingt ist. Aufgeschweißte Kontaktscheiben haben aber dagegen u.a. den Nachteil, daß der Kontaktträger beim Durchbrennen der Kontaktscheibe mit angegriffen wird, was zu Verunreinigungen des Kontaktes führt bzw. den Kontaktwiderstand beeinflußt.
Einseitig mit einem Lötmittel präparierte Kontaktscheiben, die auf einen ebenfalls mit einem Lötmittel präparierten Kontaktträger aufgebracht und verlötet werden, haben alle die gleichen Nachteile wie die aufgeschweißten Kontaktscheiben, denn der darunter liegende unedle Werkstoff des Kontaktträgers führt beim Durchbrennen der edlen Kontaktschicht zur Verunreinigung des Kontaktes.
Werden Kontaktscheiben hohl ausgebildet und mittels Lötmittel derart vorbehandelt, daß ihre unbeschichtete, d.h. quasi reine Kontaktedelmetall-Oberfläche als schaltende Berührungsfläche die Kontaktgabe und -trennung bewirkt, dann wird durch den Abbrand, und zwar beim Durchbrennen der Kontaktstelle, die unterhalb der Wölbung befindliche Lötmittelbeschichtung verdampfen und den Kontaktwiderstand an den quasi metallischen Berührungsstellen derart verändern, daß sich ein variabler Widerstandswert ergibt, der nachteilige Störungen verursachen kann. Außerdem wird mit -kleiner werdendem Durchmesser des Kontaktteiles diese Fertigungstechnik problematisch, weil u.a. auch die Kappilarwirkungen des Lotes un- kontrollierbare Kontaktedelmetallbenetzungen mit sich bringen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Patent 29 47 811 und ein zur Herstellung des Gegenstandes besonders geeignetes Verfahren anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Kontaktteil eine mit größer werdendem Durchmesser kontinuierlich abnehmende Wandungsdicke aufweist.
Zweckdienlich in diesem Zusammenhang ist, wenn in die konvexe Oberfläche des Kontaktteiles pulverisierte Substanzen eingepreßt werden.
In Fortführung der Erfindung ist vorgesehen, daß auf die konvexe Oberfläche des Kontaktteiles eine oder mehrere noch edlere Schicht(en) aufgetragen ist bzw. sind, wobei diese ggf. partiell und positioniert aufgebracht sein kann bzw. können.
Schließlich ist ggf. vorteilhaft, wenn auf der der mit dem Kontaktteil versehenen Seite gegenüberliegenden Seite des Kontaktträgers ein weiteres gleichartiges Kontaktteil angeqrdnet ist.
Die Herstellung eines elektrischen Kontaktgebers erfolgt vorteilhafterweise dadurch, daß durch Vorschub und ggf.
Abschnitt eines dimensionierten Drahtlängenteils oder Flächenteils die für die Ausbildung des Kontaktteiles notwendige Edelmetall-Masse bestimmt wird, daß das Kontaktteil durch bildsame Formgebung des dimensionierten Edelmetallteiles gebildet wird und daß das Kontaktteil konvex auf einer Seite des Kontaktträgers angeordnet und einem eine metallische, elektrisch leitende Verbindung gewährleistenden Prozeß unterworfen wird.
Günstig in diesem Zusammenhang ist, wenn der dimensionierte Drahtlängenteil nach der Formgebung und vor dem Abschnitt bereits mit dem Kontaktträger zumindest partiell verschweißt wird.
Anhand von mehr oder minder schematischen Darstellungen sei die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigen Fig. 1 eine als Kontaktträger ausgebildete Kontaktfeder im Schnitt und die zur Herstellung eines daran anzuordnenden Kontaktteiles erforderlichen Mittel, Fig. 2 ein mit dem Kontaktträger verschweißtes abgeschnittenes Kontaktteil, Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform eines mit dem Kontaktträger verschweißten Kontaktteiles, Fig. 4 die Ausführungsform nach Fig. 3, jedoch mit einer zusätzlichen Beschichtung.
Wie aufs den Figuren 1 und 2 hervorgeht, setzt sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes zusammen aus: Stauchen eines dimensionierten Längenanteiles eines Edelmetalldrahtes 2' mittels Stempel 6 und Gesenk 6' derart, daß dieser eine schalenförmige Gestalt 2 erhält, Verschweißen der Randzonen 3 mit dem Kontaktträger 1, Abtrennen des Edelmetalldrahtes 2' von dem Kontaktteil 2, endgültige Fertigstellung derselben, wobei die Reihenfolge nicht bindend ist.
In diesem Zusammenhang ist zudem aus Figur 1 zu entnehmen, daß der Kontaktträger 1 eine Bohrung 5 aufweist, die das Fertigungsverfahren, und zwar die schrittweise Steuerung des Vorschubs - die Positionierung des Kontaktträgers - und das Durchfahren des Formstempels 6 gestattet, um später die konkave Formgebung des Kontaktteiles 2 unter Heranziehung des Gesenks 6' durchführen zu können.
Weiterhin wird dadurch sichergestellt, daß beim Durchbrennen des Kontaktteiles 2 infolge Kontaktgabe und -trennung der darunter befindliche Kontaktträger 1 nicht angegriffen wird.
In den Fertigungsablauf ist das zur Befestigung herangezogene Schweißverfahren integriert und beeinflußt die Taktzeit nicht negativ. Die aufgrund der durch das Schweißverfahren sich ergebenden Erwärmung oder Erhitzung von Gefügeanteileninnerhalb des schalenförmigen Kontaktteiles 3 möglichen Veränderungen erfahren durch eine mechanische Nachbehandlung der Wölbung - außen und innen --eine Orientierung und Verdichtung sowie eine durch Kaltverformung bedingte Steigerung der Härte und somit eine Verbesserung des Engewiderstandes.
Auch ist es möglich, in die Außenfläche der Wölbung durch einen mechanischen Nacharbeitungsprozeß, im Fertigungstakt pulverisierte Partikel einzupressen, welche dem späteren Abbrandverhalten entgegenwirken und die Lichtbogenfestigkeit steigern, d.h. mit weiteren Parametern die Lebensdauer sowie die Konstanz des Engewiderstandes der Kontaktberührungsfläche verbessern.
Um bei Schleifkontakten einen Ausgleich der Kontakthöhenverringerung in weitgehend linearer Form von der Schalthäufigkeit sicherzustellen, ist insbesondere die nach dem Durchbrennen des Scheitelbereichs der Kontaktstelle verbleibende Kreisringkontaktfläche mit zunehmendem Durchmesser in seiner Wanddickenausbildung zu vermindern, was im Prinzip in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist.
Gemäß Figur 4 ist das Kontaktteil 3 partiell noch mit einer Schicht aus einem gegenüber dem Grundwerkstoff edlerem Material versehen, was die Kontakteigenschaften noch verbessert.

Claims

Elektrischer Kontaktgeber und ein zur Herstellung desselben geeignetes Verfahren PatentansprüChe Elektrischer Kontaktgeber, im wesentlichen bestehend aus einem mit einer Ausnehmung versehenen Kontaktträger und einem der Ausnehmung zugeordneten Edelmetall-Kontaktteil, wobei das auf dem Kontaktträger im Bereich der Berührungszonen eigenständig befestigte Kontaktteil etwa die Form eines Kugelschalenabschnitts aufweist, nach Patent 29 47 811, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Kontaktteil (2) eine mit größer werdendem Durchmesser kontinuierlich abnehmende Wandungsdicke aufweist 2. Elektrischer Kontaktgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die konvexe Oberfläche des Kontaktteiles (2) pulverisierte Substanzen eingepreßt sind.
3. Elektrischer Kontaktgeber nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die konvexe Oberfläche des Kontaktteiles (2) eine oder mehrere noch edlere Schicht(en) (7) aufgetragen ist bzw. sind.
4. Elektrischer Kontaktgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die edlere(n) Schicht(en) (7) auf der konvexen Oberfläche des Kontaktteiles (2) partiell und positioniert aufgetragen ist bzw. sind.
5. Elektrischer Kontaktgeber nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der mit dem Kontaktteil (2) versehenen Seite gegenüberliegenden Seite des Kontaktträgers (1) ein weiteres gleichartiges Kontaktteil angeordnet ist.
6. Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen aus einem mit einer Ausnehmung versehenen Kontaktträger und einem der Ausnehmung zugeordneten Edelmetall-Kontaktteil bestehenden elektrischen Kontaktgebers, wobei das auf dem Kontaktträger im Bereich der Berührungszonen eigenständig befestigte Kontaktteil etwa die Form eines Kugelschalenabschnitts aufweist, nach Patent 29 47 811, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch Vorschub und gegebenenfalls Abschnitt eines dimensionierten Drahtlängenteiles (2') oder Flächenteiles, die für die Ausbildung des Kontaktteiles (2) notwendige Edelmetall-Masse bestimmt wird, daß das Kontaktteil (2) durch bild-same Formgebung des dimensionierten Edelmetallteiles gebildet wird und daß das Kontaktteil (2) konvex auf einer Seite des Kontaktträgers (1) angeordnet und einem. eine metallische, elektrisch gut leitende Verbindung gewährleistenden Prozeß unterworfen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dimensionierte Drahtlängenteil (2') nach Formgebung und vor dem Abschnitt bereits mit dem Kontaktträger (1) zumindest partiell verschweißt wird.