DE3237980A1 - Miniaturisierter elektrischer kontakt und schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen miniaturisierten elektrischen Kontakt und einen miniaturisierten Schalter.

Herkömmliche elektrische Kontakte sind entweder buckelgeschweißte Kontakte oder nietenförmige äpreizverankerte Kontakte. Die erstgenannten Kontakte führen insofern zu Problemen, daß die Verbindungsfläche zwischen dem Kontaktmaterial und dem Basismaterial (d.h. der Querschnittsfläche des geschweißten Teils) klein ist und daß manchmal eine fehlerhafte Schweißung auftritt. Die zweitgenannten Kontakte weisen Probleme hinsichtlich der Leistungsfähigkeit bzw. der Wirtschaftlichkeit auf, da in Nietengestalt geformte Kontakte einzeln in das Basismaterial eingesetzt und in diesem spreizverankert werden.

Es wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von Kontakten durch Pressen vorgeschlagen, das in der japanischen Patentveröffentlichung 55-24365 beschrieben ist. Bei diesem Verfahren wird eine kontinuierliche Formpresse verwendet, welche gleichzeitig eine Anzahl von Arbeitsgängen ausführen kann; dabei wird ein Loch in eine Bahnplatte eines Basismaterials gestanzt, dann das das Loch umgebende Basismaterial angehoben, ein Stück von einer runden Stange aus Kontaktmaterial seitlich abgeschnitten, das vertikal nach unten in eine Position schräg oberhalb des Loches zugeführt wird, dann vertikal das Stück des Kontaktmaterials in das Loch eingeführt und das Kontaktmaterial in dem Loch spreizverankert, wonach das Basismaterial zerschnitten wird, um einzelne Kontakte zu erzeugen. Ferner wurde ein Verfahren für die Massenproduktion von rechteckigen Kontakten vorgeschlagen, bei dem ein rechteckiges Kontaktmaterial für Kontakte einer kontinuierlichen Formpresse horizontal zugeführt wird, das Ende durch Stanzen abgeschert wird, und gleichzeitig aufeinanderfolgend abgeschertes Material in die gestanzten rechteckigen Löcher eingeführt und spreizverankert

wird, und schließlich die einzelnen Kontakte abgeschnitten werden.

Diese spreizverankerten bzw. aufgespreizten oder verstemmten Kontakte, die in einer Presse hergestellt werden, beseitigen die Probleme der vorstehend erwähnten geschweißten Kontakte und der nietenförmigen Kontakte und erfreuen sich eines guten Rufs als Kontakte hoher Leistung mit ausgezeichneter Leitfähigkeit und Wärmeübertragungseigenschaft zwischen dem Kontakt und der Basis. Die Erfindung beruht auf dem letztgenannten der beiden vorgeschlagenen Verfahren.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die spreizverankerten Kontakte bei der Miniaturisierung von Kontakten im wesentlichen vorteilhaft sind. Bei der Herstellung der vorstehend erwähnten buckelgeschweißten oder nietenförmigen spreizverankerten Kontakte war es bisher unmöglich, die Kontakte klein genug zu machen, um die Anforderungen des Kunden hinsichtlich der Herstellung zu erfüllen. Spreizverankerte Kontakte können jedoch unabhängig von der Größe ohne Schwierigkeiten hergestellt werden.

Der Hauptgrund dafür, daß herkömmliche Kontakte in größeren Bauformen als notwendig hergestellt werden müssen, besteht darin, daß die Kontakte ihre Temperatur aufgrund der elektrischen Widerstandswärme und von Hitze aus momentanen elektrischen Lichtbogen erhöhen. Wenn die Kontakte klein sind, neigen sie zur Erhöhung ihrer Temperatur, da sie eine kleine Wärmekapazität haben, und da ihre Oberflächenbereiche, durch welche Wärme an die Basis oder an die Atmosphäre abgegeben wird, klein sind, so daß ihre Temperatur "größer und größer wird.

Aus den vorstehend erläuterten Gründen wurde die Baugröße von Kontakten bisher so groß gemacht, daß ihre Oberfläche mehr als zehn Mal so groß war, wie die tatsächliche Kontaktfläche.

Andererseits wurden kleine Schalter hoher Kapazität verlangt, bei denen ein Hauptstrom ohne Verwendung eines Relais fließen konnte, und zwar durch Verwirklichung von miniaturisierten und vereinfachten Steuervorrichtungen. Zur Erfüllung dieser Forderung wurden kürzlich ultraminiaturisierte Schalter mit einer Größe von Bohnen entwickelt, die eine Wechselstrombelastbarkeit von 125 Volt und 7 Ampere aufweisen und die nun handelsüblich auf dem Markt verfügbar sind.

Bei diesen kleinen Schaltern hoher Leistung sind Teile von den Kontakten bis zu den Anschlüssen ganz aus Silber geformt. Allgemein ist nur der Kontakt aus Silber hergestellt und die Leiter und die Anschlüsse bestehen aus Messing bzw. Bronze und sind mit dem Kontakt verbunden. Der vollständig aus Silber hergestellte Schalter ist sehr teuer im Vergleich mit herkömmlichen Schaltern und ist in Raumfahrteinrichtungen und für Militär- und andere Spezialzwecke zum Einsatz gelangt.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen elektrischen Kontakt und einen Schalter zu schaffen, die dadurch miniaturisiert sind, daß der Durchmesser eines leitenden Elements vermindert ist, während die Menge eines verwendeten, kostspieligen Kontaktmaterials auf ein Minimum gebracht ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einem Konstrukteur von Kontakten und Schaltern die Tatsache zur Kenntnis zu bringen, daß ohne Verwendung einer großen Menge teuren Kontaktmaterials zum Zwecke der Erhöhung der Wärmekapazität eines Kontakts selbst, es möglich ist, Kontakte einer Größe zu erhalten, die der tatsächlichen Kontaktfläche nahe kommt, und zwar durch Verwendung einer Basis mit guter Wärmeleitfähigkeit und durch Spreizverankern einer kleinen Menge von Kontaktmaterial in einem Loch der Basis.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Schalter zu schaffen, dessen Leistung im wesentlichen gleich derjenigen des vorstehend erwähnten herkömmlichen kleinen Schalters hoher Leistung ist, der vollständig aus Edelmetall wie Silber hergestellt ist, und zwar unter Verwendung derjenigen Menge von Edelmetall, wie sie bei gewöhnlichen Schaltern verwendet wird.

Zur Erreichung der vorstehend erläuterten Ziele wird gemäß der Erfindung ein Kontakt für einen Schalter geschaffen, der dadurch erhalten wird, daß nacheinander ein langes Kontaktmaterial in Stücke zerschnitten wird, dann die Stücke in Löcher eingesetzt und spreizverankert werden, die nacheinander in einer Bahnplatte aus Basismaterial gestanzt wurden, wonach das Basismaterial zerschnitten wird, um einen einzelnen Kontakt zu erzeugen, so daß ein miniaturisierter elektrischer Kontakt gebildet wird. Kennzeichnend ist dabei, daß die Bahnplatte aus Basismaterial aus einer Kupferlegierung geformt wird, in welcher Eisenphosphid kristallisiert ist, und die eine chemische Zusammensetzung von 0,025-0,040 % Phosphor, 0,05 - 0,15 % Eisen und 99,80 oder mehr Prozent Kupfer aufweist, und daß seine Kontaktoberfläche die kleinste Abmessung im praktischen Gebrauch aufweist, insofern keine Gefahr besteht, daß der tatsächliche Kontaktbereich eines damit zusammenpassenden Kontakts aus der Oberfläche des Kontakts herausfällt.

Durch die Erfindung wird überdies ein Schalter kleiner Größe und hoher Leistung geschaffen, der sich dadurch auszeichnet, daß jeder der Leiter einschließlich der Kontaktsubstrate und der Anschlüsse ein Gegenstand ist, der ausgestanzt und aus. einer Platte aus Kupferlegierung erhalten wurde, die eine Standardzusammensetzung von 0,10 % Eisen, 0,034 % Phosphor und als Rest Kupfer umfaßt, wobei Eisenphosphid darin kristallisiert ist, und wobei ein Kon-

taktmaterial wie Silber, Gold oder ähnliches auf das Kontaktsubstrat zur Bildung eines Kontakts aufplattiert oder darin spreizverankert ist.

Durch die Erfindung wird also die auf dem Fachgebiet weitverbreitete Fehleinschätzung beseitigt, daß Kontakte eine Oberfläche haben müssen, die mehr als zehn Mal so groß ist wie die tatsächliche Kontaktfläche; durch die Erfindung wird also die Lehre gegeben, daß es ausreicht, wenn die Kontaktfläche eines Kontaktes der Fläche entspricht, die für die Anlegung von Elektrizität erforderlich ist. Kontakte mit beträchtlich kleiner Größe, deren Herstellung nach dem Stand der Technik durch Verfahren zur Herstellung von geschweißten Kontakten und nietenförmigen Kontakten unmöglich war, können gemäß der Erfindung leicht hergestellt werden. Da das Kontaktmaterial· in das Loch in dem Basismaterial aus einer Kupferlegierung, in welcher Eisenphosphid kristallisiert ist, und das eine Wärmeübertragungseigenschaft aufweist, die gleich oder größer ist als die von Silber, spreizverankert ist, werden durch die Erfindung, obgleich der Kontakt miniaturisiert ist, Kontakte mit höherer Leistung als die herkömmlicher Kontakte geschaffen, ferner wird eine Produktivität gewährleistet, die ebenso hoch ist wie die des Standes der Technik, und es wird ermöglicht, die Menge des zu verwendenden Edelmetalls beträchtlich zu vermindern; ferner trägt die Erfindung zur Miniaturisierung von Schaltern bei.

Ferner hat die Erfindung mit der ebenfalls weitverbreiteten Fehleinschätzung aufgeräumt, daß Teile einschließlich der Kontakte und Anschlüsse aus einem Kontaktmaterial hergestellt werden müssen, das im wesentlichen aus Edelmetall, wie Silber besteht, um miniaturisierte Schalter hoher Leistung zu erzielen.

Durch die Erfindung ist es möglich, anstelle eines Schalters kleiner Größe und hoher Leistung, der vollständig aus Silber hergestellt ist, einen Schalter herzustellen, der im wesentlichen aus einer Kupferlegierung besteht, die zwar hinsichtlich der Korrosionseigenschaften unterlegen ist, jedoch bezüglich der Wärmeleitfähigkeit, der Festigkeit und der spezifischen Wärme gegenüber Silber überlegen ist, und ohne Verschlechterung der Leistung des Schalters.

Da der Kontakt lediglich durch Aufplattieren eines Kontaktmaterials, wie Silber, oder durch Spreizverankern des Materials an einer gegebenen Stelle der Kupferlegierung gebildet wird, wird die verwendete Silbermenge beträchtlich vermindert im Vergleich zu herkömmlichen Schaltern, die vollständig aus Silber hergestellt werden. Da überdies die· Platte der Kupferlegierung mit den vorstehend erwähnten Kristallen, die eine hohe Härte zeigt, in geeigneter Weise der Pressenverarbeitung unterzogen wird, und da ein leitendes Element ein gestanzter Gegenstand ist, erfreut sich die Erfindung einer erheblich vergrößerten Produktivität und einer guten Qualitätssteuerung im Vergleich zum Stande der Technik, insbesondere im Vergleich zu Gegenständen, die vollständig aus Silber hergestellt sind, in dem Silberstäbe einem Schneid- und Biegevorgang unterzogen werden. Überdies wird ein abgeschnittenes Stück des Kontaktmaterials auf einen frischen Abschnitt des gestanzten leitenden Elementes aufplattiert oder in diesem spreizverankert, so daß erfindungsgemäß eine hohe Wärmeübertragungsfähigkeit an der Grenze zwischen dem Kontaktstück und dem leitenden Element erzielt wird, und die Ausbreitung der erzeugten Wärme nicht schlechter ist als bei einem vollständig aus Silber hergestellten Gegenstand.

unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten werden also durch die Erfindung ausgezeichnete Wirkungen er-

zielt, da die erfindungsgemäßen Schalter den kleinen Schaltern hoher Leistung, die völlig aus Silber hergestellt sind, gleich oder überlegen sind und für allgemeine Steuervorrichtungen verwendet werden können.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines herkömmlichen

geschweißten Kontakts?

Fig. 2 eine Schnittansicht eines herkömmlichen

nietenförmigen Kontakts;

Fig. 3 bis 5 erläuternde Schnittansichten wesentlicher

Teile, wobei drei Herstellungsschritte von erfindungsgemäßen spreizverankerten Kontakten dargestellt sind;

Fig. 6 eine Draufsicht einer Bahnplatte eines

Basismaterials, das innerhalb der kontinuierlich arbeitenden Formpresse vorgeschoben wird;

Fig. 7 und 8 einen Fall, bei dem ein rechteckiger Kontakt in der kontinuierlich arbeitenden Formpresse hergestellt wird, wobei die Fig. 7 eine Seitenschnittansicht einer Vorrichtung zum Schneiden eines Streifens aus Kontaktmaterial in Stücke und zum Einsetzen der Stücke in Löcher in dem Basismaterial darstellt und die Fig. 8 eine Draufsicht des Kontaktmaterials und des Basismaterials, die einer Formpresse zugeführt worden sind;

Pig. 9 eine Seitenansicht des Zustandes des

Kontakts zwischen einem herkömmlichen spreizverankerten Kontakt und einem dazupassenden Kontakt;

Fig. 10 und 11 Draufsichten, die jeweils den Kontaktzustand zwischen herkömmlichen Kontakten zeigen, wobei die Fig. 10 einen rechteckigen Kontakt und die Fig. 11 einen kreisförmigen Kontakt darstellen;

Fig. 12 eine Draufsicht einer Ausführungsform

eines erfindungsgemäßen Kontakts, der dem Stand der Technik der Fig. 10 entspricht;

Fig. 13 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontaktes, der dem Stand der Technik der Fig. 11 entspricht;

Fig. 14 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen

Kontakts;

Fig. 15 eine Schnittansicht einer Ausführungsform

eines Schalters gemäß der Erfindung;

Fig. 16 eine Seitenansicht des Schalters der Fig. 15;

und

Fig. 17 eine erläuternde Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Schalters.

Nachstehend wird zuerst vor der Erläuterung der Erfindung der Aufbau von herkömmlichen Kontakten kurz erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen geschweißten Kontakt, bei dem auf der unteren Oberfläche eines Kontaktmaterials 1 ein Vorsprung vorgeformt ist und der Vorsprung auf eine Basis 2 nach unten gedrückt wird und gleichzeitig zur Bildung eines Buckelschweißteils 3 elektrische Energie zugeführt wird. In diesem Fall weist der geschweißte Teil eine kleine Querschnittsfläche auf und es ist schwierig, Gegenstände mit schlecht geschweißten Teilen zu entdecken.

Die Fig. 2 zeigt eine Gestaltung, bei der ein nietenförmiges Kontaktmaterial in ein Loch einer Basis 2 eingepaßt und spreizverankert bzw. aufgespreizt oder verstemmt wird. In diesem Fall ist eine mühsame Arbeit zur einzelnen Formung von Kontakten in Nietengestalt und zur Einpassung des Kontakts in ein Loch der Basis vor dem Spreizverankern erforderlich.

Bei spreizverankerten erfindungemäßen Kontakten werden Kontakte 10, 10" und 10a fest in die Löcher einer Basis 12 gepreßt, wie in den Fig. 5, 9 und 14 dargestellt. Dementsprechend ist die Verbindungsfläche zwischen dem Kontakt und der Basis groß und die Leitungseigenschaften für Elektrizität und Wärme des Verbxndungsabschnittes dazwischen sind im wesentlichen gleich denen einer metallurgischen Verbindung. Es kann daher angenommen werden, daß der Kontakt und die Basis hinsichtlich der Wärmeübertragung einstückig bzw. integral gemacht wurden.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen ein Verfahren zur Herstellung von spreizverankerten Kontakten gemäß der vorstehend erwähnten japanischen Patentveröffentlichung. Wenn eine Streifenplatte 12 einer Basis horizontal, wie in der Fig. 6 gezeigt, einer Pressenmaschine (nicht gezeigt) zugeführt wird, die obere und untere Formstücke aufweist, welche gleichzeitig eine Anzahl von Vorgängen ausführen können, und ein langes Kon-

taktmaterial (Silberdraht) vertikal zugeführt wird, werden Kontaktprodukte 10, die am rechten Ende der Fig. 6 gezeigt sind, erhalten. Zuerst werden Löcher 13 in die Streifenplatte der Basis 12 gestanzt, dann Teile um die Löcher herum vorspringend angehoben, wie in der Fig. 3 gezeigt, und schließlich ein langes Kontaktmaterial 14, das vertikal schräg und die Löcher hinauf abgesenkt wurde, wie in der Fig. 4 gezeigt, seitlich in vorbestimmte Längen geschnitten; die geschnittenen Stücke werden in die Löcher 13 eingesetzt und wie in der Fig.,5 gezeigt, spreizverankert, und es werden falls erforderlich Nuten in den Oberflächen der Kontakte geformt, um geschnittene Produkte zu liefern.

Es wurden zwar kreisförmige Kontakte dargestellt, jedoch wurde bereits ein neues Verfahren, wie in den Fig. 7 und gezeigt, entwickelt, bei dem spreizverankerte rechteckige Kontakte geformt werden. Bei diesem Verfahren wird eine Streifenplatte 12 aus einer Basis horizontal der Preßmaschine zugeführt und ein langes Kontaktmaterial 14' wird ebenfalls horizontal in einer, einer in der Fig. 6 gezeigten Weise ähnlichen Weise zugeführt, und das zugeführte Material 14' wird an seinem äußersten Ende mittels einer Stanze 15 abgeschert und gleichzeitig nacheinander in gestanzte rechteckige Löcher 13' eingesetzt und spreizverankert.

Die erzeugten kreisförmigen und rechteckigen aufgespreizten Kontakte weisen keine der Nachteile von geschweißten Kontakten und nietenförmigen Kontakten des Standes der Technik auf und haben elektrisch und thermisch eine hohe Leistung und eignen sich für die Massenproduktion. Es bleiben jedoch die Probleme hinsichtlich der Einsparung der teueren Kontaktmaterialien und der Miniaturisierung von Kontakten und Schaltern, deren Beseitigung das Hauptziel der Erfindung darstellt.

Durch die Erfindung wird eine separate Gegenmaßnahme angegeben, um dem Problem eines Temperaturanstiegs zu begegnen, und zwar aus dem Gesichtspunkt heraus, daß die Kontakte grundsätzlich ausreichen werden, wenn sie eine Kontaktfläche aufweisen, die bei der Anwendung von Elektrizität erforderlich ist. Folglich wurde gefunden, daß das Problem des Temperaturanstiegs gelöst werden kann, wenn der Kontakt und die Basis integral bzw. einstückig oder fest zusammenhaltend geformt werden und für die Basis ein Material ausgewählt wird, dessen thermische Eigenschaften gleich denen des Kontakts sind.

Es wurde sichergestellt, daß der spreizverankerte Kontakt eine Wärmeübertragungsfähigkeit aufweist, die sehr nahe an diejenige eines Falles heranreicht, bei dem ein Kontakt und eine Basis integral geformt werden, und daß eine Kupferlegierung, in die Eisenphosphid eingebracht wurde, als Material einer Basis eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die gleich oder höher ist als die von Silber oder einer Silberlegierung für Kontakte. Die Erfindung beruht also auf der Erkenntnis des Erfinders, daß der Kontakt ausreichend ist, wenn er eine Fläche aufweist, die einem tatsächlichen Kontaktbereich entspricht bzw. mit diesem übereinstimmt.

Kurz gesagt, besteht der erfindungsgemäße Kontakt aus einem Kontakt für einen Schalter, in welchem ein Kontaktstreifenelement nacheinander geschnitten und in Löcher eingesetzt und spreizverankert wird, die in einer Bahnplatte einer Basis aufeinanderfolgend gestanzt sind, wonach die Bahnplatte einer Basis geschnitten wird, um einzelne Kontakte zu erzeugen, wodurch ein kleinster elektrischer Kontakt gebildet wird. Charakteristisch ist, daß die Bahnplatte einer Basis aus einer Kupferlegierung geformt ist, die eine chemische Zusammensetzung von 0,025 - 0,040 % Phosphor, 0,05 bis 0,15 % Eisen und 99,80 % oder mehr Kupfer auf-

weist, wobei Eisenphosphid eingelagert ist, und daß ihre Kontaktfläche die kleinste Abmessung bei der praktischen Anwendung innerhalb des Bereichs hat, so daß im Gebrauch der Kontaktbereich eines dazupassenden Kontaktes innerhalb der Kontaktfläche belegt ist.

Die Fig. 9 zeigt einen spreizverankerten bzw. verstemmten Kontakt 10' und eine Basis 12 im Querschnitt, die in der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Weise hergestellt sind, sowie einen dazupassenden Kontakt 20 und dessen Basis 21.

In diesem Fall wird ein beschichtetes Material für den Kontakt 10' verwendet und nur eine Oberflächenschicht ist aus einer Silberlegierung geformt und eine untere Schicht aus einer Kupferlegierung. Der dazupassende Kontakt 20 weist •eine sphärische Oberfläche auf seiner bewegbaren Seite auf.

Ein tatsächlicher Kontaktbereich zwischen den Kontakten und 10' ist bei "A" in den Fig. 9 und 10 gezeigt. Die Fläche des Bereiches "A" beim anfänglichen Gebrauch ist unterschiedlich von der im benutzten bzw. abgenutzten Zustand, jedoch ist die Bedingung bzw. der Zustand in dem die Kontakte in geeigneter Weise in Paßkontakt miteinander gelangen als Standardzustand zu betrachten.

Die Fig. 10 ist eine Draufsicht eines kreisförmigen Kontaktes 10 der Fig. 5 und zeigt einen tatsächlichen Kontaktbereich "A", wenn der Kontakt 10 in Kontakt mit einem dazupassenden Kontakt 20 der Fig. 9 tritt. Kleine durch die gestrichelten Linien bezeichnete Kreise an beiden Seiten des tatsächlichen Kontaktbereichs "A" der Fig. 10 und 11 zeigen den Veränderungsbereich der Kontaktposition, der sich aus fehlerhafter Herstellung und fehlerhaftem Zusammenbau eines Teils zur Halterung eines dazupassenden (beweglichen) Kontakts 20 ergibt.

Sowohl ein herkömmlicher kreisförmiger Kontakt 10 als auch ein rechteckiger Kontakt 10" weist eine Oberfläche auf, die mehr als zehn Mal so groß ist wie die Fläche eines tatsächlichen Kontaktbereichs "A". Andererseits ist eine Ausführungsform gemäß der Erfindung in den Fig. 12 bis 14 dargestellt.

In der Fig. 12 umfaßt ein regelmäßiges Quadrat eines Kontakts 10", wie in der Fig. 10 gezeigt, einen Kontakt 10a der kleinsten Abmessung im Veränderungsbereich des tatsächlichen Kontaktbereichs "A". Ein Kontakt 10b der Fig. wird in gleicher Weise dadurch erhalten, daß der Kontakt der Fig. 11 so klein wie möglich reduziert wird, wobei eine Seitenansicht dieses Kontakts in der Fig. 14 gezeigt ist.

Es ist anzumerken, daß dann, wenn der Veränderungsbereich der tatsächlichen Kontaktoberfläche "A" auf eine Richtung begrenzt ist, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, die Oberfläche eines Kontaktes weiter dadurch vermindert wird, daß ein Rechteck anstelle eines regelmäßigen Quadrates oder eine Ellipse anstelle eines Kreises verwendet wird. Dies hat jedoch eine Beziehung nicht nur zur Richtung der Veränderung, sondern auch zur Richtung der verwendeten Basis. Es wird daher normalerweise angenommen, daß die kleinste Abmessung dadurch erzeugt wird, daß ein regelmäßiges Quadrat oder ein Kreis zum Einsatz bei beliebigen Anwendungen gebildet wird.

Wenn die Herstellungsgenauigkeit des Schalters verbessert wird, wird das Maß der Veränderung der Position des tatsächlichen Kontaktbereiches des Kontakts kleiner und die Kontaktoberfläche wird dementsprechend ebenfalls kleiner gemacht. Wenn man beispielsweise annimmt, daß der Oberflächendurchmesser des herkömmlichen Kontakts 10 in der Fig. 11 4 mm beträgt und der Durchmesser des tatsächlichen

Kontaktbereichs "A" 1 mm, dann wird seine Positionsveränderung 0,5 mm an einer Seite. Der in der Fig. 13 gezeigte erfindungsgemäße Kontakt 10b weist einen Durchmesser von 2 mm auf, und wenn die Positionsveränderung 0,25 mm an einer Seite als Ergebnis der Genauigkeitsverbesserung beträgt, dann kann der Durchmesser des Kontakts 10b auf 1,5 mm vermindert werden. Unter den gegenwärtigen Umständen wird jedoch angeregt, daß die Länge der Kontaktoberfläche auf das Zweifache des tatsächlichen Kontaktbereiches begrenzt wird und seine Fläche auf das Vierfache oder weniger.

Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Anzahl von Nuten in der Oberfläche des Kontakts 10 geformt sind. In diesem Fall ist die Kontaktoberfläche passend zur Gestalt des dazupassenden bzw. zugehörigen Kontakts geformt und die tatsächliche Kontaktfläche wird, genau gesprochen, der Gesamtheit der Teile entsprechen, die zwischen den Nuten hervorragen. Wenn jedoch die Kontaktoberfläche, an welche die Erfindung angewendet wird, ähnliche Nuten aufweist, kann die miniaturisierte Abmessung gemäß der Erfindung erzielt werden.

Da Kupferlegierungen mit eingelagertem Eisenphosphid, die für eine Basis eines erfindungsgemäßen Kontakts verwendbar sind, handelsüblich sind, kann ohne weiteres eine Bahnplatte einer Basis gewünschter Abmessungen erhalten werden. Dieses Material kann mit einer Presse einfach verarbeitet werden, weist Wärmeübertragungseigenschaften auf, die äquivalent denen von Silber sind und hat eine gute Hitzebeständigkeit. Der Preis ist etwas höher als für Messing bzw. Bronze bei einer herkömmlichen Basis. Da die Kupferlegierung hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit derjenigen von Messing bzw. Bronze ziemlich überlegen ist, kann die Breite der Basis kleiner gemacht werden als beim Stand

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der Technik, wie durch die strichpunktierten Linien in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist. Gemäß der Erfindung kann daher der Herstellungspreis dadurch vermindert werden, daß ein aus Silberlegierung geformter Xontakt miniaturisiert wird, und die Gesamtheit kann dadurch miniaturisiert werden, daß die Basis kleiner gemacht wird.

Die Gestalt der erfindungsgemäßen Kontakte ändert sich mit dem Anwendungszweck und deshalb werden Kontakte in Nietenform geformt, wenn sie, wie in der Fig. 5 gezeigt, spreizverankert werden, und flach bzw. eben innerhalb der Basis aufgenommen, wie in der Fig. 9 gezeigt. Andere Formen, wie ein Kreis, ein Quadrat bzw. Rechteck usw. können dadurch erhalten werden, daß die Konstruktionsbedingungen darauf eingestellt werden. Dies gilt ebenfalls für die Basis.

Nachfolgend wird nun der erfindungsgemäße miniaturisierte Schalter beschrieben.

Die Fig. 15 und 16 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Erfindung auf einen Schalter der gleichen Art angewendet ist, wie die eines herkömmlichen Schalters, der aus Silber geformt ist.

Das Bezugszeichen 101 bezeichnet einen gemeinsamen Anschluß, 102 und 103 feste Kontaktanschlüsse, 104 eine reversible Flachfeder, 105 einen normalerweise geschlossenen Kontakt, 106 einen normalerweise offenen Kontakt, 107 einen beweglichen Kontakt, 108, 109 und 110 Kontaktsubstrate (Basis), 111 einen Druckknopf und 112 ein isolierendes Gehäuse.

Die Kontakte 105 und 106 sind anders als die existierenden Kontakte, wie sie bei herkömmlichen Schaltern kleiner Größe ersichtlich sind, dadurch ausgezeichnet, daß Metallstücke für die Kontakte auf Kontaktoberflächen spreizver-

ankert sind, welche die entgegengesetzten Oberflächen der feststehenden Kontaktsubstrate 109 und 110 sind. Wenn die existrierenden Kontakte, d.h. Buckelschweißkontakte oder nietenförmige Kontakte verwendet werden, ist es schwierig, die Kontakte zu montieren, und wegen der Notwendigkeit die Kontakte selbst vorzuformen, Kontakte von beträchtlich kleiner Größe zu erzielen.

Wie vorstehend erwähnt, sind die herkömmlichen Schalter hoher Leistung und kleiner Größe vollständig aus Silber hergestellt, da Teile bis zu den Anschlüssen eine Verlängerung des Kontaktes darstellen und aus dem gleichen Material wie der Kontakt geformt sind, so daß sich keine Probleme bei der Verbindung ergeben. Erfindungsgemäß ist jedoch der Kontakt aus einem Material hergestellt, das von dem des elektrischleitenden Elementes unterschiedlich ist, so daß eine Untersuchung des Verfahrens zur Verbindung erforderlich war, um die Integration zwischen diesen Teilen herbeizuführen.

Zur Schaffung einer vollständigen Integration, ist eine metallurgische Verbindung, beispielsweise Verschweißung, erforderlich, es ist jedoch technisch schwierig, eine derartige Verbindung für die vollständige Integration anzuwenden. Aus diesem Grunde wurde die Spreizverankerung oder Plattierung, die der metallurgischen Verbindung am nächsten kommt, herangezogen. Die als Kontaktsubstrat verwendete Kupferlegierung ist zur Plattierung geeignet. Das Kontaktsubstrat kann mit Gold plattiert werden, wobei Nickel als Unterbeschichtung verwendet wird. Die Beschichtung durch Plattierung ist jedoch dahingehend nachteilig, daß unnötige Teile, die nicht die Kontaktfläche sind, der Plattierung ausgesetzt werden, und daß eine aufgeschichtete Lage dünn ist.

Es gibt jedoch ein Verfahren der Spreizverankerung bzw. Verstemmung eines abgeschnittenen Stückes aus Kontaktma-

terial auf einer Kontaktoberfläche, das ein Verbindungsverfahren darstellt, welches frei von den vorstehend erläuterten Nachteilen ist. Ein Beispiel ist in den Fig. und 17 gezeigt. Dieses umfaßt eine Anwendung des Verfahrens zur Herstellung eines Mikroschalters (japanische Patentveröffentlichung 56-891), das von dem Erfinder der vorliegenden Anmeldung entwickelt wurde. Bei dem Verfahren werden trommeiförmige Löcher 114 in eine Bahnplatte 113 aus einer Kupferlegierung gestanzt, dann ein Kontaktmaterial (Silberstange) in eine vorbestimmte Gestalt gestanzt, dann das Kontaktmaterial in das Loch 114 gepreßt, unnötige Teile entfernt, die leitenden Elemente 101, 102, 103 gestanzt, die mit einem Verbindungselement 115 verbunden sind, dann diese Teile an einem Harzgehäuse 112 befestigt und schließlich das Verbindungselement 115 abgeschnitten.

Gemäß diesem Verfahren können die geschnittenen Stücke des Kontaktmaterials sicher spreizverankert und an der Kontaktoberfläche der Kontaktsubstrate 109, 110 befestigt werden; das Verfahren eignet sich für die Massenproduktion mit einer kontinuierlichen Presse.

Das Verfahren der Befestigung der abgeschnittenen Stücke des Kontaktmaterials ist jedoch nicht auf das vorstehend erläuterte Verfahren beschränkt. Beispielsweise wird das gesamte trommelförmige Loch 114 der Fig. 17 nicht mit dem Kontaktmaterial gefüllt, sondern es werden dünne Silberplatten vertikal oder horizontal in die beiden Laschen hineingepreßt oder beschichtete Materialien des Kontaktmaterials werden in die Kontaktsubstrate 109, 110 hineingepreßt, so daß dann, wenn das Loch durch die Bahnplatte 113 gestanzt ist, die Oberfläche des Kontaktmaterials gegenüberliegt bzw. entgegengesetzt angeordnet ist. Wie gerade erwähnt, gibt es eine Vielzahl von Verfahren zur Spreizverankerung und Befestigung der die Kontakte bildenden abgeschnittenen Stücke am Substrat, unter den dem

Fachmann bekannten Techniken.

Die reversible Feder 104, der bewegliche Kontakt 107, der Druckknopf 111, das Gehäuse 112, usw., werden ebenfalls mit bekannten Verfahren hergestellt.

Das Verbindungsverfahren zur Bildung einer Integration zwischen dem Kontakt und dem leitenden Teil wurde anhand eines kleinen Mikroschalters beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den Mikroschaltertyp beschränkt. Die Erfindung kann auch auf alle Schalter angewendet werden, bei denen Kontakte aus einem Edelmetall vorgesehen sind. Wenn die Teile von den Substraten zu den Anschlüssen durch Stanzen der Kupferlegierungsplatte mit eingelagertem Eisenphosphid erhalten werden und die Kontaktmaterialien darauf plattiert oder spreizverankert werden, dann kann in entsprechender Weise der Schalter mit der epochemachenden hohen Leistung erzielt werden. Das Plattierungsverfahren und das Spreizverankerungsverfahren können in geeigneter Weise aus den bekannten Techniken ausgewählt werden, und zwar unter Berücksichtigung der Art von Schaltern und der Gestalt der leitenden Elemente.

Claims (3)

1. Patentansprüche

   .yMiniaturisierter elektrischer Kontakt für einen Schalter, der dadurch erhalten wird, daß nacheinander ein langes Kontaktmaterial in Stücke geschnitten wird, daß die Stücke in Löcher eingesetzt und spreizverankert werden, die nacheinander in einer Bahnplatte eines Basismaterials gestanzt werden, und daß die Bahnplatte eines Basismaterials in die einzelnen Kontakte zerschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnplatte des Basismaterials aus einer Kupferlegierung geformt ist, die eine chemische Zusammensetzung aus 0,025 - 0,040 % Phosphor, 0,05 0,15 % Eisen und 99,80 % oder mehr Kupfer aufweist, wobei Eisenphosphid in dem Kupfer kristallisiert ist, und daß die Kontaktoberfläche des Kontaktes insoweit am kleinsten gemacht ist_r als der Kontaktbereich eines dazupassenden Kontaktes in der Kontaktoberfläche des

   Kontaktes eingeschlossen ist.
2. 2. Miniaturisierter elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktoberfläche einen Bereich aufweist, der in das Vierfache der tatsächlichen Kontaktfläche zwischen dem Kontakt und dem dazupassenden Kontakt fällt.
3. 3. Miniaturisierter Schalter hoher Leistung, mit einem leitenden Element, welches Kontaktsubstrate und Anschlüsse umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Artikel durch Stanzen aus einer Platte aus Kupferlegierung erhalten wird, welche eine Standardzusammensetzung von 0,10 % Eisen, 0,034 % Phosphor und als Rest Kupfer aufweist, wobei Eisenphosphid in dem Kupfer kristallisiert ist, und daß ein Kontaktmaterial aus Edelmetall zur Bildung eines Kontaktes auf das Kontaktsubstrat aufplattiert oder in dieses spreizverankert ist.