DE3414656C2

DE3414656C2 - Verfahren zum Herstellen von Kontaktbauteilen

Info

Publication number: DE3414656C2
Application number: DE3414656A
Authority: DE
Inventors: Max 7547 Wildbad Ackermann; Günter Dipl.-Ing. Weik (FH), 7534 Birkenfeld
Original assignee: Inovan Stroebe GmbH and Co KG
Current assignee: Inovan Stroebe GmbH and Co KG
Priority date: 1984-04-18
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1987-02-19
Also published as: DE3414656A1; US4642891A; EP0161435A3; EP0161435A2

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Kontaktbauteilen anzugeben, das die automatische Herstellung dieser Kontaktbauteile auf wirtschaftliche Art und Weise zuläßt bei optimal aufgebauten Kontaktschichten der Kontakte. Erreicht wird dies dadurch, daß ein im Querschnitt T-förmiges Band (1, 11) aus kalt gut prägbarem Metall hergestellt wird, daß das Band (1, 11) auf seiner Oberseite mit dem Kontaktmaterial (4, 14) verbunden wird, daß von diesem so hergestellten Kontaktband Kontaktstücke gewünschter Länge abgetrennt werden, daß in dem Trägerband (10) der Breite des Steges (2) des T-förmigen Bandes (1, 11) und der Länge der Kontaktstücke entsprechende Durchbrüche ausgespart werden, und daß die Kontaktstücke in diese Durchbrüche eingesetzt und unterseitig verprägt werden. Da dadurch der Prägedruck sehr gering gehalten werden kann und außerdem der Gegenhalter nicht auf dem Kontaktmaterial aufsitzen muß, ist es möglich, nicht nur den Kontaktmaterialaufbau optimal zu gestalten, sondern die Kontakte auch ohne Beschädigung dieser unter Umständen sehr dünnen Kontaktmaterialschicht sicher automatisch in dem Trägerband zu befestigen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kontaktbauteilen, bei dem jeweils ein aus eine Metallbasis und einen Kontaktwerkstoffabschnitt aufweisendem Kontaktmaterial aufgebauter Kontakt auf einem Trägerband befestigt wird, bei dem von einem auf seiner Oberseite mit dem Kontaktmaterial versehenen Kontaktband Kontaktstücke gewünschter Länge abgetrennt werden, bei dem ferner in dem Trägerband Durchbrüche gebildet werden, deren Länge und Breite den Abmessungen der Kontaktstücke an ihrem für das Einsetzen in den Durchbruch vorgesehenen Bereich entsprechen, und bei dem jedes Kontaktstück in den zugeordneten Durchbruch eingesetzt und in diesem vernietet wird.
Derartige Kontaktbauteile werden in sehr großen Mengen benötigt, weswegen ihre Herstellung weitestgehend automatisiert werden muß. Da außerdem das Kontaktmaterial in aller Regel hochwertig ist, müssen die Kontakte auch so aufgebaut sein, daß dieses hochwertige Material nur an der eigentlichen Kontaktfläche verwendet wird, während der restliche Teil des Kontaktes beziehungsweise des Kontaktbauteiles aus einfacheren Materialien bestehen soll.
Um der letzten Forderung zu genügen, werden in sehr großen Mengen Bimetall-Kontakte, insbesondere für die Belange der Starkstromtechnik, eingesetzt. Diese Bimetall-Kontakte werden im allgemeinen als Kontaktnieten geliefert, wobei der Nietschaft und eine Basisplatte im allgemeinen aus Kupfer sind, während der eigentliche Kontakt aus Silber oder einer Silberlegierung besteht. Hergestellt werden diese Kontaktnieten, indem ein Kupferdraht (beziehungsweise Kupferlegierung) mit einem entsprechend starken Silberdraht ( beziehungsweise Silberlegierung) an den Stirnseiten verschweißt, abgetrennt und zur Niet geprägt wird. Derartige, in der Starkstromtechnik verwendete Kontakte, sind in der Schwachstromtechnik kaum einsetzbar, da der Kontakt-Übergangswiderstand der Silber- beziehungweise Silberlegierungs-Kontaktfläche für schwache Ströme und Spannungen zu hoch ist. Hier werden vorzugsweise Goldkontakte oder mit Gold beschichtete Kontakte verlangt. Aus Wirtschaftlichkeitserwägungen dürfen die Edelmetallschichten hierbei nur eine bestimmte Dicke aufweisen. Eine Fertigung, wie oben für die Bimetall-Kontakte beschrieben, kommt daher nicht in Frage.
Ebenfalls zur Einsparung von Edelmetall werden auch mehrschichtige Kontaktmetalle eingesetzt, die vorzugsweise mit einer Gold-Deckschicht abschließen. Eine wie oben beschriebene Fertigung ist auch bei diesen Materialien nicht möglich.
Zum Stand der Technik ist das eingangs erwähnte Verfahren zu benennen, das der DE-OS 32 37 980 zu entnehmen ist. Weiter ist aus der US-PS 44 14 735 ein Verfahren der in Rede stehenden Art bekannt, bei dem ein profiliertes Metallband verwendet wird, von dem Kontaktstücke gewünschter Länge abgetrennt werden, die mit ihren Querstegen auf der Oberseite eines Trägerbandes befestigt werden und mit ihrem Längssteg eine Aussparung in diesem Trägerband durchgreifen. Die Oberseite dieses Kontaktbandes ist mit einer Edelmetallauflage versehen. Weiter, durch die DE-OS 30 09 567 bekannt, ist ein Verfahren, bei dem im wesentlichen doppel- T-förmige Kontaktstücke von einem vorbereiteten Metallband abgetrennt und in randseitig offene Durchbrüche eines Metallträgers eingesetzt und in diesem vernietet werden. Dieses Verfahren soll, wie der Offenlegungsschrift zu entnehmen ist, insbesondere zur Herstellung von äußerst dünn mit Edelmetall beschichteten Kontaktstücken geeignet sein. Durch eine Veröffentlichung in "Metall", 9. Jahrgang, Oktober 1955, sind auch Kontakt-Bimetalle bekannt, die in Platten, Bändern, Stegen, Rohren und Profilen mit eingeschweißten Edelmetallbahnen geliefert werden. Gezeigt ist unter anderem ein profiliertes Kontaktband mit Edelmetallauflage, von dem in der Draufsicht viereckige Kontaktstücke in Nietform abtrennbar sind. Hinzuweisen ist schließlich auch noch auf die DE-PS 9 64 795, die ein Verfahren zum Inhalt hat, bei dem die in Durchbrüche eingesetzten Kontaktstücke durch lediglich unterseitiges Verprägen am Kontaktträger festgenietet werden.
Den dem Stand der Technik zuzuzählenden Vorveröffentlichungen, hängt beim Vernieten der Kontaktstücke der Nachteil an, daß die Kontaktmaterial-Beschichtung durch die notwendige mechanische Verformung sehr stark belastet wird, so daß der gewünschte Schichtaufbau in aller Regel nicht beibehalten werden kann. Die starke mechanische Belastung rührt insbesondere daher, daß die Dicke der abgetrennten Kontaktstücke über die gesamte Länge der Kontaktstücke nahezu gleich ist, daß also zum Einfügen dieser Kontaktstücke in das Trägerband im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Kontaktniet, recht viel Material mit entsprechend starkem Durck verformt werden muß.
Unter der Berücksichtigung der Forderung nach automatisierter Herstellung stellt sich daher für die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Herstellen von Kontaktbauteilen anzugeben, das diese Bestückung so durchzuführen gestattet, daß die Kontaktmaterialschicht möglichst wenig belastet beziehungsweise deformiert wird.
Erreicht wird dies in erfindungsgemäßer Weise dadurch, daß zunächst ein im Querschnitt T-förmiges Profil aus dem Basismaterial hergestellt wird, daß auf die Oberseite des Querstegs des Basismetall-Profils der Kontaktwerkstoff aufgebracht wird, daß die Abmessungen der Durchbrüche der Breite des Längsstegs und der Länge der Kontaktstücke entsprechen, und daß die Kontaktstücke mit ihrem Längssteg in die Durchbrüche eingesetzt und unterseitig verprägt werden.
Da bei dem Verfahren nach der Erfindung lediglich ein im Querschnitt T-förmiges Band als Kontaktband verwendet wird, muß beim Befestigen eines hieraus hergestellten Kontaktstückes auf dem Trägerband nicht mehr das den Abmessungen des Kontaktes entsprechende Material, sondern lediglich noch ein geringer Teil, etwa ¹/₅ bis ¹/₃ dieses Materials verformt werden. Außerdem ist der spezifische Druck auf der Oberseite des Kontaktstückes, also auf das Kontaktmaterial, durch diese Querschnittsänderung um eine Größenordnung geringer als auf den "Schaft" des Kontaktstückes, so daß die mechanische Belastung der Kontaktmaterialschicht vernach -lässigbar klein ist. Diese Belastung kann noch weiter reduziert werden dadurch, daß der Steg des Kontaktbandes beidseits der Trennstelle des Kontaktstückes dem Abstand des Steges von der Querstegkante entsprechend entfernt wird, daß also dieser "Schaft" nochmals in seinem Volumen vermindert wird.
Da nunmehr, bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Kontaktmaterialschicht kaum noch mechanisch belastet wird, kann diese Schicht den jeweiligen Erfordernissen entsprechend aufgebaut werden, ohne daß zu besorgen ist, daß sie deformiert wird. Insbesondere ist es möglich, auch sehr dünne Schichten im my-Bereich aufzubauen, was zuvor, bei der starken Belastung auf die Kontaktmaterialschicht, nicht möglich war. Darüber hinaus kann die Kontaktmaterialschicht vollkommen von jeglicher mechanischer Belastung freigehalten werden dadurch, daß das Kontaktmaterial beidseitig einen Längsrand auf der Oberseite des Querstegs freilassend, aufgebracht wird. Bei einem solchen Vorgehen, kann der Gegenhalter für das Verformen des "Schaftes" lediglich auf den freigelassenen Längsrand aufgesetzt werden, so daß das Kontaktmaterial überhaupt nicht berührt wird.
Das T-förmige Band wird zweckmäßigerweise aus leicht verformbarem Kupfer beziehungsweise einer entsprechenden Kupferlegierung hergestellt. Dieses Band kann in spanloser oder auch spanerzeugender Fertigung hergestellt werden. Möglich ist es auch, das T-förmige Band aus zwei flachen, in T-Form miteinander verbundenen Bändern zusammenzufügen, wobei die beiden Bänder auch aus unterschiedlichem Material sein können. So kann der senkrechte Steg dieses T-förmigen Bandes aus leicht verformbarem Kupfer, der Quersteg hingegen aus Nickel oder einer Nickellegierung sein, um das Überwandern korrosiver Produkte auf das Kontaktmaterial zu verhindern.
Hervorzuheben ist, daß sowohl die Herstellung des Kontaktbandes, wie auch das Zertrennen zu Kontaktstücken und das Einsetzen dieser Kontaktstücke in das Trägerband automatisch durchgeführt werden kann, so daß auch dieser Forderung genügt ist.
Insgesamt ergeben sich hierbei folgende Vorteile:

- Die Kontaktmaterialien können unbedenklich aus mehreren Schichten, auch aus mehreren Edelmetallschichten, ebenso wie auch aus mehreren Metalloxidschichten aufgebaut werden,
- wobei beliebige Materialkombinationen möglich sind.
- Die Dicke der einzelnen Schichten nach unten ist nicht begrenzt,
- und auch der Schichtdickenverlauf kann optimal gestaltet werden.
- Weiter ist auch eine partielle Begrenzung der Edelmetallschicht möglich.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kontakte und Kontaktbauteile dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 bis
Fig. 4 jeweils in perspektivischer Darstellung ein T-förmiges Band mit darüber gezeichnetem Kontaktmaterialband,
Fig. 5 ein aus zwei Bändern zusammenzufügendes T-förmiges Band mit Kontaktmaterialband,
Fig. 6 ein Kontaktband in Seitenansicht und
Fig. 7 und
Fig. 8 einen in ein Trägerband eingesetzten Kontakt.
Das T-förmige Band 1, 11 ist ausgebildet aus einem Steg 2 und einem Quersteg 3, 13. Hierbei ist das T-förmige Band 1 sowohl im Steg 2, wie auch im Quersteg 3 einstückig aus Kupfer beziehungweise einer Kupferlegierung, während das Band 11 im Steg 2 aus Kupfer, im Quersteg 13 jedoch aus einem anderen Material, beispielsweise aus Nickel oder einer Nickellegierung gebildet wird. Auf dieses T-förmige Band 1, 11 wird ein Kontaktmaterialband 4, 14 aufgebracht, wobei beliebige Fügeverfahren, wie Profilplattieren, Kaltwalzplattieren, Warmwalzplattieren, Rollnahtschweißen, Löten, Laserschweißen, Elektronenstrahlschweißen angewendet werden können. Die Kontaktmaterialbänder 4 bestehen hierbei aus einem einzigen Material, die Bänder 14 sind Mehrschichtmaterialien. So können beispielsweise (Fig. 2) auf eine Nickelschicht 5 zwei Edelmetallschichten 6, 7 folgen, oder es kann auch (Fig. 4) eine weitere Edelmetallschicht 8 als Kontaktfläche in die oberste Edelmetallschicht 7 eingefügt sein.
In den Darstellungen nach den Fig. 1 bis 4 überdeckt die Kontaktmetallschicht 4, 14 die gesamte Breite des Querstegs 3, 13. In der Darstellung nach Fig. 5 hingegen ist das T-förmige Band 21 aus einem Steg 2, beispielsweise aus Kupfer, und einem Quersteg 23, beispielsweise aus Nickel oder einer Nickellegierung zusammengefügt, wobei der Quersteg 23 so profiliert ist, daß sich beidseits vom Kontaktmaterial 4 freie Bahnen 9 ergeben, auf die sich beim Einsetzen der Kontaktstücke 21 in einem Trägerband 10 der Gegenhalter abstützen kann.
Fig. 6 zeigt ein Kontaktband in Seitenansicht. Die Kontakte werden entsprechend der gewünschten Länge von dem Kontaktband getrennt, wobei bei dieser Ausführung der Steg 2 des Kontaktbandes beidseits der Trennstelle 16, dem Abstand des Steges 2 von der Querstegkante des Querstegs 3, 13, 23 entsprechend, abgetrennt wird. Dadurch ergeben sich nietförmige Kontaktstücke, die nicht nur sehr leicht und einfach in dem Trägerband 10 zu befestigen sind, sondern die dieses Trägerband 10 auch nur minimal schwächen.
In Fig. 7 ist ein in ein Trägerband 10 eingesetztes Kontaktstück 15 gezeigt, das wiederum beidseitige Bahnen 9 zum Aufsetzen des Gegenhalters aufweist, wie auch eine oberseitige Profilierung des Quersteges 23, wobei der Höcker dieser Profilierung sichelförmig mit einer Edelmetallschicht 4 versehen ist.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Kontaktbauteilen, bei dem jeweils ein aus eine Metallbasis und einen Kontaktwerkstoffabschnitt aufweisendem Kontaktmaterial aufgebauter Kontakt auf einem Trägerband befestigt wird, bei dem von einem auf seiner Oberseite mit dem Kontaktmaterial versehenen Kontaktband Kontaktstücke gewünschter Länge abgetrennt werden, bei dem ferner in dem Trägerband Durchbrüche gebildet werden, deren Länge und Breite den Abmessungen der Kontaktstücke an ihrem für das Einsetzen in den Durchbruch vorgesehenen Bereich entsprechen, und bei dem jedes Kontaktstück in den zugeordneten Durchbruch eingesetzt und in diesem vernietet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein im Querschnitt T-förmiges Profil (1, 11) aus dem Basismetall hergestellt wird, daß auf die Oberseite des Querstegs (3) des Basismetall-Profils (1, 11) der Kontaktwerkstoff (4, 6, 7, 8, 14) aufgebracht wird, daß die Abmessungen der Durchbrüche (18) der Breite des Längsstegs (2) und der Länge der Kontaktstücke entsprechen und daß die Kontaktstücke mit ihrem Längssteg (2) in die Durchbrüche (18) eingesetzt und unterseitig verprägt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das T-förmige Band aus zwei flachen, in T-Form miteinander verbundenen Bändern (2, 23) zusammengefügt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktmaterial (4, 6, 7, 8, 14) beidseitig einen Längsrand (9) auf der Oberseite des Querstegs (3, 13, 23,) freilassend, aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längssteg (2, 12) des Kontaktbandes (1, 11) vor dem Zertrennen beidseits der vorgesehenen Trennstelle (16), dem Abstand des Steges (2) von der Querstegkante entsprechend, entfernt wird.