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Verfahren zur Herstellung von Kontaktnieten mit an der Kontaktstelle
verdickter Auflage aus edlerem Metall Es ist bekannt, Kontaktnieten für elektrische
Zwecke aus Verbundmetall, das aus einer unedlen Unterlage und einer Edelmetallauflage
besteht, in der Weise herzustellen, daß aus dem Verbundmetall zylindrische Scheiben
geschnitten werden, die auf . einer-Stirnfläche die Edelmetallauflage tragen und
in einem Strangpreßwerkzeug in die Nietform gepreßt werden. Dabei wird zur Bildung
des Nietschaftes fast ausschließlich das im Kern der Scheibe befindliche Metall
herangezogen, das dabei in den Nietschaft fließt. An dieser Fließbewegung beteiligt
sich naturgemäß auch das edle Auflagemetall. Es fließt infolge der Bewegung des
unedlen Unterlagernetalls ebenfalls trichterartig nach der Mitte zu und in den Nietschaft.
Infolgedessen bildet sich zwar in der Mitte des Nietes eine verstärkte Anhäufung
von Edelmetall. Dieses Edelmetall stellt aber nicht mehr eineAuflage auf derNietkopfoberfläche
dar, sondern reicht tief in den Nietkopf, ja bis in den Nietschaft hinein, ist daher
als Auflagemetall zum Teil verloren und bedeckt den Nietkopf am Rande nur noch in
einer dünnen Schicht.
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Das tritt besonders bei Flachkopfnieten ein. Bei Nieten mit gewölbtem
Kopf wird diese Erscheinung dadurch etwas ausgeglichen, daß durch die für das Pressen
des Nietkopfes erforderliche Aushöhlung der Druckfläche des Preßstempels die Edelmetallauflage
nach der Mitte zu auf die Nietwölbung gedrängt wird. Aber auch in diesem Falle fließt
noch eine größere Menge des edlen Auflagemetalls in das Innere des Nietkopfes ab
und geht dadurch als Auflagemetall des Nietkopfes verloren.
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Auf der Zeichnung ist in den Fig. i, z und 3 je ein in der üblichen
Weise und in der
üblichen Form hergestellter Flachkopfniet, ein
Niet mit geringer Wölbung des Kopfes und ein Niet mit starker Wölbung des Kopfes
imSchnitt dargestellt. DerNietkopf ist jedesmal mit i und der Nietschaft mit 2 .bezeichnet.
Wie die Schnitte erkennen lassen, bedeckt die Edelmetallauflage 3 nicht nur die
Oberfläche des Nietkopfes, sondern reicht mit einem Teil 4. weit in das Innere des
Kopfes oder sogar tief in den Schaft hinein.
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. Wie eingehende Versuche ergeben haben, liegt die Ursache dieser
Erscheinung darin, daß das an den Randzonen der Scheibe befindliche Metall verhindert
ist, sich an dem Fließvorgang zu beteiligen. Die üblichen Preßmatrizen für Kontaktnieten
sind nämlich am Uebergang der Aufnehmer- in die Spritzbohrung mit einer scharfen
oder nur ganz leicht gebrochenen Kante ausgerüstet, wodurch die in Fig. i bis 3
dargestellten Nietformen erzeugt werden, die ebenfalls einen scharfkantigen Uebergang
5 zwischen Nietkopf und Nietschaft aufweisen. Diese scharfen Kanten der Preßmatrizen
verhindern die äußeren ringförmig festgepreßten Metallteile der Scheibe, an der
Fließbewegung in den Nietschaft hinein teilzunehmen. Infolgedessen fließt vor allem
das innen befindliche Metall und zieht die Edelmetallauflage mit nach innen. Bei
Flachkopfnieten führt dieser Vorgang sogar zu einer Einsenkung 6 (Fig. i) in der
Nietkopfmitte.
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Gemäß der Erfindung wird diese unerwünschte Erscheinung dadurch vermieden
und das unedle Metall an den Randzonen der Stirnfläche ebenfalls zur Bildung des
Nietschaftes dadurch herangezogen, daß das Strangpressen in einer Matrize erfolgt,
deren Aufnehmerbohrung in die Spritzbohrung mit einer so starken Abrundung übergeht,
daß der trichterförmige Abfluß der edleren Metallauflage in den Nietschaft verhindert
wird.
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Bei Verwendung einer so gestalteten Matrizewerden Nieten erzeugt,
die keinen scharfkantigen Uebergang zwischen Nietkopf und Nietschaft, sondern einen
abgerundeten Uebergang aufweisen und bei denen die Edelmetallauflage zwar in erwünschter
Weise in der 'litte des Nietkopfes verstärkt ist, aber nicht in unerwünschter Weise
in das Innere des Nietkopfes oder gar des Nietschaftes hineinragt. Das Ausmaß der
Übergangsabrundung richtet sich nach den besonderen Formen der Nietköpfe, nach der
Länge des Nietschaftes und nach dem gewünschten Grade der Verdickung der Auflage
nach der Mitte zu.
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Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung von Gegenständen mit Kopf,
z. B. Tellerventilen und auch Nieten durch Strangpressen, 1-tatrizen mit abgerundetem
Übergang zwischen der Aufnehmerbohrung und der Spritzbohrung zu verwenden. Dabei
handelt es sich aber um Gegenstände, die aus einstoffigen Blöcken erzeugt werden
oder die nur Auflagen von sehr geringer Stärke als Korrosionsschutz tragen. Bei
der Herstellung derartiger Gegenstände spielt die Erscheinung, deren Beseitigung
der Zweck der Erfindung ist," keine Rolle.
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Auf der Zeichnung sind in den Fig. 4, 5 und 6 einige Ausführungsweisen
der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen die Figuren je einen Längsschnitt
durch ein Werkzeug zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung mit einem darin
gepreßten Niet. Das Werkzeug, das aus einer Matrize 7 und einem dazugehörigen Preßstempel
8 besteht, zeichnet sich dadurch aus, daß die Übergangskante 9 zwischen der Aufnehmer-
und der Spritzbohrung der Matrize abgerundet ist. Die Matrize erhält also eine ähnliche
Form wie die Ziehlöcher in Ziehringen. Infolgedessen wird der Oberflächengleitwiderstand
stark herabgesetzt, und es wird auch der Umfang der Scheibe zur Bildung des Nietschaftes
eingezogen. In Fig.4 ist ein Werkzeug zur Herstellung von Flachkopfnieten und ein
damit hergestellter Flachkopfniet dargestellt. Die Übergangskante der Matrize ist
nach einem Halbmesser a abgerundet. Wie der eingezeichnete Nietlängsschnitt zeigt,
hat- sich zwar die Edelmetallauflage io nach der 'Mitte hin verstärkt, doch ist
sie nicht in das Innere des Nietschaftes gedrungen. Entsprechend zeigt das in Fig.
5 dargestellte Werkzeug zur Herstellung von Nieten mit wenig gewölbtem Kopf eine
nach dem Halbmesser b abgerundete Übergangskante. Auch hier ist die Edelmetallauflage
i i insgesamt auf der Nietstirnfläche geblieben und nur nach der Mitte zu zusammengeschoben
worden. Der Halbmesser b konnte dabei kleiner als der Halbmesser a gewählt werden.
Schließlich zeigt Fig.6 die entsprechende Darstellung für Niete mit einem stark
gewölbten Kopf. Die Übergangskante ist nach einem Halbmesser c abgerundet, der kleiner
ist als der Halbmesser b. Die gesamte Edelmetallauflage 12 sitzt auf der Nietkopfstirnfläche,
nach .deren Mitte hin sie verdickt ist. Der Vergleich der Fig. 4, 5 und 6 mit den
Fig. i, 2 und 3 zeigt, daß die größte nutzbare Stärke der Edelmetallauflage zugenommen
hat. Es ergibt sich also eine wesentlich bessere. Ausnutzung der gesamten Edelmetallauflage.
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Durch das angegebene Verfahren werden zwar größere Preßdrücke als
bei scharfkantigem Übergang zwischen den beiden Matrizenbohrungen erforderlich,
und hierdurch sind naturgemiil3 der Xlietschaftlänge gewisse
Grenzen
gesetzt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei allen üblichen Nietformen. der Nietkopf
und der Nietschaft nach dem angegebenen Verfahren in -einem Preßgang gebildet werden
können.
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Im übrigen wirkt sich die Abrundung am Übergang vom Nietkopf zum Nietschaft
nicht nachteilig aus, weil durch die infolge der Abrundung entstehende Werkstoffbeanspruchung
beim Pressen das Metall in sich stärker verdichtet und nicht im Innern im Gefüge
zerrissen wird. Beim Einnieten der Niete in einen Kontaktträger kann der Abrundung
durch entsprechende Gestaltung der Nietlöcher leicht Rechnung getragen und ein sattes
Aufliegen der Nietkopfunterseite auf dem Kontaktträger erzielt werden. Sollte in
besonderen Fällen die Abrundung zwischen Nietkopf und Nietschaft bei der Verwendung
des Nietes störend oder unerwünscht sein, dann kann sie durch ein nachträgliches
Pressen leicht beseitigt und in eine scharfkantige Form übergeführt werden, ohne
daß sich hierbei die vorhandene Edelmetallv erteilung im Nietkopf ändert.
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Es ist nicht notwendig, daß die abgerundete Kante nach einem Kreisbogen
verläuft. Die Kantenabrundung kann sich stetig ändern, so daß sich z. B. ein spitzwinkliger
Einlauf in den Nietschaftraum ergibt. Diese nach --dem Schaft spitzwinklig verlaufende
Abrundung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.