DE762387C

DE762387C - Process for the production of silver layers used for soldering with the contact carrier on contact bodies made of silver graphite with silver contents between 70 and 99%

Info

Publication number: DE762387C
Application number: DED87226D
Authority: DE
Inventors: Eugen Dr-Ing Duerrwaechter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-03-11
Filing date: 1942-03-12
Publication date: 1952-09-22

Description

Es ist bekannt, elektrische Kontakte dadurch herzustellen, daß die kontaktgebende Schicht aus einem wertvollen Metall (vorzugsweise Edelmetall oder Wolfram) besteht, während der größere Teil des Kontaktkopfes und der ganze Kontaktschaft aus einem Unedel-" metall hergestellt wird. Derartige Kontakte werden entweder aus einem Zweischichtenmetall durch Ausstanzen von Blechen und sein Verarbeiten mit entsprechenden Werkzeugen hergestellt oder aber derart, daß man Edelmetallplättchen oder Wolf ramplättchen mittelsIt is known to produce electrical contacts in that the contact-making Layer made of a valuable metal (preferably precious metal or tungsten) while the larger part of the contact head and the entire contact shaft from a base " metal is made. Such contacts are either made of a two-layer metal by punching out sheet metal and processing it with appropriate tools manufactured or in such a way that one ramplätchen noble metal plate or Wolf by means of

eines Hartlotes auf die Kontaktträger auflötet, was vorzugsweise unter Verwendung von Lötschablonen in einem mit Wasserstoff durchspülten Ofen erfolgt.a hard solder is soldered onto the contact carrier, which is preferably done using soldering stencils takes place in an oven flushed with hydrogen.

Die in neuerer Zeit als Kontaktwerkstoffe entwickelten gepreßten und gesinterten Mischungen von Silber und Graphit lassen sich infolge ihrer Sprödägkeit nur sehr schlecht zu massiven Kontakten üblicher Formen verarbeiten. Das für kleine Kontakte übliche Hämmerverfahren scheidet vollkommen aus, und' die Herstellung durch Fassondrehen mußThe pressed and sintered mixtures developed recently as contact materials Because of their brittleness, silver and graphite are very difficult to isolate process into solid contacts of common shapes. The usual for small contacts Hammering processes are completely ruled out, and production by shape turning has to be carried out

außerordentlich sorgfältig erfolgen und verursacht große Materialverluste, wodurch derartige Kontakte sehr teuer werden.done extremely carefully and caused large losses of material, causing such Contacts become very expensive.

Aus. diesem Grunde' haben sich Silbergraphitkörper als Unterbrecherkontakte bis jetzt noch keinen Eingang in die verbrauchende Industrie verschaffen können.The end. For this reason 'silver graphite bodies have been used as interrupter contacts up to not yet able to gain entry into the consuming industry.

Ein Auflöten von Silbergrap'hitkörpern, wie z. B. Plättchen, auf metallische Kontaktträger ίο ist aber deshalb unmöglich, weil der Graphitgehalt der Plättchen jede Lötverbindung mit einem anderen Metall verhindert.A soldering of silver graphite bodies, such as z. B. platelets on metallic contact carrier ίο is impossible because of the graphite content the plate prevents any soldered connection with another metal.

Es wurde daher versucht, derartige Silbergraphitplättchen verschiedener Formen, vorzugsweise runde Plättchen, die leicht durch Absägen von Stangenmaterial hergestellt werden können, in Kontaktträger einzupressen oder sie durch die besondere Ausarbeitung des Kontaktträgers fest und unlösbar mit ihm zu verankern. Derartige Kontakte sind jedoch , verhältnismäßig teuer, da sie nur in Einzel- \ anfertigung hergestellt werden können und ^; viel Arbeitszeit erfordern.Attempts have therefore been made to press such silver graphite platelets of various shapes, preferably round platelets, which can easily be produced by sawing off rod material, into contact carriers or to anchor them firmly and permanently with it through the special design of the contact carrier. Such contacts, however, are relatively expensive because they can only be produced in single \ moisten ^and; require a lot of working hours.

Silbergraphitbürsten werden hauptsächlich bei Xiederspannungsmotoren und sehr kleinen Generatoren verwendet. Es hat sich herausgestellt, daß diese Bürsten vorteilhafterweise : auf dem Bürstenhalter aufgelötet werden, um ; den Übergangswiderstand vom Bürstenhalter j zur Bürste selbst vollkommen zu vermeiden. ; Auch bei einem noch so guten und festen Auf- ; sitzen einer Kontaktbürste auf dem Bürstenhalter stellt die Kontaktfläche doch stets eine 1 sog. Stromenge dar, also eine Stelle mit wesent-Hch erhöhtem elektrischen Widerstand, da die Berührung zwischen Bürste und Bürstenhalter niemals über die ganze Fläche erfolgt. Dieser Nachteil wird durch die Lötung beseitigt.Silver graphite brushes are mainly used in low voltage motors and very small ones Generators used. It has been found that these brushes advantageously: to be soldered on the brush holder in order to; the contact resistance from the brush holder j to avoid brushing yourself entirely. ; Even with a good and firm setup; If a contact brush sits on the brush holder, the contact surface always represents a 1 so-called amount of current, i.e. a point with significantly increased electrical resistance, since the The brush and the brush holder never touch the entire surface. This The disadvantage is eliminated by the soldering.

Das Auflöten führt aber besonders bei Bürsten mit etwas höherem Graphitgehalt zu Schwierigkeiten, da bekanntlich Graphit keinerlei Löteigenschaften hat, so daß die Bürste leicht vom Bürstenhalter abfällt. Auch ein Einkitten der Bürste unter Verwendung eines silberhaltigen Kittes in kastenförmige Bürstenhalter führt nicht in allen Fällen zum gewünschten Erfolg.Soldering on leads to brushes with a slightly higher graphite content Difficulties because, as is known, graphite has no soldering properties, so that the Brush falls off the brush holder easily. Also a cementing of the brush using A silver-containing putty in a box-shaped brush holder does not always lead to desired success.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Lötbarkeit der verschiedenen ; Silbergraphitbürsten zu verbessern. Versuche, ! eine geeignete Lötfläche durch galvanische j Versilberung zu erhalten, führten nicht zu be- j friedigenden Ergebnissen. Silbergraphit mit j mehr als 0.5% Silber läßt sich zwar ohne ! Schwierigkeiten galvanisch versilbern. Bei Silbergehalten von weniger als ao°/o erfolgt j hingegen die Abscheidung des Silbers in ! schwammiger Form. iThe invention is therefore based on the object of the solderability of the various; To improve silver graphite brushes. Try, ! a suitable soldering surface by galvanic j Obtaining silver plating did not lead to satisfactory results. Silver graphite with j more than 0.5% silver can be used without! Electroplating difficulties. at In contrast, if the silver content is less than ao ° / o, the silver is deposited in! spongy shape. i

Gut ausgebildete elektrolytisch niedergeschlagene Silberschichten blättern bei 2oo^: stark ab. Gleichzeitig erscheinen Salz- :Well-formed electrolytically deposited silver layers flake off ^{at 2oo:} heavily. At the same time appear salt:

ausblühungen, die offenbar auf ein Eindringen des Elektrolyten in die Poren des Silber- ! graphite zurückzuführen sind. Beim Weich- ^: löten ergeben sich deshalb zahlreiche Fehllötungen. efflorescence, which is apparently due to the penetration of the electrolyte into the pores of the silver! graphite. When soft ^: soldering, therefore, there are numerous incorrect soldering.

Auch wenn man flüssige Versilberungsgemische aufträgt und unter Luftabschluß l>ei etwa 6oo° einbrennt, zeigen die aufgebrannten Silberschichten keine hinreichende Haftfestigkeit am Silbergraphit: sie lassen sich leicht abblättern.Even if you apply liquid silver mixture and leave the air in the air If it burns in at about 600 °, the silver layers that have been burned on do not show sufficient adhesive strength on silver graphite: they can easily be peeled off.

j Einwandfreie, zum Verlöten mit einem ! Kontaktträger dienendeSilberschichten werden erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß durch ! Ausbrennen des Graphits an der Ol>erfläche mittels Glühen des aus Silbergraphit mit einem Silbergehalt zwischen 70 bis 99% bestehenden Kontaktkörpers eine im wesentlichen aus reinem Silber bestehende Schicht erzeugt wird. ; Versuche haben ergeben, daß }>eim Erhitzen ' von Silbergraphit verschiedener Zusammensetzungen auf etwa 750 bis 900°, 1>eispielsweise 8oo°, der Graphit an der Oberfläche verbrennt und eine reine Feinsill>erschicht zurückbleibt. Kolloidaler Graphit verbrennt dal>ei rascher als pulverförmiger oder plättchenförmiger Graphit. Ist der Silbergehalt des verwendeten Silbergraphits niedriger als 70 °/o, so kann die Silberschicht sich in poröser Form ausbilden und zeigt dann keine gute Bindung mehr. Derartige Kontaktkörper lassen sich zwar löten, sie brechen aber leicht von der L'nterlage ab. Silbergraphit mit weniger als 50% Silber zerbröckelt beim längeren Glühen.j Flawless, for soldering with one! Contact carrier serving are silver layers obtained according to the invention that by! Burning out the graphite on the oil surface by annealing the one made of silver graphite with a silver content between 70 to 99% Contact body a layer consisting essentially of pure silver is produced. ; Experiments have shown that when heating silver graphite of various compositions to about 750 to 900 °, 1> for example 8oo °, the graphite burns on the surface and a pure fine feeling remains. Colloidal graphite burns because of the egg faster than graphite in powder or flake form. Is the silver content of the If the silver graphite used is lower than 70%, the silver layer can be in a porous form and then no longer shows a good bond. Such contact bodies can solder, but they break easily from the base. Silver graphite with less than 50% silver crumbles during prolonged glowing.

Das Ausbrennen des Graphits ist auch vom Graphitgehalt des verwendeten Silbergraphits abhängig. Bei Materialien mit größerem Graphitgehalt brennt der letztere rascher aus als bei Materialien mit geringerem Graphitgehalt. The burnout of the graphite is also due to the graphite content of the silver graphite used addicted. In the case of materials with a higher graphite content, the latter burns out more quickly than with materials with a lower graphite content.

Bei Versuchen wurde beispielsweise 3 Minuten bei 8oo^c geglüht. Die gebildete Feinsilberschicht war etwa 0,2 mm stark. Beim Löten mit handelsüblichen Loten wurden völlig einwandfreie Ergebnisse erhalten.In experiments, for example, 3 minutes at 8oo ^c annealed. The fine silver layer formed was about 0.2 mm thick. Flawless results were obtained when soldering with commercially available solders.

Die nach der Erfindung hergestellten Kontaktkörper können als Schleifbürsten oder als L'nterbrecherkontakte ausgebildet werden.The contact body produced according to the invention can be used as grinding brushes or be designed as l'interrupter contacts.

Da Silbergraphitbürsten bessere Laufeigenschaften aufweisen als Feinsilberbürsten, empfiehlt es sich, die Bürstenlauffläche und auch die Seitenflächen der Bürsten frei von Feinsilberschichten zu halten. Man kann, um dieses zu erreichen, diese Flächen nachträglich 1x5 abschleifen oder auch in folgender Weise bei der Herstellung verfahren: Die Silbergraphitplatten werden mit einer Fläche glatt auf eine ebene Platte aus Kohle oder einem anderen hitzebeständigen Stoff aufgelegt, die Seitenkanten mit einer Graphit-Wasserglas-Paste luftdicht verstrichen und die so vorbereitetenSince silver graphite brushes have better running properties than fine silver brushes, It is advisable to keep the brush running surface and the side surfaces of the brushes free of To keep fine silver layers. In order to achieve this, these areas can subsequently be 1x5 grind or proceed in the following way during production: The silver graphite plates are smooth with one surface on one Flat plate made of charcoal or another heat-resistant material, the side edges airtight with a graphite water glass paste and prepared in this way

Platten geglüht. Dadurch wird erreicht, daß nur auf einer Seite der Platten der Graphit ausbrennt' und sich eine Feinsilberschicht bildet. Aus diesen Platten werden dann die Schleifbürsten oder die Kont'aktplättchen herausgeschnitten.Annealed plates. This ensures that the graphite is only on one side of the plates burns out 'and a layer of fine silver forms. These plates then become the Abrasive brushes or the contact plates cut out.

Ist die Oberfläche des Silbergraphitkörpers durch das Glühen vollkommen mit einer Feinsilberschicht überzogen, so kann dieselbe nachThe surface of the silver graphite body is completely covered with a layer of fine silver due to the annealing if it is overdone, it can follow

ίο dem Auflöten auf den Kontaktträger an der kontaktgebenden Stelle z. B. durch Schleifen oder ähnliche Bearbeitung wieder entfernt werden, wodurch die als Kontaktwerkstoff dienende Silbergraphitschicht wieder zum Vorschein kommt.ίο soldering onto the contact carrier on the contacting body z. B. removed again by grinding or similar processing be, whereby the serving as contact material silver graphite layer back to Comes to light.

Man kann eine Nachbearbeitung des aufgelöteten Silbergraphitkontaktes jedoch vermeiden, wenn man die kontaktgebende Stelle während des Ausglü'hens des Silbergraphits und beim anschließenden Auflöten auf den Kontaktträger entsprechend abdeckt.However, you can avoid reworking the soldered silver graphite contact, if you put the contact point during the annealing of the silver graphite and during the subsequent soldering on the Contact carrier covers accordingly.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Some exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Die Fig. 1 zeigt die Serienherstellung von Unterbrecherikontakten aus Sillbergraphit. Dabei stellt in schematischer Weise 1 eine Platte aus Kohle, Graphit oder einem anderen hitzebeständigen Werkstoff dar. In Löchern beliebiger, jedoch vorzugsweise runder Form dieser Platte werden allseitig am Boden und an den Wänden dicht anliegend Silbergraphitplättchen 2 eingelegt, worauf die Platte mit dem Silbergrap'hitplättchen etwa 2 bis 5 Minuten lang bei 700 bis 900⁰ geglüht wird.Fig. 1 shows the series production of interrupter contacts made of silver graphite. Here, in a schematic manner, 1 represents a plate made of carbon, graphite or another heat-resistant material. In holes of any, but preferably round shape of this plate, silver graphite plates 2 are inserted tightly on all sides on the bottom and walls, whereupon the plate with the silver graph ' hit plate is annealed for about 2 to 5 minutes at 700 to 900 ⁰ .

Durch das Glühen wird an der Oberfläche der Kontaktfläche der Graphit herausgebrannt und eine lötbare Feinsilberschicht erzeugt, während die am Boden und an den Seiten der Glühplatte anliegenden Flächen der Silbergraphitplättchen in ihrer ursprünglichen Zusammensetzung erhalten bleiben.The annealing burns out the graphite on the surface of the contact area and A solderable layer of fine silver is created while those on the bottom and on the sides of the glow plate adjacent surfaces of the silver graphite flakes in their original composition remain.

Nachdem die gewünschte Silberschicht durch das Glühen erzeugt worden ist, wird die Glühplatte aus dem Ofen genommen. Anschließend legt man auf die an der Glühplatte liegenden Plättchen eine Lötfolie und bedeckt sie mit dem unedlen Kontaktträger, worauf die Glühplatte in einen mit Wasserstoff oder einem inerten Gas gefüllten Muffelofen eingeführt wird; in dem das Anlöten des Sübergraphitkopfes an den Kontaktträger erfolgt.After the desired silver layer has been produced by the annealing, the annealing plate is made taken out of the oven. Then you put on the lying on the glow plate Plate a soldering foil and cover it with the base contact carrier, whereupon the glow plate is introduced into a muffle furnace filled with hydrogen or an inert gas; in which the soldering of the Süber graphite head takes place on the contact carrier.

Fig. 2 zeigt dieses Anlöten des mit einer Feinsilberschicht bedeckten Kontaktes in schematischer Weise, dabei stellt 1 einen Teil der Glühplatte, 2 das Silbergraphitplättchen, . 3 die auf diesem Plättchen sitzende Feinsilberschicht dar, während mit 4 die zum Löten verwendete Lötfolie und mit 5 der Kontaktträger aus Unedelmetall bezeichnet ist.Fig. 2 shows this soldering of the contact covered with a fine silver layer in schematically, 1 represents part of the glow plate, 2 the silver graphite plate, . 3 represents the fine silver layer sitting on this plate, while with 4 the one used for soldering Soldering foil and with 5 the contact carrier made of base metal is designated.

In ähnlicher Weise können Kontakte beliebiger anderer Formen hergestellt werden.Similarly, any other shape contacts can be made.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Spitzkopfkontakte und Rundkopfkontakte. Auch hier stellt 1 einen Teil der Glühplatte, 2 das Silbergraphitplättchen, 3 die auf diesem Plättchen sitzende Feinsilberschicht, 4 die Lötfolie und 5 den Kontaktträger dar.3 and 4 show pointed head contacts and round head contacts. Here, too, 1 represents one Part of the glow plate, 2 the silver graphite plate, 3 the one sitting on this plate Fine silver layer, 4 the soldering foil and 5 the contact carrier.

Das Verfahren ist jedoch nicht auf runde Kontakte beschränkt, es können vielmehr Silbergraphitplättchen verschiedenster Formen, z. B. rechteckiger oder dachförmiger Formen, mit beliebig geformten Kontaktträgern durch Lötungen verbunden werden. Weiterhin ist es möglich, die gemäß der Erfindung mit einer Schicht von Feinsilber überzogenen Silbergraphitplättchen direkt auf die Kontaktfedern aufzulöten.However, the method is not limited to round contacts, it can Silver graphite flakes of various shapes, e.g. B. rectangular or roof-shaped Shapes, can be connected to any shaped contact carrier by soldering. It is also possible for those coated according to the invention with a layer of fine silver Solder silver graphite platelets directly onto the contact springs.

Es ist ferner möglich, Silbergraphitkontakte, die durch spanabhebende Bearbeitung in massiver Ausführung hergestellt werden, in eine Kontaktfeder einzulöten. Die Fig. 5 veranschaulicht dieses Verfahren. Hierbei legt man den Kontaiktkopf 2 eines massiven Silbergraphitkontaktes in die genau passende Aushöhlung einer Glühplatte 1 und glüht in Sauer-Stoffatmosphäre 2 bis 5 Minuten bei Temperaturen zwischen 700 und 900⁰, wobei sich der aus' der Glühplatte 'herausragende Kontaktschaft 3 mit einer Feinsilberschicht 4 überzieht. Anschließend wird' eine Kontaktfeder 5 über den Kontakt gestülpt, so daß der Kontaktschaft in das Loch der Feder zu liegen kommt, worauf ein Lötring 6 um den über die Feder herausragenden Teil gelegt und die Verlötung durch erneute Erwärmung möglichst in einem inerten Gas stattfindet.It is also possible to solder silver graphite contacts, which are produced in a solid design by machining, into a contact spring. Figure 5 illustrates this process. Here, the contact head 2 of a solid silver graphite contact is placed in the precisely fitting cavity of a glow plate 1 and annealed in an acidic atmosphere for 2 to 5 minutes at temperatures between 700 and 900 ⁰ , the contact shaft 3 protruding from 'the glow plate' being covered with a fine silver layer 4 covers. Then a contact spring 5 is placed over the contact so that the contact shaft comes to rest in the hole of the spring, whereupon a soldering ring 6 is placed around the part protruding over the spring and the soldering takes place by re-heating, if possible in an inert gas.

In Fig. 6 ist eine Schleifbürste aus Silbergraphit dargestellt, deren eine Fläche erfindungsgemäß durch Ausbrennen des Graphits mit einer Feinsilberschicht 1 versehen ist.In Fig. 6, a grinding brush made of silver graphite is shown, one surface according to the invention is provided with a fine silver layer 1 by burning out the graphite.

In Fig. 7 ist das vorstehende Verfahren zur Herstellung einer solchen Schleifbürste dargestellt. Die Silbergraphitplatte 2 liegt auf einer Kohleplatte 3 auf. Die Kanten sind mit der Graphitwasserglaspaste 4 abgedichtet.In Fig. 7, the above method for manufacturing such an abrasive brush is shown. The silver graphite plate 2 rests on a carbon plate 3. The edges are with the graphite water glass paste 4 sealed.

In Fig. 8 ist dargestellt, wie die entstehende Silbergraphitplatte 2, die auf der Oberseite eine Silberschicht 1 trägt, durch Zerschneiden in einzelne Bürsten geteilt werden kann.In Fig. 8 is shown how the resulting silver graphite plate 2, which is on the top carries a silver layer 1, can be divided into individual brushes by cutting.

Claims

110 claims:

1. Process for the production of serving for soldering to the contact carrier Silver layers on contact bodies made of silver graphite with silver contents between 70 and 99%, characterized in that the silver layer by burning out the graphite on the surface by means of annealing of the contact body is generated.

2. The method according to claim 1, characterized in that a silver graphite plate with its base smooth on a

Eliene plate of coal or other heat-resistant «! Fabric is placed on the side edges, for example by a Graphite water glass paste can be spread airtight and then the prepared in this way Plate is annealed so that the graphite is burned out on one side of the plate.

3. Procedure for. Production of

To contact plates according to claim 2, characterized in that the contact plates are machined from the silver graphite plate coated on one side with silver.

4. A method for the production of abrasive brushes according to claim 2, characterized characterized in that the brushes are made of the silver graphite plate coated on one side with silver are cut out so that the opposite of the tread Brush surface made of fine silver! »Stands.

5. A method for producing interrupter contacts according to claim 1. characterized characterized in that by annealing and burning out the graphite the silver layer on the entire surface of the Silver graphite body is produced and after soldering onto the contact carrier, the silver layer on the contact-making Place is subsequently sanded off.

6. A method for producing abrasive brushes according to claim 1, characterized characterized in that the graphite is annealed and burned out to form the silicon layer is generated on all free surfaces of the brush, but on the brush running surface and the Side surfaces is subsequently sanded off.

7. A method for producing breaker contacts according to claim 1, characterized marked that sill> graphite platelets in exactly fitting cavities be inserted into an annealing mold, so that the graphite only on the annealing a surface is burned out, whereupon the resulting fine silver layer a soldering foil and the contact is placed thereon, and the soldered connection by renewed annealing in an inert gas is effected between silver graphite and contact carrier.

8. The method according to claim 7, characterized in that with solid silver graphite contacts the graphite on the surface of the contact shaft is burned out, causing the soldering of the massive Silver graphite contact is made possible in the hole of a contact spring.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the annealing and burning out of the graphite on the surface of the silicon graphite flakes in an oxygen atmosphere or in the air Ix'i 700 to 900 "takes place.

1 sheet of drawings