DE7733326U1

DE7733326U1 - Vorrichtung zur Herstellung elektrischer Kontaktteile

Info

Publication number: DE7733326U1
Application number: DE19777733326
Authority: DE
Original assignee: BIHLER OTTO 8959 TRAUCHGAU
Current assignee: BIHLER OTTO 8959 TRAUCHGAU
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1977-10-28
Publication date: 1980-04-24

Description

Die Neuerung betrj fft eine Vorrichtung zur Herstellung elektrischer Kontaktteile aus einem Kontaktteilstrangmaterial, weiches in einem Teilbereich seiner Mantelfläche mit einem schwer verschweißbaren Material überzogen ist und in dem Rest seiner Mantelfläche ein verschweißbares Material frei liegend darbietet.

Als Kontakte die auf einen Kontaktträger aufgebracht werden, verwendet man Edelmetalle, wie z.B. Gold, Silber usw..Silberkontakte haben gute elektrische Leitungseiger, schäften und können auch mit den üblichen Kontaktträgermateriailien gut und mit hoher Leistung (Stückzahl/Zeiteinheit) verschweißt werden. Die gute Schweißbarkeit des Silbermaterials hat aber andererseits zur Folge, daß ein Silberkontakt einem starken Abbrand unter«- liegt, da die Übertragung elektrischer Leistung über den Kontakt unter ähnlichen Voraussetzungen stattfindet, wie sie beim Schweißen auftreten. Man ist daher dazu übergegangen, als Ausgangsmaterial für Kontakte Silber-Cadmium-Oxid zu verwenden. Dieses Oxid hat den Vorteil, daß es in der Verwendung als Kontakt keinen nennenswerten Abbrand aufweist, andererseits aber den Nachteil, daß es nicht schweißbar ist. Kontakte aus Silber-Cadmium-Oxid werden daher vorzugsweise gelötet. Diese Lötverbindung ist mechanisch nicht so hoch beanspruchbar wie eine Schweißverbindung und nicht mit der für eine rationelle Fabrikation erforderlichen Leistung durchführbar .

Es sind bereits Kontakte vorgeschlagen worden, bei denen Silber-Cadmium-Oxid mit Silber nach Art eines Bimetalls verbunden ist, wobei die Silberseite eine verschweißbare Anschlußfläche bildet, während die Silber-Cadmium-Oxidseite ein als eigentliche Kontaktfläche dienendes Oberflächenteil darstellt.

• · f

Ι Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde Kontaktteile

aus einem Strangmaterial der oben bezeichneten Art so auszubilden, daß sie zumindest auf dem größten Teil der nicht mit dem Kontakttei!träger in Berührung stehenden Oberfläche mit dem überzug aus schwer verscheißbarem Material überzogen sind, so daß sie auf annähernd ihrer gesamten Oberfläche außer-

η halb der Befestigungsstelle mit dem Kontaktteilträger

optimale Betriebseigenschaften als elektrische Kontakte aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird neuerungsgemäß eine Stützfläche für die Anlage des Restbereiehes der Mantelfläche und ein dieser Stützfläche gegenüberliegenden Kerbstempel zum Einkerben des Strangmaterials in dem überzogenen Teilbereich seiner Mantelfläche vorgeschlagen.

Mit Hilfe der neuerungsgemäßen Vorrichtung gelingt es, den überzug in dem Bereich der Kerben hineinzuziehen, 6o daß allenfalls nur die im Bereich der Kerben noch stehenbleibende Stegbreite vom dem überzug unbedeckt ist, venn die Rontaktteile nachfolgend im Bereich der Kerben von dem Strangmaterial abgeschert werden.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere zum . Verarbeiten von Strangmaterial aus Silbercadmium geeignet, welches auf einem Teilbereich seiner Oberfläche mit Silber- Cadmium-Oxid überzogen ist und nur in dem Restbereich seiner Mantelfläche das nicht oxidierte Silbercadmium als Schweißfläche darbietet. Daneben ist die neuerungsgemäße Vorrichtung aber auch beispielsweise dann geeignet, wenn goldüberzogene Silberdrähte zu Kontaktteilen verarbeitet werden. Auch hierbei muß sichergestellt sein, daß im Bereich der gesamten eigentlichen

Kontaktfläche der Goidüberzug vorhanden ist. Ist eine bestimmte Fläche des Silbermaterials durch das Aufschweißen nicht mit Gold überzogen, so wandern Silberpartikel durch das beim Schaltvorgang hervorgerufene induktive Feld auf die mit Gold überzogene Fläche und setzen sich dort ab. Dadurch wird der GoldCharakter stark beeinträchtigt , außerdem können diese Partikel die Leitfähigkeit des Kontakts verschlechtem, da sie mit dem Gegenkontakt in Eingriff treten und die Kontaktfläche verringern können.

Das zur Anwendung kommende Strangmaterial kann beispielsweise Rundquerschnitt besitzen, was eine entsprechende Ausgestaltung der Vorschub- und Behandlungsgeräte erforderlich macht.

Um die nicht überzogene freiliegende Oberfläche am fertigen, mit dem Kontaktteilträger verbundenen Kontaktteil möglichst klein zu halten, wird die Maßnahme des Anspruchs 2 vorgeschlagen.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung kann kontinuierlich arbeiten, wenn die ergänzenden Maßnahmen des Anspruchs 3 verwirklicht sind.

Um die freiliegende Fläche des gut verschweißbaren Materials aus einem zunächst vollständig überzogenen Strang zu gewinnen, wird die Maßnahme des Anspruchs vorgeschlagen.

Die Abtragvorrichtung kann entsprechend den Ansprüchen 5 oder 6 ausgestaltet sein.

Um ausgehend von einem Strang ohne überzug den Strang mit Überzug ggf. in einem Arbeitsgang mit den weiteren Maßnahmen bereitstellen zu können, wird die Maßnahme des Anspruchs 7 vorgeschlagen.

Die Behandlungsvorrichtung kann gemäß Anspruch 8 ausgebildet sein.

Dm in einem Arbeitsgang die fertigen Kontaktteile zu erhalten, kann die Maßnahme des Anspruchs 9 angewandt werden.

Die Abtrennvorrichtung kann entsprechend den Angaben des Anspruchs 10 ausgebildet sein.

Die Trennvorrichtung kann gemäß dem Anspruch 11 mit einer Schweißeinrichtung zusammengefasst werden, welche im Zuge des Abtrennens der Kontaktteile von dem Strang deren Anschweißung an einem Kontaktmetallträger besorgt.

Die vorangegangene Einkerbung des Kontaktmaterials erleichtert das Abscheren in der Abtrennvorrichtung, so daß inebesondere dann, wenn die Abtrennvorrichtung gleichzeitig Schweißvorrichtung ist, die Abtrennwerkzeuge nicht auf besonders hohe Festigkeit hin ausgelegt werden müssen, sondern mit Rücksicht auf andere Anforderungen optimal gestaltet werden können.

Eine vorteilhafte Vorrichtung nach der Neuerung ist in den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Fräsvorrichtung gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 schemaf-isch eine Schälvorrichtung , die anstelle der Fräs-Vorrichtung verwendet werden könnte,

«I 1*11 1»

• β- *■ η «ι « ,^ «₄

Fig. 4 schematisch eine Anordnung zum Einkerben des draht- oder bandförmigen Kontaktmaterials vor dem Z ers chneiden,

Fig. 5 schematisch eine Perspektivansicht der Spitze eines Kerbwerkzeugs, und

Fig. 6 schematisch den Einlauf des eingekerbten Materials i in eine Scbweißvorrichtung, die zugleich die Trennung | des Materials in einzelne Kontakte vornimmt«

Gemäß Fig. 1 wird das Kontaktinaterial 10 mit Hilfe von Transportrollen 14 von einer Vorratsrolle 12 abgezogen. Die Transportrollen 14 sowie die nachfolgenden Transportrollen 16 und 18 stehen schematisch für irgendwelche geeigneten Transporteinrichtungen. Das Kontaktmaterial 10, das in der Regel aus einem gut leitenden und verschweißbaren Material, vorzugsweise Silber-Cadmium besteht, wird zunächst durch eine Oxidationsvorrichtung 20 gezogen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktmaterial innerhalb der Oxidationsvorrichtung 2 0 allseitig Sauerstoff oder einem Sauerstoff enthaltenden Gas, z.B. Luft, ausgesetzt. Je nach Oxidationsgrad erhält das Kontaktmaterial 10 in der Oxidationsvorrichtung einen mehr oder weniger dicken Mantel aus einem Oxid des Materials, also z.B. aus dem nicht verschweißbaren Silber-Cadmium-Oxid . Die Dicke dieses Oxidmantels läßt sich mit Hilfe der drei Parameter„ Sauerstoffzufuhr, Temperatur und Durchlaufzeit regulieren. Erforderlichenfalls kann das Material die Oxidationsvorrichtung 20 zur Erzielung einer ausreichenden Durchlaufzeit bei kleinen Abmessungen der Oxidationsvorrichtung mäanderförmig durchlaufen.

Nach Verlassen der Oxidationsvorrichtung 2 0 ist das Kontaktmaterial 10 ringsum mit dem Mantel aus einem nicht

>·«· · c« .·· rs tr

νerschweißbaren Oxid bzw. Silber-Cadmium-Oxid umgeben. Das ummantelte Material wird mit oder ohne Zwischenaufspulen später oder gleich anschließend durch eine Fräsvorrichtung 22 gezogen, die in der schematischen Darstellung von Fig. 1 eine ortsfeste Stützplatte 22a und eine der Transportrichtung des Kontaktmaterials 10 entgegengesetzt rotierende Frässcheibe 22b umfasst. Wie aus der Schnittdarstellung von Fig. 2 erkennbar, ist das ummantelte Kontaktmaterial 10 in einer der Querschnittsform dieses Materials entsprechenden Nut geführt. Bei dam dargestellten runden Querschnitt des ummantelten Kontaktmaterials besitzt diese Nut einen etwa" halbkreisförmigen Boden. Mit Hilfe der Frässcheibe 22b wird der Mantel M aus Silber-Cadmium-Oxid im Bereich eines Segments der Querschnittsfläche des ummantelten Kontaktmaterials 10 so weit entfernt, daß in einem Bereich der Lchnict- bzw. Fräsfläche das Kontaktmaterial 10 freigelegt w?.rd. Die freigelegte Fläche stellt die Anschlußfläche A dar, in deren Bereich der so gebildete Kontaktrohling verschweißbar iot.

Die in Fig. 2 leicht gebogen dargestellte Fräsfläche der Frässcheibe 22b wird so gewählt, daß sich eine optimale Verschwelßbarkeit der Anschlußflache A mit einem nicht dargestellten Kontaktträger durch "Elektroschweißen ergibt.

Anstelle der Fräsvorrichtung 22 kann abhängig von der Materialabmessung und damit der möglichen Zugkraft zum Abtragen des gewünschten Oberflächenabschnitts gemäß Fig. 3 auch eine Schälvorrichtung verwendet werden. In dieser Schälvorrichtung wird das mit dem Mantel M versehene Kontaktmaterial 10 zwischen ortsfesten Führungen 26,28 und 30 geführt,wobei ein Oberflächensegment des Mantels M mit Hilfe eines Schälmessers 32

Ι ϊ .". i Γ '**"**** . y Lf

abgeschält wird. Für die Form der Schnittfläche des Schälmessers 32 gilt das vorhergehend zur Form der Fräsfläche der Frässcheibe 22b Gesagte. Dabei wird das Schälmesser 32 zur Erzielung der optimalen Form der Anschlußflfche A abhängig von der Querschnittsform des Kontaktmaterials 10 unter umständen auch einen Teil von diesem selbst mit abschälen.

Das die Fräsvorrichtung 22 bzw. stattdessen eine Schälvorrichtung oder dergleichen verlassende Material ist nar noch bis auf den Bereich der Anschlußfläche A ummantelt, die einen oxidfreien Streifen längs dem draht- oder bandförmigen Kontaktmaterial darstellt. Bevor das so beschaffene Material in einer Schneidvorrichtung 34 in einzelne Fontakte zerschnitten wird, kann es in einer in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Kerbvorrichtung 36 in der aus Fig. 4 erkennbaren Weise eingekerbt werden. Sowohl die Kerbvorrichtung 3 6 als auch die Schneidvorrichtung können Teil einer automatischen Schweißvorrichtung sein, in die das durch die Oxidationsvorrichtung 20 und die Fräsvorrichtung 22 vorbehandelte Kontaktmaterial ggfs. nach Zwischenaufspulen eingegeben wird, und die die einzelnen Kontakte nach Einkerben und Abtrennen mit einem Kontaktträger verschweißt. Selbstverständlich kann das Material nach Verlassen der Fräsvorrichtung 22 auch zunächst aufgerollt werden, um später oder an anderer Stelle weiterverarbeitet ze werden.

In der Kerbvorrichtung 36 wird ö-az Material ausgehend von der mit dem Mantel M bedeckten und der Anschlußfläche A gegenüberliegenden Oberfläche in einer solchen Weise eingekerbt oder eingequetscht, daß der Mantel aus Silber-Cadmium- ; Oxid in die entstehende Kerbe hineingezogen wird und das Kontaktmaterial 10 auch im Bereich dieser Kerbe bedeckt. Dieses Einkerber oder Einquetschen kann mit Hilfe eines Kebbstempels 38 erfolgen, der gegen eine starre Gegendruckplatte 40 arbeitet, entlang der das Material mit seiner

Anschlußfläche A geführt ist. Hinsichtlich der

Form des Kerbstempels 38 wird auf die Darstellung

von Fig.'5 verwiesen. Die Kerbung kann entweder

in der bei 1 in Fig. 4 dargestellten Weise oder

alternativ als gegeneinander gerichtete Doppelkerbung

in der bei 2 in Fig. 4 dargestellten Weise erfolgen. j

In beiden Fällen bleibt nur noch ein dünner Steg |

zwischen zwei benachbarten Kontakten stehen, so daß %

einerseits das Herunterziehen des Mantels in die Kerbe 'f

erfolgen kann und andererseits die einzelnen Kontakte ί

noch mit einer gewissen Festigkeit untereinander

verbunden bleiben. Werden die einzelnen Kontakte ■

später im Bereich dieser Kerben getrennt, dann er- *

geben sich nur sehr kleine Schnittflächen, die nicht

mit dem Oxidmaterial des Mantels M bedeckt sind. 1

Ein weiterer Vorteil des Einkerbens vor dem Zerschneiden

bzw. Abtrennen ergibt sich daraus, daß die zum Abtrennen

der einzelnen Kontakte noch erforderliche Kraft sehr

viel geringer ist, als dies ohne Kerbe der Fall wäre.

Fig.6 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine

automatische Schweißvorrichtung mit Einkerbstation 36'

und einer ersten Elektrode 42, die sowohl der Ver- I

schweißung der einzelnen Kontakte 44 mit einem |

Kontaktträger 46 als auch der Abtrennung der einzelnen |,

Kontakte 44 dient. Durch das Einkerben mit Hilfe des 1

Kerbstempels 38 entsteht ein Band aus untereinander |

verbundenen Kontakten, das zwischen zwei Führungen f.

48 und 50 zu einer Trenn- und Schweißstation 34' läuft.

An der Schweißstation befindet sich der auf geeignete

Weise zugeführte Kontaktträger im Kontakt mit einer . ;

zweiten Elektrode 52. Wenn sich die erste Elektrode

42 in Fig„ 6 nach oben auf die zweite Elektrode 52

zubewegt, dann wird im Zusammenwirken mit der Kante der

Führung 48 zunächst ein Kontakt 44 abgetrennt und dieser J

Kontakt im Verlaufe der Bewegung der Elektrode 42 mit i

dem Kontaktträger 46 verschweißt. Diese Verschweißung %

ist möglich, da der Kontakt 44 dem Kontaktträger 46 ^f

• 1.1 · . .

·*] J — · ■ ill · · .

mit seiner Anschi. 3flache A zugewandt ist, die in der zuvor beschriebenen Weise von dem Mantel aus nicht verschweißbarem Oxidmaterial befreit wurde.Infolge der Einkerbung und der beim nachfolgenden Abtrennen der einzelnen Kontakte 44 entstehenden kleinen Schnittflächen besteht nach dem Anschweißen eines Kontakts 44 am Kontaktträger 46 praktisch die gesamte freiliegende Oberfläche des Kontakts 44 aus dem nicht verschweißbarer Material.

Die zugleich das Abtrennen der einzelnen Kontakte besorgende Elektrode 42 kann wegen der verhältnismäßig geringen zum Abtrennen erforderlichen Kraft mit abgerundeten Kanten versehen sein und unterliegt nur einer geringen Abnutzung.

Claims

Otto Bihler Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung elektrischer Kontaktteile aus einem Kontaktteilstrangmaterial, welches in einem Teilbereich seiner Mantelfläche mit einem schwer verschweißbaren Material überzogen ist und in dem Rest seiner Mantelfläche ein verschweißbares Material freiliegend darbietet, gekennzeichnet durch eine Baueinheit mit einer Stützfläche (48) für die Anlage des Restbereiches (A) der Mantelfläche und mit einem dieser Stützfläche gegenüberliegenden Kerbstempel (38) zum Einkerben des Strangnaterials (10) in dem überzogenen Teilbereich (M) seiner Mantelfläche.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit einen Antrieb für den Kerbstempel (38) von solchem Hub umfaßt, daß die Kerbe annähernd den gesamten Querschnitt d^s Strangmaterials durchsetzt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit eine Vorschubeinrichtung (14, 16, 18) zum kontinuierlichen Vorschub über den Ort des Kerbstempels (38) hinweg aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit eine in Vorschubrichtung vor dem Ort des Kerbstempels (38) gelegene Abtragvorrichtung (22) zum Abtragen des zunächst die gesamte Mantelfläche des Strangmaterials (10) umschließenden Überzugs (M) in dem Restbereich (A) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragvorrichtung (22) einen Abtragfräser (22b) aufweist.

/2

< · •»«••y «·

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragvorrichtung (22) einen Abtragschäler (32) umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit in Vorschubrichtung vor der Abtragvorrichtung (22) eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung (20) zum Herstellen des Überzugs ;M) aus schwer verschweißbarem Material umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, j daß die Behandlungsvorrichtung (20) eine Oxidationsvorrichtung ist, beispielsweise eine Oxidationsvorrichtung zum Oxidieren von Silbercadmiummaterial.

9. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit in Vorschubrichtung hinter dem Ort des Kerbstempels (38) eine Trennvorrichtung (34) umfaßt, welche den Materialstrang (10) jeweil; am Ort einer Kerbe in einzelne Kontaktteile unterteilt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (34) eine Stützfläche (48) umfaßt, welche den Strang (10) an der kerbfernen Seite jeweils bis zur in Vorschubrichtung vordersten Kerbe unterstützt und dort eine Trennkante aufweist und ferner einen Trennstempel (42) umfaßt, welcher in Vorschubrichtung an die Trennkante der Stützfläche (48) anschließt und auf die gekerbte Seite des Materialstranges (10) einwirkt,derart, daß er in Zusammenwirken mit der Trennkante der Stützfläche (48) jeweils das vorderste Kontaktteil (44) vor dem Strang (10) abschert.

/3

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennstempel (42) die bewegliche Elektrode
eines der Baueinheit angehörenden Trenn- und Schweißberäts (34') ist und daß dem Trennstempel (42) eine
Gegenelektrode (52) gegenübersteht, welche eine Auflage für einen mit dem Kontaktteil (44) zu verschweißenden Kontaktteilträger (46) bildet.