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Kontakt aus Bimetall und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung
bezieht sich auf einen Kontakt aus Bimetall und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
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Kontakte aus Bimetall, insbesondere Bimetallnietkontakte, und Verfahren
zu ihrer Herstellung sind bekannt. Diese bekannten Bimetallkontakte bestehen aus
einem Kontaktkopf, der an der kontaktgebenden Stelle ein Edelmetall oder eine Edelmetallegierung
enthält, während der übrige Teil des Kontaktkopfes und der ganze Kontaktschaft aus
einem billigen Unedelmetall, wie Kupfer, Bronze oder Messing, besteht.
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Man unterscheidet mehrere verschiedene Verfahren 'zur Herstellung
von Bimetallkontakten.
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Das einfachste Verfahren zur Herstellung von Bimetallkontakten besteht
darin, daß über den Kopf eines massiven Unedelmetallkontaktes oder einer Schraube
ein dünnes Edelmetallplättchen gezogen wird. Durch Umbördeln dieses Plättchens um
den Umfang des Kontaktkopfes wird ein Loslösen der beiden Teile vermieden. Durch
derartige Verfahren hergestellte Kontakte haben sich nicht bewährt, da durch das
nur mechanische Anpressen des Kontaktplättchens an den Kontaktkopf und durch die
Oxydation des letzteren große und veränderliche Übergangswiderstände innerhalb des
Kontaktes auftreten.
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Bei anderen HerstellungsverfahrenvonBimetallkontakten geht man von
Bimetallblech aus, einem durch Schweißplattieren oder Walzplattieren aus Unedelmetall
und Edelmetall hergestelltem Mehrschichtenmetall. Aus diesem Vormaterial werden
die Bimetallkontakte nach verschiedenen Verfahren herausgearbeitet.
Zum
Beispiel fräst man aus Bimetallblech unter Verwendung von Hohlfräsern Kontaktschäfte
aus der Unedelmetallseite der Bimetallbleche heraus, um dann die Kontakte aus den
Blechen auszustanzen.
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Bei der Durchführung dieses bekannten Verfahrens entstehen jedoch
Abfälle aus nicht mehr verwendbaren Kontaktblechen, aus denen durch Scheidung die
Edelmetalle zurückgewonnen werden müssen.
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Ein anderes bekanntes Verfahren zur Herstellung von Bimetallkontakten
verwendet pulverförmige Edelmetalle und Unedelmetalle, die in Mehrfachpreßformen
aufeinandergeschichtet und anschließend unter hohem Druck unter gleichzeitiger oder
anschließender Erhitzung gesintert werden. Dieses Verfahren arbeitet zwar mit geringen
Materialverlusten, doch ist die Herstellung der Pulver, insbesondere der Edelmetallpulver,
verhältnismäßig teuer, weshalb die Anwendung dieser Verfahren hauptsächlich auf
Bimetallkontakte mit Silberauflage beschränkt ist.
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Es hat sich nun gezeigt, daß Bimetallkontakte auf außerordentlich
einfache und billige Weise und nahezu verlustlos dadurch hergestellt werden können,
daß die an und für sich bekannten, aber für diese Zwecke bisher nicht verwendeten
Neigungen des Silbers zur Diffusionsschweißung mit Edel- und Unedelmetall bei Temperaturen
unterhalb des Schmelzpunktes des Silbers ausgenutzt werden.
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Nach der Erfindung wird demnach zur Herstellung von Bimetallkontakten
auf einen beispielsweise galvanisch versilberten Kontaktträger aus unedelem Metall
ein Kontaktkopf aus Edelmetall oder einer Edelmetallegierung mechanisch aufgepreßt
und anschließend werden beideTeile durch Diffusionsschweißung miteinander verbunden.
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Das Verfahren der Erfindung besteht im einzelnen aus mehreren aufeinanderfolgenden
Arbeitsvorgängen: Zuerst stellt man auf einer Niethammermaschine die Kontaktträger
aus einem Unedelmetall her. Doch können die Kontaktträger auch auf andere Weise,
beispielsweise durch Fassondrehen, hergestellt werden. Sie können außer der Form
eines Niets auch jede andere Form, z. B. die einer Schraube, aufweisen.
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Derjenige Teil des Kontaktträgers, auf den später der Kontaktkopf
gepreßt wird, kann flach oder hoch gewölbt sein. Er kann glatt sein oder eine Aufrauhung
zeigen, beispielsweise wie die Oberfläche eines Nagelkopfes oder einer Feile.
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Der so hergestellte Kontaktträger wird nun anschließend galvanisch
versilbert. Die in einem Rollfad oder einer Glocke ausgeführte Versilberung kann
so dünn sein, daß der Kontaktträger in seinen Abmessungen praktisch nicht verändert
wird.
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Der versilberte Kontaktträger, beispielsweise ein Niet, wird nun in
die Matrize einer Presse eingelegt, derart, daß der Nietkopf nach oben zu liegen
kommt. Auf diesen Nietkopf wird nun ein Edelmetallplättchen gelegt, das aus einem
Edelmetallblech durch Ausstanzen erhalten wurde. Die aufeinanderliegenden Flächen
des Nietes und des Edelmetallplättchens müssen die gleiche Form aufweisen, während
die Fläche des Plättchens, das später den Kontaktkopf bildet, beliebig ausgebildet
werden kann, beispielsweise auch halbkuglig oder ballig.
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Nun wird ein entsprechend geformter Stempel in die derart beschickte
Matrize 'unter Druck eingeführt, wodurch eine mechanische Haftung zwischen Niet
und Plättchen erzielt werden kann, die aber nicht genügt, um einen Kontaktniet verwendungsfähig
zu machen. Zu einer unlösbaren Verschweißung bedarf es vielmehr einer gleichzeitigen
oder anschließenden Erwärmung der beiden mechanisch miteinander verbundenen Teile
auf eine Temperatur zwischen 700 und 8oo°.
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Am zweckmäßigsten ist die nachträgliche Verschweißung der beiden Teile.
Zu diesem Zweck werden die beiden Teile aus der Matrize ausgestoßen und in einem
Glühofen oder in einem inerten Gas 1o bis 20 Minuten lang auf 700 und 8oo°
erhitzt. Hierdurch findet auch ohne gleichzeitige Druckausübung eine innige Verschweißung
zwischen Edel- und Unedelmetall statt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die
so hergestellten Bimetallkontakte nochmals nachzupressen, wodurch eine Verdichtung
des Kontaktmetalles und eine Härtesteigerung eintritt.
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Die Herstellung der Bimetalle nach dem Verfahren der Erfindung ist
nicht mit dem bekannten Auflöten von Kontaktplättchen auf Nieten und Schrauben unter
Verwendung eines Hartlotes vergleichbar. Hart aufgelötete Kontaktplättchen erfordern
stets eine Nachbearbeitung und Entfernung des aus der Lotfuge austretenden Lotes.
Auch muß bei diesem Verfahren stets mit der Bildung von Lunkern gerechnet werden,
die die Haftung der Kontaktplättchen auf der unebenen Unterlage gefährden.
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Die Vorteile, die Bimetallkontakte aufweisen, die nach dem Verfahren
der Erfindung hergestellt sind, sind die folgenden: Es tritt keinerlei Abfall und
daher kein Verlust an Edelmetall ein, da die Stanzabfälle aus der Herstellung der
Kontaktplättchen ohne weiteres umgeschmolzen werden können.
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Die Herstellung der Kontakte ist billig, da auf die vorherige Herstellung
von teurem Bimetallblech bzw. Edelmetallpulver verzichtet ' werden kann.
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Die Kontakte sind auch am Kontaktschaft vollkommen mit einer Silberschicht
versehen, wodurch sich wesentlich geringere Übergangswiderstände an den Nietstellen
zwischen dem Kontakt und der Kontaktfeder ergeben, in die der Kontakt eingenietet
wird.