DE909735C

DE909735C - Verfahren zur Herstellung von metallischen Koerpern, insbesondere Schaltstiften

Info

Publication number: DE909735C
Application number: DES7206D
Authority: DE
Inventors: Josef Gutbrod; Dr Kurt Matthies; Paul Scholz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-08-15
Filing date: 1939-08-15
Publication date: 1954-04-22

Description

Verfahren zur Herstellung von metallischen Körpern, insbesondere Schaltstiften Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metallkörpern, die zum Teil aus einem Verbundmaterial, zum Teil aus einem reinen Metall bestehen, wie z. B. von Schaltkörpern.
Solche Körper pflegte man bisher in folgender Weise herzustellen: Ein Pulver aus einem hochschmelzenden Metall wurde in einer geeigneten Form gesintert und damit ein poröser Grundkörper hergestellt. In diesen porösen Grundkörper wurde gleichfalls in einer Form, und zwar vorzugsweise unter Vakuum, ein leichter schmelzendes Metall eingegossen, wobei die Form so ausgebildet war, daß gleichzeitig auch der den eigentlichen Kontaktkörper tragende Schaft aus dem reinen niedriger schmelzenden Metall mitgegossen wurde.
Ein derartiger Körper ist beispielsweise in Fig. i dargestellt. Der Verbundkörper, d. h. der eigentliche kontaktgebende Teil des in der Fig. i gezeigten Schaltstiftes, ist mit i bezeichnet. Über diesen Kontaktkörper baut sich der in der Gußform erzeugte Schaft 2 auf, der z. B. aus reinem Kupfer besteht, während das Verbundmaterial des Kontaktkörpers i aus Kupfer und Wolfram zusammengesetzt ist. Bei der Herstellung solcher Körper ist man natürlich nicht auf die genannten Metalle heschränkt; sondern kann verschiedene hochschmelzende Metalle für die Herstellung des porösen Grundkörpers des Kontaktstückes i sowie auch verschiedene niedrigschmelzende Metalle für das Vergießen dieses Körpers und die Herstellung des Bolzens verwenden.
Es hat sich nun gezeigt, daß die Eigenschaften solcher Schaltkontaktkörper, die vorzugsweise Stabform besitzen, noch weiter sehr verbessert werden können, wenn man sie gemäß der Erfindung behandelt. Es handelt sich dabei insbesondere um die Erhöhung der mechanischen Festigkeit des Schaftes, die bisher stets durch Zusatz eines, wenn auch nicht sehr großen Prozentsatzes eines edlen 'Jetalls, z. B. von Silber, erkauft wurde. Es hat sich gezeigt, daß man die Aufwendungen für die teuren Zusätze ersparen und ohne wesentliche Schwierigkeiten eine erhebliche Festigkeit des Schaftes erzielen kann. Erfindungsgemäß wird bei eitlem stabförmigen Schaltkontaktkörper, der aus einem Verbundmaterial und aus einem Schaft aus einem niedriger schmelzenden Metall besteht, der aus dem niedriger schmelzenden Metall bestehende Teil innerhalb einer vorgegebenen Form unter hohem Druck mechanisch verformt, wobei der Druck so groß gewählt und die Form so, ausgebildet ist, daß ein Fließen des niedriger schmelzenden Materials, aus dem der Schaft besteht, aber im wesentlichen kein Fließen des Verbundmaterials auftritt.
Wie die Verformung des Schaltkontaktkörpers erfolgt, ist aus F,ig. a zu ersehen. Der in Fig. a dargestellte Kontaktkörper ist durch plastische Verformung des Kontaktkörpers nach Fig. i entstanden zu denken. Der Körper wird in eine Form eingesetzt, die so ausgebildet ist, daß der Verbundkörper i in das untere Ende des Hohlraumes der Form wenigstens annähernd gut hineinpaßt, so daß er sich gegen die Form abstützt. Der Schaft :2 ist etwas schlanker als der Körper i, so daß er sich noch in der Breite (radial) innerhalb der Form ausc1ehnen kann. Der ganze Körper wird nun von oben her unter hohen Druck gesetzt, so daß sich der Schaft 2 stark.: plastisch verformt und die in Fig. i dargestellte Gestalt annimmt.-Der Verbundkörper i wird dabei nur sehr wenig verformt, da er ja so in die Form paßt, daß er keine wesentliche Formänderung erfahren kann.
Die Fig. 3 und -. zeigen ein weiteres Beispiel für einen Kontaktkörper, der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist. In Fig. 3 bedeutet 3 wieder den Verbundkörper, d. h. den eigentlichen Kontaktteil, während mit 4 ein. Schaft aus reinem Kupfer bezeichnet ist. Auch dieser Körper wird ähnlich, wie schon beschrieben, in eine Form eingesetzt und unter hohem Druck der Schaft zusammengepreßt. Der Druckkörper bzw. die Form ist so ausgebildet, daß der Schaft die in Fig. 4 dargestellte Gestalt annimmt.
Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausbildungsart der Preßform. Diese besteht aus einem Teil 5 mit einem Einsatz 6, in den der Kopf des Kontaktes genau hineinpaßt. Der Teil 7 hat eine schwach konisch geformte Bohrung, in der sich der zunächst schwächere Schaft 8 befindet. In diese Bohrung greift von oben der Preßstempel, -durch den der Schaft 8 niedergepreßt und dabei verkürzt wird, wobei er sich bis an die Wand der Bohrung verbreitert. Das Pressen der Schaftstifte erfolgt vorzugsweise unter einer hydraulischen Presse. Es hat sich gezeigt, daß man die Festigkeit der Körper außerordentlich vergrößern kann, wenn man das Verfahren nach der Erfindung anwendet. Bei runden Kupferstäben gelingt es beispielsweise, die Härte von 35 auf 9o Brinellgrade zu erhöhen, also- eine Festigkeitserhöhung über rooo/o zu erzielen. Der Stab verkürzt sich bei dieser Behandlung um etwa 35'/o seiner Länge, während sein Durchmesser um etwa 15 % vergrößert wird. Es hat sich herausgestellt, daß diese Behandlung des Schaltstiftes unter hohem Druck keinen nachteiligen Einfiuß auf seine sonstigen Eigenschaften ausübt und daß insbesondere die feste Verbindung zwischen dem Verbundkörper und dem Schaft nicht leidet, sondern eher noch verbessert wird. Das Verfahren nach der Erfindung ist einfach und rasch durchführbar. Die nach dem Verfahren hergestellten Konstruktionskörper sind speziell für Schaltzwecke verschiedenster Art verwendbar, und es hat sich gezeigt, daß man bei Verwendung derart behandelter Schaltkontaktkörper die Schalthäufigkeit im Vergleich zur Verwendung nicht gehärteter Schäfte erheblich vergrößern kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von metallischen Körpern, die aus einem Verbundmetall, z. B: Wolfram, Kupfer und einem reinen Metall hergestellt sind, insbesondere zur Herstellung von stabförmigen Schaltkontaktkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper innerhalb einer geeigneten Form mittels hohen Druckes mechanisch verformt wird; wobei der Druck so gewählt und die Preßform so ausgebildet ist, daß wohl das Fließen des reinen :Metalls, aber kein wesentliches Fließen des Verbundmaterials beim Pressen auftritt. a. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Preßform, in die der aus dem Verbundmetall bestehende Kontaktteil hineinpaßt, während der aus dem reinen Metall bestehende Schaft vor dem Pressen einen gewissen Abstand von den Wänden der Preßform besitzt. 3. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung so hoher Drücke, daß die Brinellhärte des Schaftmaterials um über iooo/a vergrößert wird. 4. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine solche Wahl der Dimensionen der Form und des Schaltstiftes, daß sich beim Pressen der Stift um etwa 3,5'/o seiner Länge verkürzt. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Form so ausgebildet ist, daß der Schaltstift nach dem Pressen die gewünschte Gebrauchsform annimmt.