EP0093424B1

EP0093424B1 - Verfahren zur Herstellung eines Kontaktelementes

Info

Publication number: EP0093424B1
Application number: EP83104208A
Authority: EP
Inventors: Herbert Bauer
Original assignee: Inovan GmbH and Co KG Metalle und Bauelemente
Current assignee: Inovan GmbH and Co KG Metalle und Bauelemente
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1983-04-29
Publication date: 1989-09-27
Also published as: EP0093424A2; ATE46790T1; DE3216135A1; DE3380650D1; EP0093424A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktelementes, bestehend aus einer Kontaktplatte mit punktförmig darin eingefügten Kontakten mit einseitiger oder beidseitiger Kontaktfläche, wobei die Kontakte aus einem Kontaktkern bestehen, der ein- oder beidseitig mit Kontaktmaterial beschichtet ist.
Bei bekannten derartigen Kontaktelementen werden die Kontakte in die Kontaktplatte eingenietet, wobei die Kontakte sowohl bündig mit der Kontaktplatte abschließen, wie auch über die Ebene der Kontaktplatte herausstehen können. Durch das Nietverfahren ergibt sich nicht nur ein fester mechanischer Sitz der Kontaktniete in der Kontaktplatte, sondern auch ein geringern Übergangswiderstand zwischen Kontaktplatte und Kontakt. Auch eignet sich das Nietverfahren zur Herstellung derartiger Kontaktelemente im automatisierten Betrieb. Nachteilig wirkt sich die Vernietung der Kontakte und die dabei notwendige Verformung des Kontaktmaterials insbesondere dann aus, wenn kein Kontakt-Vollmaterial verwendet wird, sondern nur Kontaktnieten, deren Kontaktfläche lediglich mit Kontaktmaterial beschichtet ist. Durch die Verformung beim Nieten kann diese Kontaktschicht einreißen oder sich doch zumindest so verformen, daß nicht mehr die notwendige Dicke der Kontaktschicht auf der Kontaktfläche verbleibt. Diese Gefahr besteht insbesondere bei Kontaktnieten mit beidseitigen Kontaktflächen (Umschaltkontakte). Schließlich ist auch noch festzuhalten, daß die Herstellung der Kontaktnieten, insbesondere der Bimetall- beziehungsweise der Trimetall-Nieten, verhältnismäßig kostenaufwendig ist.
Die kostenaufwendige Herstellung solcher Bimetall- oder Trimetall-Nieten wird nach einem bekannten Vorschlag, nach der EP-A-0 037 154 dadurch vermieden, daß aus einer Kontaktplatte runde Löcher ausgestanzt werden, in die anschließend entsprechende Kontaktplättchen eingesetzt werden können. Damit wird nicht nur die aufwendige Herstellung der Nieten vermieden, sondern auch erreicht, daß derartige Kontaktelemente im automatischen Betrieb gefertigt werden können. Als Nachteil ist noch anzusehen, daß derartige Kontaktplättchen in die Kontaktplatte eingelötet werden müssen. Zwar ist auch die Möglichkeit gegeben, die Kontaktplättchen in der Kontaktplatte kalt zu verschweißen, jedoch erfordert dies einen sehr hohen Druck auf Kontaktplättchen, um durch die damit bewirkte Materialverdrängung eine sichere Kaltverschweißung zu erreichen. Dieser hohe Druck auf die Kontaktplättchen selbstverständlich kann bei Bimetall- oder Trimetall-Kontakten zu dem gleichen, bereis oben beschriebenen Effekt, nämlich zu einer Zerstörung der nur eine sehr geringe Dicke aufweisenden Kontaktschicht führen.
Gleiches ist zu berichten von einem ebenfalls bekanntgewordenen Verfahren, das in der CH-A-574 669 beschrieben ist. Hier sind in einer Sackbohrung radial verlaufende Rillen vorgesehen, in die das Material einer eingeführten Kontaktniet durch sehr hohen Druck hineinfließen soll. Die sehr dünnen Kontaktschichten bei Bimetall- oder Trimetall-Kontakten werden durch diesen hohen Druck mit Sicherheit zerstört. Auch trifft dies zu für ein weiter bekanntes Verfahren nach der US-A-3 341 943, wo ebenfalls ein Kaltverschweißen derartiger Kontaktnieten durch hohen Druck gelehrt wird.
Schlieslich ist aus der GB-A-760 231 auch noch bei der Herstellung von Kupfer/Aluminium-Verbindungen bekannt, eine Kaltverschweißung herbeizuführen, daß entweder der Schaft einer Kontaktniet oder die Bohrung in die die Kontaktniet einzusetzen ist, oder auch beide Teile mit einer Riffelung versehen werden, die beim Eindrücken des Nietschaftes weggedrückt werden, wodurch zumindest teilweise eine Kaltschweißverbindung hervorgerufen wird. Wie ausdrücklich in den Unterlagen der GB-A-760 231 angeführt wird, muß diese Verbindung jedoch luftdicht abgeschlossen sein, um das Eindringen von Dämpfen etc., die Korrosion hervorrufen könnten, zu vermeiden. Mit anderen Worten, die Kaltschweißverbindung besteht nur teilweise oder ist auch so unzuverlässig, daß auf diese Abdichtung nicht verzichtet werden kann. Auch hier muß selbstverständlich zum Eindrücken des Nietschaftes beziehungsweise eines anderen ähnlich geformten Elements, Druck aufgewandt werden, jedoch keinesfalls in der Höhe wie bei den oben beschriebenen Vorschlägen. Die Lehre nach der GB-A-760 231 bezieht sich allerdings lediglich auf Verbinder beziehungsweise Verbindungen im Hochspannungsbereich, also nicht in dem Bereich, in dem Kontakte mit dünnen Kontaktschichten verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktelements der eingangs genannten Art nach der EP-A-0 037 154 anzugeben, das im automatisierten Betrieb hergestellt werden kann, dessen Kontakte unverformt und dennoch mechanisch sicher in der Kontaktplatte mit niederem Übergangswiderstand gehalten sind und dessen Fertigung schließlich auch noch möglichst geringe Kosten verursacht.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kontaktplatte mit den Querschnittsabmessungen des Kontaktkerns entsprechenden Durchbrechungen versehen wird, wobei die Durchbrechungen so ausgeführt werden, daß in die Durchbrechungen hineinragende, stabförmige Leisten verbleiben und daß der Kontaktkern in die Durchbrechungen unter Wegdrücken der Leisten eingepreßt wird, wobei der Durchbruch ein- oder beidseitig und/oder der Kontaktkern an seinem Einführende angefast ist. Bei diesem Einpressen und dem dabei erfolgenden Wegdrücken der Leisten findet eine Kaltverschweißung des Kontaktkerns mit der Kontaktplatte statt, wodurch nicht nur ein fester Sitz des Kontakts in der Kontaktplatte gewährleistet ist, sondern auch ein äußerst geringer Übergangswiderstand zwischen dem Material der Kontaktplatte und demjenigen des Kontaktkerns. Zusätzlich kann dieser feste Sitz noch dadurch verbessert werden, daß der Kontakt nach dem Einpressen gestaucht wird, gegebenenfalls gleichzeitig mit einer gewünschten oberflächigen Verformung des Kontaktes. Selbstverständlich können nach diesem Verfahren hergestellte Kontaktplatten auch wiederum mit Kontakten bestückt sein, die bündig mit der Kontaktplatte abschließen oder über dessen Ebene herausragen, wiederum mit einseitigen oder beidseitigen Kontaktflächen.
Die Herstellung der Kontakte ist äußerst einfach; sie werden lediglich als Kontaktstifte oder -platten aus einem entsprechenden Material herausgestanzt. Auch die Herstellung der Durchbrüche in der Kontaktplatte kann unschwer im Stanzverfahren erfolgen, wobei auch gleichzeitig die Durchbrüche ein- oder beidseitig angefast werden können, um ein Andrücken des Kontaktmaterials in diese Fase zu ermöglichen.
Zweckmäßigerweise wird der Kontaktkern an seinem Einführende auch leicht angefast, um einerseits das Einführen des Kontaktkerns in die Durchbrüche zu erleichtern und zum anderen auch zu vermeiden, daß die in die Durchbrüche hineinragenden Leisten statt weggedrückt abgeschert werden.
Auf der Zeichnung ist schematisch das Einfügen von Kontakten in eine Kontaktplatte, in diesem Falle in ein Kontaktband, dargestellt. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Kontaktband bei einer Durchbruchstelle in der Draufsicht,
Fig. 2 das Kontaktband nach Fig. 1 im Längsschnitt,
Fig. 3 zwei in einem Kontaktband eingesetzte Kontakte in Draufsicht,
Fig. 4 einen Längsschnitt nach Fig. 3 mit einseitigen Kontakten und
Fig. 5 den gleichen Längsschnitt wie Fig. 4, jedoch mit Kontakten mit beidseitigen Kontaktflächen.

Ein Kontaktband (Kontaktplatte) 1 ist mit einer Durchbrechung 2 versehen, in die Rippen 3 hineinragen. Beidseitig ist die Durchbrechung 2 geringfügig angefast 4.
In diese Durchbrüche 2 werden nunmehr Kontakte 5, in diesem Falle Bimetall-Kontakte mit rundem Kontaktkern, eingepreßt, wobei die in den Durchbruch 2 hineinragenden Rippen verformt werden. Das Herstellen der Durchbrüche 2 und das Einpressen der Kontakte 5 kann unmittelbar nacheinander erfolgen, so daß eine zusätzliche Reinigung der kalt miteinander zu verschweißenden Flächen zwischen dem Material der Kontaktplatte 1 und demjenigen des Kontaktes 5 nicht erforderlich ist. Dies ist insbesondere dann nicht notwendig, wenn auch die Kontakte 5 unmittelbar zuvor aus einem Kontaktmaterialband herausgestanzt werden.
Fig. 4 zeigt zwei Kontakte mit einseitiger Kontaktfläche 6, eingesetzt in Durchbrüche 2 nach den Fig. 1 und 2. Der links dargestellte Kontakt steht über die Ebene der Kontaktplatte hinaus; der rechts dargestellte Kontakt schließt bündig mit der Ebene der Kontaktplatte 1 ab. Durch Stauchen der Kontakte 5 wird erreicht, daß auch der angefaste Teil des Durchbruches 2 ausgefüllt wird beziehungsweise es wird dadurch erreicht, daß der Kontakt 5 stets die richtige Lage in der Kontaktplatte 1 einnimmt. Fig. 5 zeigt wiederum wie Fig. 4 zwei in die Durchbrechungen 2 eingefügte Kontakte 5, die jedoch beidseitig Kontaktflächen 6 aufweisen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktelementes, bestehend aus einer Kontaktplatte (1) mit punktförmig darin eingefügten Kontakten (5) mit einseitiger oder beidseitiger Kontaktfläche, wobei die Kontakte aus einem Kontaktkern bestehen, der ein- oder beidseitig mit Kontaktmaterial beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktplatte (1) mit den Querschnittsabmessungen des Kontaktkerns entsprechenden Durchbrechungen (2) versehen wird, an deren Innenwänden sich in Längsrichtung der Durchbrechungen (2) erstreckende, in den Innenraum der Durchbrechungen (2) hineinragende Rippen verbleiben, und daß der Kontaktkern in die Durchbrechungen (2) unter Kaltverschweißung bewirkender Verformung der Rippen eingepreßt wird, wobei der Durchbruch ein- oder beidseitig und/oder der Kontaktkern an seinem Einführende angefast ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (5) nach dem Einpressen gestaucht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (2) ein- oder beidseitig angefast (4) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkern an seinem Einführende angefast ist.