EP0118859A2 - Verfahren zum Herstellen elektromechanischer Kontaktbauteile - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for producing electromechanical contact components which consist of a metallic carrier, on each of which at least one contact piece, preferably consisting of noble metal or coated with noble metal, is attached, after which the metallic carrier is supplied as a band to a contact fitting device, there with the contact pieces provided and then divided into the individual contact components by substantially transverse cuts.
- This Herstellart in which the contact parts are punched out of a carrier tape material, has the advantage that the contact members in the fully automatic operation forth g e-sets may be used.
- prepared contact rivets can be inserted into corresponding openings in the strip and then can be riveted or a contact strip can also be applied - welded or soldered - to the carrier material strip, so that a contact zone that extends over the entire width of the component results in the finished contact component.
- this broad contact zone is generally not necessary, so that a relatively high use of noble metals occurs in this latter process.
- this noble metal use is not so high in the first-described method in which the contact pieces are fastened to the carrier tape material by riveting, this method does not permit a high production speed.
- a contact tape is firmly connected to the carrier tape over its entire width and length, but this contact tape or the contact wire (tape) is only attached to the carrier tape point by point, and only at the points where later the contact is needed. At the points where it is not connected to the carrier tape, it is then removed again by suitable measures, so that only point-like contact pieces remain, with exactly the required dimensions. This of course minimizes the contact material or precious material consumption, although this method according to the invention also permits very high production speeds.
- the connection point between the contact strip and the carrier strip is always precisely defined by the arrangement of the catch holes, so that the subsequent contact piece is always at the same desired location on the contact component.
- the catch hole can of course be a construction opening, which would have to be provided on the contact component anyway.
- the contact strip is not first spotted onto the carrier strip at the later contact points and then the contact strip piece located therebetween is detached, but the contact strip is again passed over the contact point (s), but then the contact piece is sheared off the contact strip , simultaneously positioned and fastened on the carrier tape.
- the rest of the procedure is the same as previously described.
- the contact strip or the contact pieces can be applied by any metallic joining methods, such as welding - fusion welding, resistance welding, electron beam welding, laser beam welding, ultrasonic welding and also by cold welding - as well as by soldering.
- Laser welding has proven particularly useful in the case of small contact areas.
- a hole which remains clearly within the covering area of the contact piece can be provided at the contact point in the carrier tape for carrying out this type of welding.
- heating of the solder joint is preferably brought about by resistance heating.
- the contact strip part between two point-shaped connection points can be detached, for example, by milling, the milling cutter naturally only gripping the contact strip.
- the contact strip can also be tapped at the point-shaped connection points and pushed away by means of a slide which can be moved transversely to the strip.
- the parting off is expediently carried out here by two rolling knives acting in succession or, in particular in the case of fine profiled contact wires or strips, by a separating laser beam.
- Another possibility is that the detachment takes place by placing holding stamps on the contact strip and shearing off the contact strip by means of a slide which can be moved transversely to the strip and uses the two stamps as shear edges.
- the feed device for feeding the contact tape ends in a shear piece through which the contact tape passes and is sheared to the correct length by a shearing knife moved towards the carrier tape, which fixes the contact piece thus sheared off on the carrier tape.
- the shear knife can be designed as a stop for the contact band pushed by the shear piece.
- Fig. 1 shows a contact spring as an example of an electro-mechanical contact member, such as can be prepared according to the erfindun g s-qeze hybrid method.
- a contact piece 2 is applied to a tongue 1 approximately at the end, so that the contact piece 2 is still surrounded by carrier material on at least three sides.
- an opening 3 is provided as a catch hole.
- FIG. 5 The process steps leading to the contact spring according to FIGS. 1 and 2 are shown individually in FIG. 5.
- a carrier tape 11 is provided with catch holes 13.
- a contact strip 12 is then fed via this carrier strip 11 and connected point-wise to the carrier strip 11. (The connection is shown by hatching in this drawing.)
- This carrier tape 11 thus provided with contact pieces 2 is then separated in the next process step by separating cuts 4 to the desired contact springs.
- FIG. 6 and 7 show in detail one way of detaching the contact band part that is not required.
- holding punches 5, 6 are placed on the contact strip 12 at the point-shaped connection points, which are shaped on their underside like the contact strip 12.
- these contact stamps 5, 6, not only is the contact strip 12 held securely, but the side edges form shear edges for a shear slide 7, which moreover forms the contact strip piece between these two holding stamps 5, 6, that is to say between the punctiform connection points or the contact pieces 2 which then remain in place shears away or pushes away.
- a contact piece 2 is sheared off from the contact band 22 and at the same time on the Carrier tape 21 securely fixed. Holes 14 are provided in the carrier tape 21 and are now covered by the sheared contact piece 2.
- the carrier tape 21 is fed in such a way that these holes 14 or the contact pieces 2 come to lie above a bore 15, through which the contact piece 2 can be welded to the carrier tape 21 by means of a laser beam welding device 16.
- the position of the contact piece 2 during the welding process is clearly determined and fixed by the stamp 9, which presses the sheared contact piece 2 both onto the carrier tape 21, as it also comprises on three sides, as can be clearly seen from FIG. 10.
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Abstract
Kontaktbauteile, also auf einem metallischen Träger angeordnete Kontaktstücke, werden auf wirtschaftliche Art und Weise im vollautomatischen Betrieb hergestellt. Hierbei ist die Fertigungsgeschwindigkeit ein entscheidender Faktor. Nach der Erfindung können derartige Kontaktbauteile dadurch mit sehr hoher Fertigungsgeschwindigkeit hergestellt werden, daß die Kontaktstücke nur punktweise auf ihrem Träger, der als Trägerband herangeführt wird, befestigt werden. Dadurch wird nicht nure eine hohe Fertigungsgeschwindigkeit erzielt, sondern auch der Edelmaterialverbrauch für die Kontaktstücke minimiert.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen elektromechanischer Kontaktbauteile, die aus einem metallischen Träger bestehen, auf dem jeweils mindestens ein, vorzuqsweise aus Edelmetall bestehendes oder mit Edelmetall beschichtetes Kontaktstück angebracht ist, nach dem der metallische Träger als Band einer Kontaktbestückungseinrichtung zugeführt, dort mit den Kontaktstücken versehen und sodann durch im wesentlichen querverlaufende Schnitte in die einzelnen Kontaktbauteile zerteilt wird.
- Diese Herstellart, bei der die Kontaktbauteile aus einem Trägermaterialband ausgestanzt werden, hat den Vorteil, daß die Kontaktbauteile im vollautomatischen Betrieb herge-stellt werden können. Um die Kontaktstücke auf das Bandmaterial aufzubringen, können vorbereitete Kontaktnieten in entsprechende Öffnungen des Bandes eingesteckt und sodann vernietet werden oder es kann auch ein Kontaktband auf dem Trägermaterialband aufgebracht - geschweißt oder gelötet - werden, so daß sich bei dem fertigen Kontaktbauteil eine über die gesamte Breite des Bauteiles erstreckende Kontaktzone ergibt. Diese breite Kontaktzone ist jedoch in aller Regel nicht notwendig, so daß bei diesem letztgenannten Verfahren ein verhältnismäßig hoher Edelmetalleinsatz entsteht. Dieser Edelmetalleinsatz ist zwar bei dem erstbeschriebenen Verfahren, bei dem die Kontaktstücke durch Nieten auf dem Trägerbandmaterial befestigt werden, nicht so hoch, jedoch läßt dieses Verfahren keine hohe Fertigunnsneschwindigkeit zu.
- Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren anzugeben, bei dem auf Fertigungsautomaten mit hoher Fertigungsgeschwindigkeit derartige Kontaktbauteile hergestellt werden können, bei denen jedoch der Edelmetallverbrauch auf das unbedingt notwendige Minimum beschränkt ist. Erreicht wird dies bei der vorbeschriebenen Einrichtung durch folgende Verfahrensschritte:
- a) Einbringen von in regelmäßigem Abstand aufeinanderfolgenden Fanglöchern in das Material des Trägerbandes,
- b) Zuführen mindestens eines Kontaktbandes (-Drahtes) (Tape) über die Kontaktstelle(n) auf dem Trägerband,
- c) punktförmiges Verbinden des Kontaktbandes an den Kontaktstellen mit dem Trägerband, jeweils in gleichbleibender Lage relativ zu den Fanglöchern,
- d) Herauslösen des Kontaktbandes zwischen zwei punktförmigen Verbindungsstellen und
- e) Zertrennen des Trägermaterialbandes.
- Nicht mehr also wie bei den bekannten Verfahren wird ein Kontaktband über seine gesamte Breite und Länge fest mit dem Trägerband verbunden, sondern dieses Kontaktband beziehungsweise der Kontaktdraht (Tape) wird nur punktweise an das Trägerband angeheftet, und zwar lediglich an den Stellen, an denen später der Kontakt benötigt wird. An den Stellen, an denen es nicht mit dem Trägerband verbunden ist, wird es anschließend durch geeignete Maßnahmen wieder herausgelöst, so daß lediglich punktförmige Kontaktstücke verbleiben, mit exakt den benötigten Abmessungen. Dadurch ist selbstverständlich der Kontaktmaterial- beziehungsweise Edelmaterialverbrauch minimiert, obwohl auch dieses erfindungsgemäße Verfahren sehr hohe Fertigungsgeschwindigkeiten zuläßt. Zu beachten ist hierbei, daß durch die Anordnung der Fanglöcher die Verbindungsstelle zwischen dem Kontaktband und dem Trägerband stets exakt festgelegt ist, so daß sich das spätere Kontaktstück auch stets an der gleichen gewünschten Stelle auf dem Kontaktbauteil befindet. Das Fangloch kann selbstverständlich hierbei eine Konstruktions- öffnung sein, die sowieso an dem Kontaktbauteil vorgesehen werden müßte.
- Eine weitere Möglichkeit wird nach der Erfindung durch eine Abänderung dieses Verfahrens erreicht, das gekennzeichnet ist durch
- a) Einbringen von in regelmäßigem Abstand aufeinanderfolgenden Fanglöchern in das Material des Trägerbandes,
- b) Zuführen mindestens eines Kontaktbandes (-Drahtes) (Tape) über die Kontaktstelle(n) auf dem Trägerband,
- c) Abtrennen des Kontaktstückes vom Kontaktband mit Positionieren des Kontaktstückes auf dem Trägerband,
- d) Verbinden des Kontaktstückes mit dem Trägerband und
- e) Zertrennen des Trägerbandes.
- Bei der Durchführung dieses abgeänderten Verfahrens wird also nicht erst das Kontaktband an den späteren Kontaktstellen auf das Trägerband aufgepunktet und dann das dazwischen befindliche Kontaktbandstück herausgelöst, sondern es wird zwar wiederum das Kontaktband über die Kontaktstelle(n) geführt, sodann aber das Kontaktstück vom Kontaktband abgeschert, gleichzeitig auf dem Trägerband positioniert und befestigt. Das weitere Verfahren ist wieder das gleiche wie zuvor beschrieben.
- Beide Herstellverfahen lassen hohe Fertigungsgeschwindig- keiten zu, wobei durchaus auch die Werkzeuge, die quer zur Längsbewegung des Trägerbandes bewegt werden müssen, wie auch die Fügewerkzeuge während der Bearbeitungsoperation mit dem Trägerband mitlaufen können.
- Das Aufbringen des Kontaktbandes beziehungsweise der Kontaktstücke kann durch beliebige metallische Fügeverfahren, wie Schweißen - Schmelzschweißen, Widerstandsschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Laserstrahlschweißen, Ultraschallschweißen und auch durch Kaltschweißen - wie auch durch Löten erfolgen. Insbesondere bei kleinen Kontaktflächen hat sich das Laserschweißen sehr bewährt, wobei nach der Erfindung zur Durchführung dieser Schweißart an der Kontaktstelle im Trägerband ein in seinen Abmessungen deutlich innerhalb der Bedeckungsfläche des Kontaktstückes bleibendes Loch vorgesehen sein kann.
- Beim Löten wird vorzugsweise eine Erwärmung der Lötstelle durch Widerstandserwärmung bewirkt.
- Das Herauslösen des Kontaktbandteiles zwischen zwei punktförmigen Verbindungsstellen kann beispielsweise durch Fräsen erfolgen, wobei der Fräser selbstverständlich lediglich das Kontaktband ergreift. Das Kontaktband kann auch bei den punktförmigen Verbindungsstellen abgestochen und mittels eines quer zum Band verschiebbaren Schiebers weggeschoben werden. Das Abstechen erfolgt hierbei zweckmäßigerweise durch zwei nacheinander angreifende Rollmesser oder, insbesondere bei feinen profilierten Kontaktdrähten beziehungsweise Bändern, durch einen trennenden Laserstrahl. Eine weitere Möglichkeit ist dadurch gegeben, daß das Herauslösen durch Aufsetzen von Haltestempeln auf das Kontaktband und Abscheren des Kontaktbandes mittels eines quer zum Band verschiebbaren, die beiden Stempel als Scherkanten benutzenden Schiebers, erfolgt.
- Bei der zweiten Variante der Erfindung, bei der also die Kontaktstücke vom Kontaktband abgetrennt, auf dem Trägerband fixiert und sodann mit ihnen verbunden werden, erweist es sich als zweckmäßig, daß die Zuführeinrichtung zum Zuführen des Kontaktbandes in einem Scherstück endet, durch das das Kontaktband hindurchgeführt und in richtigr Länge durch ein auf das Trägerband zubewegtes Schermesser abgeschert wird, das das so abgescherte Kontaktstück auf dem Trägerband fixiert. Hierbei kann gleichzeitig das Schermesser als Anschlag für das durch das Scherstück herangeschobene Kontaktband ausgebildet sein.
- Alle diese Maßnahmen lassen sich unschwer in entsprechenden einfachen Einrichtungen verwirklichen. Zusammen mit der erzielbaren hohen Fertigungsgeschwindigkeit ist daher die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung äußerst wirtschaftlich.
- Anhand der beigefügten Zeichnungen soll das erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden. Es zeigen:
- Fig. 1 die Draufsicht auf ein Kontaktbauteil,
- Fig. 2 eine Seitenansicht,
- Fig. 3 ein mit einem Trägerband punktörmig verbundenes Kontaktband,
- Fig. 4 ein Trägerband mit aufgesetzten Kontaktstücken,
- Fig. 5 anhand von Einzeldarstellungen a) bis d) die verschiedenen aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte,
- Fig. 6 einen Querschnitt durch das Trägerband mit den zum Herauslösen notwendigen Werkzeugen,
- Fig. 7 in gleicher Darstellung wie Fig. 6 eine Ansicht des Bandes an dieser Stelle,
- Fig. 8 und
- Fig. 9 Ansichten der Fügestelle der Kontaktstücke und
- Fig. 10 in gleicher Darstellung wie die Fig. 8 und 9 einen Querschnitt nach X der Fig. 9.
- Fig. 1 zeigt als Beispiel für ein elektromechanisches Kontaktbauteil eine Kontaktfeder, wie sie nach dem erfindungs-qemäßen Verfahren hergestellt werden kann. Hierbei ist auf eine Zunge 1 etwa endständig ein Kontaktstück 2 aufgebracht, so, daß das Kontaktstück 2 zumindest an drei Seiten noch von Trägermaterial umgeben ist. Am Fußende der Zunge 1 ist als Fangloch eine Öffnung 3 vorgesehen.
- Die Verfahrensschritte, die zu der Kontaktfeder nach den Fig. 1 und 2 führen, sind in Fig. 5 einzeln dargestellt. Ein Trägerband 11 wird mit Fanglöchern 13 versehen. Über dieses Trägerband 11 wird sodann ein Kontaktband 12 zugeführt und punktförmig mit dem Trägerband 11 verbunden. (Die Verbindung ist in dieser Zeichnung durch Schraffierung dargestellt.) Beim nächsten Verfahrensschritt wird der zwischen den Verbindungsstellen befindliche Teil des Kontaktbandes 12 herausgelöst, so daß das Band lediglich noch punktförmig mit Kontaktstücken 2 versehen ist, wie dies Fig. 5c zeigt. Dieses so mit Kontaktstücken 2 versehene Trägerband 11 wird dann im nächsten Verfahrensschritt durch Trennschnitte 4 zu den gewünschten Kontaktfedern zertrennt.
- Die Fig. 6 und 7 zeigen detailliert eine Möglichkeit des Herauslösens des nicht benötigten Kontaktbandteiles. Hierbei werden auf das Kontaktband 12 an den punktförmigen Verbindungsstellen Haltestempel 5, 6 aufgesetzt, die an ihrer Unterseite wie das Kontaktband 12 geformt sind. Durch das Aufsetzen dieser Kontaktstempel 5, 6 wird nicht nur das Kontaktband 12 sicher gehalten, sondern die Seitenkanten bilden Scherkanten für einen Scherschieber 7, der numehr das Kontaktbandstück zwischen diesen beiden Haltestempeln 5, 6, also zwischen den punktförmigen Verbindungsstellen beziehungsweise den dann stehenbleibenden Kontaktstücken 2 wegschert beziehungsweise wegschiebt.
- Die Fig. 8, 9 und 10 betreffen die Alternative des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens derartiger Kontaktbauteile, wonach zwar wiederum ein Kontaktband 22 zugeführt, jedoch dieses Kontaktband 22 nicht direkt mit dem Trägerband 21 verbunden, sondern zuerst ein Kontaktstück 2 vom Kontaktband 22 abgeschert und sodann dieses Kontaktstück 2 mit dem Trägerband 21 verbunden wird. Das Kontaktband wird über eine Zuführeinrichtung, die in einem Scherstück 8 endet, zugeführt. An dem Scherstück 8 gleitet ein Schermesser 9, das entsprechend dem Pfeil 10 auf- und abbewegt werden kann. In Fig. 8 befindet sich dieses Schermesser 9 in der oberen Stellung, so daß das Kontaktband 22 an einen Anschlag, der durch die besondere Stirnformung des Schermessers 9 gebildet ist, herangeführt werden kann. Bei der Abwärtsbewegung des Schermessers 9 wird ein Kontaktstück 2 vom Kontaktband 22 abgeschert und gleichzeitig auf dem Trägerband 21 sicher fixiert. Im Trägerband 21 sind Löcher 14 vorgesehen, die nunmehr durch das abgescherte Kontaktstück 2 verdeckt werden. Die Zuführung des Trägerbandes 21 erfolgt so, daß diese Löcher 14 beziehungsweise die Kontaktstücke 2 oberhalb einer Bohrung 15 zu liegen kommen, durch die hindurch mittels einer Laserstrahl-Schweißeinrichtung 16 das Kontaktstück 2 auf dem Trägerband 21 verschweißt werden kann. Die Lage des Kontaktstückes 2 während des Schweißvorganges wird eindeutig bestimmt und fixiert durch den Stempel 9, der das abgescherte Kontaktstück 2 sowohl auf das Trägerband 21 aufdrückt, wie es auch an drei Seiten umfaßt, wie dies aus Fig. 10 deutlich zu ersehen ist.
Claims (13)
1. Verfahren zum Herstellen elektromechanischer Kontaktbauteile, die aus einem metallischen Träger bestehen, auf dem jeweils mindestens ein, vorzugsweise aus Edelmetall bestehendes oder mit Edelmetall beschichtetes Kontaktstück angebracht ist, nach dem der metallische Träger als Band einer Kontaktbestückungseinrichtung zugeführt, dort mit den Kontaktstücken versehen und sodann durch im wesentlichen querverlaufende Schnitte in die einzelnen Kontaktbauteile zerteilt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a) Einbringen von in regelmäßigem Abstand aufeinanderfolgenden Fanglöchern (13) in das Material des Trägerbandes (11, 21),
b) Zuführen mindestens eines Kontaktbandes (12, 22) (-Drahtes) (Tape) über die Kontaktstelle(n) auf dem Trägerband (12, 22),
c) punktförmiges Verbinden des Kontaktbandes (12) an den Kontaktstellen mit dem Trägerband (11), jeweils in gleichbleibender Lage relativ zu den Fanglöchern (13),
d) Herauslösen des Kontaktbandes (12) zwischen jeweils zwei punktförmigen Verbindungsstellen,
e) Zertrennen des Trägerbandes (11).
2. Verfahren zum Herstellen elektromechanischer Kontaktbauteile, die aus einem metallischen Träger bestehen, auf dem jeweils mindestens ein, vorzugsweise aus Edelmetall bestehendes oder mit Edelmetall beschichtetes Kontaktstück angebracht ist, nach dem der metallische Träger als Band einer Kontaktbestückungseinrichung zugeführt, dort mit den Kontaktstücken versehen und sodann durch im wesentlichen querverlaufende Schnitte in die einzelnen Kontaktbauteile zerteilt wird,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a) Einbringen von in regelmäßigem Abstand aufeinanderfolgenden Fanglöchern (13) in das Material des Trägerbandes (21),
b) Zuführen mindestens eines Kontaktbandes (22) (-Drahtes) (Tape) über die Kontaktstelle(n) auf dem Trägerband (21),
c) Abtrennen eines Kontaktstückes (2) vom Kontaktband (22) mit Positionieren des Kontaktstückes (2) auf dem Trägerband (21),
d) Verbinden des Kontaktstückes (2) mit dem Trägerband (21),
e) Zertrennen des Trägerbandes (11).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Fanglöcher (13) gleich der Breite der Kontaktbauteile (1) ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden durch Schweißen erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, insbesondere zur Durchführung des Laserstrahlschweißens, an der Kontaktstelle im Trägerband (21) ein in seinen Abmessungen deutlich innerhalb der Bedeckungsfläche des Kontaktstückes (2) bleibendes Loch (14) vorgesehen ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden durch Löten erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Herauslösen durch Fräsen erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Herauslösen durch beidseitiges Abstechen und Wegschieben mittels eines quer zum Band verschiebbaren Schiebers (7) erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstechen mittels zweier nacheinander angreifender Rollmesser erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstechen mittels eines trennenden Laserstrahls erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Herauslösen durch Aufsetzen von Haltestempeln (5, 6) auf das Kontaktband (12) und Abscheren des Kontaktbandes (12) mittels eines, quer zum Band verschiebbaren, die beiden Stempel (5, 6) als Scherkanten benutzenden Schiebers (7) erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung zum Zuführen des Kontaktbandes (22) in einem Scherstück (8) endet, durch das das Kontaktband (22) hindurchgeführt und in richtiger Länge durch ein auf das Trägerband (21) zu bewegtes Schermesser (9) abgetrennt wird, das das so abgetrennte Kontaktstück (2) auf dem Trägerband (21) fixiert.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schermesser (9) als Anschlag für das durch das Scherstück (8) herangeführte Kontaktband (22) ausgebildet ist.
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