EP1315255A2 - Method of producing sliding micro contacts - Google Patents

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EP1315255A2
EP1315255A2 EP02025835A EP02025835A EP1315255A2 EP 1315255 A2 EP1315255 A2 EP 1315255A2 EP 02025835 A EP02025835 A EP 02025835A EP 02025835 A EP02025835 A EP 02025835A EP 1315255 A2 EP1315255 A2 EP 1315255A2
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EP
European Patent Office
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contact
alloy
round wires
coating
contact springs
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Klaus Frietsch
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Hugo Kern und Liebers & Co Platinen- und Federnfabrik GmbH
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    • H01R39/24—Laminated contacts; Wire contacts, e.g. metallic brush, carbon fibres

Definitions

  • the invention relates to a method for producing micro-sliding contacts according to the preamble of claim 1 as well a micro sliding contact made by this method.
  • Micro sliding contacts are used to contact conductor tracks or surfaces, often a relative movement between the Micro sliding contacts and the conductor track or surface takes place.
  • the contact springs can, for example, be designed as spring tongues are punched out of spring steel strips.
  • the contact springs In addition to the electrical conductivity is for the contact spring corrosion resistance and with moving sliding contacts abrasion resistance is important. It is known the contact springs to be made from spring bronze or steel. These materials are inexpensive and in terms of their electrical conductivity, their spring properties and their abrasion resistance useful. However, the corrosion resistance of these materials is not sufficient for all purposes. It is therefore also known, the contact springs made of a precious metal alloy manufacture. Such contact springs are mechanical and electrical properties well suited and have a high abrasion resistance and corrosion resistance. adversely are the relatively high material costs. As Compromise is known, made of contact springs as sheet metal stampings to produce an inexpensive spring metal and or roll cladding precious metal parts in the areas to apply the contact spring in which the contact surfaces are located. With this manufacturing process is only a smaller amount of the precious metal is required, so the material cost are reduced, but plating is an additional one elaborate work step that has the advantage of reduction the material costs largely nullifies again.
  • the invention is therefore based on the object of a method to create with which micro sliding contacts of high quality can be produced inexpensively.
  • the invention further relates to a method according to this method manufactured micro sliding contact.
  • the contact areas are made by cladding coated with an alloy containing at least one precious metal contains. This makes it possible to remove the contact spring from one manufacture inexpensive material.
  • the high wear resistance and corrosion resistance, only for the contact surfaces are achieved by this Contact surfaces coated with an alloy containing precious metal become.
  • the coating is done by cladding. This makes it possible to apply a very thin layer of To apply precious metal alloy so that only the least possible amount of expensive precious metal alloy is needed.
  • the build-up welding is technically simple, so that this step the manufacturing costs only in one Small dimensions compared to the material costs saved Fulfills.
  • the alloy containing precious metal is used for cladding preferably applied as powder to the contact surface, inflated using a powder conveyor, for example.
  • the Powder accumulated on the contact surface is then preferred melted by means of a laser beam. Cladding is expediently carried out under protective gas.
  • Applying the coating to the contact surface Fusion welding also has the advantage that the edges the contact springs in the area of the contact surface also melted and be rounded. An additional deburring the contact springs are therefore not necessary.
  • the layer thickness of the Noble metal alloy can be very small and preferably only be about 20 to 50 ⁇ . Such a small layer thickness is sufficient for corrosion resistance and abrasion resistance to ensure. On the other hand, this means minor Layer thickness a low requirement of the expensive precious metal alloy.
  • the inventive method for coating the contact surfaces can be used for contact springs that are used as sheet metal stampings are formed, as well as contact springs made of round wires exist, are used.
  • the application of the precious metal alloy as a metal powder has the advantage that the metal powder in a simple manner on the horizontally arranged Contact surfaces can be applied. Not on that the powder hitting the contact surfaces can be below the contact springs collected and collected for further processing become. Excess powder also slides off to the side the contact areas and is also used for further processing collected. After the powder has accumulated on the contact surface it is acted upon by a laser beam pulse, which is the metal powder and preferably the surface the contact spring melts, creating a liquid mirror of the precious metal alloy, which after solidification forms a uniform formation of the contact surface guaranteed.
  • a laser beam pulse which is the metal powder and preferably the surface the contact spring melts
  • the contact spring is designed as a stamped part, the result is due to the punching a gap between the individual spring tongues of the contact spring. Through this gap excess powder falls down when applied. Even with contact springs made from round wires, the excess powder falls between the contact springs below when the round wires are spaced. Become Round wires arranged in the tightest packing, so that they can touch each other to get as many contacts as possible per area to get, the metal powder may not completely between the individual contact surfaces the round wires fall down. In this case it can be useful, the contact spring formed by the round wires to lead over a rising ramp so that the contact surfaces the round wires are lifted individually. The powder can now be applied to the raised contact surface applied and melted by means of the laser beam pulse become.
  • sheathed wires for the contact springs, which one Have a core made of a base metal and with a Precious metal alloy, for example, are galvanically coated.
  • the corrosion resistance is not considered as Contact surface serving outer surface guaranteed.
  • 1 to 3 is an example of a micro sliding contact shown, in which the manufacturing method according to the invention can be used.
  • a U-shaped stamped part 10 made of sheet metal, for example made of steel or a copper-beryllium alloy is in a support block 12 used.
  • On the free legs of the U-shaped stamped part 10 are welded contact spring, which in the illustrated Example are formed as round wires 14.
  • the Round wires 14 are with their rear ends on embossing ribs 16 of the stamped part 10 welded.
  • the free ends of the round wires 14 are bent at right angles, so that the end faces of the round wires 14 form contact surfaces 18 with which the round wires 14 on conductor tracks, not shown seated. In this way, the micro sliding contact can the contact surfaces 18, the round wires 14 and the U-shaped Stamping part 10 conductively connect two conductor tracks together.
  • round wires 14 there are several round wires 14, for example fifteen round wires 14 with one Diameter of approx. 0.1 mm lying side by side and one another arranged touching. In this way, a large number of contact points on a relatively small width of, for example two millimeters next to each other.
  • the tongue of the stamped part 10 punched spring tongues as contact springs can be used. By punching the spring tongues if there is a gap between them, so that the number of side by side on a given width arranged contact springs in such an embodiment less is.
  • the round wires 14 from a containing at least one precious metal Manufacture alloy.
  • Such an alloy can, for example Platinum, palladium, gold, silver and copper or contain a selection of these items.
  • the U-shaped Stamped part 10 made of an inexpensive material and only for the stamped part 10 as a contact spring welded round wires 14 becomes the expensive precious metal alloy used.
  • the contact surfaces 18 of the round wires 14 are wear-resistant and corrosion resistant.
  • Figures 4 and 6 show the free Ends of the round wires 14 with the contact surfaces 18 of a micro sliding contact according to this state of the art.
  • the contact springs ie. H. in the illustrated embodiment for the round wires 14 an inexpensive material is used which is the most suitable electrical conductivity and suitable spring properties has, for example a spring bronze and in particular one Copper-beryllium alloy. Because this material is not the required high abrasion resistance and corrosion resistance has, according to the invention, a contact surface 18 Coating 20 applied, which consists of an alloy, which contains at least one precious metal. The coating 20 thus forms the contact surface with which the round wires 14 come into spring contact with the conductor track.
  • Figures 5 and Fig. 7 show the free ends of the round wires 14 with the coating 20 into a representation that corresponds to the representation of the 4 and 6 corresponds to the prior art.
  • the contact surfaces are used 18 of the vertically upward free ends of the Round wires 14 the alloy containing the precious metal as a metal powder applied. Then the contact areas 18 with the metal powder piled on it under protective gas by means of a laser beam, preferably a pulsed laser beam applied. This will make the metal powder and the surface of the contact surfaces 18 of the round wires 14 is melted, so that they can connect. In this way the coating 20 is made of the precious metal Alloy applied by means of laser cladding.
  • the metal powder is preferred by means of powder conveyors known per se Contact areas 18 inflated and piled up. Through the horizontal The arrangement of the contact surfaces 18 is supported a sufficient amount of the metal powder on these contact surfaces 18 from.
  • melting the metal powder by means of the laser beam becomes a mirror of the liquid precious metal alloy generated that after solidification to a uniform smooth coating 20 leads to the optimal contact properties having. This coating 20 is most clearly in 7 can be seen.
  • the contact springs are formed by punched spring tongues or round wires 14 are used, which are in contrast spaced from each other to the illustrated embodiment are, that which does not strike the contact surface 18 Metal powder and excess metal powder from the Contact surfaces 18 laterally on the contact springs down. The metal powder can be collected there and fed again become.
  • round wires 14 lying close together are used, as shown in the illustrated embodiment, so there is a risk that that applied to the contact surfaces 18 Powder of the precious metal alloy the contact surfaces 18 bridged by adjacent round wires 14 and at Melt one of the adjacent round wires 14 connecting coating that creates the required mutual Mobility of the individual round wires 14 hampers.
  • the method is modified in such a way as shown in Figures 8 and 9.
  • the Laser cladding of the coating 20 becomes the series of adjacent round wires 14 moved over a ramp 22.
  • the direction of movement is in Fig. 8 by an arrow indicated. If the round wires 14 across their axis the ramp 22 are moved, the round wires 14 are individually successively with respect to the adjacent round wires 14 raised as seen in FIG. 8.
  • the powder of the Precious metal alloy is lifted on top of each Round wire 14 by means of the pulsed laser beam with the Welded contact surface 18.
  • the round wires 14 have a diameter of for example 0.1 mm.
  • the one marked X in FIG. 5 Material thickness of the coating 20 is less than the wire diameter.
  • the thickness X of the coating is preferably 20 10% to 50% of the wire diameter. This results in a thickness X of coating 20, which in most cases is about 20 to 50 ⁇ . This thickness of the coating 20 usually already results from the production, that only a corresponding amount of the powder of the precious metal alloy piled up on the contact surfaces 18 of the round wires 14 can be.
  • the round wires 14 can also be designed as sheathed wires. These have one Core made of the inexpensive material, for example spring bronze with a jacket made of a stainless steel alloy, for example is galvanically coated. The coat has one correspondingly small wall thickness. When cladding the Coating 20 connects the molten metal powder on the contact surface 18 on the outer edge of the contact surface 18 with the material of the jacket, so that a completely closed Coating and sheathing the round wires 14 with an alloy containing precious metal is obtained.

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Abstract

The method involves manufacturing the contacts out of an alloy of at least one base metal and applying a coating of an alloy containing at least one precious metal to the contact surfaces of the contact springs (14) by build-up welding. The contact surfaces of the contact springs can be made by laser welding. <??>AN Independent claim is also included for the following: a micro sliding contact with several contact springs with contact surfaces.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Mikroschleifkontakten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen nach diesem Verfahren hergestellten Mikroschleifkontakt.The invention relates to a method for producing micro-sliding contacts according to the preamble of claim 1 as well a micro sliding contact made by this method.

Mikroschleifkontakte dienen zum kontaktieren von Leiterbahnen oder -flächen, wobei häufig eine Relativbewegung zwischen den Mikroschleifkontakten und der Leiterbahn bzw. -fläche stattfindet. Um einen zuverlässigen Kontakt zu erzielen bestehen die Mikroschleifkontakte aus mehreren Kontaktfedern, die möglichst dicht nebeneinander angeordnet sind. Die Kontaktfedern können beispielsweise als Federzungen ausgebildet sein, die aus Federblechbändern ausgestanzt werden. Eine dichtere Anordnung von Kontaktfedern, d. h. eine grössere Anzahl von Kontaktfedern pro Fläche kann durch die Verwendung von Runddrähten als Kontaktfedern erhalten werden.Micro sliding contacts are used to contact conductor tracks or surfaces, often a relative movement between the Micro sliding contacts and the conductor track or surface takes place. To make a reliable contact exist the micro sliding contacts from multiple contact springs, if possible are arranged close together. The contact springs can, for example, be designed as spring tongues are punched out of spring steel strips. A denser arrangement of contact springs, d. H. a larger number of contact springs per area can be achieved by using round wires can be obtained as contact springs.

Neben der elektrischen Leitfähigkeit ist für die Kontaktfeder eine Korrosionsbeständigkeit und bei bewegten Schleifkontakten eine Abriebfestigkeit wichtig. Es ist bekannt, die Kontaktfedern aus Federbronze oder Stahl herzustellen. Diese Werkstoffe sind kostengünstig und in Bezug auf ihre elektrische Leitfähigkeit, ihre Federeigenschaften und ihre Abriebfestigkeit brauchbar. Die Korrosionsfestigkeit dieser Werkstoffe ist jedoch nicht für alle Anwendungszwecke ausreichend. Es ist daher auch bekannt, die Kontaktfedern aus einer Edelmetall-Legierung herzustellen. Solche Kontaktfeder sind in ihrer mechanischen und elektrischen Eigenschaften gut geeignet und weisen eine hohe Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Nachteilig sind dabei jedoch die relativ hohen Materialkosten. Als Kompromiss ist bekannt, Kontaktfedern als Blechstanzteile aus einem preisgünstigen Federmetall herzustellen und durch Stirnkanten- oder Walzplattieren Edelmetallteile in den Bereichen der Kontaktfeder aufzubringen, in welchen sich die Kontaktflächen befinden. Bei diesem Herstellungsverfahren wird zwar nur eine geringere Menge des Edelmetalls benötigt, so dass die Materialkosten reduziert sind, das Plattieren ist jedoch ein zusätzlicher aufwendiger Arbeitsschritt, der den Vorteil der Reduzierung der Materialkosten wieder weitgehend zunichte macht.In addition to the electrical conductivity is for the contact spring corrosion resistance and with moving sliding contacts abrasion resistance is important. It is known the contact springs to be made from spring bronze or steel. These materials are inexpensive and in terms of their electrical conductivity, their spring properties and their abrasion resistance useful. However, the corrosion resistance of these materials is not sufficient for all purposes. It is therefore also known, the contact springs made of a precious metal alloy manufacture. Such contact springs are mechanical and electrical properties well suited and have a high abrasion resistance and corrosion resistance. adversely are the relatively high material costs. As Compromise is known, made of contact springs as sheet metal stampings to produce an inexpensive spring metal and or roll cladding precious metal parts in the areas to apply the contact spring in which the contact surfaces are located. With this manufacturing process is only a smaller amount of the precious metal is required, so the material cost are reduced, but plating is an additional one elaborate work step that has the advantage of reduction the material costs largely nullifies again.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem Mikroschleifkontakte hoher Qualität kostengünstig hergestellt werden können.The invention is therefore based on the object of a method to create with which micro sliding contacts of high quality can be produced inexpensively.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.According to the invention, this object is achieved by a method with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the method are in the subclaims specified.

Weiter ist Gegenstand der Erfindung ein nach diesem Verfahren hergestellter Mikroschleifkontakt.The invention further relates to a method according to this method manufactured micro sliding contact.

Erfindungsgemäß werden die Kontaktfedern des Mikroschleifkontaktes aus einer Legierung aus wenigstens einem unedlen Metall hergestellt. Die Kontaktflächen werden durch Auftragschweißen mit einer Legierung beschichtet, die wenigstens ein Edelmetall enthält. Dadurch ist es möglich, die Kontaktfeder aus einem preisgünstigen Werkstoff herzustellen. Die hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, die nur für die Kontaktflächen notwendig sind, werden dadurch erreicht, das diese Kontaktflächen mit einer Edelmetall enthaltenden Legierung beschichtet werden. Die Beschichtung erfolgt durch Auftragschweißen. Dadurch ist es möglich, eine sehr dünne Schicht der Edelmetall-Legierung aufzubringen, so dass nur die geringst mögliche Menge der teueren Edelmetall-Legierung benötigt wird. Das Auftragschweißen ist fertigungstechnisch einfach, so dass dieser Arbeitsschritt die Herstellungskosten nur in einem im Vergleich zu den eingesparrten Materialkosten geringen Maße erfüllt.According to the invention, the contact springs of the micro sliding contact from an alloy of at least one base metal manufactured. The contact areas are made by cladding coated with an alloy containing at least one precious metal contains. This makes it possible to remove the contact spring from one manufacture inexpensive material. The high wear resistance and corrosion resistance, only for the contact surfaces are achieved by this Contact surfaces coated with an alloy containing precious metal become. The coating is done by cladding. This makes it possible to apply a very thin layer of To apply precious metal alloy so that only the least possible amount of expensive precious metal alloy is needed. The build-up welding is technically simple, so that this step the manufacturing costs only in one Small dimensions compared to the material costs saved Fulfills.

Für das Auftragschweißen wird die Edelmetall enthaltende Legierung vorzugsweise als Pulver auf die Kontaktfläche aufgetragen, zum Beispiel mittels Pulverförderer aufgeblasen. Das auf der Kontaktfläche angesammelte Pulver wird dann vorzugsweise mittels eines Laserstrahls aufgeschmolzen. Das Auftragschweißen wird zweckmäßig unter Schutzgas durchgeführt.The alloy containing precious metal is used for cladding preferably applied as powder to the contact surface, inflated using a powder conveyor, for example. The Powder accumulated on the contact surface is then preferred melted by means of a laser beam. Cladding is expediently carried out under protective gas.

Das Aufbringen der Beschichtung auf die Kontaktfläche durch Schmelzschweißen hat zusätzlich den Vorteil, dass die Kanten der Kontaktfedern im Bereich der Kontaktfläche ebenfalls aufgeschmolzen und verrundet werden. Ein zusätzliches Entgraten der Kontaktfedern ist daher nicht notwendig.Applying the coating to the contact surface Fusion welding also has the advantage that the edges the contact springs in the area of the contact surface also melted and be rounded. An additional deburring the contact springs are therefore not necessary.

Die durch das Auftragschweißen aufgebrachte Schichtdicke der Edelmetall-Legierung kann sehr gering sein und vorzugsweise nur etwa 20 bis 50 µ betragen. Eine solche geringe Schichtdicke ist ausreichend um die Korrosionsbeständigkeit und Abriebsfestigkeit zu gewährleisten. Andererseits bedeutet diese geringe Schichtdicke einen geringen Bedarf der teueren Edelmetall-Legierung.The layer thickness of the Noble metal alloy can be very small and preferably only be about 20 to 50 µ. Such a small layer thickness is sufficient for corrosion resistance and abrasion resistance to ensure. On the other hand, this means minor Layer thickness a low requirement of the expensive precious metal alloy.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung der Kontaktflächen kann sowohl bei Kontaktfedern, die als Blechstanzteile ausgebildet sind, als auch bei Kontaktfedern, die aus Runddrähten bestehen, eingesetzt werden. Das Aufbringen der Edelmetall-Legierung als Metallpulver hat dabei den Vorteil, dass das Metallpulver in einfacher Weise auf die waagerecht angeordneten Kontaktflächen aufgebracht werden kann. Das nicht auf die Kontaktflächen auftreffende Pulver kann unterhalb der Kontaktfedern aufgefangen und für die weitere Verarbeitung gesammelt werden. Ebenso rutscht überschüssiges Pulver seitlich von den Kontaktflächen ab und wird ebenfalls für die Weiterverarbeitung gesammelt. Nach dem Anhäufeln des Pulvers auf der Kontaktfläche wird diese durch einen Laserstrahlpuls beaufschlagt, der das Metallpulver und vorzugsweise die Oberfläche der Kontaktfeder aufschmilzt, wobei sich ein flüssiger Spiegel der Edelmetall-Legierung bildet, der nach dem Erstarren eine gleichmässiger Ausbildung der Kontaktfläche gewährleistet.The inventive method for coating the contact surfaces can be used for contact springs that are used as sheet metal stampings are formed, as well as contact springs made of round wires exist, are used. The application of the precious metal alloy as a metal powder has the advantage that the metal powder in a simple manner on the horizontally arranged Contact surfaces can be applied. Not on that the powder hitting the contact surfaces can be below the contact springs collected and collected for further processing become. Excess powder also slides off to the side the contact areas and is also used for further processing collected. After the powder has accumulated on the contact surface it is acted upon by a laser beam pulse, which is the metal powder and preferably the surface the contact spring melts, creating a liquid mirror of the precious metal alloy, which after solidification forms a uniform formation of the contact surface guaranteed.

Ist die Kontaktfeder als Stanzteil ausgebildet, so ergibt sich durch das Stanzen zwangsläufig ein Abstandsspalt zwischen den einzelnen Federzungen der Kontaktfeder. Durch diesen Abstandsspalt fällt überschüssiges Pulver beim Aufbringen nach unten. Auch bei Kontaktfedern, die aus Runddrähten gebildet sind, fällt das überschüssige Pulver zwischen den Kontaktfedern nach unten, wenn die Runddrähte beabstandet angeordnet sind. Werden Runddrähte in dichtester Packung angeordnet, so dass sie sich gegenseitig berühren, um eine möglichst große Zahl von Kontakten pro Fläche zu erhalten, so kann das Metallpulver unter Umstände nicht vollständig zwischen den einzelnen Kontaktflächen der Runddrähte nach unten fallen. In diesem Falle kann es zweckmäßig sein, die durch die Runddrähte gebildeten Kontaktfeder über eine ansteigende Rampe zu führen, so dass die Kontaktflächen der Runddrähte jeweils einzeln angehoben werden. Auf die jeweils angehobene Kontaktfläche kann nun das Pulver aufgebracht und mittels des Laserstrahlspulses aufgeschmolzen werden.If the contact spring is designed as a stamped part, the result is due to the punching a gap between the individual spring tongues of the contact spring. Through this gap excess powder falls down when applied. Even with contact springs made from round wires, the excess powder falls between the contact springs below when the round wires are spaced. Become Round wires arranged in the tightest packing, so that they can touch each other to get as many contacts as possible per area to get, the metal powder may not completely between the individual contact surfaces the round wires fall down. In this case it can be useful, the contact spring formed by the round wires to lead over a rising ramp so that the contact surfaces the round wires are lifted individually. The powder can now be applied to the raised contact surface applied and melted by means of the laser beam pulse become.

Bei der Verwendung von Runddrähten ist es darüber hinaus möglich, für die Kontaktfedern Manteldrähte zu verwenden, die einen Kern aus einem unedlen Metall aufweisen und mit einer Edelmetall-Legierung, zum Beispiel galvanisch ummantelt sind. Dadurch wird die Korrosionsbeständigkeit auch in der nicht als Kontaktfläche dienende Mantelfläche gewährleistet. Beim Aufschmelzen verbindet sich die Beschichtung der Kontaktfläche am Umfang mit dem Mantel des Runddrahtes, so dass sich eine geschlossene korrosionsbeständige Beschichtung ergibt. When using round wires, it is also possible to to use sheathed wires for the contact springs, which one Have a core made of a base metal and with a Precious metal alloy, for example, are galvanically coated. As a result, the corrosion resistance is not considered as Contact surface serving outer surface guaranteed. When melting the coating of the contact surface connects to Circumference with the sheath of the round wire, so that there is a closed corrosion-resistant coating results.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

  • Fig. 1: in perspektivischer vergrösserter Darstellung einen Mikroschleifkontakt,
  • Fig. 2: eine Draufsicht auf den Mikroschleifkontakt,
  • Fig. 3: eine Seiteansicht des Mikroschleifkontaktes,
  • Fig. 4: vergrössert die Einzelheit A der Fig. 3 in einer Ausführung nach dem Stand der Technik,
  • Fig. 5: eine Fig. 4 entsprechende Darstellung der Einzelheit A gemäß der Erfindung,
  • Fig. 6: ein stark vergrößertes Foto der Einzelheit A nach dem Stand der Technik,
  • Fig. 7: ein entsprechendes Foto der Einzelheit A gemäß der Erfindung,
  • Fig. 8: in einer Seitendarstellung eine Erläuterung des Herstellungsverfahrens und
  • Fig 9: eine Draufsicht auf Fig. 8.
    • The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing. Show it
  • 1: in a perspective enlarged view a micro sliding contact,
  • 2: a top view of the micro sliding contact,
  • 3: a side view of the micro sliding contact,
  • 4: Enlarges detail A of FIG. 3 in an embodiment according to the prior art,
  • 5: a representation corresponding to FIG. 4 of detail A according to the invention,
  • 6: a greatly enlarged photo of the detail A according to the prior art,
  • 7: a corresponding photo of the detail A according to the invention,
  • Fig. 8: in a side view an explanation of the manufacturing process and
  • 9: a top view of FIG. 8.

    • In den Fig. 1 bis 3 ist ein Beispiel eines Mikroschleifkontaktes dargestellt, bei welchem das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eingesetzt werden kann.1 to 3 is an example of a micro sliding contact shown, in which the manufacturing method according to the invention can be used.

    Ein U-förmiges Stanzteil 10 aus Blech, zum Beispiel aus Stahl oder einer Kupfer-Beryllium-Legierung ist in einen Trägerblock 12 eingesetzt. Auf die freien Schenkel des U-förmigen Stanzteils 10 sind Kontaktfeder aufgeschweißt, die in dem dargestellten Beispiel als Runddrähte 14 ausgebildet sind. Die Runddrähte 14 sind mit ihren hinteren Enden auf Prägerippen 16 des Stanzteils 10 aufgeschweißt. Die freien Enden der Runddrähte 14 sind rechtwinklig abgebogen, so dass die Endstirnflächen der Runddrähte 14 Kontaktflächen 18 bilden, mit welchen die Runddrähte 14 auf nicht dargestellten Leiterbahnen aufsitzen. Auf diese Weise kann der Mikroschleifkontakt über die Kontaktflächen 18, die Runddrähte 14 und das U-förmige Stanzteil 10 zwei Leiterbahnen leitend miteinander verbinden.A U-shaped stamped part 10 made of sheet metal, for example made of steel or a copper-beryllium alloy is in a support block 12 used. On the free legs of the U-shaped stamped part 10 are welded contact spring, which in the illustrated Example are formed as round wires 14. The Round wires 14 are with their rear ends on embossing ribs 16 of the stamped part 10 welded. The free ends of the round wires 14 are bent at right angles, so that the end faces of the round wires 14 form contact surfaces 18 with which the round wires 14 on conductor tracks, not shown seated. In this way, the micro sliding contact can the contact surfaces 18, the round wires 14 and the U-shaped Stamping part 10 conductively connect two conductor tracks together.

    In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Runddrähte 14, zum Beispiel fünfzehn Runddrähte 14 mit einem Durchmesser vom ca. 0,1 mm nebeneinander liegend und einander berührend angeordnet. Auf diese Weise kann eine grosse Zahl von Kontaktpunkten auf einer relativ kleinen Breite von beispielsweise zwei Millimetern nebeneinander angeordnet werden. Es ist offensichtlich, das anstelle der Runddrähte 14 auch aus dem Blech des Stanzteils 10 ausgestanzte Federzungen als Kontaktfedern verwendet werden können. Durch das Stanzen der Federzungen bleibt zwischen diesen jeweils ein Spalt frei, so dass die Anzahl der auf einer vorgegebenen Breite nebeneinander angeordneten Kontaktfedern in einer solchen Ausführung geringer ist.In the illustrated embodiment, there are several round wires 14, for example fifteen round wires 14 with one Diameter of approx. 0.1 mm lying side by side and one another arranged touching. In this way, a large number of contact points on a relatively small width of, for example two millimeters next to each other. It is obvious that instead of the round wires 14, too the tongue of the stamped part 10 punched spring tongues as contact springs can be used. By punching the spring tongues if there is a gap between them, so that the number of side by side on a given width arranged contact springs in such an embodiment less is.

    Da die Kontaktflächen 18 mit der jeweiligen Leiterbahn einen Berührungskontakt bewirken müssen, besteht die Gefahr, dass der Übergangswiderstand dieses Berührungskontaktes infolge Korrosion unerwünscht ansteigt. Erfolgt eine Relativbewegung zwischen den Kontaktflächen 18 und den jeweiligen Leiterflächen, mit den diese in Berührung stehen, so tritt auch das Problem eines Abriebs und Verschleisses der Kontaktflächen 18 auf.Since the contact surfaces 18 with the respective conductor track Contact, there is a risk that the contact resistance of this contact as a result Corrosion increases undesirably. There is a relative movement between the contact surfaces 18 and the respective conductor surfaces, with which they are in contact, this also occurs Problem of abrasion and wear of the contact surfaces 18 on.

    Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, aus diesen Gründen die Runddrähte 14 aus einer mindestens ein Edelmetall enthaltenden Legierung herzustellen. Eine solche Legierung kann beispielsweise Platin, Palladium, Gold, Silber und Kupfer oder eine Auswahl dieser Elemente enthalten. Um den Bedarf an der teueren Edelmetall-Legierung gering zu halten, wird das U-förmige Stanzteil 10 aus einem preisgünstigen Werkstoff hergestellt und nur für die auf das Stanzteil 10 als Kontaktfeder aufgeschweißten Runddrähte 14 wird die kostspielige Edelmetall-Legierung verwendet. Aufgrund des verwendeten Edelmetalls sind die Kontaktflächen 18 der Runddrähte 14 verschleißfest und korrosionsbeständig. Die Figuren 4 und 6 zeigen die freien Enden der Runddrähte 14 mit den Kontaktflächen 18 eines Mikroschleifkontaktes nach diesem Stand der Technik.It is known in the art for these reasons the round wires 14 from a containing at least one precious metal Manufacture alloy. Such an alloy can, for example Platinum, palladium, gold, silver and copper or contain a selection of these items. To meet the need for To keep expensive precious metal alloy low, the U-shaped Stamped part 10 made of an inexpensive material and only for the stamped part 10 as a contact spring welded round wires 14 becomes the expensive precious metal alloy used. Because of the precious metal used the contact surfaces 18 of the round wires 14 are wear-resistant and corrosion resistant. Figures 4 and 6 show the free Ends of the round wires 14 with the contact surfaces 18 of a micro sliding contact according to this state of the art.

    Erfindungsgemäß wird dagegen auch für die Kontaktfedern, d. h. in dem dargestellten Ausführungsbeispiel für die Runddrähte 14 ein kostengünstiger Werkstoff verwendet, der die geeignete elektrische Leitfähigkeit und geeignete Federeigenschaften aufweist, zum Beispiel eine Federbronze und insbesondere eine Kupfer-Beryllium-Legierung. Da dieser Werkstoff nicht die geforderte hohe Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, wird erfindungsgemäß auf die Kontaktflächen 18 eine Beschichtung 20 aufgebracht, die aus einer Legierung besteht, welche zumindest ein Edelmetall enthält. Die Beschichtung 20 bildet somit die Kontaktfläche, mit welcher die Runddrähte 14 federnd mit der Leiterbahn in Berührung kommen. Die Figuren 5 und 7 zeigen die freien Enden der Runddrähte 14 mit der Beschichtung 20 in eine Darstellung, die der Darstellung des Standes der Technik in Fig. 4 und 6 entspricht.According to the invention, however, is also used for the contact springs, ie. H. in the illustrated embodiment for the round wires 14 an inexpensive material is used which is the most suitable electrical conductivity and suitable spring properties has, for example a spring bronze and in particular one Copper-beryllium alloy. Because this material is not the required high abrasion resistance and corrosion resistance has, according to the invention, a contact surface 18 Coating 20 applied, which consists of an alloy, which contains at least one precious metal. The coating 20 thus forms the contact surface with which the round wires 14 come into spring contact with the conductor track. Figures 5 and Fig. 7 show the free ends of the round wires 14 with the coating 20 into a representation that corresponds to the representation of the 4 and 6 corresponds to the prior art.

    Zur Herstellung der Beschichtung 20 wird auf die Kontaktflächen 18 der senkrecht nach oben gerichteten freien Enden der Runddrähte 14 die das Edelmetall enthaltende Legierung als Metallpulver aufgebracht. Anschließend werden die Kontaktflächen 18 mit dem darauf angehäufelten Metallpulver unter Schutzgas mittels eines Laserstrahls, vorzugsweise eines gepulsten Laserstrahls beaufschlagt. Dadurch werden das Metallpulver und die Oberfläche der Kontaktflächen 18 der Runddrähte 14 aufgeschmolzen, so dass diese sich verbinden können. Auf diese Weise wird die Beschichtung 20 aus der Edelmetall enthaltenden Legierung mittels Laser-Auftragschweißen aufgebracht.In order to produce the coating 20, the contact surfaces are used 18 of the vertically upward free ends of the Round wires 14 the alloy containing the precious metal as a metal powder applied. Then the contact areas 18 with the metal powder piled on it under protective gas by means of a laser beam, preferably a pulsed laser beam applied. This will make the metal powder and the surface of the contact surfaces 18 of the round wires 14 is melted, so that they can connect. In this way the coating 20 is made of the precious metal Alloy applied by means of laser cladding.

    Um das Metallpulver der Edelmetall enthaltende Legierung auf die Kontaktflächen 18 aufzubringen, wird das Metallpulver vorzugsweise mittels an sich bekannten Pulverförderer auf die Kontaktflächen 18 aufgeblasen und aufgehäufelt. Durch die horizontale Anordnung der Kontaktflächen 18 lagert sich dabei eine ausreichende Menge des Metallpulvers auf diese Kontaktflächen 18 ab. Durch das Schmelzen des Metallpulvers mittels des Laserstrahls wird ein Spiegel der flüssigen Edelmetall-Legierung erzeugt, die nach Erstarren zu einer gleichmäßigen glatten Beschichtung 20 führt, die optimale Kontakteigenschaften aufweist. Diese Beschichtung 20 ist am deutlichsten in Fig. 7 zu erkennen.Around the metal powder of the alloy containing precious metal To apply the contact surfaces 18, the metal powder is preferred by means of powder conveyors known per se Contact areas 18 inflated and piled up. Through the horizontal The arrangement of the contact surfaces 18 is supported a sufficient amount of the metal powder on these contact surfaces 18 from. By melting the metal powder by means of the laser beam becomes a mirror of the liquid precious metal alloy generated that after solidification to a uniform smooth coating 20 leads to the optimal contact properties having. This coating 20 is most clearly in 7 can be seen.

    Werden die Kontaktfedern durch ausgestanzten Federzungen gebildet oder werden Runddrähte 14 verwendet, die im Gegensatz zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einander beabstandet sind, so fällt das nicht auf die Kontaktfläche 18 auftreffende Metallpulver und überschüssiges Metallpulver von den Kontaktflächen 18 seitlich an den Kontaktfedern nach unten. Das Metallpulver kann dort aufgefangen und erneut zugeführt werden.The contact springs are formed by punched spring tongues or round wires 14 are used, which are in contrast spaced from each other to the illustrated embodiment are, that which does not strike the contact surface 18 Metal powder and excess metal powder from the Contact surfaces 18 laterally on the contact springs down. The metal powder can be collected there and fed again become.

    Werden dicht aneinander anliegende Runddrähte 14 verwendet, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, so besteht die Gefahr, dass das auf die Kontaktflächen 18 aufgebrachte Pulver der Edelmetall-Legierung die Kontaktflächen 18 von aneinander anliegenden Runddrähten 14 überbrückt und beim Aufschmelzen eine die aneinander angrenzenden Runddrähte 14 verbindende Beschichtung erzeugt, die die erforderliche gegenseitige Beweglichkeit der einzelnen Runddrähte 14 behindert.If round wires 14 lying close together are used, as shown in the illustrated embodiment, so there is a risk that that applied to the contact surfaces 18 Powder of the precious metal alloy the contact surfaces 18 bridged by adjacent round wires 14 and at Melt one of the adjacent round wires 14 connecting coating that creates the required mutual Mobility of the individual round wires 14 hampers.

    Um dies zu vermeiden, wird das Verfahren in der Weise modifiziert, wie dies in den Figuren 8 und 9 dargestellt ist. Beim Laser-Auftragschweißen der Beschichtung 20 wird die Reihe der nebeneinander liegenden Runddrähte 14 über eine Rampe 22 bewegt. Die Bewegungsrichtung ist in Fig. 8 durch einen Pfeil angedeutet. Wenn die Runddrähte 14 quer zu ihrer Achse über die Rampe 22 bewegt werden, werden die Runddrähte 14 einzeln aufeinanderfolgend gegenüber den benachbarten Runddrähten 14 angehoben, wie dies in Fig. 8 zu sehen ist. Das Pulver der Edelmetall-Legierung wird jeweils auf dem nach oben angehobenen Runddraht 14 mittels des gepulsten Laserstrahls mit der Kontaktfläche 18 verschweißt. Da die Kontaktfläche 18 des jeweils angehobenen Runddrahtes 14 vertikal von den Kontaktflächen 18 der benachbarten Runddrähte 14 getrennt ist, kann das Auftragen des Metallpulvers und das Aufschweißen der Beschichtung 20 ohne die oben genannten Brückenbildung in gleicher Weise erfolgen, wie dies bei voneinander getrennten Kontaktfedern möglich ist.To avoid this, the method is modified in such a way as shown in Figures 8 and 9. At the Laser cladding of the coating 20 becomes the series of adjacent round wires 14 moved over a ramp 22. The direction of movement is in Fig. 8 by an arrow indicated. If the round wires 14 across their axis the ramp 22 are moved, the round wires 14 are individually successively with respect to the adjacent round wires 14 raised as seen in FIG. 8. The powder of the Precious metal alloy is lifted on top of each Round wire 14 by means of the pulsed laser beam with the Welded contact surface 18. Since the contact surface 18 of each raised round wire 14 vertically from the contact surfaces 18 of the adjacent round wires 14 is separated, that can Apply the metal powder and weld the coating 20 without the above mentioned bridging in the same Ways take place like this with separate contact springs is possible.

    Bei Mikroschleifkontakten, wie sie in der Praxis häufig eingesetzt werden, weisen die Runddrähte 14 einen Durchmesser von beispielsweise 0.1 mm auf. Die in Fig. 5 mit X gekennzeichnete Materialstärke der Beschichtung 20 ist kleiner als der Drahtdurchmesser. Vorzugsweise beträgt die Dicke X der Beschichtung 20 10 % bis 50 % des Drahtdurchmessers. Dadurch ergibt sich eine Stärke X der Beschichtung 20, die in den meisten Fällen bei etwa 20 bis 50 µ liegt. Diese Stärke der Beschichtung 20 ergibt sich bei der Herstellung in der Regel bereits dadurch, dass nur eine entsprechende Menge des Pulvers des Edelmetall-Legierung auf den Kontaktflächen 18 der Runddrähte 14 aufgehäufelt werden kann.With micro sliding contacts, as they are often used in practice are, the round wires 14 have a diameter of for example 0.1 mm. The one marked X in FIG. 5 Material thickness of the coating 20 is less than the wire diameter. The thickness X of the coating is preferably 20 10% to 50% of the wire diameter. This results in a thickness X of coating 20, which in most cases is about 20 to 50 µ. This thickness of the coating 20 usually already results from the production, that only a corresponding amount of the powder of the precious metal alloy piled up on the contact surfaces 18 of the round wires 14 can be.

    In einer nicht dargestellten Ausführung können die Runddrähte 14 auch als Manteldrähte ausgebildet sein. Diese weisen einen Kern aus dem preisgünstigen Werkstoff, zum Beispiel Federbronze auf, der mit einem Mantel aus einer Edelstahl-Legierung, zum Beispiel galvanisch überzogen ist. Der Mantel weist eine entsprechend geringe Wandstärke auf. Beim Auftragschweißen der Beschichtung 20 verbindet sich das aufgeschmolzene Metallpulver auf der Kontaktfläche 18 am Außenrand der Kontaktfläche 18 mit dem Material des Mantels, so dass eine vollständig geschlossene Beschichtung und Ummantelung der Runddrähte 14 mit einer Edelmetall enthaltenden Legierung erhalten wird. In a version not shown, the round wires 14 can also be designed as sheathed wires. These have one Core made of the inexpensive material, for example spring bronze with a jacket made of a stainless steel alloy, for example is galvanically coated. The coat has one correspondingly small wall thickness. When cladding the Coating 20 connects the molten metal powder on the contact surface 18 on the outer edge of the contact surface 18 with the material of the jacket, so that a completely closed Coating and sheathing the round wires 14 with an alloy containing precious metal is obtained.

    BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

    1010
    U-förmiges StanzteilU-shaped stamped part
    1212
    Trägerblockcarrier block
    1414
    Runddrähteround wires
    1616
    Prägerippenembossing ribs
    1818
    Kontaktflächencontact surfaces
    2020
    Beschichtungcoating
    2222
    Ramperamp

    Claims (11)

    Verfahren zum Herstellen von Mikroschleifkontakten, die mehrere Kontaktfedern mit Kontakt gebenden Kontaktflächen aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (14) aus einer Legierung aus wenigstens einem unedlen Metall hergestellt werden und dass auf die Kontaktflächen (18) der Kontaktfedern (14) durch Auftragschweißen eine Beschichtung (20) aus einer Legierung aufgebracht wird, die wenigstens ein Edelmetall enthält.    Method for producing micro-sliding contacts which have a plurality of contact springs with contact-making contact surfaces,
    characterized in that the contact springs (14) are produced from an alloy of at least one base metal and that a coating (20) made of an alloy which contains at least one noble metal is applied to the contact surfaces (18) of the contact springs (14) by build-up welding ,         Verfahren nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (20) durch Laserschweißen aufgebracht wird.    The method of claim 1
    characterized in that the coating (20) is applied by laser welding.         Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens ein Edelmetall enthaltende Legierung als Metallpulver auf die Kontaktfläche (18) aufgetragen und durch Schmelzschweißen aufgebracht wird.    Method according to claim 1 or 2,
    characterized in that the alloy containing at least one noble metal is applied as metal powder to the contact surface (18) and is applied by fusion welding.         Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Metallpulver mittels eines Pulverförderer aufgeblasen wird.    Method according to claim 3,
    characterized in that the metal powder is inflated by means of a powder conveyor.         Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragschweißen unter Schutzgas durchgeführt wird.    Method according to one of the preceding claims,
    characterized in that the build-up welding is carried out under protective gas.         Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (14) aus Federbronze, insbesondere Berylliumbronze bestehen.     Method according to one of the preceding claims,
    characterized in that the contact springs (14) consist of spring bronze, in particular beryllium bronze.         Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung für die Beschichtung (20) eines oder mehrere der Metall Platin, Palladium, Gold und Silber enthält.    Method according to one of the preceding claims,
    characterized in that the alloy for the coating (20) contains one or more of the metals platinum, palladium, gold and silver.         Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung aus den Edelmetallen Kupfer enthält.    Method according to claim 7,
    characterized in that the alloy of the precious metals contains copper.         Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktfedern durch Runddrähte gebildet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Runddrähte (14) Manteldrähte sind, die einen Kern aus der Legierung aus wenigstens einem unedlen Metall und einen Mantel aus einer Legierung, die wenigstens ein Edelmetall enthält, aufweisen.    Method according to one of the preceding claims, wherein the contact springs are formed by round wires,
    characterized in that the round wires (14) are sheathed wires which have a core made of the alloy made of at least one base metal and a sheath made of an alloy containing at least one noble metal.         Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktfedern einander berührende Runddrähte sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Runddrähte (14) aufeinander folgend mit ihrer Kontaktfläche (18) über die Kontaktflächen (18) der benachbarten Runddrähte (14) angehoben werden und dass das Auftragschweißen der Beschichtung (20) bei dem jeweils angehobenen Runddraht (14) durchgeführt wird.    Method according to one of the preceding claims, wherein the contact springs are round wires touching one another,
    characterized in that the individual round wires (14) are successively raised with their contact surface (18) over the contact surfaces (18) of the adjacent round wires (14) and in that the overlay welding of the coating (20) is carried out on the respectively raised round wire (14) becomes.         Mikroschleifkontakt mit mehreren Kontaktfedern, die Kontakt gebende Kontaktflächen aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (14) aus einer Legierung aus wenigstens einem unedlen Metall bestehen und dass die Kontaktfächen (18) der Kontaktfedern eine Beschichtung (20) aus einer Legierung aufweisen, die wenigstens ein Edelmetall enthält.    Micro-sliding contact with a plurality of contact springs which have contact-making contact surfaces,
    characterized in that the contact springs (14) consist of an alloy of at least one base metal and that the contact surfaces (18) of the contact springs have a coating (20) of an alloy which contains at least one noble metal.
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