EP4118669B1 - Verfahren zum herstellen eines kontaktträgers eines elektrischen schaltkontakts und kontaktträger - Google Patents

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EP4118669B1
EP4118669B1 EP22725192.3A EP22725192A EP4118669B1 EP 4118669 B1 EP4118669 B1 EP 4118669B1 EP 22725192 A EP22725192 A EP 22725192A EP 4118669 B1 EP4118669 B1 EP 4118669B1
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EP
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flat material
longitudinal direction
contact carrier
flat
material portions
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Timo Gottselig
Steffen SCHIESZL
Waldemar Schulz
Daniel Jareb
Stefan Treutner
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KS Gleitlager GmbH
Original Assignee
KS Gleitlager GmbH
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/0056—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches comprising a successive blank-stamping, insert-moulding and severing operation
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    • H01H11/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts
    • H01H11/06—Fixing of contacts to carrier ; Fixing of contacts to insulating carrier
    • H01H2011/067—Fixing of contacts to carrier ; Fixing of contacts to insulating carrier by deforming, e.g. bending, folding or caulking, part of the contact or terminal which is being mounted

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a contact carrier of an electrical switching contact, wherein the contact carrier is formed from several layers of a metallic flat material arranged one above the other.
  • a method and a contact carrier produced according to it are known from EN 10 2011 080 468 B4 .
  • the individual layers and any spacer layers provided are then punched out of a flat material, separated and then arranged one above the other in a so-called "punching and packaging process” and permanently connected to one another.
  • punchching and packaging process Such a
  • JP 2008 176 966 A discloses a contact element made of a zigzag-shaped folded metallic flat material, which always springs into an open configuration.
  • a central recess is provided in the flat material in the area of the bending axes.
  • EN 10 2012 223 082 A1 discloses a contact element as a plug element, which is designed in two layers, in that a plug-side end is formed by a transverse fold of a metallic flat material and a conductor-side end is formed by a longitudinal fold of a metallic flat material on both sides and both ends are connected to one another in a puzzle-like manner.
  • US$4,153,827 discloses a method for producing a contact carrier of an electrical switching contact, wherein the contact carrier is formed from a plurality of layers of a metallic flat material arranged one above the other, wherein a strip-shaped metallic flat material extending in a first longitudinal direction is provided, which has a transverse extension in a transverse direction transverse to the first longitudinal direction and a thickness extension orthogonal to its plane of extension. It is bent in a leporello-like manner.
  • the contact carrier is thus formed from a plurality of layers of a metallic flat material arranged one above the other, wherein the layers arranged one above the other are formed from flat material sections of a strip-shaped flat material which are integrally connected to one another, in that these flat material sections are bent in a leporello-like manner around a respective one in the region of the integral connection of two Flat material sections are folded onto each other along a folding axis.
  • the subject of the present invention is also a contact carrier of an electrical switching contact, the contact carrier being formed from several layers of a metallic flat material arranged one above the other.
  • Such contact carriers are used, for example, in load disconnectors, contactors or relays. Their desired dimensions are highly dependent on the size of the electrical current to be transmitted. The cross section of the contact carrier therefore increases with an increase in the current intensity to be transmitted. Material thicknesses of the contact carriers of > 2 mm are no exception. With regard to the production of such contact carriers, which are particularly quite thick, attempts have been made to use metallic flat materials of such thicknesses and to configure them in the desired manner by punching and/or cutting.
  • the present invention was based on the object of a method for producing a contact carrier to specify an electrical switching contact, which can be implemented economically and also safely and easily in terms of process technology.
  • the production of a rather thick contact carrier starting from a flat material of a corresponding thickness is avoided, and instead the production and formation of the contact carrier is pursued using several layers arranged one above the other, which, depending on their number, can then be selected to be much thinner than the contact carrier to be produced.
  • thinner flat materials however, a very dimensionally accurate contouring and configuration that is not complex in terms of process technology is largely unproblematic, and without any mechanical post-processing of the cutting edges being necessary.
  • the invention refrains from the punching package process mentioned at the beginning, in which a separate configuration of individual flat material sections takes place, which are then arranged one above the other.
  • a succession of flat material sections defined or limited by contour or punch cuts are formed, but which remain connected to one another via a connecting web in the first longitudinal direction. They are then folded onto themselves about a respective folding axis, which runs orthogonally to the longitudinal direction of the strip-shaped flat material in the area of the connecting web. To this way, a folded arrangement of flat material sections arranged one above the other is formed, which then also forms the contact carrier. Because the folded flat material sections remain integrally connected via at least one connecting web remaining between two folded sections, there is also an excellent electrically conductive connection between the flat material sections, the electrical connection also being additionally formed or improved by the surface contact of the flat material sections against one another becomes.
  • a further final dimensional stability of the contact carrier can be achieved, for example, by materially attaching a contact plate to a side surface of the contact carrier, in particular soldering it, since the side surface is then formed by lateral cut surfaces or cut edges of the flat material sections folded onto one another.
  • an additional or alternative position-stabilizing connection of the flat material sections folded onto one another is realized, in particular by pressing, caulking, riveting or in another way.
  • connection points are in the form of the connection webs in a further process step can be processed to deform the material, which will be explained below.
  • the contour or punch cut comprises a contour cut on both sides of the flat material, such that first free cuts are formed transversely to the first longitudinal direction and as a result flat material sections are formed in succession in the first longitudinal direction, which remain connected to one another via a connecting web in the first longitudinal direction.
  • the free cuts preferably extend from the lateral longitudinal edges of the continuously fed strip-shaped flat material transversely to its longitudinal direction inwards and thus delimit a respective connecting web. The further a respective free cut extends from the side edges of the strip-shaped flat material transversely to the longitudinal direction inwards, the narrower the dimension of the connecting web is then in the transverse direction, i.e.
  • the connecting web(s) are bent into a loop shape by 180°.
  • the contact carriers form an overhang over the resulting fanfold-shaped arrangement of flat material sections. It is often desirable for the contact carriers to have a compact, preferably cuboid shape with essentially regular-looking narrow sides of the cuboid shape. In order to achieve this, it is proposed that the method is further characterized by material-displacing deformation of protruding bent connecting webs, so that they protrude to a lesser extent from a lateral surface of the contact carrier formed from folded flat material sections, and in particular a flat lateral surface contact carrier formed by folded flat material sections is obtained.
  • the dimension of the connecting web in the first longitudinal direction is at least 0.5 mm, in particular at least 0.8 mm, in particular at least 1.0 mm, in particular at least 1.2 mm, in particular at least 1.4 mm, and/or at most 3 mm, in particular at most 2.5 mm, in particular at most 2 mm.
  • the dimension of the connecting web in the first longitudinal direction is at least 1.0 times, in particular at least 1.5 times the thickness of the strip-shaped flat material.
  • the dimension of the connecting web orthogonal to the first longitudinal direction along the transverse extent of the flat material is at least 0.5 mm, in particular at least 0.8 mm, in particular at least 1.0 mm, in particular at least 1.2 mm, in particular at least 1.4 mm and/or at most 3 mm, in particular at most 2.5 mm, in particular at most 2 mm.
  • second cutouts are formed transversely to the first longitudinal direction, which form a material receiving volume which can be closed by laterally protruding bent connecting webs when the material is deformed in a material-displacing manner. If an arrangement is formed from flat material sections folded onto one another, the respective folded connecting webs protrude from the side surfaces on opposite sides of the folded arrangement. They can then be deformed or pressed in a material-displacing manner by applying opposing pressing surfaces or stamping surfaces to the side surfaces of the folded arrangement. Counter-holding stamps can be attached at the top and bottom, and it is possible for the aforementioned material receiving volume formed by second cutouts to be essentially at least almost filled or closed by material flow, so that a compact folded arrangement is obtained.
  • the thickness extension of the metallic flat material is at least 0.1 mm, in particular at least 0.2 mm and/or at most 2.0 mm, in particular at most 1.5 mm, in particular at most 1.0 mm.
  • the present invention also relates to a metallic contact carrier of an electrical switching contact, wherein the contact carrier is formed from several layers of a metallic flat material arranged one above the other.
  • This contact carrier should be able to be produced in a process-technically simple, process-reliable and economical manner. This is achieved according to the invention by a contact carrier with the features of claim 10.
  • connection of two flat material sections folded over one another is spaced apart from the respective long sides of the contact carrier in the direction of the respective folding axis and in particular is arranged approximately in the middle.
  • connection of two flat material sections folded over one another is spaced apart from the respective long sides of the contact carrier in the direction of the respective folding axis and in particular is arranged approximately in the middle.
  • connection of two flat material sections to one another via a single connecting web arranged approximately centrally in a transverse direction is realized.
  • two connecting webs it would also be conceivable for two connecting webs to be realized which are spaced apart from one another in the transverse direction and preferably simultaneously from the longitudinal side edges of the flat material.
  • the flat material sections folded onto one another in a fanfold shape form a cuboid shape. They therefore have the same dimensions, and the folding axes between two flat material sections lie one above the other in the folding arrangement, so to speak.
  • the flat material sections folded onto one another in a fanfold shape form a flat side surface on the contact carrier, especially in the area where the flat material sections are connected to one another.
  • Figure 1 shows a schematic top view of a strip-shaped flat material 2, which, for example, has already been separated as a longitudinal section of an endlessly feedable strip-shaped flat material, not shown, which can be unrolled from a reel.
  • the strip-shaped flat material 2 comprises a first longitudinal direction 4, a transverse direction 6 and a thickness direction 8 orthogonal to the plane of the drawing Figure 1 .
  • the strip-shaped flat material 2 can be fed to a punching or cutting station, where punching and / or Cutting a contour or punch cut is carried out in the strip-shaped flat material 2.
  • Figure 2 shows an example of the strip-shaped flat material then obtained.
  • the contour or punch cut mentioned comprises a contour or punch cut on both sides of the flat material 2, such that first free cuts 10, 12 were made transversely to the first longitudinal direction 4 on opposite sides of the strip-shaped flat material 2 in the transverse direction 6.
  • first free cuts 10, 12 were made transversely to the first longitudinal direction 4 on opposite sides of the strip-shaped flat material 2 in the transverse direction 6.
  • five flat material sections 14 are successively delimited or formed in the first longitudinal direction 4, for example in such a way that two flat material sections 4 are connected to one another via a relatively narrow connecting web 16 and remain so.
  • the respective free cuts 10, 12 therefore form open-edge recesses on the side edges or edges 18, 20, which each extend inwards in the transverse direction 6 in the direction of an indicated longitudinal center line 21 of the strip-shaped flat material 2.
  • the free cuts 10, 12 remain spaced apart from one another and in this way limit the connecting web 16 that remains between them.
  • This respective connecting web 16 therefore forms a one-piece connection 22 of the adjacent flat material sections 14.
  • second free cuts 24, 26 are introduced on both sides of each flat material section 14, the task of which is to To form material holding volume, which will be explained later.
  • FIG. 2 Four folding axes 28 are further indicated by reference numeral 26, each of which runs in the transverse direction 6 and runs centrally through the first free cuts 10, 12 lying opposite one another.
  • the flat material sections 14 can be folded onto one another like a fanfold around these respective folding axes 28, so that one in the Figure 3
  • the compactly folded arrangement 30 shown is obtained by folding each flat material section 24 onto an adjacent flat material section 14 about a relevant folding axis 28, so that the flat material sections 14 then lie flat against one another.
  • the folded arrangement 30 thus obtained forms a contact carrier 32 according to the invention for use in an electrical switching contact.
  • the contour or punch cut is formed in such a way that the flat material sections 14 formed thereby have the same longitudinal dimension, so that the folded arrangement 30 has a cuboid basic shape with the second free cuts 24 and the bent connecting webs 16.
  • the representation of the Figure 3 looks at the folded flat material sections 14 or the contact carrier 32 in the direction of arrow III in Figure 2 , i.e. with a view to the respective side edges 20 of the flat material sections 14.
  • the in Figure 3 Folding axes 28, not shown, run orthogonally to the plane of the drawing Figure 3 . In this way you can see the second free cuts 26 that are aligned one above the other.
  • the aforementioned second free cuts 24, 26 have the task of receiving material.
  • these second free cuts 24, 26 can be closed by the material-displacing deformation, so that a separating cut that only extends a few millimeters inwards or a substantially closed separating joint remains.
  • the method according to the invention makes it possible to obtain a contact carrier 32 according to the invention which can be produced in a simple manner, since a relatively small thickness of the strip-shaped Flat material 2 can be worked with, which can be easily punched and cut.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kontaktträgers eines elektrischen Schaltkontakts, wobei der Kontaktträger aus mehreren übereinander angeordneten Lagen eines metallischen Flachmaterials gebildet ist. Ein derartiges Verfahren und ein danach hergestellter Kontaktträger sind bekannt aus DE 10 2011 080 468 B4 . Danach werden die einzelnen Lagen und gegebenenfalls vorgesehene Abstandhalterlagen zuvor aus einem Flachmaterial ausgestanzt, vereinzelt und dann in einem sogenannten "Stanzpaketierverfahren" übereinander angeordnet und miteinander dauerhaft verbunden. Ein derartiges Verfahren ist aber aufwändig, und es müssen zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den übereinander gestapelten Lagen des Kontaktträgers zusätzliche Maßnahmen ausgeführt werden. JP 2008 176 966 A offenbart ein Kontaktelement aus einem zick-zackförmig gefalteten metallischen Flachmaterial, der stets in eine geöffnete Konfiguration federt. Bei einer Ausführungsform ist im Bereich der Biegeachsen eine mittige Ausnehmung in dem Flachmaterial vorgesehen. DE 10 2012 223 082 A1 offenbart ein Kontaktelement als Steckerelement, welches zweilagig ausgebildet ist, indem ein steckerseitiges Ende durch eine Querfaltung eines metallischen Flachmaterials gebildet ist und ein leiterseitiges Ende durch beidseitige Längsfaltung eines metallischen Flachmaterials gebildet ist und beide Enden puzzleartige miteinander verbunden werden. Auch US 4,153,827 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Kontaktträgers eines elektrischen Schaltkontakts, wobei der Kontaktträger aus mehreren übereinander angeordneten Lagen eines metallischen Flachmaterials gebildet ist, wobei ein in einer ersten Längsrichtung erstrecktes streifenförmiges metallisches Flachmaterial bereitgestellt wird, das eine Quererstreckung in einer Querrichtung quer zu der ersten Längsrichtung und eine Dickenerstreckung orthogonal zu seiner Erstreckungsebene aufweist. Es wird leporelloartig gebogen. Der Kontaktträger ist also aus mehreren übereinander angeordneten Lagen eines metallischen Flachmaterials gebildet ist, wobei die übereinander angeordneten Lagen aus einstückig aneinander angebundenen Flachmaterialabschnitten eines streifenförmigen Flachmaterials gebildet sind, indem diese Flachmaterialabschnitte leporelloförmig um eine jeweilige im Bereich der einstückigen Anbindung zweier Flachmaterialabschnitte aneinander verlaufende Faltachse aufeinander gefaltet sind.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Kontaktträger eines elektrischen Schaltkontakts, wobei der Kontaktträger aus mehreren übereinander angeordneten Lagen eines metallischen Flachmaterials gebildet ist. Derartige Kontaktträger finden beispielsweise Einsatz in Lasttrennern, Schaltschützen oder Relais. Sie sind in ihrer gewünschten Dimension stark abhängig von der Größe des zu übertragenden elektrischen Stroms. Der Querschnitt des Kontaktträgers nimmt demzufolge mit einer Erhöhung der zu übertragenden Stromstärke zu. Materialstärken der Kontaktträger von > 2 mm bilden dabei keine Ausnahme. Im Hinblick auf die Herstellung solcher insbesondere recht dicken Kontaktträger wurde versucht, metallische Flachmaterialien solcher Dicken zu verwenden und in der gewünschten Weise durch Stanzen und/oder Schneiden zu konfigurieren. Dabei wurde festgestellt, dass eine materialtrennende Bearbeitung durch Ausführen von Kontur- oder Stanzschnitten bei Materialstärken von > 2 mm zu Problemen führen kann, indem im Zuge der materialtrennenden Maßnahmen durch Stanzen oder Schneiden die sogenannte "Schnittluft" bei den Stanz- und Schneidwerkzeugen vergrößert werden muss, um ein Klemmen der Werkzeuge zu verhindern. Zunehmende Schnittluft, also Spiel bei den Werkzeugen, führt aber wiederum zur Ausbildung von Stanz- oder Schneidgraten, was die Maßhaltigkeit der herzustellenden Werkstücke negativ beeinflusst oder aber eine Werkstücknachbearbeitung erforderlich macht.
  • Hiervon ausgehend lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktträgers eines elektrischen Schaltkontakts anzugeben, welches auf wirtschaftliche Weise und auch prozesstechnisch sicher und einfach ausführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, also durch ein Verfahren zum Herstellen eines Kontaktträgers eines elektrischen Schaltkontakts, wobei der Kontaktträger aus mehreren übereinander angeordneten Lagen eines metallischen Flachmaterials gebildet ist, die folgenden Verfahrensschritte umfassend
    • Bereitstellen eines in einer ersten Längsrichtung erstreckten streifenförmigen metallischen Flachmaterials, wobei das Flachmaterial eine Quererstreckung in einer Querrichtung quer zu der ersten Längsrichtung und eine Dickenerstreckung orthogonal zu seiner Erstreckungsebene aufweist,
    • Ausführen eines Kontur- oder Stanzschnitts bei dem Flachmaterial derart, dass hierdurch in der ersten Längsrichtung aufeinanderfolgend wenigstens zwei Flachmaterialabschnitte gebildet werden, die über einen Verbindungssteg in der ersten Längsrichtung aneinander angebunden bleiben, wobei der Kontur- oder Stanzschnitt einen beidseitigen Schnitt bei dem Flachmaterial umfasst, derart, dass quer zur ersten Längsrichtung erste Freischnitte gebildet werden und hierdurch in der ersten Längsrichtung aufeinanderfolgend Flachmaterialabschnitte gebildet werden, die über einen Verbindungssteg in der ersten Längsrichtung aneinander angebunden bleiben,
    • leporelloartiges Aufeinanderfalten von wenigstens zwei Flachmaterialabschnitten aufeinander um eine im Bereich des Verbindungsstegs orthogonal zur ersten Längsrichtung erstreckte Faltachse zur Bildung des Kontaktträgers
    • materialverdrängendes Verformen von vorstehenden umgebogenen Verbindungsstegen, so dass diese weniger von einer seitlichen Fläche bei dem aus aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitten gebildeten Kontaktträger vorstehen.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird also davon Abstand genommen einen eher dicken Kontaktträger ausgehend von einem Flachmaterial entsprechender Dicke herzustellen, und es wird stattdessen die Herstellung und Ausbildung des Kontaktträgers durch mehrere übereinander angeordnete Lagen verfolgt, die entsprechend ihrer Anzahl dann sehr viel dünner als der herzustellende Kontaktträger gewählt werden können. Bei dünneren Flachmaterialien gestaltet sich eine prozesstechnisch unaufwändige sehr maßhaltige Konturgebung und Konfiguration aber als weitgehend unproblematisch, und zwar ohne dass eine mechanische Nachbearbeitung der Schneidkanten erforderlich wäre. Weiter erfindungsgemäß wird aber von dem eingangs erwähnten Stanzpaketierverfahren Abstand genommen, bei dem eine getrennte separate Konfiguration von vereinzelten Flachmaterialabschnitten erfolgt, die dann übereinander angeordnet werden.
  • Vielmehr wird nach der Erfindung ausgehend von einem streifenförmigen metallischen Flachmaterial eine Aufeinanderfolge von durch Kontur- oder Stanzschnitte definierten oder begrenzten Flachmaterialabschnitten gebildet, die aber aneinander über einen Verbindungssteg in der ersten Längsrichtung angebunden bleiben. Sie werden dann um eine jeweilige Faltachse, die im Bereich des Verbindungsstegs orthogonal zur Längsrichtung des streifenförmigen Flachmaterials verläuft, auf sich selbst gefaltet. Auf diese Weise wird also eine gefaltete Anordnung von übereinander angeordneten Flachmaterialabschnitten gebildet, welche dann auch bereits den Kontaktträger bildet. Dadurch, dass die aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitte über wenigstens einen zwischen jeweils zwei aufeinander gefalteten Abschnitten verbleibenden Verbindungssteg einstückig verbunden bleiben, ist auch eine hervorragende elektrisch leitende Verbindung zwischen den Flachmaterialabschnitten vorhanden, wobei die elektrische Verbindung auch zusätzlich durch die flächenhafte Anlage der Flachmaterialabschnitte aneinander gebildet oder verbessert wird. Jedenfalls ist eine nachträgliche Verbindung der einzelnen Lagen gegeneinander, wie sie bei dem eingangs genannten Stanzpaketierprozess erforderlich ist, hier nicht mehr erforderlich. Eine weitere endgültige Formstabilität des Kontaktträgers kann beispielsweise weiter dadurch realisiert werden, dass ein Kontaktplättchen stoffschlüssig an eine Seitenfläche des Kontaktträgers angefügt, insbesondere angelötet wird, da die Seitenfläche dann von seitlichen Schnittflächen oder Schnittkanten der aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitte gebildet ist. Es ist indessen aber nicht ausgeschlossen, dass eine zusätzliche oder alternative lagestabilisierende Verbindung der aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitte realisiert wird, insbesondere durch Verpressen, Verstemmen, Vernieten oder auf andere Weise.
  • Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, dass im Zuge der Ausführung des Herstellungsverfahrens die einzelnen übereinander gefalteten Flachmaterialabschnitte dauerhaft einstückig und damit stoffschlüssig aneinander angebunden bleiben, auch wenn die Anbindungsstellen in Form der Anbindungsstege in einem weiteren Verfahrensschritt materialverformend bearbeitet werden können, was nachfolgend noch erläutert werden wird.
  • Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der Kontur- oder Stanzschnitt einen beidseitigen Konturschnitt bei dem Flachmaterial umfasst, derart, dass quer zur ersten Längsrichtung erste Freischnitte gebildet werden und hierdurch in der ersten Längsrichtung aufeinanderfolgend Flachmaterialabschnitte gebildet werden, die über einen Verbindungssteg in der ersten Längsrichtung aneinander angebunden bleiben. Nach diesem Fortentwicklungsgedanken erstrecken sich also die Freischnitte vorzugsweise ausgehend von den seitlichen Längsrändern des endlos zugeführten streifenförmigen Flachmaterials quer zu dessen Längsrichtung nach innen und begrenzen so einen jeweiligen Verbindungssteg. Je weiter sich ein jeweiliger Freischnitt ausgehend von den Seitenkanten des streifenförmigen Flachmaterials quer zur Längsrichtung nach innen erstreckt, desto schmäler ist die Abmessung des Verbindungsstegs dann in der Querrichtung, also orthogonal zur Längsrichtung. Es wäre indessen auch möglich, dass ein mittiger langlochförmiger Stanzschnitt oder mehrere schlitzförmige Schnitte quer zur Längsrichtung eingebracht werden, so dass mehrere Verbindungsstege zwischen zwei aneinandergrenzenden Flachmaterialabschnitten stehen bleiben, die dann eine Schwächungslinie oder Sollbiegelinie, d.h. die erwähnte jeweilige Faltachse zwischen zwei aneinander angrenzenden Flachmaterialabschnitten bilden.
  • Wenn zwei aneinander angrenzende Flachmaterialabschnitte um ihre Faltachse aufeinander gefaltet werden, so werden dabei der oder die Verbindungsstege schlaufenförmig um 180° gebogen.
  • Sie bilden dabei einen Überstand über die entstehende leporelloförmig aufgefaltete Anordnung von Flachmaterialabschnitten. Häufig ist es erwünscht, dass die Kontaktträger eine kompakte, vorzugsweise quaderförmige Gestalt mit im Wesentlichen regelmäßig anmutenden Schmalseiten der Quaderform aufweisen. Um dies zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass das Verfahren weiter gekennzeichnet ist durch materialverdrängendes Verformen von vorstehenden umgebogenen Verbindungsstegen, so dass diese in geringerem Maße von einer seitlichen Fläche des aus aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitten gebildeten Kontaktträgers vorstehen, und insbesondere eine ebene seitliche Fläche bei dem aus aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitten gebildeten Kontaktträger erhalten wird.
  • Wie eingangs schon angedeutet, erweist es sich als vorteilhaft, wenn je Faltachse zwischen zwei Flachmaterialabschnitten, je zwei erste Freischnitte orthogonal zur ersten Längsrichtung einander gegenüberliegend an dem streifenförmigen Flachmaterial angebracht werden, so dass die Freischnitte dann in Querrichtung, also orthogonal zur ersten Längsrichtung, zwischen sich den Verbindungsteg begrenzen.
  • Es erweist sich weiter als vorteilhaft, wenn die Abmessung des Verbindungsstegs in der ersten Längsrichtung wenigstens 0,5 mm, insbesondere wenigstens 0,8 mm, insbesondere wenigstens 1,0 mm, insbesondere wenigstens 1,2 mm, insbesondere wenigstens 1,4 mm, und/oder höchstens 3 mm, insbesondere höchstens 2,5 mm, insbesondere höchstens 2 mm beträgt.
  • Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Abmessung des Verbindungsstegs in der ersten Längsrichtung wenigstens das 1,0-fache, insbesondere wenigstens das 1,5-fache der Dickenerstreckung des streifenförmigen Flachmaterials beträgt.
  • Weiter erweist es sich als vorteilhaft, dass die Abmessung des Verbindungsstegs orthogonal zu der ersten Längsrichtung entlang der Quererstreckung des Flachmaterials wenigstens 0,5 mm, insbesondere wenigstens 0,8 mm, insbesondere wenigstens 1,0 mm, insbesondere wenigstens 1,2 mm, insbesondere wenigstens 1,4 mm und/oder höchstens 3 mm, insbesondere höchstens 2,5 mm, insbesondere höchstens 2 mm beträgt.
  • Nach einem weiteren Gedanken von besonderer Bedeutung erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn quer zur ersten Längsrichtung zweite Freischnitte gebildet werden, die ein Materialaufnahmevolumen bilden, welches bei einem materialverdrängenden Verformen von seitlich vorstehenden umgebogenen Verbindungsstegen geschlossen werden kann. Wenn eine Anordnung aus aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitten gebildet ist, so stehen die jeweiligen umgefalteten Verbindungsstege auf einander gegenüberliegenden Seiten der gefalteten Anordnung von den Seitenflächen vor. Sie können dann durch Anlegen von einander gegenüberliegenden Pressflächen oder Stempelflächen an die Seitenflächen der gefalteten Anordnung materialverdrängend verformt oder verpresst werden. Dabei können oben und unten Gegenhalterstempel angebracht werden, und es ist möglich, dass das vorerwähnte durch zweite Freischnitte gebildete Materialaufnahmevolumen im Wesentlichen wenigstens nahezu befüllt bzw. durch Materialfluss geschlossen wird, so dass eine kompakt gefaltete Anordnung erhalten wird.
  • Wie eingangs bereits erwähnt, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Dickenerstreckung des metallischen Flachmaterials wenigstens 0,1 mm, insbesondere wenigstens 0,2 mm und/oder höchstens 2,0 mm, insbesondere höchstens 1,5 mm, insbesondere höchstens 1,0 mm beträgt. Je geringer die Dicke eines zu stanzenden oder zu schneidenden metallischen Flachmaterials bemessen ist, umso maßhaltiger lassen sich die Stanz- oder Schnittkanten ausbilden, ohne dass hierfür ein hoher prozesstechnischer Aufwand betrieben werden müsste oder Nachbearbeitungsmaßnahmen erforderlich wären.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen metallischen Kontaktträger eines elektrischen Schaltkontakts, wobei der Kontaktträger aus mehreren übereinander angeordneten Lagen eines metallischen Flachmaterials gebildet ist. Dieser Kontaktträger soll auf prozesstechnisch einfache und prozesssichere sowie auf wirtschaftliche Weise hergestellt werden können. Dies wird nach der Erfindung durch einen Kontaktträger mit den merkmalen des Anspruchs 10 erreicht.
  • Es erweist sich als vorteilhaft, wenn jeweils zwei übereinander gefaltete Flachmaterialabschnitte im Bereich eines Längsendes des Kontaktträgers einstückig aneinander angebunden sind und wenn dies für sämtliche Flachmaterialabschnitte des Kontaktträgers gilt.
  • Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Anbindung zweier übereinander gefalteter Flachmaterialabschnitte in Richtung der jeweiligen Faltachse von jeweiligen Längsseiten des Kontaktträgers beabstandet und insbesondere ungefähr mittig angeordnet ist. Insbesondere wäre es denkbar, dass die
  • Anbindung zweier Flachmaterialabschnitte aneinander über einen einzigen in einer Querrichtung etwa mittig angeordneten Verbindungssteg realisiert ist. Es wäre aber auch denkbar, dass zwei in der Querrichtung voneinander und vorzugsweise gleichzeitig von Längsseitenrändern des Flachmaterials beabstandet angeordnete Verbindungsstege realisiert werden.
  • Wie ebenfalls schon angedeutet, erweist es sich als vorteilhaft, dass die leporelloförmig aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitte eine Quaderform bilden. Sie weisen hierfür also dieselben Abmessungen auf, und die Faltachsen zwischen zwei Flachmaterialabschnitten liegen in der Faltanordnung gewissermaßen übereinander.
  • Weiter erweist es sich als vorteilhaft, dass die leporelloförmig aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitte eine ebene Seitenfläche bei dem Kontaktträger, insbesondere auch im Bereich der Anbindung der Flachmaterialabschnitte aneinander, bilden.
  • Um eine vorzugsweise ebene Seitenfläche zu realisieren, wird weiter vorgeschlagen, dass jeweils zwei übereinander gefaltete Flachmaterialabschnitte im Bereich ihrer Anbindung materialverformend verprägt sind. Hierdurch kann also etwa das Material der umgebogenen Verbindungsstege materialverformend verprägt werden, insbesondere im Wesentlichen flachgepresst werden, was eine innige stoffschlüssige Verbindung der Flachmaterialabschnitte noch verbessert.
  • Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn bei dem Kontaktträger ein seitlicher Einschnitt vorhanden ist, der aber im Wesentlichen wenigstens nahezu geschlossen ist, indem der Kontaktträger in Richtung quer zu dem seitlichen Einschnitt materialverdrängend verformt wurde.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • In der Zeichnung zeigt:
    • Figur 1
    eine Draufsicht auf ein streifenförmiges Flachmaterial im Zuge der erfindungsgemäßen Herstellung eines erfindungsgemäßen Kontaktträgers;
    Figur 2
    eine Figur 1 entsprechende Draufsicht auf das streifenförmige Flachmaterial nach Anbringung eines Kontur- oder Stanzschnitts und
    Figur 3
    eine seitliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktträgers;
  • Figur 1 zeigt in schematischer Draufsicht ein streifenförmiges Flachmaterial 2, welches beispielhaft bereits als Längsabschnitt eines nicht dargestellten endlos zuführbaren streifenförmigen Flachmaterials, welches etwa von einer Haspel abrollbar ist, abgetrennt wurde. Das streifenförmige Flachmaterial 2 umfasst eine erste Längsrichtung 4, eine Querrichtung 6 sowie eine Dickenrichtung 8 orthogonal zur Zeichnungsebene der Figur 1.
  • Das streifenförmige Flachmaterial 2 kann einer Stanz- oder Schneidestation zugeführt werden, wo durch Stanzen und/oder Schneiden ein Kontur- oder Stanzschnitt bei dem streifenförmigen Flachmaterial 2 ausgeführt wird.
  • Figur 2 zeigt beispielhaft das dann erhaltene streifenförmige Flachmaterial. Der erwähnte Kontur- oder Stanzschnitt umfasst einen beidseitigen Kontur- oder Stanzschnitt bei dem Flachmaterial 2, derart, dass quer zur ersten Längsrichtung 4 erste Freischnitte 10, 12 auf jeweils in Querrichtung 6 gegenüberliegenden Seiten des streifenförmigen Flachmaterials 2 eingebracht wurden. Hierdurch werden in der ersten Längsrichtung 4 aufeinanderfolgend im beispielhaft dargestellten Fall fünf Flachmaterialabschnitte 14 begrenzt oder gebildet, und zwar beispielhaft derart, dass jeweils zwei Flachmaterialabschnitte 4 über einen verhältnismäßig schmalen Verbindungssteg 16 aneinander angebunden sind und dies auch bleiben.
  • Die jeweiligen Freischnitte 10, 12 bilden also zu den Seitenkanten oder -rändern 18, 20 randoffene Ausnehmungen, die sich in der Querrichtung 6 jeweils nach innen in Richtung auf eine angedeutete Längsmittellinie 21 des streifenförmigen Flachmaterials 2 erstrecken. Die Freischnitte 10, 12 bleiben jedoch voneinander beabstandet und begrenzen auf diese Weise den zwischen ihnen stehenbleibenden Verbindungssteg 16. Dieser jeweilige Verbindungssteg 16 bildet also eine einstückige Anbindung 22 der aneinander angrenzenden Flachmaterialabschnitte 14.
  • Zusätzlich zu den ersten Freischnitten 10, 12 sind je Flachmaterialabschnitt 14 wiederum beidseits zweite Freischnitte 24, 26 eingebracht, deren Aufgabe es ist, ein Materialaufnahmevolumen zu bilden, was an späterer Stelle noch erläutert werden wird.
  • In der Figur 2 sind weiter mit Bezugszeichen 26 beispielhaft vier Faltachsen 28 angedeutet, die jeweils in der Querrichtung 6 verlaufen und mittig durch die einander gegenüberliegenden ersten Freischnitte 10, 12 verlaufen. Um diese jeweiligen Faltachsen 28 lassen sich die Flachmaterialabschnitte 14 leporelloartig aufeinander falten, so dass ein in der Figur 3 dargestellte kompakt gefaltete Anordnung 30 erhalten wird, indem jeder Flachmaterialabschnitt 24 auf einen angrenzenden Flachmaterialabschnitt 14 um eine betreffende Faltachse 28 gefaltet wird, so dass die Flachmaterialabschnitte 14 dann flächenhaft aneinander anliegen. Die so erhaltene gefaltete Anordnung 30 bildet einen erfindungsgemäßen Kontaktträger 32 zur Verwendung bei einem elektrischen Schaltkontakt. Im beispielhaft dargestellten Fall wird der Kontur- oder Stanzschnitt derart ausgebildet, dass die hierdurch gebildeten Flachmaterialabschnitte 14 dieselbe Längsabmessung aufweisen, so dass die gefaltete Anordnung 30 eine quaderförmige Grundform mit den zweiten Freischnitten 24 und den umgebogenen Verbindungsstegen 16 resultiert. Die Darstellung der Figur 3 betrachtet die aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitte 14 bzw. den Kontaktträger 32 in Richtung des Pfeils III in Figur 2, also mit Blick auf jeweilige Seitenkanten 20 der Flachmaterialabschnitte 14. Die in Figur 3 nicht dargestellten Faltachsen 28 verlaufen also orthogonal zur Zeichnungsebene der Figur 3. Man erkennt so aber die übereinander fluchtend zu liegen kommenden zweiten Freischnitte 26. Ferner erkennt man, dass die um 180° schlaufenförmig umgebogenen Verbindungsstege 16 beidseits in der Figur 3 links und rechts von der quaderförmigen gefalteten Anordnung 30 vorstehen. Wenn dies unerwünscht ist und insbesondere eine kompakte quaderförmige Gestalt des Kontaktträgers 32 realisiert werden soll, so kann die gefaltete Anordnung 30 in Richtung der Pfeile 34, 36 materialverdrängend verformt werden. Insbesondere kann in Richtung der Pfeile 34, 36 über eine Stempel- oder Pressanordnung ein materialverdrängender Druck auf die gefaltete Anordnung 30 ausgeübt werden, so dass die vorstehenden Verbindungsstege 16 gestaucht und dabei materialverdrängend in die quaderförmige gefaltete Anordnung 30 eingedrückt werden. Im Zuge dieser Bearbeitung haben die vorerwähnten zweiten Freischnitte 24, 26 die Aufgabe, Material aufzunehmen. Insbesondere können durch das materialverdrängende Verformen diese zweiten Freischnitte 24, 26 geschlossen werden, so dass ein lediglich einige Millimeter nach innen erstreckter Trennschnitt oder eine im Wesentlichen geschlossene Trennfuge verbleiben.
  • An den so erhaltenen und bearbeiteten Kontaktträger 32 kann dann eine elektrische Kontaktfahne oder ein Kontaktplättchen angefügt werden, insbesondere angelötet werden. Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, wenn diese Fügeverbindung an einer Seitenfläche der Quaderform, also im Bereich der übereinander gefalteten Seitenkanten oder -ränder 18, 20 erfolgt, weil hierdurch eine zusätzliche direkte Kontaktierung, aber auch eine Fixierung der kompakt gefalteten Anordnung 30 und dessen Flachmaterialabschnitte 14 aneinander erzielt werden kann.
  • Insgesamt kann durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung ein erfindungsgemäßer Kontaktträger 32 erhalten werden, der auf einfache Weise herstellbar ist, da mit einer verhältnismäßig geringen Dicke des streifenförmigen Flachmaterials 2 gearbeitet werden kann, die sich gut stanzen und schneiden lässt.
  • Es sei an dieser Stelle noch angefügt, dass anstelle der vorausgehend beispielhaft beschriebenen Bereitstellung eines streifenförmigen Flachmaterial 2 einer bereits konfigurierten Abmessung oder Längserstreckung in der ersten Längsrichtung wie in Figur 1 gezeigt ein streifenförmiges Flachmaterial 2 als Endlosmaterial, etwa durch Abrollen von einer Rolle zugeführt werden kann. Insbesondere ist es dann möglich, noch am endlosen Band die vorausgehend erläuterten Kontur- oder Stanzschnitte auszuführen und erst nach deren Anbringung eine Gruppe von nebeneinander angeordneten Flachmaterialabschnitten 14 vom Endlosband abzutrennen und wie vorausgehend beschrieben zu falten, um einen erfindungsgemäßen Kontaktträger zu erhalten. Es wäre auch denkbar, dass ein jeweiliges Aufeinanderfalten von Flachmaterialabschnitten noch am endlosen Band erfolgt, und erst nach dem Aufeinanderfalten von Flachmaterialabschnitten zur Bildung eines Kontaktträgers eine Abtrennung vom übrigen Endlosband, d.h. eine Vereinzelung erfolgt.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Kontaktträgers (32) eines elektrischen Schaltkontakts, wobei der Kontaktträger (32) aus mehreren übereinander angeordneten Lagen eines metallischen Flachmaterials gebildet ist, die folgenden Verfahrensschritte umfassend
    - Bereitstellen eines in einer ersten Längsrichtung (4) erstreckten streifenförmigen metallischen Flachmaterials (2), wobei das Flachmaterial (2) eine Quererstreckung in einer Querrichtung (6) quer zu der ersten Längsrichtung (4) und eine Dickenerstreckung orthogonal zu seiner Erstreckungsebene aufweist, gekennzeichnet durch,
    - Ausführen eines Kontur- oder Stanzschnitts bei dem Flachmaterial (2) derart, dass hierdurch in der ersten Längsrichtung (4) aufeinanderfolgend wenigstens zwei Flachmaterialabschnitte (14) gebildet werden, die über einen Verbindungssteg (16) in der ersten Längsrichtung (4) aneinander angebunden bleiben, wobei der Kontur- oder Stanzschnitt einen beidseitigen Schnitt bei dem Flachmaterial (2) umfasst, derart, dass quer zur ersten Längsrichtung (4) erste Freischnitte (10, 12) gebildet werden und hierdurch in der ersten Längsrichtung (4) aufeinanderfolgend Flachmaterialabschnitte (14) gebildet werden, die über einen Verbindungssteg (16) in der ersten Längsrichtung (4) aneinander angebunden bleiben,
    - leporelloartiges Aufeinanderfalten von wenigstens zwei Flachmaterialabschnitten (14) aufeinander um eine im Bereich des Verbindungsstegs (16) orthogonal zur ersten Längsrichtung (4) erstreckte Faltachse (28) zur Bildung des Kontaktträgers (32)
    - materialverdrängendes Verformen von vorstehenden umgebogenen Verbindungsstegen (16), so dass diese weniger von einer seitlichen Fläche bei dem aus aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitten (14) gebildeten Kontaktträger (32) vorstehen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontur- oder Stanzschnitt einen beidseitigen Schnitt bei dem Flachmaterial (2) umfasst, derart, dass quer zur ersten Längsrichtung (4) erste Freischnitte (10, 12) gebildet werden und hierdurch in der ersten Längsrichtung (4) aufeinanderfolgend Flachmaterialabschnitte (14) gebildet werden, die über einen Verbindungssteg (16) in der ersten Längsrichtung (4) aneinander angebunden bleiben.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter gekennzeichnet durch materialverdrängendes Verformen von vorstehenden umgebogenen Verbindungsstegen (16), derart, dass jeweils eine ebene seitliche Fläche bei dem aus aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitten (14) gebildeten Kontaktträger (32) erhalten wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei erste Freischnitte (10, 12) orthogonal zur ersten Längsrichtung (4) einander gegenüberliegend an dem streifenförmigen Flachmaterial (2) angebracht werden, so dass die Freischnitte (10, 12) dann in Querrichtung (6), also orthogonal zur ersten Längsrichtung (4), zwischen sich den Verbindungsteg (16) begrenzen.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung des Verbindungsstegs (16) in der ersten Längsrichtung (4) wenigstens 0,5 mm, insbesondere wenigstens 0,8 mm, insbesondere wenigstens 1,0 mm, insbesondere wenigstens 1,2 mm, insbesondere wenigstens 1,4 mm, und/oder höchstens 3 mm, insbesondere höchstens 2,5 mm, insbesondere höchstens 2 mm beträgt.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung des Verbindungsstegs (16) in der ersten Längsrichtung (4) wenigstens das 1,0-fache, insbesondere wenigstens das 1,5-fache der Dickenerstreckung des streifenförmigen Flachmaterials beträgt.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung des Verbindungsstegs (16) orthogonal zu der ersten Längsrichtung (4) entlang der Quererstreckung (6) des Flachmaterials (2) wenigstens 0,5 mm, insbesondere wenigstens 0,8 mm, insbesondere wenigstens 1,0 mm, insbesondere wenigstens 1,2 mm, insbesondere wenigstens 1,4 mm und/oder höchstens 3 mm, insbesondere höchstens 2,5 mm, insbesondere höchstens 2 mm beträgt.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass quer zur ersten Längsrichtung (4) zweite Freischnitte (24, 26) gebildet werden, die ein Materialaufnahmevolumen bilden, welches bei einem materialverdrängenden Verformen von vorstehenden umgebogenen Verbindungsstegen (16) geschlossen werden kann.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dickenerstreckung des metallischen Flachmaterials (2) wenigstens 0,1 mm, insbesondere wenigstens 0,2 mm und/oder höchstens 2,0 mm, insbesondere höchstens 1,5 mm, insbesondere höchstens 1,0 mm beträgt.
  10. Metallischer Kontaktträger (32) eines elektrischen Schaltkontakts, wobei der Kontaktträger (32) aus mehreren übereinander angeordneten Lagen eines metallischen Flachmaterials gebildet ist, wobei die übereinander angeordneten Lagen aus einstückig aneinander angebundenen Flachmaterialabschnitten (14) eines streifenförmigen Flachmaterials (2) gebildet sind, indem diese Flachmaterialabschnitte (14) leporelloförmig um eine jeweilige im Bereich der einstückigen Anbindung (22) zweier Flachmaterialabschnitte (14) aneinander verlaufende Faltachse (28) aufeinander gefaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die leporelloförmig aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitte (14) eine Quaderform bilden, und dass die leporelloförmig aufeinander gefalteten Flachmaterialabschnitte (14) eine ebene Seitenfläche bei dem Kontaktträger auch im Bereich der Anbindung (22) der Flachmaterialabschnitte (14) aneinander bilden.
  11. Metallischer Kontaktträger (32) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei übereinander gefaltete Flachmaterialabschnitte (14) im Bereich eines Längsendes des Kontaktträgers (32) einstückig aneinander angebunden sind.
  12. Metallischer Kontaktträger (32) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung (22) zweier übereinander gefalteter Flachmaterialabschnitte (14) in Richtung der jeweiligen Faltachse (28) von jeweiligen Längsseiten des Kontaktträgers (32) beabstandet und insbesondere ungefähr mittig angeordnet ist.
  13. Metallischer Kontaktträger (32) nach einem oder mehreren der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei übereinander gefaltete Flachmaterialabschnitte (14) im Bereich ihrer Anbindung (22) materialverformend verprägt sind.
  14. Metallischer Kontaktträger (32) nach einem oder mehreren der Ansprüche 10-13, gekennzeichnet durch einen seitlichen Einschnitt, der aber im Wesentlichen wenigstens nahezu geschlossen ist, indem der Kontaktträger (32) in Richtung quer zu dem seitlichen Einschnitt materialverdrängend verformt wurde.
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