WO2013167481A1 - Verfahren zur herstellung eines schleifkontakts mit mehreren kontakten - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines schleifkontakts mit mehreren kontakten Download PDF

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WO2013167481A1
WO2013167481A1 PCT/EP2013/059237 EP2013059237W WO2013167481A1 WO 2013167481 A1 WO2013167481 A1 WO 2013167481A1 EP 2013059237 W EP2013059237 W EP 2013059237W WO 2013167481 A1 WO2013167481 A1 WO 2013167481A1
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noble metal
strips
contact
contact carrier
contacts
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PCT/EP2013/059237
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Christopher HAMMERICH
Ingo Prunzel
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Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg
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    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sliding contact comprising a contact carrier and at least two contacts made of a noble metal or an alloy comprising at least one noble metal.
  • the invention also relates to a sliding contact comprising a flat metallic contact carrier and a plurality of contacts which are fastened to a receiving surface of the contact carrier, as well as a potentiometric sensor, a potentiometer, a slider, a position sensor, a rotary switch, an electric motor, a generator, a wind turbine, a slip ring system, an actuator or a pantograph with such a sliding contact.
  • Sliding contacts find a variety of applications when power is to be transferred to moving parts. Such sliding contacts are known for example from DE 40 20 700 A1.
  • Precious metal-containing grinder or sliding contacts are used for example in potentiometers for signal transmission from or to moving components.
  • Grinders constructed in a similar way usually consist of silver-palladium alloys. These grinders are designed to ensure high contact reliability and durability. The devices also work in extreme conditions such as temperature or humidity fluctuations, salt fog, dust or mechanical shocks. In addition to use in automotive engineering, the grinders are used in the field of control technology.
  • the sliding contacts are manufactured with specially developed precision punching and embossing machines.
  • US Pat. No. 5,315,758 A and US Pat. No. 5,416,969 A disclose grinding contacts formed from sheet metal strips which carry contacts at their ends. Such sliding contacts are exemplified used in potentiometers, in position sensors or in rotary switches together with a metallic mating contact.
  • a sliding contact is made of a wire as a contact carrier, wherein at one end of the cylindrical wire on the shell side or the front side a sliding contact is welded.
  • the sliding contact can consist of a precious metal. It is advantageous that expensive precious metal can be saved because not the entire spring contact must be made of a precious metal or a noble metal alloy.
  • DE 199 13 246 A1 discloses a method for producing a multi-wire grinder, in which a plurality of wires is welded as contacts on a contact carrier. The plurality of contacts should ensure a continuous electrical contact.
  • the disadvantage of this is that the wires can be bent by the mechanical stress during grinding on the mating contact and can also break off, especially at the welding points with which the wires are connected to the contact carrier. As a result, the contact properties of the sliding contact can worsen or change. In addition, it is disadvantageous when loose wires and wire pieces fall around uncontrollably in the contacts.
  • the object of the invention is therefore to overcome the disadvantages of the prior art.
  • a stable sliding contact and a method for its production should be provided so that the sliding contact operates reliably and changes its contact resistance as little as possible in the course of its lifetime.
  • the sliding contact should have the desired elastic properties and at the same time offer a reliable grinding contact surface.
  • Another object of the invention is to be seen in that the production method should be suitable for mass production as possible. Furthermore, a variable manufacturing method would be desirable in which a variety of different Sliding contacts, in particular with different contact widths and different number of contacts with the least possible change in the structure for mass production is possible, or in which only as few process steps must be changed to produce the various sliding contacts. As far as possible, the same tools should always be usable.
  • a method for producing a sliding contact comprising a contact carrier and at least two contacts made of a noble metal or an alloy comprising at least one noble metal, comprising the following steps
  • a noble metal band is also understood as meaning those bands which consist of an alloy of at least one noble metal with one or more other metals (including base metals).
  • step D) several contact carrier parts are separated by free punching or free cutting in groups or the contact carrier parts are isolated as a contact carrier by free punching or free cutting.
  • a method for producing a sliding contact comprising a contact carrier and at least one contact made of a noble metal.
  • metal or an alloy comprising at least one noble metal comprising the following steps
  • A) a metal band and at least one noble metal band are provided;
  • a contact carrier is formed, in particular punched out, wherein the contact carrier comprises a receiving surface for the conductive fixing of a plurality of contacts;
  • D) on the receiving surface of the contact carrier are several of the strips of the noble metal or the noble metal strip before the strip was prepared or the noble metal bands before the strips were made parallel to each other or parallel adjacent strips with the flat side placed and secured in this position conductive, in particular welded or soldered, the strips forming the contacts.
  • process step B) is followed by process step A) and process steps C) and D) are followed by process step B).
  • the process steps C) and D) are interchangeable or can be carried out alternately.
  • process step D) is preferably carried out before process step C).
  • the strips or the noble metal strip or bands are attached to the contact carrier by resistance welding, spot welding and / or laser welding. These attachment methods are particularly stable and provide a particularly stable electrically conductive connection, in which a deterioration of the electrical connection is to be feared only under heavy load.
  • the laser-welded connection offers the possibility to connect the strip or strips over a larger area with the or the receiving surfaces.
  • the metal strip and / or the noble metal strip or the noble metal strips are produced by rolling wires, wherein preferably the tape or tapes after rolling is rolled up as a roll of tape or rolled up as rolls of tape.
  • a wire or a plurality of wires can be used as the starting material, which is or are less expensive to obtain or are as bands. Furthermore, it can be provided that the metal strip and / or the noble metal strip or the noble metal strips are made available as rolled-up strip rolls which are or will be unrolled during the production of the sliding contact.
  • Rolled-on metal strips are particularly easy to process, so that automation is particularly easy to implement.
  • the noble metal strip or bands are firstly conductively secured to the receiving surface and subsequently the strips are produced, preferably a strip of at least one noble metal strip fastened to the receiving surface is cut off, particularly preferably cut off or is punched, wherein the separated strip comprises the attachment to the receiving surface.
  • a particularly preferred embodiment of a method according to the invention can provide that several noble metal strips are processed parallel to one another, wherein preferably as many noble metal strips are processed parallel to one another, as contacts are conductively fixed on a receiving surface.
  • This parallel processing also leads to a greater quality of the manufactured grinding contacts and to the fact that a faster production of the sliding contacts is possible.
  • the strips are bent or deformed, preferably after the strips have been fastened to the receiving surfaces and separated from the noble metal strip.
  • the contacts or the strips By bending the contacts or the strips, a better contact with the mating contact can be achieved, with which the sliding contacts are to be connected.
  • the geometry of the strips can be adapted to that of the mating contact.
  • a bead or an embossing is formed on the receiving surface, which serves as a welding lug for fixing the strips.
  • Methods according to the invention may also be distinguished in that the strips are spaced apart from one another and fastened parallel to one another on the receiving surface.
  • a sliding contact in particular a sliding contact thus produced comprising a flat metallic contact carrier and a plurality of contacts which are fixed to a receiving surface of the contact carrier, the contacts flat, preferably equal length strips of noble metal or a Are noble metal alloy, which are mounted parallel to each other on the receiving surface, preferably welded or soldered.
  • each strip is spaced from each other and preferably each strip is secured individually on the receiving surface.
  • the contact carrier is constructed as a preformed contiguous metal strip a plurality of contact carrier parts each having a receiving surface and a group of parallel strips as contacts per contact carrier part.
  • the contact carrier or carriers consist of a spring material, preferably a base metal or a base metal alloy, particularly preferably steel, iron, tin, copper, nickel or beryllium or an alloy thereof or therewith, particularly preferably a copper-beryllium alloy, and / or the strip of gold, platinum, palladium, silver or an alloy thereof or consisting thereof, preferably of a gold-based alloy, a palladium alloy, particularly preferably AuAgCu, AuAgPt, PdAgAuPt or PdAgCu.
  • a spring material preferably a base metal or a base metal alloy, particularly preferably steel, iron, tin, copper, nickel or beryllium or an alloy thereof or therewith, particularly preferably a copper-beryllium alloy, and / or the strip of gold, platinum, palladium, silver or an alloy thereof or consisting thereof, preferably of a gold-based alloy, a palladium alloy, particularly preferably AuAgCu, AuAgPt, PdA
  • the materials mentioned for the contact carrier are suitable due to their elasticity. see properties particularly well as a contact carrier or spring carrier and said noble metals or noble metal alloy are insensitive to deterioration of the surface in terms of their conductivity, so that the contact resistance changes only slightly. At the same time, the noble metals mentioned and in particular the noble metal alloys are particularly insensitive to abrasion and wear.
  • the contact carrier or the spring elements are made of a material with very good spring properties.
  • the strips consist of a material optimized with regard to the electrical contact properties.
  • the material can therefore be optimized with regard to the spring properties, whereas for the contact strips, which are important for the contact properties, a material optimized with regard to the contact properties is used can.
  • a mating contact is provided, on the conductive surface of the contact is applied, wherein the contact presses by the spring force of the contact carrier on the conductive surface of the mating contact and the mating contact is movable against the contact, so that the contact grinds during a movement of the mating contact via the mating contact, wherein preferably the mating contact is rotatably mounted and the surface is rotationally symmetrical.
  • the object of the invention is further achieved by a potentiometric sensor, a potentiometer, a slider, a position sensor, a rotary switch, an electric motor, a generator, a wind turbine, a slip ring system, an actuator or a current collector with such a sliding contact.
  • the sliding contacts according to the invention or sliding contacts made according to the invention are particularly effective and easy to use.
  • the thickness of the bands or of the strip is preferably between 0.02 mm and 0.2 mm, particularly preferably between 0.05 mm and 1.5 mm, very particularly preferably between 0.6 mm and 1.0 mm.
  • the width of the strips or the contacts is preferably between 0.1 mm and 1 mm, more preferably between 0.2 mm and 0.6 mm, most preferably between 0.3 mm and 0.5 mm.
  • the length of the strips or the contacts is preferably between 1 mm and 10 mm, more preferably between 1, 5 mm and 5 mm, most preferably between 2 mm and 3 mm.
  • the length of the con- Clock carrier or the width of the contact carrier tape or the metal strip from which the contact carrier are made, is preferably between 2 mm and 30 mm, more preferably between 3 mm and 15 mm.
  • the invention is based on the surprising finding that noble metal strips or noble metal strips are welded precisely positionally onto a spring material as a contact carrier.
  • the advantage is to be seen in particular in that very variable designs (width, length and number of strips to be welded on) can be produced with little effort or expense using the same production method according to the invention.
  • the inventive method is particularly well automated or even fully automated implement without the production of precious metal waste caused by, for example, parts of the noble metal band must be punched out.
  • the advantage of building the sliding contacts with bands or strips instead of wires lies in the fact that the susceptibility of sliding contacts according to the invention is reduced in some applications, in particular with regard to transverse loads. But even with a load in the normal spring direction, the stability of the sliding contacts is improved due to the wider connection of the strips with the contact carrier. Due to the larger area of the conductive attachment, in particular the welded or soldered connection, the wider connection effects a more stable connection of the strips to the contact carrier.
  • a particular advantage of the method according to the invention can be seen in its variability.
  • the method can be used to produce various sliding contacts with different numbers of ends of the contact carrier parts and with different numbers of strips as contacts, which are conductively attached to these ends, without the need for other tools or tool parts and without the manufacturing method has to be substantially changed.
  • Figure 1 a schematic plan view of a sliding contact according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a sliding contact according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of a sliding contact according to the invention with a contact carrier strip; and FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of the sliding contact according to FIG. 3.
  • FIG 1 shows a schematic plan view of a sliding contact according to the invention 1, which was prepared by a method according to the invention.
  • the sliding contact 1 comprises a contact carrier 2 whose one end (in Figure 1 above) provides a receiving surface.
  • a bead 3 is impressed, which serves as a welding nipple.
  • five strips 4 are welded from a precious metal.
  • the contact carrier 2 is made of a chromium-nickel stainless steel having suitable elastic properties for a spring contact.
  • the strips 4 are preferably made of a gold-based alloy or preferably of a palladium-based alloy with, for example, 44 atom% palladium, 38 atom% silver, 15 atom% copper and the 3 atomic% additives the platinum, gold and Zinc contains.
  • a welding auxiliary layer (not shown) may be provided, which preferably consists of nickel or nickel and which is well connected to the Cr-Ni stainless steel or is connected. Such a welding auxiliary layer serves to improve the connection of the contact carrier 2 with the noble metal strip 4 and thus to be able to stably weld the chromium-nickel steel to the noble metal strip 4 at all.
  • the noble metal strips 4 can also be soldered.
  • any other method may be used in which the noble metal strips 4 are stably connected to the contact carrier 2 and this compound has a sufficient electrical conductivity.
  • a method according to the invention for producing such a sliding contact 1 a rolled-up strip of chromium-nickel stainless steel with a thickness of 0.08 mm and a width of 6.15 mm is first provided.
  • five wires of a gold-based alloy are provided and formed by rolling into a flat band of 0.08 mm thick and 0.3 mm wide and then wound up.
  • the stainless steel strip is unrolled and brought by punching in an intermediate form, not shown, in which the contact-side ends of the contact carrier 2 (in Figure 1 above) are prestructured. In this case, embossing already embossed the bead 3.
  • the pre-structuring and embossing can also be carried out in a single step by stamping.
  • the beads 3 or the entire contact-side ends of the contact carrier 2 can be coated with a welding auxiliary layer.
  • the strips of the precious metal are unrolled and placed next to each other at equal intervals and completely parallel to each other on a bead 3 and welded there. Subsequently, the welded-on strips are cut off or punched, so that the strips 4 of equal length are shown attached to the beads 3 of the contact carrier 2.
  • the pre-structured stainless steel strip is further conveyed to secure the next noble metal strips 4 to the next pre-structured contact carriers 2.
  • the stainless steel strip is cut or punched into the parts (sliding contacts 1) shown in FIG. When punching no precious metal residues, so that the inventive method is cost-effective.
  • the finished sliding contacts 1 can then be installed in slip ring transformers, potentiometers, current collectors or other mutually movable, current-carrying components.
  • the elastic spring force of the contact carrier 2 is used to press the noble metal strip 4 on a mating contact and so to ensure a stable electrical contact between the sliding contact 1 and the movable counter contact against him (not shown).
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an assembled sliding contact 1, which is welded together from the contact carrier 2 (spring carrier 2) and a noble metal strip 4, as shown in FIG.
  • the contact carrier 2 and the noble metal strip 4 are welded together at a receiving surface of the contact carrier 2 in the region of an embossed bead 3, so that the contact carrier 2 and the noble metal strip 4 have a continuous and electrically conductive connection in the region of the bead 3.
  • the sliding contact 1 can therefore be considered as one piece, even if it is made of two different materials.
  • at least one identical noble metal strip (not visible) is arranged, which is of the same shape and is fastened parallel to the noble metal strip 4 in the same manner on the contact carrier 2.
  • the strip 4 may be welded to the contact carrier 2 at at least two points with two electrodes (not shown) which rest on the upper side of the strip 4 and on the underside of the contact carrier 2 in the region of the bead 3.
  • the contact carrier 2 and optionally a welding auxiliary layer (not shown) disposed thereon is partially melted and combines with the noble metal strips 4.
  • another welding method can be used to connect the noble metal strips 4 to the contact carrier 2.
  • each of the noble metal strips 4 is welded to the contact carrier 2 at at least two points.
  • each noble metal strip 4 can be welded along a line to the bead 3 of the contact carrier 2, which leads to a more stable connection and is therefore particularly preferred according to the invention.
  • the finished sliding contact 1 can then be used to remove and / or transmit power from and / or to a mating contact (not shown).
  • the sliding contact 1 is pressed with the spring force of the contact carrier 2 on the mating contact.
  • the sliding contact 1 can be used in potentiometric sensors, potentiometers, sliders, position sensors, rotary switches, electric motors, generators, wind turbines, slip ring systems, actuators, pantographs and other devices.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of an alternative grinding contact 10 according to the invention or of an intermediate product, namely a sliding contact strip 10, in which a plurality of sliding contact carrier parts 12 or sliding contacts are connected to one another.
  • the sliding contact carrier parts 12 can be combined along the dashed line. tents sliding contacts are separated.
  • the illustrated sliding contact strip 10 can thus be used to produce a variety of different width sliding contacts.
  • Each of the sliding contact carrier parts 12 comprises a receiving surface for securing noble metal strips 14.
  • at least one embossment 13 is provided, on each of which four strips 14 made of a noble metal-based alloy are arranged.
  • Circular recesses 15 are provided in the sliding contact carrier parts 12 at the end of the sliding contact carrier parts opposite the receiving surface. These serve as position marks and allow easy automatic machining of the grinding contact strip 10.
  • Figure 4 shows a schematic cross-sectional view through the sliding contact 10 of Figure 3. The strips 14 are curved differently than that of Figure 2.
  • the strips 14 lie flat on the Sliding contact carrier parts 12 and on the receiving surfaces of the sliding contact carrier parts 12 in the region of the embossments 13 in order to provide a stable connection between the sliding contact carrier parts 12 and the strip 14.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schleifkontakts umfassend einen Kontaktträger und zumindest zwei Kontakte aus einem Edelmetall oder einer Legierung umfassend zumindest ein Edelmetall, mit den folgenden Schritten A) ein Metallband und zumindest ein Edelmetallband werden bereitgestellt; B) aus dem Metallband wird ein Kontaktträger oder ein Kontaktträgerband mit mehreren zusammenhängenden und gleichartigen Kontaktträgerteilen ausgeformt, insbesondere ausgestanzt, wobei die Kontaktträgerteile oder der Kontaktträger jeweils eine Aufnahmefläche zum leitfähigen Befestigen mehrerer Kontakte umfassen oder umfasst; C) aus dem Edelmetallband oder den Edelmetallbändern werden mehrere, vorzugsweise gleich lange Streifen hergestellt, insbesondere gestanzt oder geschnitten; D) auf die Aufnahmeflächen der Kontaktträgerteile oder auf die Aufnahmefläche des Kontaktträgers werden mehrere Streifen des Edelmetalls oder das Edelmetallband bevor der Streifen hergestellt wurde oder die Edelmetallbänder bevor die Streifen hergestellt wurden parallel zueinander oder parallel zu benachbarten Streifen mit der flachen Seite auf die Aufnahmefläche aufgelegt und in dieser Position leitfähig befestigt, insbesondere aufgeschweißt oder aufgelötet, so dass die Streifen die Kontakte des Schleifkontakts bilden. Die Erfindung betrifft auch einen Schleifkontakt umfassend einen flachen metallischen Kontaktträger und eine Vielzahl von Kontakten, die an einer Aufnahmefläche des Kontaktträgers befestigt sind, wobei die Kontakte flache, vorzugsweise gleich lange Streifen aus Edelmetall oder einer Edelmetalllegierung sind, die parallel zueinander auf der Aufnahmefläche befestigt sind und einen potentiometrischen Sensor, ein Potentiometer, ein Schieberegler, ein Positionssensor, einen Drehschalter, einen Elektromotor, einen Generator, eine Windturbine, ein Schleifringsystem, einen Stellantrieb oder einen Stromabnehmer mit einem solchen Schleifkontakt.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Schleifkontakts mit mehreren Kontakten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schleifkontakts umfassend einen Kontaktträger und zumindest zwei Kontakte aus einem Edelmetall oder einer Legierung umfassend zumindest ein Edelmetall.
Die Erfindung betrifft auch einen Schleifkontakt umfassend einen flachen metallischen Kontaktträger und eine Vielzahl von Kontakten, die an einer Aufnahmefläche des Kontaktträgers befes- tigt sind sowie einen potentiometrischen Sensor, ein Potentiometer, ein Schieberegler, ein Positionssensor, einen Drehschalter, einen Elektromotor, einen Generator, eine Windturbine, ein Schleifringsystem, einen Stellantrieb oder einen Stromabnehmer mit einem solchen Schleifkontakt.
Schleifkontakte finden vielfältige Anwendungen, wenn Strom auf bewegliche Teile übertragen werden soll. Derartige Schleifkontakte sind beispielsweise aus der DE 40 20 700 A1 bekannt.
Edelmetallhaltige Schleifer beziehungsweise Schleifkontakte werden beispielsweise in Potentiometern zur Signalübertragung von beziehungsweise an bewegliche Bauteile verwendet. Ähnlich aufgebaute Schleifer bestehen meist aus Silber-Palladium-Legierungen. Diese Schleifer sollen hohe Kontaktsicherheit und Lebensdauer gewährleisten. Die Geräte arbeiten auch unter extremen Bedingungen wie Temperatur- oder Feuchtigkeitsschwankungen, Salznebel, Staub oder mechanischen Stößen. Neben dem Einsatz im Kraftfahrzeugbau finden die Schleifer im Bereich der Steuerungs- und Regeltechnik Anwendung. Die Schleifkontakte werden mit speziell entwickelten Präzisions-Stanzschweiß- und Präge-Automaten hergestellt.
Aus der US 5,315,758 A und der US 5,416,969 A sind aus Blechstreifen gebildete Schleifkon- takte bekannt, die an ihren Enden Kontakte tragen. Derartige Schleifkontakte werden beispiels- weise in Potentiometern, in Positionssensoren oder in Drehschaltern gemeinsam mit einem metallischen Gegenkontakt eingesetzt.
Aus der DE 10 2004 028 838 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Schleifkontakt aus einem Draht als Kontaktträger hergestellt wird, wobei an einem Ende des zylindrischen Drahts mantelseitig oder stirnseitig ein Schleifkontakt angeschweißt wird. Auf diese Weise ist es möglich, für den Grundkörper des Kontakts ein preiswertes, federndes Material zu wählen, während das die Energie übertragende Teil als Schleifkontaktkörper aus einem anderen, zur Energieübertragung optimierten Material bestehen kann. Der Schleifkontakt kann dabei aus einem Edelmetall bestehen. Vorteilhaft ist dabei, dass teures Edelmetall gespart werden kann, da nicht der ganze Federkontakt aus einem Edelmetall oder einer Edelmetalllegierung gefertigt werden muss.
Nachteilig ist hieran, dass das Herstellungsverfahren nur schwer für eine Serienproduktion umsetzbar ist. Zudem besteht bei der Verwendung von nur einem Kontakt die Gefahr, dass der elektrische Kontakt unterbrochen wird, wenn der Kontakt über eine unebene Fläche gleitet und dabei zu schwingen oder springen beginnt.
Die DE 199 13 246 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Vieldrahtschleifers, bei dem eine Vielzahl von Drähten als Kontakte auf einem Kontaktträger angeschweißt wird. Die Vielzahl der Kontakte soll dabei einen durchgehenden elektrischen Kontakt sicherstellen.
Nachteilig ist hieran, dass die Drähte durch die mechanische Belastung beim Schleifen über den Gegenkontakt verbogen werden können und auch abbrechen können, insbesondere an den Schweißpunkten, mit denen die Drähte mit dem Kontaktträger verbunden sind. Dadurch können sich die Kontakteigenschaften des Schleifkontakts verschlechtern beziehungsweise verändern. Zudem ist es Nachteilig, wenn in den Kontakten lose Drähte und Drahtstücke unkontrolliert herumfallen. Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere soll ein stabiler Schleifkontakt und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitgestellt werden, so dass der Schleifkontakt zuverlässig arbeitet und im Verlauf seiner Lebenszeit seinen Kontaktwiderstand möglichst wenig ändert. Zudem soll der Schleifkontakt die gewünschten elastischen Eigenschaften haben und gleichzeitig eine zuverlässige Schleifkon- taktoberfläche bieten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Herstellungsverfahren möglichst für eine Massenproduktion geeignet sein soll. Des Weiteren wäre auch ein variables Herstellungsverfahren wünschenswert, bei dem eine Vielzahl verschiedener Schleifkontakte, insbesondere mit verschiedenen Kontaktbreiten und verschiedener Anzahl von Kontakten mit möglichst geringer Änderung des Aufbaus zur Serienfertigung möglich ist, beziehungsweise bei dem nur möglichst wenig Verfahrensschritte geändert werden müssen, um die verschiedenen Schleifkontakte herzustellen. Hierbei sollen möglichst immer die gleichen Werk- zeuge verwendbar sein.
Die Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Schleifkontakts umfassend einen Kontaktträger und zumindest zwei Kontakte aus einem Edelmetall oder einer Legierung umfassend zumindest ein Edelmetall, umfassend die folgenden Schritte
A) ein Metallband und zumindest ein Edelmetallband werden bereitgestellt; B) aus dem Metallband wird ein Kontaktträgerband mit mehreren zusammenhängenden und gleichartigen Kontaktträgerteilen ausgeformt, insbesondere ausgestanzt, wobei die Kontaktträgerteile jeweils eine Aufnahmefläche zum leitfähigen Befestigen mehrerer Kontakte umfassen;
C) aus dem Edelmetallband oder den Edelmetallbändern werden mehrere, vorzugsweise gleich lange Streifen hergestellt, insbesondere gestanzt oder geschnitten; D) auf die Aufnahmeflächen der Kontaktträgerteile werden mehrere Streifen des Edelmetalls oder das Edelmetallband bevor der Streifen hergestellt wurde oder die Edelmetallbänder bevor die Streifen hergestellt wurden parallel zueinander oder parallel zu benachbarten Streifen mit der flachen Seite auf die Aufnahmefläche aufgelegt und in dieser Position leitfähig befestigt, insbesondere aufgeschweißt oder aufgelötet, so dass die Streifen die Kontakte des Schleifkon- takts bilden.
Unter einem Edelmetallband werden dabei und auch im Folgenden Bänder verstanden, deren Breite größer als deren Dicke ist und die im Vergleich zur Dicke sehr lang sind, wobei das Band ein Edelmetall enthalten muss. Es werden unter einem Edelmetallband also auch solche Bänder verstanden, die aus einer Legierung zumindest eines Edelmetalls mit einem oder mehreren anderen Metallen (auch Unedelmetallen) besteht.
Dabei kann vorgesehen sein, dass nach Schritt D) mehrere Kontaktträgerteile durch Freistanzen oder Freischneiden in Gruppen getrennt werden oder die Kontaktträgerteile als Kontaktträger durch Freistanzen oder Freischneiden vereinzelt werden.
Die Aufgaben der Erfindung werden auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Schleifkontakts umfassend einen Kontaktträger und zumindest einen Kontakt aus einem Edel- metall oder einer Legierung umfassend zumindest ein Edelmetall, umfassend die folgenden Schritte
A) ein Metallband und zumindest ein Edelmetallband werden bereitgestellt;
B) aus dem Metallband wird ein Kontaktträger ausgeformt, insbesondere ausgestanzt, wobei der Kontaktträger eine Aufnahmefläche zum leitfähigen Befestigen mehrerer Kontakte umfasst;
C) aus dem Edelmetallband oder den Edelmetallbändern werden mehrere, vorzugsweise gleich lange Streifen erzeugt, insbesondere gestanzt oder geschnitten; und
D) auf die Aufnahmefläche des Kontaktträgers werden mehrere der Streifen des Edelmetalls oder das Edelmetallband bevor der Streifen hergestellt wurde oder die Edelmetallbänder bevor die Streifen hergestellt wurden parallel zueinander oder parallel zu benachbarten Streifen mit der flachen Seite aufgelegt und in dieser Position leitfähig befestigt, insbesondere aufgeschweißt oder aufgelötet, wobei die Streifen die Kontakte bilden.
Für beide erfindungsgemäßen Verfahren gilt: Verfahrensschritt B) folgt Verfahrensschritt A) und die Verfahrensschritte C) und D) folgen Verfahrensschritt B). Die Verfahrensschritte C) und D) sind austauschbar beziehungsweise können abwechselnd durchgeführt werden. Bevorzugt wird jedoch Verfahrensschritt D) vor dem Verfahrensschritt C) ausgeführt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Streifen oder das Edelmetallband oder die Edelmetallbänder durch Widerstandsschweißen, Punktschweißen und/oder Laserschweißen an dem Kontaktträger befestigt. Diese Befestigungsmethoden sind besonders stabil und stellen eine besonders stabile elektrisch leitende Verbindung zur Verfügung, bei der eine Verschlechterung der elektrischen Verbindung nur bei starker Belastung zu befürchten ist. Insbesondere die lasergeschweißte Verbindung bietet die Möglichkeit den oder die Streifen über eine größere Fläche mit der oder den Aufnahmeflächen zu verbinden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Metallband und/oder das Edelmetallband oder die Edelmetallbänder durch Walzen aus Drähten erzeugt werden, wobei vorzugsweise das Band oder die Bänder nach dem Walzen als Bandrolle aufgerollt wird oder als Bandrollen aufgerollt werden.
Auf diese Weise kann ein Draht oder mehrere Drähte als Ausgangswerkstoff verwendet wer- den, der beziehungsweise die kostengünstiger zu erhalten ist beziehungsweise sind als Bänder. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Metallband und/oder das Edelmetallband oder die Edelmetallbänder als aufgerollte Bandrollen zur Verfügung gestellt werden, das oder die während der Herstellung des Schleifkontakts abgerollt wird oder werden.
Aufgerollte Metallbänder lassen sich besonders leicht prozessieren, so dass eine Automatisie- rung besonders einfach umzusetzen ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Edelmetallband oder die Edelmetallbänder zuerst an der Aufnahmefläche leitfähig befestigt werden und anschließend die Streifen erzeugt werden, vorzugsweise ein Streifen von zumindest einem an der Aufnahmefläche befestigten Edelmetallband abgetrennt wird, be- sonders bevorzugt abgeschnitten oder abgestanzt wird, wobei der abgetrennte Streifen die Befestigung an der Aufnahmefläche umfasst.
Bei dieser Variante können alle Streifen mit einem gleichartigen Schnitt oder einer gleichartigen Stanzung an der gleichen Stelle auf die gleiche Länge gebracht werden. Durch die Umformung des Edelmetallbands in einem Arbeitsschritt nach der Befestigung, wird zudem Zeit gespart. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorsehen, dass mehrere Edelmetallbänder parallel zueinander verarbeitet werden, wobei vorzugsweise so viele Edelmetallbänder parallel zueinander verarbeitet werden, wie Kontakte auf einer Aufnahmefläche leitfähig befestigt werden.
Auch diese Parallelverarbeitung führt zu einer größeren Qualität der hergestellten Schleifkon- takte und dazu, dass eine schnellere Herstellung der Schleifkontakte möglich ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Streifen gebogen oder verformt werden, vorzugsweise nachdem die Streifen an den Aufnahmeflächen befestigt und vom Edelmetallband abgetrennt wurden.
Durch das Biegen der Kontakte beziehungsweise der Streifen kann ein besserer Kontakt zu dem Gegenkontakt erreicht werden, mit dem die Schleifkontakte verbunden werden sollen. Es kann beispielsweise die Geometrie der Streifen an die des Gegenkontakts angepasst werden.
Auch kann vorgesehen sein, dass an der Aufnahmefläche eine Sicke oder eine Prägung geformt wird, die als Schweißwarze zum Befestigen der Streifen dient. Hierdurch wird zum einen eine definierte Verbindung vorgegeben und zum anderen eine Vereinfachung bei der Herstellung der Verbindung zwischen den Streifen und der Aufnahmefläche erzeugt.
Erfindungsgemäße Verfahren können sich auch dadurch auszeichnen, dass die Streifen zuei- nander beabstandet und parallel zueinander auf der Aufnahmefläche befestigt werden.
Die Vereinzelung spart kostbares Edelmetall, so dass die Schleifkontakte kostengünstiger hergestellt werden können.
Die Aufgaben der Erfindung werden auch gelöst durch einen Schleifkontakt, insbesondere einen derart hergestellten Schleifkontakt, umfassend einen flachen metallischen Kontaktträger und eine Vielzahl von Kontakten, die an einer Aufnahmefläche des Kontaktträgers befestigt sind, wobei die Kontakte flache, vorzugsweise gleich lange Streifen aus Edelmetall oder einer Edelmetalllegierung sind, die parallel zueinander auf der Aufnahmefläche befestigt sind, vorzugsweise aufgeschweißt oder aufgelötet sind.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Streifen voneinander beabstandet sind und bevorzugt jeder Streifen einzeln auf der Aufnahmefläche befestigt ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Kontaktträger als vorgeformtes zusammenhängendes Metallband mehrere Kontaktträgerteile mit jeweils einer Aufnahmefläche und einer Gruppe von parallelen Streifen als Kontakte pro Kontaktträgerteil aufgebaut ist.
Hierdurch ist eine Massenfertigung besonders einfach realisierbar und es wird eine größere Variabilität hinsichtlich der Breite der Schleifkontakte und der Anzahl der Kontakte des Schleifkontakts möglich.
Es kann erfindungsgemäß ferner vorgesehen sein, dass der oder die Kontaktträger aus einem Federwerkstoff besteht, bevorzugt aus einem Unedelmetall oder einer Unedelmetalllegierung besteht, besonders bevorzugt aus Stahl, Eisen, Zinn, Kupfer, Nickel oder Beryllium oder einer Legierung daraus oder damit, besonders bevorzugt aus eine Kupfer-Beryllium-Legierung, und/oder der Streifen aus Gold, Platin, Palladium, Silber oder einer Legierung daraus oder damit besteht, vorzugsweise aus einer Gold-Basis-Legierung, einer Palladium-Legierung, besonders bevorzugt aus AuAgCu, AuAgPt, PdAgAuPt oder PdAgCu.
Diese Materialien sind zur Umsetzung der erfindungsgemäßen Verfahren besonders gut geeig- net. Zudem eignen sich die für den Kontaktträger genannten Materialien aufgrund ihrer elasti- sehen Eigenschaften besonders gut als Kontaktträger beziehungsweise Federträger und die genannten Edelmetalle beziehungsweise Edelmetalllegierung sind unempfindlich gegen eine Verschlechterung der Oberfläche hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit, so dass sich der Übergangswiderstand nur wenig ändert. Gleichzeitig sind die genannten Edelmetalle und insbesondere die Edelmetalllegierungen besonders unempfindlich gegen Abrieb und Verschleiß.
Die Kontaktträger beziehungsweise die Federelemente bestehen aus einem Material mit sehr guten Federeigenschaften. Die Streifen bestehen hingegen aus einem hinsichtlich der elektrischen Kontakteigenschaften optimierten Werkstoff. Für die Kontaktträger, bei denen es wesentlich auf die Federeigenschaften ankommt, kann daher der Werkstoff hinsichtlich der Federei- genschaften optimiert werden, wohingegen für die Schleiferstreifen (Kontakte), bei denen es wesentlich auf die Kontakteigenschaften ankommt, ein hinsichtlich der Kontakteigenschaften optimierter Werkstoff eingesetzt werden kann.
Bei einem besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Schleifkontakt kann vorgesehen sein, dass ein Gegenkontakt vorgesehen ist, auf dessen leitender Oberfläche der Kontakt anliegt, wobei der Kontakt durch die Federkraft des Kontaktträgers auf die leitende Oberfläche des Gegenkontakts drückt und der Gegenkontakt gegen den Kontakt beweglich ist, so dass der Kontakt bei einer Bewegung des Gegenkontakts über den Gegenkontakt schleift, wobei vorzugsweise der Gegenkontakt drehbar gelagert und die Oberfläche rotationssymmetrisch ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch einen potentiometrischen Sensor, ein Po- tentiometer, einen Schieberegler, einen Positionssensor, einen Drehschalter, einen Elektromotor, einen Generator, eine Windturbine, ein Schleifringsystem, einen Stellantrieb oder einen Stromabnehmer mit einem solchen Schleifkontakt.
Bei solchen Bauteilen sind die erfindungsgemäßen Schleifkontakte beziehungsweise erfindungsgemäß hergestellte Schleifkontakte besonders effektiv und gut einsetzbar. Zudem ergibt sich auch bei diesen ein Kostenvorteil durch die kostengünstiger hergestellten Schleifkontakte.
Die Dicke der Bänder beziehungsweise der Streifen liegt bevorzugt zwischen 0,02 mm und 0,2 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,05 mm und 1 ,5 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,6 mm und 1 ,0 mm. Die Breite der Streifen beziehungsweise der Kontakte liegt bevorzugt zwischen 0,1 mm und 1 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,2 mm und 0,6 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,3 mm und 0,5 mm. Die Länge der Streifen beziehungsweise der Kontakte liegt bevorzugt zwischen 1 mm und 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 1 ,5 mm und 5 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 2 mm und 3 mm. Die Länge der Kon- taktträger beziehungsweise die Breite des Kontaktträgerbands beziehungsweise des Metallbands, aus der die Kontaktträger gefertigt werden, liegt bevorzugt zwischen 2 mm und 30 mm, besonders bevorzugt zwischen 3 mm und 15 mm.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, Edelmetallstreifen beziehungswei- se Edelmetallbändchen positionsgenau auf einen Federwerkstoff als Kontaktträger aufzuschweißen. Der Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass sehr variable Designs (Breite, Länge und Anzahl der aufzuschweißenden Streifen) ohne großen Aufwand oder Kosten mit dem gleichen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren herstellbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei besonders gut automatisiert oder sogar vollautomatisiert umzusetzen, ohne dass bei der Herstellung Edelmetallabfälle entstehen, indem beispielsweise Teile des Edelmetallbands ausgestanzt werden müssen.
Selbst wenn solche Edelmetallabfälle wieder verwendet werden, also wieder eingeschmolzen werden, so müssen sie dennoch gesammelt und mit viel Energie aufgeschmolzen und recycelt werden, was letzten Endes nie ohne Verlust durchzuführen ist. Der Vorteil die Schleifkontakte mit Bändern beziehungsweise Streifen anstatt Drähten aufzubauen liegt darin, dass die Anfälligkeit erfindungsgemäßer Schleifkontakte bei einigen Anwendungen insbesondere bezüglich Querbelastungen reduziert ist. Aber auch bei einer Belastung in der normalen Federrichtung ist die Stabilität der Schleifkontakte aufgrund der breiteren Verbindung der Streifen mit dem Kontaktträger verbessert. Die breitere Verbindung bewirkt auf- grund der größeren Fläche der leitfähigen Befestigung, insbesondere der Schweiß- beziehungsweise Lötverbindung, eine stabilere Verbindung der Streifen zu dem Kontaktträger.
Dadurch wird der Schleifkontakt als Ganzes stabiler, als bei einem Aufbau mit Drähten.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in seiner Variabilität zu sehen. Es können mit dem Verfahren verschiedene Schleifkontakte mit unterschiedlicher Anzahl von En- den der Kontaktträgerteile und mit unterschiedlicher Anzahl von Streifen als Kontakte, die an diesen Enden leitfähig befestigt sind, hergestellt werden, ohne dass hierfür andere Werkzeuge oder Werkzeugteile benötigt werden und ohne dass das Herstellungsverfahren wesentlich abgeändert werden muss.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von vier schematisch darge- stellten Figuren erläutert, ohne jedoch dabei die Erfindung zu beschränken. Dabei zeigt: Figur 1 : eine schematische Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schleifkontakt;
Figur 2: eine schematische Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Schleifkontakts;
Figur 3: eine schematische Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schleifkontakt mit einem Kontaktträgerband; und Figur 4: eine schematische Querschnittansicht des Schleifkontakts nach Figur 3.
Figur 1 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schleifkontakt 1 , der mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Der Schleifkontakt 1 umfasst einen Kontaktträger 2 dessen eines Ende (in Figur 1 oben) eine Aufnahmefläche bereitstellt. In der Aufnahmefläche ist eine Sicke 3 eingeprägt, die als Schweißwarze dient. Auf der Sicke 3 sind fünf Streifen 4 aus einem Edelmetall angeschweißt.
Der Kontaktträger 2 ist aus einem Chrom-Nickel-Edelstahl gefertigt, der geeignete elastische Eigenschaften für einen Federkontakt aufweist. Die Streifen 4 bestehen vorzugsweise aus einer Gold-Basis-Legierung oder bevorzugt aus einer Palladium-Basis-Legierung mit beispielsweise 44 Atom% Palladium, 38 Atom% Silber, 15 Atom% Kupfer und die 3 Atom% Additiven die Pla- tin, Gold und Zink beinhaltet. Auf der Sicke 3 kann eine Schweißhilfsschicht (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die vorzugsweise aus Nickel besteht oder Nickel beinhaltet und die gut mit dem Cr-Ni-Edelstahl verbindbar ist beziehungsweise verbunden ist. Eine solche Schweißhilfsschicht dient dazu, die Verbindung des Kontaktträgers 2 mit den Edelmetallstreifen 4 zu verbessern und so den Chrom-Nickel-Stahl überhaupt mit dem Edelmetallstreifen 4 stabil verschweißen zu können.
Alternativ zum Aufschweißen der Edelmetallstreifen 4 können diese auch aufgelötet werden. Ebenso kann auch jedes andere Verfahren verwendet werden, bei dem die Edelmetallstreifen 4 stabil mit dem Kontaktträger 2 verbunden werden und diese Verbindung eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit besitzt. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines solchen Schleifkontakts 1 wird zunächst ein aufgerolltes Band aus Chrom-Nickel-Edelstahl mit 0,08 mm Dicke und 6,15 mm Breite bereitgestellt. Zudem werden fünf Drähte aus einer Gold-Basis-Legierung bereitgestellt und durch Walzen in ein flaches Band von 0,08 mm Dicke und 0,3 mm Breite umgeformt und anschließend aufgewickelt. Das Edelstahlband wird abgerollt und durch Ausstanzen in eine nicht gezeigte Zwischenform gebracht, bei der die kontaktseitigen Enden des Kontaktträgers 2 (in Figur 1 oben) vorstrukturiert werden. Dabei wird durch eine Prägung auch bereits die Sicke 3 eingeprägt. Die Vorstruk- turierung und die Prägung können auch in einem einzigen Schritt durch eine Stanz-Prägung durchgeführt werden. Die Sicken 3 oder die gesamten kontaktseitigen Enden des Kontaktträgers 2 können mit einer Schweißhilfsschicht beschichtet werden.
Senkrecht zur Förderrichtung des vorstrukturierten Edelstahlbands werden die Bänder aus dem Edelmetall (der Gold-Basis-Legierung) abgerollt und jeweils nebeneinander in gleichen Abständen und völlig parallel zueinander auf eine Sicke 3 aufgelegt und dort angeschweißt. Anschlie- ßend werden die angeschweißten Bänder abgeschnitten oder abgestanzt, so dass die gezeigten, gleich langen Streifen 4 an den Sicken 3 des Kontaktträgers 2 befestigt sind.
Danach wird das vorstrukturierte Edelstahlband weiter gefördert, um die nächsten Edelmetallstreifen 4 an den nächsten vorstrukturierten Kontaktträgern 2 zu befestigen. Nach dem die Edelmetallstreifen 4 an den vorstrukturierten Enden (den Aufnahmeflächen) des Edelstahlbands angeschweißt wurden, wird das Edelstahlband in die in Figur 1 gezeigten Teile (Schleifkontakte 1 ) geschnitten oder gestanzt. Beim Ausstanzen entstehen keine Edelmetallreste, so dass das erfindungsgemäße Verfahren kostenschonend ist.
Die fertigen Schleifkontakte 1 können dann in Schleifringübertrager, Potentiometer, Stromabnehmer oder andere gegeneinander bewegliche, stromführende Bauteile eingebaut werden. Dabei wird die elastische Federkraft der Kontaktträger 2 verwendet, um die Edelmetallstreifen 4 auf einen Gegenkontakt zu drücken und so einen stabilen elektrischen Kontakt zwischen dem Schleifkontakt 1 und den gegen ihn beweglichen Gegenkontakt (nicht gezeigt) zu gewährleisten.
Es ist ohne weiteres möglich, nur vier oder drei oder zwei Streifen 4 aufzuschweißen und so Schleifkontakte mir einer anderen Anzahl von Kontakten 4 / Streifen 4 zu erzeugen, ohne dass das Herstellungsverfahren dadurch umgestellt werden muss und vor allem ohne dass hierzu andere Werkzeuge notwendig wären. Ebenso können auch mehrere vorstrukturierte Schleifkontaktträgerteile als ein gemeinsamer Schleifkontaktträger mit zwei oder mehr Enden beziehungsweise Aufnahmeflächen produziert werden, wobei an jedem der Enden im Bereich der Sicken 3 zumindest zwei Edelmetallstreifen 4 angeordnet sind. Ein solcher Fall ist schematisch für das linke Kontaktträgerteil in Figur 3 durch die gestrichelten Linien angedeutet. Figur 2 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines zusammengebauten Schleifkontakts 1 , der aus dem Kontaktträger 2 (Federträger 2) und einem Edelmetallstreifen 4, wie nach Figur 1 zusammengeschweißt ist. Der Kontaktträger 2 und der Edelmetallstreifen 4 sind an einer Aufnahmefläche des Kontaktträgers 2 im Bereich einer eingeprägten Sicke 3 miteinander ver- schweißt, so dass der Kontaktträger 2 und der Edelmetallstreifen 4 eine durchgehende und elektrisch leitende Verbindung im Bereich der Sicke 3 aufweisen. Der Schleifkontakt 1 kann also auch als Einteilig betrachtet werden, auch wenn er aus zwei unterschiedlichen Materialien gefertigt wird. Vor und/oder hinter dem Edelmetallstreifen 4 ist zumindest ein gleicher Edelmetallstreifen (nicht zu sehen) angeordnet, der gleich geformt ist und parallel zum Edelmetallstrei- fen 4 in gleicher Art und Weise auf dem Kontaktträger 2 befestigt ist.
Der Streifen 4 kann mit zwei Elektroden (nicht gezeigt), die auf der Oberseite des Streifens 4 und auf der Unterseite des Kontaktträgers 2 im Bereich der Sicke 3 anliegen, an zumindest zwei Punkten auf den Kontaktträger 2 geschweißt werden. Dabei wird der Kontaktträger 2 und gegebenenfalls eine darauf angeordnete Schweißhilfsschicht (nicht gezeigt) teilweise aufge- schmolzen und verbindet sich mit den Edelmetallstreifen 4. Alternativ kann auch ein anderes Schweißverfahren eingesetzt werden, um die Edelmetallstreifen 4 mit dem Kontaktträger 2 zu verbinden.
Vorzugsweise wird beim Punktschweißen jeder der Edelmetallstreifen 4 an mindestens zwei Punkten mit dem Kontaktträger 2 verschweißt. Mit einem Laserschweißverfahren kann jeder Edelmetallstreifen 4 entlang einer Linie mit der Sicke 3 des Kontaktträgers 2 verschweißt werden, was zu einer stabileren Verbindung führt und daher erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist.
Der fertige Schleifkontakt 1 kann dann zur Abnahme und/oder dem Übertragen von Strom von einem und/oder auf einen Gegenkontakt (nicht gezeigt) verwendet werden. Dazu wird der Schleifkontakt 1 mit der Federkraft des Kontaktträgers 2 auf den Gegenkontakt gepresst. Somit ist der Schleifkontakt 1 in potentiometrischen Sensoren, Potentiometern, Schiebereglern, Positionssensoren, Drehschaltern, Elektromotoren, Generatoren, Windturbinen, Schleifringsystemen, Stellantrieben, Stromabnehmern und anderen Geräten einsetzbar.
Figur 3 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen alternativen erfindungsgemäßen Schleifkon- takt 10 beziehungsweise auf ein Zwischenprodukt, nämlich einem Schleifkontaktband 10, bei dem mehrere Schleifkontaktträgerteile 12 beziehungsweise Schleifkontakte miteinander verbunden sind. Die Schleifkontaktträgerteile 12 können entlang der gestrichelten Linie zu verein- zelten Schleifkontakten getrennt werden. Das gezeigte Schleifkontaktband 10 kann also zur Herstellung einer Vielzahl verschieden breiter Schleifkontakte verwendet werden.
Jeder der Schleifkontaktträgerteile 12 umfasst eine Aufnahmefläche zum Befestigen von Edelmetallstreifen 14. Im Bereich von Aufnahmeflächen (in Figur 3 die oberen Enden der Schleif- kontaktträgerteile 12) ist wenigstens eine Prägung 13 vorgesehen, auf der jeweils vier Streifen 14 aus einer Edelmetall-Basis-Legierung angeordnet sind. In den Schleifkontaktträgerteilen 12 sind an dem, der Aufnahmefläche gegenüberliegenden Ende der Schleifkontaktträgerteile 12 kreisrunde Ausnehmungen 15 vorgesehen. Diese dienen als Positionsmarkierungen und erlauben eine einfache automatische maschinelle Verarbeitung des Schleifkontaktbands 10. Figur 4 zeigt eine schematische Querschnittansicht durch den Schleifkontakt 10 nach Figur 3. Die Streifen 14 sind hier anders gekrümmt als die nach Figur 2. Vorzugsweise liegen die Streifen 14 flächig auf den Schleifkontaktträgerteilen 12 beziehungsweise auf den Aufnahmeflächen der Schleifkontaktträgerteile 12 im Bereich der Prägungen 13 auf, um eine stabile Verbindung zwischen den Schleifkontaktträgerteilen 12 und den Streifen 14 bereitzustellen. Die in der voranstehenden Beschreibung sowie den Ansprüchen, Figuren und Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
1 Schleifkontakt
2 Kontaktträger / Federträger
3 Sicke
4 Streifen / Kontakt
1 1 Schleifkontakt / Schleifkontaktband
12 Kontaktträgerteil / Federträger
13 Prägung
14 Streifen / Kontakt
15 Ausnehmung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines Schleifkontakts (1 , 1 1 ) umfassend einen Kontaktträger (2, 10) und zumindest zwei Kontakte (4, 14) aus einem Edelmetall oder einer Legierung umfassend zumindest ein Edelmetall, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte
A) ein Metallband und zumindest ein Edelmetallband werden bereitgestellt;
B) aus dem Metallband wird ein Kontaktträgerband (10) mit mehreren zusammenhängenden und gleichartigen Kontaktträgerteilen (12) ausgeformt, insbesondere ausgestanzt, wobei die Kontaktträgerteile (12) jeweils eine Aufnahmefläche zum leitfähigen Befestigen mehrerer Kontakte (4, 14) umfassen;
C) aus dem Edelmetallband oder den Edelmetallbändern werden mehrere, vorzugsweise gleich lange Streifen (4, 14) hergestellt, insbesondere gestanzt oder geschnitten;
D) auf die Aufnahmeflächen der Kontaktträgerteile (12) werden mehrere Streifen (4, 14) des Edelmetalls oder das Edelmetallband bevor der Streifen (4, 14) hergestellt wurde oder die Edelmetallbänder bevor die Streifen (4, 14) hergestellt wurden parallel zueinander oder parallel zu benachbarten Streifen (4, 14) mit der flachen Seite auf die Aufnahmefläche aufgelegt und in dieser Position leitfähig befestigt, insbesondere aufgeschweißt oder aufgelötet, so dass die Streifen (4, 14) die Kontakte (4, 14) des Schleifkontakts (1 , 1 1 ) bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
nach Schritt D) mehrere Kontaktträgerteile (12) durch Freistanzen oder Freischneiden in Gruppen getrennt werden oder die Kontaktträgerteile (12) als Kontaktträger (2, 10) durch Freistanzen oder Freischneiden vereinzelt werden.
3. Verfahren zum Herstellen eines Schleifkontakts (1 , 1 1 ) umfassend einen Kontaktträger (2, 10) und zumindest einen Kontakt (4, 14) aus einem Edelmetall oder einer Legierung umfassend zumindest ein Edelmetall, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte
A) ein Metallband und zumindest ein Edelmetallband werden bereitgestellt;
B) aus dem Metallband wird ein Kontaktträger (2) ausgeformt, insbesondere ausgestanzt, wobei der Kontaktträger (2) eine Aufnahmefläche zum leitfähigen Befestigen mehrerer Kontakte (4, 14) umfasst; C) aus dem Edelmetallband oder den Edelmetallbändern werden mehrere, vorzugsweise gleich lange Streifen (4, 14) erzeugt, insbesondere gestanzt oder geschnitten; und
D) auf die Aufnahmefläche des Kontaktträgers (2) werden mehrere der Streifen (4, 14) des Edelmetalls oder das Edelmetallband bevor der Streifen (4, 14) hergestellt wurde oder die Edelmetallbänder bevor die Streifen (4, 14) hergestellt wurden parallel zueinan der oder parallel zu benachbarten Streifen (4, 14) mit der flachen Seite aufgelegt und in dieser Position leitfähig befestigt, insbesondere aufgeschweißt oder aufgelötet, wobei die Streifen (4, 14) die Kontakte (4, 14) bilden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband und/oder das Edelmetallband oder die Edelmetallbänder durch Walzen aus Drähten erzeugt werden, wobei vorzugsweise das Band oder die Bänder nach dem Walzen als Bandrolle aufgerollt wird oder als Bandrollen aufgerollt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband und/oder das Edelmetallband oder die Edelmetallbänder als aufgerollte Bandrollen zur Verfügung gestellt werden, das oder die während der Herstellung des Schleifkontakts (1 , 1 1 ) abgerollt wird oder werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelmetallband oder die Edelmetallbänder zuerst an der Aufnahmefläche leitfähig befestigt werden und anschließend die Streifen (4, 14) erzeugt werden, vorzugsweise ein Streifen (4, 14) von zumindest einem an der Aufnahmefläche befestigten Edelmetall band abgetrennt wird, besonders bevorzugt abgeschnitten oder abgestanzt wird, wobei der abgetrennte Streifen (4, 14) die Befestigung an der Aufnahmefläche umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Edelmetallbänder parallel zueinander verarbeitet werden, wobei vorzugsweise so viele Edelmetallbänder parallel zueinander verarbeitet werden, wie Kontakte (4, 14) auf einer Aufnahmefläche leitfähig befestigt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (4, 14) gebogen oder verformt werden, vorzugsweise nachdem die Streifen (4, 14) an den Aufnahmeflächen befestigt und vom Edelmetallband abgetrennt wurden. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aufnahmefläche eine Sicke (3) oder eine Prägung (13) geformt wird, die als Schweißwarze zum Befestigen der Streifen (4, 14) dient.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (4, 14) zueinander beabstandet und parallel zueinander auf der Aufnahmefläche befestigt werden.
Schleifkontakt, insbesondere hergestellt nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend einen flachen metallischen Kontaktträger (2, 10) und eine Vielzahl von Kontakten (4, 14), die an einer Aufnahmefläche des Kontaktträgers (2, 10) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontakte (4, 14) flache, vorzugsweise gleich lange Streifen (4, 14) aus Edelmetall oder einer Edelmetalllegierung sind, die parallel zueinander auf der Aufnahmefläche befestigt sind, vorzugsweise aufgeschweißt oder aufgelötet sind.
Schleifkontakt nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
die Streifen (4, 14) voneinander beabstandet sind und bevorzugt jeder Streifen (4, 14) einzeln auf der Aufnahmefläche befestigt ist.
Schleifkontakt nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kontaktträger (10) als vorgeformtes zusammenhängendes Metallband (10) mehrere Kontaktträgerteile (12) mit jeweils einer Aufnahmefläche und einer Gruppe von parallelen Streifen (4, 14) als Kontakte (4, 14) pro Kontaktträgerteil (12) aufgebaut ist.
Schleifkontakt nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Kontaktträger (2, 10) aus einem Federwerkstoff besteht, bevorzugt aus einem Unedelmetall oder einer Unedelmetalllegierung besteht, besonders bevorzugt aus Stahl, Eisen, Zinn, Kupfer, Nickel oder Beryllium oder einer Legierung daraus oder damit, besonders bevorzugt aus eine Kupfer-Beryllium-Legierung, und/oder der Streifen (4, 14) aus Gold, Platin, Palladium, Silber oder einer Legierung daraus oder damit besteht, vorzugsweise aus einer Gold-Basis-Legierung, einer Palladium-Legierung, besonders bevorzugt aus AuAgCu, AuAgPt, PdAgAuPt oder PdAgCu.
5. Schleifkontakt nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gegenkontakt vorgesehen ist, auf dessen leitender Oberfläche der Kontakt (4, 14) anliegt, wobei der Kontakt (4, 14) durch die Federkraft des Kontaktträgers (2, 12) auf die leitende Oberfläche des Gegenkontakts drückt und der Gegenkontakt gegen den Kontakt (4, 14) beweglich ist, so dass der Kontakt (4, 14) bei einer Bewegung des Gegenkontakts über den Gegenkontakt schleift, wobei vorzugsweise der Gegenkontakt drehbar gelagert und die Oberfläche rotationssymmetrisch ist.
6. Potentiometrischer Sensor, Potentiometer, Schieberegler, Positionssensor, Drehschalter, Elektromotor, Generator, Windturbine, Schleifringsystem, Stellantrieb oder Stromabnehmer mit einem Schleifkontakt (1 , 1 1 ) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 15.
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DE201210008908 DE102012008908B4 (de) 2012-05-08 2012-05-08 Verfahren zur Herstellung eines Schleifkontaktats mit mehreren Kontakten
DE102012008908.2 2012-05-08

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3527885A1 (de) * 2018-02-15 2019-08-21 Insta GmbH Elektrische leuchte
CN112768279A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 福达合金材料股份有限公司 电触头组件的一种制造装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108233133A (zh) * 2017-12-31 2018-06-29 扬州海通电子科技有限公司 模块化触点组件及基于该组件的大型输电滑环触点装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4020700A1 (de) 1990-06-29 1992-01-09 Kern & Liebers Verfahren und vorrichtung zur kantenverrundung von federn
JPH0676914A (ja) * 1992-08-31 1994-03-18 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 刷子接点の製造方法
US5315758A (en) 1990-10-31 1994-05-31 Alps Electric Co., Ltd. Method for manufacturing slide electrical contact
JPH06283245A (ja) * 1993-03-25 1994-10-07 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 摺動ブラシの製造方法
US5416969A (en) 1992-05-11 1995-05-23 Alps Electric Co., Ltd. Sliding contact producing method
DE19913246A1 (de) 1999-03-24 2000-09-28 Siedle Horst Gmbh & Co Kg Schleifer zur Übertragung elektrischer Signale
EP1315255A2 (de) * 2001-11-23 2003-05-28 Hugo Kern und Liebers GmbH & Co. Platinen- und Federnfabrik Verfahren zum Herstellen von Mikroschleifkontakten
DE102004028838A1 (de) 2004-06-16 2006-01-26 W.C. Heraeus Gmbh Schleifkontakt

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06104062A (ja) * 1992-02-28 1994-04-15 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 多線束摺動接点用台材
JPH0620756A (ja) * 1992-07-02 1994-01-28 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk ブラシ接点の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4020700A1 (de) 1990-06-29 1992-01-09 Kern & Liebers Verfahren und vorrichtung zur kantenverrundung von federn
US5315758A (en) 1990-10-31 1994-05-31 Alps Electric Co., Ltd. Method for manufacturing slide electrical contact
US5416969A (en) 1992-05-11 1995-05-23 Alps Electric Co., Ltd. Sliding contact producing method
JPH0676914A (ja) * 1992-08-31 1994-03-18 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 刷子接点の製造方法
JPH06283245A (ja) * 1993-03-25 1994-10-07 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 摺動ブラシの製造方法
DE19913246A1 (de) 1999-03-24 2000-09-28 Siedle Horst Gmbh & Co Kg Schleifer zur Übertragung elektrischer Signale
EP1315255A2 (de) * 2001-11-23 2003-05-28 Hugo Kern und Liebers GmbH & Co. Platinen- und Federnfabrik Verfahren zum Herstellen von Mikroschleifkontakten
DE102004028838A1 (de) 2004-06-16 2006-01-26 W.C. Heraeus Gmbh Schleifkontakt

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3527885A1 (de) * 2018-02-15 2019-08-21 Insta GmbH Elektrische leuchte
CN112768279A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 福达合金材料股份有限公司 电触头组件的一种制造装置
CN112768279B (zh) * 2020-12-30 2024-01-02 浙江福达合金材料科技有限公司 电触头组件的一种制造装置

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