DE7915995U1 - Kontaktträger mit aufgeschweißtem Kontakt - Google Patents

Description

NTANWÄLTE Dipl.-Ing. H. Ν^εί(3κμαν"ν,"©Ίρι-!.·ΓΉυ&, Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

8000 MÜNCHEN 86, DEI^ § l)l\t. POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22 CIP

Otto Bihler

Maschinenfabrik GmbH & Co. KG

895 9 Halblech/Füssen

SKontaktträger mit aufgeschweißtem Kontakt

Die Neuerung betrifft einen Kontaktträger mit auf diesen aufgeschweißtem elektrischen Kontakt.

Elektrische Kontaktanordnungen bestehen in der Regel aus einem Kontaktträger, an denen der eigentliche Kontakt, der meistens aus einem relativ teuren Edelmetall besteht, befestigt ist. Zur Befestigung gibt es verschiedene Möglichkeiten, von denen das Verschweißen am häufigsten eingesetzt wird. Das Anschweißen kleiner Kontakte an Kontaktträgern ist relativ unproblematisch. Bei großflächigen Kontakten ergeben sich jedoch Schwierigkeiten. Unter großflächigen Kontakten sollen dabei Kontakte mit Abmessungen von mehr als ca. 3x3 mm bzw. einer Fläche

von über 10 Quadratmillimetern verstanden werden. Abgesehen von der Flächenausdehnung ergeben sich Schwierigkeiten auch bei relativ dünnen Kontakten, die aus Kostengründen immer mehr bevorzugt werden. Kontakte, bei denen das Verhältnis von Fläche zu Dicke größer als etwa zehn ist, werden in diesem Sinn als dünn bezeichnet.

Grundsätzlich ist es beim Schweißen erwünscht, daß an der Übergangsstelle von Schweißelektrode zu Kontaktoberfläche beim Schweißvorgang eine geringere Temperatur auftritt als an der Übergangsstelle zwischen Kontakt und Kontaktträger. Dieses Temperaturgefälle ist in der Regel nicht zu erreichen, wenn der Kontakt nur aus Edelmetall besteht und die Berührungsfläche zwischen Schweißelektrode und Kontakt einerseits und zwischen Kontakt und Kontaktträger andererseits gleich ist. In diesem Fall schmilzt der Kontakt an der Übergangsstelle zur Schweißelektrode und an der Übergangsstelle zum Kontaktträger gleichzeitig, wodurch einerseits unnötig Energie verbraucht bzw. nicht die gesamte eingesetzte Energie optimal für das Verschweißen von Kontakt und Kontaktträger eingesetzt wird und außerdem die Gefahr eines Verscbweißens von Elektrode und Kontakt besteht, wodurch die Elektrode unbrauchbar werden könnte. Dieses Problem wird umso größer, je geringer das Verhältnis von Kontaktdicke zu Kontaktfläche ist.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten und auch zur Kostenersparnis infolge eines geringeren Edelmetallverbrauchs ist vorgeschlagen worden, den Kontakt als Bimetall auszubilden, dessen eigentliche Kontaktfläche aus Edelmetall besteht, während der Rest des Kontakts aus einem anderen Material, beispielsweise einer Nickellegierung besteht. Infolge unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit und unter Umständen unterschiedlicher Schmelztemperaturen der beiden Metalle kann auf diese Weise eine bessere Verschweißung erreicht werden.

Als eine weitere Möglichkeit, das erwähnte Temperaturge-

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fälle zu erreichen, wurde vorgeschlagen,, an der mit dem Kontaktträger zu verschweißenden Fläche des Kontaktrohlings Schweißstege oder Schweißwarzen auszubilden. Die Herstellung der in solcher Weise profilierten Kontaktrohlinge ist teuer, da entsprechende Ziehwerkzeuge bzw. andere Verformungswerkzeuge benötigt werden. Voraussetzung für eine gute Verschweißung ist außerdem, daß die Elektrode auf der gesamten Oberfläche des Kontakts aufliegt, was schwer zu erreichen ist. Schließlich hat sich gezeigt, daß bei Verwendung solcher Kontaktrohlinge häufig die Kontaktecken, d.h. die vom Schweiß steg bzw. von den Schweizwarzen weit entfern- |j ten Flächen, nicht richtig verschweißt werden, sondern sich | aufbiegen. |

Aufgabe der Neuerung ist es, eine Kontaktanordnung anzugeben, die in vereinfachter Weise mit guter Qualität hergestellt werden kann*

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere in Anzahl und Länge auf die fertige Kontaktfläche abgestimmte entsprechende Drahtabschnitte nebeneinander liegend auf den Kontaktträger aufgeschweißt werden.

Bei den Drahtabschnitten kann es sich um handelsübliche Drähte aus dem jeweils gewünschten Kontaktmaterial, vorzugsweise um runde Drähte handeln. Diese Drahtabschnitte werden parallel nebeneinander auf den Kontaktträger gelegt und jeder für sich vorzugsweise gleichzeitig mit dem Kontaktträger verschweißt. Zur Erzielung einer im wesentlichen stetigen ebenen oder auch gekrümmten Kontaktfläche können die Drahtabschnitte nach dem Aufschweißen geprägt werden. Zur Erzielung einer gekrümmten Kontaktfläche können Drahtabschnitte unterschiedlichen Durchmessers verwendet werden. Zur Verschweißung der Drahtabschnitte mit dem Kontaktträger dient vorzugsweise eine etwa halbkreisförmig ausgeschliffene

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Elektrode, die die einzelnen Drahtabschnitte nicht nur linienförmig sondern über einen Umfangsabschnitt berührt.

Die neuerungsgemäß verwendeten Drähte sind bedeutend billiger als die erwähnten in bestimmter Weise profilierten Kontaktrohlinge. Sie sind in der Regel ab Lager in den verschiedensten Durchmessern erhältlich, wobei auch mit vorhandenen Durchmessern durch Variation f der Anzahl der Drahtabschnitte und ihrer Länge verschleiß dene Kontaktquerschnitte erreicht werden können. Der

von der Schweißelektrode umfaßte Umfangsabschnitt in

der Größenordnung von 14o bis 15o° ergibt eine varhält-

nismäßig große Stromflußfläche zwischen Schweißelektrode und Drahtabschnitt. Die demgegenüber zumindest anfangs linienförmige Auflagefläche der Drahtabschnitte auf dem Kontaktträger führt infolge der entsprechend erhöhten Stromdichte in diesem Bereich zu der erwünschten höheren Temperatur als im Übergangsbereich zwischen Drahtabschnitt und Schweißelektrode. Darüberhinaus ist es leichter, über die gesamte Fläche der relativ elastischen Drahtabschnitte eine gute Berührung mit der Schweißelektrode zu erreichen als über die gesamte Fläche eines band- oder plättchenförmigen Kontaktrohlings. Nach dem Abschmelzen ergibt sich beim neuerungsgemäßen Verfahren für jeden Drahtabschnitt eine Verbindung mit dem Kontaktträger, deren Breite etwa dem ursprünglichen Durchmesser des Drahtabschnitts entspricht.

Mit der Neuerung lassen sich Kontaktanordnungen aus einem Kontaktträger und einem relativ großflächigen Kontakt schaffen, die aufgrund des verwendeten Rohmaterials billig hergestellt werden können und andererseits doch die erforderliche gute Schweißverbindung zwischen dem elektrischen Kontakt und dem Kontaktträger aufweisen.

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Die Neuerung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch im Querschnitt die zwischen zwei Schweißelektroden eingespannte Anordnung von Kontaktträger und Drahtabschnitten vor dem Verschweißen,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 nach dem Verschweißen,

Fig. 3 die Kontaktanordnung von Fig. 2 nach dem Prägen, und

Fig. 4 und 5 schematische Schnittdarstellungen entsprechend den Fig. 1 und 3 zur Erläuterung der Möglichkeit, durch Verwendung von Drahtabschnitten unterschiedlichen Durchmessers eine gekrümmte Kontaktfläche zu erzielen.

In der Schnittdarstellung von Fig. 1 ist der Kontaktträger mit 1o bezeichnet. Auf dem Kontaktträger 1o befinden sich parallel nebeneinander vier Drahtabschnitte 12. Die Anzahl dieser Drahtabschnitte und ihre Länge hängt davon ab, wie groß die gewünschte Kontaktfläche sein soll. Die au3 dem Kontaktträger 1o und den Drahtabschnitten 12 bestehende Anordnung befindet sich zwischen zwei Schweißelektroden 14 und 16. Die Schweißelektrode 14 ist mit vier Ausnehmungen 141 versehen, deren Querschnittsform derjenigen der Drahtabschnitte 12 angepaßt ist, so daß die Drahtabschnitte jeweils in einer dieser Ausnehmungen 141 aufgenommen werden und in einem ümfangsbereich von 14o bis 15o° mit der Schweißelektrode 14 in Berührung stehen. Die zu Beginn der Verschweißung linienförmige

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Kontaktfläche zwischen den Drahtabschnitten 12 und dem Kontaktträger 10 1st demgegenüber sehr viel kleiner, so daß In diesem Bereich eine höhere Stromdichte und somit eine stärkere Erwärmung auftritt.

Bei Anlegen der Schweißspannung zwischen die Schweißelektroden 14 und 16 unter gleichzeitigem Zusammendrücken der Schweiße?ektröden verschmelzen die Drahtabschnitte 12 in der aus Fig. 2 schematisch ersichtlichen Weise mit dem Kontaktträger 1o. Hierbei vergrößert sich ständig die Breite der Verbindungsfläche zwischen jedem einzelnen Drahtabschnitt 12 und dem Kontaktträger 1o. Infolge der Elastizität der Drahtabschnitte 12 ist gewährleistet, daß die Schweißelektrode 14 über die gesamte Länge der Drahtabschnitte mit diesen gleichmäßig in Berührung steht.

Nach der Verschweißung kann die wellenförmige Oberfläche des von den Drahtabschnitten gebildeten Kontakts durch einen Prägevorgang zu einer im wesentlichen stetigen Kontaktfläche gemacht werden, wie aus der schematischen Schnittdarstellung von Fig. 3 ersichtlich. In diesem Fall handelt es sich um eine ebene Kontaktfläche, in der zwischen den ursprünglichen Drahtabschnitten jeweils kleine Längsrillen 18 erhalten sind. Diese Längsrillen können insbesondere bei einem schiebenden Kontaktsystem einen zusätzlichen Vorteil bieten, da sie in der Lage sind, zwischen zwei Kontakten möglicherweise vorhandenen Schmutz aufzunehmen und dadurch die eigentliche Kontaktflach3 sauber zu halten.

Fig.4 zeigt die Möglichkeit, durch Verwendung von Drahtabschnitten ungleichen Durchmessers einen Kontakt zu erhalten, dessen Kontaktfläche quer zur Längsrichtung der

Drahtabschnitte gekrümmt ist. In Fig. 4 ist schematisch der Kontaktträger 2o mit zwei Drahtabschnitten 22 gleichen Durchmessers, zwischen denen sich ein Drahtabschnitt 24 größeren Durchmessers befindet, vor der Verschweißung dargestellt. Nach der Verschweißung und entsprechender Prägung ergibt sich die in Fig. 5 gezeigte Kontaktanordnung mit gekrümmter Kontaktfläche. Durch entsprechend andere Anordnung von Drahtabschnitten unterschiedlicher Durchmesser oder auch durch entsprechende Prägeformen lassen sich auch andere Kontaktprofile erzielen. Obwohl runde Drähte für das neuerungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft sind, können auch Drähte anderer als kreisförmiger Querschnittsform verwendet werden.

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Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

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MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

1) Die mit der Anmeldung und im Laufe des Verfahrens eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsversuche ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes.

2) In Unteransprüchen verwendete Rückbesiehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

3) Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung offenbarte Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung zu beanspruchen; insbesondere beabsichtigt die Anmelderin, auf in den Unterlagen etwa offenbarte neue Stoffe Stoffansprüche zu richten.

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Patentanwälte Dipl.-Ing. H. ^ΕΊακΜΛΝ'Ν,'βΊρί'-ΓΉγΐ-. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing, H. Liska Otto Bihler 8Q00 MÜNCHEN 86> DEN£ ß. Okt. Maschinenfabrik GmbH & Co. KG Postfach 860820 D-8959 Halblech/FÜSSen MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 983921/22 Neue Schutzanspräche

1. Kontaktträger mit aufgeschweißtem elektrischen Kontakt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt aus mehreren nebeneinander, vorzugsweise unmittelbar nebeneinander liegenden, jeweils für sich mit dem Kontaktträger (10, 20) verschweißten Drahtabschnitten (12, 22, 24) besteht.

2. Kontaktträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtabschnitte (12, 22, 24) geprägt sind und eine im wesentlichen stetige Kontaktfläche bilden.

3. Kontaktträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichent, daß die Kontaktfläche eben ist.

4. Kontaktträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche gekrümmt ist.

5. Kontaktträger nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche zwischen den einzelnen Drahtabschnitten (12) Längsrillen (18) aufweist.