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DE2844888A1 - Vormaterial fuer elektrische kontakte - Google Patents

Vormaterial fuer elektrische kontakte

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DE2844888A1
DE2844888A1 DE19782844888 DE2844888A DE2844888A1 DE 2844888 A1 DE2844888 A1 DE 2844888A1 DE 19782844888 DE19782844888 DE 19782844888 DE 2844888 A DE2844888 A DE 2844888A DE 2844888 A1 DE2844888 A1 DE 2844888A1
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Description

Hanau,I3. Okt. I978 ZPL-Zw/Rö
W. C. Heraeus GmbH - Hanau/Main
Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
"Vormaterial für elektrische Kontakte"
Die Erfindung betrifft ein Vormaterial für elektrische Kontakte in Bandform, mit auf einer Seite befindlichen Vorsprüngen, dessen andere Seite wenigstens an der Oberfläche aus Kontaktwerkstoff besteht. Das Vormaterial soll zum Verbinden mit einem elektrisch leitfähigen metallischen Träger durch Widerstandserwärmung dienen.
Bekannte Vormaterialien, wie z.B. aus der GB-PS 1 9II bekannt, können auf verschiedene Werkstoffe nur sehr schlecht oder überhaupt nicht aufgeschweißt werden, bzw. die Oberfläche des Kontaktes wird beschädigt oder die Haftfestigkeit der Verbindung mit dem Träger ist zu gering. Dies gilt insbesondere, wenn es sich um Werkstoffe mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit handelt, wie z.B. Silber, Kupfer oder deren Legierungen mit hoher Wärme- und elektrischer Leitfähigkeit oder aber, wenn sich die Werkstoffe überhaupt nicht widerstandsschweißen lassen, wie z.B. Silbermetalloxid-Verbundwerks to ffe.
030018/0090
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vormaterial für elektrische Kontakte zu schaffen, das während der Verbindung mit dem Träger durch Widerstandserwärmung, wie Schweißen oder Löten, sowohl einen hohen Übergangswiderstand als auch einen definierten Stromübergang gewährleistet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung sei nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen rein schematisch
Figur la eine Draufsicht auf das Vormaterial gemäß der Erfindung,
Figur Ib einen Querschnitt entlang der Linie a-b in Figur la,
Figur 2 einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 3a- zeigen Ausgangsprodukt, Walzspalt während des
3c Walzens und fertiges Vormaterial vor dem Verbinden mit dem Träger,
Figur h zeigt einen Träger, der mit dem Vormaterial durch Widerstandserwärmung verbunden ist.
Das in Figur 1 dargestellte Vormaterial in Bandform besteht aus einer Oberflächenschicht aus Kontaktwerkstoff, insbesondere einem Edelmetall oder einer Edelmetall-Legierung, wie Silber
030018/0090
oder Silberlegierung. Die Oberflächenschicht trägt das Bezugszeichen 1, während das eigentliche Vormaterial mit Bezugszeichen 2 versehen ist. Das Vormaterial 2 kann in diesem Beispiel ein weniger edleres,gut elektrisch leitendes Material, wie Kupfer oder Kupferlegierung, sein. An seiner Unterseite, die dem Träger zugekehrt wird, weist das Vormaterial Vorsprünge 3, z.B. in Form von Streifen, die in Längsrichtung des Bandes verlaufen, auf. Wie der Figur la zu entnehmen, sind die Streifen parallel zueinander und symmetrisch zur Längsachse des Bandes angeordnet. Anstelle von zwei parallelen Streifen können jedoch mehrere parallele Längsstreifen, wie in Figur 2 und Figur 3c dargestellt, auf der Unterseite des Vormaterials angeordnet sein.
Anstelle von Längsstreifen können jedoch einzelne Vorsprünge, z.B. in Form von Warzen ader dgl., möglichst regelmäßig über die dem Träger zuzukehrende Seite verteilt angeordnet sein, wie an sich aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt, oder die Vorsprünge können nach Art eines ebenfalls an sich bekannten Rändelmusters ausgebildet sein. Zwischen den Vorsprüngen 3 sind ein oder mehrere Täler k gebildet, zwischen denen der Lotdraht 5 am Boden des Tals k befestigt ist, z.B. durch Walzen. Die am weitesten vom Talboden entfernte Stelle des Lotdrahts besitzt wenigstens die Höhe wie die Vorsprünge 3· Hierdurch ist ein definierter Stromübergang an den Vorsprüngen während der Widerstandserwärmung bei der Verbindung mit dem Träger, z.B. in elektrische ι Widerstands-Schweißmaschinen mit Elektroden,zwischen denen die zu verbindenden Teile angeordnet sind oder auch durch Löten gewährleistet. Der Lotdraht 5 füllt ersichtlich nicht den gesamten Raum zwischen den Vorsprüngen 3 aus, so daß auch dann, wenn, wie in Figur 2 dargestellt, der Lotdraht im Gegensatz zu Figur 1 keinen runden, sondern einen polygonalen, insbesondere dreieckigen Querschnitt aufweist, dessen
030018/0090
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Spitze einen größeren Abstand zum Boden besitzt als die Höhe der Vorspränge. Zwischen den Vorsprüngen bildet sich bei der Widerstandserwärmung ein Wärmestau, der in vorteilhafter Weise das Lot schnell schmelzen läßt. Ferner weisen die so ausgebildeten Vorsprünge den Vorteil auf, daß sie ein Wegspritzen des schmelzflüssigen Lotes während der Verbindung mit dem Träger durch Widerstandserwärmung verhindern. Nicht zuletzt bilden die Vorsprünge eine Barriere gegen den Zutritt von Sauerstoff während des Verbindens des Vormaterials mit dem Träger.
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Figur 1 darin, daß mehrere Lotdrähte 5 und mehrere Vorsprünge 3 vorgesehen sind, eine andere Form des Kontaktmaterials (Profils) und einen über den Querschnitt gleichen oder nahezu gleichen Werkstoff, vorzugsweise Kontaktwerkstoff, wie Silber oder Silberlegierung oder einen Silbermetallegierungsverbundwerkstoff, vorzugsweise Ag-CdO.
Im Falle der Figur 2, wie auch im Fall der Figur 3, ist also der Werkstoff einheitlich über den Querschnitt des Vormaterials 2 während im Falle der Figur 1 ein Mehrschichten-Verbundmetallkörper das Vormaterial bildet. Während in Figur Ib der Querschnitt des Vormaterials demjenigen eines Rhombus angenähert ist, ist der Querschnitt des Vormaterials nach Figur 2 an der Oberseite kuppeiförmig ausgebildet. Dies gilt auch für das Vormaterial nach Figur 3· In allen Fällen ist es wünschenswert, daß das fertige Vormaterial der endgültigen Kontaktform soweit wie möglich angenähert ist.
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28**8-88
Selbstverständlich ist es möglich, auch auf die Vormaterialien gemäß Figur 2 und Figur 3 noch auf der kontaktgebenden Oberfläche (Oberseite) einen zusätzlichen dünnen Überzug galvanisch, im Vakuum oder chemisch r aufzubringen.
Der Lotdraht 5 besteht in den Ausführungsbeispielen der Erfindung aus einem Silberlot, bevorzugt einem Silberlegierungslot, wie einer Silber-Kupfer-Legierung, mit 28 Gew.-% Kupfer, Rest Silber.
Das Vormaterial ist dazu bestimmt, auf einen Träger aufgeschweißt oder aufgelötet zu werden, durch Widerstandserwärmung, wobei als Trägermaterial z.B. ein Federmaterial verwendet wird, wie z.B. Kupfer, Kupferlegierungen, Bronze oder Kupfer-Beryllium-Legierungen oder Metalle der Eisengruppe und Legierungen hiervon, Neusilber, insbesondere magnetische Werkstoffe.
Anders als im Stand der Technik ist es bei der Erfindung nicht notwendig, das Vörmaterial mit einer Zwischenschicht zu versehen, die den Kontakt mit dem Träger verbinden helfen soll. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist eine direkte Wärmeabfuhr vom Kontakt zum Träger gewährleistet, da überall mit Ausnahme der im Verhältnis zur Verbindungsfläche kleinen Schweiß- ader Lötstellen (siehe Figur Ό das Vormaterial direkt mit dem Träger verbunden ist. Mittels der Erfindung kann auch eine geringere Gesamthöhe von Träger und Kontakt erreicht werden. Die Haftfestigkeit der Verbindung von Kontakt und Träger ist bei der erfindungsgemäßen Lösung keineswegs geringer als beim Stand der Technik.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Vormaterials erfolgt bevorzugt derart, daß ein im Querschnitt rundes Ausgangsmaterial verwendet wird, das ebenso wie der Lotdraht runden
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Querschnitts von Vorratsspulen abgewickelt und einem Walzgerüst zugeführt wird nach Vorreinigung und Erwärmung in einem Ofen unter Schutzgas. Der Lotdraht 5 braucht im Gegensatz zum Ausgangsmaterial 2" nicht vorgewärmt zu werden, bevor er in den Walzspalt 6, d.h. den Spalt zwischen zwei Walzen 7 und 8 eintritt, deren einander zugekehrte Profile so gewählt sind, daß das Ausgangsmaterial 2' flachgedrückt wird durch Gegeneinander-Bewegen der Walzen 7,8 in die Form, wie sie an der Oberseite der Aussparung 9 in de*" Walze 7 entspricht und an der Unterseite entsprechend den Ausnehmungen in der Walze 8. Hierdurch werden die Vorsprünge 3,wie Warzen oder dgl., im Ausgangsmaterial 2' gebildet unter gleichzeitigem Eindrücken und Befestigen des Lotdrahtes 5 in die Täler 'f, an deren Boden während des Walzens, so daß bevorzugt in einem Arbeitsgang das fertige Vormaterial 2 gemäß Figur 3c mittels einer Querschnittsverminderung beider Ausgan irsmaterialien 2' und 5 um mindestens 20% hergestellt wird. Dieses Vormaterial ist direkt schweiß- oder lötbar auf einen Träger 11 und bildet dann den fertig aufgeschweißten Kontakt gemäß Figur !i.
Gegebenenfalls kann das Vormaterial nicht nur in einem Walzstich sondern auch in mehreren hergestellt werden, jeweils unter Zwischenglühen je nach dem verwendeten Werkstoff bzw. dor Werkstoffkombination bei Mehrschichtverbundmetallen.
18/0090
Leerseite

Claims (11)

  1. 28U888
    Hanau, 13. Okt. 1978 ZPL-Zw/Rö
    ¥. C. Heraeus GmbH, Hanau
    Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
    •'Vormaterial für elektrische Kontakte"
    Pat entansprüche
    ΓΐΛ Vormaterial für elektrische Kontakte in Bandform zum Ver-— binden mit einem elektrisch leitfähigen metallischen Träger durch Widerstandserwärmung mit auf einer Seite befindlichen Vorsprüngen, wie Warzen oder dgl., dessen den Vorsprüngen abgekehrte Oberfläche aus Kontaktwerkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tal zwischen den Vorsprüngen ein das Tal nicht vollständig ausfüllender Lotdraht am Talboden befestigt ist und die am weitesten vom Boden entfernte Stelle des Lotdrahtes mindestens die gleiche Höhe wie die Vorsprünge besitzt.
  2. 2. Vormaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es vollständig aus Kontaktwerkstoff besteht.
  3. 3. Vormaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Verbundwerkstoff ist.
  4. k. Vormaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,· daß der Lotdraht aus Silber oder
    einer Silberlegierung besteht.
  5. 5. Vormaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lotdraht am Talboden durch Walzen befestigt ist.
  6. 6. Vormaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lotdraht einen runden Querschnitt aufweist.
  7. 7. Vormaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lotdraht einen polygonalen, insbesondere dreieckigen Querschnitt aufweist.
  8. 8. Vormaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vormaterial einen runden
    Ausgangsquerschnitt, kleiner als der Walzspalt aufweist.
  9. 9. Vormaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es auf einer Seite mehrere Vorsprünge,über die Oberfläche verteilt,aufweist.
  10. 10. Vormaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die VoEsprünge in Form von in Längsrichtung des Bandes
    verlaufenden Streifen ausgebildet sind.
  11. 11. Vormaterial nach Anspruch 9 t dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge in Form eines Rändelmusters ausgebildet
    sind.
    Ö3Ö018/009Ö
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