DE2425101A1 - Elektrische kontaktvorrichtung und verfahren und vorrichtung zur herstellung derselben - Google Patents

Elektrische kontaktvorrichtung und verfahren und vorrichtung zur herstellung derselben

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DE2425101A1 DE19742425101 DE2425101A DE2425101A1 DE 2425101 A1 DE2425101 A1 DE 2425101A1 DE 19742425101 DE19742425101 DE 19742425101 DE 2425101 A DE2425101 A DE 2425101A DE 2425101 A1 DE2425101 A1 DE 2425101A1
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Description

NORTH AMERICAN SPECIALITIES CORPORATION
115-10 14th Road . Patentanwalt
College Point ο / O C 1 Π 1 Dlpl.-lng. Rolf Menges
24zblUI 8Ο11 Poring b. München
New York r N. Y. Hubertu«»tr.ao · τ·ι.οβιοβ/2ΐ7β USA Anwaltsakte N 102
6. Mai 197*
ELEKTRISCHE KONTAKTVORRICHTUNG UND VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR
HERSTELLUNG DERSELBEN.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktverrichtung mit Goldkontakteinlagen und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung derselben, "\
Mit dem Aufkommen komplizierter elektrischer und elektronischer Ausrüstungen während der letzten zwanzig Jähre, wurde von den Entwurfsleuten und dem Systempersonal den elektrischen Kontaktgeräten in solchen Einrichtungen grosse Aufmerksamkeit geschenkt, Insbesondere forderten die gedruckten Schaltungen eine Neuformung der Überlegungen der Entwerfer bezüglich der Kontaktvorrichtungen, welche in Verbindung mit diesen gedruckten Schaltungen benutzt werden konnten. Notwendigerweise müssen solche Kontaktvorrichtungen komplizierter werden,um den Schaltkreisänderungen gewachsen zu sein, welche durch die Miniaturisierung und die vergrösserte Leistungsfähigkeit aufgetreten sind. Eine positive, sichere, langlebige Kontaktvorrichtung ist notwendigem die gewünschten Funktionen zu erfüllen. Somit wandten sich die Entwerfer kleinen, aber noch starken Kontaktvorrichtungen zu, welche leichtgewichtig sind und welche Edelmetall- oder andere Metallkontaktmaterialien benutzen. Solche Kontaktvorrichtungen werden augenblicklich hergestellt, indem zuerst der gesamte Kontakt geformt wird und dann die verschiedenen Einlege- und Sinterverfahren angewandt wurden, um das Kontaktmaterial zu befestigen. Es wird ein Produkt erzeugt, welches notwendigerweise selbst nach dem Kalibrieren eine vorste-
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hende Kontaktfläche aus Edelmetallkontaktmaterial aufweist. Desweitern muss wegen der Natur des Produktes und des Verfahrens eine grosse Menge an verarbeitetem Material benutzt werden,um die gewünschte Funktion zu bringen. Das überschüssige Kontaktmaterial und die vorstehende Form des fertigen Produktes am Kontaktpunkt führt zu unvermeidlichen Schwierigkeiten. So ist es z.B. beim Berühren eines gedruckten Schaltkreises nicht ungewöhnlich, dass das Edelmetallkontaktmaterial abblättert und die gewünschte Funktion der Kontaktvorrichtung vereitelt.
Ein Ziel der Erfindung ist es desha.lb/ ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Kontaktvorrichtungen, welche sicher und geeignet entworfen sind/für eine lange Lebensdauer bereitzustellen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Kontaktvorrichtung, welche keine unnotwendigen KontaktvorSprünge, welche während der Benutzung abblättern können, aufweist. Ein zusätzliches Ziel der Bfindung ist es, ein Verfahren zum Erzeugen einer Kontaktvorrichtung mit einem Goldkontaktbereich bereitzustellen, welcher mit der Kontaktvorrichtung ausgeprägt wird und welchervor den verschiedenen Herstellungsschritten, welche herkömmlicher Weise benutzt werden, um solch eine Kontaktvorrichtung herzustellen, angebracht wird.
Nach der Erfindung werden diese Ziele erreicht mittels einer elektrischen Kontaktvorrichtung, welche einen Kontaktbereich aus Edelmetall aufweist. Der Kontaktbereich wird gleichzeitig mit dem Hauptkörper der Kontaktvorrichtung ausgeprägt und hebt sich nur um einen minimalen Betrag vom Hauptkörper ab. Ein Kontakt, wie er oben beschrieben worden ist, wird mit Hilfe einer Vorrichtung hergestellt, mit ersten und zweiten Greifmitteln, welche entlang eines ersten Weges;entlang dem das Edelmeid.Ikontaktmaterial fliesst, hintereinander angeordnet sind. Im allgemeinen senkrecht zum ersten Weg befindet sich ein zweiter Weg entlang dem das Material für den Hauptkörper der Kontaktvorrichtung zugeführt wird. Im Schnittpunkt der beiden Wege sind eine Schneidvorrichtung und eine Schweissvorrichtung angeordnet. So wird z.B. ein Goldband entlang des ersten Weges zugeführt und- wenn sein vorderes Ende den genannten Schnittpunkt erreicht, verbindet die Schweissvorrichtung es mit der oberen Seite des Kontaktmaterials mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt. Eine Schneide-
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Vorrichtung trennt dann das verschweisste Goldmaterial vom Rest des Goldbandes ab. Die Zufuhr des Goldbandes zum Schnittpunkt wird durch das Ergreifen des Goldbandes mit der ersten Greifvorrichtung, das Verschieben der ersten Greifvorrichtung in Richtung auf den Schnittpunkt, das Verklemmen mittels der zweiten Greifvorrichtung in dem Augenblickwo des Bandes vordere Kante den Schnittpunkt erreicht, das Loslassen der ersten Greifvorrichtung und das Zurückführen derselben zu ihrer Ausgangsstellung/um eine neue Länge des Goldbandes zu ergreifen, erleichtert und diese Verfahrensschritte laufen dann wiederholt ab. Nach dem Schweissen und Abschneiden, während die zweite Greifvorrichtung das Goldband berührt-, finden die Formvorgänge . '. für den kombinierten Edelmetallkontaktbereich und den Hauptkörper der elektrischen Kontaktvorrichtung statt. Die verschiedenen Greifmittel, Schneidvorrichtung und Schweissgeräte werden primär pneumatisch mittels einer Zentralen Scheibensteuerung gesteuert, es können aber selbstver-. ständlich viele andere Antriebsanordnungen ins Auge gefasst werden und im Rahmen der vorliegenden Erfindung benutzt werden.
Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen sind:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und zur Erzeugung einer Kontaktvorrichtung nach der Erfindung?
Figur 2 eine isometrische Darstellung der Vorrichtung nach der Figur 1;
Figur 3 eine vergrösserte Draufsicht der ersten und zweiten Greifvorrichtungen und der zugehörigen Geräte entlang der Linie 3-3 der Figur 1, wobei eine Noekenplattform in zurückgezogener Stellung zu dem Zeitpunkt dargestellt ist, wo die erste Greifvorrichtung das zu bewegende Goldband ergreift}
Figur 4 eine Frontansicht im Schnitt entlang der Linie 4-4 der Figur 3, wobei besonders die Greifvorrichtungen die Schweissvorrichtung und die Schneidvorrichtung des Gerätes nach der Figur 1, so wie die pneumatischen Antriebsmittel dargestellt sind;
Figur 5 eine der Ansicht der Figur 3 ähnliche Ansicht, wobei aber ν e Nockenplattform in der ausgefahrenen Stellung ist und die erste Greifvorrichtung in Richtung auf die vordere Kante des damit
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_ 4 zu bewegenden Goldbandes zwingt;
Figur 6 eine Seitenansicht im Schnitt der Vorrichtung nach der Figur 5 entlang der Linie 6-6, wobei die Seilung der Greifvorrichtungen beim Schweissen und genau beim Einsatz der Schneidvorrichtung dargestellt sind;
Figur 7 eine Frontansicht im Schnitt entlang der Linie 7-7 der Figur 5, wobei insbesondere die verschiedenen Kipphebelstellungen zur Betätigung der Schneidvorrichtung dargestellt sind;
Figur 8 eine Frontansicht im Schnitt entlang der Linie 8-8 der Figur 4, wobei insbesondere das Ergreifen des Goldbandes mit der ersten Greifvorrichtung dargestellt ist;
Figur 9 eine bildliche Darstellung eines Kontaktmaterialrohl:ngs mit einem angeschweissten Göldbandsegment nach dem Schweissen;
Die Figuren 10, 1OA und 1OB Darstellungen der elektrischen Kontaktvorrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten während der Herstellung desselben, während das Goldbandsegment daran angeschweisst ist; und
Figur 11eine isometrische Darstellung einer fertiggestellten elektrischen Kontaktvorrichtung.
Die Figuren 1 und 2, in denen eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer Draufsicht und einer isometrischen Darstellung, gezeigt ist, lassen erste und zweite Wege erkennen, welche durch ein Goldband 10 und ein Kontaktmaterial 12 gebildet werden. Das Goldband wird von einer Spule 14 zugeführt und die Zufuhr des Kontaktmaterials 12 (weiter unten auch Draht bezeichnet), geschieht von einer Spule, oder Trommel oder einer anderen geeigneten Vorrichtung
16. Die beiden Wege sind im allgemeinen senkrecht zueinander angeordnet, und in der Nähe ihres Schnittpunktes befindet sich ein Schweissgerät und eine Schneidvorrichtung 20.
Dss Schweissgerät 18 umfasst einen Rahmen 22, Isolatoren 24A, 24B und Elektroden 26A und 26B. An das Schweissgerät 18 ist eine geeignete Spannungsquelle (nicht dargestellt) angeschlossen, welche das Schweissgerät 18 speist. Die obere Elektrode 26b des Schweissgerätes 18 ist in Richtung 30 verstellbar und wird mittels eines Bolzen 27 und eines geeigneten pneumatischen Systems gesteuert, um die obere Elektrode 26b in den angegebenen Richtungen zu schwen-
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_ 5 —
ken. Die Bewegungen der Elektroden 26b in Richtung 30 dienen dazu,die Elektroden 26a und 26b in ihre Betriebsstellungen ζυ bringen (siehe Figur 6) und die Elektrode 26b zurückzuziehen.
Die Schneidvorrichtung 20 wird von einem Kipphebel 32, welcher im Punkt 34 bezüglich des Rahmes 36 gelagert ist, gesteuert. Der Kipphebel 32 umfasst einen nach unten gerichteten, exzentrischen Mittelpunkt 38, welcher auf einem verschiebbaren Arm 40 aufliegt, um die Abwärtsbewegung des Schneidwerkzeuges 42 (Figur 7) zu bewirken. Die Bewegung des Kipphebels 32 nach unten ist durch das Zusammenwirken seines exzentrischen Endes 44 und des Stoppbolzens 46 begrenzt. Der Stopbolzen 46 ist eingeschraubtem die Einstellung der Grosse der Bewegung des Kipphebels 32 zu erlauben. Die Aufwärtsbewegung des Schneidwerkzeuges 42 wird durch eine Feder 48 ermöglicht und die gesamte Abwärtsbewegung des Kipphebels wird durch einen Kolben 50 (siehe Figur 7) bewirkt, welcher von einem pneumatischen Antrieb 52 und zugehörigen Gerätschaften gesteuert wird. Es sei .bemerkt, dass in,der gesamten Beschreibung die pneumatischen Antriebssysteme durch irgendwelche geeignete Antriebssysteme ersetzt werden können, welche die beschriebenen Funktionen durchführen.
Die Schneidvorrichtung 20 umfasst desweitern eine schwimmende Plattform 21 deren Auf- und Abwärts schwimmen durch die Feder 23 ermöglicht wird. Die schwebende Plattform 21 vollbringt dieFunktion der Dämpfung der Abwärtsbewegung des Schneidwerkzeuges 42 (Figur 6), welche genügend gross sein muss, um das Goldband 10 abzuscheren, uncl doch muss bei der Aufwärtsbewegung des Schneidverkzeuges 42 das Goldband 10 sich in einer Lage genau oberhalb der Ebene des Drahtes 12 befinden. Die Feder 23 und das obere Ende 23a der schwimmendem Plattform 21 ermöglichen die Funktion einer zuerst begrenzten Abwärtsbewegung und dann des Anhebens des Goldbandes 10 in eine Ebene genau über der Ebene cbs Drahtes 12. Andernfalls würde das Goldband 10 am Draht 12 anstossen, wenn es in Richtungauf den Schnittpunkt bewegt wird.
Entlang des vom Goldband 10 gebildeten Weges sind eine primäre Greifvorrichtung 56 und eine zweite Greifvorrichtung 58 hintereinander angeordnet-·. Diese beiden Greif vorrichtungen erfüllen die Funktion der Zuführung des Goldbandes zum bereits genannten Schnittpunkt, das Festhalten des Goldbandes während des Schweissens und
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Schneides und dem Zuführen eines weiteren Abschnittes des Goldbandes. Grundsätzlich werden diese Funktionen in einer Folge und mittels einer Vorrichtung ausgeführt, welche in der Figuren 3 bis 6 dargestellt sind, in denen die erste Greifvorrichtung 56 einen geeigneten pneumatischen Antrieb 60 oder eine andere Antriebsvorrichtung, einen von der Antriebsvorrichtung 60 gesteuerten Kolben 62, einen Kolbenrahmen 64, eine Basis 66 und eine Verschiebungsanordnung, mit der die primäre Greifvorrichtung 56 in den Richtuiten 68 (Figur 6) über eine Strecke, welche der Länge des anzubringenden und anzuschweissende'n Goldbandes auf jedem Drahtstück 12 entspricht, verschoben werden kann, umfasst. Die Verschiebung der primären Greifvorrichtung 56 in den Richtungen 68 wird mittels einer pneumatisch betätigten. Nockenscheibe 70 bewirkt, welche sich unter der Einwirkung der pneumatischen Antriebsvorrichtung 72 und des Kolbens 74 in den Richtungen 69 \erschiebt.
Die Verschiebung der ersten Greifvorrichtung in der .entgegengesetzt ten Richtung wird durch Dämpfungsfedern 81, welche sich nach rückwärts \on der Basis 82 der zweiten Greifvorrichtung 58 erstrecken, bewirkt. Die zweite Greifvorrichtung 58 umfasst im wesentlichen denselben Aufbau mit einer pneumatischen Betätigungsvorrichtung 76, einem Kolben 78, einer Kolbenplattform 80 und einer Basis 82. Bei beiden Greifvorrichtungen drückt die Kolbenplattform 64 (80) das Goldband 10 nach unten gegen die Basis 66 (oder 82), so wie es in der Figur 8 dargestellt ist- für die erste Greifvorrichtung
Die Figuren 3 und 4 stellen somit die Ausgangsstellungen beider Greifvorrichtungen dar, wobei die Nockenscheibe 70 in der zurückgezogenen Stellung ist. In diesem Punkt wird die erste Greifvorrichtung 56 dazu gebracht, das Goldband 10 zu berühren. Es sei bemerkt, dass die Elektrode 26b des Schweissgerätes und das Schneidwerkzeug 42 in ihrer Ruhestellung sind. Die Figuren 5 und 6 stellen den ersten Weg des Gerätes dar, wobei die erste Greifvorrichtung 56 mittels der Nockenscheibe 70 in Richtung des Schnittpunktes bewegt worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Elektrode 26b des Schweissgerätes gesenkt und in Betrieb genommen und das Schneidwerkzeug führt seine Funktion durch, wobei beides geschieht während die zweite Greifvorrichtung 58 das Goldband iö berührt. Auch zu diesem Zeitpunkt lässt die erste Greifvorrichtung 56 los und wird in ihre Ausgangsstellung (Figuren 3 und 4)
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zurückgebracht um eine weitere Länge des Goldbandes 10 zu berühren.
Die Gesamtfunktion des Gerätes, welche so durchgeführt werden soll, wie sie eben für die einzelnen Betriebsstationen beschrieben worden ist, bezweckt einen mit Gold 10' beschichten Kontaktdraht 90, v/o wie er in ofen Figuren 2 und 9 dargestellt ist, zu erzeugen, sodass der Draht weiter verarbeitet werden kann, wie es unter Bezugnahme und auf die Figuren 10, 1OA, 1OB und 11 beschrieben wird.
Das Verfahren umfasst im einzelnen folgende Verfahrensschritte: Ausrichten eines ersten vom Goldband bestimmten Weges und eines zweiten vom Kontaktdraht bestimmten Weges, sodass die beiden Wege ungefähr senkrecht zueinander stehen, Ergreifenefes Goldbandes 10 mit der ersten Greifvorrichtung 56, Verschieben des Goldbandes 10 ■ in Richtung des Schnittpunktes der beiden Wege, Ergreifen des Goldbandes mit der zweiten Greifvorrichtung 58 und gleichzeitiges Loslassen der ersten Greifvorrichtung 56, sodass die erste Greifvorrichtung in ihrer Ausgangsstellung zurückkehrt um eine neue Bandlänge des Goldbandes 10 zu berühren, Verschweissen des GoIdbandesf welches über den Kontaktdraht in der Nähe des Schnittpunktes liegt, sodass das Goldband mit dem Kontaktdraht 12 verbunden ist, Abschneiden des Goldbandes, sodass nur der davon mit dem Draht 12 verschweisste Teil mit wenig oder keinem Oberstehen zurückbleibt und Verschieben des Kontaktdrahtes 12 für weitere Formprozesse.
Das schematisch in der Figur 1 dargestellte Gerät ermöglicht den oben beschriebenen Ablauf der Funktionen durch die Anwendung eines Nockensystems 100/ welches die pneumatischen Antriebsvorrichtungen, Welche an die verschiedenen Stationen des Gerätes angeschlossen sind, betätigt, wobei dieses Nockensystem seinerseits durch die Anwendung eines Motors 12 und eines Schwungrades 14 betätigt wird. Eine Schalttafel 16 wird zur Programmierung des Gerätes benutzt. Das Programmieren und der Betrieb ist derart, dass die Antriebsvorrichtung 60, welche ixi die die erste Greifvorrichtung 58 umfassende Station eingebaut ist, zuerst betätigt wird, um das Goldband 10 zu ergreifen, dass die Betätigungsvorrichtung 72 dann bett -igt wird, um die Nockenscheibe 70 zu verschieben um das Goldband 10 in .Richtung des Schnittpunktes zu verschieben, dass dann
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die Betätigungsvorrichtung 76 ungefähr gleichzeitig mit der Betätigungsvorrichtung zum Absenken der Elektrode 26 des Schweissgerätes betätigt wird, sodass die zweite Greifvorrichtung das Goldband· 10 während dem Schweissen berührt und dass auch dieser ungefähr gleichzeitig die Betätigungsvorrichtung 60 betätigt wird, um die Berührung der Greifvorrichtung 56 mit dem Goldband aufzuheben, wodurch dieselbe in ihrer Ausgangsstellung zurückfahren, kann, um eine neue Länge des Goldbandes zu ergreifen durch die Rückziehung der Nockenscheibe 70 und dass dann die Betätigungsvorrichtung 52 betätigt wird, um das Schneidwerkzeug abzusenken und das Goldband an der Seitenkante des Kontaktdrahtes 12 abzuschneiden.
Die Figuren 10 und 11 stellen die weitere Formgebung des Kontaktdrahtes 12 (jetzt 12' bezeichnet) nach den eben beschriebenen Verfahrensschritten"dar. Die Figuren 10, 1OA, 1OB und 11 stellen die weiteren Verfahrensschritte dar, welche mittels herkömmlichen Geräten .und Verfahren durchgeführt werden können. So wie es in den Zeichnungen dargestellt ist, wird das Goldband 10' mit dem Kontaktdraht 12' abgegratet und geformt, sodass nur eine minimale .Goldmenge benutzt zu werden braucht/ und ungleich dem übertriebenen Vorstehen des Goldes, wie es in der Figur 1OB dargestellt ist, ist das überstehen .des Goldes vom Kontaktdraht 12' minimal genug, um die von bisher erhältlichen, mit GbId beschichteten Kontaktvorrichtungen bekannten Nachteile zu vermeiden.
Die Figur 11 zeigt im wesentlichen das fertiggestellte Produkt mit dem eingelegten und mit dem Kontaktdraht 12' kalib'ierteh oder angepassten Gold 10' in einer Ausführungsfora^ welche in verschiedenen elektrischen und elektronischen Ausrüstungen nutzbar sein kann.
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Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE
1.J Vorrichtung zum Herstellen elektrischer Kontakte mit einer festgemachten Goldeinlage am Kontaktpunkt mit einem passenden Element, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (56,58, 14) zum Zuführen eines GcQddrahtes (10) entlang, eines ersten Weges und eine Vorrichtung (16) zum Zuführen eines Kontaktrohlings (12) entlang eines zweiten, im wesentlichen senkrechten, schneidenden Pfad* eine Schweissvorrichtung (26a,26b) am Schnittpunkt der Wege und eine Schneidvorrichtung (42) in der Nähe der Schweissvorrichtung (26a,26b). .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Zuführen des Golddrahtes eine erste Greifvorrichtung (56) und eine zweite Greifvorrichtung (58) umfasst, welche hintereinander entlang des ersten Weges angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
zwei
eine der ersten der ι. Vorrichtungen (56), eine Hin- und Herbewegung entlang des ersten Weges erteilende Antriebsvorrichtung (70,72, 74,81).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass die Antriebsvorrichtung (76,72,74,81) eine senkrecht zum ersten Weg verschiebbare Nockenscheibe (70) und eine an dar zweiten Greifvorrichtung (58) befestigte Feder (81) umfasst.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass die Schneidvorrichtung (42) eine schwimmende Plattform (21) und eine die Rückführung des Goldbandes in den ersten Weg nach dem Schneiden mittels der Schneidvorrichtung bewirkende Feder (23) umfasst.
6. Verfahren zur Herstellung elektrischer Kontakte, mit einer am Kontaktpunkt mit einem passenden Element festgemachten Goldeinlage, gekennzeichnet durch die Zufuhr eines Goldbandes entlang eines ersten Weges, die Zufuhr eines metallischen Kontaktmaterials entlang eines zweiten Weges, welcher im wesentlichen senkrecht zumersten Weg ist und diesen schneidet, Ergreifen des Goldbandes mit einer ersten Greifvorrichtung, Verschieben des Goldbandes entlang des ersten Weges bis zum Schnittpunkt durch Verschieben der ersten Greifvorrichtung, Ergreifen des Goldbandes
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mit einer zweiten Greifvorrichtung, im wesentlichen gleichzeitiges Verschweissen des Goldbandes mit dem Kontaktmaterial, und Lösen der ersten Greifvorrichtung, während die erste Greifvorrichtung in ihre Ruhelage zurückkehrt, Durchschneiden des Goldbandes nach dem Schweissen und Wiederholen der beschriebenen Verfahrensschritte.'
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Korrigieren jedweder Bev/egung des Goldbandes aus seinem ersten Weg, welche durch das Schneiden verursacht sein kann.
8. . Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch das nachfolgende Formen und Schneiden des elektrischen Kontaktes.
9. Elektrischer Kontakt mit einer im Berührungspunkt mit einem passenden Element festgemachten Goldeinlage, gekennzeichnet durch einen Kontaktkörper (121) und einen festgemachten Goldkontaktbereich (10Ί), wobei der festgemachte Goldkontaktbereich in seiner Dicke im wesentlichen mit den Teilen des Kontaktkörper in der Umgebung des Goldkontaktbereiches flüchtet, um das Abblättern während des Betriebs zu vermeiden.
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