DE1260710B - Pressing device for re-compacting rivet-shaped electrical contacts made of plastically deformable sintered materials - Google Patents
Pressing device for re-compacting rivet-shaped electrical contacts made of plastically deformable sintered materialsInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL:Int. CL:
B22fB22f
Deutsche Kl.: 31 b3 - 3/24German class: 31 b3 - 3/24
Nummer: 1260710Number: 1260710
Aktenzeichen: S 70325 VI a/31 b3File number: S 70325 VI a / 31 b3
Anmeldetag: 13. September 1960Filing date: September 13, 1960
Auslegetag: 8. Februar 1968Open date: February 8, 1968
Niete aus Verbundstoffen oder Verbundmetallen wurden bisher z. B. durch Stauchen von Drahtvormaterial hergestellt. Dabei liegt bereits im Draht ein Richtgefüge vor, bei dem die eingelagerten Komponenten in Richtung der Drahtachse orientiert sind. Beim Stauchen oder Hämmern des Nietkopfes verformen sich auch die eingelagerten Komponenten, und man erhält, ein völlig symmetrisches Fließen während der Verformung vorausgesetzt, das in F i g. 1 dargestellte Richtgefüge. Verläuft der Verformungsvorgang unsymmetrisch, so ergeben sich unsymmetrische Gefügeverläufe mit Faltungen. Diese haben zur Folge, daß die sich beim Abbrand bildenden Ebenen, wie sie in F i g. 1 bei 1, 2 und 3 angedeutet sind, erhebliche Strukturunterschiede aufweisen. Änderungen der Abbrandkennlinie mit fortschreitendem Abbrand sind zum großen Teil darauf zurückzuführen.Rivets made of composites or composite metals were previously z. B. produced by upsetting wire stock. There is already a straightening structure in the wire in which the embedded components are oriented in the direction of the wire axis. When upsetting or hammering the rivet head, the embedded components are also deformed, and assuming that the flow is completely symmetrical during the deformation, as shown in FIG. 1 illustrated structure. If the deformation process is asymmetrical, asymmetrical structures with folds result. The consequence of this is that the levels formed during the burn-off, as shown in FIG. 1 at 1, 2 and 3 are indicated, have significant structural differences. Changes in the burn-up characteristic as the burn-up progresses are largely due to this.
Eine andere Möglichkeit bietet das pulvermetallurgische Verfahren, und zwar zum Herstellen von Kontaktnieten aus fließfähigen Metallpulvern bzw. Metallpulvergemischen. Da die Ausgangspulver der gebräuchlichen Kontaktwerkstoffe nicht oder nur schlecht fließen, müssen sie, um den Ansprüchen der großtechnischen Fertigung zu genügen, vor ihrer Verarbeitung granuliert werden. Hierzu sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. Diese Verfahren führen zu fließfähigen Pulvern, die sich zur Beschickung schnellaufender mechanischer Pressen eignen und damit eine wirtschaftliche Herstellung gewährleisten. Das pulvermetallurgische Verfahren ergibt unter optimalen Preß- und Sinterbedingungen Körper hoher Dichte. Zur Annäherung an die theoretische Dichte müssen die Sinterteile mit 2 bis 10 t/cm2 nachverdichtet werden. Hierbei treten folgende Schwierigkeiten auf:The powder metallurgical process offers another possibility, namely for the production of contact rivets from flowable metal powders or metal powder mixtures. Since the starting powders of the customary contact materials do not flow or flow only poorly, they have to be granulated before they can be processed in order to meet the requirements of large-scale production. Various methods have been proposed for this purpose. These processes lead to free-flowing powders that are suitable for charging high-speed mechanical presses and thus ensure economical production. The powder metallurgical process results in bodies of high density under optimal pressing and sintering conditions. To approximate the theoretical density, the sintered parts must be re-compacted with 2 to 10 t / cm 2. The following difficulties arise here:
Die Verdichtung erfolgte bisher in einer Matrize, in der sich zwei oder mehr Stempel bewegen. Beim Nachpressen fließt das Kontaktmaterial auch zwischen Stempel und Matrize, so daß der fertige Niet Grate aufweist. Die Lage der Grate hängt von der Konstruktion der Matrize ab. In den Fig. 2a bis 2d sind einige Beispiele bekannter Matrizen angegeben und die dabei auftretenden Grate angedeutet. Die Grate müssen durch einen zusätzlichen Arbeitsgang beseitigt werden, z. B. in Trommeln mit Hilfe eines steuernden Materials. Hierbei tritt ein Materialverlust ein, der meistens nicht rückgewinnbar ist. Hinzu kommt, daß bei völliger Beseitigung starker Grate — sie werden mit zunehmender Abnutzung der Matrize immer größer — eine Verformung oder übermäßige Abtragung vorstehender Teile, z.B.Up to now, compression has taken place in a die in which two or more punches move. At the After pressing, the contact material also flows between the punch and die, so that the finished rivet Has burrs. The location of the burrs depends on the design of the die. In Figs. 2a to 2d some examples of known matrices are given and the burrs that occur are indicated. the Burrs must be removed by an additional operation, e.g. B. in drums with the help of a controlling material. This results in a loss of material that is usually not recoverable. In addition, with complete elimination of strong burrs - they become with increasing wear the die becomes larger and larger - a deformation or excessive removal of protruding parts, e.g.
Preßvorrichtung zum Nachverdichten von
nietförmigen elektrischen Kontakten aus
plastisch verformbaren SinterwerkstoffenPressing device for recompaction of
rivet-shaped electrical contacts
plastically deformable sintered materials
Anmelder:Applicant:
Siemens Aktiengesellschaft,Siemens Aktiengesellschaft,
Berlin und München,Berlin and Munich,
8520 Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 508520 Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dr. techn. habil. Horst Schreiner,Dr. techn. habil. Horst Schreiner,
8500 Nürnberg8500 Nuremberg
eine Abrundung des Schaftes, eintreten kann. Es besteht daher das Problem der gratfreien Fertigformherstellung
von Kontaktnieten aus Sinterwerkstoffen bei hoher Maßhaltigkeit in einem wirtschaftlichen
Verfahren.
Durch die Erfindung werden die vorgenannten Schwierigkeiten bekannter Einrichtungen vermieden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Preßvorrichtung zum Nachverdichten von nietförmigen elektrischen
Kontakten aus plastisch verformbaren Sinterwerkstoffen, die derart ausgebildet ist, daß sie erfindungsgemäß
aus einer dreiteiligen Preßform besteht, deren einer Teil nach der Pressung die Ober- und Seitenflächen
des Nietkopfes — und zwar nur diese — formschlüssig umfaßt (Kopfformer) und in deren
zweiten Teil (Schaftformer) der Schaft geführt ista rounding of the shaft can occur. There is therefore the problem of producing burr-free finished form of contact rivets from sintered materials with high dimensional accuracy in an economical process.
The above-mentioned difficulties of known devices are avoided by the invention. The object of the invention is a pressing device for re-compacting rivet-shaped electrical contacts made of plastically deformable sintered materials, which is designed in such a way that, according to the invention, it consists of a three-part mold, one part of which, after pressing, the upper and side surfaces of the rivet head - and only these - encompasses positively (head former) and in the second part of which (stem former) the stem is guided
und deren dritter Teil als Begrenzungsstempel und zugleich als Ausstoßstempel ausgebildet ist.and the third part of which is designed as a delimitation punch and at the same time as an ejection punch.
Der besondere Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung liegt darin, daß der Kopfteil nach der Pressung nur die Ober- und Seitenfläche des Nietkopfes formschlüssig umfaßt. Hierdurch ist eine gratfreie Fertigformherstellung von Kontaktnieten aus Sinterwerkstoffen mit hoher Maßhaltigkeit möglich. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen; es zeigtThe particular advantage of the device according to the invention is that the head part according to the Pressing only includes the top and side surfaces of the rivet head in a form-fitting manner. This is a burr-free Finished form production of contact rivets from sintered materials with high dimensional accuracy is possible. To further explain the invention, reference is made to the drawing; it shows
F i g. 1 die bereits oben besprochene Gefügestruktur eines durch Stauchen von Drahtvormaterial hergestellten Kontaktnietes,F i g. 1 shows the structure of a structure, already discussed above, of a material produced by upsetting wire starting material Contact rivet,
809 507/531809 507/531
F i g. 2 einige Ausführungsbeispiele bisher bekannter Preßformen,F i g. 2 some embodiments of previously known compression molds,
Fig. 3 die erfindungsgemäße Preßvorrichtung in drei Verfahrenszuständen,3 shows the pressing device according to the invention in three process states,
Fig. 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung mit konischem Schaft,Fig. 4 shows an embodiment of the invention Pressing device with conical shaft,
Fig. 5 eine Ausführungsfonn der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung mit teilweise zylindrischem und teilweise konischem Schaft,Fig. 5 shows a Ausführungsfonn of the pressing device according to the invention with a partially cylindrical and partially conical shaft,
Fig. 6 schematisch die Diehteverteilung eines mit der Preßvorrichtung gemäß der Erfindung hergestellten Nietkontaktes.Fig. 6 schematically shows the distribution of the weight of a produced with the pressing device according to the invention Rivet contact.
Die oben besprochenen Fig. 1 und 2 bedürfen keiner weiteren Erläuterung.Figures 1 and 2 discussed above require no further explanation.
In der F i g. 3 ist der Nietkontaktkörper jeweils mit 1, der Kopfformer der Preßvorrichtung gemäß der Erfindung mit 2, der Schaftformer mit 3 und der Stempel mit 4 bezeichnet. In der Ausführungsfonn gemäß F i g. 3 besitzt die seitliche Begrenzung des Nietkopfes und entsprechend die Ausnehmung im Kopfformer 2 eine Neigung; sie kann zwischen 0,5 und 15° liegen. Die Innenfläche der Ausnehmung ist poliert. Der Stempel 4 sitzt in Paßform im Schaftformer 3. Bei verhältnismäßig kleinen Nieten liegt der Unterschied der Durchmesser des Nietschaftes im Sinterzustand gegenüber dem Nachpreßzustand unterhalb 0,1mm.In FIG. 3 is the rivet contact body with 1, the head former of the pressing device according to FIG of the invention with 2, the shaft former with 3 and the punch with 4. In the execution form according to FIG. 3 has the lateral boundary of the rivet head and accordingly the recess in Head shaper 2 a slope; it can be between 0.5 and 15 °. The inner surface of the recess is polished. The punch 4 sits in a snug fit in the shank former 3. With relatively small rivets the difference in the diameter of the rivet shank in the sintered state compared to the repressed state below 0.1mm.
Fig. 3 a zeigt die Verhältnisse nach dem Einsetzen des Sinterkörpers, dessen Raumerfüllungsgrad im allgemeinen zwischen 0,6 und 0,95 liegt. Fig. 3b zeigt den Zustand nach dem eigentlichen Preßvorgang und Fig. 3c denjenigen, bei dem der nachverdichtete Sinterkörper nach Abheben des Kopfformers 2 mit Hilfe des Stempels 4 aus der Preßvorrichtung ausgestoßen worden ist. Der Stempel 4 wird während des Preßvorganges festgehalten — bezogen auf den Schaftformer 3 —, so daß kein Grat am unteren Ende des Nietschaftes entsteht.Fig. 3 a shows the situation after the onset of the sintered body, the degree of space filling of which is generally between 0.6 and 0.95. Figure 3b shows the state after the actual pressing process and FIG. 3c that in which the post-compressed Sintered body after lifting the head former 2 with the aid of the punch 4 from the pressing device has been expelled. The punch 4 is held during the pressing process - related onto the shank former 3 - so that no burr is created at the lower end of the rivet shank.
Der zur Anwendung gelangende Preßdruck ist abhängig vom Kontaktmaterial, er liegt etwa zwischen 2 und 10 t/cm2.The applied pressure depends on the contact material and is between 2 and 10 t / cm 2 .
Der Schaftformer kann z. B. zylindrisch, konisch oder auch teilweise zylindrisch und teilweise konisch ausgeführt sein; die letzten beiden Fälle sind in Fig.4 und 5 unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen wie in F ig. 3 dargestellt.The shaft former can, for. B. cylindrical, conical or partially cylindrical and partially conical be executed; the last two cases are shown in Figures 4 and 5 using the same reference numerals as in Fig. 3 shown.
Neben der Möglichkeit, mit der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung gratfreie und streng maßhaltige Kontaktniete herzustellen, besteht ein weiterer Vorteil der Vorrichtung darin," daß der Schaft in einer niedrigeren Dichte als der Nietkopf gehalten werden kann. Hierdurch wird die Vernietung erleichtert, was insbesondere bei schwer vernietbaren Stoffen von Bedeutung ist. Die Diehteverhältnisse sind in einem Beispiel jn F i g. 6 angegeben. Mit 1 ist wiederum der Nietkontakt und mit S der Nietträger bezeichnet. Es ist der Raumerfüllunggrad (ρ) in drei Bereichen angegeben. Der untere Bereich, dessen Raumerfüllungsgrad durch die Vorverdichtung nur wenig erhöht wird, läßt sich verhältnismäßig gut vernieten und erreicht dabei praktisch die theoretische Dichte vonIn addition to the possibility of burr-free and strictly dimensionally stable with the pressing device according to the invention To produce contact rivets, another advantage of the device is that "the shaft in a lower density than the rivet head can be held. This makes the riveting easier, what is particularly important for materials that are difficult to rivet. The relationships are in one Example jn F i g. 6 specified. The rivet contact is denoted by 1 and the rivet carrier is denoted by S. It the degree of space filling (ρ) is given in three areas. The lower area, its degree of space fulfillment is only slightly increased by the pre-compression, can be riveted and achieved relatively well practically the theoretical density of
Es hat sich gezeigt, daß bei gewissen Kontaktwerkstoffen das Optimum der Abbrandfestigkeit nicht bei ρ = 1, sondern zwischen ρ = 0,9 und 1 liegt. Die Preßvorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es, diesem Sachverhalt in einfacher Weise Rechnung zu tragen und von Fall zu Fall die optimalen Dichteverteilungen einzustellen. Dies ist mit den eingangs erwähnten bisher üblichen Verfahren durch Stauchen von Drahtvormaterial nicht möglich. Darüber hinaus erhält man mit der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung Nietkontakte mit weitgehend isotroper Struktur. Mit zunehmendem Abbrand werden daher keine Strukturänderungen an der Abbrandfläche wirksam, so daß der Abbrand praktisch konstant bleibt. Schließlich ist der Vorteil zu erwähnen, daß die inIt has been shown that with certain contact materials the optimum erosion resistance is not ρ = 1, but between ρ = 0.9 and 1. The pressing device according to the invention makes it possible to take this fact into account in a simple manner and to set the optimal density distributions from case to case. This is not possible with the previously usual methods by upsetting wire starting material mentioned at the beginning. In addition, rivet contacts with a largely isotropic structure are obtained with the pressing device according to the invention. With increasing burn-off, no structural changes are therefore effective on the burn-off surface, so that the burn-off remains practically constant. Finally, there is the advantage that the in
ίο der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung nachverdichteten Nietkontakte eine sehr kleine exzentrische Versetzung zwischen Kopf- und Schaftachse aufweisen; sie liegt im allgemeinen unterhalb 1% des Kopfdurchmessers. ίο the pressing device according to the invention re-compacted Rivet contacts have a very small eccentric offset between the head and shaft axes; it is generally below 1% of the head diameter.
Nachfolgend sind noch Zahlenbeispiele über die Nachverdichtung in der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung angegeben:The following are numerical examples of the post-compression in the press device according to the invention specified:
Es wird ein Nietkontaktsinterkörper aus Silber-Nickel-Pulver im Gewichtsverhältnis 90; 10 mit einer Dichte von 9,3 g/em3, der ein Raumerfüllungsgrad von ρ = 0,903 entspricht, in eine Preßvorrichtung g&- maß Fig. 4 eingesetzt, und zwar mit folgenden Maßen im Sinterzustand: Kopf durchmesser 4,17 mm, Kopfhöhe 1,52 mm, Schaftdurchmesser 1,75 mm und Schaftlänge I3S mm, Gesamtlänge 3,Q2 mm.A rivet contact sintered body made of silver-nickel powder in a weight ratio of 90; 10 with a density of 9.3 g / em 3 , which corresponds to a degree of space filling of ρ = 0.903, inserted into a pressing device g & - measured in FIG. 4, with the following dimensions in the sintered state: head diameter 4.17 mm, head height 1 , 52 mm, shaft diameter 1.75 mm and shaft length I 3 S mm, total length 3, Q2 mm.
Nach dem Nachverdichten in der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem Druck von 5,1 t/cm2 betragen die entsprechenden Maße: 4,75 mm /1,34 mm / 1,80 mm konisch auf l,75mm/l,65mm/2,99mm. Die Nachpreßdiehte des gesamten Niets beträgt im Durchschnitt 10,1 g/cm3, diejenige des Nietkopfes 10,25 g/cm3. Der Niet ist völlig gratfrei. Durch Trommelpolieren, z, B. mit MgO, erhält der Niet einen einwandfreien Qberfläehenzustand, ohne daß Gewichtsverluste dabei auftreten.After compression in the device according to the invention with a pressure of 5.1 t / cm 2 , the corresponding dimensions are: 4.75 mm / 1.34 mm / 1.80 mm conical to 1.75 mm / 1.65 mm / 2.99 mm . The after-pressing thickness of the entire rivet is on average 10.1 g / cm 3 , that of the rivet head is 10.25 g / cm 3 . The rivet is completely free of burrs. By barrel polishing, for example with MgO, the rivet is given a perfect surface condition without any weight loss occurring.
In die gleiche Vorrichtung wird ein Sinterkörper mit den gleichen Maßen wie im ersten Beispiel aus einem Kupfer-Blei-Pulver im Gewichtsverhältnis 90:10 eingesetzt. Die Sinterdichte beträgt 7,6 g/cm3, ihr entspricht ein Raumerfüllungsgrad von 0,83. Die Nachpressung wird mit einem Druck von 3,4 t/cm2 durchgeführt. Man erhält einen gratfreien Niet mit der Nachpreßdichte von 8,9 g/cm3. Der Niet weist eine Porosität von 3 "/0 auf. Der Abbrand ist kleiner als bei einem Niet mit dem Raumerfüllungsgrad von ρ = 1.A sintered body with the same dimensions as in the first example made of a copper-lead powder in a weight ratio of 90:10 is used in the same device. The sintered density is 7.6 g / cm 3 , which corresponds to a degree of space filling of 0.83. The re-pressing is carried out with a pressure of 3.4 t / cm 2 . A burr-free rivet with a post-press density of 8.9 g / cm 3 is obtained . The rivet has a porosity of 3 "/ 0. The burn-off is smaller than with a rivet with a degree of space filling of ρ = 1.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich mit den oben dargestellten Vorteilen anwenden bei allen plastisch verformbaren Sinterwerkstoffen, seien ' es Metallgemische, Legierungen, Verbundmetalle oder Verbundstoffe.The device according to the invention can be used with the advantages presented above all plastically deformable sintered materials, be it metal mixtures, alloys, composite metals or composites.
Claims (2)
Priority Applications (3)
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| DE1960S0070325 DE1260710B (en) | 1960-09-13 | 1960-09-13 | Pressing device for re-compacting rivet-shaped electrical contacts made of plastically deformable sintered materials |
| AT575661A AT239903B (en) | 1960-09-13 | 1961-07-26 | Process for burr-free re-compression of rivet-shaped electrical contacts made of plastically deformable sintered materials |
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Publications (1)
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Family
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
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| DE4204641A1 (en) * | 1992-02-15 | 1993-08-19 | Hella Kg Hueck & Co | Electric contact for switch device e.g. electromagnetic relay - has convex curved surface with top of curve displaced from middle of surface by predetermined amount |
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- 1961-07-26 AT AT575661A patent/AT239903B/en active
- 1961-09-13 GB GB3287861A patent/GB988149A/en not_active Expired
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| Publication number | Publication date |
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| AT239903B (en) | 1965-05-10 |
| GB988149A (en) | 1965-04-07 |
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