DE844196C - Verfahren zur Herstellung von Unterbrecherkontakten aus kuenstlichen Kohlekoerpern und Graphitmetallkoerpern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Unterbrecherkontakten aus künstlichen Kohlekörpern und Gräphitmetallkörpern Die im elektrischen Ofen nach bekanntenVerfahren hergestellten Kohlekörper und Graphitkörper sowie Mischungen derselben mit Metallpulvern, sogenannte Metallkohlen, werden infolge ihrer guten elektrischen Leitfähigkeit, ihrer gleitenden Eigenschaften und ihrer Unverbrennbarkeit in ausgedehntem Maße als Schleifkontakte verwendet. Den erwähnten Vorteilen steht jedoch der große Nachteil dieser Körper gegenüber, daß sie sehr spröde und außerdem nicht lötbar sind, so daß besondere Anforderungen für die Stromzuführung zu diesen Kontaktkörpern geschaffen werden mußten.
• Die einfachste Art der Stromzuführung zu einem Bürstenkontakt besteht darin, daß auf dem vorteilhaft galvanisch mit Kupfer überzogenen Kopf desselben eine Spiralfeder oder ein mit einer Blattfeder versehenes Druckstück aufgepreßt wird. Weiterhin kann die Stromzuführung mittels einer Metallitze erfolgen, die mit einem Metallzement in einem in dem Bürstenkontakt vorhandenen Loch befestigt wird. Vielfach, insbesondere bei größeren Schleifkontakten mit hoher Belastung, wird eine gute Stromzuführung zu dem Bürstenkontakt dadurch bewerkstelligt, daß eine kastenförmige Metallarmatur über den Kopf der Schleifbürste gezogen und durch Schrauben oder Stifte mit demselben fest verbunden wird.
• Infolge der besgnders wertvollen Kontakteigenschaften der künstlichen Kohlen, insbesondere ihrer Unverbrennbarkeit, ihrer sehr geringen Materialwanderung und Abnutzung sowie der Unmöglichkeit, zusammenzukleben; hat es nicht an Versuchen gefehlt, künstliche Kohlen, Elektrographit und Kohlemetallkörper auch als Unterbrecherkontakte zu verwenden. Man hat sich dabei jedoch- bei der Stromzuführung zu diesen weder nietbaren noch lötbaren Kohlekontakten an die für Schleifkontakte beschriebenen Stromzuführungen gehalten, wobei es jedoch nur gelang, verhältnismäßig große Unterbrecherkontakte zu erzeugen, die durch Handarbeit hergestellt, verhältnismäßig sehr teuer sind. So hat man aus runden oder eckigen Kohlekörpern, Graphitkörpern oder Graphitmetallkörpern Stücke ausgeschnitten, ihre Enden verkupfert und dieselben in Fassungen eingeschraubt oder eingenietet und nötigenfalls noch durch einen Stift in der Fassung gesichert.
• Es gelang nach den bis jetzt bekanntgewordenen Verfahren jedoch nicht, kleine Unterbrecherkontakte mit Durchmessern von i bis 8 mm in Formen und Größen herzustellen, wie solche heute in außerordentlich großen Mengen aus Edelmetall für die Zwecke der Schwach- und Starkstromtechnik verwendet werden.
• Es wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von aus Metallträgern und Graphitköpfen zusammengesetzten Unterbrecherkontakten vorgeschlagen, bei dem feinstes Kolloidgraphitpulver in die Aussparungen eines Metallträgers eingepreßt und verankert wird, während gleichzeitig eine Verdichtung des Kolloidpulvers zu einem festen Graphitkörper stattfindet.
• Versuche haben nun gezeigt, daß die Herstellung kleiner zusammengesetzter Graphitkontakte auch auf einem anderen Weg möglich ist, indem man von dem billigen Elektrographit ausgeht, der in beliebigen Formen, wie Blöcken, Tafeln und insbesondere Stangen zu erhalten ist. Außer Elektrographit oder :Mischungen desselben mit Metallpulvern können jedoch auch die in den gleichen Formen erhältlichen, wesentlich härteren künstlichen Kohlen zur Herstellung kleiner zusammengesetzter Unterbrecherkontakte verwendet werden.
• Nach demVerfahren gemäß derErfindung schneidet man aus vorteilhafterweise runden Kohlestäben, Graphitstäben oder Stäben aus Graphitmetallmischungen Plättchen ab, was mittels einer Bandsägemaschine oder besser einer Trennschneidmaschine mit großer Genauigkeit erfolgen kann. Diese Plättchen werden dann auf einer Schleifmaschine schwach konisch geschliffen. Das konische Plättchen wird mit der Seite seines größeren Durchmessers in die zylindrische Fassung des Kontaktkörpers eingelegt und durch plastische Verformung des Kontaktkörpers festgehalten. Diese Verbindung ist unlösbar. Die Kontaktträger bestehen aus einem gutleitenden Metall oder einer Metallegierung, wie z: B. Silber, Kupfer, Messing oder Eisen. Die Kontaktträger können je nach dem Verwendungszweck der fertigen Kontakte eine beliebige Form haben. Sie weisen jedoch in ihrem oberen Teil eine vorteilhafterweise runde Fassung, d. h. einen Hohlraum, auf, der zur Aufnahme des Kontaktplättchens dient, während ihr Fuß je nach Bedarf glatt ausgebildet ist, einen Nietansatz oder einen mit einem Schraubengewinde versehenen Ansatz trägt. Eine Durchführungsform dieses Verfahrens zur Befestigung von Kontaktköpfen aus Kohle, Graphit oder einer Graphitmetallmischung in metallische Kontaktträger, zeigt Abb. i. Das konische Plättchen 2 wird mit der Seite seines größeren Durchmessers in die zylindrische Fassung des Kontaktträgers i eingelegt, der sich in der Matrize 3 befindet. Ein im Innern konisch ausgebildeter Stempel 4 drückt nun den Rand der zylindrischen Fassung des Kontaktträgers i an die konische Wand des Kontaktplättchens 2 an, während gleichzeitig ein durch eine Feder 6 gehaltener Druckbolzen 3 das Kontaktplättchen niederdrückt.
• Abb. 2 zeigt den so hergestellten zusammengesetzten Kontakt mit dem Kontaktträger i und dem Kontaktkopf 2. Eine Abänderung des Verfahrens zur Befestigung eines schwach konisch geschliffenen Kontaktplättchens in der zylindrischen Fassung eines Kontaktträgers zeigt Abb. 3. In der Matrize 3 befindet sich der Kontaktträger i, in den das Kontaktplättchen 2 eingelegt wird. Auf die zylindrische Fassung wird nun ein Stempel 4 aufgesetzt, der an seinem unteren Rand eine messerscharfe keilförmige Ausbildung zeigt. Durch einen geringen schlagartigen Druck wird in den oberen Rand der Fassung eine Kerbe eingedrückt und dadurch das Kontaktplättchen in der Fassung befestigt.
• Abb. 4 zeigt einen so hergestellten zusammengesetzten Kontakt. Dieses Verfahren zur Herstellung zusammengesetzter Unterbrecherkontakte hat den Vorteil, daß sich die Kontaktplättchen auch bei sehr rauhem Betrieb nicht aus den Fassungen lösen.
• Es sind bereits Schaltkontakte aus Edelkohle bekanntgeworden, bei welchen konisch geformte Stücke durch seitlich angedrückte Metallstreifen gehalten werden. Diese Metallstreifen werden auf Biegung beansprucht. Dies bedingt, daß bei rauhem Betrieb mit der Zeit eine gewisse Lockerung der Edelkohle eintreten kann.
• Die erfindungsgemäße plastische Verformung einer vorzugsweise zylindrischen Fassung des Kontaktträgers ist hingegen so fest, daß sie jeder Erschütterung standhält und immer das satte feste Anliegen auch im rauhen Betrieb gewährleistet ist. Dadurch sind die Übergangswiderstände nur sehr gering und meist zu vernachlässigen.
• Die vorstehend beschriebenen Unterbrecherkontakte können überall dort verwendet werden, wo mittlere und größere Schaltleistungen in Frage kommen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dort, wo nur sehr geringe Stromstärken und Spannungen verwendet werden, wie insbesondere in der Fernmeldetechnik und Hochfrequenztechnik, bei denen selbst sehr geringe Übergangswiderstände von Nachteil sind und Rauschspannungen vermieden werden müssen, die Befestigung des Kontaktkopfes in dem Kontaktträger derart erfolgen muß, daß keinerlei Hohlräume zwischen Kopf und Trägerwandungen vorhanden sind.
• Es hat sich nun gezeigt, daß eine vollständige und innige Verbindung zwischen Kontaktkopf und Kontaktträger dadurch erzielt wird, daß man die Hohlräume zwischen dem Kontaktträger und dem Kontaktkopf bei dem Andrücken der Fassung des Kontaktträgers an den konischen Kontaktkopf mit einem sehr feinen, plastisch verformbaren und stromleitenden Pulver dicht ausfüllt. Hierzu eignen sich besonders Graphitpulver, :Metallpulver oder Mischungen von Graphitpulver mit Metallpulvern, insbesondere mit Silberpulver. Eine ähnliche Maßnahme ist bereits beim Stromanschluß für Kohleelektroden in elektrischen Ofen bekanntgeworden, jedoch wurde dabei der Spielraum mit geschmolzenem Metall ausgegossen.
• Bei genügend starkem Andrücken der Trägerwand an den konischen Kontaktkopf gemäß Abb. i und 3 haftet das Pulver fest an den Wänden sowohl des Kontaktträgers als auch des Kopfes. Es hat sich nun als vorteilhaft erwiesen, die so hergestellten Kontakte anschließend einem Glühprozeß zu unterziehen. Hierdurch wird das in den Hohlräumen befindliche Pulver verfestigt.
• Bei Verwendung von Metallpulver oder Mischungen von '.Metallpulver mit Graphitpulver findet dabei gleichzeitig ein Sintern und Anschmelzen des .in den Hohlräumen befindlichen Pulvers an den Kontaktträger und den Kontaktkopf statt. Das Glühen der fertigen Kontakte erfolgt bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der Kontaktträger, vorteilhafterweise in einem inerten Gas (,der im Vakuum, um ein Verbrennen des Kontaktkopfes und eine Oxydation des Kontaktträgers zu vermeiden.
• Die so hergestellten Kontakte zeigen keine Rauschspannungen und keinen Übergangswiderstand vom Kontaktträger zum Kontaktkopf.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Unterbrecherkontakten aus künstlichen Kohlekörpern und Graphitmetallkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise rundes Kontaktplättchen aus Kohle, Graphit oder einer Graphitmetallmischung mit einem Durchmesser von i bis 8 mm schwach konisch geschliffen, mit der Seite des größeren Durchmessers in die vorzugsweise zylindrische Fassung des Kontaktträgers eingelegt und durch plastische Verformung der Fassung des Kontaktträgers festgehalten wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einlegen des Kontaktkopfes die Fassungswand durch einen Hohlstempel an die konische Wand des Kontaktkopfes angedrückt wird, während gleizeitig ein Druckbolzen den Kontaktkopf festhält. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einlegen des Kontaktkopfes in die Stirnseite der Fassungswand durch den schlagartigen Druck eines Stempels eine Kerbe eingeführt wird, wodurch die Fassungswand an die konische Fläche des Kontaktkopfes gedrückt wird. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Kontaktkopf und Kontaktträger vorhandenen Hohlräume durch ein sehr feines, stromleitendes Graphitpulver, Silberpulver oder eine Mischung von Graphitpulver mit Silberpulver ausgefüllt sind. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 'der Kopf der Kontakte durch Feilen, Drehen, Schleifen oder Fräsen in eine beliebige Form gebracht wird. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fertigen Kontakte in einem inerten Gas oder im Vakuum geglüht werden.