Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kontaktbolzen zum Schalte hoher Stromstärken, insbesondere aus Stahl, mit einer Kontaktplatte aus edlerem Metall, vorzugsweise Kupfer,nach dem Oberbegriff des Patent¬ anspruchs 1.

Aus der DE-C3-19 28 953 ist bereits ein derartiger Kontaktbolzen bekannt, bei dem die aus edlerem Metall hergestellte Kontaktplatine auf der Rückseite eine keglige Ausnehmung aufweist, welche auf einen entsprechend stumpfwinkligen Kegel an der Stirnseite des Kontakt¬ bolzens aufgesetzt und durch axialen Druck der Werkstoff der Kontaktplatine sowohl auf den stumpfwinkligen Kegel des Kontakt¬ bolzens als auch in eine Hinterschneidung gepreßt wird, die den stumpfwinkligen Kegel als zentrischen Vorsprung am Kontaktbolzen einfaßt. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen Kontaktbolzen und Kontaktplatine wird dort folglich durch eine formschlüssige Verbindung dieser Teile miteinander hergestellt. Die Kontaktplatine wird dabei wie ein Nietkopf verformt und bildet nach außen hin eine Kontaktfläche zum Schalten hoher Stromstärken, wie sie für Anla߬ relais und dergleichen benötigt werden.

Bekannt ist ferner, die Kontaktplatine durch Hartlöten an der Stirn¬ seite vom Kontaktbolzen zu befestigen.

Während das Hartlöten der Kontaktplatine den Nachteil einer relativ aufwendigen Wärmenachbehandlung hat, um die erforderliche Festigkeit des Kontaktbolzens wieder herzustellen, hat die formschlüssige Ein- nietung den Nachteil eines relativ hohen Übergangswiderstandes, der sich im Laufe der Zeit durch starke Temperaturwechsel und einseitige Belastungen des Schaltkontaktes noch erhöht.

Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, eine dauerhafte und zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung zwischen Kontaktbolzen und Kontaktplatte kostengünstig und ohne zusätzliche Nachbehandlung herzustellen.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Kontaktbolzen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil eines sehr kleinen, gleich¬ bleibenden Übergangswiderstandes zwischen Kontaktplatte und Kontakt¬ schraube ohne Gefahr einer kritischen Eigenerwärmung durch den zu schaltenden Strom, da im Bereich der Schweißstelle auf nahezu der gesamten kegelförmigen Mantelfläche eine intensive Diffusion der miteinander verbundenen Materialien zustandekommt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei der Widerstandsschweißung durch den Anpreßdruck der Schweißelektrode die Kontaktplatte mit ihrer kegeligen Ausnehmung in die Rändelung bzw. Riffelung der Kegelfläche am Kontaktbolzen eingepreßt wird und dabei eine gute metallurgische Verbindung zwischen Stahl und Kupfer hergestellt wird, die sich an sich nicht besonders leicht miteinander verschweißen lassen. Dazu trägt ferner die metallische Schutzschicht in Form einer verzinkten und chromatierten oder einer verzinnten Kegeloberfläche des Kontakt¬ bolzens bei.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegbenen Merkmale. Besonders vorteilhaft ist dabei die Ausbildung der Rändelung bzw. Riffelung aus ringsum nebeneinander angeordneten, aus der Kegelfläche hervortretenden radialen Rippen. Eine besonders innige Verbindung zwischen Kupfer und Stahl ergibt sich dadurch, daß die Rippen an einer den Kegel umfassenden ebenen Ringfläche auf der Stirnseite des Kontaktbolzens auslaufen. Die Rippen haben dabei vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt. Vorzugsweise ist dabei der obere Bereich des Kegels glatt ausgebildet. Von diesem Bereich aus verlaufen dann die zunächst aneinander angrenzenden Rippen sternförmig nach außen.

Kontaktbolzen und Kontaktplatte können dabei je nach Ausbildung des Schalters unterschiedlich gestaltet sein. Für Einrückrelais von Anlaßvorrichtungen in Kraftfahrzeugen und dergleichen kann die Kontaktplatte unmittelbar am Ende eines Gewindebolzens befestigt sein. Sie kann aber auch an der Stirnseite eines scheibenförmigen Kopfes des Kontaktbolzens befestigt sein. Ebenso ist es ggf. zweck¬ mäßig, den stumpfwinkligen Kegel in einer stirnseitigen Ausnehmung in einem Kopf des Kontaktbolzens anzuordnen.

Zeichnung

Ausführungsbeisρiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kontaktplatte mit kegeliger Ausnehmung sowie das kegelige Ende eines Kontaktbolzens in stark vergrößerter Dar¬ stellung, Figur 2 zeigt die kegelige Stirnfläche des Kontaktbolzens nach Figur 1 und Figur 3 zeigt einen stark vergrößerten Querschnitt durch die aus der Kegelfläche hervortretenden Rippen. Figur 4 zeigt den Kontaktbolzen mit darauf befestigter Kontaktplatte, Figur 5

zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer auf einem scheiben¬ förmigen Kopf eines Kontaktbolzens befestigten Kontaktplatte, Figur 6 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Kontaktplatte, die in einer Ausnehmung eines Kontaktbolzenkopfes befestigt ist und Figur 7 zeigt den Querschnitt durch einen Kontaktbolzen mit Sechs¬ kantkopf.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bis 4 ist ein Kontaktbolzen für ein Anlaßrelais zum Schalten des Anlaßstromes mit

10 bezeichnet, der an seiner vorderen Stirnseite eine Kontaktplatte

11 trägt. Figur 1 zeigt in stark vergrößertem Maßstab die aus Kupfer hergestellte Kontaktplatte 11, die einen sechseckigen Querschnitt hat und deren Kontaktflächen 12 am oberen Teil der Kontaktplatte 11 angeschrägt und leicht nach innen durchgewölbt sind. In einem Aus¬ bruch der Kontaktplatte 11 ist erkennbar, daß diese an ihrer Rück¬ seite eine glatte, stumpfwinklige Kegelausnehmung 13 aufweist. Der mit einem Gewinde 14 versehene Kontaktbolzen 10 ist aus Stahl her¬ gestellt und hat an seiner Stirnseite einen der Kegelausnehmung 13 entsprechenden stumpfwinkligen Kegel 15. Der Kegel 15 ist an seinem äußeren Ringbereich mit einer Rändelung bzw. Riffelung 16 versehen. Wie Figur 2 darstellt, besteht die Riffelung 16 aus nebeneinander angeordneten, radialen Rippen 17, die aus der Oberfläche des Kegels 15 hervortreten. Aus Figur 3 ist erkennbar, daß diese Rippen 17 einen trapezförmigen Querschnitt haben, so daß sie sich zur Kontakt¬ platte 11 hin verjüngen. Der Abstand der Rippen 17 zueinander nimmt nach außen hin zu, so daß das bei der Widerstandsschweißung der Kontaktplatte 11 mit dem Kontaktbolzen 10 von den Rippen 17 ver¬ drängte Kupfermaterial in diese Bereiche ausweichen kann. Die Rippen

17 laufen dabei in einer den Kegel 15 umfassenden ebenen Ringfläche

18 an der Stirnseite des Kontaktbolzens 10 aus. Zumindest das obere Drittel des Kegels 15 ist glatt, so daß die Rippen 17 von diesem

Bereich aus zunächst aneinander angrenzend sternförmig nach außen verlaufen. Die vordere Stirnfläche des Kontaktbolzens 10 gemäß Figur 2 ist mit einem metallischen Schutzüberzug versehen, d. h. sie hat eine verzinnte oder verzinkte und chromatisierte Oberfläche. Auf diese Oberfläche wird die Kontaktplatte 11 mit ihrer Kegelausnehmung 13 aufgesetzt und mit einer Schweißelektrode derart auf den Kegel 15 des Kontaktbolzen gedrückt, daß sie mit ihrer Kegelausnehmung 13 in die Rändelung bzw. Riffelung eingepreßt und durch eine elektrische Widerstandsschweißung am Kegel 15 befestigt wird.

Figur 5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel einen Kontaktbolzen 20, bei dem der stumpfwinklige Kegel 15 mit den radial verlaufenden Rippen an der Stirnseite eines scheibenförmigen Kopfes 21 des Kontaktbolzens 20 angeordnet ist. Auf diesen Kegel 15 ist eine Kontaktplatte 22 mit ihrer rückseitigen Kegelausnehmung 13 fest¬ geschweißt, wobei die Ausgestaltung des Kegels 15 und der Kegelaus¬ nehmung 13 der Kontaktplatte 22 der des ersten Ausführungsbeispieles nach Figur 1 bis 4 entspricht.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist ein Kontakt¬ bolzen 30 dargestellt, dessen Kegel 15 mit den radial verlaufenden Rippen in einer stirnseitigen Ausnehmung 31 im Kopf 32 des Kontakt¬ bolzens 30 angeordnet ist. Eine entsprechend ausgebildete Kontakt¬ platte 33 hat ebenfalls an ihrer Rückseite eine der Kegelkontur entsprechende Kegelausnehmung 13. Die vordere Kontaktfläche der Kontaktplatte 33 wird hier nach der Widerstandsschweißung durch einen Taumelnietvorgang hergestellt. Der Kopf des Kontaktbolzens 20 bzw. 30 kann zylindrisch ausgebildet sein oder wie Figur 7 dar¬ stellt, kann der Kontaktbolzen 30 auch mit einem Sechskantkopf 32 ausgebildet sein.