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Title:
ELECTRIC CONTACT ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/139018
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric contact element, in particular a switch spring, preferably a switch spring for a thermal temperature regulator or a thermal fuse. The contact element comprises a strip-shaped support (2), which is made of an electrically conductive elastic material, and an electrically conductive contact layer (3), which is located on a flat side of the strip-shaped support (2) and is connected to the latter. Furthermore, the strip-shaped support (2) and the contact layer (3) are connected together by means of a planar laser-welded connection. The laser-welded connection has a laser-welded seam (4) or a laser-welded cone (4a), each of which extends completely through the cross-sectional area of the strip-shaped support (2) into a sub-section of the cross-sectional area of the adjacent contact layer (3). In order to achieve the planar laser-welded connection, (a) multiple elongated laser-welded seams (4) are arranged along the surface of the strip-shaped support (2), (b) a laser-welded seam (4) runs along the surface of the strip-shaped support in a two-dimensionally oriented manner, and/or (c) a plurality of laser-welded cones (4a) are distributed in a planar manner along the surface of the strip-shaped support.

Inventors:
HAMM WOLFGANG (DE)
SCHMID ALOIS (DE)
KÖHLER HEMANN G (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/051770
Publication Date:
September 09, 2016
Filing Date:
January 28, 2016
Export Citation:
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Assignee:
INTER CONTROL HERMANN KÖHLER ELEKTRIK GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B23K1/00; B23K1/005; B23K1/19; B23K26/22; H01H11/04
Foreign References:
US5315758A1994-05-31
JPH03114687A1991-05-15
EP1779962A12007-05-02
DE102013015710A12014-07-24
Attorney, Agent or Firm:
STIPPL, HUBERT (DE)
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Claims:
PAT E N TAN S P R Ü C H E

Elektrisches Kontaktelement, insbesondere Schaltfeder (1 ), vorzugsweise für einen Temperaturregler oder eine thermische Sicherung, umfassend

einen bandförmigen Träger (2) aus einem federnden, elektrisch leitfähigen Material, sowie

eine elektrisch leitende Kontaktschicht (3), die sich auf einer Flachseite des bandförmigen Trägers (2) befindet und mit Letzterem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass

der bandförmige Träger (2) und die Kontaktschicht (3) mittels einer flächigen Laserschweißverbindung miteinander verbunden sind,

die Laserschweißverbindung eine Laserschweißnaht (4) oder Laserschweißkegel (4a) aufweist, die sich jeweils vollständig durch die Querschnittsfläche des bandförmigen Trägers (2) hindurch in einen Teilbereich der Querschnittsfläche der benachbarten Kontaktschicht (3) hinein erstrecken, und

zur Erzielung der flächigen Laserschweißverbindung jeweils entlang der Oberfläche des bandförmigen Trägers (2)

(a) mehrere längliche Laserschweißnähte (4) angeordnet sind,

(b) eine Laserschweißnaht (4) zweidimensional orientiert verläuft und/oder

(c) eine Vielzahl von Laserschweißkegeln (4a) flächig verteilt angeordnet sind.

2. Kontaktelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkantenbereich des bandförmigen Trägers (2) und/oder der Kontaktschicht (3) Laserschweißnaht- oder Laserschweißkegel-frei ist. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der geschweißten Fläche zur ungeschweißten Fläche der Kontaktschicht (3) von der der Schaltfederwurzel (1 a) zugewandten Seite der Kontaktschicht (3) zu der dem Schaltfederende (1 b) zugewandten Seite der Kontaktschicht (3) zunimmt.

Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Laserschweißnaht (4) kreisförmig, rechteckig, stegförmig und/oder mäanderfömig ist.

Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als flächige Laserschweißverbindung ein aus einer Vielzahl einzelner Schweißkegel (4a) gebildetes Flächenmuster (5) vorgesehen ist.

Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserschweißnaht (4) bzw. der Laserschweißkegel (4a) sich vom bandförmigen Träger (2) ausgehend jeweils bis maximal einem Viertel, vorzugsweise bis maximal einem Fünftel der Gesamthöhe H der Kontaktschicht (3) in Letztere hineinerstrecken.

Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserschweißnaht (4) bzw. der Laserschweißkegel (4a) sich vom bandförmigen Träger (2) ausgehend jeweils bis maximal 0,08 mm, vorzugsweise bis maximal 0,06 mm in die Kontaktschicht (3) hineinerstrecken. Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die extrapolierte Querschnittskontur der Laserschweißnaht (4) oder des Schweißkegels (4a) jeweils einen Öffnungswinkel von mindestens 60°, vorzugsweise von mindestens 80° aufweist.

9. Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des bandförmigen Trägers (2) im Bereich von 0,1 - 0,3 mm liegt.

10 Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Kontaktschicht (3) im Bereich von 0,1 - 0,5 mm liegt.

1 1 Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Material des bandförmigen Trägers (2) um eine Cu-Legierung, vorzugsweise um eine CuCoBe-Legierung oder um eine CuBe-Legierung oder um eine NiBe- Legierung, handelt.

12 Kontaktelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Material des bandförmigen Trägers (2) um ein mit einer leitfähigen Schicht versehenes Metall handelt.

13 Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem bandförmigen Träger (2) und der Kontaktschicht (3) keine Zwischenschicht, vorzugsweise keine Cu-Legierung, vorgesehen ist.

14. Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem bandförmigen Träger (2) und der Kontaktschicht (3) eine Phosphorbronzeschicht (6) vorgesehen ist.

Description:
Elektrisches Kontaktelement

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement, insbesondere eine Schaltfeder, vorzugsweise eine Schaltfeder für einen thermischen Temperaturregler oder eine thermische Sicherung.

Technologischer Hintergrund

Federnde elektrische Kontaktelemente umfassen einen bandförmigen Träger aus einem federnden, elektrisch gut leitfähigen Material sowie eine flächig begrenzte Kontaktschicht aus einem Material mit niedrigem elektrischen Durchgangswider- stand (z. B. Ag oder eine Ag-Legierung), die sich auf einer Flachseite des bandförmigen Trägers befindet und mit Letzterem fest verbunden ist. Derartige Kontaktelemente werden üblicherweise in thermischen Temperaturreglern sowie thermischen Sicherungen als Schaltfedern eingesetzt. Bei einem thermischen Temperaturregler wird die Schaltfeder über ein Halteelement, welches wiederum mit einer thermoreaktiven Komponente (z. B. Bimetall) in Verbindung steht, unter Vorspannung am Gegenkontakt gehalten. Bei Erreichen einer vorgegebenen Temperaturschaltschwelle verändert sich die Form bzw. Lageposition der thermischen Komponente, worauf die Haltefunktion der Schaltfeder entfällt und Letztere aufgrund ihrer Eigenvorspannung den elektrischen Kontakt öffnet. Der Kontakt wird wieder geschlossen, sofern die thermische Komponente temperaturbedingt sich wieder in die Ausgangsposition zurückbewegt und die Schaltfeder hierdurch wieder in die Schließposition des elektrischen Kontaktes gedrückt wird. Bei einer thermischen Sicherung entfällt beim Auslösen der Sicherung die Haltefunktion der Schaltfeder unwiederbringlich.

Eine elektrisch leitende Kontaktschicht wird auf einen bandförmigen Träger aus einem federnden, elektrisch leitfähigen Material üblicherweise durch Widerstandschweißen aufgebracht. Hierzu muss die elektrisch leitende Kontaktschicht vor- her mit einer weiteren, schlechter elektrisch leitenden Schicht versehen werden, die als Schweißhilfe dient (z. B. eine Cu-Legierung). Diese zusätzliche Schicht dient als notwendiges thermisches Reservoir für den Widerstandsschweißvorgang. An der Kontaktfläche der Schweißhilfe sind emporstehende, längs verlau- fende Schweißstege vorgesehen, die dazu dienen, den Schweißvorgang durch eine dort stattfindende Spitzenzündung einzuleiten. Zur Gewährleistung eines Stromflusses muss bei dem Widerstandschweißen an der Oberseite der elektrisch leitenden Kontaktschicht ein elektrisch leitender Anschlusskontakt angebracht werden. Das Verfahren hat den Nachteil, dass aufgrund der an der Un- terseite der Schweißhilfe emporstehenden Schweißstege es oftmals zu einer bleibenden Spaltbildung zwischen dem bandförmigen Träger und der elektrisch leitenden Kontaktschicht kommen kann. Darüber hinaus kann aufgrund des oberseitigen elektrischen Anschlusskontakts während des Schweißens die Oberseite der elektrisch leitenden Kontaktschicht verunreinigt werden. Spaltbildungen sowie Verunreinigungen der Kontaktschicht als auch der schlechter elektrisch leitenden Zwischenschicht führen zu einer unerwünschten Erhöhung des Kontaktwiderstandes. Es besteht daher ein Bedürfnis, die Qualität der Verbindung eines bandförmigen Trägers aus federndem, elektrisch leitfähigen Material mit einer elektrisch leitenden Kontaktschicht zu verbessern.

Nächstliegender Stand der Technik

Aus der US 7,592,566 B2 ist bereits ein Verfahren zur Verbindung eines Trägers auf Kupferbasis mit einer Kontaktschicht auf Silberbasis mittels eines Laserschweißvorgangs bekannt. Die Laserschweißnaht wird hierbei entlang des Außenkantenbereichs der Kontaktschicht im Bereich der Kontaktnaht zwischen dem Träger und der Kontaktschicht erzeugt. Der Einstrahlwinkel des Lasers ist daher im Bereich von 5° bis 20° in Bezug auf die Oberfläche des Trägers geneigt ange- ordnet. Gemäß diesem Verfahren soll ein Anteil von mindestens 70 % der durch den Laserstrahl erzeugten Schmelze im Bereich des Trägers anfallen. Dies ist verfahrenstechnisch außerordentlich schwierig sicherzustellen. Außerdem erfor- dert dieses Verfahren einen hohen apparativen Aufwand. Im Übrigen ist es für dünne Kontaktschichten nicht geeignet.

Aus der DE 10 2009 013 1 10 A1 erfährt der Fachmann, dass das Schweißen von Cu sowie Cu-Legierungen mit Laserlicht wegen deren hohen Reflexionsvermögen schwierig ist. Zur Lösung dieses Problems wird eine Laserschweißstruktur sowie ein Laserschweißverfahren vorgeschlagen, bei dem ein Leiter an dessen stirnseitigem Endbereich mit einem leitfähigen Bauteil über eine punktförmige Schweißung verbunden wird. Sowohl der Leiter als auch das leitfähige Bauteil sind sowohl an deren Ober- als auch Unterseite mit einer Nickelplattierungs- schicht versehen, die einen niedrigeren Schmelzpunkt und ein geringeres Laserreflexionsvermögen als der Leiter bzw. das Bauteil selbst aufweisen. Die Nickel- plattierungsschicht dient dazu, das Schmelzen des Leiters bzw. Bauteils zu beschleunigen. Eine entsprechende Nickelplattierungsschicht ist jedoch bei einem elektrischen Kontaktelement der eingangs erwähnten Art nachteilig, da es den Kontaktwiderstand erhöht.

Aus der GB 2 327 300 A ist ein elektrischer Kontakt mit einem bandförmigen Träger aus federndem, elektrisch leitfähigem CuBe bekannt, an dessen Obersei- te ein Silberdraht mittels einer Vielzahl von im seitlichen Kontaktbereich des Silberdrahts mit dem Träger beidseits angeordneter Laserschweißpunkte fixiert. Die Laserschweißpunkte liegen in einem spitzen Winkel zwischen dem Träger und dem Kontaktdraht. Auch hier muss der Laserstrahl seitlich geneigt positioniert werden. Auch dieses Verfahren erfordert einen hohen apparativen Aufwand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein elektrisches Kontakt- element mit reduziertem Kontaktwiderstand bei vereinfachter Herstellung zur Verfügung zu stellen. Lösung der Aufgabe

Die vorstehende Aufgabe wird durch ein elektrisches Kontaktelement gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfin- dung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Die Erfindung ermöglicht es, ein elektrisches Kontaktelement mit einem bandförmigen Träger aus einem federnden, elektrisch leitfähigen Material geringer Stärke mit einer Kissen- oder Pad-förmigen elektrisch leitenden Kontaktschicht eben- falls geringer Stärke, die sich auf einer Flachseite des bandförmigen Trägers befindet, auf apparativ einfache Art und Weise zuverlässig zu verbinden. Gleichzeitig kann ein im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren reduzierter Kontaktwiderstand erreicht werden. Der Laserstrahl wird senkrecht auf die Rückseite des Trägers gerichtet positioniert, durchstrahlt den Träger und dringt lediglich in einer geringfügigen, definierten Tiefe in die dem Träger zugewandte Oberfläche des elektrischen Kontaktmaterials ein. Die erfindungsgemäße Art der Laserschweißverbindung begründet durch den großflächigen, jedoch vergleichsweise sanften, Energieeintrag in die Kontaktschicht, dass dünne Schichten miteinander ohne einer (den Kontaktwiderstand erhöhenden) zusätzliche Schweißhilfe, wie zum Beispiel einer Cu-Legierung, wirkungsvoll verbunden werden können.

Dadurch, dass der Außenkantenbereich des bandförmigen Trägers und/oder der Kontaktschicht Laserschweißnaht- oder Laserschweißkegel-frei bleibt, bleibt die elektrisch leitende Kontaktschicht, insbesondere bei dünnen Kontaktschichten, in ihrer Ausgangsgeometrie unverändert. Vorteilhaft ist, dass die obere Kontaktfläche unbeschädigt bleibt. Daraus resultieren verbesserte Kontakteigenschaften.

Dadurch, dass das Größenverhältnis der geschweißten Fläche zur ungeschweißten Fläche der Kontaktschicht von der Schaltfederwurzel zum Schaltfederende zunimmt, kann eine abrupte Veränderung der Federeigenschaften des bandförmigen Trägers sowie daraus resultierende Nachteile vermieden werden. Diese Art und Weise der Laserschweißverbindung resultiert daher in einer graduellen Veränderung der Federeigenschaften des bandförmigen Trägers von der Schalt- federwurzel zum Schaltfederende hin, dergestalt, dass die nachlassende Federeigenschaft in diese Richtung lediglich graduell, aber nicht sprunghaft, zunimmt. Zur Erzielung der flächigen Laserschweißverbindung können mehrere längliche Laserschweißnähte beispielsweise parallel zueinander verlaufend in dem Träger angeordnet sein.

Alternativ oder zusätzlich kann der Verlauf der jeweiligen Laserschweißnaht auch kreisförmig, gekrümmt, rechteckig und/oder mäanderförmig sein. Hierdurch wird ein großflächiger Verbund bei vergleichsweise niedrigem Energieeintrag sowie Eindringtiefe des aufgeschmolzenen Bereichs in die Kontaktschicht gewährleistet.

Alternativ kann zur Gewährleistung eines flächigen Verbunds auch ein aus einer Vielzahl einzelner Schweißkegel gebildetes Flächenmuster vorgesehen sein. Auch hierdurch wird eine großflächige Verbindung bei vergleichsweise geringem Energieeintrag sowie reduzierter Eindringtiefe der Schweißkegel in die Kontaktschicht ermöglicht.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung erstreckt sich die Laserschweißnaht bzw. der Laserschweißkegel vom bandförmigen Träger ausgehend jeweils bis maximal nur zu einem Viertel, vorzugsweise bis maximal nur zu einem Fünftel der Schichtdicke H1 der Kontaktschicht in Letztere hinein. Dieser unübliche, sehr geringfügige Schweißeintrag wird durch die großflächige Laserschweißverbindung ermöglicht und führt gleichzeitig dazu, dass eine ausreichende reale Nutz- schicht in der Kontaktschicht verbleibt, also laserschweißbedingte Fehlstellen lediglich auf einen sehr geringen Schichtbereich der Kontaktschicht, d.h. Nutzschicht, begrenzt bleiben.

Zweckmäßigerweise erstreckt sich die Laserschweißnaht bzw. der Laser- schweißkegel vom bandförmigen Träger ausgehend jeweils bis maximal 0,08 mm, vorzugsweise bis maximal 0,06 mm in die Kontaktschicht hinein. Dadurch, dass die extrapolierte Querschnittskontur der Laserschweißnaht oder des Schweißkegels jeweils einen Öffnungswinkel von mindestens 60°, vorzugsweise von mindestens 80°, aufweist, wird bei sehr geringer Eindringtiefe der La- serschweißung in die Kontaktschicht nichtsdestotrotz ein über die flächige Laser- Schweißverbindung betrachtet ausreichender Halt gewährleistet.

Zweckmäßigerweise liegt die Dicke des bandförmigen Trägers im Bereich von 0,1 bis 0,3 mm. Zweckmäßigerweise liegt die Dicke der Kontaktschicht im Bereich von 0,1 bis 0,4 mm.

Bei dem elektrisch leitfähigen Material des bandförmigen Trägers handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Cu-Legierung, vorzugsweise um eine CuCoBe- Legierung oder um eine CuBe-Legierung oder um eine NiBe-Legierung.

Alternativ kann es sich erfindungsgemäß bei dem Material des bandförmigen Trägers auch um ein mit einer leitfähigen Schicht versehenes Metall, wie zum Beispiel ein Stahlband, handeln.

Zweckmäßigerweise können der bandförmige Träger und die Kontaktschicht ebenflächig ohne Spaltbildung sowie ohne Zwischenschicht, die als Schweißhilfe dient (d.h. vorzugsweise ohne eine Cu-Legierung), aneinander liegend miteinander verschweißt sein. Hierdurch kann ein besonders niedriger Kontaktwiderstand erreicht werden.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann sich bei Bedarf zwischen dem bandförmigen Träger und der Kontaktschicht auch eine Phosphorbronzeschicht befinden, die als zusätzliches Lot eine besonders innige Verbindung zwischen Träger und Kontaktschicht gewährleistet. Diese Phosphorbronzeschicht eignet sich ganz besonders bei einem bandförmigen Träger aus einer Kupfer-Legierung bzw. bei einem Träger aus Metall, der mit einer leitfähigen Schicht (zum Beispiel Silber oder einer Silberlegierung) versehen ist. Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden anhand von Zeichnungen nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines thermischen Temperaturreglers; Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer thermischen Sicherung;

Fig. 3 eine isolierte Darstellung des Kontaktelements aus Fig. 1 in Draufsicht von oben (Fig. 3a) sowie im Schnitt entlang der Schnittebene A- A aus Fig. 3a (Fig. 3b);

Fig. 4 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung durch den bandförmigen

Trägers sowie die Kontaktschicht des Kontaktelements gemäß Fig. 3;

Fig. 5 verschiedene Möglichkeiten einer großflächige Laserschweißverbin- düngen von bandförmigen Träger und elektrisch leitfähiger Kontaktschicht sowie

Fig. 6 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung durch den bandförmigen

Trägers sowie die Kontaktschicht des Kontaktelements, wobei eine Zwischenschicht aus Phosphorbronze gemäß Fig. 3.

Die Bezugsziffer 7 in Fig. 1 zeigt einen sogenannten thermischen Temperaturregler mit einem Gehäuse 9 sowie zwei an der Oberseite des Gehäuses angeordneten Anschlusssteckern 8 zum Anschluss des Temperaturreglers in einen elektri- sehen Stromkreis. Der in Fig. 1 linke Anschlussstecker ist mit einer Schaltfeder 1 im Bereich der sogenannten Schaltfederwurzel 1 a fest verbunden und liegt im Bereich des Schaltfederendes 16 mit seinem gegenüberliegenden Ende an einem Gegenkontakt 12 des benachbarten Anschlusssteckers 8 in Schließstellung des Temperaturreglers 7 an. Die Schaltfeder 1 ist dort mit einer Kontaktschicht 3 versehen. Die Schaltfeder 1 wird in Schließstellung mittels eines Betätigungselements 1 1 gehalten, dessen unterseitiges Ende wiederum mit einer Bimetallscheibe 10 in Verbindung steht.

Sofern sich aufgrund einer Temperaturänderung die Bimetallscheibe 10 in Fig. 1 nach unten hin durchwölbt, bewegt sich das Betätigungselement 1 1 ebenfalls nach unten und der Kontakt wird aufgrund der Eigenvorspannung der Schaltfeder 1 geöffnet.

In ähnlicher Weise funktioniert die in Fig. 2 dargestellte thermische Sicherung 13, bei der statt der Bimetallscheibe 10 in Fig. 1 eine Schmelzpille 17 an der Unterseite des Betätigungselements 1 1 angeordnet ist. Sofern die Schmelzpille 17 temperaturbedingt zerstört wird, bewegt sich das im Gehäuse 15 befindliche Be- tätigungselement 16 nach unten und der über die Schaltfeder 1 gehaltene Kontakt am Gegenkontakt 12 des Anschlusssteckers 14 wird aufgrund der Vorspannung der Kontaktfeder 1 geöffnet.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Schaltfeder 1 ist ebenfalls eine Kontaktschicht 3 vor- gesehen.

Es ist erwünscht, dass die an der Schaltfeder 1 angeordnete Kontaktschicht 3 einen möglichst geringen Widerstand aufweist. Hohe Widerstände führen zu erhöhter Temperatur in der Kontaktschicht und damit aufgrund einer beim Schalt- Vorgang häufigen Lichtbogenbildung oftmals zu einer vorzeitigen Zerstörung.

Die Fig. 3a sowie 3b zeigen eine entsprechende Schaltfeder 1 in isolierter Darstellung, zum einen in Draufsicht (Fig. 3a) und zum anderen in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A in Fig. 3a (Fig. 3b). Bezugsziffer 1 a be- zeichnet die sogenannte Schaltfederwurzel, Bezugsziffer 1 b das Schaltfederende. Die Schaltfeder umfasst einen bandförmigen Träger 2 aus einem elastischen, elektrisch leitfähigen Material. Bei dem Material handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Cu-Legierung, vorzugsweise um eine CuCoBe-Legierung oder um eine CuBe-Legierung. Der bandförmige Träger 2 kann auch aus einer NiBe- Legierung bestehen. Alternativ kann es sich bei dem Material des bandförmigen Trägers 2 auch um ein Edelstahlband handeln, welches mit einer leitfähigen Schicht, zum Beispiel einer Ag-Schicht oder einer Schicht aus einer Ag- Legierung, versehen ist. Die Schichtdicke der Ag-Schicht liegt im Bereich von 0,01 - 0,1 mm. Die Dicke des bandförmigen Trägers für beide Alternativen liegt im Bereich von bis zu maximal 0,5 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 - 0,3 mm. Auf dem dem gekrümmten Ende der Schaltfeder 1 gegenüberliegenden Endbereich ist eine flächig begrenzte Kontaktschicht 3 auf den Träger 2 aufgebracht. Die in Fig. 3a dargestellte Kontaktschicht 3 besitzt eine kissenförmige bzw. Pad- förmige Gestalt. Bei der Kontaktschicht handelt es sich um eine Edelmetall- oder Edelmetalllegierungsschicht, vorzugsweise um eine Ag-Schicht oder eine Schicht aus einer Ag-Legierung. Ebenso kommt Au bzw. Pt oder eine Au- bzw. Pt- Legierung in Frage.

Die Dicke der Kontaktschicht ist maximal 0,5 mm. Sie liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 - 0,4 mm.

Die Kontaktschicht 3 ist mit dem Träger 2 über eine besonders ausgestaltete Laserschweißverbindung verbunden.

Die Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Teilschnittdarstellung des Verbindungsbereichs zwischen Kontaktschicht 3 und Träger 2. Die Kontaktschicht 3 liegt flächig, ohne Spaltbindung auf der Oberseite des Trägers 2 auf. Die Bezugsziffer 4 bezeichnet eine Laserschweißnaht im Querschnitt. Die Laserschweißnaht 4 erstreckt sich sowohl über die gesamt Dicke H2 des Trägers 2 als auch in einen Teilbereich H3 der dem Träger 2 zugewandten Oberfläche der Kontaktschicht 3 hinein. Hierbei ist die Eindringtiefe H3 so gewählt, dass sie lediglich maximal ein Viertel der Gesamtdicke H1 der Kontaktschicht 3, vorzugsweise ein Fünftel der Gesamtdicke H1 der Kontaktschicht 3, ausmacht. Es wird also punktuell in Fig. 4 betrachtet ein nur geringfügiger Energieeintrag, d.h. ein geringfügiger Schmelzeintrag, in die Kontaktschicht 3 bewirkt.

Zweckmäßigerweise besitzt der Öffnungswinkel der extrapolierten Querschnitts- kontur der Schweißnaht 4 mindestens 60°, vorzugsweise mindestens 80°. Hierdurch wird es möglich, die Eindringtiefe H3 der Schmelze besonders geringfügig einzustellen.

Zur Herstellung der Laserschweißung wird ein Laser in einer Einstrahlrichtung senkrecht auf die Unterseite des Trägers 2 positioniert, wie dies in Fig. 4 schematisch wiedergegeben ist. Auf diese Art und Weise ist es möglich, eine Laser- schweißung des Trägers 2 mit der Kontaktschicht 3 bei den vorgenannten besonderen Materialien ohne einer Schweißhilfe, insbesondere ohne einer Cu- Legierung, durchzuführen. Daraus resultiert der Vorteil, dass einerseits der Über- gangswiderstand zwischen Kontaktschicht 3 und Träger 2 minimiert werden kann, andererseits eine ausreichende Nutzschicht in der Kontaktschicht 3 verbleibt und das Schweißverfahren noch dazu in einfacher apparativer Anordnung, auch automatisiert, durchgeführt werden kann. Zweckmäßigerweise ist der Außenkantenbereich der Kontaktschicht 3 frei von einer Laserschweißnaht.

Obwohl die Eindringtiefe der Laserschweißnaht 4, wie in Fig. 4 dargestellt, äußerst gering ist, wird aufgrund einer großflächigen Schweißverbindung eine aus- reichende Festigkeit zwischen Träger 2 und Kontaktschicht 3 erzielt.

Die Darstellungen gemäß Fig. 5a - 5g zeigen jeweils unterschiedliche Ausgestaltungen einer großflächigen Laserschweißverbindung in einer Draufsicht auf den Träger 2 von unten. Die großflächige Laserschweißverbindung kann gemäß Fig. 5a aus einer sich über den Bereich der Kontaktschicht 3 großflächig erstreckenden Anzahl von nebeneinander verlaufenden Laserschweißnähten 4 realisiert werden. Ebenso kann eine einzige Laserschweißnaht 4 zum Beispiel in einem mäander- förmigen Verlauf über große Flächen der Kontaktschicht 3 sich erstrecken, wie dies in Fig. 5b dargestellt ist. Alternativ können auch unterschiedliche geometrische Figuren, wie mindestens eine, vorzugsweise eine Mehrzahl ineinander geschachtelter, rechteckiger Laserschweißnähte 4 vorgesehen sein (Fig. 5c).

Alternativ kann auch eine Vielzahl einzelner punktförmiger Laserschweißkegel 4a, wie in Fig. 5d gezeigt, sich über die Fläche der Kontaktschicht 3 erstrecken.

Alternativ kann die Laserschweißnaht 4, zumindest bereichsweise, auch in unmittelbarer Nähe der Außenkante der Kontaktschicht 3 verlaufend angeordnet sein und zwar zum Beispiel in unmittelbarer Nähe zur Außenkante verlaufend (Fig. 5b sowie Fig. 5e) oder in einem kreisförmigen oder gekrümmten Verlauf (Fig. 5f).

Bei den in Fig. 5f sowie 5g dargestellten Ausgestaltungen der großflächigen Laserschweißverbindung nimmt das Verhältnis der geschweißten Fläche zur ungeschweißten Fläche der Kontaktschicht 3 von der der Schaltfederwurzel 1 a zuge- wandten Seite der Kontaktschicht 3 zu der dem Schaltfederende 1 b zugewandten Seite der Kontaktschicht 3 zu. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass sich die Federeigenschaften des bandförmigen Trägers 2 nicht abrupt, sondern lediglich graduell, d. h. kontinuierlich zum Schaltfederende hin verändern, indem die Federeigenschaften von der Schaltfederwurzel 1 a zum Schaltfederende 1 b kon- tinuierlich abnehmen. Bei den in Fig. 5f sowie Fig. 5g gezeigten Arten der Schweißverbindung handelt es sich lediglich um Beispiele. Es können selbstverständlich auch beliebig andere Formen gewählt werden, um die graduelle Veränderung der Federeigenschaften von der Schaltfederwurzel 1 a zum Schaltfederende 1 b einzustellen.

Wichtig ist es jeweils, dass eine großflächige Schweißverbindung zwischen dem Träger 2 und der Kontaktschicht 3 mit einer sehr begrenzten Eindringtiefe in die Kontaktschicht 3 vorherrscht. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann im Verbindungsbereich des Trägers 2 sowie der Kontaktschicht 3 gemäß Fig. 6 eine Phosphorbronzeschicht 6 vorgesehen sein, die als zusätzliches Lot wirkt.

Die vorliegende Erfindung gewährleistet eine apparativ einfach durchzuführende Verbindung eines bandförmigen elastischen Trägers 2 aus elektrisch leitfähigem Material mit einer darauf befindlichen Kontaktschicht 3 ebenfalls geringer Stärke ohne Spaltbildung mit reduziertem elektrischem Durchgangswiderstand und ohne Notwendigkeit einer Cu-Legierung.

BEZUGSZEICHEN LISTE

1 Schaltfeder

1a Federwurzel

1b Schaltfederende

2 Träger

3 Kontaktschicht

4 Laserschweißnaht

4a Laserschweißkegel

5 Flächenmuster

6 Phosphorbronzeschicht

7 Temperaturregler

8 Anschlussstecker

9 Gehäuse

10 Bimetallscheibe

11 Betätigungselement

12 Gegenkontakt

13 Sicherung

14 Anschlussstecker

15 Gehäuse

16 Betätigungselement

17 Schmelzpille