DE102018100440A1 - A method of making a cold-formable crimp contact, method of making an electro-mechanical crimp connection and crimp contact - Google Patents
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Abstract
Crimpkontakt,
- mit einer Öffnung (4) zum Einführen eines zu verpressenden Leiterendes (16),
- und mit einem der Öffnung (4) abgewandten Anschlussbereich (6, 14),
- wobei der Crimpkontakt (2, 10, 12) aus einem Messingwerkstoff CuZn40 besteht, wobei der Messingwerkstoff
- 59,5 - 61,5 Gew.-% Kupfer (Cu),
- bis zu 0,2 Gew.-% Eisen (Fe),
- bis zu 0,1 Gew.-% Blei (Pb),
- bis zu 0,05 Gew.-% Aluminium (Al),
- bis zu 0,3 Gew.-% Nickel (Ni)
- bis zu 0,2 Gew.-% Zinn (Sn),
- bis zu 0,2 Gew.-% sonstige Bestandteile,
- und als Rest Zink
aufweist.
crimp contact,
- With an opening (4) for insertion of a conductor end to be pressed (16),
- And with one of the opening (4) facing away from connection area (6, 14),
- Wherein the crimp contact (2, 10, 12) consists of a brass material CuZn40, wherein the brass material
- 59.5 - 61.5 wt .-% copper (Cu),
up to 0.2% by weight of iron (Fe),
up to 0.1% by weight of lead (Pb),
up to 0.05% by weight of aluminum (Al),
up to 0.3% by weight of nickel (Ni)
up to 0.2% by weight of tin (Sn),
- up to 0,2% by weight of other ingredients,
- and the remainder zinc
having.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines kaltverformbaren Crimpkontakts, ein Verfahren zum Herstellen einer elektromechanischen Crimpverbindung und einen Crimpkontakt.The present invention relates to a method for producing a cold-formable crimp contact, a method for producing an electromechanical crimp connection, and a crimp contact.
Bei der Materialauswahl für einen Crimpkontakt ergeben sich aus der erforderlichen Crimpfähigkeit und Zerspanbarkeit entgegengesetzte Anforderungen an den Werkstoff. So zeichnet sich ein crimpfähiges Material durch ein fein verteiltes Gefüge ohne Ausscheidungen und mit einem hohen α-Anteil im Gefüge aus. Ein solcher crimpfähiger Werkstoff kann eine 2-Stoff-Legierung mit einer geringen Zugfestigkeit und hoher Bruchdehnung sein, wobei dieser Werkstoff jedoch schlecht zerspanbar ist. Demgegenüber hat ein gut zerspanbares Material ein mehrphasiges Gefüge mit Ausscheidungen und mit einem höheren β-Anteil. Ein solcher, gut zerspanbarer Werkstoff hat eine hohe Zugfestigkeit und eine geringe Bruchdehnung.When selecting the material for a crimp contact resulting from the required Crimpfähigkeit and machinability opposite requirements for the material. Thus, a crimpable material is characterized by a finely distributed structure without precipitates and with a high α content in the microstructure. Such a crimpable material may be a 2-material alloy having a low tensile strength and a high elongation at break, but this material is poorly machinable. In contrast, a good machinable material has a multi-phase structure with precipitates and with a higher β-content. Such a good machinable material has a high tensile strength and a low elongation at break.
Es ist möglich, Crimpkontakte aus einem hochkupferhaltigen Zerspanungsmessing CuZn35Pb2 herzustellen, welches sich durch gute Zerspanbarkeit und gute Kaltumformbarkeit auszeichnet. Dabei ist nachteilig, dass der Werkstoff ca. 2 Gew.-% Blei enthält, da bleihaltige Legierungen mit einem Bleigehalt von 0,3 Gew.-% als reproduktionstoxisch gelten.It is possible to produce crimp contacts from a CuZn35Pb2 high-brass chipping brass, which is characterized by good machinability and good cold workability. It is disadvantageous that the material contains about 2 wt .-% lead, since lead-containing alloys with a lead content of 0.3 wt .-% are considered to be reprotoxic.
Versuche haben gezeigt, dass der bleifreie Messingwerkstoff CnZn42, der z.B. zur Herstellung zerspanend gefertigter Klemmhülsen eingesetzt wird, für Crimpkontakte ungeeignet ist, da die für eine Crimpverbindung erforderlichen Umformgrade insbesondere bei geringen Leiterquerschnitten nicht erreicht werden und es zum Aufreißen des Crimpkontakts kommen kann. Dies gilt gleichermaßen für den Werkstoff CuZn21Si3P, der in der Sanitärindustrie eingesetzt wird und wegen seiner geringen elektrischen Leitfähigkeit für elektromechanische Verbindungen nur eingeschränkt geeignet ist. Weiter ist CuZn21Si3P aufgrund der Siliziumausscheidungen nur eingeschränkt kaltverformbar.Tests have shown that the lead-free brass material CnZn42, e.g. is used for producing machined clamping sleeves, is unsuitable for crimp contacts, since the required for a crimped formations, especially at low conductor cross-sections are not achieved and it can come to rupture of the crimp. This applies equally to the material CuZn21Si3P, which is used in the sanitary industry and because of its low electrical conductivity for electromechanical connections is only limited suitable. Furthermore, CuZn21Si3P is only partially cold-formed due to the silicon precipitations.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines kaltverformbaren Crimpkontakts, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer elektromechanischen Crimpverbindung und einen verbesserten Crimpkontakt anzugeben. Die technische Problemstellung wird jeweils gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines kaltverformbaren Crimpkontakts nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Herstellen einer elektromechanischen Crimpverbindung nach Anspruch 5 und einen Crimpkontakt nach Anspruch 8. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.Against this background, the technical problem underlying the present invention is to specify an improved method for producing a cold-formable crimp contact, an improved method for producing an electromechanical crimp connection and an improved crimp contact. The technical problem is solved in each case by a method for producing a cold-formable crimp according to claim 1, a method for producing an electro-mechanical crimp according to claim 5 and a crimp according to
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines kaltverformbaren Crimpkontakts, mit den Verfahrensschritten:
- - Bereitstellen eines metallischen Rohlings, der aus einem Messingwerkstoff CuZn40 besteht, wobei der Messingwerkstoff
- - 59,5 - 61,5 Gew.-% Kupfer (Cu),
- - bis zu 0,2 Gew.-% Eisen (Fe),
- - bis zu 0,1 Gew.-% Blei (Pb),
- - bis zu 0,05 Gew.-% Aluminium (Al),
- - bis zu 0,3 Gew.-% Nickel (Ni)
- - bis zu 0,2 Gew.-% Zinn (Sn),
- - bis zu 0,2 Gew.-% sonstige Bestandteile,
- - und als Rest Zink
- - Drehbearbeitung einer Mantelfläche des Rohlings mit einem Drehwerkzeug;
- - Herstellen einer Öffnung zum Einführen eines Leiterendes.
- - Providing a metallic blank, which consists of a brass material CuZn40, wherein the brass material
- - 59.5 - 61.5 wt .-% copper (Cu),
- up to 0.2% by weight of iron (Fe),
- up to 0.1% by weight of lead (Pb),
- up to 0.05% by weight of aluminum (Al),
- up to 0.3% by weight of nickel (Ni)
- up to 0.2% by weight of tin (Sn),
- - up to 0,2% by weight of other ingredients,
- - and the remainder zinc
- - Turning a lateral surface of the blank with a rotary tool;
- - Making an opening for insertion of a conductor end.
Wenn vorliegend von „sonstigen Bestandteilen“ gesprochen wird, so handelt es sich dabei um unvermeidbare Verunreinigungen und/oder um gezielt zulegierte Legierungsbestandteile im Mengenbereich von Verunreinigungen.In the present case, the term "other constituents" refers to unavoidable impurities and / or deliberately alloyed alloy constituents in the range of impurities.
Untersuchungen haben gezeigt, dass der Messingwerkstoff CuZn40 für die Herstellung und bestimmungsgemäße Verwendung eines Crimpkontakts geeignet ist. So kann der Werkstoff zur Herstellung des Crimpkontakts zerspant werden und lässt sich in zuverlässiger Weise zum Ausbilden einer elektromechanischen Crimpverbindung kaltumformen, ohne dass es zu einem umfangsseitigen Aufreißen des Crimpkontakts kommt.Investigations have shown that the brass material CuZn40 is suitable for the production and intended use of a crimp contact. Thus, the material for machining the crimp contact can be machined and reliably cold-formed to form an electromechanical crimped connection without causing the crimp contact to tear circumferentially.
Bei dem metallischen Rohling kann es sich um abgelängtes Stangen- oder Drahtmaterial handeln.The metallic blank may be cut to length rod or wire material.
Die Öffnung zum Einführen eines Leiterendes kann durch zerspanende Bearbeitung, insbesondere Drehen und/oder Bohren hergestellt werden.The opening for insertion of a conductor end can be produced by machining, in particular turning and / or drilling.
Ein die Öffnung umfangsseitig begrenzender Wandungsabschnitt des Crimpkontakts kann als kreiszylindrischer Hülsenabschnitt bzw. nach Art eines kreisrunden Rohrabschnitts hergestellt werden.A wall section of the crimp contact which delimits the opening on the circumference can be produced as a circular-cylindrical sleeve section or in the manner of a circular pipe section.
Eine Wandung des Crimpkontakts kann eine Querbohrung zur Sichtkontrolle der Crimpverbindung aufweisen. Weiter dient die Querbohrung als Durchflussöffnung beim Galvanisieren des Crimpkontakts. A wall of the crimp contact may have a transverse bore for visual inspection of the crimped connection. Furthermore, the transverse bore serves as a flow opening during galvanization of the crimp contact.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden während der Drehbearbeitung von dem metallischen Rohling abgelöste Späne mithilfe des Drehwerkzeugs gebrochen und/oder geführt, wobei eine Spanfläche des Drehwerkzeugs mindestens eine Einsenkung und/oder mindestens eine Erhebung zum Brechen und/oder Führen eines von dem metallischen Rohling abgelösten Spans hat. So kann die Entstehung von Wickelspänen während der Drehbearbeitung vermieden werden.According to a further embodiment of the method, shavings detached from the metallic blank are broken and / or guided by means of the turning tool during turning, wherein a rake face of the turning tool has at least one depression and / or at least one elevation for breaking and / or guiding one of the metallic blank detached Span has. Thus, the formation of winding chips during turning can be avoided.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens weist der Messingwerkstoff CuZn40 weniger als 0,1 Gew.-% Blei (Pb) auf. Es kann daher ein im Wesentlichen bleifreier Werkstoff mit weniger als 0,1 Gew.-% Blei (Pb), verwendet werden, dessen Bleigehalt unterhalb des als gesundheitsschädlich geltenden Werts liegt.According to a further embodiment of the method, the brass material CuZn40 less than 0.1 wt .-% lead (Pb) on. It is therefore possible to use a substantially lead-free material with less than 0.1% by weight of lead (Pb), the lead content of which is below the value considered to be harmful to health.
Es kann vorgesehen sein, dass der Messingwerkstoff ein α-Gefüge mit β-Ausscheidungen aufweist. So kann durch das α-Gefüge mit β-Ausscheidungen ein für einen Crimpkontakt geeigneter Kompromiss zwischen dem erforderlichen Umformvermögen und der Zerspanbarkeit des Werkstoffs erreicht werden.It can be provided that the brass material has an α-structure with β-precipitates. Thus, the α-microstructure with β-precipitates can be used to achieve a compromise between the required forming capability and the machinability of the material that is suitable for a crimp contact.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer elektromechanischen Crimpverbindung, mit den Verfahrensschritten:
- - Bereitstellen eines Crimpkontakts, wobei der Crimpkontakt nach dem voranstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist;
- - Einführen eines zu verpressenden Leiterendes in die Öffnung;
- - Verpressen des Crimpkontakts mit dem Leiterende durch Kaltumformen des Crimpkontakts mithilfe eines Crimpwerkzeugs.
- - Providing a crimp contact, wherein the crimp contact has been prepared by the above-described method according to the invention;
- Inserting a conductor end to be pressed into the opening;
- - Pressing the crimp contact with the conductor end by cold forming the crimp contact using a crimping tool.
Somit kann in zuverlässiger Weise eine Crimpverbindung hergestellt werden, ohne dass es zu einem Aufreißen des Crimpkontakts kommt.Thus, a crimped connection can be reliably produced without causing the crimping contact to rupture.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Querschnittsfläche eines Leiterendes durch das Verpressen um wenigstens 10%, insbesondere wenigstens 20%, reduziert wird. So kann eine zuverlässige elektromechanische Verbindung zwischen dem Leiterende eines Litzenleiters und dem Crimpkontakt gebildet werden.According to a further embodiment of the method, it is provided that a cross-sectional area of a conductor end is reduced by the pressing by at least 10%, in particular at least 20%. Thus, a reliable electromechanical connection between the conductor end of a stranded conductor and the crimp contact can be formed.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine minimale Wandstärke des Crimpkontakts nach dem Verpressen mindestens der Hälfte der Wandstärke vor dem Verpressen entspricht. Der Werkstoff ist demnach derart duktil, dass auch kleine Leiterquerschnitte zuverlässig verpresst werden können.Alternatively or additionally, it can be provided that a minimum wall thickness of the crimp contact after pressing corresponds to at least half the wall thickness before pressing. The material is therefore so ductile that even small conductor cross-sections can be pressed reliably.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass ein Verpressen des Crimpkontakts zu einem Vierkantcrimp erfolgt. So können eine symmetrische Verformung des Crimpkontakts und ein symmetrisches, mehrseitiges Verpressen eines Litzenpakets eines zu verpressenden Leiterendes erreicht werden.Alternatively or additionally, it may be provided that pressing of the crimp contact into a square crimp takes place. Thus, a symmetrical deformation of the crimp contact and a symmetrical, multi-sided pressing of a strand package of a conductor end to be pressed can be achieved.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können nach einer weiteren Ausgestaltung auch kleine Leiterquerschnitte zuverlässig verpresst werden, wobei das zu verpressende Leiterende einen Leiterquerschnitt in einem Bereich von 0,25 mm2 bis 1 mm2 aufweist.With the method according to the invention, according to a further embodiment, even small conductor cross sections can be reliably pressed, wherein the conductor end to be pressed has a conductor cross section in a range of 0.25 mm 2 to 1 mm 2 .
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung einen Crimpkontakt,
- - mit einer Öffnung zum Einführen eines zu verpressenden Leiterendes,
- - und mit einem der Öffnung abgewandten Anschlussbereich,
- - wobei der Crimpkontakt aus einem Messingwerkstoff CuZn40 besteht, wobei der Messingwerkstoff
- - 59,5 - 61,5 Gew.-% Kupfer (Cu),
- -
bis zu 0,2 Gew.-% Eisen (Fe), - - bis zu 0,1 Gew.-% Blei (Pb),
- - bis zu 0,05 Gew.-% Aluminium (Al),
- - bis zu 0,3 Gew.-% Nickel (Ni)
- -
bis zu 0,2 Gew.-% Zinn (Sn), - -
bis zu 0,2 Gew.-% sonstige Bestandteile, - - und als Rest Zink
- with an opening for insertion of a conductor end to be pressed,
- and with a connecting region facing away from the opening,
- - The crimp contact consists of a brass material CuZn40, wherein the brass material
- - 59.5 - 61.5 wt .-% copper (Cu),
- up to 0.2% by weight of iron (Fe),
- up to 0.1% by weight of lead (Pb),
- up to 0.05% by weight of aluminum (Al),
- up to 0.3% by weight of nickel (Ni)
- up to 0.2% by weight of tin (Sn),
- - up to 0,2% by weight of other ingredients,
- - and the remainder zinc
Untersuchungen haben gezeigt, dass der Messingwerkstoff CuZn40 für die Herstellung und bestimmungsgemäße Verwendung eines Crimpkontakts geeignet ist. So kann der Werkstoff zur Herstellung des Crimpkontakts zerspant werden und lässt sich in zuverlässiger Weise zum Ausbilden einer elektromechanischen Crimpverbindung kaltumformen, ohne dass es zu einem umfangsseitigen Aufreißen des Crimpkontakts kommt.Investigations have shown that the brass material CuZn40 is suitable for the production and intended use of a crimp contact. Thus, the material for machining the crimp contact can be machined and reliably cold-formed to form an electromechanical crimped connection without causing the crimp contact to tear circumferentially.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Crimpkontakts ist vorgesehen, dass der Messingwerkstoff CuZn40 weniger als 0,1 Gew.-% Blei (Pb), aufweist. Es kann daher ein im Wesentlichen bleifreier Werkstoff mit weniger als 0,1 Gew.-% Blei (Pb), verwendet werden, dessen Bleigehalt unterhalb des als gesundheitsschädlich geltenden Werts liegt.According to a further embodiment of the crimp contact is provided that the Brass material CuZn40 less than 0.1 wt.% Lead (Pb). It is therefore possible to use a substantially lead-free material with less than 0.1% by weight of lead (Pb), the lead content of which is below the value considered to be harmful to health.
Eine weitere Ausgestaltung des Crimpkontakts zeichnet sich dadurch aus, dass der Crimpkontakt zum Herstellen einer elektromechanischen Verbindung mit einem Leiter eingerichtet ist, der einen Leiterquerschnitt in einem Bereich von 0,25 mm2 bis 1 mm2 aufweist, wobei eine die Öffnung zum Einführen eines Leiterendes begrenzende Wandung derart eingerichtet ist, dass eine minimale Wandstärke der Wandung nach dem Verpressen mindestens der Hälfte der Wandstärke vor dem Verpressen entspricht und dass der Leiterquerschnitt durch das Verpressen um wenigstens 10%, insbesondere wenigstens 20%, reduziert wird.A further embodiment of the crimp contact is characterized in that the crimp contact is adapted for establishing an electromechanical connection with a conductor having a conductor cross-section in a range of 0.25 mm 2 to 1 mm 2 , one opening for insertion of a conductor end limiting wall is set up such that a minimum wall thickness of the wall after pressing at least half of the wall thickness before pressing corresponds and that the conductor cross-section is reduced by the pressing by at least 10%, in particular at least 20%.
Gemäß alternativer Ausgestaltungen des Crimpkontakts kann vorgesehen sein, dass der Crimpkontakt zum Herstellen einer elektromechanischen Verbindung mit einem Leiter eingerichtet ist, der einen Leiterquerschnitt in einem der Bereiche von 10 mm2 bis 6 mm2, 6 mm2 bis 4 mm2, 4 mm2 bis 2,5 mm2, 2,5 mm2 bis 1 mm2, 1 mm2 bis 0,14 mm2, 0,5 mm2 bis 0,14 mm2 oder 0,34 mm2 bis 0,08 mm2 aufweist.According to alternative embodiments of the crimp contact it can be provided that the crimp contact for establishing an electromechanical connection is arranged with a conductor having a conductor cross section in one of the areas of 10 mm 2 to 6 mm 2 , 6 mm 2 to 4 mm 2 , 4 mm 2 to 2.5 mm 2 , 2.5 mm 2 to 1 mm 2 , 1 mm 2 to 0.14 mm 2 , 0.5 mm 2 to 0.14 mm 2 or 0.34 mm 2 to 0.08 mm 2 having.
Ein die Öffnung umfangsseitig begrenzender Wandungsabschnitt des Crimpkontakts kann als kreiszylindrischer Hülsenabschnitt bzw. nach Art eines kreisrunden Rohrabschnitts hergestellt werden.A wall section of the crimp contact which delimits the opening on the circumference can be produced as a circular-cylindrical sleeve section or in the manner of a circular pipe section.
Der der Öffnung abgewandte Anschlussbereich des Crimpkontakts kann als Buchsenkontakt ausgeführt sein. Alternativ kann der der Öffnung abgewandte Anschlussbereich des Crimpkontakts als Stiftkontakt oder Einlötkontakt ausgeführt sein.The terminal region of the crimp contact remote from the opening can be designed as a socket contact. Alternatively, the connection region of the crimp contact remote from the opening can be designed as a pin contact or a solder contact.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 einen erfindungsgemäßen Crimpkontakt in einer perspektivischen Ansicht; -
2 einen weiteren erfindungsgemäßen Crimpkontakt in einer Schnittdarstellung; -
3 einen weiteren erfindungsgemäßen Crimpkontakt in einer perspektivischen Ansicht; -
4 eine Crimpverbindung in einer Schnittdarstellung.
-
1 a crimp contact according to the invention in a perspective view; -
2 another crimp contact according to the invention in a sectional view; -
3 another crimp contact according to the invention in a perspective view; -
4 a crimp connection in a sectional view.
Der Crimpkontakt
- - 59,5 - 61,5 Gew.-% Kupfer (Cu),
- -
bis zu 0,2 Gew.-% Eisen (Fe), - - bis zu 0,1 Gew.-% Blei (Pb),
- - bis zu 0,05 Gew.-% Aluminium (Al),
- - bis zu 0,3 Gew.-% Nickel (Ni)
- -
bis zu 0,2 Gew.-% Zinn (Sn), - -
bis zu 0,2 Gew.-% sonstige Bestandteile, - - und als Rest Zink
- - 59.5 - 61.5 wt .-% copper (Cu),
- up to 0.2% by weight of iron (Fe),
- up to 0.1% by weight of lead (Pb),
- up to 0.05% by weight of aluminum (Al),
- up to 0.3% by weight of nickel (Ni)
- up to 0.2% by weight of tin (Sn),
- - up to 0,2% by weight of other ingredients,
- - and the remainder zinc
Ein die Öffnung
Der Crimpkontakt
Der Crimpkontakt
Eine minimale Wandstärke
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Crimpkontaktcrimp contact
- 44
- Öffnungopening
- 66
- Anschlussbereich / BuchsenkontaktConnection area / socket contact
- 88th
- Wandung / RohrabschnittWall / pipe section
- 99
- Mantelflächelateral surface
- 1010
- Crimpkontaktcrimp contact
- 1212
- Crimpkontaktcrimp contact
- 1414
- Anschlussbereich / Stiftkontakt / EinlötkontaktConnection area / pin contact / solder contact
- 1616
- Litzenleiter / LeiterendeStranded conductor / conductor end
- d0d0
- Wandstärke unverpresstWall thickness unpressed
- d1d1
- Wandstärke verpresstWall thickness pressed
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018100440.0A DE102018100440A1 (en) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | A method of making a cold-formable crimp contact, method of making an electro-mechanical crimp connection and crimp contact |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018100440.0A DE102018100440A1 (en) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | A method of making a cold-formable crimp contact, method of making an electro-mechanical crimp connection and crimp contact |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018100440A1 true DE102018100440A1 (en) | 2019-07-11 |
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ID=66995476
Family Applications (1)
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DE102018100440.0A Pending DE102018100440A1 (en) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | A method of making a cold-formable crimp contact, method of making an electro-mechanical crimp connection and crimp contact |
Country Status (1)
Country | Link |
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