DE1440860A1 - Verbund-Metallstreifen aus unterschiedlichen Legierungen fuer elektrische Verbindungsteile - Google Patents

Verbund-Metallstreifen aus unterschiedlichen Legierungen fuer elektrische Verbindungsteile

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DE1440860A1 DE19631440860 DE1440860A DE1440860A1 DE 1440860 A1 DE1440860 A1 DE 1440860A1 DE 19631440860 DE19631440860 DE 19631440860 DE 1440860 A DE1440860 A DE 1440860A DE 1440860 A1 DE1440860 A1 DE 1440860A1
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Description

  • Verbund-.uetallstreifen aus unterschiedlichen Legierungen für elektrische Verbindungsteile Die .#'rfinaunö betrifft Metallstreifen aus unterschiedlich elektrisch leitfähigen Legierungen, die miteinander verbunden koplanar, benachbarte beitenkanten aufweisen. Die :rfindung betrifft inebeeondere derartige .;treffen aus elektrisch leitfähigen Legierungen auf Kupfergrunalage, von denen eine Beryllium enthält. Erfindungsgemäß wird ein Streifenkörper aus wenigstens einem Paar elektrisch leitfähiger 'bitreifen in Vorschlag gebracht, deren benachbarte Kanten direkt miteinander aufgrund des Inanderdringens des ätreif enmetalls verbunden sind, wobei die Verbindungsstelle4rei von jeglichen Fremdstoffen als Bindematerial sind x sowie die Durchdrin-;ungszone der Legierungen der zwei Streifen an deren Verbindungsstelle, im wesentlichen auf eine Ebene begrenzt ist, die durch die ursprü.nglieh angrenzenden atreifenkanten definiert ist.
  • Lrfin,lungsgemäß wird inebesondere ein derartiger Streifen in Vor$ohlag gebracht, bei dem ein Streifen eine Legierung auf Kupfergrundlage ist, die LQryllium enthält, und der andere Streifen eine hierzu unterechiedliche Legierung auf Kupfergrundlage, wie ktessing, Kupferbronze oder Nickel-ailber tot und kein Beryllium enthält. ,
    Im Rahmen der Erfindung werd weiterhin ein Legierungsstreifen vorge-
    schlagen, bei dem die Verbindungsstelle kaltgewalzt und außerordent-
    lich gut ist, so daß ein Zerbrechen verhindert wird und dieselbe
    praktis ah. frei von Unregelmäßigkeiten ist.
    Erfindungsgemäß wird insbesondere eine elektrische Verbindung ih Vor-
    schlag gebracht, die aus zwei Teilen aus unterschiedlichen Legierungen
    dergestalt besteht, daß ein Teil physikalische Eigensehaften.aqfweist,
    durch die eine besondere Zweckmäßigkeit fü.r eine bleibende Verbis3dung
    mit einem e lektrischen Leiter erzielt wird, sowie' Glas andere Teil
    hierzu unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweist, wodurch
    demselben besonders zweckmäßige Eigenschaften für federnde, leicht
    lösbare und anschließbare elektrische Verbindungen vermittelt werden.
    Die Erfindung wird im folgenden belspielsweise unter Bezugnahme auf- die
    beigefügten Zeichnungen erläutert: ._ " - -
    fig. 1 ist eine Draufsicht auf einem aus mehreren Metallen be=tehenbn
    erfindungsgemäßen Streifen, der unterschiedliche legerungejq;-au-fweist.
    Weiterhin zeigt diese Figur gestrichelt-punktiert- eingezeichnet üie
    hieraus ein Rohling für ein elektrisches Verbindungsteil- her @estel.lt
    werden kann.
    --
    Fig. 2 ist ein Querschnitt ass Streifens nach der. Fig.:=l -l.rgs@ Üer:
    Linie 2-2 der I'iga 1. - - - . .-.. .d--. -
    Fig. 3 ist ein Vorderaufriß des fertigem _Verbindtzngstele:,'.dasaus .
    dem geatricheltmpunktierten Rohling nach der, e
    Fig. 4 zeig ü eine Endansicht von links des in d er . Fg. -3'eigten
    elektrischen Verbindungsteile längs der Linie ¢-4 derselben .
    Der hier angewandte Ausdruck "Metallstreifen-" schließt eine 'hietall- .
    legierung in form einer dünnen Platte, Otreifen und Blechs ein. -
    Bei den bisherigen Versuchen auf dem einschlägigen Gebiet derartige Metelletreifen herzustellen, haben sich Schwierigkeiten dahingehend -.-ergeben, daß während des Verschmelzene der zwei verschiedenen Legierungen dieselben dazu neigen jsich so zu vermischen, daß nicht einwandfreie und unregelmäßige Verechweipungeetellen auftreten. Weiterhin schwankt auch die Breite der dDurchdringungezone der Legierungen in der Bindung erheblich und nicht vorauueehbar und ist größer als dies für viele industrielle Anwendungszwecke notwendig ist, Bisher sind Verbindung®teile mit einem Zapfenteil für die bleibende Verbindung mit einem Leiter und einem Buehsenteil für die lösbare Aufnahme einer Leiterzunge allgemein angewandt worden, wobei man die Streifen zum Herstellen derartiger Verbindungsteile vorzugsweise aus Berylliuu@Kupferlegierungen herstellte, da derartige Legierungen zweakmä.ßige Eigenschaften, wie geringe Ermüdung, federnde Eigenschaft, Stabilität bezüglich der Abmessungen und Umrißform sowie IAbriebfestigkeit besitzen.Die ,Anwendung von derartigen BerylliumäKupferlegierungen ergab jedoch Probleme, da die Zapfenteile, an denen die elektrischen Leiter befestigt werden, nicht für die Befestigung der elektrischen Leiterteile umgebogen werden können, wenn die Legierung die gewUnschten Eigenschaften an dem Bueheenteil für die federnde Halterung eines Zungenteils aee elektrischen Leiters aufweist. Um das Verbindungsteil schmiegsam und biegsam zu machen, wurde das Zapfenteil einer.Ylärmebehandlang unterworfen. Die Wärmebehandlung konnte jedoch nicht auf das Zapfenteil begrenzt werden, und zwar insbesondere dort, wo das Ver= ,bindungeteil eine sehr geringe Größe für die Anwendung in Miniatur-Schaltkreisen aufweist. Die Wärmebehandlung beeinflußt nachteilig die .Sigenecheften des Buchsen teils, wodurch die gesamte Leistungefähiglst.t und.Qualität des Endproduktes verringert wird. Eine Auweichmöglichkeit bezüglich der Anwendung von Beryllium Kupfer-Legierungen besteht darin, die oben angegebenen Schwierigkeiten dadurel .zu überwinden, daß der gesamte elektrische Leiter aus einem anderen elektrisch leitfähigen Material gefertigt wird, das sich leicht biegen läßt, wie es z.B. Messing darstellt. Obgleich durch die Anwendung von Messing die Verwendung von Beryllium-Kupferlegierungen vermieden wird, weisen doch die so hergestellten Verbindungsteile nicht vieleder zweckmäßigen Eigenschaften auf, so daß sich irrobleme bezüglich . eines häufigen Ersatzes, nicht genauen Arbeitens und verringerter Zeitfähigkeit ergeben.
  • Erfindungsgemäß verfährt man dergestalt, d.aß ein-länglicher Streifen aus einer Beryllium-Kupferlegierung und ein länglicher Streifen aus einer Legierung auf Kupfergrundlage,die aus der Gruppe bestehend aus Messing, fhosphorbron ze und Nickel-Silber ausgewählt isti so verarbeitet wird, daß deren benachbarte seitliche Kanten angrenzend n einander angeordnet und miteinander dadurch verbunden werden,- deß sieh. die Metalle unter Ausbilden einer schmalen Bindung und einer Durchdringungszone durehdringen, die praktisch auf-die Ebene der ursprünglichen Kanten begrenzt ist, wobei die Verbindungsstelle praktisch frs von Fremdmetall ist.
  • Die Breite der-Bindung in der Schmelzzone kann sich auf etwa 0,127 mm belaufen, ,die bisher nicht erreicht werden konnte. Tatsächlich kann dich die Breite auf einen Bereich von etwa 0,076 bis etwa 0,76 mm belaufen-.
  • Beide Streifen sind elektrisch-leitfähig, wobei der eine duktil ist . und sich leicht für eine bleibende Verbindung verformen läßt. Der andere Streifen weist bessere Ermüdungseigenschaften, Stabilität be-@ züglich der Abmessungen und Umrißform, Abriebteetigkeit -und federnde Eigenschaft als der andere Streifen auf und ist somit für eine lösbare 'Verbindung zweckmäßig. Die zwei Streifen werden:-miteinander an deren
    seitlichen Kenten vermittle lichtbogenverschweißung vei#miitele`Wolf-
    ram in e irrem -inerten Gas verbunden, wobei die zugeführte elektrische
    J#aergie genau.geeteuert und gleichzeitig eine genaue Relativbewegung
    des Lichtbogens und des Streifens endseitig zu den Streifen erfolgt,
    wodurch man aufgrund der -gegenseitigen Durchdringung der Legierungen der Streifen eine Verbindung erhält, die frei von-Fremdstoffen als Bindungs.ma,terialien ist. Die Durchdringungszone ist seitlich zu dem Streifen praktisch in der ebene der ursprünglichen Kanten begrenzt, und -die Verbindungsstelle weist praktisch keine Unregelmäßigkeiten auf. Die verbundenen Streifen werden sodann endseitig zu der Verbinduni unter Druck kaltgewalzt, wodurch die Dicke der verbundenen Streifen an der Verbindungsstelle verringert wird. täan erhält so einen länglichen, an den Kanten verbundenen, aus mehreren Metallen bestehenden Streifen, der unterschiedliche Legierungen enthält.
    Die.,erfinduägsg_emäßen ketallstreifen sind insbesondere für die Arten
    elektrischer Verbindungstelle geeignet, die in miniaturisierten ichaltkreisen Anwendun& Zienden, .wie Verbindungsfassungen, knschlußklemmen, Zungen, Zapfen .und. Zontakte, wo ein Streifen des Metalls die Buchse und der andere Streifen die Zunge bildet.
  • Da folgenden sind die Prüfergebnisse von Verbindungsteilen aufgezeigt, die -in der erfindungsgemäßen Weise aus -3eryllium Kupfer und Messing hergestellt Bind. ` .
    Zerreißfestigkeit Härten
    kgf am3
    Wärmebehandlung Wärmebehandlung
    vor nach vor _ nach
    Berylliuaikupfer 6280 12950 15 T88.5 15N-79
    Lessing 3640 3640 15 T 81 15T-81
    Die Prüfungen bezüglich der Orreißfestigkeit werden ebenfalls parallel zu der Verbindungsstelle vor und nach der Wärmebehandlung aufgefiuirt,. In., beiden Fällen tritt eine Zerstörung in deal Messirre. biet und nicht an! der Verbindungsstelle ein. 1
    Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist dort ein länglicher, aus mehreren
    Metallen bestehender Verbundstreuen 1, bei dem die Verbindung Über,
    die Kanten erfolgt, aus unterschiedlichen Metall-Legierungen gezeigt.
    Ein Teil 2 besteht vorzugsweise aus einem .Metall, das aus der Klasse,
    bestehend aus iviessing, Phosphorbränze und Nickel-Silber ausgewählt.
    ist Lind das praktisch kein Beryllium enthält. Das Teil 2 ist welch
    und duiaktil und läßt. sich ausgezeichnet verjaiegen. Das andere Teil 3
    besteht aus einer elektrisch leitfähigen Legierung, in Form eines
    Bleches, wobei vorzugsweise eine Legierung auf Kupfergrundlage ange-
    wandt wird, die Beryllium enthält. Die zwei Teile 2 und 3 sind ge-
    hen- -
    trennt/gestellte und gewalzte Legerähgsstreifen, die an ihren be-
    naehbarteA seitlichen Kanten vermittels des Durohdringens der Legferun-
    gen der zwei Streifen in schmälen Durch:drngungszonen, wie dür»ch Idas
    Beaugszeiehen ¢ angezeigt, verbunden sind. Diese -Durch-dringungszöne
    ist praktisch auf die Ebene der ursprünglichen Streifeb begrenzt, die
    die Teile 2 und 3 bilden.
    Die Verbindung wird durch Bogenverschweißen erzielt und die erreichte
    Verbindung ist frei -von Fremdstoffen- als Bindungsmaterialien.
    Der erhaltene Verbundstreifen wird einschließlich der Verbindungs-
    stelle als eine Einheit kaltgewalzt"
    Das Bogenverschweißen wird vermittels einer WolfratirBogenversehw-eiß-
    ausriistung und. Verfahrensweisen durchgeführt, -wobei die .Elektrode -<und
    die -sich unter Bearbeitung befindende Schweißstelle vermittels eines
    inerten Gases geschützt werden. Während des Verschweilkns .wird- die zu-
    geführte Strommenge, die Blektrodenlage, die Streifenlage und Zage
    der Verbindungestelle genau gesteuert. Es erfolgt eine genaue Steue-
    rung der zugeführten Strommenge dergestalt, daß eine nicht größere
    Abweichung als 0,10J4 von dem vorgewählten Wert einritt.
    Die Erfindung wifd anhand einer Reihe von Ausführungsbeispiielen bei-'
    spi-elsweise ,erläutert.
    $in. Spiralstreifen aus Messing mtt einer Dicke von 1927 mm und eiher
    Länge von 76,2 m und ein Streiden aua einer Beryllium-Kupferlegierung
    ..mit einer Dicke von 1,27 mm und einer Länge von `j6,2 m werden in
    ' enger Kantenseitenberührung gehalten, wobei deren angrenzenden Kanten
    über eine stationäre und in inertem Gas gehaltene Wolframechweiß-
    elektrode mit einer »Geschwindigkeit von 1,52 bis 1,83 mm/min. bei
    130 A ,geführt, wobei die Stromstärke eo gesteuert wird, daß die
    Strom$tärkeschwankungen sich auf weniger als 0,1der Einstellung
    belaufen, .
    Beisi2 , 2
    Es wird ein Bronzestreifen mit einer Länge von 6,1 m und einer Dicke
    von.l, 27 , mm sowie ein Streifen aus einer Be:Pyllium-Kupferlegierung .
    mit einer Länge von 1, 8]k ' m. und einer Dicke von 1,27 mm vermittels des
    'Verfahren s nach dem Beiepiell mit der Ausnahme vereinigt, daß die
    Streifen über die Elektrode mit einer Geschwindigkeit von 1,22 *m/min.
    geführt wer-den und man bei einer Stromstärke von 95 arbeitet.
    Beispiel 3
    --Zu werden Metal.letreifen aus Nickel-Silber und Beryllium-Kupferlegie-
    rung mit-einer Dicke von 1927 mm und einer Länge von 4957 m nach dem
    Verfahren des Beispiels 1 mit der Ausnahme vereinigt, daß die Streifen
    über die Elektrode äit einer Geschwindigkeit von 1) 22 m/min, geführt
    werden und man mit einer Stromstärke über 100 arbeitet.
    Be spiel 4
    'Streifen aus Messing und Beryllium-Kupferlegierung mit einer Dicke
    von l,27 mm und einer Länge von 15,24 m btw. 76,2 m werden nach der
    -Verfahrensweise de® Beispiele 1 mit der Ausnahme vereinigt, daß die
    _Otreifen stationär gehalten und die Schweißelektrode über dieselben
    an der Kantenstoßstelle mit einer Geschwindigkeit von 1,22 m und
    0,a1 m/min.@ mit`S.trefetärken von 95 und 80 geführt wird.
    Bei allen obigen Lusführ ungsbeispielen werden die verbundenen iLetall
    streifen als eine yinheit einschließlich der Verbindung, auf, eine
    Dicke von 0,815 mm kaltgewalzt.
    Die mit den -rüfs tizcken durchgeführten Untersuchungen auf die Zer-
    reißfestigksit zeigen, daß die vereinigten 2treifen keine Zerstörung
    an der Verbindungsstelle orfahren.
    Für das `feil 33 dem Verbundstreifens 'können verschiedene Beryllitam=
    huparlegierur`setreifen :unter ddr Voraussethung angevvrndt werden,
    da(3 dieselben die gewünschten physikali chen -gigenschaften ür das
    daraus hergestellte Bauteil aufweisen.
    Unter Bezugnahm.e auf die 1g. 3 ist hier ein elektrisches Verbindungs-
    teil 5 gezeigt, das aus dem erfindungsgemäßen Grundstreifen gefertigt
    worden ist. Der ßohling für das Verbindungsteil ist bei 5a in der
    £ige .1 angezeigt und wird aus dem ätreifen 1 vermittels eines Heraus-
    sIanzens heräusgeschni tten - und sodann verförmt. Das erhaltene Verbn-
    dungsteil weist einen Zapfen E auf, der zu dem Teil 2 des Streifens
    gehört.und somit ausreichend weich und duktil für ein Verbiegen-unä.
    einen Leier oder dglo Gegenstand ist, .ist jedoch ausreichend mecha-
    nisch fest, um in seinem umgebogenen Zustand .zu verbleiben. Das Ver-
    bindungsteil weist eine Buchse 7 auf, die zu dem Teil 3 des Urreifens
    1 gehört uneausr.eiohende mechanische Festigkeit und federnde Eigen-
    schaft- aufweist, so daß man die gewüxisclite größtmögliche federnde
    ..igenschaft erzielt, wodurch die Buchse federnd eine darin eingeiühr-
    -te Zange ergreifen kann..
    17e1 Verbundstreifen kann für die Ausbildung anderer Gegenstände ange-
    wandt werden, in dem de doppelte,ri: Eigenschaften angestrebt werden.
    -Erfindungsgemäß ergibt sich gegenUber dem Otand der Technik ein
    dahingehend, daß zum ersten Mal die 2igenschaften vors zwei
    "lvletalen in einem einheitlichen Verbundstreifen- kombiniert werden,
    sowie 2robleme in dararigen lrodukten gelöst werden, de unter-
    schiedliche Jerte für die hQ;jtigkeit,Härte, veformieruarkeit und
    federnde .LG.igenschaft erfordern.

Claims (1)

  1. y @'`t1@C.t1t@.@iS J@r1:7:G@1 1o - Vexblm(1-tie`t@llls-trei.fen aus unter:;3Chiedlichen Legeru ur _ . claktr,3c;he in 1!'orm eines i'aares h@etall-Leeruxlgs= :3tr@,ii'e:@3,- dadurch @ g e 1-1 e n n z e- i- c 11 n. e -t , (_iap .ein er ster tr^i@@:n elektrisch letf zig und leicht deformierbar- sovdie in der Zage - ist, im deförmi=c-ten Zustand zu verbleiben, ein zweiLsr Utreifen federnd uni elektrisch leitfähig ist, sowie gute .@@rtnüdtugseineia;fer1 b-tabil.tät bezüglich der Dimensionen und Umrßforrn und hohe Abrieb- . ' festigkeit aufweist, jede dieser i#igenschafAen besser als däejengen- des ersten treifens ist, das Otrefen paar benachbarte Kanten ko@lgnar - . und gegeneirianderliegend üb er deren Länge und ä irekt rüite@@narider . d&- . _ durch verbunden aufweist, aaß eine Jurchdringung der Metall-Legier unSen der ü treifen so erfols;t,- daß die Verbindungsstelle praktisch frei-von '1.@'remds offen yls :dridu@gsmaterzalien i,.s@@ -_ 2der.@indwea-llst'eif nAeh Anspruch: dadurch g 0 It. e n .b ier le,. , e `. .. er Zwei geln, ## derenre ral.s . @` de .,ben 1;rer@d dtrci -:rü.nah.ninunde_rgre.nenc@erl käüten :- b 4,4 k s 3" 1@ .r e. Z %31 0 -tte--0' c t erb '-l sre@i ` nach: et@el e @` cm: .der voran -ee@1°t -en AnsP. r liehe= @. däurc - 0n Ja - z $:...;e h.'.@i. e t .daß der zweite- Streifen eine Deryllium enthe(ltenäe Legierung Eiur l','Ixp:3rgrundlage -i'ot, 5, Yerbund;#*etellatreifen`-bach Ansprüchen- 1 - :4, dadurch @; @, 1c e x@t o e J. o h- n -e 1 dzß die Duxchdringungszone linear und graklisch frei v'bh Unreäelmäßigkeiten,
    ('o nach irgendeine& clei° voran,ehende i:iispr iieh(@,, dadurch g e h e n n z e i c .i .n e t , daß beide ;i-L_r-ifen des ütrei#- 'fenj>@iares I egiez ungen auf hiil)7f(;ygrundlage sind, einer der Utreifen 3eryl-i i-xm unc1 der andere kein Beryllium enthält. 7o V.@-nb(ind-i,üstallstreifeil naeli irgendeinem der vorangehenden jinsprüche, dadurch; e h e 11 n z e i c 1i n e t , daß einer der Otreifen eine Legierung auf Kupfergrundlage istdie Beryllium enthält rund der andere J Greifen eine :@etall-legierung darstellt, die aus der Gruppe, bestehend- aus iuessng, rho-sphorbronze und Nickel-;,ilber ausgewählt ist, 8. Vzrbund-1,_etallstreilen nac;W irgendeiner. der voranZelienden Lirisliri.icho; dadurch, g e k n n n z c: i c h n e t , daß die itreifen und deren ge- meinsame Bindung kaltgewalzt .sind. 9o Verbund-i@Ietallstreifen nhch irgendeinem der vorangehenden .&nsl)rüche, dadurch g e k e; n n z (: i c h n e t , daß das Otreifenmetallteil fü:r, eine Verbindung w1; einem elektrischem Leiter durch bleibende deformatiön dos i'eils-an;epaßt ist, unti (las zweite Strefeniuetalltel :federnde i'ingi:r aufweist, die für die °Iiuinahrtie eines Verbindungsteile zwiuehen denselben angepaßt und für den eingriff reit dem elektrischen Verbindungsteil unter naehgetiendeui -Drück vorgesehen ist, die `eile mit ihren benachbarten, angrenzenden ;treifenkanten aneinander durch (las L.etall der 'eile vE-3rbunden sind.
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WO2012123195A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-20 Robert Bosch Gmbh Kontaktelement und verfahren zu dessen herstellung
DE102021211027B3 (de) 2021-09-30 2023-02-02 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Steckverbinder
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