DK149379B - Elektrisk ledende samling - Google Patents

Description

i U9379 o

Den foreliggende opfindelse angår en elektrisk ledende samling med i det mindste ét forbindelsesorgan med et par tænder, som afgrænser en spalte, der slutter i en bund, til optagelse af en elektrisk leder, hvor forbindel-5 sesorganet er placeret i et dielektrisk hus, idet tænderne og især spalten mellem tænderne er beliggende i en kanal, som er tilvejebragt mellem det dielektriske hus og det dertil knyttede dielektriske dække eller låg, hvilken kanal kan optage den elektriske ledei-, idet bunden af spalten mellem 10 tænderne er placeret således i forhold til kanalen, at den elektriske leder er i forbindelse med spaltens bund.

En samling af denne art er offentliggjort i US--patentskrift nr. 3.820.058. Denne kendte samling af gennemtrængningstypen for et fladkabel er tilvejebragt med en 15 krop og et par forbindelsestænder, som stikker ud fra kroppen med en udskæring mellem tænderne. Tænderne, som er indbyrdes sideværts divergerende, har isolations-gennemtræn-gende spidser i deres frie ender, og i mellemrummet mellem tænderne er der på de indadvendende flader af tænderne ud-20 formet hjørner, der kommer i berøring med lederen. Ved tilslutningen kommer hjørnerne i indgreb med lederen og danner derved en mekanisk forbindelse mellem stikket og lederen.

Til denne kendte samling er knyttet den ulempe, at opbygningen viser sig at få forøget kontaktmodstand under ekstre-25 me driftsforhold.

Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe en forbedret elektrisk ledende samling af gennemtrængnings-typen, hvormed på sikker og hurtig vis kan tilvejebringes forbindelse med et antal ledere i eksempelvis et fladkabel, 30 idet de således tilvejebragte forbindelser har en lav kontaktmodstand under alle arbejdsforhold.

Det angivne formål opnås med en elektrisk ledende samling af den indledningsvis omhandlede art, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved den i krav l's kendetegnende 35 del angivne udformning.

Ifølge den foreliggende opfindelse opnås formålet

O

149379 2 ved, at bunden af spalten mellem tænderne er placeret i et andet niveau end aksen i den tidligere nævnte kanal, hvorved lederen trækkes ud i en løkke derover og bøjes tilbage mod sig selv, idet der frembringes en bugt over bunden af 5 spalten mellem tænderne, hvor bunden ligger i en sådan afstand fra kanalens akse, at løkken er mindst en ledertykkelse høj, og lederen er frilagt fra sin isolation i toppen af løkken ved tilvejebringelse af bugten, trykket mod bunden af spalten og permanent bundet til spidsen af tæn-10 derne. Eftersom lederen er ført i en løkke med en mindste størrelse, har lederen ikke alene et stort område, hvori den er i berøring med forbindelsesorganet, men lederens isolation fjernes også med sikkerhed under tilvejebringelsen af berøringen, idet løkken trækkes ud fra det gennem-15 trængte isolationsmateriale. Herudover sikrer den permanente binding over et forholdsvis stort område, at den allerede tilvejebragte forbedrede forbindelse opretholdes.

Ifølge opfindelsen må det foretrækkes, at den permanente binding er tilvejebragt ved lasersvejsning. Endnu 20 mere fordelagtig er en sammentrykning af tænderne mod hinanden, hvorved lederen fastspændes herimellem, med påfølgende binding af permanent art mellem tænderne indbyrdes οσ mellem tænderne og lederen tilvejebragt ved lasersvejsning.

25 Det skal bemærkes, at lasersvejsning er kendt teknik i tilknytning, til binding af en elektrisk ledende metalflig til en elektrisk ledende metaltråd, idet der kan henvises til US-patentskrift 3.610.874. Dette patentskrift omhandler tilvejebringelse af en forbindelse mellem en 30 metalflig og en tynd metaltråd, idet der hertil skal anvendes et meget smalt, på egnet vis fokuseret højenergibundt, hvor en laserstråle vides at være egnet.

Ved den foreliggende opfindelse er lasersvejsning især fordelagtig ved tilvejebringelse af en hurtig svejsning 35 af en række forbindelsesorganer uden risiko for en stor opvarmning af den samlede opbygning.

O

149379 3

Opfindelsen skal i det følgende nærmere forklares under henvisning til tegningerne, hvor fig. 1 i perspektiv viser en samling ifølge opfindelsen delvis i snit, før udførelse af den permanente 5 binding, fig. 2 i perspektiv viser et isolations-gennemskæ-rende forbindelsesorgan med et ben, som er anvendt i samlingen ifølge fig. 1, fig. 3 viser et snit i større målestok gennem en 10 samling af en leder og et forbindelsesorgan i samlingen ifølge fig. 1, fig. 4 viser en opstalt i større målestok af en del af den isolations-gennemskærende spids af organet ifølge fig. 2 og en leder bestående af kordeller i forbindelse 15 med denne, fig. 5 viser i perspektiv og delvis i snit en alternativ samling ifølge opfindelsen med en anden udformning af hunstikkene end ifølge fig. 1, idet stikket er vist før udførelsen af den permanente binding, 20 fig. 6 viser i perspektiv og delvis i snit en yderligere alternativ samling med en anden udformning af hunstikkene på forbindelsesorganerne, idet stikket er vist før udførelsen af den permanente binding, fig. 7-11 viser fremadskridende trin ved fremstil-25 lingen af samlingen ifølge opfindelsen, fig. 12 viser i snit et foretrukket krympningstrin ved fremstillingen af samlingen ifølge opfindelsen, fig. 13 viser i perspektiv og delvis i snit et indsætnings-værktøj, der kan anvendes ved fremstillingen 30 af samlingen, fig. 14 viser i meget stor målestok et snit gennem en del af krympe-værktøjet, der kan anvendes ved udøvelsen af det foretrukne trin ifølge fig. 12, idet værktøjet er vist i forbindelse med et forbindelsesorgan, 35 fig. 15 viser et snit i linien XV - XV ifølge fig.

1 gennem låget eller dækket for samlingen, og der ses en knivæg-struktur, der kan anvendes for ledere, som er anbragt for enden af fladkablet,

O

149379 4 fig. 16 viser i snit en alternativ udførelsesform af låget ifølge fig. 15, hvilket låg anvendes til samlinger, der er tilsluttet i en afstand fra fladkablets ender, fig. 17 viser i snit gennem et andet låg end i 5 fig. 15 og 16 viste, fig. 18 viser i perspektiv det dielektriske hus' blokdel med tænderne anbragt på plads og lederen bøjet over tændernes basis samt lasersvejsnings-trinet og den permanente binding vist efter krympning af lederen til 10 tænderne, fig. 19 viser et snit gennem en kontakt til modtagelse af et randkort anbragt i den ene ende af et par forbindelsesorganer og et par tænder i den anden ende af hvert organ i kontakt med den frilagte leder, og t5 fig. 20 viser i perspektiv et alternativt forbin delsesorgan med en hanstift i sin ene ende.

Den elektrisk ledende samling ifølge opfindelsen dannes mellem en i en isolering indesluttet elektrisk leder og en gaffelgrenet terminal med tænder i den ene (den gaf-20 felgrenede) ende og et elektrisk stik i den anden ende. Lederen formes i en bue over bunden af spalten, der defineres af tænderne. Lederen er blotlagt i buens top, og der er udført en permanent binding mellem terminalen i eller nær dens gaffelgrenede ende .og lederen i eller nær dens toppunkt.

Bindingen er en metallurgisk binding som f.eks. en svejsning udført ved lasersvejsning. Det foretrækkes at krympe tænderne mekanisk før svejsninq.

I fig. 1 er samlingen 1 ifølge opfindelsen vist 30 i tilsluttet form dannende afslutning af et fladkabel 2, som består af et antal ledere 3. Disse er indesluttet i isolationsmateriale 4, som almindeligvis har den viste bakke--og-dal-formede ydre overflade, og som kan ekstruderes eller lamineres til en sammenhængende struktur med isola-35 tionsmaterialet 4 bundet til eller i tæt forbindelse med lederne 3.

O

149379 5

Isoleringen 4 kan bestå af et hvilket som helst elastomert eller polymert materiale. For de fleste elektroniske anvendelser, f.eks. forbindelsesledninger til datamater, foretrækkes polyvinylklorid, men "Teflon" fluoro-5 karbon-kunstharpiks (E.I. du Pont de Nemours and Company's registrerede varemærke) kan også anvendes. .

Fortrinsvis er lederne 3 sammensat af kordeller og fortinnet og består af teknisk ren kobbertråd, med diameter ca. 0,2 - 0,4 mm. Imidlertid kan ethvert ledende materiale 10 med enhver ønsket diameter anvendes, ligesom samlingen ifølge opfindelsen også kan tilpasses massive ledere.

En foretrukken leder med diameter 0,32 mm (7 kordeller med diameter 0,127 mm) fremstilles af Ernst U. Eng-bring & Co., type nr. 2651, FRI, 105°C og har en centeraf-15 stand mellem lederne på 1,27 mm.

Hver af lederne 3 er i elektrisk forbindelse med et isolerings-gennemskærende forbindelsesorgan 5, der består af et langstrakt, bladlignende metalorgan, som gennemskærer isoleringen 4 på begge sider af en leder 3. Bladets 20 bredde i det flade kabel 2's plan er omtrent den samme eller lidt større end afstanden mellem lederne 3. Se fig. 18.

Et enkelt forbindelsesorgan med ét kontaktben er vist i fig. 2. Det har ét ben 8 beregnet til kontakt med et ikke vist hanstik. Den bladlignende form har skuldre 39, 25 som sidder i bunden af ikke viste T-formede spalter i stikket l's blok 13. Med henblik på at forsyne hver leder 3 med et forbindelsesorgan 5, er organerne 5 anbragt forskudt for hinanden i to rækker for således at give plads til organerne 5's bredde, som det ses i fig. 1. Organerne 30 5 er fortrinsvis udført af kobber-nikkel, en kobber-nik- kel-tin-legering (f.eks. 89/9/2 efter vægt) med typisk 0,75 mikrometer guld på kontaktområdet 138. Der kan anvendes et hvilket som helst andet almindeligt ledende materiale eller belægning.

35 Ifølge fig. 3 træder hver leder 3 ud af isolerin gen 4 tæt ved organet 5's side og danner en smal bugt 6,

O

149379 6 der passerer gennem og hviler i spalten 7 i organet 5, og befinder sig uden for isoleringen (bortset fra at der kan befinde sig et lille stykke isolering under bugten. Hvis dette er tilfældet vil det danne en pude mellem lederen 3 5 og spalten 7's bund). Lederen 3 går derefter tæt på organet 5's anden side tilbage ind i isoleringen 4.

Skønt der i konstruktionen ovenfor er skabt elektrisk kontakt mellem forbindelsesorganet 5 og lederen 3 (se også fig. 4), bindes hver bugt 6 permanent til dens til-10 hørende forbindelsesorgan 5 med det formål at sikre god og vedvarende elektrisk kontakt under lang tids anvendelse med ekstra god holdbarhed over for vibrationer og korrosion.

Som bindingsteknikker kan anvendes f.eks. krympning, lodning, induktions- eller modstandssvejsning, sammenbinding 15 ved varmpresning, ultralyd-svejsning, elektronstråle- og lasersvejsning. Fortrinsvis er den anvendte metode til binding lasersvejsning efter sammentrykning af tænderne, som det nedenfor vil blive beskrevet mere detaljeret. Der bør bemærkes, at beliggenheden af bugterne 6 og o-rganerne 5, der 20 strækker sig vinkelret på og uden for det flade kabel 2's plan, letter forskellige bindingsteknikker, fordi samlingen under fremstillingsprocessen er tilgængelig både fra begge sider og ovenfra*.

Organet 5 er endvidere ejendommeligt ved at være 25 gaffelformet med to isolationsgennemskærende tænder eller spidser 9 og 10 på begge sider af spalten 7. De foretrukne spidser er pilespidsformede, hvor pilespidshovedernes indre flader danner en indsnævring 11, som er dimensioneret, så den er lidt mindre end en leder 3's oprindelige diameter og min-30 dre end den største udstrækning af bunden af spalten 7.

I de områder, hvor organerne 5 gennemskærer isoleringen 4, er isoleringen noget ophobet eller sammenpresset, som det er antydet ved 32 og 33. Hvis samlingen udføres nær det flade kabel 2's ende, virker denne sammenpresning fak-35 tisk på en sådan måde, at grebet mellem isoleringen 4 og lederne 3 brydes, og isoleringen 4 forskydes i forhold til

O

149379 7 lederne 3, sådan at ledernes ender 14 trækkes tilbage fra isoleringens ende 15. Ledernes ender 14 rager ikke uden for isoleringens ende 15, hvorved lederne 3 beskyttes mod uønsket elektrisk kontakt. Hvis samlingen imidlertid udføres 5 i en vis afstand fra enderne af det flade kabel 2 (engelsk "daisy chaining") vil der i det væsentlige ikke forekomme en sådan forskydning i enden (se fig. 11), der vil kun forekomme relativ bevægelse mellem leder og isolering i nærheden af bugtdannelsen.

10 De isoleringsgennemskærende forbindelsesorganer 5 er monteret i stikket l's blok 13 (se fig. 1). Det foretrækkes at udføre dette ved mekanisk indføring. Flige 23 låser organerne 5 på deres plads mod væggen. Ultralyd-indføring og indstøbning kan også anvendes til samlingen.

15 Organerne 5 er anbragt i blokken 13 på en sådan måde, at spidserne 9 og 10 strækker sig op over blokken 13's øverste overflade, og benene 8 strækker sig ind i hulrum 17.

Som vist i fig. 3 er hulrummene 17 åbne udadtil gennem huller 18, en serie huller, der på passende måde er anbragt 20 på linier og har ydre, indad konvergerende overflader 19 for at lette indstikningen af ikke viste hanstik. På denne måde fungerer hvert ben 8 som kontakt i et hunstik. Når der anvendes et enkeltblad-ben 8, har hulrummet 17 fortrinsvis en væg 38, der er udformet, så den støtter hanstikket, som 25 skal indsættes. Blokken 13 kan støbes af en hvilken som helst passende armeret plast, f.eks. glasarmeret polyester eller polykarbonat.

Idet der igen henvises til fig. 1 ses, at stikket 1 har et dække eller et låg 20, som ved hjælp af passende 30 organer er fastgjort til blokken 13. Låget 20, der kan være støbt af et hvilket som helst passende plastmateriale, har et antal huller 21, der hvert er placeret, så det modtager enden af et forbindelsesorgan 5 i en prespasning med bredden af organet. Fortrinsvis foretages indføringen af 35 organerne 5's isoleringsgennemskærende ender, som bærer lederne 3's smalle bugter, i låget 20*s huller 21 under anven-

O

149379 8 delse af ultralyd. Ved denne teknik bindes låget 20 både til organerne 5, der er indlagt i blokken 13, og til blokken 13. ved enderae.

Fig. 15 viser låget 20 i den form, der anvendes 5 ved tilslutning nær enden af det flade kabel 2, hvilket låg har indre kanter 36 og en ydre, afrundet kant 40. Låget 20 kan også skære og frigøre isolationen 4's ender ved hjælp af en knivæg 134, hvis isolationen strækker sig ud over lederne 3's ender og ud over blokken 13's ydre kant. Låget 20 10 og knivæggen 134 isolerer de overskårne trådender elektrisk mod utilsigtet kontakt med ydre metaldele under brug. Stikkene, der er vist i fig. 1, 5 og 6, er vist med låget 20.

Fig. 16 viser låget 20' i den form, der anvendes ved "daisy chaining", dvs. hvor kablet 2 fortsætter ud over 15 låget 20' i begge retninger. Låget 20' har indre kanter 36 og 37. Det kan også bruges til tilslutning i enden af et kabel.

Dette samlingsorgan er af en konstruktion, hvor hvert organ 5 og dets tilsluttede bue 6, som fortrinsvis er 20 bundet til hinanden, er permanent forbundet med hinanden og i det væsentlige indkapslet i låget 20. Desuden er der opnået spændingsaflastning af de bundne samlinger. Hvis kablet 2 påføres en belastning, som overføres til stikket 1 ved dets ende, aflastes spændingen der, hvor lederne 3 er 25 bøjet over de indre kanter 36. Ved tilslutning på midten af et kabel optages spændinger i begge retninger af kanterne 36 og 37 (se fig. 16).

Det foretrækkes at udnytte de spids-modtagende huller 21 i låget 20, hvilke huller er åbne i begge ender, som 30 det fremgår af fig. 15 og 16. Denne konstruktion giver mulighed for indføring af afprøvningssonder med henblik på at kontrollere elektrisk ledningsevne under driften af den elektriske samling. De indre huller eller indre hulrum kan imidlertid også være lukkede udadtil, som vist i fig. 17, 35 .hvor bunddele 41 er medstøbt i konstruktionen.

O

149379 9

Den enkelt-benede udformning af organerne 5 i fig.

1 til 3 er en s tandard-type. Samlingen ifølge opfindelsen kan imidlertid som nævnt ovenfor anvendes med en hvilken som helst type han- eller hun-forbindelsesorganer. Fig. 5 5 viser forbindelsesorganer 51, der er udformet med to ben 8' og 8" (US-betegnelse: "dual beam"). Organerne 5' er magen til organerne 5 ifølge fig. 1 med undtagelse af udformningen af hunstikket ved hjælp af benene 8' og 8". På samme måde er blokken 13' magen til blokken 13 med undta-10 gelse af formen af hulrummet 17', som ikke kræver en væg udformet på samme måde som hulrummet 17*s væg 38. Hulrummet 17' har en tilbagetrukket væg 38'.

Fig. 6 viser på samme måde isolationsgennemskærende forbindelsesorganer 5", der ligner organerne 5 ifølge 15 fig. 1 og 5' ifølge fig. 5 med undtagelse af udformningen af hunstikkene. Her er vist modtagende kontaktorganer 22.

Disse er af typen "MINI-PV" to-metal modtagerorganer (E.I. du pont de Nemours and Companys varemærke). Væggen 38" er ændret med henblik på at danne et hulrum 17", som passer 20 til det større kontaktorgan. To-metal kontaktorganet er en afbrydekontakt for 0,635 mm tykke kvadratiske eller runde stifter med en centerafstand på mindst 2,5 mm og er ofte mere pålidelige end enkelt- eller to-bens udformningerne.

I fig. 19 er vist et modtagende kontaktorgan for 25 et randkort. Benene 56 griber omkring randkortets kant og er i kontakt med kontaktstrimler på randkortets overflade.

Benene er vist på en sådan måde, at de vil forbinde modsatte sider af et trykt kredsløbskort med den samme leder 3.

Benene 56 kan imidlertid også være forskudt for hinanden 30 og skabe forbindelse med forskellige kredse på modsatte sider af et trykt kredsløbskort. Selvfølgelig er antallet af disse ben 56 valgfrit.

I fig. 20 er vist et isolationsgennemskærende forbindelsesorgan 5'" med en hanstift 54 i den ene ende til 35 indgreb med et passende hunkontaktorgan i et andet elektrisk organ.

o 149379 10

Arbejdsgangen ved tilslutning af et kabel ifølge opfindelsen er i fig. 7-12 vist for udførelseseksemplet ifølge fig. 5, hvor der er anvendt et forbindelsesorgan med hunkontakt af to-bens typen. (Fig. 3 viser et tilsluttet 5 kabel med et enkelt-bens forbindelsesorgan).

Et isoleringsgennemskærende forbindelsesorgan 5', der er monteret i stikkets blok 13', er i snit vist i fig.

7. Blokken 13' holdes i et passende udformet støtte-værktøj 24. Det flade kabel 2 anbringes på en sådan måde, at rækken 10 af organerne 5', der danner en zig-zag-linie som ovenfor beskrevet, men ikke vist i fig. 7 af hensyn til overskueligheden, står vinkelret på kablet 2's plan. Indsætter-værktøj-et 25 fastholder i forbindelse med ikke viste styreorganer kablet 2 i en plan vinkelret på organerne 5' og rettet ind 15 på en sådan måde, at hver leder 3 omtrentligt er anbragt over en tilhørende spalte 7 i et organ 5'.

Fig. 8 viser begyndelsen af den relative bevægelse i pilenes retning mellem støtte-værktøjet 24 og indsætter-værktøjet 25, hvilken bevægelse forårsager, at orga-20 net 5's spidser 9 og 10 gennemtrænger isoleringen 4 på begge sider af lederen 3, idet spidserne 9 og 10 passerer helt gennem isoleringen 4 og går op i værktøjet 25's spalte 26, når lederen 3 ledes ind i indsnævringen 11 (hvilket ses bedst i fig. 4). Fortsat bevægelse anbringer lederen 3 i 25 bunden af spalten 7 (se fig. 9). En del af isoleringen 4 (betegnet med 4' i fig. 4 og 14) kan blive fanget mellem spalten 7 og lederne 3 og fungerer som et spændingsfordelende organ under den videre formning.

Indsætterværktøjet 25 ifølge fig. 13 har én spalte 30 ' 26 for hver af de forskudte rækker af organer 5', og der er ud for indsnævringerne 11 mellem spidserne 9 og 10 i organerne 5' udformet halvcylindriske riller 28 og 29 med en størrelse afpasset til at indeholde lederne 3. Det er foretrukket, at værktøjet 25's forside 30 er forbundet med 35 spalterne 25 med dobbelte affasninger 31. Disse letter lederne 3's indføring i rillerne 28 og 29 og giver også 149379 11 o det nødvendige tryk på isoleringen 4, som, idet der nu henvises til fig. 11, bliver deformeret til det yderste og brydes, idet den bevæger sig over lederne 3 til en hvilestilling. Værktøj af denne art anvendes i forskellige presser, 5 og detaljer i presseoperationen og de organer, ved hjælp af hvilke værktøjet er fastgjort eller styret, er velkendte.

Fig. 10 viser virkningen af yderligere relativ bevægelse mellem støtte-værktøjet 24 og indsætter-værktøj-et 25. Spidsen 10 er vist fuldstændigt indført i spalten 26 10 og hullerne 28 og 29 er begyndt at optage lederen 3. Begyndelsen af formningen af en smal buqt over spalten 7 er også vist. Isoleringen 4 er trukket tynd over bugtens top og er sammentrykket under den.

Fig. 11 viser den færdige formning af en smal bugt 15 gennem spalten 7 over organet 5' med tråden frilagt gennem isoleringen. Værktøjet 25 er på dette tidspunkt fjernet og er derfor ikke vist i denne figur. Når der anvendes en leder bestående af flere kordeller, har den tendens til at indtage den beliggenhed, der er vist i snit i fig. 4.

20 For at opretholde elektrisk ledningsevne Tinder eks treme driftsforhold, foretrækkes det at binde lederne 3 til forbindelsesorganet 5' med henblik på at undgå eller minimere langtidsvirkningerne af korrosion og rystelser. En sådan binding kan opnås ved forskellige metallurgiske bin-25 dingsteknikker.

For at sikre en permanent binding er det vigtigt, at forbindelsesorganet 5' er anbragt i det dielektriske hus' blokdel 13 på en sådan måde, at lederen, når den er anbragt i bunden af spalten 7, er bøjet tilbage mod sig selv, 30 idet den danner en bugt over spaltens bund. Der er derved dannet en løkke, og lederen er fritlagt over isoleringens top, hvor løkken har en højde på mindst lederens tykkelse.

Højere løkker kan accepteres op til en højde, der begrænses af den praktiske nødvendighed af at indeslutte den indsatte 35 leder i et dielektrisk hus. Denne stilling er vist i fig. 3.

O

12 149379

Den indsatte leder 3 er her bøjet tilbage mod sig selv, idet den danner en bugt 6 over spaltens bund 7. Lederen er frilagt for sin isolering 4 i toppen af bugten 6. Denne frilagte leder kan derefter bindes direkte til tanden ved 5 hjælp af lasersvejsning eller krympes ved hjælp af tænderne og derefter lasersvejses for at danne en permanent elektrisk binding som vist ved 50 i fig. 18.

I fig. 12 har hver snæver bugt, som er dannet af lederen 3 over et forbindelsesorgan 5', været udsat for 10 påvirkningen af et krympeværktøj 34. Krympeværktøjet er vist i fig. 14 og omfatter et antal med passende afstand anbragte huller med bestemt dybde og en lukket, konisk bund 35. Den koniske bund har fortrinsvis en vinkel på 90°. Hullerne har størrelse som vist i fig. 14, således at en mod-15 sat rettet bevægelse af værktøjet 34 og støtte-værktøjet 24 forårsager, at spidserne 9 og 10 krympes sammen som vist med de punkterede linier i fig. 14. Således holdes kordellerne 12 mekanisk på plads i spalten 7 over isoleringsdelen 4'. Den udformning, der er vist med de punkterede li-20 nier, er vist skematisk, idet i praksis er lukningen mellem pilespidserne mindre ensartet.

Metallurgisk binding frembringer en permanent grænseflade mellem lederne 3 og organerne 5, hvilket medfører en forbedret elektrisk ledningsevne under driften. La-25 sersvejsning er den foretrukne teknik til tilvejebringelse af den elektriske forbindelse og samlingsorgan ifølge opfindelsen.

Med metallurgisk binding menes en elektrisk forbindelse dannet mellem forbindelsesorganet og lederen på en sådan måde, at der fremkommer nogen metal-til-metal sam-30 mensmeltning. En sådan binding frembringes ved tilførslen af en eller anden form for energi i eller nær det område, hvor en stiv binding skal dannes. Metallurgiske bindings--teknikker omfatter forskellige svejsemetoder, f.eks. laserstrålesvej sning.

35 Laserstrålesvejsning har adskillige fordele i for hold til andre svejsemetoder, f.eks. kræver den ikke elektrodekontakt eller flussmiddel. Laserstrålesvejsning har

O

149379 13 stor varmeintensitet, og strålen rammer et lille område, og disse faktorer bidrager til koncentreret opvarmning og hurtig afkøling, hvilket resulterer i at et lille område påvirkes af varmen. Den kraftigt kollimerede monokromatiske 5 lysstråle, der frembringes i en laser, fokuseres på en overflade og bliver delvis reflekteret og delvis absorberet. Optimal svejseydelse afhænger af absorptionskoefficient, smeltepunkt, varmeledningsevne, vægtfylde, varmefylde og overfladetilstanden af de metaller, som skal samles, samt la-10 serstrålens egenskaber, f.eks. energitæthed, bølgelængde og impulslængde.

Det er erfaret, at en pulseret neodym-laser (der anvender Nd-glas med en udgang på 10 - 15 joule) med gunstigt resultat kan svejse kobber-nikkel, guldbelagte (OS 15 "gold flashed") materialer og fosfor-bronce. Alle disse materialer giver acceptable kvalitetssvejsninger med CuNi som den bedste. F.eks. er der opnået modstande i samlingerne ved svejsning af kobber-nikkel på kobber på mindre end 1 milli-ohm, sammenlignet med at området 10 - 15 milliohm anses for 20 at være det maksimalt tilladelige. Der er også opnået en direkte trækstyrke på 0,68 - 1,81 kg. pr. samling.

I en foretrukken teknik til udførelse af lasersvejsning anbringes svejseapparatet på en sådan måde, at dets stråle ligger inden for 90° fra normalen til forbindelses-25 organet 5's længdeakse og rettes mod midten af spalten 7 efter krympning. En laser med'impulslængde på ca. 5 millisekunder, der afgiver 10 - 15 joule, kan udføre bindingen af et organ 5 til den tilhørende leder 3. Laserens funktion kan i dette tilfælde siges at være af konventionel art. Den 30 ene eller begge af spidserne 9 og 10 på forbindelsesorganet 5 smeltes delvis og flyder ned over og ind mellem lederen 3's kordeller 12 og danner en metallurgisk binding.

Både fortinnede og ufortinnede tråde kan svejses på CuNi med en pulserende CC^-laser. Ved sådanne svejsnin-35 ger kan der opnås samlingsmodstande på mellem 0,05 og 0,30 milliohm og forskydningsbrudstyrker på mellem 1,2 og 2,2 kg.

Det foretrækkes at anvende en pulserende Nd-YAG-

O

14 149379 -laser (yttriumaluminium-granat) til mange svejsninger med stor hastighed. Denne foretrukne lasersvejsning udføres ved at konturere laserstrålen, og rette den ind på en sådan måde, at en betydelig del af energien falder på le-5 deren. Dette vil forvarme lederen, så der opnås en god sammensmeltning. Den største del af strålen rettes mod tænderne 9 og 10. De smelter, og det smeltede materiale kommer i kontakt med den frilagte leder og smelter sammen med denne. Den anvendte laser har en stråle med cirkulær form 10 med en total diameter på 2,3 - 2,5 mm og en koncentrisk høj-energi kerne variende i diameter mellem 1,40 og 1,91 mm. Kernen er centreret mod et punkt på tænderne ca. 0,51 til 0,64 mm over lederkordellerne 12 og på linie med spalten 7, hvilket placerer kordellerne på kanten af strå-15 lekernen eller indenfor denne. Dette arrangement giver gode svejsninger uden Ødelæggelse af lederen, når der anvendes en Nd-YAG-laser, der arbejder med impulser og med impulsenerginiveauer på 10 - 15 joule.

Andre former af strålen ud over den cirkulære er 20 kendte og kan anvendes til svejseprocessen, f.eks. rektangulær, firkantet, ottetalsformet eller modifikationer heraf, så som koncentriske ringe. Enhver af disse kan anvendes i særlige tilfælde. Fremgangsmåder til at variere stråledimensionerne er ligeledes kendte. Disse omfatter stråledi-25 vergens, effekt og især optik.

Fig. 18 viser et dielektrisk hus' blok 13 indeholdende forbindelsesorganerne 5, idet den passerer foran en laserstråle, efter at det flade kabel 2 er blevet bøjet og lederne 3 frilagt i bugten 6 i tændernes bund. Lederen er 30 vist med spidserne trykket ned, før laserstrålen rammer tænderne og bugten 6, så der dannes en metallurgisk binding 50. Denne binding gør samlingen permanent.

Efter at bindingen er fuldført, anbringes og fastgøres låget 20 på blokken 13. Det foretrækkes at anbringe 35 låget 20 i en opspændingsanordning under et ultralyd-horn på en sådan måde, at organerne 5 er rettet ind med henblik på at gå ind i låget 20's huller i prespasning for at danne

O

149379 15 en permanent fastgørelse. Låget 20 kan også bindes til blokken 13 ved hjælp af ultralyd, hvorved der fremkommer en samling ifølge fig. 1, 5 eller 6.