DE102007054418A1 - Electric conductor and punched grid with bar conductors from such an electrical conductor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leiter (1) insbesondere als Stegleiter (4) eines Stanzgitters. Zur Einsparung von Kupfer schlägt die Erfindung vor, den Leiter (1) als Schichtverbundwerkstoff mit einer Kupferschicht (2), auf der beidseitig Aluminiumschichten (3) aufgebracht sind, auszubilden (Figur 1).The invention relates to an electrical conductor (1) in particular as a web conductor (4) of a stamped grid. To save copper, the invention proposes forming the conductor (1) as a layered composite material with a copper layer (2) on which aluminum layers (3) are applied on both sides (FIG. 1).
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leiter sowie ein Stanzgitter, dessen Stegleiter aus dem elektrischen Leiter bestehen.The The invention relates to an electrical conductor and a stamped grid, whose web guide consist of the electrical conductor.
Im
Automobilbereich werden Stanzgitter für mehr oder weniger
komplexe elektrische Leitungsführungen verwendet. Die Leitungsführung
kann zweidimensional oder in mehreren Ebenen dreidimensional sein.
Ein Beispiel eines komplexen solchen dreidimensionalen Stanzgitters
mit Stegleitern in mehreren Ebenen offenbart die Patentschrift
Bisher bestehen die Stegleiter der Stanzgitter wie schon gesagt aus Kupfer. Kriterien, die für Kupfer sprechen, sind dessen gute elektrische Leitfähigkeit, Bearbeitbarkeit, insbesondere durch Stanzen und Biegen, Verfügbarkeit und bis vor einem oder vor wenigen Jahren auch der akzeptable Preis. In jüngerer Zeit sind die Metallpreise wie die Rohstoffpreise allgemein erheblich gestiegen, wobei die Preissteigerung von Kupfer überdurchschnittlich war.So far As already mentioned, the web guides of the stamped grid consist of copper. Criteria that speak for copper are its good electrical Conductivity, machinability, in particular by punching and Bend, availability and until one or just a few Years also the acceptable price. More recently metal prices as commodity prices generally rose significantly the price increase of copper is above average was.
Aufgabe der Erfindung ist deswegen einen elektrischen Leiter insbesondere als Stegleiter eines Stanzgitters vorzuschlagen, der bei gleicher oder jedenfalls ähnlich guter elektrischer Leitfähigkeit bezogen auf den Querschnitt oder bei gleichem Querschnitt preisgünstiger ist. Da die weitere Preisentwicklung von Kupfer im Verhältnis zu anderen Metallen nicht vorhersehbar ist, ist die Aufgabe dahingehend zu verallgemeinern, einen elektrischen Leiter mit verringertem Kupferanteil bei gleichem Querschnitt oder gleicher oder zumindest ähnlich guter elektrischer Leitfähigkeit wie Kupfer vorzuschlagen.task The invention is therefore an electrical conductor in particular to suggest as a web conductor of a stamped grid, the same or at least similar good electrical conductivity based on the cross section or the same cross-section cheaper is. Because the further price development of copper in the ratio is not predictable to other metals, the task is to do so to generalize, an electrical conductor with reduced copper content with the same cross section or the same or at least similar good electrical conductivity such as copper to propose.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie durch ein Stanzgitter mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Der erfindungsgemäße elektrische Leiter ist ein Schichtverbundwerkstoff mit einer Schicht aus Kupfer, die beidseitig Schichten aus einem anderen Metall aufweist. Insbesondere ist der elektrische Leiter ein Blech, das wie Kupferblech durch Stanzen und Biegen verarbeitbar ist. Im Vergleich mit einem ausschließlich aus Kupfer bestehenden Leiter hat der erfindungsgemäße elektrische Leiter den Vorteil eines eines geringeren Kupferanteils bei gleicher elektrischer Leitfähigkeit bezogen auf den Querschnitt oder bei gleichem Querschnitt. Weiterer Vorteil ist der geringere Preis bei den Metallpreisen zum Zeitpunkt dieser Patentanmeldung. Der erfindungsgemäße elektrische Leiter ist verarbeitbar wie Kupferblech, insbesondere sind durch Stanzen und Biegen wie gewohnt Stanzgitter herstellbar. Durch den Schichtaufbau mit einer Kupferschicht zwischen zwei Schichten aus einem anderen Metall wird der Bi-Metalleffekt, also ein Biegen des elektrischen Leiters bei Temperaturänderung, vermieden.These The object is achieved by the features of claim 1 and by a stamped grid with the features of Claim 6 solved. The inventive electrical conductor is a composite layer with a layer made of copper, which has layers of a different metal on both sides. In particular, the electrical conductor is a sheet that is like copper sheet can be processed by punching and bending. In comparison with one made exclusively of copper conductor has the invention electrical conductor the advantage of a lower copper content with the same electrical conductivity based on the Cross section or with the same cross section. Another advantage is the lower price of metal prices at the time of this patent application. The electrical conductor according to the invention is processable like copper sheet, in particular, are by punching and bending like used to produce punched grids. Due to the layer structure with a Copper layer between two layers of another metal becomes the bi-metal effect, so bending the electrical conductor at Temperature change, avoided.
Die Kupferschicht des erfindungsgemäßen elektrischen Leiters besteht vorzugsweise aus Reinkupfer, die beidseitigen Schichten aus einem anderen Metall mit guter elektrischer Leitfähigkeit. Das andere Metall kann beispielsweise ein Eisenwerkstoff, z. B. also Stahl sein. Die beiden Schichten auf dem Kupfer bestehen vorzugsweise aus demselben Metall und sind vorzugsweise gleich dick, so dass sich der elektrische Leiter bei Temperaturänderung nicht wie ein Bi-Metall biegt. Denkbar sind auch verschiedene Metalle auf den beiden Seiten der Kupferschicht um unterschiedliche elektrische-, mechanische- und/oder chemische Eigenschaften auf beiden Seiten des Leiters zu erreichen. In diesem Fall ist die Dicke der beiden Schichten und deren Temperaturdehnung so abgestimmt, dass sich der Leiter bei einer Temperaturänderung nicht oder nur wenig biegt. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Schichten auf beiden Seiten der Kupferschicht aus Aluminium, vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung; es ist allerdings auch Reinaluminium bei Ausführungsformen der Erfindung verwendbar. Wenn nachfolgend von Aluminium die Rede ist, ist darunter insbesondere eine Aluminiumlegierung zu verstehen, wobei Reinaluminium nicht ausgeschlossen ist. Aluminium hat den Vorteil einer guten elektrischen Leitfähigkeit, und zwar auch bei Zusatz von Legierungsbestandteilen. Pro Querschnitt ist die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium zwar geringer als die von Kupfer, bezogen auf das Gewicht ist die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium allerdings besser als die von Kupfer.The Copper layer of the electrical according to the invention Conductor is preferably made of pure copper, the two-sided layers made of another metal with good electrical conductivity. The other metal may, for example, a ferrous material, for. B. So be steel. The two layers on the copper are preferably made of the same metal and are preferably the same thickness, so that the electrical conductor does not change when the temperature changes a bi-metal bends. Also conceivable are various metals the two sides of the copper layer to different electrical, mechanical and / or chemical properties on both sides to reach the head. In this case, the thickness of the two Layers and their temperature expansion are adjusted so that the Head at a temperature change is not or only slightly bends. In a preferred embodiment of the invention, the layers exist on both sides of the copper layer of aluminum, preferably from an aluminum alloy; However, it is also pure aluminum usable in embodiments of the invention. If following aluminum is one of them, in particular an aluminum alloy too understand, with pure aluminum is not excluded. aluminum has the advantage of good electrical conductivity, even with the addition of alloy components. Per cross section Although the electrical conductivity of aluminum is less than that of copper, by weight, is the electrical conductivity of aluminum, however, better than that of copper.
Die Zugfestigkeit Rm der Kupferschicht beträgt vorzugsweise etwa 260 N/mm2 oder mehr. Dadurch ist eine ausreichende mechanische Stabilität zur Befestigung von beispielsweise Steckverbindern gegeben.The tensile strength R m of the copper layer is preferably about 260 N / mm 2 or more. As a result, sufficient mechanical stability for attachment of, for example, connectors is given.
Im Rahmen der Erfindung können die beiden Schichten des elektrischen Leiters, die aus einem anderen Metall als Kupfer bestehten, weicher, härter oder gleich hart sein wie die Kupferschicht bzw. eine niedrigere, höhere oder gleich große Zugfestigkeit Rm aufweisen. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weisen die beiden Schichten aus dem anderen Metall eine niedrigere Zugfestigkeit Rm als die Kupferschicht auf, sind weicher als die Kupferschicht und/oder weisen eine höhere Duktilität auf. Die weicheren Schichten außen auf der Kupferschicht führen einen Einpresspin (auch Einpresspin genannt) beim Einpressen. Duktilität bedeutet plastische Verformbarkeit. Mit hoher Duktilität ist eine höhere Duktilität der beiden auf der Kupferschicht angebrachten Schichten als die Duktilität des Kupfers gemeint. Eine hohe Duktilität bedeutet auch, dass sich die beiden Schichten beim Einpressen eines Einpresspins plastisch an diesen anformen und den Kontaktbereich des Pins mit dem elektrischen Leiter hermetisch gegen den Zutritt von Luft abdichten. Dadurch wird eine Oxidation der Oberfläche des anderen, beidseitig auf die Kupferschicht aufgebrachten Metalls im Kontaktbereich vermieden. Das ist insbesondere bei Aluminium von großer Bedeutung, dessen Oberfläche bei Luftzutritt oxidiert und dadurch elektrisch isoliert. Das wird durch eine hohe Duktilität des Aluminiums oder allgemein der Metallschichten auf der Kupferschicht vermieden. Hohe Duktilität im Sinne der Erfindung ist also auch durch die beschriebene plastische Anformung der Schichten an einen Einpresspin beim Einpressen definierbar. Dabei ist ein Einpresspin beispielhaft zu verstehen, der Effekt soll auch bei anderen, durch Einpressen in den elektrischen Leiter mit dem Leiter verbindbare und kontaktierbare elektrische Verbinder auftreten. Die Duktilität der Schichten auf der Kupferschicht vermeidet eine Korrosion und eine Verschlechterung des elektrischen Übergangswiderstands im Kontaktbereich des erfindungsgemäßen elektrischen Leiters mit einem eingepressten Einpresspin oder einem sonstigen eingepressten elektrischen Verbinder.In the context of the invention, the two layers of the electrical conductor, which consist of a metal other than copper, softer, harder or the same hard as the copper layer or have a lower, higher or equal tensile strength R m . In a preferred embodiment of the invention, the two layers of the other metal have a lower tensile strength R m than the copper layer, are softer than the copper layer and / or have a higher ductility. The softer layers on the outside of the copper layer lead a press-in pin (also called a press-in pin) during pressing. Ductility means plastic deformability. With high ductility is meant a higher ductility of the two layers applied to the copper layer than the ductility of the copper. High ductility also means that, when a press-fit pin is pressed in, the two layers plastically form on the latter and hermetically seal the contact area of the pin with the electrical conductor against the ingress of air. As a result, an oxidation of the surface of the other, applied on both sides of the copper layer metal in the contact area is avoided. This is particularly important in the case of aluminum, the surface of which oxidizes on exposure to air and is therefore electrically insulated. This is avoided by a high ductility of the aluminum or generally the metal layers on the copper layer. High ductility in the sense of the invention is thus also definable by the described plastic forming of the layers on a press-in pin during the press-fitting. In this case, a press-in pin is to be understood by way of example, the effect should also occur in other, connectable by pressing into the electrical conductor to the conductor and contactable electrical connector. The ductility of the layers on the copper layer avoids corrosion and deterioration of the electrical contact resistance in the contact region of the electrical conductor according to the invention with a pressed-Einpresspin or other pressed electrical connector.
Der Anspruch 6 hat ein Stanzgitter zum Gegenstand, dessen Stegleiter aus einem elektrischen Leiter gestanzt sind, wie er vorstehend erläutert worden ist. Zur Erläuterung wird auf den vorstehenden Text verwiesen.Of the Claim 6 has a stamped grid to the object whose web guide are punched from an electrical conductor, as explained above has been. For explanation, see the preceding text directed.
Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Stanzgitter mindestens
einen Verbinder, insbesondere einen Steckverbinder, aufweist, der
in einen Stegleiter des Stanzgitters gesteckt oder eingepresst ist.
Der Verbinder dient zum elektrischen Verbinden des Stegleiters mit
beispielsweise einem elektrischen Kabel oder einem elektrischen
Bauelement. Der Steckverbinder kann ein Kontaktgin, ein Messerkontakt,
ein Messeraufnahmekontakt, ein Halter für eine Sicherung
oder ein Relais sein. Die Aufzählung ist nicht abschließend.
Ein Messeraufnahmekontakt ist üblicherweise ein Blechstanzteil, das
einen Schlitz aufweist, durch den zwei Federarme gebildet sind,
zwischen die ein Messerkontakt einsteckbar ist. Es können
auch der Messerkontakt als Stecker und der Messeraufnahmekontakt
als Kupplung einer elektrischen Steckverbindung aufgefasst werden.
Ein Halter für eine Sicherung oder ein Relais kann wie
ein Messeraufnahmekontakt gestanzt sein, so dass die Sicherung oder
das Relais mit einem ihrer Kontakte einsteckbar und dadurch elektrisch
kontaktierbar und mechanisch gehalten ist. Es sind insbesondere
so viel Halter vorgesehen, wie die Sicherung oder das Relais elektrische
Anschlüsse aufweist, wobei die Halter in verschiedene Stegleiter
des Stanzgitters gesteckt oder eingepresst und dadurch mit den Stegleitern
kontaktiert sind. Die Halter können auch als Sockel für
die Sicherung oder das Relais aufgefasst werden. Beispiele derartiger Steckverbinder,
die durch Stecken bzw. Einpressen in Ausstanzungen oder sonstige Öffnungen
von Stegleitern mit den Stegleitern kontaktiert und zugleich mechanisch
befestigt werden, offenbaren das bereits genannte Patent
Zum Einpressen eines Einpresspins ist nicht in jedem Fall ein Loch in dem elektrischen Leiter erforderlich. Der auch als Einpressstift bezeichnete Einpresspin kann bei ausreichender Festigkeit und kleinem Durchmesser ohne vorherige Ausstanzung in den elektrischen Leiter eingepresst werden.To the Pressing in a press-fit pin is not always a hole in the electrical conductor required. Also as a press-fit pin designated press-in pin can with sufficient strength and small Diameter without previous punching in the electrical conductor be pressed.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die beiden Figuren zeigen Ausschnitte von Stegleitern eines Stanzgitters gemäß der Erfindung.The Invention will now be described with reference to a drawing Embodiment explained in more detail. The two figures show sections of bar ladders of a stamped grid according to the invention.
Die
in
In
den Stegleiter
Der
Messeraufnahmekontakt
Im
dargestellten Ausführungsbeispiel hat der elektrische Leiter
eine Gesamtdicke von 1,3 mm wovon die Kupferschicht
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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