DE102022129225A1

DE102022129225A1 - Kontaktelement mit einer Sprühbeschichtung sowie Verbindungsanordnung, Verwendung eines Sprühmittels und Verfahren zum Herstellen eines Kontaktelements

Info

Publication number: DE102022129225A1
Application number: DE102022129225.8A
Authority: DE
Inventors: Felix Greiner; Marcella Oberst; Frank Ostendorf; Isabell Buresch; Helge Schmidt
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2022-11-04
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2024-05-08
Also published as: EP4366091A1; JP2024068152A; KR20240066236A; US20240154334A1; CN117996484A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktelement (4) aufweisend einen elektrisch leitenden Trägerkörper (10) mit wenigstens einer Kontaktfläche (6, 6a, 6b) zum Kontaktieren mindestens eines elektrischen Leiters (8, 8a, 8b), wobei die wenigstens eine Kontaktfläche (6, 6a, 6b) eine Sprühbeschichtung (22) aus über die wenigstens eine Kontaktfläche (6, 6a, 6b) verteilten, elektrisch leitenden Feststoffpartikeln (1) aufweist. Das Vorhandensein und die Verteilung der Feststoffpartikel (1) führen zu einer Senkung des Kontaktwiderstands zwischen dem Kontaktelement (4) und dem mindestens einen Leiter (8, 8a, 8b), wenn das Kontaktelement (4) mit der wenigstens einen Kontaktfläche (6, 6a, 6b) gegen den mindestens einen Leiter (8, 8a, 8b) gedrückt ist und dabei die Feststoffpartikel (1) zumindest teilweise in das Material des mindestens einen Leiters (8, 8a, 8b) eingedrungen sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbindungsanordnung (2) mit einem solchen Kontaktelement (4). Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Sprühmittels (60) sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kontaktelements (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktelement zum Kontaktieren mindestens eines elektrischen Leiters, wie z.B. einer Stromschiene. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbindungsanordnung mit einem solchen Kontaktelement und mindestens einem elektrischen Leiter. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung das Aufbringen einer gesprühten Beschichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kontaktelements.
Zum Übertragen von elektrischen Strömen zwischen elektrischen Modulen, wie z.B. Batteriemodulen und Elektromotoren bzw. anderen elektrischen Verbrauchs- und Erzeugereinheiten, werden in der Automobil- und Energietechnik oft elektrische Leiter aus Kupfer, Aluminium oder deren Legierung eingesetzt. Häufig müssen dabei die elektrischen Leiter z. B. in Form von Stromschienen untereinander oder mit den elektrischen Modulen stromleitend verbunden werden. Dies passiert an dafür vorgesehenen Kontaktflächen, die meist aneinandergedrückt werden, um eine elektrische Verbindung zu erzeugen. Dabei ergibt sich zwangsläufig ein Kontaktwiderstand, der die Stromübertragung beeinträchtigt. Dieser setzt sich aus dem Enge- und dem Fremdschichtwiderstand zusammen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel bereitzustellen, um elektrische Leiter untereinander bei möglichst geringem Kontaktwiderstand stromleitend miteinander zu verbinden.
Diese Aufgabe wird durch ein Kontaktelement aufweisend einen elektrisch leitenden Trägerkörper mit wenigstens einer Kontaktfläche zum Kontaktieren mindestens eines elektrischen Leiters gelöst, wobei die wenigstens eine Kontaktfläche eine Sprühbeschichtung aus über die wenigstens eine Kontaktfläche verteilten, elektrisch leitenden Feststoffpartikeln aufweist.
Die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften der Feststoffpartikel gelten vorzugsweise für alle Feststoffpartikel, zumindest gelten sie aber für die Mehrheit der Feststoffpartikel oder wenigstens für deren Durchschnitt.
Die vorliegende Erfindung ist vorteilhaft, da mit ihr der Kontaktwiderstand gesenkt werden kann. Dies wird nachfolgend näher erläutert:

Zum einen können die elektrisch leitenden Feststoffpartikel an diskreten Stellen kontaktgebende Mikrokontakte (sog. a-spots) ausbilden, an denen der Stromübergang zwischen dem Kontaktelement und dem mindestens einen elektrischen Leiter stattfindet. Da es sich um diskrete Stellen handelt, ist dort die Flächenpressung im Vergleich zu aneinandergedrückten kontinuierlichen Kontaktflächen bei gleicher Normalkraft höher. Möglicherweise vorhandene Fremdschichten können so aufgebrochen und der Fremdschichtwiderstand reduziert werden. Außerdem kann die Menge und Position der diskreten Stellen über die Parameter der Sprühbeschichtung (z.B. Partikeldichte) optimiert werden.

Zum anderen sind durch die Verteilung der Feststoffpartikel über die wenigstens eine Kontaktfläche auch die Mikrokontakte (nachfolgend auch als Mikroflächen bzw. als kontaktgebende Mikroflächen bezeichnet) entsprechend verteilt. Das hat zur Folge, dass der Stromfluss nicht an einer einzigen Stelle eingeengt wird und so der Anteil des Engewiderstands, der aus der gegenseitigen Beeinflussung der einzelnen Mikrokontakte entsteht, reduziert werden kann.
Zusammengefasst heißt dies, dass bei dem erfindungsgemäßen Kontaktelement das Vorhandensein und die Verteilung der Feststoffpartikel zu einer Senkung des Kontaktwiderstands führt.
Das erfindungsgemäße Kontaktelement kann hierbei Teil eines elektrischen Moduls, insbesondere einer Anschlussstelle des elektrischen Moduls sein, womit der mindestens eine elektrische Leiter verbunden werden soll. Alternativ kann das erfindungsgemäße Kontaktelement zwischen zwei miteinander zu verbindende elektrische Leiter angeordnet werden. Zusätzlich kann in einer solchen Ausführungsform nur eine Seite des erfindungsgemäßen Kontaktelements die wenigstens eine Kontaktfläche mit der erfindungsgemäßen Sprühbeschichtung aufweisen und die andere Seite des Kontaktelements kann mit einer gewöhnlichen Silberbeschichtung ausgebildet sein. Ferner alternativ können die zwei miteinander zu verbindenden elektrischen Leiter sich die wenigstens eine Kontaktfläche teilen.
Die Erfindung kann durch die folgenden, jeweils für sich vorteilhaften und beliebig miteinander kombinierbaren Ausgestaltungen weiter verbessert werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform können die Feststoffpartikel aus einer auf dem Trägerkörper möglicherweise vorhandenen Oxidschicht herausragen und gleichzeitig einen nicht oxidierten Bereich des Trägerkörpers und des zu kontaktierenden Leiters kontaktieren.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können die Feststoffpartikel einenends im Trägerkörper verankert sein und andernends aus dem Trägerkörper herausragen. Durch die lokale hohe Flächenpressung können auf den Leitern vorhandene Oxidschichten aufgebrochen werden. Der Partikeldurchmesser der Feststoffpartikel kann größer als die durchschnittliche Schichtdicke der Oxidschicht auf dem zu kontaktierenden Leiter sein. Um zu erreichen, dass die Feststoffpartikel bis zum nicht oxidierten Bereich des Leiters vordringen, haben die Feststoffpartikel vorzugsweise eine so hohe Festigkeit, dass die auf dem zu kontaktierenden Leiter vorhandene Oxidschicht zerspringt. Die Feststoffpartikel können die Oxidschicht penetrieren und überbrücken, falls eine Oxidschicht vorhanden sein sollte. Dies senkt den sog. Fremdschichtwiderstand, der Bestandteil des Kontaktwiderstands ist, ohne dass der mindestens eine elektrische Leiter vorbearbeitet bzw. beschichtet werden muss, um die Oxidschicht abzutragen bzw. gar nicht erst entstehen zu lassen. Dies führt zu einer erheblichen Einsparung von Aufwand und Kosten, da unbearbeitete und unbeschichtete Stromschienen als elektrische Leiter genutzt werden können.
Hierbei ist anzumerken, dass der Aufwand und die Kosten des Beschichtens tatsächlich verringert und keineswegs nur vom elektrischen Leiter auf das Kontaktelement verlagert werden. So ist das Kontaktelement kleiner und handlicher als der elektrische Leiter, wodurch sich eine einfachere Beschichtbarkeit ergibt. Außerdem stellt das Kontaktelement eine universell einsetzbare Lösung dar, die nicht vom Material oder etwaiger Beschichtungen des elektrischen Leiters abhängt. Selbstverständlich können auch beschichtete und (z.B. durch Stahlbürsten und/oder Sandstrahlen) vorbearbeitete Stromschienen als elektrische Leiter genutzt werden.
Ferner kann der Partikeldurchmesser der Feststoffpartikel größer als, insbesondere mehr als doppelt so groß wie die durchschnittliche Oberflächenrauheit der wenigstens einen Kontaktfläche sein. Die durchschnittliche Oberflächenrauheit kann hierbei z.B. der Mittenrauwert oder die Rautiefe sein. Vorzugsweise kann der Partikeldurchmesser der Feststoffpartikel größer als 50 µm sein. Somit versinken die Feststoffpartikel nicht in den Tälern der Oberflächenstruktur der Kontaktfläche und ragen dafür über die Spitzen der Oberflächenstruktur der Kontaktfläche.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform des Kontaktelements können die Feststoffpartikel kantig, insbesondere scharfkantig, spratzig und/oder sphärisch ausgestaltet sein. Dadurch können sich die Feststoffpartikel beim Sprühbeschichten zwecks Verankerung am Untergrund (d.h. am Trägerkörper) gut festkrallen. Scharfe Kanten sind außerdem hilfreich um die auf dem zu kontaktierenden Leiter möglicherweise vorhandenen Oxidschichten aufzubrechen.
Die Feststoffpartikel können auch sphärisch sein oder in einer Kombination aus sphärischer und kantiger Geometrie vorliegen.
Um das Aufbrechen der Oxidschicht weiter zu begünstigen, können die Feststoffpartikel eine größere Härte als der Trägerkörper aufweisen. Die Feststoffpartikel können beispielsweise wenigstens ein Material aus der Gruppe Nickel, Silber, Platin, Titan, Ruthenium, Wolfram, Eisen, Kobalt, Zink, Kupfer, Chrom und Magnesium bzw. deren Legierung beinhalten. Der Trägerkörper kann z.B. aus Aluminium, Kupfer oder deren Legierung gefertigt sein.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform des Kontaktelements können die Feststoffpartikel einen Kern und eine Beschichtung aufweisen. Insbesondere können die Feststoffpartikel einen sog. Core-Shell Aufbau aufweisen. Vorteilhafterweise kann sich hierbei das Material des Kerns vom Material der Beschichtung unterscheiden, sodass eine Flexibilität bei der Materialwahl resultiert. Das Material des Kerns kann z.B. hinsichtlich der Härte und/oder Leitfähigkeit ausgewählt werden, während das Material der Beschichtung im Hinblick auf die Härte ausgewählt wird. Bevorzugt haben die Feststoffpartikel einen Kern aus einer Kupfer-Zink- oder Kupfer-Zinn-Legierung oder einer Kupfer-Silber- oder einer Kupfer-Eisen- oder einer Kupfer-Nickel- oder einer Kupfer-Magnesium-Legierung mit einer Beschichtung aus Nickel, Silber oder deren Legierung.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform des Kontaktelements können die Feststoffpartikel über die gesamte Kontaktfläche verteilt sein. Ferner können die Feststoffpartikel über die wenigstens eine Kontaktfläche gleichmäßig verteilt sein. Bei den gleichmäßig verteilten Feststoffpartikeln ist die durchschnittliche Anzahl an Feststoffpartikeln pro Flächeneinheit (d.h. Partikeldichte) für verschiedene Bereiche konstant oder zumindest innerhalb einer +/-20 % Abweichung, insbesondere innerhalb einer +/-10 % Abweichung. Somit wird der zur Verfügung stehenden Platz möglichst vollständig ausgenutzt.
Die Feststoffpartikel müssen jedoch nicht die gesamte Kontaktfläche bedecken. So reicht es gemäß einer material- und kostensparenden Ausführungsform des Kontaktelements, wenn die Feststoffpartikel weniger als 10% der Oberfläche der wenigstens einen Kontaktfläche bedecken.
Um die Entzerrung des Engewiderstands so groß wie möglich zu halten, können die einzelnen Feststoffpartikel untereinander beabstandet sein. Mit anderen Worten bilden die Feststoffpartikel möglichst keine oder zumindest wenige Agglomerate. Alternativ können die Feststoffpartikel selbstverständlich auch Agglomerate bilden. Die Agglomerate können wiederum untereinander beabstandet sein, um eine günstige Stromaufteilung zu erreichen.
Außerdem können die Feststoffpartikel aperiodisch (d.h. nicht periodisch bzw. kein regelmäßiges Muster bildend) über die wenigstens eine Kontaktfläche verteilt sein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass durch die Feststoffpartikel auf dem mindestens einen Leiter erzeugte Abdrücke nicht übereinander fallen, wenn das Kontaktelement und der mindestens eine Leiter im Rahmen von Reparatur- und Wartungsarbeiten wiederholt verbunden werden. Ein Übereinanderfallen der Abdrücke, wie es bei einer periodischen Verteilung zu erwarten wäre, würde hierbei die Stromübertragung beeinträchtigen, da die Abdrücke abgenutzte Stellen darstellen. Mit anderen Worten ist es bei einer aperiodischen Verteilung der Feststoffpartikel wahrscheinlicher als bei einer periodischen Verteilung, dass beim erneuten Verbinden des Kontaktelements mit dem mindestens einen Leiter neue Abdrücke an noch nicht abgenutzten Stellen entstehen. Alternativ können die Feststoffpartikel und Agglomerate von Feststoffpartikeln selbstverständlich auch periodisch (d.h. ein regelmäßiges Muster bildend) über die wenigstens eine Kontaktfläche verteilt sein.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform kann die Sprühbeschichtung ein sauerstoffaffines Material wie z.B. Chrom oder Magnesium beinhalten. Das sauerstoffaffine Material kann über die gesamte Kontaktfläche verteilt oder auf einen Randbereich der wenigstens einen Kontaktfläche beschränkt sein. Ferner kann das sauerstoffaffine Material als zu den Feststoffpartikeln beigemischte separate Pulverkomponente vorliegen. Bei dem sauerstoffaffinen Material kann es sich um eine Substanz mit geringem elektrochemischen Standardpotential, insbesondere mit geringerem elektrochemischen Standardpotential als die Feststoffpartikel, das Kontaktelement und/oder der mindestens eine Leiter handeln. Das sauerstoffaffine Material kann dann als Sauerstofffänger (sog. getter) dienen und das Auftreten von Oxidation an den Mikrokontakten verhindern oder zumindest verringern.
Optional kann der Trägerkörper zwei voneinander wegweisende Kontaktflächen zum Kontaktieren je eines elektrischen Leiters aufweisen. Beide Kontaktflächen können hierbei die Sprühbeschichtung aufweisen. Somit kann das Kontaktelement besonders einfach zwischen zwei miteinander zu verbindende elektrische Leiter angeordnet werden. Der Stromfluss erfolgt dann von einem der zwei Leiter, über die Feststoffpartikel der ersten, anliegenden Kontaktfläche, durch den Trägerkörper, über die Feststoffpartikel der zweiten Kontaktfläche in den anderen der zwei Leiter.
Insbesondere kann der Trägerkörper als ein scheibenförmiger Flachkörper, mit zwei vorzugsweise parallel zueinander verlaufenden und einander gegenüberliegenden Flachseiten ausgestaltet sein. Die Flachseiten bilden hierbei je eine Kontaktfläche. Ferner weisen die Flachseiten jeweils die Sprühbeschichtung auf. Dank der scheibenförmigen Ausgestaltung kann das Kontaktelement beispielsweise im Rahmen einer Nachrüstung zum elektrisch leitenden Verbinden zweier bereits vorhandener und bislang unmittelbar miteinander verbundener Stromschienen eingesetzt werden, ohne dabei übermäßig viel Bauraum einzunehmen.
Die eingangs zugrunde gelegte Aufgabe kann ferner durch eine Verbindungsanordnung aufweisend ein Kontaktelement nach einer der bereits beschriebenen Ausführungsformen und mindestens einen elektrischen Leiter gelöst werden, wobei das Kontaktelement gegen den mindestens einen Leiter gedrückt ist, und wobei die Feststoffpartikel der Sprühbeschichtung zumindest teilweise in das Material des mindestens einen Leiters eingedrungen bzw. eingedrückt sind. Der mindestens eine elektrische Leiter kann aus Kupfer, Aluminium oder deren Legierung gefertigt sein. Die Feststoffpartikel der Sprühbeschichtung sind zumindest auf einer Seite des Kontaktelements vorhanden, vorzugsweise auf der Seite, die gegen den zu kontaktierenden Leiter gedrückt wird.
Die Verbindungsanordnung profitiert von den bereits beschriebenen Vorteilen und technischen Effekten des erfindungsgemäßen Kontaktelements. Insbesondere bilden die Feststoffpartikel der Sprühbeschichtung an den Stellen, an denen sie in das Material des mindestens einen Leiters eingedrungen bzw. eingedrückt sind, die bereits erwähnten kontaktgebenden Mikroflächen (d.h. a-spots) aus, sodass sich die Verbindung zwischen dem Kontaktelement und dem mindestens einen elektrischen Leiter durch einen geringen Kontaktwiderstand auszeichnet.
Optional weist die Verbindungsanordnung eine Befestigungsvorrichtung auf, wobei die Befestigungsvorrichtung so ausgestaltet ist, das Kontaktelement unter Erzeugung einer Pressung gegen den mindestens einen elektrischen Leiter zu drücken.
Bei der Befestigungsvorrichtung kann es sich z.B. um eine Schraube und eine Mutter bzw. eine Gewindehülse oder einen Niet handeln. In diesem Fall kann das Kontaktelement eine Öffnung, insbesondere eine zentrale Öffnung für die Befestigungsvorrichtung aufweisen, wobei sich die Öffnung durch den Trägerkörper hindurch erstreckt. Beim scheibenförmigen Trägerkörper kann sich die Öffnung senkrecht zu den zwei Flachseiten erstrecken. Beispielsweise kann eine Unterlegscheibe oder Abstandshülse als Trägerkörper genutzt werden, wobei die Unterlegscheibe oder Abstandshülse aus Kupfer, Aluminium oder einer auf einem dieser Metalle basierenden Legierung ist.
Alternativ kann die Befestigungsvorrichtung auch als eine Klammer, Klemme oder Zwinge ausgestaltet sein. Somit benötigt der Trägerkörper nicht unbedingt die Öffnung. Bei Bedarf kann die Verbindungsanordnung auch mehrere Befestigungsvorrichtungen aufweisen, zum Erzeugen einer besonders hohen kombinierten Pressung.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Verbindungsanordnung können die Feststoffpartikel der Sprühbeschichtung eine so hohe Festigkeit aufweisen, dass die auf dem mindestens einen vorhandene Oxidschicht zersprungen ist. Insbesondere können die Feststoffpartikel der Sprühbeschichtung eine höhere Bruchdehnung als eine auf dem mindestens einen Leiter vorhandene Oxidschicht aufweisen. Mit anderen Worten ist die Oxidschicht brüchiger bzw. duktiler als die Feststoffpartikel, sodass die Feststoffpartikel die Oxidschicht durchbrechen, wenn das Kontaktelement und der mindestens eine elektrische Leiter gegeneinandergedrückt sind. Insbesondere ragen die Feststoffpartikel durch die Oxidschicht des mindestens einen elektrischen Leiters hindurch und reichen bis zu einem nicht oxidierten Bereich des mindestens einen elektrischen Leiters.
Das Auf- und oder Einbringen der Feststoffpartikel auf einen der Leiter bzw. das Trägermaterial kann mit Hilfe verschiedener Sprühbeschichtungsverfahren realisiert werden.
Optional weist die Verbindungsanordnung zwei elektrische Leiter auf. Falls vorhanden, kann die Befestigungsvorrichtung bzw. können die Befestigungsvorrichtungen das Kontaktelement zwischen den zwei elektrischen Leitern halten.
Eine erste Verwendung eines Sprühmittels, eines Spritzmittels bzw. eines Sprays enthaltend ein Trägergas und elektrisch leitende Feststoffpartikel zum Erzeugen einer Sprühbeschichtung auf einem elektrisch leitenden Trägerkörper eines Kontaktelements löst ebenfalls die eingangs zugrunde gelegte Aufgabe. Insbesondere ermöglicht diese Verwendung eine einfache Herstellung des erfindungsgemäßen Kontaktelements mit den bereits beschriebenen Vorteilen und technischen Effekten.
Eine zweite Verwendung von mittels Sprühbeschichten auf einen elektrisch leitenden Trägerkörper eines Kontaktelements aufgetragenen, elektrisch leitenden Feststoffpartikeln zum Durchdringen einer oder mehrere Oxidschichten beim Kontaktieren des Kontaktelements mit mindestens einem elektrischen Leiter löst auch die eingangs zugrunde gelegte Aufgabe, da der Kontaktwiderstand dank der Feststoffpartikel gesenkt werden kann.
Eine dritte Verwendung eines Kontaktelements mit einem Trägerkörper zum elektrisch leitenden Verbinden zweier elektrischer Leiter löst ebenfalls die eingangs zugrunde gelegte Aufgabe, wobei zwei Flachseiten des Trägerkörpers an jeweils einen der zwei Leiter angelegt werden, wobei das Kontaktelement zwischen den zwei Leitern gepresst wird, und wobei Feststoffpartikel einer Sprühbeschichtung auf dem Trägerkörper zumindest teilweise in das Material der jeweiligen Leiter eindringen. Bei dieser dritten Verwendung bringt das Kontaktelement die bereits beschriebenen Vorteile und technischen Effekte mit sich.
Ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Kontaktelements löst ebenfalls die eingangs zugrunde gelegte Aufgabe, wobei das Verfahren die Schritte Bereitstellen eines elektrisch leitenden Trägerkörpers mit wenigstens einer Kontaktfläche und Besprühen der wenigstens einen Kontaktfläche mit elektrisch leitenden Feststoffpartikeln umfasst. Beim Besprühen wird die bereits beschriebene Sprühbeschichtung auf die wenigstens eine Kontaktfläche aufgetragen. Somit kann das hergestellte Kontaktelement anschließend wie bereits beschrieben genutzt werden und seine Vorteile und technischen Effekte hervorrufen.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens kann für die elektrisch leitenden Feststoffpartikel ein spratziges, sphärisches und /oder kantiges Pulver als Ausgangsmaterial verwendet werden. Entsprechend können die Feststoffpartikel bei der erfindungsgemäßen ersten Verwendung im Sprühmittel als spratziges, sphärisches und/oder kantiges Pulver vorliegen. Dank der spratzigen, sphärischen und/oder kantigen Struktur können sich derartige Pulverpartikel gut im Trägerkörper verankern. Außerdem können derartige Pulverpartikel Oxidschichten gut durchbrechen und sind deshalb vorteilhaft. Das Pulver kann auch mit sphärischer, gebrochener, kugeliger oder blockiger Partikelform zum Einsatz kommen.
Gemäß einer Ausführungsform des Kontaktelements mit einfacher Herstellbarkeit kann die Sprühbeschichtung eine Spritzbeschichtung, insbesondere eine Kaltgasspritzbeschichtung oder eine Plasmaspritzbeschichtung sein. Entsprechend kann beim erfindungsgemäßen Verfahren das Besprühen durch ein Kaltgasspritzverfahren oder ein Plasmaspritzverfahren erfolgen. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass auch nicht-schweißbare oder nicht-beschichtbare Materialkombinationen im Kontaktelement realisiert werden können.
Um die Struktur, insbesondere die kantige, scharfkantige und spratzige Struktur der Feststoffpartikel zu erhalten oder zumindest nur so wenig wie möglich zu verändern und eine Oxidation der Partikel weitgehend zu verhindern, werden die Feststoffpartikel beim Besprühen nicht bzw. möglichst nicht ab-, an- oder aufgeschmolzen. Insbesondere können die elektrisch leitenden Feststoffpartikel hauptsächlich durch eine Beschleunigung in Richtung der wenigstens einen Kontaktfläche aufgetragen werden. Beispielsweise kann das Verfahren des Kaltgasspritzens oder Plasmaspritzens unter inerter/sauerstofffreier Atmosphäre verwendet werden.
Im Folgenden ist die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen anhand mehrerer beispielhafter Ausführungsformen, deren unterschiedliche Merkmale gemäß den obigen Bemerkungen beliebig miteinander kombinierbar sind, näher erläutert. Insbesondere können nach Maßgabe der obigen Erläuterungen einzelne Merkmale den beschriebenen Ausführungsformen hinzugefügt werden, wenn die Wirkung dieser Merkmale für einen bestimmten Anwendungsfall notwendig ist. Umgekehrt können einzelne Merkmale bei den beschriebenen Ausführungsformen weggelassen werden, wenn es auf den technischen Effekt dieser Merkmale in einem konkreten Anwendungsfall nicht ankommt. In den Zeichnungen sind ähnliche, gleiche und funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Es zeigen:

1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Kontaktelements gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschritts des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens in Seitenansicht;
3 eine schematische Explosionsdarstellung einer Verbindungsanordnung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform in Seitenansicht;
4 eine schematische Darstellung einer Verbindungsanordnung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform in Seitenansicht; und
5 eine schematische Darstellung einer Verbindungsanordnung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform in Seitenansicht.

Anhand der beispielhaften Ausführungsform aus 1 wird nachfolgend der schematische Aufbau eines erfindungsgemäßen Kontaktelements 4 beschrieben. Ferner wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von 2 beschrieben. Außerdem wird der schematische Aufbau einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 2 mit Bezug auf 3 bis 5 erläutert. Abschließend werden eine erste, zweite und dritte erfindungsgemäße Verwendung anhand der 2 und 4 kurz erläutert. Hierbei ist zu beachten, dass es sich bei den 1 bis 5 um stark vereinfachte, schematische Darstellungen handelt, die insbesondere nicht als maßstabsgetreu zu verstehen sind.
Aus 1 ist erkennbar, dass das Kontaktelement 4 einen elektrisch leitenden Trägerkörper 10 mit wenigstens einer Kontaktfläche 6 zum Kontaktieren mindestens eines elektrischen Leiters 8 aufweist. Optional kann der Trägerkörper 10 zwei voneinander wegweisende Kontaktflächen 6a, 6b zum Kontaktieren je eines elektrischen Leiters 8 aufweisen (siehe 4). Insbesondere kann der Trägerkörper 10 scheibenförmigen, mit zwei vorzugsweise parallel zueinander verlaufenden und einander gegenüberliegenden Flachseiten 12 ausgestaltet sein. Die Flachseiten 12 bilden hierbei je eine der Kontaktflächen 6a, 6b.
Ferner kann das Kontaktelement 4 eine Öffnung 14, insbesondere eine zentrale Öffnung 16 aufweisen, wobei sich die Öffnung 14 senkrecht zu den zwei Flachseiten 12 durch den Trägerkörper 10 hindurch erstreckt. Beispielsweise kann eine Unterlegscheibe 18 oder Abstandshülse (nicht gezeigt) als Trägerkörper 10 genutzt werden. Durch die Öffnung 14 kann eine Schraube 20 hindurchgesteckt werden (siehe 4).
Die wenigstens eine Kontaktfläche 6 weist eine Sprühbeschichtung 22 aus über die wenigstens eine Kontaktfläche 6 verteilten, elektrisch leitenden Feststoffpartikeln 1 auf. Insbesondere können beide Kontaktflächen 6a, 6b die Sprühbeschichtung 22 aufweisen.
Die Feststoffpartikel 1 können an diskreten Stellen 24 kontaktgebende Mikroflächen (sog. a-spots) ausbilden, an denen der Stromübergang zwischen dem Kontaktelement 4 und dem mindestens einen elektrischen Leiter 8 stattfindet. Ferner sind durch die Verteilung der Feststoffpartikel 1 über die wenigstens eine Kontaktfläche 6 auch die kontaktgebenden Mikroflächen entsprechend verteilt.
Die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften der Feststoffpartikel 1 gelten vorzugsweise für alle Feststoffpartikel 1, zumindest gelten sie aber für die Mehrheit der Feststoffpartikel 1 oder wenigstens für deren Durchschnitt.
Wie aus der Detailansicht 26 der 1 erkennbar ist, sind die einzelnen Feststoffpartikel 1 untereinander beabstandet. Mit anderen Worten bilden die Feststoffpartikel 1 möglichst keine oder zumindest wenige Agglomerate. Außerdem sind die Feststoffpartikel 1 aperiodisch (d.h. nicht periodisch bzw. kein regelmäßiges Muster bildend) über die wenigstens eine Kontaktfläche 6 verteilt. Alternativ können die Feststoffpartikel 1 selbstverständlich auch periodisch (d.h. ein regelmäßiges Muster bildend) und/oder als Agglomerate über die wenigstens eine Kontaktfläche 6 verteilt sein.
Die Feststoffpartikel 1 können über die gesamte Kontaktfläche 6 verteilt sein. Die Feststoffpartikel 1 bedecken jedoch nicht unbedingt die gesamte Kontaktfläche 6, sondern weniger als 10 % der Oberfläche der wenigstens einen Kontaktfläche 6. Ferner können die Feststoffpartikel 1 über die wenigstens eine Kontaktfläche 6 gleichmäßig verteilt sein. D.h. die durchschnittliche Anzahl an Feststoffpartikeln 1 pro Flächeneinheit ist für verschiedene Bereiche konstant oder zumindest innerhalb einer +/-20 % Abweichung, insbesondere innerhalb einer +/-10 % Abweichung.
Wie in 3 schematisch angedeutet ist, können die Feststoffpartikel 1 einenends aus einer auf dem Trägerkörper 10 vorhandenen Oxidschicht 28 herausragen und gleichzeitig andernends einen nicht oxidierten Bereich 30 des Trägerkörpers 10 kontaktieren. Mit anderen Worten kann der Partikeldurchmesser der Feststoffpartikel 1 größer als die durchschnittliche Schichtdicke der Oxidschicht 28 auf dem Trägerkörper 10 sein. Insbesondere können die Feststoffpartikel 1 bis zum nicht oxidierten Bereich 30 des Trägerkörpers 10 vordringen und dort verankert sein. Um dies zu erreichen haben die Feststoffpartikel 1 vorzugsweise eine höhere Zähigkeit, insbesondere eine höhere Bruchdehnung als die Oxidschicht 28 auf dem Trägerkörper 10. Dadurch können die Feststoffpartikel 1 die Oxidschicht 28 des Trägerkörpers 10 penetrieren und überbrücken.
Wie aus 2 und 3 erkennbar ist, kann der Partikeldurchmesser der Feststoffpartikel 1 größer als, insbesondere mehr als doppelt so groß wie die durchschnittliche Oberflächenrauheit der wenigstens einen Kontaktfläche 6 sein. Die durchschnittliche Oberflächenrauheit kann hierbei z.B. der Mittenrauwert oder die Rautiefe sein. Vorzugsweise kann der Partikeldurchmesser der Feststoffpartikel 1 größer als 50 µm sein. Somit versinken die Feststoffpartikel 1 nicht in den Tälern 32 der Oberflächenstruktur der Kontaktfläche 6 und ragen gleichzeitig über die Spitzen 34 der Oberflächenstruktur der Kontaktfläche 6 (siehe 3).
Wie in 2 bis 4 schematisch angedeutet ist, können die Feststoffpartikel 1 kantig, insbesondere scharfkantig ausgestaltet sein. Dadurch können sich die Feststoffpartikel 1 zwecks Verankerung am Untergrund (d.h. am Trägerkörper 10) gut festkrallen (siehe 3).
Um die Verankerung der Feststoffpartikel 1 zusätzlich zu begünstigen, können die Feststoffpartikel 1 eine größere Härte als der Trägerkörper 10 aufweisen. Die jeweilige Härte der Feststoffpartikel 1 und des Trägerkörpers 10 kann hierbei z.B. die Martens-, Vickers-, Shore-, Brinell- bzw. Rockwell-Härte oder eine Härte nach einer anderen Härteskala sein. Die Feststoffpartikel 1 können beispielsweise wenigstens ein Material aus der Gruppe Nickel, Silber, Platin, Ruthenium, Wolfram, Eisen, Kobalt, Zink, Kupfer und Magnesium bzw. deren Legierung beinhalten. Bevorzugt beträgt die Festigkeit, insbesondere die Zug- und/oder Druckfestigkeit der Feststoffpartikel 1 mehr als 500 N/m². Der Trägerkörper 10 kann z.B. aus Aluminium, Kupfer oder deren Legierung gefertigt sein.
Wie in 2 schematisch angedeutet ist, können die Feststoffpartikel 1 einen Kern 36 und eine Beschichtung 38 aufweisen. Insbesondere können die Feststoffpartikel 1 einen sog. Core-Shell Aufbau aufweisen. Vorteilhafterweise kann sich hierbei das Material des Kerns 36 vom Material der Beschichtung 38 unterscheiden, sodass eine Flexibilität bei der Materialwahl resultiert. Das Material des Kerns 36 kann z.B. hinsichtlich der Härte ausgewählt werden, während das Material der Beschichtung 38 im Hinblick auf die Leitfähigkeit ausgewählt wird. Bevorzugt haben die Feststoffpartikel 1 einen Kern 36 aus einer Kupfer-Zink-Legierung oder einer Kupfer-Magnesium-Legierung mit einer Beschichtung 38 aus Nickel, Silber oder deren Legierung.
Optional kann die Sprühbeschichtung 22 ein sauerstoffaffines Material (nicht gezeigt) wie z.B. Chrom und/oder Magnesium beinhalten. Das sauerstoffaffine Material kann über die gesamte Kontaktfläche 6 verteilt oder auf einen Randbereich der wenigstens einen Kontaktfläche 6 beschränkt sein. Ferner kann das sauerstoffaffine Material als zu den Feststoffpartikeln 1 beigemischte separate Pulverkomponente, im Kern 36 der Feststoffpartikel 1 und/oder in der Beschichtung 38 der Feststoffpartikel 1 vorliegen. Bei dem sauerstoffaffinen Material kann es sich um eine Substanz mit geringem elektrochemischen Standardpotential, insbesondere mit geringerem elektrochemischen Standardpotential als die Feststoffpartikel 1, das Kontaktelement 4 und/oder der mindestens eine Leiter 8 handeln. Das sauerstoffaffine Material kann dann als Sauerstofffänger dienen und das Auftreten von Oxidation an den kontaktgebenden Mikrokontakten verhindern oder zumindest verringern.
Die in 4 gezeigte Verbindungsanordnung 2 kann das Kontaktelement 4 und den mindestens einen Leiter 8 aufweisen. Das Kontaktelement 4 ist gegen den mindestens einen Leiter 8 gedrückt, wobei die Feststoffpartikel 1 der Sprühbeschichtung 22 zumindest teilweise in das Material des mindestens einen Leiters 8 eingedrungen bzw. eingedrückt sind. Der mindestens eine elektrische Leiter 8 kann als Stromschiene ausgestaltet und aus Kupfer, Aluminium oder mit einer elektrisch leitfähigen Legierung gefertigt sein.
Insbesondere kann die Verbindungsanordnung 2 zwei miteinander zu verbindende elektrische Leiter 8a, 8b, beispielsweise zwei Stromschienen aufweisen. Wie aus 4 erkennbar ist, kann dann das Kontaktelement 4 zwischen den zwei elektrischen Leitern 8a, 8b angeordnet werden und als Kontaktbrücke 40 fungieren. Der Stromfluss (angedeutet durch die mehrere Strompfade darstellenden gestrichelten Linien 61) erfolgt hierbei von einem der zwei Leiter 8a, über die Feststoffpartikel 1 der ersten Kontaktfläche 6a, durch den Trägerkörper 10, über die Feststoffpartikel 1 der zweiten Kontaktfläche 6b in den anderen der zwei Leiter 8b oder umgekehrt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die erste Kontaktfläche 6a die Feststoffpartikel beinhaltende Sprühbeschichtung auf, wohingegen die zweite Kontaktfläche 6b eine gewöhnliche Silberbeschichtung aufweist (siehe Vergrößerungen in 5). Bei Bedarf kann das Kontaktelement 4 auch mit der zweiten Kontaktfläche 6b am Leiter 8a angeschweißt oder angelötet sein.
Gemäß einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können die zwei miteinander zu verbindenden elektrischen Leiter sich eine Kontaktfläche teilen. Mit anderen Worten können die zwei elektrischen Leiter nebeneinander auf derselben Kontaktfläche aufliegen. Ferner alternativ kann das Kontaktelement Teil eines elektrischen Moduls (nicht gezeigt), insbesondere einer Anschlussstelle des elektrischen Moduls sein, womit der mindestens eine elektrische Leiter verbunden werden soll.
Die Verbindungsanordnung 2 kann eine Befestigungsvorrichtung 42 aufweisen, wobei die Befestigungsvorrichtung 42 ausgestaltet ist, das Kontaktelement 4 unter Erzeugung einer Pressung gegen den mindestens einen elektrischen Leiter 8 zu drücken. Entsprechend ist das Kontaktelement 4 unter Erzeugung der Pressung durch die Befestigungsvorrichtung 42 gegen den mindestens einen Leiter 8 gedrückt. Bei der Befestigungsvorrichtung 42 kann es sich z.B. um die bereits erwähnte Schraube 20 und eine Mutter 44 bzw. eine Gewindehülse (nicht gezeigt) oder einen Niet handeln. In der gezeigten Ausführungsform aus 4 kann die Befestigungsvorrichtung 42 das Kontaktelement 4 zwischen den zwei elektrischen Leitern 8a, 8b halten.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Befestigungsvorrichtung 42 auch als eine Klammer, Klemme oder Zwinge ausgestaltet sein. Dann benötigt der Trägerkörper 10 nicht unbedingt die Öffnung 14. Bei Bedarf kann die Verbindungsanordnung 2 auch mehrere Befestigungsvorrichtungen 42 aufweisen.
Die Feststoffpartikel 1 der Sprühbeschichtung 22 können eine höhere Zähigkeit bzw. Festigkeit, insbesondere eine höhere Bruchdehnung als eine auf dem mindestens einen Leiter 8 vorhandene Oxidschicht 46 aufweisen. Mit anderen Worten ist die Oxidschicht 46 brüchiger bzw. duktiler als die Feststoffpartikel 1, sodass die Feststoffpartikel 1 die Oxidschicht 46 durchbrechen, wenn das Kontaktelement 4 und der mindestens eine elektrische Leiter 8 gegeneinandergedrückt sind. Insbesondere ragen die Feststoffpartikel 1 durch die Oxidschicht 46 des mindestens einen elektrischen Leiters 8 hindurch und reichen bis zu einem nicht oxidierten Bereich 48 des mindestens einen elektrischen Leiters 8 (siehe 4).
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Herstellen des erfindungsgemäßen Kontaktelements 4 und umfasst als einen Verfahrensschritt das Bereitstellen des elektrisch leitenden Trägerkörpers 10 mit der wenigstens einen Kontaktfläche 6. Wie in 3 angedeutet, folgt als weiterer Verfahrensschritt das Besprühen der wenigstens einen Kontaktfläche 6 mit den elektrisch leitenden Feststoffpartikeln 1.
Beim Besprühen wird die Sprühbeschichtung 22 auf die wenigstens eine Kontaktfläche 6 aufgetragen. Die Sprühbeschichtung 22 kann eine Spritzbeschichtung 50, insbesondere eine thermische Spritzbeschichtung 52 sein. Entsprechend kann das Besprühen durch ein thermisches Spritzverfahren beispielsweise Kaltgasspritzen oder Plasmaspritzen erfolgen. Je nach verwendetem Spritzverfahren kann die thermische Sprühbeschichtung eine Kaltgasbeschichtung oder Plasmaspritzbeschichtung sein.
Als Ausgangsmaterial 54 für die elektrisch leitenden Feststoffpartikel 1 kann ein spratziges, kantiges und/oder sphärisches Pulver 56 verwendet werden. Alternativ kann auch Pulver mit gebrochener, kugeliger oder blockiger Partikelform zum Einsatz kommen.
Um die Struktur, insbesondere die kantige, scharfkantige und spratzige Struktur der Feststoffpartikel 1 zu erhalten oder zumindest nur so wenig wie möglich zu verändern, werden die Feststoffpartikel 1 beim Besprühen nicht bzw. möglichst nicht ab-, an- oder aufgeschmolzen. Insbesondere können die Feststoffpartikel 1 hauptsächlich durch eine Beschleunigung in Richtung der wenigstens einen Kontaktfläche 6 aufgetragen werden. Dies ist in 2 durch die Pfeile 58 angedeutet. Beispielsweise kann das Verfahren des Kaltgasspritzens verwendet werden.
2 zeigt die erste erfindungsgemäße Verwendung eines Sprühmittels 60, eines Spritzmittels bzw. eines Sprays enthaltend die elektrisch leitenden Feststoffpartikel 1 zum Erzeugen der Sprühbeschichtung 22 auf dem elektrisch leitenden Trägerkörper 10 des Kontaktelements 4.
Die zweite erfindungsgemäße Verwendung der mittels Sprühbeschichten auf den elektrisch leitenden Trägerkörper 10 des Kontaktelements 4 aufgetragenen, elektrisch leitenden Feststoffpartikeln 1 zum Durchdringen etwaiger Oxidschichten 28, 46 beim Kontaktieren des Kontaktelements 4 mit dem mindestens einen elektrischen Leiter 8 ist in 4 gezeigt.
Die dritte erfindungsgemäße Verwendung des Kontaktelements 4 mit dem Trägerkörper 10 zum elektrisch leitenden Verbinden der zwei elektrischen Leiter 8a, 8b ist ebenfalls in 4 gezeigt, wobei die zwei Flachseiten 12 des Trägerkörpers 10 an jeweils einen der zwei Leiter 8a, 8b angelegt werden, wobei das Kontaktelement 4 zwischen den zwei Leitern 8a, 8b gepresst wird, und wobei die Feststoffpartikel 1 der Sprühbeschichtung 22 auf dem Trägerkörper 10 zumindest teilweise in das Material der jeweiligen Leiter 8a, 8b eindringen.
Bezugszeichen

1: Feststoffpartikel
2: Verbindungsanordnung
4: Kontaktelement
6, 6a, 6b: Kontaktfläche
8, 8a, 8b: Leiter
10: Trägerkörper
12: Flachseite
14: Öffnung
16: zentrale Öffnung
18: Unterlegscheibe
20: Schraube
22: Sprühbeschichtung
24: diskrete Stelle
26: Detailansicht
28: Oxidschicht
30: Bereich
32: Tal
34: Spitze
36: Kern
38: Beschichtung
40: Kontaktbrücke
42: Befestigungsvorrichtung
44: Mutter
46: Oxidschicht
48: Bereich
50: Spritzbeschichtung
52: thermische Spritzbeschichtung
54: Ausgangsmaterial
56: spratziges Pulver
58: Pfeil
60: Sprühmittel
61: Linie

Claims

Kontaktelement (4) aufweisend einen elektrisch leitenden Trägerkörper (10) mit wenigstens einer Kontaktfläche (6, 6a, 6b) zum Kontaktieren mindestens eines elektrischen Leiters (8, 8a, 8b), wobei die wenigstens eine Kontaktfläche (6, 6a, 6b) eine Sprühbeschichtung (22) aus über die wenigstens eine Kontaktfläche (6, 6a, 6b) verteilten, elektrisch leitenden Feststoffpartikeln (1) aufweist.
Kontaktelement (4) nach Anspruch 1, wobei die Feststoffpartikel (1) aus einer auf dem Trägerkörper (10) möglicherweise vorhandenen Oxidschicht (28) herausragen und gleichzeitig einen nicht oxidierten Bereich (30) des Trägerkörpers (10) und des zu kontaktierenden Leiters kontaktieren.
Kontaktelement (4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Feststoffpartikel (1) größer ist als die durchschnittliche Oberflächenrauheit der wenigstens einen Kontaktfläche (6, 6a, 6b) und der möglichen Oxidschichtdicke auf dem Trägermaterial/zu verbindenden Bauteil ist.
Kontaktelement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Feststoffpartikel (1) kantig, spratzig und/oder sphärisch ausgestaltet sind.
Kontaktelement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Feststoffpartikel (1) eine größere Härte als der Trägerkörper (10) aufweisen.
Kontaktelement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Feststoffpartikel (1) einen Kern (36) und eine Beschichtung (38) aufweisen.
Kontaktelement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Feststoffpartikel (1) gleichmäßig oder aperiodisch über die wenigstens eine Kontaktfläche (6, 6a, 6b) verteilt sind und/oder weniger als 10 % der Oberfläche der wenigstens einen Kontaktfläche (6, 6a, 6b) bedecken.
Kontaktelement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Sprühbeschichtung (22) ein sauerstoffaffines Material beinhaltet.
Kontaktelement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Trägerkörper (10) zwei voneinander wegweisende Kontaktflächen (6, 6a, 6b) zum Kontaktieren je eines elektrischen Leiters (8, 8a, 8b) aufweist.
Verbindungsanordnung (2) aufweisend ein Kontaktelement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und mindestens einen elektrischen Leiter (8, 8a, 8b), wobei das Kontaktelement (4) gegen den mindestens einen Leiter (8, 8a, 8b) gedrückt ist, und wobei die Feststoffpartikel (1) der Sprühbeschichtung (22) zumindest teilweise in das Material des mindestens einen Leiters (8, 8a, 8b) eingedrungen sind.
Verbindungsanordnung (2) nach Anspruch 10, wobei die Feststoffpartikel (1) der Sprühbeschichtung (22) eine so hohe Festigkeit aufweisen, dass die auf dem mindestens einen Leiter (8, 8a, 8b) vorhandene Oxidschicht (46) zersprungen ist.
Verwendung eines Sprühmittels (60) enthaltend ein Trägergas und Feststoffpartikel (1) zum Erzeugen einer Sprühbeschichtung (22) auf einem elektrisch leitenden Trägerkörper (10) eines Kontaktelements (4).
Verfahren zum Herstellen eines Kontaktelements (4) umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines elektrisch leitenden Trägerkörpers (10) mit wenigstens einer Kontaktfläche (6, 6a, 6b) und - Besprühen der wenigstens einen Kontaktfläche (6, 6a, 6b) mit elektrisch leitenden Feststoffpartikeln (1).
Verfahren nach Anspruch 13, wobei für die elektrisch leitenden Feststoffpartikel (1) ein spratziges, kantiges und/oder sphärisches Pulver (56) als Ausgangsmaterial (54) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Besprühen durch ein Kaltgasspritzverfahren oder durch ein Plasmaspritzverfahren erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Feststoffpartikel aus einer oder mehreren der Elemente Ti, W, Ru, Cr, W, Fe, Ag, Co, Pt, Ni, Mg oder einer Cu-Legierung bestehen und gegebenenfalls beschichtet sind.