DE1440860C3

DE1440860C3 - Verbund Metallstreifen

Info

Publication number: DE1440860C3
Application number: DE1440860A
Authority: DE
Inventors: Ellsworth Montgomery Reading Pa. Smith (V.St.A.)
Original assignee: Materion Brush Inc
Current assignee: Materion Brush Inc
Priority date: 1962-11-19
Filing date: 1963-10-30
Publication date: 1973-10-18
Also published as: US3233211A; DE1440860A1; DE1440860B2

Description

Bindung und einer" Durchdringungszone 4 durchdringen, die praktisch auf die Ebene der ursprünglichen Kanten begrenzt ist, wobei die Verbindungsstelle frei von Fremdmetall ist.

Die Breite der Bindung in der Durchdringungszone beträgt etwa 0,127 mm. Tatsächlich weist die Durchdringungszone in Querrichtung des Streifens eine Breite von etwa 0,076 bis etwa 0,76 mm auf.

Beide Teilstreifen sind elektrisch leitend, wobei einer duktil ist und sich leicht für eine bleibende Verbindung verformen läßt. Der andere Teilstreifen weist bessere Ermüdungseigenschaften, Stabilität bezüglich der Abmessungen und Umrißform, Abriebfestigkeit und federnde Eigenschaften als der. andere Streifen auf und ist somit für eine lösbare Verbindung zweckmäßig. Die beiden Streifen werden miteinander durch Lichtbogenschweißung mittels Wolfram in einem inerten Gas verschweißt, wobei die zugeführte elektrische Energie genau gesteuert und gleichzeitig eine genaue Relativbewegung des Lichtbogens und des Streifens endseitig zu den Streifen erfolgt. Dadurch ist auf Grund der gegenseitigen Durchdringung der Legierungen der Streifen eine Verbindung erzielbar, die im wesentlichen frei von Fremdstoffen ist. Die verbundenen Teilstreifen werden dann endseitig zu der Verbindung unter Druck kaltgewalzt, wodurch die Dicke der verbundenen Streifen an der Verbindungsstelle verringert wird.

Der Verbund-Metallstreifen ist insbesondere für die elektrischen Verbindungsteile geeignet, die in miniaturisierten Schaltkreisen Anwendung finden, wie Verbindungsfassungen, Anschlußklemmen, Zungen, Zapfen und Kontakte, wo ein Teilstreifen den Buchsenteil und der andere Teilstreifen den Zwingenteil bildet. '

Nachfolgend sind die Prüfergebnisse von Anschlußklemmen aufgezeigt, die in der erfindungsgemäßen Weise aus Beryllium-Kupfer und Messing hergestellt sind.

Beryllium-

kupfer ..

Messing ...

Zerreißfestigkeit ,

kg/cm²

Wärmebehandlung
vor 1 nach

6280
3640

12950
3640

Härten
Wärmebehandlung

vor I nach schmalen Durchdringungszonen 4 miteinander verschweißt.

Der erhaltene Verbundstreifen wird einschließlich der Verbindungsstelle als eine Einheit kaltgewalzt.

Während des Verschweißens wird der Schweißstrom, die Elektrodenlage, die Streifenlage und Lage der Verbindungsstelle genau gesteuert. Es erfolgt eine genaue Steuerung des Schweißstromes, so daß er nicht mehr als 0,10% von dem eingestellten Sollwert

ίο abweicht.

Beispiell

Ein Spiralstreifen aus Messing mit einer Dicke von 1,27 mm und einer Länge von 76,2 m und ein Streifen aus einer Beryllium-Kupferlegierung mit einer Dicke von 1,27 mm und einer Länge von 76,2 m werden in enger Kantenseitenberührung gehalten, wobei deren angrenzenden Kanten über eine stationäre und in inertem Gas gehaltene Wolframschweißelektrode mit einer Geschwindigkeit von 1,52 bis 1,83 mm/min bei 130 A geführt, wobei die Stromstärke so gesteuert wird, daß die Stromstärkeschwankungen sich auf weniger als 0,1 °/o der Einstellung belaufen. ' *

B e i s ρ i e 1 2

Es wird ein Bronzestreifen mit einer Länge von 6,1 m und einer Dicke von 1,27 mm sowie ein Streifen aus einer Beryllium-Kupferlegierung mit einer Länge von 1,83 m und einer Dicke von 1,27 mm mittels des Verfahrens nach Beispiel 1 mit der Ausnahme vereinigt, daß die Streifen über die Elektrode mit einer Geschwindigkeit von 1,22 m/min geführt werden und man bei einer Stromstärke von 95 A arbeitet.

B eisp iel 3

Es werden Metallstreifen aus Nickel-Silber und Beryllium-Kupfer-Legierung mit einer Dicke von 1,27 mm und einer Länge von 4,57 m nach dem Verfahren des Beispiels 1 mit der Ausnahme vereinigt, daß die Streifen über die Elektrode mit einer Geschwindigkeit von 1,22 m/min geführt werden und mar. mit einer Stromstärke über 100 A arbeitet.

15T88.5
15T81

15N-79 15T-81 B ei spie 1 4

Die Prüfungen bezüglich der Zerreißfestigkeit werden ebenfalls parallel zu der Verbindungsstelle vor und nach der Wärmebehandlung aufgeführt. In beiden Fällen tritt eine Zerstörung in dem Messinggebiet und nicht an der Verbindungsstelle ein.

In Fig. 1 ist ein länglicher, aus mehreren Metallen bestehender Verbund-Metallstreifen 1, bei dem die Verbindung über die Kanten erfolgt, aus unterschiedlichen Metallegierungen gezeigt. Ein Teilstreifen besteht vorzugsweise aus einem Metall, das aus der Klasse, bestehend aus Messing, Phosphorbronze und Nickel-Silber ausgewählt ist und praktisch kein Beryllium enthält. Der Teilstreifen 2 ist weich und duktil und läßt sich ausgezeichnet verbiegen. Der andere Teilstreifen 3 besteht aus einer elektrisch leitenden Legierung auf Kupfergrundlage, die Beryllium enthält. Die beiden Teilstreifen 2 und 3 sind getrennt hergestellt und gewalzt und mittels Durchdringens in Streifen aus Messing und Beryllium-Kupfer-Legie-. rung mit einer Dicke von 1,27 mm und einer Länge von 15,24 m bzw. 76,2 m werden nach dem Verfahren des Beispiels 1 mit der Ausnahme vereinigt, daß die Streifen stationär gehalten und die Schweißelektrode über letztere an der Kantenstoßstelle mit einer Geschwindigkeit von 1,22 m und 0,01 m/min mit Stromstärken von 95 und 80 A geführt wird.

Bei allen obigen Ausführungsbeispielen werden die verbundenen Metallstreifen als eine Einheit einschließlich der Verbindung auf eine Dicke von 0,815 mm kaltgewalzt.

Die durchgeführten Untersuchungen auf die Zer-. reißfestigkeit zeigen, daß die vereinigten Teilstreifen keine Zerstörung an der Verbindungsstelle erfahren.

Für den Teilstreifen 3 des Verbund-Metallstreifens

können verschiedene Beryllium-Kupfer-Legierungen unter der Voraussetzung angewandt werden, daß sie die gewünschten physikalischen Eigenschaften für das daraus hergestellte Bauteil aufweisen.

In Fig. 3 ist eine elektrische Anschlußklemme

gezeigt, die aus dem erfindungsgemäßen Verbundstreifen gefertigt ist. Der Rohling für die Klemme ist bei 5 α in Fi g. 1 gezeigt und wird aus dem Verbundstreifen 1 herausgestanzt und sodann verformt. Die erhaltene Anschlußklemme weist einen Zwingehteil 6 auf, der zu dem Teilstreifen 2 gehört und somit ausreichend weich und duktil für ein Verbiegen um einen Leiter od. dgl. ist. Der Zwingenteil 6 ist jedoch nach dem Verformen formbeständig. Der Buchsenteil 7 gehört zu dem Teilstreifen 3 und weist ausreichende mechanische Festigkeit und federnde und gegen Ermüdung sowie Abrieb beständige Eigenschaften auf, so daß das Buchsenteil federnd eine darin eingeführte Zunge ergreifen kann.

fiierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 drücken an den Leitungsdraht. Dies wird bei dieser Patentansprüche: bekannten Anordnung durch unterschiedliche Metall stärke erzielt.

1. Verbund-Metallstreifen zum Herstellen elek- Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen trischer Anschlußklemmen, die einen Buchsenteil 5 Verbund-Metallstreifen der eingangs umrissenen Art zur lösbaren Verbindung mit einem Stecker und zu schaffen, der die Herstellung von Anschlußklemeinen Zwingenteil zum nichtlösbaren Anklemmen men erlaubt, die den verschiedenen Anforderungen eines Leiters aufweisen, dadurch gekenn- des Buchsen- und Zwingenteils angepaßt sind und zeichnet, daß der Verbundstreifen (1) aus gute elektrische Eigenschaften aufweisen.

zwei mit ihren zur Streifenfläche rechtwinkligen io Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Kanten aneinanderstoßenden Teilstreifen (2, 3) der Verbundstreifen aus zwei mit ihren zur Streifenaus Metallegierungen unterschiedlicher Eigen- fläche . rechtwinkligen Kanten aneinanderstoßenden schäften derart zusammengeschweißt ist, daß die Teilstreifen aus Metallegierungen unterschiedlicher Durchdringungszone (4) der Legierungen im Eigenschaften derart zusammengeschweißt ist, daß wesentlichen frei von fremdem Material ist und in "15 die Durchdringungszone der Legierungen im wesent-Querrichtung des Streifens eine Breite von unge- liehen frei von fremdem Material ist und in Querfähr 0,076 bis 0,76 mm aufweist und daß das richtung des Streifens eine Breite von ungefähr 0,076 Material desjenigen Teilstreifens (3), aus dem der bis 0,76 mm aufweist und daß das Material desjenigen Buchsenteil (7) gebildet wird, federnde und gegen Teilstreifens, aus dem der Buchsenteil gebildet wird, Ermüdung sowie Abrieb beständige Eigenschaften so federnde und gegen Ermüdung sowie Abrieb bestänaufweist, während das Material des anderen, den dige Eigenschaften aufweist, während das Material Zwingenteil (6) ergebenden Teilstreifens (2) leicht des anderen, den Zwingenteil ergebenden Teilstreifens ^- verformbar und — nach dem Verformen — leicht verformbar und —. nach dem Verformen — ( ' formbeständig ist. formbeständig ist. Vorzugsweise besteht der" zur Aus-

2. Verbund-Metallstreifen nach Anspruch 1, 25 bildung des Buchsenteils bestimmte Teilstreifen aus dadurch gekennzeichnet, daß der zur Ausbildung einer Beryllium enthaltenden Kupferlegierung und des Buchsenteils (7) bestimmte Teilstreifen (3) der zur Ausbildung des Zvvingenteils bestimmte Teilaus einer Beryllium enthaltenden Kupferlegie- streifen aus einer berylliumfreien Kupferlegierung, rung besteht. Dabei sind zweckmäßig die beiden Teilstreifen

3. Verbund-Metällstreifen nach Anspruch 2, 30 durch Wolfram-Schutzgasschweißung, bei der der dadurch gekennzeichnet, daß der zur Ausbildung Schweißstrom nicht mehr als 0,1 % vom eingestellten des Zwingenteils (6) bestimmte Teilstreifen (2) Sollwert abweicht, miteinander verschweißt. Vorzugsaus einer berylliumfreien Kupferlegierung besteht. weise ist der Verbund-Metallstreifen kaltgewalzt.

4. Verbund-Metallstreifen nach einem der An- Der wesentliche Vorteil dieser erfindungsgemäßen Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die 35 Ausbildung des Verbund-Metallstreifens besteht darbeiden Teilstreifen (2, 3) durch Wolfram-Schutz- in, daß die benachbarten Kanten der beiden Teilgasschweißung, bei der der Schweißstrom nicht streifen unterschiedlicher Zusammensetzung direkt mehr als 0,1 % vom eingestellten Sollwert ab- miteinander auf Grund von Diffusionsvorgängen verweicht, miteinander verschweißt sind. bunden sind, wobei die Verbindungsstellen frei von

5. Verbund-Metallstreifen nach einem der An- 40 jeglichen Fremdstoffen sind und die Durchdringuhgssprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er zone der Bestandteile der zwei Teilstreifen an der kaltgewalzt ist. Verbindungsstelle im wesentlichen auf eine Ebene

begrenzt ist, welche durch die urspünglich angren-

—'■ zenden Streifenkanten definiert ist. Weiterhin ist nach ( \i

- 45 der Verbindung der beiden. Streifen keine weitere

Wärmebehandlung erforderlich, welche die Eigen-

Die Erfindung betrifft einen Verbund-Metallstreifen schäften der Teilstreifen in bezug auf ihr Anwen-

zum Herstellen elektrischer Anschlußklemmen, die dungsgebiet nachteilig beeinflussen würde. ■ _v ■

einen Buchsenteil zur lösbaren Verbindung mit einem Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgen-

Stecker und einen Zwingenteil zum nichtlösbaren 50 den Erläuterung der Erfindung an einem Ausfüh-

Anklemmen eines Leiters aufweisen. rungsbeispiel an Hand der Zeichnungen. In den

Verbindungsklemmen und Kabelschuh sind seit Zeichnungen zeigt

langem bekannt. So ist aus der deutschen Patent- F i g. 1 eine Draufsicht auf einen ■Verbund-Metallschrift 697 713 eine Verbindungsklemme bzw. ein streifen, der unterschiedliche Legierungen aufweist; Kabelschuh bekannt, bei dessen Herstellung zwei 55 strichpunktiert ist dort ein Rohling für ein elektri-Metalle verwendet sind, ufn den Kabelschuh korro- sches Verbindungsteil gezeigt,

sionsbeständig zu machen. Weiterhin ist aus dem Fig. 2 eine Schnittansicht des Verbund-Metalldeutschen Gebrauchsmuster 1829 744 ein Rohr- Streifens längs der Linie 2-2 in Fig. 1,
kabelschuh bekannt, der ein auf das isolierte Kabel- F i g. 3 eine Anschlußklemme, die aus dem geende aufzuschiebendes Rohrstück aufweist, welches 60 slricheltpunktierten Rohling nach F i g. 1 gefertigt ist, an seinem freien Ende flachgedrückt ist. Dabei ist das F i g. 4 eine Ansicht entsprechend der Linie 4-4 flachgedrückte Ende des Rohrstückes durch eine auf- in F i g. 3.

gelötete Lasche öldicht und korrosionssicher ver- Ein länglicher Teilstreifen 3 aus einer Berylliumschlossen. Kupferlegierung und ein länglicher Teilstreifen 2 aus

Aus der französischen Patentschrift 1 108 263 ist 65 einer Kupferlegierung sind so verarbeitet, daß deren

ein Verbindungselement bekannt, welches ein Buch- benachbarte seitliche Kanten aneinander angrenzen

sen- bzw. Steckerteil aufweist, wobei der zum Stecken und miteinander dadurch verschweißt werden, daß

vorgesehene Teil elastischer ist als der Teil zum An- sich die Metalle unter Ausbilden einer schmalen