阅读说明：本技术 用于与配合触头配合的电触头 (Electrical contact for mating with a mating contact ) 是由 V.塞佩 W.斯塔布罗思 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于与配合触头(16)配合的电触头(1),包括铝主体(2),其沿纵向轴线(L)延伸,由铝或铝合金制成,铝主体(2)设置有用于连接到铝导体(6)的连接部分(4),接触区(10),布置在铝主体(2)的表面(8)上,用于电连接到配合触头(16),以及接触弹簧(12),连接到铝主体(2),具有用于接触配合触头(16)的接触区域(14),其中接触弹簧(12)至少部分地搁置在接触区(10)上,并且由比铝或铝合金更硬的材料形成,并且接触区(10)由比铝或铝合金更耐蠕变的材料形成。此外,本发明涉及接触装置(3),其包括根据本发明的电触头(1)和以整体结合和/或形状配合的方式连接到连接部分(4)的铝导体(6)。(The invention relates to an electrical contact (1) for mating with a mating contact (16), comprising an aluminum body (2) extending along a longitudinal axis (L), made of aluminum or an aluminum alloy, the aluminum body (2) being provided with a connection portion (4) for connecting to an aluminum conductor (6), a contact zone (10) arranged on a surface (8) of the aluminum body (2) for electrical connection to the mating contact (16), and a contact spring (12) connected to the aluminum body (2) having a contact region (14) for contacting the mating contact (16), wherein the contact spring (12) rests at least partially on the contact zone (10) and is formed of a material harder than aluminum or the aluminum alloy, and the contact zone (10) is formed of a material more resistant to creep than aluminum or the aluminum alloy. Furthermore, the invention relates to a contact arrangement (3) comprising an electrical contact (1) according to the invention and an aluminum conductor (6) which is connected to the connection portion (4) in an integrally bonded and/or form-fitting manner.)

用于与配合触头配合的电触头

技术领域

本发明涉及一种用于与配合触头配合的电触头。此外，本发明涉及一种具有铝导体和电触头的接触装置。

背景技术

在现有技术中，由铜或铜合金制成的铜触头用于将电导体连接到配合触头。然而，这些铜触头具有高重量和高材料成本。然而，特别是在汽车工业中，特别是在大导体横截面的情况下，如在电动车辆中部分需要的那样，期望重量轻。因此，铜导体例如铜电缆越来越多地被由铝或铝合金制成的铝导体取代。然而，由于铜的机械稳定性，铜触头保持在适当位置，以便与配合触头产生必要的接触法向力。铜触头与铝导体的连接只能通过很大的努力来克服。

发明内容

因此，本发明的问题是提供一种解决方案，该解决方案能够在电触头和配合触头之间实现稳定的电和机械接触，以及简单地连接到铝导体。

根据本发明，该问题通过一种电触头解决，该电触头包括：铝主体，沿纵向轴线延伸，由铝或铝合金制成，所述铝主体设置有用于连接到铝导体的连接部分，接触区，布置在铝主体的表面上，用于电连接到配合触头，以及至少一个接触弹簧，连接到铝主体，具有用于接触配合触头的接触区域，其中至少一个接触弹簧至少部分地搁置在接触区上，并且由比铝或铝合金更硬的材料形成，并且其中接触区由比铝或铝合金更耐蠕变的材料形成。

根据本发明，接触装置包括根据本发明的电触头和以整体结合和/或形状配合的方式连接到连接部分的铝导体。

与目前已知的电触头(例如开头提到的铜触头)相比，使用铝主体导致重量和材料成本的节省。由于铝主体的连接部分同样由铝或铝合金制成，所以铝导体与连接部分的简单连接是可能的，而不需要连接部分的昂贵处理，例如像铜触头的情况那样。通过至少一个接触弹簧产生与配合触头的接触，由此铝主体受到较小的机械应力。电流通过至少一个接触弹簧被接触区吸收。通过比铝主体更耐蠕变的接触区，可以在不损失接触质量的情况下实现配合触头的长期接触，并且可以减少对电触头的磨损。

就应用而言，铝合金包含其中铝是主要成分的所有合金。

在下文中，引用了可以根据需要彼此独立地相互组合并且当独立地观察时各自有利的发展。

因此，根据第一有利构造，铝主体可以是冲压弯曲部件。结果，可以简单地生产铝主体。通过其精度和速度的冲压和弯曲过程证明特别在电触头的大规模制造方面是特别有利的。

铝主体可以由铝/镁合金制成，特别是AlMg3合金。结果，铝主体可以非常好地倾斜和焊接，由此可以进一步优化铝主体的设计和/或与铝导体的连接。此外，与纯铝相比，这种合金具有良好的耐天气条件和盐水腐蚀性。

根据特别有利的构造，接触区可以由贵金属或贵金属合金形成。通过使用由贵金属或贵金属合金制成的接触区，避免了可能会导致导电性降低的接触区上的表面腐蚀。特别地，接触区可以由银或银合金制成，由此在接触区中实现良好的导电性并且避免表面腐蚀。与其他贵金属例如金相比，银或银合金的材料成本保持在极限。然而，在替代构造中，接触区可以由其他贵金属或贵金属合金形成，比如金或金合金或者钯或钯合金。可替代地，接触区可以由锡或锡合金形成，特别是在较低温度范围即低于约120℃的应用的情况下。

为了避免在表面和接触区之间的过渡处的尖锐边缘，接触区可以与表面齐平地布置。在这种情况下，齐平布置意味着当在过渡部分上滑动时，在表面和接触区之间没有磨损。接触区可以例如通过化学气相沉积特别是通过电子束或者也可以通过电镀沉积在表面上。可替代地，可以通过轧制包覆施加接触区。在这种情况下，接触区可以直接施加在冲压带上，这特别对于大量冲压弯曲部件的工业制造来说是特别有利的。

根据另一有利的构造，中间层可以布置在铝主体的表面和接触区之间。中间层可以由例如铜或铜合金形成，并且可以导致接触区材料的材料节省。因此，中间层尤其可以由与接触区的材料相比具有较低材料成本的材料制成。与接触区一样，中间层可以通过化学气相沉积特别是通过电子束或者也可以电镀沉积在表面上。优选地，可以通过轧制包覆将中间层施加到表面上。在这种情况下，中间层可以直接施加到冲压带上，例如作为条带。接触区可以施加到中间层上，其中中间层可以促进接触区的施加。为此，特别是可以优化中间层的厚度和组成。此外，中间层可以防止铝从铝主体蠕变到接触区。

接触区的材料厚度可以在约2μm和约10μm厚之间。中间层的材料厚度可以在约10μm和约20μm厚之间。

至少一个接触弹簧可以由诸如铜或铜合金的材料制成，其在热方面比铝或铝合金具有更好的抗松弛性。可替代地，至少一个接触弹簧可以由不锈钢制成。结果，可以保证即使在高温下材料也不会软化，并且从接触弹簧到配合触头的接触法向力也不会减小。

至少一个接触弹簧可以具有联接区域，至少一个接触弹簧通过该联接区域联接到铝主体。因此，联接区域可以例如横向于纵向轴线夹住铝主体的背离连接部分的端部并且可以固定到铝主体上。可替代地或者另外，联接区域可以放置到自由端上。联接区域可以优选地具有捕获机构，该捕获机构可以与铝主体的相容捕获机构接合，因此防止了联接区域从铝主体的意外滑动。

联接区域可以成形为套筒，并且与铝主体一起可以围绕插座腔，其中套筒可以放置到铝主体的背离连接部分的自由端上。

至少一个接触弹簧可以围绕自由端弯曲并且可以突出到插座腔中。

至少套筒的背离铝主体的外表面可以涂覆有贵金属。结果，可以避免套筒的腐蚀。特别地，至少一个接触弹簧可以至少在其接触区域和/或支撑表面上涂覆有贵金属，接触弹簧通过该接触区域和/或支撑表面搁置在接触区上。接触弹簧的涂层尤其可以由与接触区相同的材料形成，由此可以防止配合触头和/或接触区接触时的接触腐蚀。

至少一个接触弹簧可以围绕远离连接部分的端部弯曲。铝主体尤其可以至少部分地构造为插座的形式，该插座围绕插座腔并且在纵向方向上是敞开的，其中接触区布置在插座腔中。至少一个接触弹簧可以突出到插座腔中并且可以至少部分地搁置在接触区上。一个接触区分别可以布置在插座腔中的相对侧上。可替代地，接触区也可以在纵向部分中围绕插座腔径向延伸。联接区域可以形成为可放置到插座上的套筒。在这种情况下，对应于设置有接触区的插座的侧面，分别至少一个接触弹簧优选地两个接触弹簧可以远离套筒延伸并且可以弯曲到插座腔中。在这方面，配合触头尤其可以是插接触头和/或圆形触头，其通过电触头从多个侧面接触。

接触弹簧在接触区和接触区域之间可弹性偏转。在与配合触头接触时，接触弹簧可以在接触区的方向上弹性偏转，其中接触弹簧压靠着接触区。结果，保证了稳定的电流。在这种情况下，接触区可以在由接触弹簧引起的摩擦方面以特别耐磨的方式构造，例如通过由贵金属比如银或贵金属合金比如银合金制成接触区。

根据示例性构造，铝主体不具有特别是没有弹性的形状配合元件，由此防止接触力传递到铝主体上或者防止接触力由铝主体产生。这防止了铝主体影响接触法向力，由此可以再次改善配合触头和电触头之间的电连接的稳定性。

连接部分可以在纵向方向上远离插座延伸，使得连接部分可自由接近与铝导体的连接。连接部分可以设置有压接套筒，其在铝导体可以***的连接部分上跨越弧形。然后可以挤压压接套筒，由此可以再次加强铝导体和电触头之间的连接。

根据特别有利的构造，铝导体可以是铝电缆，其可以以整体结合和/或形状配合的方式连接到连接部分。

铝导体可以焊接到连接部分，例如通过超声波焊接或摩擦焊接。结果，可以实现稳定的整体结合连接。已经证明，如果通过超声波焊接将铝导体焊接到连接部分，则是特别有利的。与其他焊接方法相比，通过超声波焊接，连接配对即连接部分和铝导体加热程度较低。结果，可以防止对周围材料的损坏，比如铝导体的绝缘。

由于连接部分由铝或铝合金制成，因此可以毫无困难地在连接部分和铝导体之间产生焊接连接。

在下文中，参考附图通过使用示例性实施例的示例更详细地描述了本发明。在附图中，在设计和/或功能方面彼此对应的元件具有相同的附图标记。

在各个示例性实施例中示出和描述的特征的组合仅用于解释的目的。根据上述陈述，如果该技术效果在特定应用中不重要，则可以省略示例性实施例的特征。相反，根据上述陈述，如果其技术效果对于特定应用是有利的或必要的，则可以在示例性实施例中添加另一特征。

附图说明

在附图中：

图1示出了根据本发明的电触头的示意性透视图；和

图2示出了根据本发明的接触装置的示意性剖视图。

具体实施方式

首先，将参考图1和2说明根据本发明的电触头1的设计。图2示出了根据本发明的接触装置3，其具有连接到电触头1的铝导体6。

电触头1包括铝主体2，其沿纵向轴线L延伸，由铝或铝合金制成，具有用于连接铝导体6的连接部分4，布置在铝主体2的表面8上的接触区10，以及至少一个接触弹簧12，其连接到铝主体2，具有用于接触配合触头16的接触区域14。

在该示例性构造中，铝主体2由铝/镁合金AlMg3 24形成。铝主体2形成为冲压弯曲部件26。图1以示例的方式示意性地示出了冲压带28，仅示出了电触头1。在冲压带28上可以布置多个彼此相邻布置成一排的电触头1，由此可以实现至少铝主体2的简单且可自动化的批量生产。

铝主体2在自由端18处具有插座20的形状，插座20围绕插座腔22，用于接收配合触头16。连接部分4在远离自由端18的方向上沿着纵向轴线L从插座腔22延伸。在连接部分4处，电触头1连接到铝导体6。

为此，铝导体6通过焊接连接19特别是超声波焊接连接固定到连接部分6的表面8上。可替代地或者另外，铝导体6还可以通过压接连接连接到连接部分4。铝导体6例如可以是由铝或铝合金制成的铝电缆21。铝电缆21优选具有高达99.7％的铝。

在横向于纵向轴线L布置的平面中，插座20具有基本上矩形的横截面，其中插座20在纵向轴线L的方向上是敞开的。在沿纵向轴线L延伸的纵向部分30中，两个表面8布置成彼此相对并且在高度方向H上横向限定插座腔22，接触区10。在该构造中，接触区10由贵金属32制成，优选地由银34制成，并且通过轧制包覆施加到表面8上。

为了节省接触区10的相对昂贵材料的成本，在接触区10和表面8之间沿高度方向H布置由铜或铜合金制成的中间层36。

在将接触区10施加到中间层36上之前，同样可以通过轧制包覆将中间层36施加到表面8上。作为轧制包覆的替代，接触区10和中间层36都可以通过化学气相沉积，特别是通过电子束或电镀沉积来施加。

中间层36和接触区10可以优选地在弯曲之前作为条带直接施加到冲压带28上，这对于大量冲压弯曲部件26的工业制造特别有利。

通过中间层36，可以简化接触区10的施加，因为可以优化中间层36的组成和材料厚度。此外，中间层36可以防止铝主体2中的铝蠕变到接触区10。此外，通过接触区10由贵金属成形，可以防止可导致导电性降低的表面腐蚀。

接触区10沿着纵向轴线L与表面8齐平地布置，因此当沿着纵向轴线L滑动时，在表面8和接触区10之间的过渡处不会发生不期望的磨耗及造成的增加的磨损。

接触弹簧12在纵向轴线L的方向上远离联接区域38延伸。联接区域38成形为套筒40，其放置在铝主体2的背离连接部分4的该自由端18上。联接区域38和铝主体2可以具有捕获机构，例如捕获夹，它们彼此互补并且用窗口或凹口卡入到位，以防止接触弹簧12和铝主体2之间的联接被释放。特别是在车辆应用中，电触头1暴露于高振动应力和/或冲击应力，这可导致联接被释放。

套筒40可以至少在其背离铝主体2的外表面43上涂覆有耐腐蚀涂层45，例如由诸如银的贵金属制成。然而，在所示的示例中，有利的是，接触弹簧12的支撑表面47(接触弹簧12通过其搁置在接触区10上)和接触区域14都涂覆有贵金属，特别是银。涂层和接触区10优选由相同的材料形成，由此可以防止接触腐蚀。

在套筒40的沿高度方向H布置的相应的一侧41处，一对波状接触弹簧12在连接部分4的方向上延伸并且围绕自由端18弯曲且突出到插座腔22中。这里，相对的接触弹簧12在高度方向H上限定插座42，配合触头16可以沿基本平行于纵向轴线延伸的***方向S***该插座中。一对接触弹簧12在横向于高度方向H并横向于纵向轴线L的横向方向Q上彼此并排布置，其中它们在纵向轴线L的方向上相对于彼此偏移。换句话说，接触弹簧12沿着纵向轴线L比沿横向方向并排布置的接触弹簧12更深地突出到插座腔22中。

接触弹簧12由一种材料制成，该材料在机械和热方面比铝或铝合金更耐松弛且稳定，例如不锈钢或铜，特别是铜合金并且具有带有朝向相对侧41的第一曲率44和远离相对侧41的第二曲率46的波状形状。第一曲率44在高度方向H上限定插座42并且设置有用于接触配合触头16的接触区域14。接触弹簧12以其第二曲率46搁置在接触区10上。

当***配合触头16时，电流从配合触头16通过接触弹簧12传导到接触区10并被该接触区吸收。通过接触区10的抗蠕变性，减少了由于蠕变引起的磨损。根据示例性构造，接触区10由银形成，由此避免了可能损害接触区10的导电性的表面腐蚀。然后，电流从接触区10经由铝主体2被引导到铝导体6。用于接触配合触头16的接触法向力由接触弹簧12产生，由此铝主体2不产生与配合触头16接触的接触法向力。

通过***配合触头16，接触弹簧12在接触区域14和接触区10之间弹性偏转并压靠着接触区10。为此，特别有利的是接触区10由机械上坚固的材料制成，例如贵金属，由此接触区10可以承受接触弹簧12的压力而不会屈服，并且不会由于相对运动而在接触区10上的接触弹簧12之间产生摩擦而磨损。

通过本发明的电触头1，铝导体6和触头1之间的特别简单的连接是可能的，而不需要在连接之前对触头1进行任何额外的处理。由于两个部件基本上由相同的材料制成，因此可以将铝导体6直接连接到触头1而不会有接触腐蚀的风险。在具有高材料厚度的电触头的情况下，当准备用于连接到铝导体的触头时，特别是铜触头会产生很大的困难。最重要的是，以高材料厚度电镀铜触头涉及高成本。由于根据本发明的触头1具有的铝主体2带有用于连接到铝导体6的连接部分4，所以即使在具有高材料厚度的电触头1的情况下也可以避免这些困难。

此外，通过根据本发明的触头，由于与铜相比具有较低的材料成本和铝质量，因此产生了与现有技术中已知的铜触头相比便宜的更轻便的替代方案。

附图标记列表

1 电触头

2 铝主体

3 接触装置

4 连接部分

6 铝导体

8 表面

10 接触区

12 接触弹簧

14 接触区域

16 配合触头

18 自由端

19 焊接连接

20 插座

21 铝电缆

22 插座腔

24 AlMg3

26 冲压弯曲部件

28 冲压带

30 纵向部分

32 贵金属

34 银

36 中间层

38 联接区域

40 套筒

41 在高度方向上的相对侧

42 插座

43 外表面

44 第一曲率

45 耐腐蚀涂层

46 第二曲率

47 支撑表面

H 高度方向

L 纵向轴线

S ***方向

Q 横向方向