專利名稱：用于長形物體、尤其是圓管或電纜的導電部件導電接觸的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的接觸裝置。
這種接觸裝置具有多方面的應(yīng)用，例如用于電纜或圓管對地的所謂接地接頭。這種裝置通常具有一個基體，該基體最好至少局部地由彈性材料制成并且該基體貼靠在待接通的物體上。至少一個最好由金屬材料制成的接觸部件在裝配位置貼靠在待接通物體的導電部件上，并與待接通的物體建立起導電連接。接觸部件在裝置的裝配位置位于待接通物體與基體之間，并固定在基體的面對待接通物體的一側(cè)。
由EP 0 982 524 A1已知一種類似裝置，但是該裝置放棄了單獨的接觸部件。而是采用帶有接觸凸起的金屬支承部件，這些凸起可彈性變形地貼靠在待接通物體的導電部件上，并因此起到接觸部件的作用。作為接觸凸起，建議采用特別的外形構(gòu)造以及例如舌片狀沖裁件。此外作為接觸凸起的材料或者由支承部件形成接觸凸起的支承部件材料，建議采用低合金銅材。
已知的接觸裝置存在缺陷，即，該裝置在卡圈式基體圍卡待接通物體的裝配位置，在待接通物體上施加一個相當強而重的接觸壓力。這一點對于圓管的觸點接通根本沒有意義，而對于電纜的觸點接通、尤其是對于波傳導同軸電纜的觸點接通具有重大影響。對于這種電纜的接地，通常剝?nèi)ネ鈱訉w并借助于接觸裝置例如所謂的接地接頭導電地接觸。絕緣層通常也承擔微小的支承作用，在去掉絕緣層之后，外層導體對于變形是相當敏感的。這種變形、尤其是收縮會由過大的徑向壓力產(chǎn)生。輕微的收縮就可能在電纜中造成波阻增加，這樣，在不利的條件下導致反射和錯誤地適配于后面的結(jié)構(gòu)部件。后果是降低了波傳導效率。
這個目的通過權(quán)利要求1的方案而實現(xiàn)。其特征部分的特征具有下列特殊的意義。
通過選擇合金材料，這種合金材料由至少94.5％銅組成并具有2至4％的鎳、0.5至1％的硅以及0.05至0.25％的鎂，從而，能夠使接觸部件制成為薄板結(jié)構(gòu)，該薄板結(jié)構(gòu)能夠以比其它材料的相應(yīng)成型板材更薄的板厚制成，同時不喪失其必需的其它功能，例如彈性和/或承載特性。用制得的較薄的成型板材作為接觸部件，能夠?qū)崿F(xiàn)待接通物體上較小的頂壓強度，而不會有損于預期的電連接。
另一優(yōu)點在于，通過較薄的成型板材結(jié)構(gòu)能夠明顯地節(jié)省材料。由此可以在一定程度上節(jié)省制造費用，從而補償由于按照本發(fā)明所使用的材料目前價格較高而產(chǎn)生的較高費用。
本發(fā)明的優(yōu)點不僅可以用于在待接通物體與基體之間具有單獨接觸部件的接觸裝置，而且可以用于已經(jīng)由起到接觸部件作用的接觸凸起構(gòu)成支承部件的情況。特別是對后一種形式的接觸裝置，尤其體現(xiàn)出減輕重量的優(yōu)點，因為對于這種接觸裝置通過按照本發(fā)明的合金可以代替整個裝置的絕大部分質(zhì)量份額。
這樣選擇合金是特別有利的，即，合金由至少90.8％的銅組成并含有2.7至3.3％的鎳、0.6至0.7％的硅以及0.1至0.2％的鎂。優(yōu)選地，在此也可以采用美國UNS(Unified-Numbering-System)中以“C 70250”定義的合金，該合金主要為96.2％的銅，3％的鎳，0.65％的硅和0.15％的鎂。這種材料具有特別適用于作為這種接觸裝置的接觸部件的特性，即大于20MS/m的導電性、180至200W/(mK)的導熱性、17至18 10-6/K的熱膨脹系數(shù)、8.7至9.0g/cm3的密度以及120至140kN/mm2的彈性模量。此外這種材料易于加工并且對于例如薄于0.5甚至0.4mm以下的薄板件成型也保持其在機械方面有利的彈性特性。因此按照本發(fā)明的接觸部件在其優(yōu)選的實施例中由約0.4mm的板厚制成?？梢栽诟鼘挿秶鷥?nèi)并適配于特殊條件地構(gòu)造接觸部件的特殊形狀。
在一個優(yōu)選實施例中，按照本發(fā)明的接觸裝置的基體由基本上帶狀的金屬支承部件構(gòu)成，該部件可以卡圈式地卡緊待接通的物體。該部件局部地由彈性材料這樣圈圍，即，在裝置的裝配位置，支承部件面對待接通物體的一側(cè)至少局部地從彈性材料露出。通過這種方法使至少一個接觸部件在裝配位置在待接通物體的導電部件與支承部件之間建立起導電連接。在此，所述的至少一個接觸部件可以由支承部件的至少一個凸起構(gòu)成，其中一個或多個接觸凸起最好與支承部件連接成一體或者以特別有利的方式與支承部件材料一致地制成。同時一個或多個接觸凸起設(shè)計成圓形、三角形、矩形或梯形等支承部件外形，或者設(shè)計成例如舌片狀沖裁件。在此，舌片不僅可以沿待接通物體的圓周方向而且可以沿待接通物體的軸向定向。尤其是后一種方案可以有利地通過單根曲折沖裁線或剪裁線實現(xiàn)。在此存在兩行相互面對且相互嚙合的舌片，它們在裝配位置相互間反向地軸向貼靠在待接通物體上。通過這種方法，能以特別簡單的加工步驟實現(xiàn)更加可靠的接觸位置。
對于上述實施例，接觸凸起與支承部件的材料一致性是特別有利的。在本發(fā)明范圍內(nèi)也完全能夠?qū)崿F(xiàn)一個或多個接觸凸起材料適宜地與支承部件的連接，但加工費事得多。對此，支承部件和接觸凸起可以特別地選擇不同的材料。
在另一實施形式中，按本發(fā)明的由特殊合金成型板材制成的接觸部件設(shè)計成單獨的結(jié)構(gòu)部件，該結(jié)構(gòu)部件在裝配位置位于待接通物體的導電部件與基體的帶狀支承部件之間。為了建立可靠的導電連接，接觸部件最好具有波浪形、曲折形或鋸齒形外形。無論如何，都力求這樣構(gòu)造這個或這些接觸部件，即，使其在裝配位置彈性地貼靠在待接通的物體上。
在圖2中簡示出這種接觸裝置10圍繞待接通物體、即在所示實施例中圍繞同軸電纜20的裝配位置。由圖7可以看出，在接觸裝置10處的同軸電纜20的最外層22被去掉，使同軸電纜外層導體的導電表面21間隔距離地位于支承部件11的裸露表面112對面。
如圖3所示，這個距離由接觸部件30所搭接。圖3示出在裝配位置接觸部件的徑向截面。對于在圖3所示的實施例，涉及一個單獨的接觸部件30，該部件在接觸裝置10處位于待接通的同軸電纜20表面21與支承部件11的裸露表面112之間。在圖3的簡圖中沒有示出由彈性材料制成的基體外層12。
按照本發(fā)明，接觸部件30由合金板材制成，合金由至少94.5％銅(Cu)組成并具有2至4％的鎳(Ni)、0.5至1％的硅(Si)以及0.05至0.25％的鎂(Mg)。對于本實施例，合金組成部分主要有下列成分96.2％的Cu，3％的Ni，0.65％的Si和0.15％的Mg。
接觸部件30可以按不同的方式構(gòu)成。在圖4中示出三個特別優(yōu)選的實施例。在此，對于接觸部件30涉及到由上述按照本發(fā)明合金制成的波浪形(a)、曲折形(b)或鋸齒形(c)的成型板材。在此，外形構(gòu)造最好這樣構(gòu)成，即，使接觸部件30能夠彈性地貼靠在支承部件11與外層導體21之間。通過這種方法，可以毫無問題地補償同軸電纜20去掉絕緣后的外層22處的不均勻性。如同在圖3所清楚表示的那樣，通過多個由凸起31構(gòu)成的接觸點產(chǎn)生導電接觸。明顯可見，由此使徑向壓力作用于外層導體21。這個壓力必須這樣大小，即，使得不僅能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的導電接觸，而且盡管由于去掉絕緣的外層22缺乏穩(wěn)定性也不產(chǎn)生可能導致波傳導干擾的外層導體21的收縮。
圖5示出接觸裝置內(nèi)側(cè)的俯視圖，該裝置以特別有利的擴展結(jié)構(gòu)具有如圖3和4所示的單獨接觸部件30。在這里接觸部件30在裝配位置通過固定措施固定在基體的面對待接通物體20的一側(cè)。固定措施由凹槽122構(gòu)成，凹槽成形于彈性外層12的支承部件11內(nèi)側(cè)。單獨接觸部件30的端部可以插進這個凹槽122，這可以大大簡化接觸裝置的裝配。凹槽122之間的接觸部件11內(nèi)側(cè)112處不被外層覆蓋，使得能夠在支承部件與待接通的同軸電纜20的外層導體21之間實現(xiàn)導電連接。
圖6在原理上示出按照本發(fā)明的接觸裝置10的另一實施例。在此放棄了單獨的接觸部件，而代替接觸部件的是支承部件11本身具有接觸凸起32。在圖6所示的尤其具有優(yōu)點的實施形式中，接觸凸起32由相互面對的在待接通物體20軸向上延伸的舌片32所組成。其工作方式在圖7中表示。舌片32可以特別簡單地通過在支承部件11上沖裁出如圖6所示的透穿的曲折沖裁線或裁剪線35加工而成。所產(chǎn)生的相互嚙合的舌片可以通過輕微彎曲與待接通表面121處于彈性且導電的接觸。
其它的實施例，例如作為圓形、三角形、矩形等支承部件11外形構(gòu)造的接觸凸起在附圖
中沒有詳細示出。
權(quán)利要求
1.用于長形物體、尤其是電纜或圓管的導電部件導電接觸的裝置，具有一個用于貼靠在待接通的物體上的基體、和至少一個在裝配位置位于所述基體與待接通物體之間的接觸部件，該接觸部件用于與待接通物體的導電部件建立導電連接，其特征在于，所述的至少一個接觸部件(30，32)由合金薄板結(jié)構(gòu)制成，該合金由至少94.5％的銅(Cu)組成并具有2至4％的鎳(Ni)、0.5至1％的硅(Si)以及0.05至0.25％的鎂(Mg)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸部件(30，32)的合金組成部分具有下列成分Ni-2.7至3.3％Si-0.6至0.7％Mg-0.1至0.2％Cu≥95.8％
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸部件(30，32)的合金組成部分主要具有下列成分Ni-3％Si-0.65％Mg-0.15％Cu-96.2％
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，作為至少一個接觸部件(30，32)的材料采用在UNS系列中以“C 70250”定義的合金。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸部件(30，32)的導電性在室溫下大于或基本等于20MS/m。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸部件(30，32)的導熱性在室溫下為180至200W/(mK)。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸部件(30，32)的熱膨脹系數(shù)在室溫下為17至18 10-6/K。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，制造所述至少一個接觸部件(30，32)的材料的密度為8.7至9.0g/cm3。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，制造所述至少一個接觸部件(30，32)的材料的彈性模量為120至140kN/mm2。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸部件(30，32)的薄板厚度不大于0.5mm。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸部件(30，32)的薄板厚度不大于0.4mm。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基體由基本上帶狀的、可以卡圈式卡緊待接通物體(20)的金屬支承部件(11)構(gòu)成，該支承部件局部地由一彈性材料(12)這樣地圈圍，即，支承部件(11)的在裝配位置面對待接通物體的一側(cè)(112)至少局部地從彈性材料(12)露出，而使得所述至少一個接觸部件(30，32)在裝配位置在待接通物體(20)的導電部件(21)與支承部件(11)之間建立起導電連接。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸部件由支承部件的至少一個凸起(32)構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸凸起(32)與支承部件(11)連接成一體。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸凸起(32)與支承部件(11)材料一致地制成。
16.如權(quán)利要求14或15所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸凸起(32)做成圓形、三角形、矩形或梯形的支承部件(11)外形。
17.如權(quán)利要求14或15所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸凸起(32)由支承部件(11)的舌片狀沖裁件構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸部件做成單獨的結(jié)構(gòu)部件(30)。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述至少一個單獨的接觸部件(30)做成橫截面為波浪形、曲折形或鋸齒形外形的帶。
20.如權(quán)利要求18或19所述的裝置，其特征在于，所述至少一個單獨的接觸部件(30)通過固定措施(122)固定于基體的在裝配位置面對待接通物體的一側(cè)(112)上。
21.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述至少一個接觸部件(30，32)在裝配位置彈性地貼靠在待接通物體(20)的導電部件(21)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于長形物體、尤其是電纜或圓管的導電部件導電接觸的裝置，該裝置具有一個用于貼靠在待接通的物體上的基體、和至少一個在裝配位置位于所述基體與待接通物體之間的接觸部件，該接觸部件用于與待接通物體的導電部件建立導電連接。按照本發(fā)明，所述至少一個接觸部件由合金薄板結(jié)構(gòu)制成，該合金由至少94.5％的銅(Cu)組成并具有2至4％的鎳(Ni)、0.5至1％的硅(Si)以及0.05至0.25％的鎂(Mg)。
文檔編號F16L25/01GK1420584SQ0214798
公開日2003年5月28日 申請日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月1日
發(fā)明者布里塔·多默 申請人:多默專利有限及兩合公司