具有精细结构的接触表面的电接触元件的制作方法

本发明涉及一种电接触元件，特别用于压接连接，其中，接触元件由导电接触材料制成，且具有至少一个接触表面用于与另外的导电元件建立电连接。

背景技术：

上述类型的电接触元件在现有技术中已知。这些电接触元件可以例如通过插塞触点、缆线套管或套圈形成。接触表面可建立与另一导电元件的直接连接。接触表面可以特别地是压接部分的部件或压接夹。另一导电元件可以特别地是缆线、电线或线束。但是，另一导电元件还可以只是可以与根据本发明的电接触元件接触的插塞元件或衬套。因为电连接至少在电接触元件和另一导电元件之间的接触表面处形成，接触表面的特用对于电连接具有特别的意义。在接触表面处要求特别好的导电性。因为接触表面通常还被用于存在于连接至导电元件的摩擦接合连接、压力配合连接和/或材料接合连接中，所以接触表面的机械特性对于电接触元件和另一导电元件之间的连接的特性也是重要的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种上述类型的电接触元件，其接触表面具有与已知接触元件相比改善的导电特性和/或改善的机械特性。另外，接触元件意图能够以具有成本效益的方式被大量制造。

根据本发明，上述目的得以实现，是因为接触表面包括具有第一涂层的区域和不具有第一涂层的区域，并且是因为所述区域沿至少一个变化方向以交替的方式布置。

根据本发明的电接触元件根据本发明得以解决所述问题。第一涂层例如可以被选择，使得其相比接触材料的其余部分具有更高的电导率。替换地或同时，第一涂层可比接触材料的其余部分更硬。这对于连接至较软的导电元件的摩擦锁定连接和/或压力配合连接是有利的，所述较软导电元件诸如线束。通过使不具有第一涂层的区域位于具有第一涂层的区域之间，与完全涂覆接触表面相比，可以节省涂层材料。诸如锡、锌、银或铋这样的材料优选地用作第一涂层的材料。在制造过程中节省这些材料直接导致被制造的每个电接触元件的成本降低。此外，具有第一涂层的区域和不具有第一涂层的区域的交替布置对于接触元件的机械稳定性是有利的，特别是在接触表面的区域中，因为通过这一方式可以避免(可在大面积涂层的情况下产生的)扭转。不具有第一涂层的区域可以完全不被涂覆，或者可具有与第一涂层在材料和/或结构方面不同的涂层。涂覆过程的持续时间可与要涂覆的表面的大小成比例。如根据本发明所设想的，减小涂覆表面可以因此导致加速的制造方法。根据本发明的方案的另一优势在于，通过使具有第一涂层的区域和不具有第一涂层的区域的交替布置，具有第一涂层的区域具有均匀覆盖的接触表面。

根据本发明的方案可借助于各种单独采用分别有利的构造进一步改善，所述构造能够按照期望彼此组合。这些构造和相关的优势将在下文详细介绍。

根据第一有利构造，具有第一涂层的区域具有小于500μm的尺寸。该区域优选地具有小于300μm的尺寸。由于尺寸较小，具有第一涂层的区域可精确地存在于所需之处。特别地，所述区域可存在于接触表面与另一导电元件接触之处。作为结果，有利地可以满足接触表面对电导率和/或机械特性的需求，并且仅花费涂覆所需的最小材料量。

接触表面可以具有至少一个凹陷部，其中，至少一个具有第一涂层的区域至少部分地覆盖凹陷部和接触表面的其余部分之间的表面偏移区域(surface offset zone)。在该情况下，表面偏移区域可表现为凹陷部的基部和非凹陷区域之间的过渡区域。凹陷部可通过适当的变形方法制造。例如，它们可被挤压、冲压、镂刻或深度拉延。如果接触表面是接触元件的压接部分，且如果所述接触元件在所述接触表面的区域中压入到另一导电元件中，则所述表面偏移区域是作用在另一导电元件上的力最大的区域。因此，如果至少一个具有第一涂层的区域至少部分地覆盖表面偏移区域，则可以特别有利地改善在该区域中接触表面的电学特性和/或机械特性。

替换地，或除凹陷部以外，接触表面还可以具有至少一个升高部，其中，至少一个具有第一涂层的区域至少部分地覆盖升高部和接触表面的其余部分之间的表面偏移区域。

所述至少一个凹陷部和/或所述至少一个升高部可被布置，使得接触表面具有沿纵向方向的至少一排的凹陷部和/或升高部，其中，至少一个具有第一涂层的区域至少部分地覆盖凹陷部和/或升高部的至少一个和接触表面的其余部分之间的表面偏移区域。

根据依据本发明的接触元件的另一有利构造，至少一个具有第一涂层的区域可具有条带的形状，接触表面可配置有至少一个沟槽，条带纵向方向可平行于沟槽的纵向方向延伸，并且，平行于沟槽纵向方向延伸的至少一个表面偏移区域可至少部分地由所述条带形区域覆盖。在该情况下，所述沟槽可表现为上述凹陷部中的一个。所述沟槽可用于更好地保持另一导电元件，诸如缆线或线束，所述另一导电元件保持在接触表面中或上。

当另一导电元件与所述接触表面接触时，所述至少一个沟槽的纵向方向可特别地垂直于所述另一导电元件的纵向方向延伸。如果接触表面例如是压接表面或压接夹，接收在其中的电线或线束可垂直于沟槽延伸。因此，在受压状态中，可获得接触表面在另一导电元件上的较大的保持力。因为在压缩连接的情况下，接触表面在另一导电元件上的最大的力在表面偏移区域中作用到另一导电元件的区域中，所以，如果至少一个具有第一涂层的区域至少部分地覆盖沿沟槽的纵向方向延伸的表面偏移区域，这是特别有利的。平行于沟槽的纵向方向延伸的表面偏移区域可特别地是沟槽的侧壁或肩部。在前述构造中，变化方向可特别地垂直于沟槽的纵向方向延伸。这意味着，垂直于所述至少一个沟槽的纵向方向，具有第一涂层的条带形区域与不具有第一涂层的条带形区域沿着变化方向交替。

沟槽可大体表现为细长的凹陷部。替换沟槽，凹陷部还可以具有凹槽或褶皱形式。替换地，凹陷部还可以具有大面积矩形形式。沟槽优选地形成为沿其纵向方向是连续的。但是，其也可以是不连续的，从而形成一排的凹陷部。

替换地、或除至少一个沟槽以外，接触表面还可以具有腹板或脊部，从而形成细长的升高部。在细长的升高部的情况下，至少一个具有第一涂层的区域可至少部分地设置在至少一个表面偏移区域上，所述表面偏移区域平行于细长升高部的纵向方向延伸，并且，这一该区域可由此是条带形的。

至少一个条带形区域可至少部分地覆盖两个相邻沟槽的两个相邻表面偏移区域。因此，制造可更简单，因为在每个情况下，单独的条带形区域可至少部分地覆盖两个相邻沟槽的表面偏移区域。替代地，或除了至少一个沟槽之外，如果接触表面具有细长的升高部，则具体的条带形区域可覆盖具有相邻沟槽的一个细长升高部的、或两个相邻细长升高部的两个相邻表面偏移区域。

根据另一有利构造，所述至少一个变化方向可以沿着表面偏移区域的路径延伸，并且，表面偏移区域可以部分地被具有第一涂层的区域覆盖。换句话说，具有第一涂层的区域和不具有第一涂层的区域沿表面偏移区域交替。如果表面偏移区域属于沟槽、另一细长凹陷部属于细长升高部，则具有第一涂层的区域形成条带，所述条带按部分地沿表面偏移区域是非连续的。这样的构造特别地还可以具有第二变化方向，其垂直于第一变化方向设置。例如，如果接触表面具有平行于彼此延伸的多个沟槽，或具有以细长方式延伸的其他结构元件，且如果第一特定变化方向平行于以细长方式延伸的元件延伸，或平行于它们的表面偏移区域延伸，则若干个表面偏移区域可部分地通过具有第一涂层的区域覆盖，从而可产生图案，其中，部分为非连续的若干个条带平行于彼此延伸。为了节省涂覆材料，可以用具有第一涂层的区域部分地覆盖表面偏移区域。

平行于沟槽的纵向方向延伸的两个表面偏移区域可部分地通过具有第一涂层的区域覆盖，其中，表面偏移区域的被涂覆区域与横向于沟槽的纵向方向的第二表面偏移区域的被涂覆区域相对定位。因此，可存在简单的设计，同时存在涂覆材料的低消耗。

根据另一有利的实施例，平行于沟槽的纵向方向延伸的两个表面偏移区域可部分地由具有第一涂层的区域覆盖，其中，表面偏移区域的被涂覆区域沿沟槽的纵向方向相对于第二表面偏移区域的被涂覆区域偏移。以此方式，可存在沿至少一个沟槽的纵向方向的、采用涂覆材料的更好覆盖。如果接触表面属于压接部分，这可以是特别有利的，因为在该情况下，保持在压接部分中的另一导电元件可以总是沿表面偏移区域碰触涂覆区域。

为了具体地满足接触表面的导电特性或机械特性的需求，不具有第一涂层的区域的至少一部分可具有与第一涂层不同的第二涂层。第二涂层可在材料和/或结构方面与第一涂层不同。

为了在接触表面上获得尽可能均匀的被涂覆区域的覆盖，具有第一涂层的区域的至少一部分和不具有第一涂层的区域的至少一部分可沿至少一个变化方向具有相同长度。

根据另一有利构造，具有另一涂层的至少一个区域可被至少设置在接触表面的边缘区域中。另一涂层可与第一涂层和/或第二涂层在材料和/或结构方面不同。具体地，另一涂层的材料可比其他涂层的材料更软。接触表面的边缘区域中的布置是有利的，因为当接触表面被压在一起时，例如为了建立压接连接，所述至少一个具有另一涂层的区域可将边缘区域中的接触表面相对于电接触元件的外界密封。在该情况下，特别有利的是，如果至少一个具有另一涂层的区域是条带形的，使得存在具有另一涂层的连续区域。

根据另一有利构造，接触表面的至少一个内部区域可被至少一个具有另一涂层的区域围绕，该接触表面包括具有第一涂层的区域和不具有第一涂层的区域。例如，具有另一涂层的区域可被设置在接触表面的相对侧或边缘区域中。如果接触表面自身向后弯曲并被挤压在一起作为压接部分，具有另一涂层的区域可彼此压紧，使得接触表面的内部区域至少部分地被保护以免于接触至少一个具有另一涂层的区域的外部。

具有另一涂层的区域被布置，使得接触表面的内部区域完全被所述区域围绕。因此，在压紧在一起的状态下，例如，在压接连接的情况下，存在内部区域对接触元件外侧的非常好的密封。以这种方式，可以避免在内部区域中、在接触表面处、在具有第一涂层的区域处、在具有第二涂层的区域处(如果第二涂层存在)、和在邻近接触表面的另一导电元件处的接触表面的腐蚀。具有另一涂层的区域可例如围绕内部区域延伸，使得形成盘状的类型。

为了进一步提高接触表面中或处的元件的抗腐蚀性，第三涂层可表现为用于接触材料和/或用于作为第一涂层的材料的牺牲性阳极。例如，第三涂层可由比第一涂层的材料还原性更强的金属形成。特别有利地，第三涂层的材料比接触元件的接触材料和比第一涂层和/或第二涂层的材料的还原性更强。

为了改善接触表面和与该接触表面接触的另一导电元件之间的接触特性，至少一个被涂覆的区域可具有结构化表面。例如，具有第一涂层的区域的至少一部分可具有结构化表面。例如，表面可具有粗糙度，使得具有第一涂层的区域的部分可至少部分地伸入到导电元件中。因此，导电元件上的保持力以及接触元件和另一导电元件之间的导电性二者可以增加。

至少一个被涂覆区域还可以具有微结构。例如，具有第一和/或第二涂层的区域可具有诸如沟槽的细长凹陷部，或诸如肋部的细长升高部，所述细长升高部也可以改善接触表面和其他导电元件之间的接触的机械和/或电学特性。还可行的是，在接触表面的边缘区域中的另一涂层被结构化，以便能够甚至更好地将接触表面对外界密封，如果接触表面至少在边缘区域中压紧在一起或压紧到另一元件上的话。

替换地，或除了上文所描述的可用于改善接触表面的保持力和/或导电性和/或密封的涂层之外，其他涂层也是可行的。例如，可提供涂层，其包含可被缓慢赋予至接触表面或保持在其上的电导体的物质。例如，至少一个涂层可包含润滑剂或还原元素，其可防止或逆转接触表面的导电材料的腐蚀、或在接触表面上存在的导电元件的腐蚀。具体类型的涂层可具体设置在凹陷部内。凹陷部则可用作用于涂层元件的储存器。

根据本发明的被涂覆区域，无论它们是第一涂层、第二涂层还是另一涂层的区域，优选地直接适用于接触表面的接触材料。涂覆方法优选地被选择，在涂覆方法中，可以省略接触表面和被涂覆区域之间的涂料的使用。但是，这样的制造方法不应被排除。

被涂覆区域优选地通过一方法形成，在所述方法中，涂覆材料选择性地直接沉积在接触表面上，并然后利用高能辐射硬化、表面熔合和/或烧结。涂覆材料可通过例如打印方法以它们期望的形式和尺寸沉积到接触表面上。涂层可通过高能辐射被固定并连接到接触表面，所述高能辐射优选地是电子辐射、离子辐射或激光辐射。被涂覆区域还可以通过高能辐射被结构化。

涂覆可在接触元件的制造期间的任何时点上发生。例如，涂覆可发生在裸露的母体材料上。还可以在已经被冲压的母体材料上实施涂覆。替换地或另外，涂覆可在母体材料已经变形之后发生。

根据本发明的另外的有利构造，至少一个被涂覆区域或被涂覆区域的组合可至少部分地形成为携带资料的结构。携带资料的结构可例如具有关于接触元件的类型或特征的资料。同样，诸如关于制造商的名字或联系信息或其标志的资料可保存在其中。

携带资料的结构优选地形成为二维码，例如Matrix码。替换地，携带资料的结构还可以形成为另外的二维码的形式。同样可行的是，携带资料的结构形成为一维条形码、数字和/或字母。二维码的形式是优选的，因为这样的代码可在较大表面上具有明显变化的结构，使得存在通过涂覆材料的良好覆盖。因此，具有这样的代码形式的至少一个涂层的接触元件还可以具有用于连接至导体的良好的保持和/或接触特性。

在下文中，作为举例，利用有利实施例以及参考附图更详细地解释本发明。作为举例，通过实施例示出的特征的组合可相应地通过用于根据上述内容的特定应用的另外的特征补充。同样根据上述内容，如果单个特征的作用在特定应用中并不重要的话，则该特征可以在所述实施例中可以省略。

附图说明

在附图中，相同的附图标记总是用于指示具有相同功能和/或相同设计的元件。

这些附图示出：

图1是用于制造根据本发明的接触元件的冲压部件的俯视图，该冲压部件具有尚未涂覆的接触表面；

图2是根据本发明的接触表面的第一实施例的放大视图，所述接触表面具有条带形涂层；

图3A是沿图2的截面A-A穿过根据本发明的接触表面的横截面；

图3B是沿图2的截面A-A穿过根据本发明的接触表面的横截面，所述接触表面具有不同结构的涂层；

图4是根据本发明第二实施例的接触表面；

图5是根据本发明的接触表面，其具有第三形式的涂覆区域；

图6是根据本发明的接触表面，其具有两种不同的涂覆区域；

图7是根据本发明的接触表面，其具有另一涂层。

具体实施方式

图1作为举例示出用于根据本发明的接触元件3的冲压弯曲部件1。图1中的接触元件3的形式仅作为举例给出。根据本发明的方案可用于宽范围的接触元件3，特别是用于压接连接的那些接触元件。接触元件3由接触材料5制成。接触材料5优选地是金属板。接触元件3具有接触表面7。接触表面7可与另一导电元件(未示出)组合使用。接触表面7可具有任何适当的形式。特别地，与图1中示出形式不同地，接触表面7可形成为压接夹或压接翼。

优选地，但不是必须地，接触表面7具有至少一个凹陷部10。所述至少一个凹陷部10优选地被构造为细长的沟槽9。仅作为举例，三个沟槽9分别在图1中和所有其他附图中示出。沟槽9作为细长凹陷部10被压入到接触材料5中。它们具有纵向方向11。当接触表面7与另一导电元件接触时，沟槽9的纵向方向11优选地垂直于用于另一导电元件的纵向方向延伸。

替换具体的沟槽9，接触表面7还可以具有以不同形式形成的凹陷部10。具体地，沟槽9不是必须要形成为连续的。同样替换或另外地，接触表面7可具有升高部而不是凹陷部。

图2示出根据本发明的接触表面7的第一有利实施例，其具有第一涂层15。在该情况下，接触表面7对应于参考图1所述的接触表面7。图2所示的接触表面7具有三个沟槽9，其沿沟槽9的纵向方向11延伸。

图3A示出沿截面轴线A-A穿过图2的接触表面7的截面视图。截面轴线A-A垂直于沟槽9的纵向方向延伸。

根据本发明的接触表面7的第一实施例在下文参考图2和图3A进行描述。接触表面7具有区域13，该区域具有第一涂层15。第一涂层15优选地由锡、锌、银或铋形成。还优选地，第一涂层15直接沉积在接触材料5上，而接触材料5和第一涂层15之间不存在涂料层。区域13的表面16可以具有结构。没有第一涂层15的区域17位于具有第一涂层15的区域13之间。第一实施例的区域17优选地不具有涂层。具有第一涂层15的区域13和不具有第一涂层15的区域17沿变化方向19交替。在第一实施例中，变化方向19垂直于沟槽9的纵向方向11延伸。不具有第一涂层15的区域17可位于沟槽9以内。

沟槽9形成表面偏移区域25，在每种情况下，所述表面偏移区域位于沟槽9的基部21和接触表面7的表面23之间。表面偏移区域25在横截面中表现为沟槽9的侧壁或肩部。如果根据本发明的接触表面7压靠另一导电元件，例如通过布置在被挤到另一导电元件上的压接区域中的接触表面7，则表面偏移区域25在另一导电元件上施加特别大的力，且部分地伸入到该导电元件中。为此原因，在表面偏移区域25的区域中的特别好的导电性和/或机械硬度对于接触表面7和另一导电元件之间的良好连接是非常有意义的。因此，第一实施例的表面偏移区域25通过具有第一涂层15的区域13覆盖。具有第一涂层15的区域13根据第一实施例形成为条带27。在该情况下，条带纵向方向29平行于沟槽9的纵向方向11延伸。大多数情况下，条带27布置在接触表面7的表面23上的沟槽9之间，且延伸到沟槽9的基部21中。作为结果，沟槽9的表面偏移区域25通过第一涂层15覆盖。在该情况下，条带27优选地在每个情况下通过其边缘区域31在两个相邻沟槽9中延伸。垂直于沟槽9的纵向方向11测量的条带宽度33优选地小于500μm，且特别是优选地小于300μm。

图3B，类似图3A，示出图2的接触表面7沿截面轴线A-A的截面视图。图3B作为举例示出，涂覆区域13的另外两种可能的构造。具有第一涂层15的区域13仅作为举例示出。所示的构造还可以用于其他涂层。同样，所述两种构造不是必须要布置在同一接触元件3上。在单个接触元件3上、且并排的布置仅作为举例示出。

图3B的左侧示出具有第一涂层15的区域13。该区域具有平滑的表面16。但是，涂层15本身分为不同相18a和18b。在所述相中，第一涂层15的材料可以具有不同特征。例如，两相中的材料成分可以不同，即便它们已经由涂层15的相同初始材料产生。通过选择用于涂层15的适当材料和/或适当的后处理，可以产生相18a和18b。替换地或另外，两个不同材料，例如第一涂层15和第二涂层41，可用于替换两个不同的相。

图3B的右侧示出具有第一涂层15的区域13，其表面16被结构化。表面16被结构化使得第一涂层15的厚度20在横截面中变化。表面16可具有例如节点、肋部或齿部，从而形成具有变化的厚度20的结构。

图4示出根据本发明的接触表面7的第二有利实施例。为了简便，下文仅探讨与参考图2和3所描述的接触表面7的区别。沟槽9的形状对应于第一实施例的形状。根据本发明的接触表面7的第二实施例具有第二变化方向35，其平行于沟槽9的纵向方向11延伸。涂覆区域13因此沿变化方向35与非涂覆区域17交替。简而言之，第二实施例的涂覆区域13被形成，就如同第一实施例的条带27沿变化方向35由不具有第一涂层15的区域17中断。通过涂覆区域13和不具有第一涂层15的区域17沿彼此垂直的两个变化方向19和35交替布置，至少局部的涂层可通过非常低消耗的涂覆材料15实现。为了在接触表面7上获得尽可能均匀分布的区域13和17，区域13至少沿变化方向35具有长度37，其大体对应于不具有第一涂层15的区域17沿变化方向35的长度39。区域17的长度39在这一情况下通过两个相邻区域13之间的沿变化方向35的距离而给出。

通过第二实施例的被涂覆区域13的所述布置，变化方向39沿着表面偏移区域25的路径延伸，所述方向平行于沟槽9的纵向方向延伸。两个区域13分别被定位成在沟槽9上彼此相对。因此，具有第一涂层15的区域13每个沿沟槽9的纵向方向11位于相同高度处。

图5示出根据本发明的接触表面7的第三实施例。在此同样为了简便，仅描述与前述实施例的差别。具有第一涂层15的区域13与不具有第一涂层15的区域17沿彼此垂直的两个变化方向19和35交替。但是，与参考图4描述的第二实施例不同，区域13沿沟槽9的纵向方向11相对于彼此偏移。作为结果，沿沟槽9的纵向方向11，区域13在每个情况下以一定高度布置在沟槽9的表面偏移区域25处、并位于两个相对的区域13之间。区域13可延伸到沟槽9的基部21的中间中。通过第三实施例的区域13和17的布置，可以低消耗的涂覆材料15以具有第一涂层15的区域13实现对接触表面7的基本覆盖。

图6示出根据本发明的接触表面7的第四实施例。接触表面7包括具有第一涂层15的区域13，其对应于参考图5所述的实施例的那些区域。但是，这仅应被视为举例。接触表面7还可以包括以不同方式形成的具有第一涂层15的区域13。区域17(至少位于沿变化方向35的区域13之间的那些)可具有第二涂层41。第二涂层41可包括与第一涂层15不同的材料。替换地或另外，第二涂层41还可以包括与涂层15相同的材料，但通过适当的处理，可具有与第一涂层15不同的结构。例如，涂层15或21的至少一个可具有表面16或42，其被结构化从而形成两个不同表面结构。

图7示出根据本发明的接触表面7的第五实施例。在该情况下，仅作为举例，具有第一涂层15的区域13和不具有第一涂层15的区域17与参考图5所述的第三实施例的那些相同地示出。具有区域13和17的内部区域43可根据上文所述的每个实施例形成。内部区域43还可以根据本发明的所有其他接触表面7形成。

与上述实施例不同地，根据本发明的接触表面7的第五实施例包括具有另一涂层45的区域47。在该情况下，区域47布置在接触表面7的边缘区域49中。优选地，区域47被形成为条带形式，且沿着接触表面7的边缘区域49。还优选地，单独的区域47彼此接触或覆盖，使得形成完全围绕接触表面7的内部区域43的连续的区域47。

另一涂层45优选地比第一涂层15更软，和/或也比第二涂层更软(如果存在第二涂层41的话)。另一涂层45可用于密封接触表面7，特别地，如果接触表面7是与另一元件压紧在一起或压靠该另一元件的压接部分的部分。另一涂层45优选地通过金属形成，该金属比第一涂层15、第二涂层41的材料和/或接触材料5的还原性更强。因此，另一涂层45可用作用于接触元件3的牺牲性阳极51。类似于第一涂层的表面16和第二涂层的表面42，另一涂层45的表面53可也被结构化。

附图标记

1 冲压弯曲部件

3 接触元件

5 接触材料

7 接触表面

9 沟槽

10 凹陷部

11 纵向方向

13 具有第一涂层的区域

15 第一涂层

16 具有第一涂层的区域的表面

17 不具有第一涂层的区域

18a 相

18b 相

19 变化方向

20 厚度

21 沟槽的基部

23 表面

25 表面偏移区域

27 条带

29 条带纵向方向

31 边缘区域

33 条带宽度

35 第二变化方向

37 具有第一涂层的区域的长度

39 不具有第一涂层的区域的长度

41 第二涂层

42 具有第二涂层的区域的表面

43 内部区域

45 另一涂层

47 具有另一涂层的区域

49 边缘区域

51 牺牲性阳极

53 具有另一涂层的区域的表面