接触元件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种接触元件，其用于与构成在一个主体（10）上、尤其一个气体传感器的陶瓷传感器元件上的电接触位置（14）相接触，该接触元件具有一个用于力锁合地紧贴在接触位置（14）上的接触位置侧的元件区段（11）、一个用于与一电的连接导体（15）连接的连接侧的元件区段（12）及一个使这两个元件区段（11，12）相互连接的用于补偿热膨胀的中间区段（13）。为了尤其是通过节省用于接触元件的贵的耐热的材料来降低制造成本和为了降低随后装配时的装配成本，至少接触位置侧的元件区段及连接侧的元件区段（11，12）由具有与相应的元件区段（11，12）的功能适配的材料特性的不同的、材料锁合地连接的材料组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接触元件及其制造方法
本专利技术涉及一个用于与构成在一个主体、尤其一个气体传感器的陶瓷传感器元件上的电接触位置相接触的接触元件。
技术介绍
一个公知的气体传感器或气体测量探头与一个连接电缆的电导体的电接触部分(DE19638208C2)具有至少一个接触件或接触元件，该接触元件力锁合地压在一个构成在传感器元件的连接侧区段上的接触位置上。该接触元件具有：一个传感器元件区段或接触位置侧区段，该区段借助弹簧作用紧靠在接触位置上；一个连接侧区段，该区段与连接电缆的一个电导体连接；及一个弧形的中间区段，该区段用于补偿接触元件的热膨胀和/或机械延展及运动。接触元件由镍或镍合金组成及接触位置由具有至少95％的铂的烧结铂金属陶瓷组成。
技术实现思路
根据本专利技术的接触元件具有其优点，即该接触元件例如在交货及装入气体传感器时就已设有专门功能的适合区域，这些区域可满足工作中提出的要求。这就降低了成本并使组装改进及变得容易。这样便可将昂贵的、耐热的材料仅限于使用在接触位置侧的元件区段上及连接侧的元件区段以较小的强度来制造，这在将一个连接电缆的电导体连接在接触元件上时使卷边工序变得容易并可减小卷边工具的磨损。整体的接触元件是一个制成的结构单元，以致在以后例如将接触元件安装在一个气体传感器中以形成电接触时，例如在传感器组装及电缆束组装时，可取消用于连接各个元件区段的复杂工序。根据本专利技术的一个有利的实施形式接触位置侧的元件区段由一种根据DIN10269的耐热合金组成。该耐热及耐高温的镍基合金的使用可在接触元件长使用寿命期间保证高的接触力。根据本专利技术的一个有利的实施形式连接侧的元件区段由一种根据DIN10088的1.43xx族的耐腐蚀钢组成，例如由钢1.4303组成。该材料具有足够高的断裂延伸率及小的冷硬化倾向，它可很好地变形及由此适于为使连接侧的元件区段与连接电缆的电的连接导体连接的卷边并可避免卷边工具的过大磨损，以致该工具可达到高的使用寿命。为了保证连接侧端部区段足够的变形性能，根据本专利技术的另一实施形式该材料在用溶液退过火的状态中使用。根据本专利技术的一个有利的实施形式中间区段由一种冷硬化的、根据DIN10088的1.43xx族的耐腐蚀钢组成，例如由钢1.4310组成。通过该材料选择，并最好与中间区段相应的几何构型、如一个延展拱弧相结合将这样地调整中间区段的延展性–即它的轴向弹簧特性曲线，以致可补偿其它构件、如一个气体传感器中的构件的不同热膨胀。在气体传感器中接触元件通过连接电缆的电导体及一个弹性体套管与一个金属保护套相连接，该保护套在温度升高时比传感器元件明显地强地延伸。通过发生在中间区段中的延展补偿导致传感器元件上的接触位置与接触元件之间小的相对运动，以致可阻止由于摩擦腐蚀引起的接触电阻的增高。此外导致中间区段高弹性限度的冷固化状态还提供了一个优点，即将变形特性曲线保持在弹性范围中及由此使中间区段中周期性地出现的变形成为可逆的。同样地中间区段中的周期性变形保持在弹性的范围中，该周期性变形是通过仅部分地被接收在接触保持位置中的接触元件的振动引起的，并由此是可逆的，以致接触元件–及由此气体传感器–可经受较高的振动负荷。本专利技术还给出了根据本专利技术的用于制造具有在其材料特性方面适配其功能的元件区段的接触元件的方法。本专利技术的方法具有其优点，即各个元件区段可以用制造技术上有利的方式为满足相应的功能要求来设置。中间区段部分上与接触位置侧的元件区段及连接侧的元件区段成为一体的实施形式使需接合的零件的数目减少，而不会丝毫影响到中间区段对补偿不同热膨胀的功能要求的适配。两个零件的接合及材料锁合的连接例如为以后气体传感器的组装提供了一个制成的、整体的接触元件，以致在一个气体传感器的传感器组装及电缆束组装期间可取消复杂的组装工序并使组装成本明显地下降。本专利技术的方法还具有其优点，即通过由三个不同的金属带来制造一个多重金属带可使该接触元件仅在单个工序中通过简单的冲压/弯曲程序来获得。与由代表不同元件区段的零件来组装接触元件相比制造过程可简化，这就导致制造成本的明显下降。然而预先提供三个不同材料的金属带及使这三个金属带沿它们相邻放置的纵向侧对接边缘材料锁合的连接并不如所期望地那样使制造成本大大地下降。本专利技术的方法还具有其优点，即通过连接侧端部区段与中间区段在材料选择方面的合并则可以通过沿两个材料不同的金属带的对接边缘单一的材料锁合连接来制造一个双金属带并由此使制造成本进一步下降。中间区段与连接侧元件材料上相同的实施形式虽然对中间区段的轴向弹簧特性曲线的最佳设计及抗振强度有点儿影响，但通过中间区段适配的几何构型可使这两者得到补偿。在制造该三金属带的多功能带时作为连接工序可使用电子束焊接或激光焊接。在此情况下对于冲压工具及弯曲工具，以及所谓的顺序连接工具的要求没有改变。附图说明在以下的说明中将借助附图中所示的实施例来详细地描述本专利技术。附图表示：图1：根据第一实施例的一个接触元件的透视图，图2：区段地表示用于图1的接触元件的冲压/弯曲工序的由三个金属带组成的多重金属带的俯视图，图3：根据第二实施例的一个接触元件的透视图，图4：区段地表示用于图3的接触元件的冲压/弯曲工序的由二个金属带组成的多重金属带的俯视图，图5：根据第三实施例的一个接触元件的透视图，图6：图5中的接触元件的零件在它们接合前的透视图。具体实施方式由图1中透视图看到的用于与一个构成成一个主体上的电接触位置相接触的接触元件例如用于与一个构成在气体传感器的陶瓷传感器元件的表面上的平面接触位置相接触。在此情况下接触元件借助一个导向气体传感器的连接电缆的电导体与传感器元件的接触位置相连接。这种具有传感器元件，连接电缆及接触元件的气体传感器例如被描述在开始部分引证的文件DE19638208C2中。该接触元件具有三个元件区段，确切地说一个用于力锁合地紧贴在主体的接触位置上的接触位置侧的元件区段11，一个用于与电的连接导体连接的连接侧的元件区段12及一个使这两个元件区段11，12相互连接的用于补偿热膨胀的中间区段。在图1中为了完整起见还概要地表示出：构成在主体10上的接触位置14，接触位置侧的元件区段11弹性地接触在该接触位置上；及一个电导体15，连接侧的元件区段12与该电导体导电地连接，例如通过卷边来连接。接触位置侧的元件区段11，连接侧的元件区段12及中间区段13由不同的、材料锁合连接的材料组成，这些材料各具有与相应的元件区段的功能相适配的材料特性。因此接触位置侧的元件区段11由一种根据DIN10269的耐热合金组成。这种耐热的或耐高温的镍基合金在气体传感器所需的超过400℃的高温情况下在接触元件的工作寿命期间可保证足够高的接触力。连接侧的元件区段12由一种根据DIN10088的1.43xx族的耐腐蚀钢，例如钢1.4303组成。这种钢具有足够高的断裂延伸率及小的冷硬化倾向，以致当为了使连接侧的元件区段12与电的连接导体15连接的卷边时可很好地变形及不会产生卷边工具的大的工具磨损。为了保证更好的变形性能，耐腐蚀钢在一种用溶液退过火的状态中使用。该溶液退火使材料回到其初始状态，由此除合金组分的均匀分布外还实现了硬化的降低，以致材料变软及由此可很好地变形。中间区段由一种冷硬化的、根据DIN10088的1.43xx本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.16 DE 102011005655.61.一种气体传感器，所述气体传感器具有陶瓷传感器元件，在该陶瓷传感器元件上构造有电接触位置(14)，所述气体传感器具有用于与所述电接触位置(14)相接触的接触元件，所述气体传感器具有一个接触位置侧的元件区段(11)、一个连接侧的元件区段(12)及一个使这两个元件区段(11，12)相互连接的用于补偿热膨胀的中间区段(13)，其中，所述连接侧的元件区段(12)与一电的连接导体(15)连接，其特征在于：至少接触位置侧的元件区段及连接侧的元件区段(11，12)由具有与相应的元件区段(11，12)的功能适配的材料特性的不同的、材料锁合地连接的材料组成，并且，所述接触位置侧的元件区段(11)由一种根据DIN10269的耐热合金组成，而所述连接侧的元件区段(12)由一种根据DIN10088的1.43xx族的耐腐蚀钢组成。2.根据权利要求1的气体传感器，其特征在于：该耐腐蚀钢具有一个用溶液退过火的状态。3.根据权利要求1或2的气体传感器，其特征在于：中间区段(13)由一种根据DIN10088的1.43xx族的、冷硬化的、耐腐蚀钢组成。4.根据权利要求1或2的气体传感器，其特征在于：中间区段(13)由与接触位置侧的和/或连接侧的元件区段(11，12)相同的材料组成。5.根据权利要求4的气体传感器，其特征在于：接触位置侧的元件区段(11)及连接侧的元件区段(12)被构成单独的元件段(27，28)；中间区段(13)至少部分地与这两个元件区段(11，12)中的至少一个元件区段作成一体，两个元件段(27，2...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·拉泰，S·克勒特，J·施奈德，G·苏瓦耶，J·施蒂尔，P·温克勒，R·迈尔，G·耶尼希，B·布赫霍尔茨，S·拉斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：