[发明专利]连接元件、尤其是螺栓或螺母

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机械地连接构件的连接元件，尤其是一种螺栓(德语：Schraube)或一种螺母。

背景技术

下述导体条组件已经可以从现有技术(例如DE102005059561A1)知晓：在所述导体条组件中，由高导电的铜形成的两个电流传导导体条通过螺栓连接在一起以在两个导体条之间形成电的和机械的连接。这两个导体条在这种情况下以平面平行的方式于螺栓连接部的区域中彼此叠置，这在这两个导体条之间形成低的电转移阻抗。然而，两个导体条之间的转移阻抗并不为零：这尤其归结于导体条的表面粗糙度以及导体条的彼此上下布置的表面的任何脏污。已有的导体条组件的不利之处因此在于连接在一起的导体条之间的电转移阻抗。

例如可以用作电池极或电线缆的高强度导电铜合金线材可以从DE10392428T5知晓。在这种情况下因此这种线材并不是本发明意义下的连接元件。

此外，DE-AS 1458546公开了一种半导体结构，这种半导体结构也是非通用的。

发明内容

因此，本发明的目的在于减小这种导体条组件中的转移阻抗。

该目的是根据本发明的依据独立权利要求的连接元件(例如螺栓、螺母)实现的。

本发明是基于下述技术物理发现的：在导体条组件中，电流的一部分会流过连接元件(例如螺栓、螺母)，由此连接元件应当形成尽可能低的阻抗。

本发明因此包括下述技术教导：在这种导体条组件由不仅具有充分的机械拉伸强度而且还具有非常高的高导电率的材料来制造连接元件(例如螺栓或螺母)，从而能够在两个导体条之间实现尽可能低的电转移阻抗。然而，这些目标要求不幸地在一定程度上是矛盾的，这是因为高机械拉伸强度通常不能与非常高的导电率组合。由此，例如，铜具有非常高的导电率但是只具有相对较低的机械拉伸强度，由此没有由铜来制造例如螺栓。然而，本发明通过将适当的材料用于连接元件来实现这些矛盾的目标，这在下文中予以详细说明。

然而，在下文中，首先说明根据本发明的连接元件的材料的材料特性。

由此，连接元件的材料优选地具有通常适于制造机械螺栓连接部的至少350MPa、400MPa、450MPa、500MPa、550MPa或甚至至少600MPa的机械拉伸强度。

在另一方面，连接元件的材料的导电率–以IACS标尺(IACS：国际退火铜标准)来度量-为至少50％IACS、60％IACS、70％IACS、80％IACS或甚至至少90％IACS。在这种情况下100％的IACS值对应于铜的导电率。

此外，连接元件的材料优选地具有至少100MPa、200MPa、300MPa、400MP、500MPa或600MPa的屈服强度。

在另一方面，连接元件的材料的断裂延伸率优选地为至少1％、2％、5％、10％或甚至至少20％。

由此，连接元件优选地属于强度等级4.6、6.8或8.8。在这种情况下第一位数乘以100表示单位为N/mm²的机械拉伸强度，而两个位数的乘积乘以100限定出单位为N/mm²的机械屈服强度。强度等级8.8由此限定出拉伸强度为8x100N/mm²以及屈服强度为8x8x100N/mm²。

根据本发明的在一方面具有高机械拉伸强度与在另一方面具有非常高的导电率的组合可以通过根据本发明的下文所描述的多种合金来实现。

由此，连接元件的材料例如可以是铜/铬合金，尤其是铬的质量百分比为0.2％-1％、0.3％-0.8％或0.4％-0.6％的铜/铬合金。为了提高机械强度，铜/铬合金可以附加地包含有质量百分比为上至0.2％的银、镁、铪、钛、锆和/或锡。

然而，替代地，根据本发明的连接元件的材料还可能是铜/镁合金，尤其是具有质量百分比为0.1％-0.5％的镁的铜/镁合金。

根据本发明的连接元件的材料另一种可能是铜/铌合金，所述铜/铌合金尤其是作为具有提供必要的高导电率的铜套的复合材料。

在另一方面，另一示例性实施例提供了铜/镍/硅合金、例如CuNi₃Si来作为连接元件的材料。

总体上需要说明的是，根据本发明的连接元件可以具有由铜形成的覆盖体以提供期待的高导电率。

上文已经提到连接元件可以是螺栓或螺母。然而，本发明并不局限于这些类型的连接元件，而是还可以通过其它类型的连接元件实现，例如铆钉(德语：Nieten)、螺钉(德语：Bolzen)、销(德语：Stiften)或钉子(德语：不过这仅仅是一些举例。