CN113169469A - 电缆接头、接触元件及其制造方法 - Google Patents

电缆接头、接触元件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电缆接头(10、10′、10＂、10″′)，其具有用于将电缆接头(10、10′、10＂、10″′)与电缆(4)相连的连接区域(9、9＂、9″′)和用于接触电气设备(42)、尤其机动车辆的电气设备的连接件(40)的接触件(11)，其中接触件(11)具有用于使固定元件(46)穿过的固定缺口(12)，以将电缆接头(10、10′、10＂、10″′)固定到连接件(40)上，并且其中接触件(11)具有一个或多个其他缺口(13)。本发明还涉及该电缆接头(10、10′、10＂、10″′)的应用、一种具有此种电缆接头(10、10′、10＂、10″′)的接触元件(2)以及接触元件的制造方法。

Description

电缆接头、接触元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电缆接头，其具有用于将电缆接头与电导体相连的连接区域和用于接触电气设备、尤其机动车辆的电气设备的连接件的接触件，其中接触件具有用于使固定元件、例如螺钉或螺纹销穿过的固定缺口，以将电缆接头固定到连接件上。本发明还涉及一种具有此种电缆接头的接触元件以及此种接触元件的制造方法。
背景技术
由现有技术已知不同类型的电缆接头，利用这些电缆接头可以将电缆连接在电气设备的连接件上。为了该目的，电缆接头典型地尤其通过在电缆接头的连接区域中的熔焊、钎焊或压接与电缆的端部连接。随后，电缆接头可以利用其接触件与连接件连接，例如其方式是，连接件的螺纹销穿过固定缺口并且利用螺母紧固，或者其方式是，螺钉穿过固定缺口并且拧入连接件的螺纹孔中。以这种方式，可以在电缆和电气设备的连接件之间建立可靠的且低欧姆的电连接。
例如在机动车辆中、尤其在其发动机舱中存在的潮湿的或其它腐蚀性的环境条件下，电缆接头通常设有外罩，以便保护电缆接头与电缆和与电气设备的连接件的连接免受腐蚀。此外，出于安全原因，使用这种外罩以防止与带电部件的意外接触。
例如由DE 10 2013 021 409 Al已知一种这样的具有电缆接头、连接在该电缆接头上的导体和外罩的接触元件。
外罩通常由塑料构成并且例如可以通过注塑来制造。因为在将电缆接头与电气设备的连接件相连时、尤其在拧紧螺母或螺钉时，高的机械负荷可能作用到电缆接头上，所以电缆接头在外罩中的可靠的埋入是值得期望的，使得电缆接头即使在力作用时也不会从外罩松开并且确保针对湿气渗入的持久保护。
发明内容
在该背景下，本发明的目的在于，提供一种电缆接头、一种具有这种电缆接头的接触元件以及一种用于制造这种接触元件的方法，它们能够实现电缆接头的稳定的罩壳。
在一种电缆接头中，该电缆接头具有用于将电缆接头与电导体相连的连接区域和用于接触电气设备、尤其机动车辆的电气设备的连接件的接触件，其中接触件具有用于使固定元件穿过的固定缺口，以将电缆接头固定到连接件上，根据本发明，该目的通过以下方式实现，即接触件具有一个或多个其他缺口。
所述一个或多个其他缺口实现了电缆接头与围绕电缆接头注塑的外罩的改善连接，方式是在注塑包封电缆接头时使所述一个或多个其他缺口中的一个或多个以外罩的材料贯穿注塑，从而外罩的材料穿过所述一个或多个其他缺口延伸。由此方式，电缆接头在缺口处形状配合地嵌入注塑包封的外罩中。接触件的具有固定缺口的部分、以及由此尤其固定缺口本身在注塑包封时则相反地保持空余，以通过使固定元件穿过固定缺口实现电缆接头与连接件的连接。
相应地，根据本发明，上述目的此外通过之前所描述的电缆接头用于以注塑方法制造接触元件的应用来解决。在注塑方法中，尤其贯穿注塑所述一个或多个其他缺口中的一个或多个，从而接触件并且因此电缆接头能够固定地嵌入到注塑包封的外罩中。因为塑料不与接触件材料配合地连接，所以通过缺口实现形状配合的连接是有利的。
此外，上述目的根据本发明通过一种用于使电导体电接触到电气设备、尤其机动车辆的电气设备的连接件上的接触元件实现，该接触元件具有电导体并且具有之前所描述的电缆接头，该电缆接头与电导体以能导电的方式连接，其中，电缆接头如此利用外罩来注塑包封，使得接触件的具有固定缺口的部分裸露，并且其中，电缆接头的所述一个或多个其他缺口中的至少一个被贯穿注塑。
电导体尤其可以是电缆，优选具有绞合线、例如铜绞合线或铝绞合线。
电缆接头的接触件优选扁平地构造，以便简化固定元件的穿过和与电气设备的连接件的低欧姆连接的建立。电缆接头优选具有扁平的环形接触件，其带有呈尤其中央孔形式的固定缺口和多个围绕其布置的较小的其他缺口。
固定缺口尤其为在接触件中的中心的开口，例如孔，固定元件、尤其螺钉或螺纹销可穿过该开口。接触件因此尤其可以构造为环。可替代地，固定缺口也可以朝向接触件的边缘敞开。接触件因此尤其也可以构造为叉形件。
所述一个或多个固定缺口优选在边缘侧完全由接触件的材料包围，即与接触件的边缘间隔地布置。以这种方式实现了电缆接头可靠地形状配合地固定在注塑包封部中。这些缺口例如可以构造成圆形、椭圆形或长形的。
电缆接头的连接区域尤其可以设置用于熔焊或钎焊电导体并且为此目的例如构造为平坦的。在连接区域中可以施加金属接触层，例如通过摩擦涂层，以便改善与电导体的焊接接触。例如由DE 10 2014 011 887 Al已知具有这种金属接触层的电缆接头。此外，连接区域也可以设置用于压接连接，其中，连接区域为此目的优选具有压接翼，这些压接翼在用电缆压接时围绕电缆绞合线弯曲。
优选地，构造用于压接连接的连接区域构造用于仅压接到导体绞合线上，也就是说不进行绝缘部压接。因为电缆接头被设置用于注塑包封，所以通常可以放弃用于稳定压接连接的绝缘部压接，因为注塑包封提供所需的稳定性。
在接触元件中，优选地，电缆接头和电导体的连接到其上的区段这样地利用电绝缘的外罩注塑包封，使得接触件的带有固定缺口的部分裸露。以这种方式，尤其是电缆和电缆接头的连接区域被注塑包封并且由此被保护免受湿气。
此外，上述目的根据本发明通过一种用于制造之前所描述的接触元件的方法来解决，其中提供之前所描述的电缆接头，并且其中通过对电缆接头的注塑包封制造外罩，其中固定缺口裸露并且电缆接头的一个或多个其他缺口中的至少一个被贯穿注塑。
下面描述电缆接头、接触元件和方法的不同的实施方式，其中各个实施方式彼此独立地分别适用于电缆接头、接触元件和方法。此外，各个实施方式可以彼此组合。
在一种实施方式中，所述一个或多个其他缺口至少在一个方向上小于固定缺口。以这种方式，接触件可以更小和更节省空间地构造，而由一个或多个其他缺口造成缺失的材料不会导致接触件的削弱。
在另一实施方式中，一个或多个其他缺口比固定缺口更靠近接触件的边缘布置。由此，在注塑包封电缆接头时可以更简单地贯穿注塑一个或多个其他缺口，而使固定缺口空余。
在另一实施方式中，接触件具有多个其他缺口，这些其他缺口围绕固定缺口设置。以这种方式，在注塑包封时可以实现接触件的多侧固定，从而接触件可以更好地在不同的方向上承受力。
在另一实施方式中，电缆接头的一个或多个其他缺口中的至少一个利用所述外罩的材料贯穿注塑。在所述方法的相应的实施方式中，在制造所述外罩时，电缆接头的一个或多个其他缺口中的至少一个利用所述外罩的材料贯穿注塑。以这种方式，直接在制造外罩的注塑工序中贯穿注塑所述外罩，以便确保电缆接头在外罩中的可靠的锚定。因此不必使用单独的注塑工序贯穿注塑至少一个其他缺口。此外，对于外罩而言典型地使用尽可能硬的材料，由此能够实现电缆接头在外罩中的特别强的锚固。所述外罩的材料优选是热塑性的弹性体，尤其是热塑性的聚氨酯，进一步优选具有至少肖氏D 60的硬度。
肖氏硬度应理解为是根据DIN 53505EN测量的肖氏硬度。
在另一种实施方式中，所述接触元件具有注塑到所述外罩上的元件，并且所述电缆接头的一个或者多个其他缺口中的至少一个利用该注塑的元件的材料贯穿注塑。在所述方法的所属的实施方式中，在制造所述外罩时，所述电缆接头的一个或多个其他缺口中的至少一个保持空余，并且通过注塑到所述外罩上来制造与所述外罩连接的元件，其中，所述至少一个在制造所述外罩时保持空余的其他缺口利用所述元件的材料贯穿注塑。缺口的该贯穿注塑也可以以这种方式在单独的注塑过程中、例如在双组分注射成型过程的第二注塑步骤中实现。
尤其是可以通过这种方式以简单的方式制造注塑的元件，例如密封元件，所述注塑的元件布置在接触件的两侧，因为注塑的元件的材料可以通过一个或多个缺口中的至少一个从接触件的一侧到达另一侧。这使得即使在仅由单侧将材料注入到注塑模具中的情况下也能够注塑这种元件。以这种方式可以简化接触元件的制造方式。在此，例如可以在第一步骤中注塑外罩。在该步骤中，外罩的材料可以流动穿过所述缺口中的一个或多个并且硬化。为了随后能够在接触件的两侧实现对密封元件的注塑，在用外罩进行注塑包封时可以遮盖所述缺口中的一个或多个，从而外罩的材料不会进入这些被遮盖的缺口中。例如，遮盖可以通过注塑模具来确保，其中例如将芯轴插入到遮盖部中或者遮盖元件遮盖所述缺口。在接下来的注塑密封元件的步骤中，所述一个或多个缺口是空出的并且密封元件的材料可以流过该缺口并且因此到达接触件两侧并硬化。因此，可以从仅仅一侧进行外罩的注塑包封和密封件的注塑，并且不需要两个分开的注塑工序。
在另一种实施方式中，所述外罩具有通道，该通道从所述外罩的开口延伸到所述接触件的裸露的部分，并且注塑的元件是用于对能够用于将所述开口封闭的封闭件、尤其盖进行密封的密封元件。优选所述注塑的元件的材料是热塑性的弹性体，优选具有比所述外罩的材料小的硬度，以能够实现更好的密封作用。
附图说明
所述电缆接头、接触元件和方法的其它优点和特征由下面对实施例的说明中得出，其中，参考附图。
附图中示出了
图1a-图1b示出了电缆接头和接触元件的一个实施例，
图2a-图2b示出了在建立与电气设备的连接件的电接触之后的图1a-图1b的接触元件，
图3a-图3c示出了用于制造图1a-图1b中的接触元件的方法的一个实施例，以及
图4a-图4d示出了用于接触元件的不同实施例的电缆接头的不同实施例。
具体实施方式
图1a-图1b以等角图(图1a)和剖视图(图lb)示出了电缆接头10的实施例和具有电缆接头的接触元件2的实施例。
接触元件2包括电导体4，该电导体4以由例如肖氏硬度A为80的相当软的聚氨酯制成的导体绝缘部6包覆。导体4的端部8被剥除绝缘皮并且借助于超声波焊接以能导电的方式与电缆接头10的连接区域9连接。电缆接头10具有带有中央孔12形式固定缺口和多个围绕其布置的较小的其他缺口13的扁平的环形的接触件11。
电缆接头10和电导体4的与其连接的区段14利用由聚氨酯制成的电绝缘的外罩16注塑包封，其中，接触件11的具有孔12的部分17裸露。注塑包封进行得使接触件11的所述其他缺口13中的一些被外罩16的材料贯穿注塑，从而外罩穿过这些其他缺口13延伸。由此方式，接触件11、因此电缆接头10固定地锚固在外罩中。
外罩16形成了具有第一通道20的第一接管18以及具有第二通道26的第二接管24，所述第一通道从外罩的第一开口22延伸到接触件11的裸露的部分17，所述第二通道从外罩16的第二开口28延伸到接触件11的裸露的部分17。
在第一和第二通道20、26中，具有多个环形密封唇32的密封元件30注塑到外罩16上，所述密封元件由比外罩16软的塑料、例如由热塑性的聚乙烯构成。接触件11的所述其他缺口13中的另一些被密封元件30的材料贯穿注塑。这实现了在接触件11两侧、在此即在第一和第二通道20、26内的一件式的密封元件3。
通过线状的保持元件32，盖34防丢地与外罩16连接。盖34由比外罩更硬的材料制成，例如聚酰胺，并且通过形状配合的连接与线状保持元件32的端部锁定。
盖34的形状与第一接管18的形状相匹配，从而盖34可以放置到第一接管18上，以便封闭开口22。
图2a-图2b示出了在连接到机动车辆的电气设备42的连接件40之后的图1a的接触元件2，确切地说，示出了等角图(图2a)和剖视图(图2b)。连接件40具有略微锥形的且电绝缘的支座44，该支座具有由金属制成的能导电的螺纹销46。在连接时，接触元件2利用第二通道26套到支座44上，从而使螺纹销46引导穿过电缆接头10的接触件11的孔12。螺纹销可以通过第一通道20与螺母48固定。
通过以外罩16的材料贯穿注塑接触件11的其他缺口13并且使其他缺口围绕固定缺口12布置，实现了接触件在外罩16中强力的锚固，从而在拧紧螺母48时可能出现的大的力不会使接触件11从外罩16松脱。
密封元件30在第二通道中压到支座44的外侧上并且由此从第二开口28侧密封接触元件2。第一开口22侧的密封通过将盖34放置在第一接管18上实现，其中，密封元件30压在盖34的内轮廓50的外侧上并且由此实现防水的密封。
为了将盖34可靠地固定在外罩16上，盖34和外罩16具有互补的固定器件，其形式为第一接管18上的卡锁凸起52和盖34上的接片54，其中，卡锁凸起52可以通过旋转所述放置的盖34而卡入接片54中。卡锁也可例如通过以横向运动放置和卡入实现。
作为另外的互补的固定器件，可以在盖34上设置有锁定元件56并且在外罩16上设置有对应的侧凹58，其在盖34旋转时彼此卡住。
接触元件2使得电导体4与电气设备42的连接件40能够可靠且密封地接触。由热塑性聚氨酯构成的注塑包封的外罩尤其促使与导体绝缘部6的密封连接。密封元件30的相比于外罩16较软的材料促使接触件11的裸露的部分17从两侧的良好密封，更确切地说尤其是与盖34和支座44的相比于外罩16较硬的材料相结合。相反，外罩16的材料足够硬，以便确保形状稳定的外罩并且尤其通过卡锁凸起52和侧凹56引起盖34在外罩16上的形状配合的固定。
图3a-图3b以示意图示出了用于制造图1a中的接触元件2的方法的一个实施例。
在该方法的第一步骤中，提供包覆有导体绝缘部6的并且通过超声波焊接与电缆接头10连接的导体4，并且如在图3a中示出的那样布置在第一注塑模具80中。然后在注塑模具80中进行第一注塑步骤，在该第一注塑步骤中，用由热塑性聚氨酯构成的外罩16对电缆接头10和电导体4的与其连接的区段14进行注塑包封，确切地说，使得接触件11的部分17与孔12裸露，制造具有通道20、26的第一和第二支座18、24并且使其他缺口13中的一些以外罩16的材料贯穿注塑，而另外的其他缺口13保持空余。
以这种方式制造的构件接下来如在图3b中示出的那样布置在第二注塑模具84中，然后在该第二注塑模具中进行第二注塑步骤，在该第二注塑步骤中，将密封元件30注塑到外罩16上。
通过之前保持空余的其他缺口13，在第二注塑步骤中注入的材料能够到达接触件11的两侧上，而不需要由两侧注入。由此简化了制造方法。
在第二注塑步骤之后，为了完成在图1a中示出的接触元件，还将单独制造的盖34与保持元件32连接。
图4a-图4d示出了用于接触元件的不同实施例的电缆接头的不同实施例。
图4a示出了图1a的接触元件2的电缆接头10。电缆接头具有扁平的连接区域9以及扁平的接触件11，导体4焊接在该连接区域中，接触件11具有用于螺纹销46的中心孔12和围绕该中心孔设置的用于贯穿注塑密封元件30的缺口13。在制造接触元件2时，缺口13中的一些可以在第一注塑步骤中用外罩16的材料贯穿注塑并且因此用外罩16的材料填充。以这种方式能够实现接触件11在外罩16中的更好的锚定。此外，如结合图3a-图3b所描述的，在第一注塑步骤中，缺口中的一些可保持空余，并且在第二注塑步骤中利用密封元件30的材料贯穿注塑，由此可简化接触元件2的制造。
图4b示出了一种替代的电缆接头10′，其与电缆接头10的区别仅在于缺口13′的形状不同，所述缺口在图4b中构造成长形的，而缺口13′构造成圆形的。
图4c示出了另一种替代的电缆接头10＂，其与电缆接头10的区别仅在于施加在连接件9＂上的接触层90，该接触层改善了与导体4的焊接。接触层90例如能够通过摩擦焊接施加。
图4d示出了另一种替代的电缆接头10″′，其与电缆接头10的区别仅在于，连接区域9″′构造成用于压接连接92。为此，在连接区域9″′中，设置有围绕导体4的绞线压接的侧向压接翼。
电缆接头10″′仅在电导体4的被剥除绝缘皮的部分中与所述电导体压接。在压接连接中通常常见的绝缘压接部在以电缆接头10″′制造的接触元件中不是必需的，因为通过注塑包封的外罩实现压接部的足够的稳定性。

Claims (12)

1.电缆接头(10、10′、10＂、10″′)，所述电缆接头具有用于将所述电缆接头(10、10′、10＂、10″′)与电导体(4)相连的连接区域(9、9＂、9″′)和用于接触电气设备(42)、尤其机动车辆的电气设备的连接件(40)的接触件(11)，其中所述接触件(11)具有用于使固定元件(46)穿过的固定缺口(12)，以将电缆接头(10、10′、10＂、10″′)固定到连接件(40)上，
其特征在于，
所述接触件(11)具有一个或多个其他缺口(13)。
2.根据权利要求1所述的电缆接头，
其特征在于，
所述一个或多个其他缺口(13)至少在一个方向上小于所述固定缺口(12)。
3.根据权利要求1或2所述的电缆接头，
其特征在于，
所述一个或多个其他缺口(13)比所述固定缺口(12)更靠近接触件(11)的边缘布置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电缆接头，
其特征在于，
所述接触件(11)具有多个其他缺口(13)，这些其他缺口围绕所述固定缺口(12)布置。
5.用于使电导体(4)电接触电气设备(42)、尤其机动车辆的电气设备的连接件(40)的接触元件(2)，
-具有电导体(4)，并且
-具有根据权利要求1至4中任一项所述的电缆接头(10、10′、10＂、10″′)，所述电缆接头与电导体(4)以能导电的方式相连，
-其中所述电缆接头(10、10′、10＂、10″′)以外罩(16)注塑包封，使得所述接触件(11)的具有固定缺口(12)的部分(17)裸露，并且
-其中所述电缆接头(10、10′、10＂、10″′)的一个或多个其他缺口(13)中的至少一个被贯穿注塑。
6.根据权利要求5所述的接触元件，
其特征在于，
所述电缆接头(10、10′、10＂、10″′)的一个或多个其他缺口(13)中的至少一个以所述外罩(16)的材料贯穿注塑。
7.根据权利要求5或6所述的接触元件，
其特征在于，
所述接触元件(2)具有注塑到所述外罩(16)上的元件(30)，并且所述电缆接头(10、10′、10＂、10″′)的一个或多个其他缺口(13)中的至少一个以注塑的所述元件(30)的材料贯穿注塑。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的接触元件，
其特征在于，
所述外罩(16)具有通道(20、26)，所述通道从外罩(16)的开口(22、28)延伸至接触件(11)的具有固定缺口(12)的裸露的部分(17)，并且注塑的所述元件(30)是密封元件，所述密封元件用于密封能够用于封闭所述开口(22、28)的封闭件、尤其盖。
9.权利要求1至4中任一项所述的电缆接头(10、10′、10＂、10″′)用于以注塑方法制造接触元件(2)、尤其根据权利要求5至8中任一项所述的接触元件的应用。
10.用于制造权利要求5至8中任一项所述的接触元件(2)的方法，
-其中提供根据权利要求1至4中任一项所述的电缆接头(10、10′、10＂、10″′)，
-其中通过注塑包封所述电缆接头(10、10′、10＂、10″′)制造外罩(16)，其中所述接触件(11)的具有固定缺口(12)的部分(17)裸露，
-其中贯穿注塑接触件(11)的一个或多个其他缺口(13)中的至少一个。
11.根据权利要求10所述的方法，
其特征在于，
在制造所述外罩(16)时贯穿注塑接触件(11)的一个或多个其他缺口(13)中的至少一个。
12.根据权利要求10或11所述的方法，
其特征在于，
在制造所述外罩(16)时，使电缆接头(10、10′、10＂、10″′)的一个或多个其他缺口(13)中的至少一个保持空余，并通过注塑到所述外罩(16)上制造与外罩(16)相连的元件(30)，其中所述至少一个在制造所述外罩(16)时保持空余的其他缺口(13)以所述元件(30)的材料贯穿注塑。
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