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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung von zwei Bauteilen eines Steckverbinders für die elektrische oder elektronische Anschlusstechnik, wobei jedes dieser beiden zu verbindenden Bauteile des Steckverbinders einen Verbindungsbereich aufweist, wobei die beiden Bauteile derart zueinander lagepositioniert werden, dass eine zweite Oberfläche des Verbindungsbereichs des ersten Bauteils im verbundenen Zustand auf einer ersten Oberfläche des Verbindungsbereichs des zweiten Bauteils liegt, sowie eine Vorrichtung zur Verbindung zweier Bauteile eines Steckverbinders, die mindestens ein Prägewerkzeug aufweist, das jeweils einen Prägestempel und einen mit diesen zusammenwirkenden, durch einen Prägespalt getrennten Prägeeinsatz besitzt, die relativ zueinander beweglich in der Vorrichtung angeordnet sind, und einen Steckverbinder für die elektrische oder elektronische Anschlusstechnik, das ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil besitzt, wobei jedes Bauteil jeweils eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, und das erste Bauteil und das zweite Bauteil derart zueinander angeordnet sind, dass die zweite Oberfläche des ersten Bauteils zumindest in einem Verbindungsbereich auf der ersten Oberfläche eines Verbindungsbereichs des zweiten Bauteils angeordnet ist, und dass das erste Bauteil in diesem Verbindungsbereich mindestens eine Prägeöffnung aufweist.
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Für eine Vielzahl von Anwendungszwecken der elektrischen und elektronischen Anschlusstechnik, insbesondere für Steckverbindungen, ist es erforderlich, ein erstes Bauteil dieses Anschlussteils mit einem zweiten Bauteil zu verbinden. Hierzu weisen beide Bauteile jeweils einen Verbindungsbereich auf, über welche die beiden Bauteile kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Als ein Beispiel eines derartigen Anschlussteils ist exemplarisch ein Steckverbinder zu nennen, an dessen Grundkörper ein federndes Element befestigt werden soll. Üblicherweise werden derartige Bauteile durch eine Laserschweißung miteinander verbunden. Hierzu werden die zu verbindenden Bauteile des Steckverbinders in eine Laserstation eingebracht und dort miteinander verschweißt.
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Die zunehmende Miniaturisierung derartiger elektrischer und elektronischer Anschlussteile führt dazu, dass die von der Laserstation herzustellende Schweißverbindung nur geringe Dimensionen aufweisen darf und muss. Dies stellt hohe Anforderungen an die zum Verschweißen derartiger relativ kleiner Bauteile eines Anschlussteils einzusetzende Laserschweißstation, die daher relativ teuer in ihrer Anschaffung und ihrem Betrieb ist. Dies verteuert die Herstellungskosten eines derartigen Anschlussteils beträchtlich. Da derartige Anschlussteile in großen Mengen, die regelmäßig im siebenstelligen Bereich liegen, hergestellt werden, führt auch eine nur geringfügige Kostenersparnis bei der Herstellung eines jeden derartigen Anschlussteils aufgrund der großen Menge der insgesamt hergestellten Anschlussteile zu einem signifikanten wirtschaftlichen Vorteil.
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Die
DE 10 2009 000 827 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Verbindung mindestens zweier elektrischer Anschlüsse, insbesondere einer Polklemme und eines Messelements, wobei die beiden Anschlüsse mittels Durchsetzfügens miteinander verbunden sind, sowie ein Verfahren zur Verbindung mindestens zweier elektrischer Anschlüsse, insbesondere wiederum einer Polklemme und eines elektrischen Messelements. Der Anschluss, der mit einem weiteren Anschluss, bei der vorgenannten Druckschrift eine Stromschiene, verbunden werden soll, weist eine Öffnung mit einer unterseitigen Anfasung auf. Er wird auf einem Amboss der zur Durchführung des Durchsetzfügens dienenden Vorrichtung derart angeordnet, dass die Anfasung der Öffnung des Anschlusses dem Amboss zugewandt ist. Oberhalb der Öffnung des Anschlusses ist konzentrisch ein Prägestempel angeordnet, der gegenüber einem Niederhalter beweglich geführt ist. Der Prägestempel wird dann abgesenkt, beaufschlagt den Werkstoff der Stromschiene und verdrängt das an dieser Stelle befindliche Material in die Öffnung des Anschlusses. In der Endstellung des Prägestempels füllt dieses Material komplett die Öffnung einschließlich der Anfasung aus, sodass ein Hinterschnitt ausgebildet ist, wenn auch die Anfasung komplett mit dem durch die Öffnung durchgepressten Material der Stromschiene versehen ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine gegenüber dem eingangsgenannten Laserverschweißen kostengünstigere Verbindung zweier Bauteile eines Steckverbinders ermöglicht wird. Auch soll ein Steckverbinder geschaffen werden, welches kostengünstiger herzustellen ist.
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Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, dass das erste Bauteil mindestens eine Prägeöffnung aufweist, dass die beiden lagepositionierten Bauteile in eine Prägevorrichtung eingebracht werden, die mindestens ein Prägewerkzeug mit jeweils einem Prägestempel und einem mit diesem zusammenwirkenden Prägeeinsatz aufweist, dass der Steckverbinder derart zwischen dem mindestens einen Prägewerkzeug positioniert wird, dass die erste Oberfläche des Verbindungsbereichs des ersten Bauteils dem Prägeeinsatz des Prägewerkzeugs und die zweite Oberfläche des Verbindungsbereichs des zweiten Bauteils dem Prägestempel des mindestens einen Prägewerkzeugs zugewandt und der Prägeeinsatz des mindestens einen Prägewerkzeugs über der mindestens einen Prägeöffnung angeordnet ist, dass der Prägestempel des mindestens einen Prägewerkzeugs gegen die zweite Oberfläche des zweiten Bauteils zugestellt wird und aus dem Material des zweiten Bauteils mindestens eine Prägepocke herausgedrückt wird, welches die zugeordnete Prägeöffnung derart durchsetzt, dass ein Endbereich des Prägepockens über die erste Oberfläche des ersten Bauteils hervortritt, und dass gleichzeitig zur oder nach der Ausbildung des mindestens einen Prägepockens der Prägeeinsatz des mindestens einen Prägewerkzeugs gegen die erste Oberfläche des ersten Bauteils zugestellt wird und zumindest den Endbereich des Prägepockens beaufschlagt, so dass durch diese Beaufschlagung des Endbereichs des Prägepockens dieser zur Ausbildung eines Prägekopfs und somit einer Verbindungsstelle deformiert wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vor, dass der Prägestempel des mindestens einen Prägewerkzeugs der zweiten Oberfläche des Verbindungsbereichs des zweiten Bauteils des Steckverbinders und der Prägeeinsatz des mindestens einen Prägewerkzeugs der ersten Oberfläche des Verbindungsbereichs des ersten Bauteils des Steckverbinders zugewandt angeordnet ist, dass der Prägestempel des mindestens einen Prägewerkzeugs die zweite Oberfläche des Verbindungsbereichs des zweiten Bauteils des Steckverbinders zur Ausbildung eines Prägepockens derart beaufschlagt, dass durch die Einwirkung des unter der Prägeöffnung des ersten Bauteils angeordneten Prägestempels des mindestens einen Prägewerkzeugs das Material des zweiten Bauteils aus diesem herausgedrückt und die Prägeöffnung des ersten Bauteils durchsetzt, bis ein Endbereich des mindestens einen Prägepockens über die erste Oberfläche des ersten Bauteils hervortritt, und dass der Prägeeinsatz des mindestens einen Prägewerkzeugs den derart ausgebildeten Endbereich zur Ausbildung eines Prägekopfs beaufschlagt.
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Der erfindungsgemäße Steckverbinder für die elektrische oder elektronische Anschlusstechnik sieht vor, dass die oder mindestens eine der Prägeöffnungen des ersten Bauteils des Steckverbinders von einem Prägepocken durchsetzt ist, der durch eine Beaufschlagung des zweiten Bauteils durch einen Prägestempel eines Prägewerkzeugs ausgebildet ist, und dass ein Endbereich des Prägepockens zur Ausbildung eines Prägekopfs und somit einer Verbindungsstelle durch einen Prägeeinsatz des Prägewerkzeugs deformiert ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden zu verbindenden Bauteilen eines Steckverbinders für die elektrische oder elektronische Anschlusstechnik, durch einen einfachen Verprägevorgang hergestellt werden kann. Hierzu wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung eingesetzt, die mindestens ein Prägewerkzeug aufweist, das einen Prägestempel und einen mit diesem zusammenwirkenden Prägeeinsatz besitzt. Durch die Beaufschlagung des zweiten Bauteils des elektrischen oder elektronischen Steckverbinders mit dem Prägestempel wird aus dessen Material ein Prägenocken hergestellt, der die Prägeöffnung des anderen Bauteils durchsetzt und dessen Endbereich von dem über der Prägeöffnung dieses Bauteils angeordneten Prägeeinsatz verprägt wird. Die Verbindung der beiden Bauteile des elektrischen oder elektronischen Anschlussteils kann somit durch eine mechanisch arbeitende und kostengünstig bereitzustellende und zu betreibende Vorrichtung, insbesondere eine Prägepresse oder eine für Prägezwecke eingesetzte Stanzpresse, durchgeführt werden, welche die kostengünstige Herstellung einer hohen Stückzahl von derartigen Anschlussteilen erlaubt. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es daher nicht mehr erforderlich, eine in ihren Anschaffungs- und Betriebskosten teuere Laserschweißstation zur Herstellung von Verbindungsstellen zwischen zwei Bauteilen eines elektrischen oder elektronischen Anschlussteils einzusetzen. Dies resultiert in vorteilhafter Art und Weise in einer kostengünstigeren Herstellung eines derartigen Anschlussteils.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens zwei Verbindungsstellen zwischen den mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verbindenden Bauteilen eines elektrischen oder elektronischen Anschlussteils hergestellt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt demzufolge mindestens zwei Prägewerkzeuge mit jeweils einem Prägestempel und einen mit diesem zusammenwirkenden Prägeeinsatz. Das erfindungsgemäße Anschlussteil zeichnet sich dadurch aus, dass durch das Vorsehen von zwei benachbarten Verbindungsstellen eine verbesserte Verbindung der Verbindungsbereiche gegeben ist.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Anschlussteils,
- 2 einen Längsschnitt durch das Anschlussteil der 1, und
- 3a bis 3d schematische Darstellung des Verfahrensablaufs sowie der hierzu verwendeten Vorrichtung.
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In den 1 und 2 ist ein allgemein mit 1 bezeichnetes Anschlussteil für die elektrische oder elektronische Anschlusstechnik dargestellt, welches hier exemplarisch als ein Steckverbinder 1' ausgebildet ist. Dieses Anschlussteil 1 weist einen Grundkörper 2 mit nicht näher dargestellten Anschlusselementen 21 und 22 für eine elektrische Leitung auf. Ein derartiges Anschlussteil 1 ist bekannt und muss daher nicht mehr näher beschrieben werden.
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Des Weiteren weist das Anschlussteil 1 ein Federelement 3 auf, welches mit dem Grundkörper 2 wie nachstehend beschrieben verbunden ist. Wie am besten aus 2 ersichtlich ist, sind der Grundkörper 2 des Anschlussteils 1 sowie das Federelement 3 zumindest in ihren Bereichen 2' und 3', welche wie nachstehend beschrieben miteinander verbunden sind, bandförmig oder plattenförmig oder streifenförmig ausgestaltet. Im Sinne einer prägnanteren Beschreibung werden die vorgenannten Bereiche 2' und 3' mit „Verbindungsbereiche“ bezeichnet.
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Die 1 und 2 zeigen das Anschlussteil 1 in seinem montierten Zustand, in dem der Grundkörper 2 und das Federelement 3 an zwei Verbindungsstellen V1 und V2 miteinander verbunden sind. Eine zweite Oberfläche 3b des Verbindungsbereichs 3' des Federelements 3 liegt dabei auf einer ersten Oberfläche 2a des Verbindungsbereichs 2' des Grundkörpers 2 des Anschlussteils 1 auf. Das Federelement 3 besitzt zwei Prägeöffnungen 4a und 4b, welche von jeweils einem Prägepocken 5a bzw. 5b durchsetzt sind, der wie nachstehend beschrieben aus dem unter den Prägeöffnungen 4a und 4b liegenden Material des Grundkörpers 2 hergestellt wurde. Diese Prägepocken 5a und 5b sind - wie ebenfalls nachstehend beschrieben - durch einen Prägevorgang in ihren oberen Endbereichen 5a' und 5b' deformiert (siehe 3d), so dass eine kraftschlüssige Verbindung des Federelements 3, also eines ersten Bauteils des Anschlussteils 1, mit dem Grundkörper 2, also eines zweiten Bauteils des Anschlussteils 1 hergestellt ist, indem die Prägepocken 5a und 5b infolge der Verprägung ihrer Endbereiche 5a' und 5b' in den Prägeöffnungen 4a und 4b gehalten sind und derart die Verbindungsstellen V1 und V2 zwischen diesen Bauteilen 2 und 3 ausbilden. Das derart hergestellte Anschlussteil 1, insbesondere der derart hergestellte Steckverbinder 1', zeichnet sich durch seine einfache und daher kostengünstige Herstellung aus, da zur Ausbildung der Verbindungsstellen V1 und V2 ein lediglich mit einer einfachen mechanischen Prägevorrichtung durchzuführender Herstellungsvorgang erforderlich ist.
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Die Herstellung der Verbindungsstellen V1 und V2 zwischen dem Grundkörper 2 und dem Federelement 3 sowie der grundsätzliche Aufbau der hierzu verwendenden Vorrichtung wird nun anhand der 3a bis 3d beschrieben. Es ist noch anzumerken, dass die zur Ausbildung der Verbindungsstellen V1 und V2 verwendende Vorrichtung, insbesondere eine Prägepresse oder eine für Prägezwecke eingesetzte Stanzpresse, nur schematisch dargestellt ist, da der grundsätzliche Aufbau einer derartigen Vorrichtung dem Fachmann bekannt ist und daher nicht mehr näher erläutert werden muss.
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Die beiden zu verbindenden Bauteile des Anschlussteils 1, also der Grundkörper 2 und das die Prägeöffnungen 4a und 4b aufweisende Federelement 3, werden zwischen zwei Prägewerkzeugen 11 und 12 der in diesen Figuren skizzierten Prägevorrichtung 10 eingebracht. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden gleichzeitig die beiden Verbindungsstellen V1 und V2 wie nachstehend beschrieben hergestellt. Demzufolge weist die Prägevorrichtung 10 zwei Prägewerkzeuge 11 und 12 auf. Dem Fachmann ist ersichtlich, dass es nicht zwingend ist, dass mit der Prägevorrichtung 10 gleichzeitig zwei Verbindungsstellen V1 und V2 hergestellt werden. Vielmehr ist es auch möglich, nur eine oder mehr als zwei Verbindungsstellen V1, V2 mittels der Prägevorrichtung 10 auszubilden. Die dann eingesetzte Prägevorrichtung 10 weist in diesem Fall folglich eine der Zahl der herzustellenden Verbindungsstellen V1, V2 entsprechende Anzahl von Prägewerkzeugen 11, 12 auf. Nachfolgend wird der Einfachheit halber davon ausgegangen, dass mit der Prägevorrichtung 10 zwei Verbindungsstellen V1, V2 herzustellen sind, da dies die Allgemeingültigkeit der nachfolgenden Ausführungen nicht beeinträchtigt.
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Jedes Prägewerkzeug 11 und 12 weist jeweils einen Prägestempel 11a bzw. 12a auf, der jeweils durch einen Prägespalt S getrennt einem mit ihm zusammenwirkenden Prägeeinsatz 11b bzw. 12b gegenüberliegend angeordnet ist. In diesem Prägespalt S werden dann die zu verbindenden Bauteile, hier der Grundkörper 2 und das Federelement 3, eingebracht. Vor oder während des Einbringvorgangs sind die beiden Bauteile 2 und 3 derart zueinander ausgerichtet worden, dass die zweite Oberfläche 3b des Verbindungsbereichs 3' des Federelements 3 auf der ersten Oberfläche 2a des Verbindungsbereichs 2' des Grundkörpers 2 liegt. Die beiden derart lageausgerichteten Bauteile 2 und 3 werden dann derart zwischen die Prägewerkzeuge 11 und 12 eingebracht, dass die erste Oberfläche 3a des Verbindungsbereichs 3' des Federelements 3 den Prägeeinsätzen 11b und 12b der Prägewerkzeuge 11 und 12 zugewandt sind, während die zweite Oberfläche 2b des Verbindungsbereichs 2' des Grundkörpers 2 des Anschlussteils 1 den Prägestempeln 11a und 12a der Prägewerkzeuge 11 und 12 zugewandt ist.
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Die beiden Bauteile 2 und 3 sind dabei derart in der Prägevorrichtung 10 ausgerichtet, dass die Prägeeinsätze 11b und 12b jeweils über den Prägeöffnungen 4a und 4b liegen.
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Zur Ausbildung der Prägepocken 5a und 5b werden die Prägestempel 11a und 12a - wie durch die Pfeile P symbolisiert - gegen die Oberfläche 2b des Grundkörpers 2 zugestellt und beaufschlagen folglich das Material des Grundkörpers 2 in diesem Bereich. Eine weitere Zustellung der Prägestempel 11a und 12a bewirkt, dass das Material des Grundkörpers 2 aus diesem herausgedrückt wird, wodurch die Prägepocken 5a und 5b ausgebildet werden. Diese treten - wie aus 3b ersichtlich - durch die Prägeöffnungen 4a und 4b hindurch und ihre oberen Endbereiche 5a' und 5b' ragen über die erste Oberfläche 3a des Verbindungsbereichs 3' des Federelements 3 hinaus.
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Gleichzeitig mit der Ausbildung der Prägepocken 5a und 5b oder vorzugsweise nach deren Ausformung werden - wie in 3c dargestellt - die Prägeeinsätze 11b und 12b der Prägewerkzeuge 11 und 12 gegen die Oberfläche 3a des Verbindungsbereichs 3' des Federelements 3 zugestellt und beaufschlagen folglich die aus den Prägeöffnungen 4a und 4b und somit über die Oberfläche 3a des Federelements 3 hinausragenden Endbereiche 5a' und 5b' der Prägepocken 5a und 5b. Dies hat zur Folge, dass diese durch die Prägeeinsätze 11b und 12b der Prägewerkzeuge 11 und 12 deformiert werden, wodurch jeweils Prägeköpfe 5 der Prägepocken 5a und 5b ausgebildet werden, die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper 2 und dem Federelement 3 bewirkt.
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Die beschriebenen Maßnahmen zeichnen sich in vorteilhafter Art und Weise dadurch aus, dass hierdurch ein Verfahren zur Verbindung zweier Bauteile eines Anschlussteils für die elektrische oder elektronische Anschlusstechnik sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung geschaffen wird, welches es erlauben, derartige Anschlussteile kostengünstiger zu fertigen: Das beschriebene Anschlussteil 1, insbesondere der beschriebene Steckverbinder 1', zeichnet sich durch seine kostengünstige und daher für die Massenproduktion besonders geeignete Herstellung aus. Zur Verbindung zweier Bauteile 2 und 3 eines Anschlussteils 1, insbesondere eines Miniatur-Anschlussteils, ist es nun nicht mehr erforderlich, diese in einer - sowohl hinsichtlich ihrer Anschaffungs- als auch ihrer Betriebskosten - teuren Laserschweißstation durch eine Verschweißung miteinander zu verbinden. Vielmehr kann die Verbindung dieser beiden Bauteile 2 und 3 dadurch erzielt werden, dass diese in die Vorrichtung 10 eingebracht, durch eine Beaufschlagung eines der beiden miteinander zu verbindenden Bauteile durch einen oder mehrere Prägestempel 11a, 12a Prägepocken 5a, 5b hergestellt werden, die in Prägeöffnungen 4a und 4b des zweiten der beiden zu einer Bauteil-Gruppe zu verbindenden Bauteile 2, 3 eintreten und dann durch die Prägeeinsätze 11b, 12b verprägt werden.
