DE102014106913A1 - Device for connecting an electrical component with at least one electrical conductor and method for producing such a device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung eines elektrischen Bauteils (30; 32; 34) oder einer Baugruppe (40) mit wenigstens einem elektrischen Leiter (21, 22, 23, 24, 25), mit einem Trägerbauteil (10), in das zumindest ein elektrisch leitendes Verbindungselement (17; 18; 30) integriert ist. Erfindungsgemäß ist am Trägerbauteil (10) zumindest eine Fixierung (12; 13) des wenigstens einen elektrischen Leiters (21, 22, 23, 24, 25) integriert, über die der wenigstens eine elektrische Leiter (21, 22, 23, 24, 25) mit dem Verbindungselement (17; 18; 30) in eine leitende Verbindung gebracht wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung.The invention relates to a device for connecting an electrical component (30, 32, 34) or an assembly (40) to at least one electrical conductor (21, 22, 23, 24, 25), with a carrier component (10) into which at least an electrically conductive connecting element (17; 18; 30) is integrated. According to the invention, at least one fixing (12, 13) of the at least one electrical conductor (21, 22, 23, 24, 25) is integrated on the carrier component (10), via which the at least one electrical conductor (21, 22, 23, 24, 25 ) is brought into a conductive connection with the connecting element (17; 18; 30). The invention also relates to a method for producing such a device.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung eines elektrischen Bauteils mit wenigstens einem elektrischen Leiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9. The invention relates to a device for connecting an electrical component with at least one electrical conductor according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for producing such a device according to the preamble of claim 9.
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer verbesserten Vorrichtung zur Verbindung eines elektrischen Bauteils mit wenigstens einem elektrischen Leiter sowie eines Verfahrens zur Erzeugung einer derartigen Vorrichtung. The object of the invention is to provide an improved device for connecting an electrical component with at least one electrical conductor and a method for producing such a device.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ein verbessertes Verfahren ist im Anspruch 9 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils darauf bezogenen Unteransprüchen angegeben. This object is achieved with regard to the device by the features of claim 1. An improved method is specified in claim 9. Advantageous embodiments of the invention are specified in the respective dependent claims.
Die erfinderische Lösung sieht vor, dass wenigstens ein Trägerbauteil aus Kunststoff zum einen wenigstens eine Litze eines Kabels als elektrischen Leiter und zum anderen wenigstens ein Verbindungselement zur Ankopplung eines elektrischen Bauteils oder einer elektrischen Baugruppe verbindet. The inventive solution provides that at least one support member made of plastic connects to at least one strand of a cable as an electrical conductor and the other at least one connecting element for coupling an electrical component or an electrical assembly.
Durch das Trägerbauteil wird eine einfache, prozesssichere, dauerhaft dichte Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Bauteil gewährleistet. Das Trägerbauteil mit den daran fixierten Litzen ersetzt in kostengünstiger Weise einen dreidimensionalen 3D-Schaltungsträger (MID), bei dem die elektrischen Verbindungen als kupferne Leitungsbahnen ausgebildet sind. Durch den Entfall bisher verwendeter Stanzgitter reduzieren sich die Werkzeugkosten erheblich. Die Anbindungspunkte für bedrahtete Bauteile können sehr flexibel gestaltet werden. Für die Fixierung der Litzen können günstige Verbindungstechniken verwendet und frei kombiniert werden, wie beispielsweise Splicen, Crimpen, Löten oder Schweißen. The carrier component ensures a simple, process-reliable, permanently sealed connection between the electrical conductor and the electrical component. The carrier component with the strands fixed thereto replaces a three-dimensional 3D circuit carrier (MID) in a cost-effective manner, in which the electrical connections are in the form of copper conductor tracks. The elimination of previously used stamped grid, the tool costs are reduced significantly. The connection points for wired components can be made very flexible. For the fixation of the strands cheap joining techniques can be used and freely combined, such as splicing, crimping, soldering or welding.
Vorzugsweise ist das Trägerbauteil aus einem durch Spritzen erzeugten Kunststoff ausgebildet. Alternativ zu einer klassischen Umspritzung kann auch ein Makromelt-Verfahren oder ein Hotmelt-Verfahren in Form von thermoplastischen oder reaktiven (PUR-)Hotmelts zum Einsatz kommen. Bei den Vergusswerkstoffen des Makromelt-Verfahrens handelt es sich um thermoplastische Schmelzklebstoffe auf Basis von Polyamid. Mittels dieser Verfahren kann ebenfalls eine „Umspritzung“ im Sinne dieser Erfindung erzeugt werden. Preferably, the support member is formed of a plastic produced by spraying. As an alternative to conventional overmolding, it is also possible to use a macromelt process or a hotmelt process in the form of thermoplastic or reactive (PUR) hotmelts. The casting materials of the macromelt process are thermoplastic hot melt adhesives based on polyamide. By means of these methods, an "encapsulation" in the sense of this invention can likewise be produced.
Gemäß einer Alternative kann das Trägerbauteil auch von wenigstens einem bereits vorgefertigten Kunststoffformteil gebildet sein. Dieses kann optional nach dem Fixieren der elektrischen Leiter und der Verbindungselemente auch zusätzlich an einem Kunststoffmaterial umspritzt werden. Gemäß einer weiteren Alternative kann auch ein erstes vorgefertigtes Kunststoffformteil nach dem Fixieren der elektrischen Leiter und der Verbindungselemente von einem zweiten vorgefertigten Kunststoffformteil umgeben oder zu einem geschlossenen Ganzen vervollständigt werden. According to an alternative, the carrier component may also be formed by at least one already prefabricated plastic molded part. This can optionally be additionally encapsulated after fixing the electrical conductors and the connecting elements to a plastic material. According to a further alternative, after fixing the electrical conductors and the connecting elements, a first prefabricated plastic molded part can also be surrounded by a second prefabricated plastic molded part or can be completed to a closed whole.
Vorzugsweise umgibt die Fixierung zumindest teilweise eine Kunststoffisolierung des wenigstens einen elektrischen Leiters. Die Fixierung kann dabei beispielsweise als Nut ausgebildet sein, in die die Kunststoffisolierung des wenigstens einen elektrischen Leiters hineingedrückt und dort festgeklemmt wird. Ebenso können die Verbindungselemente, die ihrerseits beispielsweise als Drähte, als Steckverbinder oder als Buchsen ausgebildet sein können, in entsprechend geformte Aussparungen am Trägerbauteil eingebettet sein. Die Fixierung der elektrischen Leiter kann aber auch auf andere Art, beispielsweise durch Splicen, Crimpen, Löten oder Schweißen erfolgen. Preferably, the fixation surrounds at least partially a plastic insulation of the at least one electrical conductor. The fixation can be formed for example as a groove, in which the plastic insulation of the at least one electrical conductor is pressed and clamped there. Likewise, the connecting elements, which in turn can be designed, for example, as wires, as plug connectors or as sockets, can be embedded in correspondingly shaped recesses on the carrier component. The fixation of the electrical conductors can also be done in other ways, for example, by splicing, crimping, soldering or welding.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn das Trägerbauteil wenigstens eine Aussparung aufweist, über die voneinander beabstandete abisolierte Abschnitte der elektrischen Leiter geführt sind. Das Abisolieren kann nach dem Positionieren und Fixieren der elektrischen Leiter über dieser Aussparung auch erst nachträglich erfolgen, wobei die Aussparung den Zugang für das Werkzeug – beispielsweise eine Fensterabisoliervorrichtung – zum Abisolieren erleichtert. It is also advantageous if the support member has at least one recess, are guided over the spaced-apart stripped portions of the electrical conductors. The stripping can also be done later after positioning and fixing the electrical conductor over this recess, the recess access to the tool - for example a Fensterabisoliervorrichtung - facilitates stripping.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Trägerbauteil zusätzlich Halterungen für elektronische Bauteile aufweist. Dadurch wird der Nutzen des Trägerbauteils zusätzlich erhöht. It is particularly advantageous if the carrier component additionally has holders for electronic components. This additionally increases the usefulness of the carrier component.
Diese Halterungen für die elektronischen Bauteile sind bevorzugt an entsprechend geformten Vorsprüngen des Trägerbauteils vorgesehen. Die Vorsprünge können dabei integral am Trägerbauteil ausgebildet sein, aber auch als separates Bauteil beispielsweise durch eine formschlüssige Verbindung (Clipsen, Verrasten) oder eine stoffschlüssige Verbindung (Anspritzen, Kunststoffschweißen) mit dem Trägerbauteil verbunden werden. These holders for the electronic components are preferably provided on correspondingly shaped projections of the carrier component. The projections may be integrally formed on the support member, but also as a separate component, for example, by a positive connection (clips, locking) or a cohesive connection (molding, plastic welding) are connected to the support member.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das Trägerbauteil eine Kabelaufnahme zur Aufnahme eines Kabelmantels eines mehrere elektrische Leiter aufweisenden Kabels umfasst. Die Integration einer Kabelaufnahme am Trägerbauteil ermöglicht eine vor Schmutz und Feuchtigkeit bestens geschützte Einführung der elektrischen Leiter in das Trägerbauteil. It is also advantageous if the carrier component comprises a cable receptacle for receiving a cable sheath of a cable having a plurality of electrical conductors. The integration of a cable receptacle on the carrier component allows a vor Dirt and moisture well protected insertion of electrical conductors in the carrier component.
Ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:
- a) Einlegen des zumindest teilweise abisolierten Endes wenigstens eines elektrischen Leiters in eine Fixierung,
- b) Einlegen zumindest eines elektrisch leitenden Verbindungselements und optional weiterer elektronischer Bauteile in eine Form,
- c) Umspritzen des zumindest einen teilweise abisolierten Endes des wenigstens einen elektrischen Leiters), der elektrisch leitenden Verbindungselements und der optionalen weiteren elektronischen Bauteile in der Form mit einem nichtleitenden Kunststoff.
- a) inserting the at least partially stripped end of at least one electrical conductor into a fixation,
- b) inserting at least one electrically conductive connecting element and optionally further electronic components into a mold,
- c) overmolding the at least one partially stripped end of the at least one electrical conductor), the electrically conductive connecting element and the optional further electronic components in the mold with a non-conductive plastic.
Bei einem alternativen Verfahren ist vorgesehen, dass die Fixierung an einem bereits vorgefertigten Kunststoffformteil ausgebildet ist, das beispielsweise in eine Form eingelegt und von einem nichtleitenden Kunststoff mit umspritzt wird. In an alternative method it is provided that the fixation is formed on an already prefabricated plastic molded part, which is placed for example in a mold and encapsulated by a non-conductive plastic.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eines zu dessen Herstellung besonders geeignetes Verfahren unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren die gleichen Elemente. Es zeigt: An exemplary embodiment of a device according to the invention and of a method particularly suitable for its production will be explained in more detail below with reference to the drawings. The same reference numerals in the various figures denote the same elements. It shows:
In
In
Das Trägerbauteil
Die Leitungen
Das Trägerbauteil
In
Im gezeigten Ausführungsbeispiel (siehe insbesondere
Die Steckverbinder
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Trägerbauteil support component
- 11 11
- Kabelaufnahme cable storage
- 12 12
- Litzenhalter heald
- 13 13
- Fixierung fixation
- 14 14
- Aussparung recess
- 15 15
- Fortsatz extension
- 16 16
- Vorsprung head Start
- 17 17
- Leiter ladder
- 18 18
- Leiter ladder
- 19 19
- Umspritzung encapsulation
- 20 20
- Kabel electric wire
- 21 21
- Litzenleitung stranded
- 22 22
- Litzenleitung stranded
- 23 23
- Litzenleitung stranded
- 24 24
- Litzenleitung stranded
- 25 25
- Litzenleitung stranded
- 26 26
- Kabelmantel cable sheath
- 28 28
-
(abisolierter) Abschnitt (von
21 –25 ) (stripped) section (from21 -25 ) - 31 31
- Splice-Verbindungen Splice connections
- 32 32
- Hallsensor Hall sensor
- 34 34
- Kondensator capacitor
- 36 36
- Magnet magnet
- 40 40
- Baugruppe module
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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