DE102017117367A1

DE102017117367A1 - Kontakteinrichtung und Verfahren zur Herstellung solch einer Kontakteinrichtung

Info

Publication number: DE102017117367A1
Application number: DE102017117367.6A
Authority: DE
Inventors: Götz Roderer
Original assignee: Yazaki Systems Technologies GmbH
Current assignee: Yazaki Systems Technologies GmbH
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-02-07
Also published as: EP3439112A1; EP3439112B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung solch einer Kontakteinrichtung, wobei die Kontakteinrichtung ein Kontaktelement, einen elektrischen Leiter und eine Zwischenschicht aufweist, wobei das Kontaktelement eine Verbindungsfläche aufweist, wobei die Zwischenschicht zwischen dem elektrischen Leiter und der Verbindungsfläche angeordnet ist, wobei die Zwischenschicht zu wenigstens 40 Massenprozent einen ersten nichtmetallischen Werkstoff aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung solch einer Kontakteinrichtung gemäß Patentanspruch 12.
Es ist eine Kontakteinrichtung mit einem Kontaktelement und einem elektrischen Leiter einer elektrischen Leitung bekannt, wobei der elektrische Leiter mittels einer Crimpverbindung mit einem Kontaktelement verbunden ist. Diese Kontakteinrichtung neigt, insbesondere bei einer Verwendung von unterschiedlichen metallischen Werkstoffen für das Kontaktelement und den elektrischen Leiter, zur Korrosion zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement. Dies kann zu Kontaktschwierigkeiten während der Übertragung von Signalen zwischen Kontaktelement und elektrischer Leitung führen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kontakteinrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung solch einer Kontakteinrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Kontakteinrichtung gemäß Patentanspruch 1 und mittels eines Verfahrens zur Herstellung solch einer Kontakteinrichtung gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Kontakteinrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Kontakteinrichtung ein Kontaktelement, einen elektrischen Leiter und eine Zwischenschicht umfasst, wobei die Kontakteinrichtung ein Kontaktelement, einen elektrischen Leiter und eine Zwischenschicht aufweist, wobei das Kontaktelement eine Verbindungsfläche aufweist, wobei die Zwischenschicht zwischen dem elektrischen Leiter und der Verbindungsfläche angeordnet ist, wobei die Zwischenschicht zu wenigstens 40 Massenprozent einen ersten nichtmetallischen Werkstoff aufweist.
Dadurch kann eine Korrosion zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement zuverlässig vermieden werden. Insbesondere werden Elektronensprünge zwischen den einzelnen Werkstoffen des Kontaktelements, der Zwischenschicht und dem elektrischen Leiter reduziert, sodass eine Korrosion innerhalb der Kontakteinrichtung, insbesondere bei Eindringen von einer natriumchloridhaltigen Lösung in die Kontakteinrichtung, zuverlässig vermieden wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist der elektrische Leiter einen Endabschnitt auf, wobei die Zwischenschicht vollständig den Endabschnitt umhüllt.
Besonders von Vorteil ist, wenn die Zwischenschicht um den Endabschnitt gewickelt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Endabschnitt vollständig in die Zwischenschicht eingepresst und/oder eingebettet.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Zwischenschicht wenigstens einen der folgenden ersten Werkstoffe auf: einen nichtmetallischen Leiter, Überreste einer gezündeten reaktiven Folie, elektrisch leitfähiges Polymer, eine Trägermatrix mit einem in der Trägermatrix eingebetteten Partikelmaterial, wobei das Partikelmaterial wenigstens einen der folgenden Partikelwerkstoffe aufweist: Ruß, Kohlenstoffnanoröhrchen, wobei die Trägermatrix wenigstens einen der folgenden Matrixwerkstoffe aufweist: Kunststoff, Aramid.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Zwischenschicht folienartig und/oder modelliermassenartig und/oder beutelartig und/oder als Beschichtung der Verbindungsfläche und/oder als Beschichtung des elektrischen Leiters ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Kontaktelement eine Aufnahme auf, wobei innenseitig der Aufnahme die Verbindungsfläche angeordnet ist, wobei der elektrische Leiter in die Aufnahme eingreift, wobei die Zwischenschicht zwischen der Verbindungsfläche und einer äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters angeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist der elektrische Leiter beabstandet zu der Verbindungsfläche angeordnet und ausschließlich über die Zwischenschicht mit der Verbindungsfläche verbunden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Kontaktelement wenigstens einen der folgenden zweiten Werkstoffe auf: Kupfer, Zinn, Bronze, Messing, wobei der elektrische Leiter wenigstens einen der folgenden dritten Werkstoffe aufweist: Aluminium, Kupfer.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Kontakteinrichtung eine weitere Zwischenschicht auf, wobei die weitere Zwischenschicht mit der Zwischenschicht verbunden ist, wobei die weitere Zwischenschicht einen nichtmetallischen zweiten Werkstoff aufweist, wobei vorzugsweise der erste Werkstoff und der zweite Werkstoff identisch oder unterschiedlich sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist die weitere Zwischenschicht zwischen der Zwischenschicht und der Verbindungsfläche angeordnet oder ist die weitere Zwischenschicht zwischen der Zwischenschicht und dem elektrischen Leiter angeordnet.
Zur Herstellung der Kontakteinrichtung werden das Kontaktelement und der elektrische Leiter bereitgestellt, wobei die Zwischenschicht an der Verbindungsfläche angeordnet wird, wobei die Zwischenschicht mit dem elektrischen Leiter verbunden wird, oder wobei die Zwischenschicht an dem elektrischen Leiter angeordnet wird, wobei die Zwischenschicht mit der Verbindungsfläche verbunden wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird der elektrische Leiter abschnittsweise mit der Zwischenschicht umwickelt.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Modelliermasse mit dem ersten Werkstoff zur Ausbildung der Zwischenschicht bereitgestellt, wobei der Endabschnitt in die Modelliermasse eingebracht, vorzugsweise eingepresst, wird, wobei die Modelliermasse zusammen und mit dem Endabschnitt an der Verbindungsfläche angeordnet wird, wobei die Modelliermasse und der Endabschnitt formschlüssig mit dem Verbindungsabschnitt verbunden werden und die Modelliermasse in ihre Endform zur Ausbildung der Zwischenschicht geformt wird, wobei die Modelliermasse ausgehärtet wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 einen Längsschnitt durch eine Kontakteinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 einen Querschnitt entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 1 gezeigte Kontakteinrichtung;
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in den 1 und 2 gezeigten Kontakteinrichtung;
4 einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung nach einem ersten Verfahrensschritt;
5 einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung nach einem zweiten Verfahrensschritt;
6 einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung nach einem dritten Verfahrensschritt;
7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Herstellung der in den 1 und 2 gezeigten Kontakteinrichtung;
8 einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung nach einem ersten Verfahrensschritt;
9 einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung nach dem zweiten Verfahrensschritt;
10 einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung nach dem dritten Verfahrensschritt;
11 einen Längsschnitt durch eine Kontakteinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
12 einen Längsschnitt durch eine Kontakteinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
13 einen Querschnitt durch eine Kontakteinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform;
14 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Kontakteinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zur Herstellung der in 13 gezeigten Kontakteinrichtung;
15 einen Längsschnitt durch die in 13 gezeigte Kontakteinrichtung nach einem ersten Verfahrensschritt;
16 einen Längsschnitt durch die in 13 gezeigte Kontakteinrichtung nach einem zweiten Verfahrensschritt;
17 einen Längsschnitt durch die in 13 gezeigte Kontakteinrichtung nach einem dritten Verfahrensschritt;
18 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform zur Herstellung der in 13 gezeigten Kontakteinrichtung;
19 einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung nach einem zweiten Verfahrensschritt;
20 einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung nach einem dritten Verfahrensschritt; und
21 einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung nach einem vierten Verfahrensschritt.

1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kontakteinrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform.
Die Kontakteinrichtung 10 weist ein Kontaktelement 15, eine elektrische Leitung 20 und eine Zwischenschicht 25 auf.
Das Kontaktelement 15 ist in der Ausführungsform beispielhaft als Steckkontakt ausgebildet und weist beispielhaft einen Steckabschnitt 30 und einen Verbindungsabschnitt 35 auf. Der Steckabschnitt 30 dient dazu, beispielsweise in einen Buchsenkontakt 45 einer weiteren Kontakteinrichtung eingeschoben zu werden, um mit einer an einer äußeren Umfangsfläche des Steckabschnitts 30 angeordneten Kontaktfläche 40 einen elektrischen Kontakt zu dem Buchsenkontakt 45 bereitzustellen. Der Verbindungsabschnitt 35 ist beispielhaft angrenzend an den Steckabschnitt 30 angeordnet. Alternativ können auch zwischen dem Verbindungsabschnitt 35 und dem Steckabschnitt 30 weitere Abschnitte mit zusätzlichen Funktionen vorgesehen sein.
Die elektrische Leitung 20 weist wenigstens einen elektrischen Leiter 50 und vorzugsweise eine Ummantelung 55 auf. Die Ummantelung 55 ummantelt abschnittsweise den elektrischen Leiter 50 und isoliert elektrisch den elektrischen Leiter 50 gegenüber einer Umgebung 60 und/oder gegenüber anderen elektrischen Leitern (nicht dargestellt).
Der elektrische Leiter 50 kann dabei als Einzeldraht ausgebildet sein. Auch kann der elektrische Leiter 50 feindrähtig oder feinstdrähtig ausgebildet sein und eine Vielzahl von Drähten in einem Paket aufweisen.
Der elektrische Leiter 50 weist einen Endabschnitt 65 auf. Im Endabschnitt 65 ist umfangsseitig keine Ummantelung 55 um den elektrischen Leiter 50 herum angeordnet. Vorzugsweise umhüllt die Zwischenschicht 25 den Endabschnitt 65 des elektrischen Leiters 50 vollständig. Der Endabschnitt 65, die Zwischenschicht 25 und der Verbindungsabschnitt 35 sind mittels einer Verbindung 66 miteinander verbunden. Die Verbindung 66 ist beispielsweise als Crimpverbindung ausgebildet und verbindet beispielhaft den Endabschnitt 65, die Zwischenschicht 25 und den Verbindungsabschnitt 35 kraft- und formschlüssig miteinander.
Besonders von Vorteil ist, wenn die Zwischenschicht 25 folienartig und/oder modelliermassenartig und/oder beutelartig und/oder hütchenartig und/oder als Beschichtung der Verbindungsfläche 70 und/oder als Beschichtung des Endabschnitts 65 des elektrischen Leiters 50 ausgebildet ist. Auch kann beispielsweise die Zwischenschicht 25 um den Endabschnitt 65 gewickelt sein. Auch kann der Endabschnitt 65 in die Zwischenschicht 25 eingepresst oder eingebettet sein.
Dabei ist von besonderem Vorteil, wenn die Zwischenschicht 25 ein Elastizitätsmodul mit einem Wert aufweist, der in einem Bereich von 0,05 N/mm² bis 10 N/mm², insbesondere 0,1 N/mm² bis 1 N/mm², liegt. Dadurch werden zusätzlich Vibrationen, kommend beispielsweise vom elektrischen Leiter 50, nur gedämpft dem Verbindungsabschnitt 35 des Kontaktelements 15 übertragen. Insbesondere wird dadurch auch eine Beschädigung der Verbindung 66 vermieden.
Die Zwischenschicht 25 weist wenigstens einen der folgenden ersten Werkstoffe auf: einen nichtmetallischen Leiter, Überreste einer gezündeten reaktiven Folie, elektrisch leitfähiges Polymer, einen Halbleiter, eine Trägermatrix mit einem in der Trägermatrix eingebetteten Partikelmaterial, wobei das Partikelmaterial wenigstens einen der folgenden Partikelwerkstoffe aufweist: Ruß, Kohlenstoffnanoröhrchen. Die Trägermatrix weist wenigstens einen der folgenden Matrixwerkstoffe auf: Kunststoff, Aramid. Die Zwischenschicht 25 weist den ersten Werkstoff zu wenigstens 40 Massenprozent, insbesondere zu wenigstens 60 Massenprozent, besonders vorteilhafterweise zu wenigstens 90 Massenprozent, besonders vorteilhafterweise zu wenigstens 80 Massenprozent, auf.
Der Steckabschnitt 30 und der Verbindungsabschnitt 35 sind in der Ausführungsform beispielhaft einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Das Kontaktelement 15 weist wenigstens einen der folgenden zweiten Werkstoffe auf: Kupfer, Zinn, Bronze, Messing. Der zweite Werkstoff weist ein erstes Standardpotential auf.
Der elektrische Leiter 50 weist wenigstens einen der folgenden dritten Werkstoffe auf: Aluminium, Kupfer, Aluminiumknetlegierung. Der dritte Werkstoff weist ein zweites Standardpotential auf. Das Standardpotential ist dabei auf eine Standard-Wasserstoffelektrode bei Standardbedingungen (Temperatur = 25 °C; Druck = 101,3 kPa; pH = 0; Ionenaktivitäten = 1) bezogen.
2 zeigt einen Querschnitt entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 1 gezeigte Kontakteinrichtung 10.
Der Verbindungsabschnitt 35 weist auf einer der Zwischenschicht 25 zugewandten Seite eine Verbindungsfläche 70 auf. An der Verbindungsfläche 70 ist auf einer der Zwischenschicht 25 zugewandten Seite der Verbindungabschnitt 35 angeordnet und an der Verbindungsfläche 70 liegt die Zwischenschicht 25 an.
Der Verbindungsabschnitt 35 weist beispielhaft einen ersten Verbindungsbereich 80, einen zweiten Verbindungsbereich 85 und einen dritten Verbindungsbereich 90 auf. Der erste Verbindungsbereich 80 ist zwischen dem zweiten Verbindungsbereich 85 und dem dritten Verbindungsbereich 90 angeordnet. In der Ausführungsform ist der erste Verbindungsbereich 80 im Wesentlichen in einer Ebene verlaufend ausgebildet. Auch kann der erste Verbindungsbereich 80 gekrümmt ausgebildet sein.
Der zweite Verbindungsbereich 85 und der dritte Verbindungsbereich 90 sind jeweils seitlich am ersten Verbindungsbereich 80 angebunden. Der erste Verbindungsbereich 80 und der zweite Verbindungsbereich 85 sind gekrümmt ausgebildet. Der zweite Verbindungsbereich 85 und der dritte Verbindungsbereich 90 umgreifen die Zwischenschicht 25 und den elektrischen Leiter 50 umfangsseitig und befestigen den elektrischen Leiter 50 an der Zwischenschicht 25 und die Zwischenschicht 25 an dem Verbindungsabschnitt 35.
Jeweils ein erstes freies Ende 86 des zweiten Verbindungsbereichs 85 ist beabstandet zu einem zweiten freien Ende 87 des dritten Verbindungsbereichs 90 angeordnet. Zwischen dem ersten freien Ende 86 und dem zweiten freien Ende 87 ist ein Spalt 88 angeordnet. Die Zwischenschicht 25 umgreift vollständig den Endabschnitt 65, sodass der Spalt 88 und die Zwischenschicht 25 sich überdecken.
Durch die Verwendung des ersten Werkstoffs für die Zwischenschicht 25 weist die Zwischenschicht 25 gegenüber dem beispielsweise metallisch ausgebildeten elektrischen Leiter 50 und dem beispielsweise metallisch ausgebildeten Kontaktelement 15 einen abweichenden Ladungstransport auf. Dadurch kann eine elektrochemische Spannungsreihe, insbesondere eine für die elektrochemische Korrosion verantwortliche Potentialdifferenz zwischen dem ersten Standardpotential und dem zweiten Standardpotential, durch die Zwischenschicht 25 zwischen dem Kontaktelement 15 und dem elektrischen Leiter 50 unterbrochen werden. Ferner kann eine Elektronegativität zwischen dem zweiten Werkstoff und dem dritten Werkstoff als eine treibende Kraft einer elektrochemischen Korrosion des Kontaktelements 15 und/oder des elektrischen Leiters 50 ausgeschlossen werden.
Eine besonders günstige Werkstoffkombination ist dann gegeben, wenn beispielsweise das Kontaktelement 15 Bronze als zweiten Werkstoff aufweist. Der elektrische Leiter 50 weist als dritten Werkstoff Aluminium auf. Die Zwischenschicht 25 weist als ersten Werkstoff das leitfähige Polymer auf. Es wird darauf hingewiesen, dass das eben beschriebene Beispiel für die Werkstoffwahl selbstverständlich beispielhaft ist und selbstverständlich auch andere der oben genannten ersten bis dritten Werkstoffe in einer anderen Kombination gewählt werden können. Dadurch kann eine elektrische Verbindung zu dem elektrischen Leiter 50 und dem Kontaktelement 15 sichergestellt werden.
Um die elektrochemische Reihe zwischen dem elektrischen Leiter 50 und dem Kontaktelement 15 sicher zu unterbrechen, ist von besonderem Vorteil, wenn der elektrische Leiter 50 keinerlei Berührkontakt mit dem Kontaktelement 15 aufweist. Dies wird insbesondere dadurch gewährleistet, dass die Zwischenschicht 25 vollständig umlaufend um den Endabschnitt 65 angeordnet ist und/oder das freie Ende 86, 87 die Zwischenschicht 25 nicht durchdringt und beabstandet zu dem Endabschnitt 65 angeordnet ist.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in den 1 und 2 gezeigten Kontakteinrichtung 10. 4 zeigt einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung 10 nach einem ersten Verfahrensschritt 200. 5 zeigt einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung 10 nach einem zweiten Verfahrensschritt 205. 6 zeigt einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung 10 nach einem dritten Verfahrensschritt 210.
In einem ersten Verfahrensschritt 200 (vgl. 4) wird die Ummantelung 55 im Bereich des Endabschnitts 65 abgetrennt, sodass der elektrische Leiter 50 im Endabschnitt 65 umfangsseitig frei liegt. Ferner wird im ersten Verfahrensschritt 200 die Zwischenschicht 25 bereitgestellt.
Zur Ausbildung der Zwischenschicht 25 wird der erste Werkstoff als Beutel 111 bereitgestellt. Der Beutel 111 weist an einer der elektrischen Leitung 20 zugewandten Seite eine Öffnung 115 auf. Gegenüberliegend zur Öffnung 115 ist der Beutel 111 mit einem Bodenabschnitt 120 geschlossen. Der Beutel 111 weist einen Innenraum 125 auf.
Der Beutel 111 kann auf einer Rolle mit mehreren Beuteln 111 aufgewickelt sein und in der Herstellung der Kontakteinrichtung 10 von der Rolle kommend bereitgestellt werden. Auch kann anstatt des Beutels 111 eine Tülle bereitgestellt werden, die beidseitig die Öffnung 115 aufweist.
Im zweiten Verfahrensschritt 205 (vgl. 5) wird der Endabschnitt 65 in den Innenraum 125 des Beutels 111 eingeschoben bis vorzugsweise eine Stirnfläche 130 des Endabschnitts 65 an dem Bodenabschnitt 120 anliegt.
In einem dritten Verfahrensschritt 210 wird die Zwischenschicht 25 zusammen mit dem Endabschnitt 65 an der Verbindungsfläche 70 positioniert.
In einem vierten Verfahrensschritt 215 (vgl. 6) werden die Zwischenschicht 25 und der Endabschnitt 65 an der Verbindungsfläche 70 formschlüssig und/oder kraftschlüssig zur Ausbildung der Verbindung 66 verbunden, wobei vorzugsweise das Kontaktelement 15 mit der Zwischenschicht 25 und dem Endabschnitt 65 vercrimpt wird. Dabei wird der zweite Verbindungsbereich 85 und der dritte Verbindungsbereich 90 zum Vercrimpen nach oben gebogen.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Herstellung der in den 1 und 2 gezeigten Kontakteinrichtung 10. 8 zeigt einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung 10 nach einem ersten Verfahrensschritt 200. 9 zeigt einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung 10 nach dem zweiten Verfahrensschritt 205 und 10 einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung 10 nach dem dritten Verfahrensschritt 210.
Das Verfahren ist im Wesentlichen identisch zu dem in 3 beschriebenen Verfahren. Abweichend dazu wird im ersten Verfahrensschritt 200 zur Herstellung der Zwischenschicht 25 eine Folie 131, beispielsweise von einer Rolle kommend, bereitgestellt.
In dem zweiten Verfahrensschritt 205 wird die Folie 131 um den Endabschnitt 65, beispielsweise in mehreren Lagen 135, gewickelt. Dabei genügt eine Lage 135 der Zwischenschicht 25, um die in den 1 und 2 erläuterten Vorteile zu erzielen. Selbstverständlich kann die Zwischenschicht 25 in mehreren Lagen 135 um den Endabschnitt 65 gewickelt werden, um eine vordefinierte Dicke d der Zwischenschicht 25 und einen vordefinierten Abstand a₁ zu erzielen. Ferner wird dadurch eine sichere Befestigung der Zwischenschicht 25 während der Herstellung der Kontakteinrichtung 10 an dem Endabschnitt 65 sichergestellt. Besonders von Vorteil ist hierbei, wenn die Zwischenschicht 25 vorgespannt um den Endabschnitt 65 gewickelt wird.
Der dritte Verfahrensschritt 210 und der vierte Verfahrensschritt 215 sind identisch zu dem in 3 beschriebenen Herstellungsverfahren.
11 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kontakteinrichtung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Die Kontakteinrichtung 10 ist im Wesentlichen identisch zu der in den 1 und 2 gezeigten Kontakteinrichtung 10 ausgebildet. Abweichend dazu weist die Kontakteinrichtung 10 zusätzlich eine weitere Zwischenschicht 100 auf. Die weitere Zwischenschicht 100 weist einen weiteren Werkstoff auf. In der Ausführungsform ist beispielhaft die weitere Zwischenschicht 100 zwischen der Zwischenschicht 25 und der Verbindungsfläche 70 des Verbindungsabschnitts 35 angeordnet.
Der weitere Werkstoff kann dabei metallisch oder nichtmetallisch sein. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass der weitere metallische Werkstoff derart gewählt wird, dass ein weiteres Standardpotential des weiteren Werkstoffs zwischen dem ersten Standardpotential des zweiten Werkstoffs und dem zweiten Standardpotential des dritten Werkstoffs liegt.
Die in 11 gezeigte Kontakteinrichtung 10 kann mittels des in den 3 bis 6 beschriebenen ersten Herstellungsverfahrens hergestellt werden.
Zusätzlich kann ein weiterer Verfahrensschritt 216 vorgesehen sein, wobei vorzugsweise der weitere Verfahrensschritt 216 auf den zweiten Verfahrensschritt 205 des in den 3 und 7 beschriebenen Verfahrens folgt.
Im weiteren Verfahrensschritt 216 wird die weitere Zwischenschicht 100, die beispielsweise wie die Zwischenschicht 25 in den ersten bis dritten Verfahrensschritten 200, 205, 210 beschrieben auf den Endabschnitt 65 aufgebracht wird, auf die Zwischenschicht 25 oder den Verbindungsabschnitt 35 aufgebracht. Auch kann die weitere Zwischenschicht 100 beispielsweise durch ein Tauchverfahren oder ein Spritzverfahren hergestellt werden.
Auf den weiteren Verfahrensschritt 216 folgt der vierte Verfahrensschritt 215, wobei dann die Zwischenschicht 25, die weitere Zwischenschicht 100, der Endabschnitt 65 des elektrischen Leiters 50 und das Kontaktelement 15 miteinander verbunden, vorzugsweise vercrimpt, werden.
Durch die Anordnung der weiteren Zwischenschicht 100 kann eine Differenz zwischen dem weiteren Standardpotential des weiteren Werkstoffs und dem zweiten Standardpotentials des dritten Werkstoffs gegenüber der in den 1 und 2 gezeigten Differenz aus dem ersten und zweiten Standardpotential reduziert werden. Dadurch kann eine Korrosion des Kontaktelements 15 bei Eintritt von Feuchtigkeit in die Kontakteinrichtung 10 reduziert werden.
Ferner wird durch die weitere Zwischenschicht 100 ein Abstand a₁ zwischen dem Kontaktelement 15 und dem elektrischen Leiter 50 erhöht, sodass eine Kriechstrecke zwischen dem elektrischen Leiter 50 und dem Kontaktelement 15 gegenüber der in den 1 und 2 gezeigten Ausgestaltung reduziert ist.
Die weitere Zwischenschicht 100 ist in der Ausführungsform beispielhaft hohlzylindrisch ausgebildet. Selbstverständlich kann die weitere Zwischenschicht 100 auch andersartig, insbesondere tütenartig oder bandartig ausgebildet sein und beispielsweise um die Zwischenschicht 25 in der Herstellung der Kontakteinrichtung 10 gewickelt werden. Auch kann die Zwischenschicht 25 in der Herstellung der Kontakteinrichtung 10 in die weitere Zwischenschicht 100 eingepresst oder eingetaucht werden.
12 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kontakteinrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform.
Die Kontakteinrichtung 10 ist im Wesentlichen identisch zu der in 11 gezeigten Kontakteinrichtung 10 ausgebildet. Abweichend dazu ist die weitere Zwischenschicht 100 zwischen der Zwischenschicht 25 und dem elektrischen Leiter 50 angeordnet.
13 zeigt einen Querschnitt durch eine Kontakteinrichtung 10 gemäß einer vierten Ausführungsform.
Die Kontakteinrichtung 10 ist im Wesentlichen identisch zu der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform. Abweichend dazu weist der Verbindungsabschnitt 35 anstatt des ersten bis dritten Verbindungsbereichs 90, 85, 80 eine Aufnahme 105 auf. Innenseitig der Aufnahme 105 ist die Verbindungsfläche 70 angeordnet. Der elektrische Leiter 50 greift in die Aufnahme 105 ein. Die Zwischenschicht 25 ist zwischen der Verbindungsfläche 70 und einer äußeren Umfangsfläche 110 des elektrischen Leiters 50 angeordnet.
14 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Kontakteinrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform zur Herstellung der in 13 gezeigten Kontakteinrichtung 10. 15 zeigt einen Längsschnitt durch die in 13 gezeigte Kontakteinrichtung 10 nach einem ersten Verfahrensschritt 200. 16 zeigt einen Längsschnitt durch die in 13 gezeigte Kontakteinrichtung 10 nach einem zweiten Verfahrensschritt 205 und 17 einen Längsschnitt durch die in 13 gezeigte Kontakteinrichtung 10 nach einem dritten Verfahrensschritt 210.
In einem ersten Verfahrensschritt 200 wird die Ummantelung 55 im Endabschnitt 65 des elektrischen Leiters 50 vom elektrischen Leiter 50 entfernt, sodass der Endabschnitt 65 frei liegt.
Ferner wird das Kontaktelement 15 mit einer Modelliermasse 140 mit dem ersten Werkstoff zur Ausbildung der Zwischenschicht 25 bereitgestellt. Die Modelliermasse 140 weist bei Bereitstellung eine Druckfestigkeit von 5 kN/m² bis zu 40 kN/m² auf.
Die Modelliermasse 140 weist beispielhaft einen zylindrischen Grundkörper 145 auf, wobei in der Ausführungsform beispielhaft der Grundkörper 145 im Wesentlichen vollständig die Aufnahme 105 verfüllt. Auch kann beispielsweise der Grundkörper 145 hohlzylindrisch ausgebildet sein. Auch kann der Grundkörper 145 nur einen Teil der Aufnahme 105, insbesondere in Längsrichtung, auffüllen.
In einem zweiten Verfahrensschritt 205 wird der Endabschnitt 65 in den Grundkörper 145 der Modelliermasse 140 eingepresst. Dabei kann auf einer zur Ummantelung 55 gegenüberliegenden Seite eine überschüssige Modelliermasse 150 aus der Aufnahme 105 austreten.
In einem dritten Verfahrensschritt 210 wird die überschüssige Modelliermasse 150 abgetrennt. Auch kann auf den dritten Verfahrensschritt 310 verzichtet werden, wenn beispielsweise der Grundkörper 145 der Modelliermasse 140 derart ausgebildet ist, dass bei Einpressen des Endabschnitts 65 in den Grundkörper 145 der Modelliermasse 140 die Aufnahme 105 vorzugweise vollständig durch die Modelliermasse 140 verfüllt wird und keine überschüssige Modelliermasse 150 aus der Aufnahme 105 verdrängt wird.
In einem vierten Verfahrensschritt 215 werden die Modelliermasse 140, der Endabschnitt 65 und die Aufnahme 105 miteinander verpresst, um die Verbindung 66 herzustellen. Auch kann auf den vierten Verfahrensschritt 215 verzichtet werden, wenn die Modelliermasse 140 eine stoffschlüssige Verbindung 66 zwischen dem Endabschnitt 65 an der einen Seite und an der anderen Seite zu dem Verbindungsabschnitt 35 ausbildet.
In einem fünften Verfahrensschritt 220 wird der erste Werkstoff der Modelliermasse 140 ausgehärtet. Die Aushärtung kann beispielsweise durch Wärme, Infrarotstrahlung, Ultraviolettstrahlung gestartet und/oder beschleunigt werden.
18 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform zur Herstellung der in 13 gezeigten Kontakteinrichtung 10.
19 zeigt einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung 10 nach einem zweiten Verfahrensschritt 205. 20 zeigt einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung 10 nach einem dritten Verfahrensschritt 210 und 21 zeigt einen Längsschnitt durch die Kontakteinrichtung 10 nach einem vierten Verfahrensschritt 215. Das Verfahren ist im Wesentlichen identisch zu dem in den 14 bis 18 beschriebenen Verfahren ausgebildet.
In einem ersten Verfahrensschritt 200 wird der Grundkörper 145 der Modelliermasse 140 bereitgestellt. Dabei ist abweichend zu 15 der Grundkörper 145 getrennt von der Aufnahme 105 bereitgestellt.
In einem zweiten Verfahrensschritt 205 wird der Endabschnitt 65 durch die Modelliermasse 140 ummantelt. Dabei kann beispielsweise der Endabschnitt 65 in den Grundkörper 145 der Modelliermasse 140 eingepresst werden. Alternativ ist auch denkbar, dass die Modelliermasse 140 in einem Spritzverfahren oder Tauchverfahren auf den Endabschnitt 65 aufgebracht wird.
In einem dritten Verfahrensschritt 210 wird der Endabschnitt 65 zusammen mit der Modelliermasse 140 in die Aufnahme 105 eingepresst. Dabei kann beispielsweise die überschüssige Modelliermasse 150 auf einer zur Ummantelung 55 gegenüberliegenden Seite der Aufnahme 105 aus der Aufnahme 105 austreten.
In einem vierten Verfahrensschritt 215 wird die Zwischenschicht 25, der Endabschnitt 65 sowie die Aufnahme 105 zur Herstellung der Verbindung 66 vercrimpt. Auch dabei kann weiteres Material als überschüssige Modelliermasse 150 aus der Aufnahme 105 austreten.
In einem fünften Verfahrensschritt 220 wird die überschüssige Modelliermasse 150 abgetrennt. Auf den fünften Verfahrensschritt 220 kann auch verzichtet werden.
In einem sechsten Verfahrensschritt 225 wird die Modelliermasse 140 ausgehärtet.
Es wird darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Herstellungsverfahren selbstverständlich auch miteinander kombiniert werden können. So ist beispielsweise auch denkbar, dass der Endabschnitt 65 mit der weiteren Zwischenschicht 100 umwickelt wird und im umwickelten Zustand in die Modelliermasse 140 darauffolgend eingepresst wird.
Bezugszeichenliste

10: Kontakteinrichtung
15: Kontaktelement
20: elektrische Leitung
25: Zwischenschicht
30: Steckabschnitt
35: Verbindungsabschnitt
40: Kontaktfläche
45: Buchsenkontakt
50: elektrischer Leiter
55: Ummantelung
60: Umgebung
65: Endabschnitt
66: Verbindung
70: Verbindungsfläche
80: erster Verbindungsbereich
85: zweiter Verbindungsbereich
86: erstes freies Ende
87: zweites freies Ende
88: Spalt
90: dritter Verbindungsbereich
95: Kriechstrecke
100: weitere Zwischenschicht
105: Aufnahme
110: äußere Umfangsfläche
111: Beutel
115: Öffnung
120: Bodenabschnitt
125: Innenraum
130: Stirnfläche
131: Folie
135: Lage
140: Modelliermasse
145: Grundkörper
150: überschüssige Modelliermasse
200: erster Verfahrensschritt
205: zweiter Verfahrensschritt
210: dritter Verfahrensschritt
215: vierter Verfahrensschritt
216: weiterer Verfahrensschritt
220: fünfter Verfahrensschritt
225: sechster Verfahrensschritt
230: siebter Verfahrensschritt

Claims

Kontakteinrichtung (10), - wobei die Kontakteinrichtung (10) ein Kontaktelement (15), einen elektrischen Leiter (50) und eine Zwischenschicht (25) aufweist, - wobei das Kontaktelement (15) eine Verbindungsfläche (70) aufweist, - wobei die Zwischenschicht (25, 100) zwischen dem elektrischen Leiter (50) und der Verbindungsfläche (70) angeordnet ist, - wobei die Zwischenschicht (25, 100) zu wenigstens 40 Massenprozent einen ersten nichtmetallischen Werkstoff aufweist.
Kontakteinrichtung (10) nach Anspruch 1, - wobei der elektrische Leiter (50) einen Endabschnitt (65) aufweist, - wobei die Zwischenschicht (25, 100) vollständig den Endabschnitt (65) umhüllt.
Kontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Zwischenschicht (25) um den Endabschnitt (65) gewickelt ist.
Kontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei vorzugsweise der Endabschnitt (65) vollständig in die Zwischenschicht (25) eingepresst und/oder eingebettet ist.
Kontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Zwischenschicht (25, 100) wenigstens einen der folgenden ersten Werkstoffe aufweist: - einen nichtmetallischen Leiter (50), - Überreste einer gezündeten reaktiven Folie, - elektrisch leitfähiges Polymer, - eine Trägermatrix mit einem in der Trägermatrix eingebetteten Partikelmaterial, - wobei das Partikelmaterial wenigstens einen der folgenden Partikelwerkstoffe aufweist: - Ruß, - Kohlenstoffnanoröhrchen, - wobei die Trägermatrix wenigstens einen der folgenden Matrixwerkstoffe aufweist: - Kunststoff, Aramid.
Kontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Zwischenschicht (25, 100) folienartig und/oder modelliermassenartig und/oder beutelartig und/oder als Beschichtung der Verbindungsfläche (70) und/oder als Beschichtung des elektrischen Leiters (50) ausgebildet ist.
Kontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei das Kontaktelement (15) eine Aufnahme (105) aufweist, - wobei innenseitig der Aufnahme (105) die Verbindungsfläche (70) angeordnet ist, - wobei der elektrische Leiter (50) in die Aufnahme (105) eingreift, - wobei die Zwischenschicht (25) zwischen der Verbindungsfläche (70) und einer äußeren Umfangsfläche (110) des elektrischen Leiters (50) angeordnet ist.
Kontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der elektrische Leiter (50) beabstandet zu der Verbindungsfläche (70) angeordnet ist und ausschließlich über die Zwischenschicht (25, 100) mit der Verbindungsfläche (70) verbunden ist.
Kontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei das Kontaktelement (15) wenigstens einen der folgenden zweiten Werkstoffe aufweist: - Kupfer, - Zinn, - Bronze, - Messing, - wobei der elektrische Leiter (50) wenigstens einen der folgenden dritten Werkstoffe aufweist: - Aluminium, - Kupfer.
Kontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - aufweisend eine weitere Zwischenschicht (100), - wobei die weitere Zwischenschicht (100) mit der Zwischenschicht (25) verbunden ist. - wobei die weitere Zwischenschicht (100) einen nichtmetallischen zweiten Werkstoff aufweist, - wobei vorzugsweise der erste Werkstoff und der zweite Werkstoff identisch oder unterschiedlich sind.
Kontakteinrichtung (10) nach Anspruch 10, - wobei die weitere Zwischenschicht (100) zwischen der Zwischenschicht (25) und der Verbindungsfläche (70) angeordnet ist, - oder wobei die weitere Zwischenschicht (100) zwischen der Zwischenschicht (25) und dem elektrischen Leiter (50) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei das Kontaktelement (15) und der elektrische Leiter (50) bereitgestellt werden, - wobei die Zwischenschicht (25, 100) an der Verbindungsfläche (70) angeordnet wird, - wobei die Zwischenschicht (25, 100) mit dem elektrischen Leiter (50) verbunden wird, - oder - wobei die Zwischenschicht (25, 100) an dem elektrischen Leiter (50) angeordnet wird, - wobei die Zwischenschicht (25, 100) mit der Verbindungsfläche (70) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 12, - wobei der elektrische Leiter (50) abschnittsweise mit der Zwischenschicht (25, 100) umwickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, - wobei eine Modelliermasse (140) mit dem ersten Werkstoff zur Ausbildung der Zwischenschicht (25, 100) bereitgestellt wird, - wobei der Endabschnitt (65) in die Modelliermasse (140) eingebracht, vorzugsweise eingepresst, wird, - wobei die Modelliermasse (140) zusammen und mit dem Endabschnitt (65) an der Verbindungsfläche (70) angeordnet wird, - wobei die Modelliermasse (140) und der Endabschnitt (65) formschlüssig mit dem Verbindungsabschnitt (35) verbunden werden und die Modelliermasse (140) in ihre Endform zur Ausbildung der Zwischenschicht (25, 100) geformt wird, - wobei die Modelliermasse (140) ausgehärtet wird.