DE102018121171A1

DE102018121171A1 - Laserstrukturierte Oberfläche für eine spritztechnische Anbindung der Oberfläche

Info

Publication number: DE102018121171A1
Application number: DE102018121171.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander Schmid; Wolfgang Holzer
Original assignee: Hirschmann Automotive GmbH
Current assignee: Hirschmann Automotive GmbH
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2019-03-14
Also published as: EP3681689A1; WO2019048325A1; US20210086415A1; CN111051035A

Abstract

Verfahren zum Umspritzen eines Teiles eines Steckverbinders, der an einem einen Außenmatel aufweisenden elektrischen Leiter einer Leitung angeordnet ist, mit einem Kunststoffmaterial, wobei in einem Bereich des Steckverbinders, der umspritzt wird, eine Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung mit einem Laser durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umspritzen eines Teiles eines Steckverbinders, der an einem einen Außenmantel aufweisenden elektrischen Leiter einer Leitung angeordnet ist, mit einem Kunststoffmaterial, wobei in einem Bereich des Steckverbinders, der umspritzt wird, eine Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Bei dieser Erfindung geht es allgemein um das Abdichten der Verbindungsstelle eines elektrischen Leiters, der mit einem Steckverbinder verbunden ist. Im speziellen geht es um die Verbindung der Schweißstelle einer elektrischen Leitung, die auf einem Ringkabelschuhähnlichen Teil (Shunt) angeschweißt ist.
Die Abdichtung soll das Ringkabelschuhähnliche Teil vor dem Beginn der Schweißstelle umfassen und in weiterer Folge über diese Schweißstelle bis zur Isolation der abgehenden Leitung reichen und somit die Schweißstelle gegenüber den äußeren Belastungen schützen (insbesondere Zug- beziehungsweise Druckentlastung) und abdichten (insbesondere Längswasserdichtheit).
Die Herausforderung ist, dass man einerseits Metall als Partner für die Umspritzung hat und andererseits die Kunststoffisolation vom abgehenden Leitungsmaterial (Außenmantel des elektrischen Leiters) als Partner berücksichtigen muss.
Es gibt zu öldichten Versionen Strukturen, die durch mechanisch erzeugte Prägungen auf den Metallteilen (Kontaktbereiche) ein- beziehungsweise aufgebracht werden. Mit diesen Strukturen wurde schlussendlich das Ziel der Öldichtheit erreicht.
Die nun vorliegende, aber auch davon verwandte Geometrien vom Ringkabelschuhähnlichen Teilen (Shunt) wäre für solche Prägungen theoretisch zwar geeignet, würden aber an anderer Stelle zu Problemen führen. Insbesondere besteht grundsätzlich die Gefahr, dass sowohl bei Steckverbindern im Allgemeinen, aber auch bei dem ringkabelschuhähnlichen Teil, die Verbindungsstelle zu dem elektrischen Leiter hin bei solchen mechanisch erzeugten Prägungen, die unter hohem Druck stattfinden, beschädigt wird. Eine solche Beschädigung führt beispielsweise zu unzulässig hohen Übergangswiderständen, wobei gleichzeitig aber auch die Gefahr besteht, dass dort infolge von Vibrationen, die der Steckverbinder an seinem Einsatzort (zum Beispiel in einem Fahrzeug) ausgesetzt ist, Mikrorisse entstehen, die nicht nur zu den hohen Übergangswiderständen beitragen, sondern auch zu einer vollständigen elektrischen Unterbrechung führen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein solches gattungsgemäßes Verfahren zu verbessern und die eingangs geschilderten Nachteile zu beseitigen.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Oberflächenbehandlung mit einem Laser durchgeführt wird. Mit einer solchen Oberflächenbehandlung des Steckverbinders können Bereiche der Oberfläche formgebend umgewandelt, insbesondere aufgeraut werden, in die das Kunststoffmaterial während der nachfolgenden Umspritzung eindringen kann, um die erforderliche Dichtheit, insbesondere Längswasserdichtheit, zu erzielen. Außerdem schont die Oberflächenbehandlung mittels eines Lasers das mechanische Gefüge des Steckverbinders, insbesondere desjenigen Bereiches, an dem der elektrische Leiter mit dem Steckverbinder verbunden ist, sodass es dort nicht zu Beschädigungen, wie sie bei mechanisch eingebrachten Prägungen entstehen, kommen kann.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Oberflächenbehandlung quer zu der Längserstreckung des Steckverbinders und um diesen umlaufend durchgeführt wird. Die Lösung nach der Erfindung liegt in einer laserstrukturierten Oberfläche, die auf den Steckverbinder, insbesondere das ringkabelschuhähnliche Teil, in einem bestimmten Bereich und dort quer - umlaufend aufgebracht ist und anschließend umspritzt werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Oberflächenbehandlung ausgehend von einem Bereich des Steckverbinders bis zu dem elektrischen Leiter, insbesondere dessen Außenmantel, durchgeführt wird. Somit wird nicht nur ein Bereich des Steckverbinders mittels Laser in seiner Oberfläche behandelt, sondern auch ein Teil des Außenmantels, insbesondere dessen Endbereich, der von dem Bereich ausgeht, an dem der (freigelegte) elektrische Leiter mit dem Steckverbinder verbunden ist. Eine solche Oberflächenbehandlung ist ohne weiteres möglich, da mittels des Lasers sowohl metallische Werkstoffe (Steckverbinder) als auch Werkstoffe aus Kunststoff (Außenmantel) bearbeitet werden können. Idealerweise wird somit der gesamte Bereich, bestehend aus zu umspritzendem Außenmantel und zu umspritzenden Bereich des Steckverbinders, mittels des Lasers behandelt, damit das nachfolgend umspritzte Kunststoffmaterial in die behandelten Bereiche eindringen und somit die geforderte Längswasserdichtheit sicherstellen kann.
Das eingesetzte beziehungsweise vorgesehene Umspritzungsmaterial (insbesondere ein Thermoplast oder auch ein Duroplast) wird sich bei der Umspritzung mit der gezielt hergestellten Struktur der gelaserten Oberfläche in einer bestimmten Art und Qualität verbinden. Diese Verbindung wird die Dichtheitsanforderungen zwischen der Umspritzung und der metallischen Oberfläche erfüllen. Die Dichtheit auf der zweiten mitentscheidenden Seite, nämlich dem angeschlossenen Leitungsmaterial, wird entweder durch einen herkömmlichen Umspritzungsprozess oder ebenfalls durch zum Beispiel einer vorher aufgebrachten strukturierten Laserbehandlung der Isolationsoberfläche der abgehenden Leitung sichergestellt.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Oberflächenbehandlung in dem Bereich erfolgt, in dem der elektrische Leiter mit dem Steckverbinder verbunden, insbesondere verschweißt ist, und/oder die Oberflächenbehandlung neben dem Bereich erfolgt, in dem der elektrische Leiter mit dem Steckverbinder verbunden, insbesondere verschweißt ist. Mittels Laser wird also nur der Bereich, in dem der Steckverbinder an dem elektrischen Leiter angeschlossen (zum Beispiel angelötet, angeschweißt, angecrimpt oder dergleichen) ist, in seiner Oberfläche behandelt. Alternativ oder ergänzend kann auch ein weiterer Bereich des Steckverbinders neben diesem Verbindungsbereich mittels Laser in seiner Oberfläche behandelt werden. Ebenfalls alternativ oder ergänzend dazu wird auch der Außenmantel des elektrischen Leiters, vorzugsweise in seinem Endbereich, mittels des Lasers in seiner Oberfläche behandelt. Ganz besonders bevorzugt wird also der Endbereich des Außenmantels, die Verbindungsstelle zwischen dem elektrischen Leiter und dem Steckverbinder und gegebenenfalls ein darüber hinausreichender Bereich des Steckverbinders (in Richtung des Kontaktbereiches für einen Gegensteckverbinder) mittels Lasers in seiner Oberfläche behandelt und der somit in seiner Oberflächenstruktur veränderte Bereich mit dem Kunststoffmaterial umspritzt.
Die Erfindung stellt somit im Speziellen zur Verfügung eine laserstrukturierte Oberfläche, die auf ein ringkabelschuhähnliches Teil in einem bestimmten Bereich und dort quer - umlaufend aufgebracht ist und anschließend umspritzt wird, wobei das eingesetzte beziehungsweise vorgesehene Umspritzungsmaterial (insbesondere Thermoplast oder auch Duroplast) sich bei der Umspritzung mit der gezielt hergestellten Struktur der gelaserten Oberfläche in einer bestimmten Art und Qualität verbindet.

Claims

Verfahren zum Umspritzen eines Teiles eines Steckverbinders, der an einem einen Außenmatel aufweisenden elektrischen Leiter einer Leitung angeordnet ist, mit einem Kunststoffmaterial, wobei in einem Bereich des Steckverbinders, der umspritzt wird, eine Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung mit einem Laser durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung quer zu der Längserstreckung des Steckverbinders und um diesen umlaufend durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung sich ausgehend von einem Bereich des Steckverbinders bis zu dem elektrischen Leiter, insbesondere dessen Außenmantel, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoffmaterial für die Umspritzung ein Thermoplast oder ein Duroplast eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung in dem Bereich erfolgt, in dem der elektrische Leiter mit dem Steckverbinder verbunden, insbesondere verschweißt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung neben dem Bereich erfolgt, in dem der elektrische Leiter mit dem Steckverbinder verbunden, insbesondere verschweißt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung bei einem ringschuhähnlichen Teil angewendet wird.