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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung einer Baugruppe aus einem Kunststoff-Schlauchabschnitt mit mindestens einer Schlauch-Drahteinlage und einem Anschluss-Konnektor. Ferner betrifft die Erfindung eine mittels des Verfahrens hergestellte Baugruppe und ein Multi-Stanzgitter mit einer Leitungskomponenten-Gruppe zur Nutzung innerhalb des Verfahrens.
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Ein Kunststoff-Schlauchabschnitt mit einer Drahteinlage ist durch offenkundige Vorbenutzung bekannt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fertigungsverfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches sich für die Massenproduktion eignet.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine elektrische Kontaktierung zwischen der mindestens einen Schlauch-Drahteinlage und entweder dem Anschluss-Konnektor oder einer hierüber verbundenen weiteren Komponente durch Einsatz einer vorgefertigten elektrischen Leitungskomponenten-Gruppe vereinfacht und insbesondere standardisiert werden kann. Bei dieser weiteren Komponente kann es sich um eine in den Anschluss-Konnektor integrierte Komponente und/oder um eine separat vom Anschluss-Konnektor angeordnete Komponente handeln. Das Fertigungsverfahren kann weitgehend oder auch vollständig automatisiert erfolgen. Der Anschluss-Konnektor kann aus Kunststoff gefertigt sein. Ein elektrisches Kontaktieren der Leitungskomponenten-Konfiguration mit der mindestens einen Schlauch-Drahteinlage kann durch Löten, durch Bügellöten, durch Schweißen, durch Bonden, durch Kleben oder durch Crimpen erfolgen. Durch das elektrische Kontaktieren kann eine elektrische sowie mechanische Verbindung zwischen der Schlauch-Drahteinlage und den Leitungskomponenten der Leitungskomponenten-Konfiguration geschaffen werden. Als Gegenhalter während des elektrischen Kontaktierens kann ein Dom/Dorn eingeschoeben werden. Besonders von Vorteil ist, wenn ein derartiger Dom bzw. Dorn als Anschlagform für ein im Rahmen der Baugruppenfertigung erfolgendes Biegen der Leitungskomponenten dienen. Die Leitungskomponenten der Leitungskomponenten-Konfiguration können Kontaktierpads und/oder Steckerelemente aufweisen. Die Leitungskomponenten der Leitungskomponenten-Konfiguration können zusätzliche Kontaktierungsstrukturen zur elektrischen Kontaktierung weiterer Komponenten unabhängig vom Anschluss-Konnektor aufweisen. Ein typischer Durchmesser der Leitungskomponenten der Leitungskomponenten-Konfiguration kann kleiner sein als 0,5 mm und kann im Bereich zwischen 50 µm und 200 µm liegen.
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Zum Fertigungsverfahren kann ein Bestücken des Anschluss-Konnektors mit einer elektrisch und/oder mechanisch zu verbindenden Komponente, insbesondere einer elektronischen Komponente und/oder einer Sensorkomponente, und/oder ein Bedeckeln des Anschluss-Konnektors gehören.
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Der mindestens eine Anschluss-Konnektor der Baugruppe kann an einem Ende des Kunststoff-Schlauchabschnitts angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine Anschluss-Konnektor auch an einer anderen Position des Kunststoff-Schlauchabschnitts zwischen dessen Enden mit einem Schlauchmantel des Schlauchabschnitts verbunden sein. Zur Vorbereitung einer solchen Anschluss-Konnektor-Verbindung kann der Kunststoff-Schlauchabschnitt in einem Montageabschnitt des Anschluss-Konnektors so abisoliert sein, dass die Schlauch-Drahteinlage zumindest abschnittsweise von außen her zugänglich ist.
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Über die Schlauch-Drahteinlage kann eine Signalübermittlung und/oder eine Strom- bzw. Spannungsversorgung erfolgen. Drähte der Drahteinlage können einen runden Querschnitt aufweisen oder einen von einem runden Querschnitt abweichende Querschnittsform. Bei dem mindestens einen Draht der Drahteinlage kann es sich um einen metallischen Draht und/oder um einen Kunststoffdraht handeln. In diesem Fall beinhaltet der Kunststoffdraht beispielswiese mindestens ein leitfähiges Polymer.
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Die Baugruppe kann insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung smarter Sensoren zum Einsatz kommen. Die Baugruppe kann beispielsweise mit einer externen Steuerung und/oder weiteren Komponenten einer größeren Anlage in Verbindung stehen.
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Die Baugruppe kann im Rahmen folgender Anwendungen Verwendung finden:
- - beheizte Schläuche für Heißgetränke, beispielsweise Kaffee, insbesondere aus Silikon;
- - Bremsleitungen / Hydraulikschläuche, insbesondere für Fahrräder;
- - Kühlschläuche, insbesondere für Röntgenanlagen;
- - Silikonschläuche allgemein, insbesondere für weiße Ware (Kühlschränke, Waschmaschinen, Spülmaschinen...);
- - Datenleitungen allgemein.
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Entsprechende bzw. zusätzliche Anwendungen der Baugruppe sind beispielsweise heizbare Schläuche, Kühlmittelschläuche mit Drahteinlage insbesondere zur Kontaktierung integrierter Temperatursensoren, Hydraulikschläuche mit Signalleitungen für das Überwachen hydraulischer Bremsen. Auch weitere medizintechnische und/oder fahrzeugtechnische oder auch sonstige Maschinenbau-Anwendungen der Baugruppe sind möglich.
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Beim Vorfertigen und elektrischen Kontaktieren nach Anspruch 2 wird der Anschluss-Konnektor elektrisch mit der mindestens einen Schlauch-Drahteinlage über die Leitungskomponenten-Konfiguration kontaktiert. Hierüber kann eine elektrische Verbindung mit einer im Anschluss-Konnektor untergebrachten Komponente, beispielsweise mit einem Sensor-Modul, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, hierüber eine Verbindung mit Anschlusskontakten des Anschluss-Konnektors zu schaffen, über die dieser wieder mit einer weiteren Komponente, beispielsweise über eine Steckverbindung, elektrisch kontaktiert werden kann. Alternativ ist es möglich, dass der Anschluss-Konnektor selbst keine eigenen elektrischen Anschlusskontakte hat, wobei eine elektrische Verbindung mit einer weiteren insbesondere elektronischen Komponente dann über freie Enden der Leitungskomponenten der Leitungskomponenten-Konfiguration erfolgt.
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Ein Vorfertigen nach Anspruch 3 hat sich in der Praxis bewährt. Das Stanzgitter kann als Massenprodukt vorgefertigt werden. Bei dem Stanzgitter kann es sich um ein Gitter aus Metall, insbesondere aus Kupfer, handeln. Alternativ handelt es sich beim dem Stanzgitter auch um einen duroplastischen Leitungsträger, zum Beispiel aus PCB, und/oder um eine Leiterplatte.
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Nach dem Ausstanzen der Leitungskomponenten-Konfiguration und vor dem elektrischen Kontaktieren von dieser mit der mindestens einen Schlauch-Drahteinlage können Komponentenabschnitte der Leitungskomponenten-Konfiguration gebogen werden, um eine Kontaktfläche zwischen diesen Komponenten und den zugeordneten Drähten der Drahteinlage zu vergrößern. Ein solcher Biegeschritt kann eine Definition einer Relativpositionierung der Leitungskomponenten-Konfiguration an der Schlauch-Drahteinlage verbessern.
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Die Leitungskomponenten-Konfiguration, die aus dem Stanzgitter ausgestanzt wird, kann die endgültige Leitungskomponenten-Konfiguration sein, die beim Fertigungsverfahren zum Einsatz kommt. Alternativ ist es möglich, eine Leitungskomponenten-Konfiguration mit überzähligen Tragekomponenten auszustanzen, wobei die überzähligen Tragekomponenten, insbesondere verbleibende Stege, dann nachträglich gegen Ende der Fertigung, insbesondere über Sollbruchstellen, von den Leitungskomponenten der Leitungskomponenten-Konfiguration getrennt werden können. Entsprechende Sollbruchstellen sind nicht zwingend. Die Nutzung eines solchen Stanzgitters erhöht eine Robustheit der Leitungskomponenten während des elektrischen Kontaktierens sowie während eines Verbindens des Anschluss-Konnektors, insbesondere während eines Umspritzens von Abschnitten der Leitungskomponenten mit Kunststoffmaterial des Anschluss-Konnektors. Ggf. können überzählige Tragekomponenten der Leitungskomponenten-Konfiguration erst nach dem Verbinden des Anschluss-Konnektors mit Kunststoff-Schlauchabschnitt entfernt werden, um die Leitungskomponenten und deren einer späteren elektrischen Kontaktierung dienende freie Enden während dieses Verbindungsschrittes, insbesondere während eines Umspritzens, in einer korrekten Position zu halten. Beim Separieren kann diejenige Leitungskomponenten-Konfiguration vorgegeben werden, die später dann nach dem elektrischen Kontaktieren bei der Baugruppe tatsächlich insbesondere zur Signalübertragung zum Einsatz kommt; es kann aber auch eine Konfiguration separiert werden, die zusätzlich zur eigentlichen Leitungskomponenten-Konfiguration noch Stütz- bzw. Tragelemente beinhaltet, um eine Robustheit der tatsächlich zur Übertragung verwendeten Leitungskomponenten-Konfiguration während des elektrischen Kontaktierens und des Verbindens des Anschluss-Konnektors zu gewährleisten.
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Ein Extrusionsverfahren nach Anspruch 4 hat sich in der Praxis bewährt. Soweit die Schlauch-Drahteinlagen aus Kunststoff gefertigt sind, kann es sich um ein Koextrusionsverfahren handeln.
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Ein Abisolationsschritt nach Anspruch 5 ermöglicht eine sichere elektrische Kontaktierung der mindestens einen Schlauch-Drahteinlage.
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Eine Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 6 kann insbesondere von einer widerstandsarmen elektrischen Kontaktierung genutzt werden. Auch eine Korrosion von Kontaktbereichen der Schlauch-Drahteinlage kann vermieden werden.
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Auch eine Oberfläche des Stanzgitters kann im Bereich insbesondere von Kontaktpads der Leitungskomponenten sowie ggf. von weiteren Kontaktstellen mit der Drahteinlage beschichtet sein. Hierbei kann es sich um eine Zinn-Beschichtung handeln.
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Ein Verfahren nach Anspruch 7 führt zu einer Baugruppe, die zum sensorischen Einsatz bereit ist. Als elektronische Komponente bzw. Sensorkomponente kann beispielsweise ein Drucksensor und/oder ein Temperatursensor oder auch ein Sensor zur chemischen Analyse zum Einsatz kommen. Auch beispielsweise ein Feuchtesensor oder ein Beschleunigungssensor kann zum Einsatz kommen. Auch ein Sensor zur Bestimmung eines Gasflusses oder einer Flüssigkeitsmenge, die durch den Schlauchabschnitt transportiert wird, kann zum Einsatz kommen.
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Eine mechanische Verbindung nach Anspruch 8 führt zu einer robusten Baugruppe. Die mechanische Verbindung des Anschluss-Konnektors mit dem Kunststoff-Schlauchabschnitt kann durch ein Umspritzen des Kunststoff-Schlauchabschnitts und der Leitungskomponenten-Konfiguration erfolgen. Durch das Umspritzen kann insbesondere die Leitungskomponenten-Konfiguration geschützt werden. Unerwünschte Korrosion und/oder unerwünschte Kurzschlüssen können vermieden werden.
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Alternativ kann eine mechanische Verbindung zwischen dem Anschluss-Konnektor und dem Kunststoff-Schlauchabschnitt auch ausschließlich über den elektrischen Kontakt geschehen.
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Eine Spritzgussfertigung des Anschluss-Konnektors nach Anspruch 9 hat sich in der Praxis bewährt.
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Ein Spritzguss-Schritt nach Anspruch 10 ermöglicht eine Herstellung des Anschluss-Konnektors im Zuge der Baugruppenfertigung. Eine vorgefertigte Baugruppe aus dem Kunststoff-Schlauchabschnitt und der hierüber elektrisch kontaktierten Leitungskomponenten-Konfiguration kann dann als Einleger in ein Spritzgusswerkzeug, mit dem der Anschluss-Konnektor gefertigt wird, genutzt werden. Der fluidische Kanal und die Sensoroberfläche können durch einen Dom bzw. Dorn und ggf. weitere Schieber im Spitzgussprozess freigehalten werden.
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Die Vorteile einer Baugruppe nach Anspruch 11 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das Fertigungsverfahren bereits erläutert wurden.
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Dies gilt entsprechend für die Baugruppe nach den Ansprüchen 12 bis 14 und für ein Multi-Stanzgitter nach Anspruch 15. Letzteres kann flexibel für verschiedene zu fertigende Baugruppen, die sich insbesondere in ihren Anforderungen der elektrischen Kontaktierung unterscheiden, zum Einsatz kommen.
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Das Multi-Stanzgitter kann eine Gitter-Trägerkomponente aufweisen, die die Leitungskomponenten-Gruppe trägt. Komponenten der Leitungskomponenten-Gruppe, die für eine jeweils ausgewählte Leitungskomponenten-Konfiguration nicht genutzt werden, können dann Bestandteil der Gitter-Trägerkomponente sein. Derartige nicht für die elektrische Übertragung genutzte Komponenten können auch zunächst ausgestanzt werden und später und ggf. auch nach dem elektrischen Kontaktieren noch entfernt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. In dieser zeigen:
- 1 im Bereich eines Anschluss-Konnektors längs geschnitten eine Baugruppe aus einem Kunststoff-Schlauchabschnitt mit insgesamt vier Schlauch-Drahteinlagen und einem hiermit stirnseitig über eine Leitungskomponenten-Konfiguration kontaktierten Anschluss-Konnektor;
- 2 eine Ansicht auf die Baugruppe aus Blickrichtung II in 1;
- 3 in einer zu 1 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung einer Baugruppe, bei der anstelle der Ausführung des Anschluss-Konnektors nach 1 eine Ausführung eines Anschluss-Konnektors mit einer Sensorkomponente in Form eines Sensor-Moduls getreten ist;
- 4 ein Stanzgitter mit einer Leitungskomponenten-Gruppe, aus der eine Leitungskomponenten-Konfiguration entsprechend den Leitungskomponenten nach den 1 und 3 durch entsprechendes Stanzen auswählbar ist,
- 5 in einer zu den 1 und 3 ähnlichen Darstellung den Kunststoff-Schlauchabschnitt mit einer Ausführung der Leitungskomponenten-Konfiguration, die mit allen vier Schlauch-Drahteinlagen elektrisch so kontaktiert ist, dass jeweils zwei der vier Schlauch-Drahteinlagen miteinander elektrisch kontaktiert sind, unter Nutzung der gesamten elektrischen Leitungskomponenten-Gruppe des Stanzgitters nach 4;
- 6 Eine stirnseitige Ansicht gemäß Blickrichtung VI in 5;
- 7 eine Aufsicht gemäß Blickrichtung VII in 6;
- 8 ein einer zu 5 ähnlichen Darstellung den Schlauchabschnitt mit der Schlauch-Drahteinlage und einer Variante der Leitungskomponenten-Konfiguration, bei dem alle vier Schlauch-Drahteinlagen unabhängig und gegeneinander isoliert mit Leitungskomponenten der Leitungskomponenten-Konfiguration kontaktiert sind, wobei die Leitungskomponenten-Konfiguration nach 8 durch Trennen entsprechender Sollbruchstellen aus der Konfiguration nach 5 oder aus der Anordnung im Stanzgitter nach 4 hervorgehen kann;
- 9 eine zu 7 ähnliche Aufsicht der Leitungskomponenten-Konfiguration nach 8;
- 10 eine Ausführung der Baugruppe mit dem Kunststoff-Schlauchabschnitt und der Leitungskomponenten-Konfiguration nach 8 und einem durch Umspritzen im Spritzgussverfahren hergestellten Anschluss-Konnektor vor einem Kontaktieren mit zusätzlichen Komponenten, insbesondere mit Sensorkomponenten und vor einer Deckelung des Anschluss-Konnektors;
- 11 eine teilweise aufgebrochene Darstellung einer weiteren Ausführung einer Baugruppe aus einem Kunststoff-Schlauchabschnitt mit insgesamt vier Schlauch-Drahteinlagen und einem hiermit mantelseitig über eine Leitungskomponenten-Konfiguration kontaktierten Anschluss-Konnektor sowie mit einer Sensorkomponente;
- 12 einen im Bereich des Kunststoff-Schlauchabschnitts vorgenommenen Längsschnitt durch die Ausführung nach 11;
- 13 eine hälftig gebrochene, stirnseitige Ansicht auf die weitere Ausführung, gesehen aus Blickrichtung XIII in 12;
- 14 die Ansicht nach 13 mit weggelassenem Kunststoff-Schlauchabschnitt;
- 15 eine perspektivische Unteransicht in etwa aus Blickrichtung XV in 14; und
- 16 in einer zu 14 ähnlichen Darstellung eine Ausführung von Komponenten der Baugruppe ohne eine Sensorkomponente.
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1 zeigt eine Baugruppe 1, die bei einer Sensoranwendung im Zusammenhang mit einer Fluidführung durch einen Schlauch zum Einsatz kommen kann. Die Baugruppe kann beispielsweise Bestandteil eines Patienten-Beatmungssystems sein. Anwendungen der Baugruppe 1 sind beispielsweise heizbare Schläuche, Kühlmittelschläuche mit Drahteinlage insbesondere zur Kontaktierung integrierter Temperatursensoren, Hydraulikschläuche mit Signalleitungen für das Überwachen hydraulischer Bremsen. Auch weitere medizintechnische und/oder fahrzeugtechnische oder auch sonstige Maschinenbau-Anwendungen der Baugruppe 1 sind möglich.
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Die Baugruppe 1 hat einen Kunststoff-Schlauchabschnitt 2 und einen mechanischen und/oder elektrischen Anschluss-Konnektor 3. Der Schlauchabschnitt hat insgesamt vier Schlauch-Drahteinlagen, also vier leitfähige Drähte 4, 5, 6, 7 (vgl. auch 2). Der Kunststoff-Schlauchabschnitt ist mit den Drahteinlagen 4 bis 7 durch Extrusion gefertigt.
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Bei den Drähten der Drahteinlagen 4 bis 7 kann es sich um elektrische Leiterelemente aus Kupfer, Aluminium, Silber oder elektrisch leitfähigen Polymeren handeln. Auch Leitungselement mit nicht runden Querschnitten, beispielsweise Bleche und Kunststoff-Leitungselemente, sollen nachfolgend als Drähte verstanden werden. Die Drahteinlagen 4 bis 7 ragen stirnseitig aus dem Kunststoff-Schlauchabschnitt 2 heraus. Die Drahteinlagen 4 bis 7 können zumindest abschnittsweise eine Oberflächenbeschichtung, beispielsweise aus Zinn oder Silber, aufweisen.
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Der Anschluss-Konnektor 3 ist aus Kunststoff.
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Zur elektrischen Kontaktierung der Drahteinlagen 4 bis 7 mit zugeordneten elektrischen Anschlüssen des Anschluss-Konnektors 3 dient eine Leitungskomponenten-Konfiguration 8 mit Leitungskomponenten 9, 10, 11 und 12. Von den Leitungskomponenten 11 und 12 sind in der 1 lediglich endseitige Kontaktpads zu sehen. Anstelle von Kontaktpads können auch Steckerelemente am freien Ende der Leitungskomponenten 9 bis 12 vorgesehen sein. Die Leitungskomponente 9 ist elektrisch mit dem Draht 4 verbunden. Die Leitungskomponente 10 ist elektrisch mit dem Draht 5 verbunden. Die Leitungskomponente 11 ist elektrisch mit dem Draht 6 verbunden. Die Leitungskomponente 12 ist elektrisch mit dem Draht 7 verbunden. Die Leitungskomponenten 9 bis 12 sind mit den Drähten 4 bis 7 elektrisch kontaktiert. Diese elektrische Kontaktierung kann durch Löten, Bügellöten, Schweißen, Bonden, Kleben oder Crimpen erfolgen. Die Leitungskomponenten 9 bis 12 können zusätzliche Kontaktierungsstrukturen zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung weiterer, insbesondere elektronischer externer Komponenten, insbesondere von Sensorkomponenten, von elektronischen Bauelementen- und -modulen, von Micro-Controllern, von LEDs, von weiteren Leiterplatten, von Powerline-Communication-Chips und/oder von anderen Komponenten aufweisen.
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Die Leitungsführung der Leitungskomponenten 9 bis 12 ist so, dass diese Leitungskomponenten 9 bis 12 gegeneinander isoliert sind. Die endseitigen Kontaktpads der Leitungskomponenten 9 bis 12 sind in einem Installationsraum 13 angeordnet, in dem eine weitere Komponente, insbesondere eine Sensorkomponente, im Anschluss-Konnektor 3 untergebracht werden kann. Bei einem Sensor der Sensorkomponente kann es sich um einen thermischen Sensor und/oder um einen Drucksensor handeln. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, über die Leitungskomponenten 9 bis 12 eine signalverarbeitende Einheit im Installationsraum 13 unterzubringen, beispielsweise einen Prozessor. Im Installationsraum 13 kann insbesondere eine bestückte Leiterplatine untergebracht werden. Über die Drähte 4 bis 7 und die Leitungskomponenten 9 bis 12 der Leitungskomponenten-Konfiguration 8 können Signale von und zur im Installationsraum 13 unterzubringenden Komponente des Anschluss-Konnektors 3 übermittelt werden.
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Der Installationsraum 13 dient je nach Anforderung einer elektrischen Kontaktierung mit Hilfe eines nicht dargestellten Kabels bzw. Steckers zu einer externen Komponente, die ebenfalls nicht dargestellt ist.
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Im Installationsraum 13 können insbesondere fluidische Sensorkomponenten ausgerichtet zu den Lumen 15, 16 orientiert sein. Elektronische Komponenten, die keinen Medienzugang zum in dem Lumen 15, 16 geführten Medium benötigen, können beim Umspritzen des Anschluss-Konnektors 3 ebenfalls umspritzt werden, sodass für diese Komponenten kein eigener Installationsraum vorgesehen sein muss.
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Der Installationsraum 13 ist mit einem Deckel 14 abgedeckt. Ein Stecker zur Kontaktierung der Leitungskomponenten 9 bis 12 mit einer externen Komponente kann im Deckel 14 angeordnet sein. Ein derartiger Stecker kann alternativ oder zusätzlich auch mit dem Anschluss-Konnektor 3 angespritzt werden.
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Der Anschluss-Konnektor 3 hat ein Konnektorlumen 15, das mit einem Schlauchlumen 16 des Schlauchabschnitts 2 fluchtet. Ein dem Anschluss-Konnektor 3 zugewandter Bereich des Schlauchabschnitts 2 kann zusammen mit der Leitungskomponenten-Konfiguration 8 einen Einleger für ein Spritzguss-Werkzeug bilden, mit dem der Anschluss-Konnektor 3 noch ohne den Deckel durch Umspritzen dieses Einlegers gefertigt wird.
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Der Anschluss-Konnektor 3 kann als Träger für ein Sensor-Modul 17 ausgeführt sein. Alternativ kann als Träger für das Sensor-Modul 17 die Leitungskomponenten-Konfiguration 8 dienen. Das Sensor-Modul 17 kann elektrisch mit den Kontaktpads der Leitungskomponenten 9 bis 12 kontaktiert werden und später bei der Verbindung des Anschluss-Konnektors mit umspritzt werden. Soweit Medienzugänge oder sensitive Sensorstrukturen nicht mit umspritzt werden sollen, können diese im Spritzgussprozess durch Einschieber vor einem Überspritzen geschützt sein.
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Eine Leiterplatte 18 kontaktiert bei der Ausführung nach 3 das Sensor-Modul 17 einerseits mit den Leitungskomponenten 9 bis 12 andererseits. Das Sensor-Modul 17 hat eine zum Konnektorlumen 15 hin ausgerichtete Sensorfläche 19. Hierbei kann es sich um eine druck- und/oder temperatursensitive Sensorfläche handeln. Auch eine Sensorfläche, die es erlaubt, eine Konzentration eines Mediums oder eines Anteils einer bestimmten Zusammensetzung eines Mediums zu erfassen, welches über die Lumen 15, 16 geführt wird, kann zum Einsatz kommen.
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4 zeigt ein Multi-Stanzgitter 20 mit einer Leitungskomponenten-Gruppe 21, aus der eine Leitungskomponenten-Konfiguration nach Art der Leitungskomponenten-Konfiguration 8 zur Fertigung der Baugruppe 1 nach den 1 oder 3 ausgewählt und separiert werden kann. Die Leitungskomponenten 9, 10, 11, 12 sind Bestandteile der Leitungskomponenten-Gruppe 21 und sind über verschiedene Sollbruchstellen SB miteinander und mit einer außen umlaufenden Gitter-Trägerkomponente 22 des Multi-Stanzgitters 20 verbunden.
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Das Multi-Stanzgitter 20 kann als Rollenware bereitgestellt werden.
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Das Multi-Stanzgitter 20 beinhaltet mehrere verschiedene, auswählbare Leitungskomponenten-Konfigurationen, die ja nach Anforderung an eine elektrische Kontaktierung durch Trennen entsprechend wählbarer der verschiedenen Sollbruchstellen der Leitungskomponenten-Gruppe 21 ausgewählt werden können. Für die jeweils ausgewählte Leitungskomponenten-Konfiguration, also beispielsweise die Leitungskomponenten-Konfiguration 8 nach den 1 und 3, nicht genutzte Komponenten der Leitungskomponenten-Gruppe 21 des Multi-Stanzgitters 20 können dann als Teil der Gitter-Trägerkomponente dienen.
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5 zeigt in einer zu den 1 und 3 ähnlichen Darstellung die den Kunststoff-Schlauchabschnitt 2 mit den Drahteinlagen 4 bis 7 und einer Variante einer Leitungskomponenten-Konfiguration 23, die anstelle der Leitungskomponenten-Konfiguration 8 zu Einsatz kommen kann und die gleichzeitig die vollständige Leitungskomponenten-Gruppe 21 des Multi-Stanzgitters 20 darstellt. Haltebrücken der Leitungskomponenten-Konfiguration 23, die nach dem elektrischen Kontaktieren dieser Konfiguration 23 mit den Drähten 4 bis 7 der Drahteinlage noch entfernt werden, sind in der 5 mit 23a und 23b bezeichnet. Diese Haltebrücken erhöhen eine Stabilität der zunächst separierten Leitungskomponenten-Konfiguration 23. Über diese Leitungskomponenten-Konfiguration 23 ist eine Kontaktierung der Drahteinlagen 4 und 5 einerseits sowie 6 und 7 andererseits gegeben. Signale, die über die Kontaktpads auf die freien Enden der Leitungskomponenten 9 bis 12 der Leitungskomponenten-Konfiguration 23 gegeben werden, liegen einerseits gleichzeitig auf den Drähten 4 und 5 und andererseits gleichzeitig auf den Drähten 6 und 7 des Schlauchabschnitts 2 vor.
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Nach Anbringen der Leitungskomponenten-Konfiguration 23 an den freien Enden der Drahteinlagen 4 bis 7 und vor einer endgültigen elektrischen Kontaktierung mit diesen kann durch Trennen entsprechender Abschnitte der Leitungskomponenten-Gruppe 21 (vgl. Bruchstellen SB, angedeutet in den 4 und 5) die Leitungskomponenten-Konfiguration 8 nach den 1 und 3 erzeugt werden, wie auch ein Vergleich der 5, die die Leitungskomponenten-Konfiguration 23 zeigt, mit der 8, die die Leitungskomponenten-Konfiguration 8 zeigt, verdeutlicht.
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10 zeigt die Baugruppe 1 nach 2 vor einer Bedeckelung, vor einer Kontaktierung mit einem Stecker oder Kabel und vor einer ggf. erfolgenden zusätzlichen Bestückung des Installationsraums 13 des Anschluss-Konnektors 3 mit weiteren elektronischen Komponenten.
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Bei der Fertigung der Baugruppe 1 wird zunächst die Leitungskomponenten-Gruppe 21 in Form des Multi-Stanzgitters 20 vorgefertigt. Anschließend wird die jeweils gewünschte Leitungskomponenten-Konfiguration, beispielsweise die Leitungskomponenten-Konfiguration 8 aus der Leitungskomponenten-Gruppe 21 ausgewählt und separiert. Dies erfolgt durch Ausstanzen und ggf. nachfolgendes Trennen der Leitungskomponenten 9 bis 12 aus der Leitungskomponenten-Gruppe 21 des Multi-Stanzgitters 20.
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Sodann erfolgt ein elektrisches Kontaktierten der Leitungskomponenten-Konfiguration mit mindestens einem der Drähte 4 bis 7, bei Einsatz der Leitungskomponenten-Konfiguration 8, also mit allen Drähten 4 bis 7. Hierbei werden den Drähten 4 bis 7 zugeordnete Teilabschnitte der Leitungskomponenten 9 bis 12 entsprechend umgebogen, sodass eine Kontaktfläche zwischen diesen Teilabschnitten der Leitungskomponenten 9 bis 12 und den zugewandten Mantelflächen der Drähte 4 bis 7 vergrößert ist. Anschließend erfolgt ein Löten, insbesondere ein Bügellöten, ein Schweißen, ein Bonden, ein Kleben oder ein Crimpen zum Herstellen des elektrischen Kontakts.
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Über die freien Enden der Leitungskomponenten 9 bis 12 kann dann ein elektrisches Kontaktieren mit einer insbesondere im Anschluss-Konnektor 3 untergebrachten Komponente, beispielsweise mit einer Sensorkomponente in Form des Sensor-Moduls 17 erfolgen, was wiederum durch eine der Kontaktiermethoden erfolgen kann. Wenn anstelle der Kontaktierpads die Leitungskomponenten 9 bis 12 mit Steckerelementen versehen sind, kann diese Kontaktierung auch durch Stecken erfolgen.
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Vor dem elektrischen Kontaktieren kann ein Abisolieren der mindestens einen Schlauch-Drahteinlage 4 bis 7, insbesondere durch Entfernen eines Bereichs des Kunststoff-Schlauchabschnitts erfolgen.
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Im Rahmen des Fertigungsverfahrens wird der Anschluss-Konnektor 3 mit dem Kunststoff-Schlauchabschnitt 2 verbunden. Dies kann durch Umspritzen des elektrisch kontaktierten Kunststoff-Schlauchabschnitts einschließlich der Leitungskomponenten-Konfiguration mit dem Kunststoffmaterial des Anschluss-Konnektor 3 erfolgen. Aufgrund des Umspritzens ist der Anschluss-Konnektor 3 mit dem Kunststoff-Schlauchabschnitt 2 mechanisch verbunden. Nach dem Umspritzen können elektronische Komponenten, insbesondere Sensorkomponenten, in den Installationsraum 13 des Anschluss-Konnektors 3 eingebracht werden. Die elektronische Komponente kann dabei zum Lumen 15, 16 der Baugruppe 1 ausgerichtet sein, wie beispielsweise in der 3 dargestellt. In den Installationsraum 13 können auch zusätzliche Platinen, Controller und über eine Sensorkomponente beispielsweise hinausgehende weitere elektrische Komponenten integriert werden.
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Anhand der 11 bis 15 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Baugruppe 25 beschrieben, die anstelle oder zusätzlich zur Baugruppe 1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezeichnungen und ggf. Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Bei der Baugruppe 25 ist ein Anschluss-Konnektor 26, der ansonsten dem Anschluss-Konnektor 3 entspricht, nicht stirnseitig an einem Ende des Kunststoff-Schlauchabschnitts 2 angebracht, sondern mantelseitig, also im Bereich eines Schlauchmantels des Kunststoff-Schlauchabschnitts 2. Hierzu ist der Schlauchmantel des Kunststoff-Schlauchabschnitts 2 im Bereich eines Montageabschnitts des Anschluss-Konnektors 26 abisoliert, sodass die Drähte 4 bis 7 nach außen hin freiliegen. Mit den Drähten 4 bis 7 der Schlauch-Drahteinlage sind Leitungskomponenten 9 bis 13 einer Leitungskomponenten-Konfiguration 27 verbunden, deren Funktion derjenigen entspricht, die vorstehend im Zusammenhang mit den Leitungskomponenten-Konfigurationen 8 und 23 erläutert wurde. Kontaktpads der Leitungskomponenten 9 bis 12 dieser Leitungskomponenten-Konfiguration 27 sind mit zugehörigen Kontakten eines Sensor-Moduls 28 der Baugruppe 25 kontaktiert, die hinsichtlich ihrer Funktion wiederum dem Sensor-Modul 17 entspricht.
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Der abisolierte Bereich des Schlauchmantels, die Leitungskomponenten-Konfiguration 27 sowie das Sensor-Modul 28 werden bei der Fertigung der Baugruppe 25 wiederum vom Anschluss-Konnektor 26 umspritzt. Dieses Umspritzen erzeugt bei der Herstellung der Baugruppe 25 entsprechend dem, was vorstehend im Zusammenhang mit der Baugruppe 1 nach den 1 bis 10 erläutert wurde. Bei dem Umspritzen fließt Kunststoffmaterial auch in Zwischenräume zwischen den Leitungskomponenten 9 bis 12 und den Drähten 4 bis 7, um dort unerwünschte elektrische Kontaktierungen zu vermeiden. Entsprechende Isolations-Zwischenräume zwischen beispielsweise der Leitungskomponente 9 und dem hiermit nicht zu kontaktierenden Draht 5 ergeben sich aus den stirnseitigen Ansichten beispielsweise nach den 13 und 14.
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Das Sensor-Modul 28 hat wiederum eine wiederum zum Konnektorlumen 15 ausgerichtete Sensorfläche 19. Diese Sensorfläche 19 kann im Sensor-Modul 28 versenkt angeordnet sein, wie sich aus der perspektivischen Darstellung nach 15 ergibt.
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Bei einer weiteren Ausführung einer Baugruppe 30, bei der in der 16 lediglich die Drähte 4 bis 7 der Drahteinlage und die Leitungskomponenten-Konfiguration 27 dargestellt sind, fehlt das Sensor-Modul 28. In diesem Fall wird der Anschluss-Konnektor 26 so im Bereich des Schlauchmantels des abisoliserten Kunststoff-Schlauchabschnitts 2 um den Kunststoff-Schlauchabschnitt 2 umspritzt, dass der Installationsraum 13 über einen Deckel des Anschluss-Konnektors 26 zugänglich bleibt. In diesem Fall kann die Baugruppe 30 noch nachträglich durch entsprechende Installations- und/oder Kontaktierungsschritte ergänzt bzw. vervollständigt werden.
