DE19845098A1 - Elektrisches Kontaktelement mit einem Leiterdraht - Google Patents

Elektrisches Kontaktelement mit einem Leiterdraht

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  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement (2) mit einem Kontaktbereich (8) und einem Leiterdrahtanschlußbereich (4), das elektrisch kontaktierend mit einem isolierten Leiterdraht verbunden ist, wobei die Kontaktstelle in Form des Leiterdrahtanschlußbereichs (4) und der dazu jeweils örtlich benachbarten Bereiche der Isolierung (7) und des Kontaktelements (2) mit einem schützenden Material umgeben sind, wobei die Kontaktstelle mit einem fest an der Kontaktstelle haftenden Dichtmittel versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement, das elektrisch kon­ taktierend mit einem isolierten Leiterdraht verbunden ist.
Es ist bekannt, die Verbindungsstelle zwischen einem Kontakt­ element und einem isolierten elektrischen Leiterdraht durch Umwickeln der Verbindungsstelle mit einem Klebeband beispiels­ weise gegen das Eindringen von Feuchtigkeit an der Verbindungs­ stelle zu schützen. Eine derartige Abdichtung einer Verbindungs­ stelle verhindert jedoch insbesondere bei mechanischer Beanspru­ chung bzw. Verformung der Verbindungsstelle bzw. des in der Verbindungsstelle gehaltenen Leiterdrahtes das Eindringen von Feuchtigkeit nicht zuverlässig, da sich das ummantelnde Klebe­ band beispielsweise bei einer Verformung bereichsweise vom Lei­ terdraht und/oder dem Kontaktelement lösen kann und somit eine Dichtwirkung nicht mehr gegeben ist. Zudem ist eine derartige Abdichtung nur sehr aufwendig und kostenintensiv herstellbar.
Weiterhin ist es bekannt, eine Verbindungsstelle zwischen einem Kontaktelement und einem elektrischen Leiterdraht mit einem im Verbindungsbereich angebrachten Schrumpfschlauch abzudichten. Eine derartige Abdichtung kann zumindest an den stirnseitigen Endbereichen des Schrumpfschlauches ein Eindringen von Feuchtig­ keit nicht zuverlässig verhindern. Darüber hinaus ist eine der­ artige Abdichtung aufwendig in der Herstellung, da ein geeigne­ ter Schrumpfschlauch zunächst auf den Leiterdraht aufgeschoben werden muß. Danach wird das Crimp-Kontaktelement mit dem elek­ trischen Leiterdraht verbunden und der Schrumpfschlauch derart positioniert, daß die Verbindungsstelle vollständig vom Schrumpfschlauch abgedeckt ist. Anschließend wird der Schrumpf­ schlauch üblicherweise mittels Heißluft geschrumpft. Eine der­ artige Abdichtung verursacht somit hohe Herstellkosten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kontaktelement, das elektrisch kontaktierend mit einem isolierten Leiterdraht verbunden ist, derart weiterzubilden, daß die Kontaktstelle zwischen Kontakt­ element und Leiterdraht optimal geschützt ist und dies zudem einfach, insbesondere maschinell und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Kontaktelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Kontaktstelle eines erfin­ dungsgemäßen elektrischen Kontaktelements.
Fig. 2 Eine Unteransicht auf eine Kontaktstelle eines erfin­ dungsgemäßen elektrischen Kontaktelements.
Ein erfindungsgemäßes elektrisches Kontaktelement 2 (Fig. 1) ist mit einem isolierten Leiterdraht über einen am Kontaktelement 2 angeformten Leiterdrahtanschlußbereich 4 mechanisch fest und elektrisch leitend verbunden.
Der elektrische Leiterdraht 3 weist zumindest einen metallischen Leiter 6 und eine den Leiter 6 ummantelnde Isolierung 7 auf, wo­ bei der Leiter 6 zumindest einendig ein Stück über die Isolie­ rung 7 hinausragt, so daß ein isolierungsfreies Leiterstück aus­ gebildet wird.
Das Kontaktelement 2 ist beispielsweise ein im wesentlichen be­ kannter Ringkabelschuh mit einem Kontaktbereich 8 und dem über einen Verbindungssteg 9 an den Kontaktbereich 8 angeformten, im wesentlichen rinnenförmigen Leiterdrahtanschlußbereich 4, wel­ cher innenseitig zur Aufnahme und zur Halterung des abisolier­ ten Endes des elektrischen Leiterdrahts 3 dient. Der Leiter­ drahtanschlußbereich 4 weist eine Bodenwandung 10 und zwei Sei­ tenwandungen 11, 12 auf. An den Seitenwandungen 11, 12 der Bo­ denwandung 10 sind in bekannter Art und Weise jeweils paarweise gegenüberliegend in Längsrichtung voneinander beabstandet, Kon­ taktkrallen 13 und Isolationskrallen 14 zur Ausbildung eines Adercrimp 15 und eines Isolationscrimp 16 angeformt.
Die Quererstreckung der Bodenwandung 10 sowie die Dimensionie­ rung der Kontaktkrallen 13 und der Isolationskrallen 14 sind auf den Leitungsquerschnitt des zu haltenden Leiterdrahtes 3 abge­ stimmt. Der Adercrimp 15 gewährleistet hierbei die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kontaktelement 2 und dem metal­ lischen Leiter 6 des elektrischen Leiterdrahts 3. Der Isola­ tionscrimp 16 bildet durch Verkrallen der Isolationskrallen 14 in der Isolierung 7 des Leiterdrahts 3 eine mechanisch feste Verbindung zwischen dem Leiterdraht 3 und dem Kontaktelement 2 aus.
Somit wird eine Kontaktstelle 18 zwischen dem elektrischen Lei­ terdraht 6 und dem Kontaktelement 2 bestehend aus dem Verbin­ dungssteg 9, der Bodenwandung 10, den Seitenwandungen 11, 12, dem Adercrimp 15, dem Isolationscrimp 16, dem Zwischenraum zwi­ schen dem Adercrimp 15 und dem Isolationscrimp 16 und einem sich leiterdrahtseitig an den Isolationscrimp 16 anschließenden Teil­ bereich der Isolierung 7 ausgebildet.
Im Bereich der Kontaktstelle 18 ist ein zunächst in flüssigem und/oder pastösem Zustand aufgetragenes, ausgehärtetes Dicht­ mittel aufgebracht, welches fest an der Kontaktstelle haftet.
Diese Dichtmittelbeschichtung erstreckt sich in Längsrichtung ausgehend vom Verbindungssteg 9 über die gesamte Kontaktstelle 18 über den Isolationscrimp 16 hinaus bis zu einem leiterdraht­ seitig auf den Isolationscrimp 16 folgenden Teilbereich der Isolierung 7.
Dabei kann die Dichtmittelbeschichtung lediglich derart erfol­ gen, daß der Übergangsbereich vom Isolationscrimp 16 zur Isolie­ rung 7 vollumfänglich beschichtet ist, jedoch die Bodenwandung 10 außenseitig dichtmittelfrei bleibt. Darüber hinaus ist es auch möglich, daß die Kontaktstelle 18 über ihre gesamte Längs­ erstreckung hinweg mit Dichtmittel vollumfänglich ummantelt ist. Das Material für das Dichtmittel ist dabei beim Auftragen ins­ besondere bezüglich der Viskosität und der Fließ- bzw. Kriechfä­ higkeit derart ausgestaltet, daß das Dichtmittel bis zum Aushär­ ten in die im Bereich der Kontakt stelle befindlichen Hohlräume und Kapillare fließen kann und diese ausfüllt. Somit ist die Kontaktstelle 18 nach dem Aushärten des Dichtmittels fluiddicht verkapselt.
Ferner wird durch die Dichtmittelbeschichtung auch ein Schutz gegen mechanische Belastungen, insbesondere abrasive oder scheu­ ernde und schlagende Belastungen der Kontaktstelle erzielt, wobei das Dichtmittel unter anderem stoß- und schlagabsorbierend wirkt. Weiterhin wird durch die Dichtmittelbeschichtung eine Zugentlastung der Kontaktstelle erzielt, wobei die Zugkräfte von der vom Verbindungssteg 9 des Kontaktelements 2 bis über den Isolationscrimp 16 auf die Isolation 7 des Leiters reichende Be­ schichtung aufgefangen werden, wobei durch das in die Hohlräume und Kapillaren eingedrungene und ausgehärtete Dichtmittel zudem eine Verklammerung der Beschichtung an der Kontaktstelle erzielt wird, welche die Zugkräfte gleichmäßig über die gesamte Be­ schichtungslänge verteilt.
Das flüssig auftragbare und anschließend aushärtende Material für das Dichtmittel ist erfindungsgemäß bevorzugt ein Klebstoff oder ein Kunststoff, insbesondere ein thermoplastischer Kunst­ stoff.
Der Klebstoff ist dabei in besonders vorteilhafterweise mittels UV-Licht aushärtbar und/oder weist einen anaeroben Härtemecha­ nismus auf. Für eine kostengünstige Herstellung einer erfin­ dungsgemäßen elektrischen Verbindung ist der als Dichtmittel verwendete Klebstoff vorzugsweise einkomponentig und weist vor­ teilhafterweise eine Antrocknungszeit der Oberfläche von 4 bis 5 Sekunden unter Einwirkung von UV-Licht auf. Zweckmäßigerweise ist der verwendete Klebstoff oder Kunststoff als Dichtmittel im ausgehärteten Zustand transparent, so daß eine optische Kontrol­ le der gekapselten Verbindungsstelle erfolgen kann.
Zur automatischen Überwachung, insbesondere bei der maschinellen Herstellung kann das verwendete Dichtmittel mit fluoreszierenden Bestandteilen versehen sein. Für die Verwendung im Kraftfahr­ zeug-Bau ist das Dichtmittel zweckmäßigerweise lösemittelbestän­ dig, z. B. beständig gegen Kaltreiniger, chemikalienbeständig, beispielsweise beständig gegen Kühlwasserfrostschutz, Spiritus, Treibstoffe und Öle. Die verwendeten Klebstoffe können dabei Heißkleber, ein-, zwei- oder mehrkomponentige Klebstoffe, beispielsweise auf Acrylat-, Kunstharz- oder Epoxidharz-Basis sein, wobei ein acrylatbasierter einkomponentiger Klebstoff bevorzugt ist. Zudem muß das Dichtmittel eine gute Haftfähigkeit auf metallischen Oberflächen, welche Stanzölreste aufweisen können und auf Kunststoffoberflächen, wie z. B. der Oberfläche der Leiterdrahtisolierung 7, aufweisen. Weiterhin ist es vor­ teilhaft, wenn das verwendete Dichtmittel auch im ausgehärteten Zustand noch elastisch verformbar ist, so daß bei einer Biege­ beanspruchung bzw. Biegeverformung des Leiterdrahtes 6 in der Nähe der Kontaktstelle 18 eine Beschädigung der Abdichtung ver­ mieden wird.
Darüber hinaus ist es zweckmäßig einen nichtbrennbaren, bzw. schwer entflammbaren Klebstoff oder Kunststoff einzusetzen.
Weiterhin soll der Klebstoff oder der Kunststoff im flüssigen Zustand eine hohe Fließ- und/oder Kriechfähigkeit aufweisen, so daß die im Bereich der Kontaktstelle 18 vorhandenen Hohlräume zuverlässig mit Dichtmittel befüllt bzw. ausgefüllt werden kön­ nen. Vorteilhafterweise ist der verwendete Werkstoff für das Dichtmittel weichmacherbeständig, insbesondere beständig gegen Weichmacher, die in Isolierungen 7 von Leiterdrähten 3 enthalten sind und ggf. austreten bzw. in das Dichtmittel eindiffundieren können.
Das erfindungsgemäße Kontaktelement 2 eignet sich insbesondere bei Kontaktelement-Leiterdrahtverbindungen mit einem Leitungs­ querschnitt zwischen 0,5 und 12,0 mm2.
Ein erfindungsgemäß beschichtetes Kontaktelement 2 verhindert somit zuverlässig das Eindringen von Fluiden zur elektrischen Kontaktstelle und damit Korrosion der Kontaktstelle und Verände­ rungen des Übergangswiderstands und ist auch in großen Stück­ zahlen kostengünstig maschinell herstellbar. Bei dem Kontakt­ element 2 ist es zudem von Vorteil, daß die Querschnittsfläche im Bereich der Kontaktstelle durch den Auftrag des Dichtmittels nicht oder nur unwesentlich vergrößert wird, so daß der erfor­ derliche Bauraum eines erfindungsgemäß beschichteten Kontakt­ elements nicht oder nur unwesentlich vergrößert wird. Dies ist vor allem bei Kontaktelementen, die beispielsweise in einer Kontaktelementkammer eines Steckkontaktgehäuses lagern, von besonderer Wichtigkeit.
Darüber hinaus ist bei dem erfindungsgemäß beschichteten Kon­ taktelement 2 von Vorteil, daß die Dichtmittelbeschichtung neben einer Dichtfunktion gegen Fluide auch eine mechanisch schützende Kapselung der Kontaktstelle 18 bewirkt, wobei die Beschichtung sowohl Stoß- und Schlagbelastungen absorbieren als auch Zugbela­ stungen auffangen und Scheuerbelastungen widerstehen kann. Vor­ teilhafterweise ist das die Beschichtung ausbildende Dichtmate­ rial so ausgelegt, daß eine optimale Haftung sowohl auf dem zu beschichtenden Metall als auch auf der Isolierung erzielt wird.

Claims (21)

1. Elektrisches Kontaktelement (2) mit einem Kontaktbereich (8) und einem Leiterdrahtanschlußbereich (4), das elek­ trisch kontaktierend mit einem isolierten Leiterdraht (3) verbunden ist, wobei die Kontaktstelle in Form des Leiter­ drahtanschlußbereichs (4) und der dazu jeweils örtlich benachbarten Bereiche eine Isolierung (7) des Leiterdrahts (3) und des Kontaktelements (2) mit einem schützenden Mate­ rial umgeben sind, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontaktstelle mit einem fest an der Kontaktstelle haftenden Dichtmittel versehen ist.
2. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel die Kontaktstelle fluiddicht abdichtet.
3. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1 und/oder An­ spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel die Kontaktstelle zugentlastet.
4. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel die Kontaktstelle gegen mechanische Beanspru­ chung schützt.
5. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel ein flüssig und/oder pastös aufgetragenes und ausgehärtetes Material ist.
6. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstelle (18) rundum mit dem Dichtmittel versehen ist.
7. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterdrahtanschlußbereich (4) aus einem Adercrimp (15) und einem Isolationscrimp (16) besteht.
8. Elektrisches Kontaktelement dadurch gekennzeichnet, daß der örtlich benachbarte Bereich des Kontaktelements (2) ein Verbindungssteg (9) ist.
9. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterdrahtanschlußbereich (4) eine Bodenwandung (10) mit einer dem Leiterdraht (6) zugewandten Innenseite und einer vom Leiterdraht (6) abgewandten Außenseite aufweist, wobei die Außenseite der Bodenwandung (10) und der örtlich be­ nachbarte Bereich des Kontaktelements (2) außenseitig dichtmittelfrei ist.
10. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel ein Klebstoff oder ein Kunststoff ist.
11. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein thermoplastischer Kunststoff ist.
12. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein mittels UV-Licht aushärtbarer Klebstoff ist.
13. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 10 und/oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff einen anaeroben Härtemechanismus aufweist.
14. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 10 und/oder 12 und/oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein- oder mehrkomponentig aufgebaut ist und eine Antrocknungszeit der Oberfläche von 4 bis 5 Sekunden auf­ weist.
15. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 und/oder 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein acrylatbasierter Klebstoff ist.
16. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel sowohl auf metallischen Oberflächen, insbeson­ dere Stanzölreste aufweisende metallische Oberflächen als auch auf Kunststoffoberflächen, insbesondere Oberflächen der Leiterdrahtisolierung (7) eine hohe Haftfähigkeit auf­ weist.
17. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel im flüssigen Zustand eine hohe Fließ- und/oder Kriechfähigkeit aufweist, so daß die im Bereich der Kon­ taktstelle (18) vorhandenen Hohlräume zuverlässig mit Dichtmittel befüllt bzw. ausgefüllt werden können.
18. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel aus einem weichmacherbeständigen Werkstoff ausgebildet ist.
19. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel im ausgehärteten Zustand transparent ist.
20. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel fluoreszierende Bestandteile aufweist.
21. Elektrisches Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel lösungsmittelbeständig und/oder chemikalienbe­ ständig, insbesondere beständig gegen im Kraftfahrzeugbau eingesetzte Chemikalien, wie Kühlwasserfrostschutz, Spiri­ tus, Treibstoffe und Öle ist.
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