EP2514044A1 - Elektrischer anschluss und verfahren zur herstellung eines elektrischen anschlusses - Google Patents

Elektrischer anschluss und verfahren zur herstellung eines elektrischen anschlusses

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EP2514044A1
EP2514044A1 EP10795237A EP10795237A EP2514044A1 EP 2514044 A1 EP2514044 A1 EP 2514044A1 EP 10795237 A EP10795237 A EP 10795237A EP 10795237 A EP10795237 A EP 10795237A EP 2514044 A1 EP2514044 A1 EP 2514044A1
Authority
EP
European Patent Office
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sealing
region
housing
protective part
melting temperature
Prior art date
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Granted
Application number
EP10795237A
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English (en)
French (fr)
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EP2514044B1 (de
Inventor
Oliver Grabherr
Anton Huber
Stefan Stoeckl
Anton Fuchs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP2514044A1 publication Critical patent/EP2514044A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2514044B1 publication Critical patent/EP2514044B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve
    • H01R43/24—Assembling by moulding on contact members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the present invention relates to an electrical connection, in particular an electrical plug-in contact having a contact region for producing an electrically conductive connection and a sealing region for producing a sealing connection, to a housing which at least partially surrounds the electrical connection, and to a method for producing this electrical connection ,
  • connection contacts are produced in mass production, wherein the basic electrical construction unit, for example an electrical coil, is encapsulated with its connection contacts with a plastic, which thus simultaneously forms the enclosing housing.
  • the terminal contacts then extend outwardly from the interior of the housing and are completely enclosed by the housing wall at the exit point from the housing.
  • connection contacts thus represent the electrical connection of the coil located inside the housing to the outside.
  • enclosures with a high density and consequently a good air leak rate allow the leakage of oil or other liquid media.
  • Capillary action supported the leakage effect, so that, for example, oil or corrosive water can get past the outlet points of the connections in the interior of the housing and there leads to corrosion effects on the electrical components. It is also conceivable that corrosive liquids emerge from the housing interior along the Lackagepfades at the exit points and penetrate into electrically connected neighboring components. Such constructions are therefore unsuitable when low air or oil leakage is required.
  • Wire harness along to the engine control unit can run. This has the consequence that corrosion damage to electrical components can take place and, moreover, due to this also initially uninvolved, electrical components are also affected by leakage currents or short circuits.
  • an electrical connection in particular an electrical plug-in contact, a contact region for producing an electrically conductive connection and a sealing region for producing a sealed connection to a housing which at least partially surrounds the electrical connection.
  • the sealing region may at least partially have a smaller cross section than the
  • a sealing part may be provided in the sealing region, which completely surrounds the sealing region in its longitudinal direction at least in sections and in its circumferential direction.
  • a holding region which is connected to the contact region via the sealing region, wherein the sealing region is formed from at least one web element, for connecting the contact region to the holding region.
  • a protective part may be provided which is positively and / or non-positively connected with the sealing part and thereby completely surrounds the sealing part in the circumferential direction.
  • the housing may positively and / or non-positively in connection with an outer peripheral portion of the protective part, wherein the protective part has a higher and / or same melting temperature as the housing and the melting temperature of the sealing part is lower than the melting temperature of the protective part.
  • the invention comprises a method for producing an electrical connection, comprising the steps of: producing a sealing region and a contact region in an electrically conductive material, in particular by means of a stamping method, applying a sealing part in the sealing region, wherein the sealing part has a first elastic material value comprising applying a protective part having a second elastic material value to the sealing part and applying or generating a housing which at least partially surrounds a peripheral region of the protective part and at least partially surrounds the electrical connection.
  • the method may be characterized in that the first elastic material value is lower than the second elastic material value, so that the sealing part is softer than the protective part.
  • the method may be characterized in that the sealing part is applied by means of an injection molding process.
  • the method may be characterized in that the protective part is positively and / or non-positively connected with the sealing part in connection.
  • the method may be characterized in that the housing is applied by means of a second injection molding process.
  • the method may be characterized in that the melting temperature of the protective part higher or equal to the Melting temperature of the housing is, wherein the melting temperature of the sealing part is lower than the melting temperature of the protective part.
  • the sealing part used is made of a softer, i. more elastic material is constructed as the protective part or the housing, it may thermal expansions of the electrical connection
  • the protective part is provided, which during the later housing spraying
  • Casting process of the housing acts as a thermal insulator.
  • the preservation of the shape of the sealing part and its position in the sealing area can be ensured in a particularly simple manner.
  • the heat transfer to the sealing part, during the housing to be cast, is prevented by the protective part long enough so that the seal is applied thermally lower. If the protective part and the housing are made of the same material, it can be ensured in a particularly simple manner that a particularly good thermal fusion of the housing with the outer peripheral region of the protective part
  • Figure 1 a is a plan view of a plug assembly with an electrical connection according to the invention
  • FIG. 1b shows a cross section through the electrical connection in the sealing region along the section line AA from FIG. 1a; a perspective view of a connector assembly with electrical connections according to the invention; a perspective view of the protective part, a perspective view of a connector assembly with electrical connections according to the invention, wherein the protective part is applied, and a perspective view of a connector assembly with electrical connections according to the invention, wherein the
  • FIG. 1 shows a plan view of a plug arrangement with two electrical connections 10 according to the invention.
  • Each electrical connection 10 has a substantially elongated, flat external shape and extends longitudinally along the longitudinal axis X, which is represented by the arrow shown in FIG ,
  • the electrical connection 10 has a contact region 10a for producing an electrically conductive connection to another electrical component.
  • the electrical connection 10 has a contact region 10a for producing an electrically conductive connection to another electrical component.
  • the contact region 10a touches an electrically conductive region of the other component, for example a line or a cable. Immediately following the contact area 10a follows
  • Seal portion 10b which connects the contact portion 10a with a holding portion 10c.
  • the connection 10 is fastened to a carrier part 4 via the holding region 10c.
  • the carrier part 4 may be a structural component in the form of a circuit board or a holding frame of an electrical element, for example an electrical coil.
  • the coil windings are conductively connected to the electrical terminals 10.
  • the electrical connection 10 has a constriction of the cross section, as shown in FIG. 1a. This constriction involves two web elements 12 which connect the contact region 10a to the holding region 10c.
  • the length of the web elements 12 does not have to correspond completely to the length of the sealing region 10b, but may be shorter or longer. In other words, the
  • Sealing region 10 b may comprise 12 regions of non-constricted cross-section of the electrical connection 10 on both longitudinal ends of the webs. Between the longitudinally extending X.
  • Web elements 12 of a terminal 10 are openings 15 are provided.
  • Embodiments the outbreaks 15 as a circular
  • the outbreaks 15 can be provided in all embodiments optionally as a blind hole or as a through hole.
  • a single web 12 may be provided for connection of the contact region and the holding region or a plurality of more than two webs 2.
  • the Carry out professional experiments It is desirable to provide as few webs 12 as possible with as small a cross section as possible in order to prevent leakage paths as well as possible.
  • the webs 12 must meet the requirements of the electrical conductivity, without permissible heating in the webs 12 are exceeded. In other words, the cross section of the webs 12 and their number must be chosen sufficiently large, so that a required current of a predetermined strength can flow through it, without the webs 12 inadmissible to heat or even destroy.
  • FIG. b A sectional view along the section line AA of Figure 1a is shown in Figure b. It can be seen that the webs 12 have a circular cross-sectional shape. In further, not shown embodiments of the present invention, however, the webs 12 may also have an oval, triangular or polygonal cross-sectional shape. However, circular or oval cross-sectional shapes are preferred, since they represent an optimum in the protection against leakage.
  • FIG. 2 a shows a plug arrangement according to the invention with electrical connections 10 according to the invention in a perspective view.
  • a sealing part 11 is provided in the sealing region 10b of the electrical connections 10.
  • This sealing member 11 is in the form of a soft, i. elastic plastic seal formed.
  • a polyamide sealing material may preferably be used.
  • the sealing region 10 b is formed in such a way that the web elements 12 extend over a cross-sectional area of the contact region 10 a, in a transverse direction of the terminal 10, which is substantially perpendicular to the longitudinal direction X,
  • the sealing region 10b has a smaller cross-sectional area than the
  • the sealing part 11 completely surrounds the sealing area 10b of the electrical connections 10 in the circumferential direction.
  • FIG. 2b shows a protective part 13 in a perspective view.
  • the protective part 13 has a recess 13b which extends through the entire component and consequently gives the protective part 13 a frame-like shape.
  • the shape of the inner recess 13b is exemplary and not
  • the cross-sectional shape of the recess 13b matches the outer cross-sectional shape of the sealing part 11, so that the protective part 13 can be positively applied to the sealing part 11.
  • the cross-sectional shape of the protective part 13 may be, for example, round, oval or rectangular with rounded edges.
  • FIG. This shows the support member 14, on which the electrical connections 10 are supported.
  • the sealing part 1 is provided at the sealing portion 10 b of the electrical connections 10.
  • the sealing part 11 is arranged around the sealing part 11 around the protective part 13 .
  • Such a preassembled electrical connector is then inserted into a housing, which is not shown.
  • Figure 4. shows a plug arrangement according to the invention in which two substantially parallel extending terminals 10 protrude from the housing 16.
  • the housing 16 has an opening through which at
  • connections 10 are led together out of an inner region of the housing to the outside.
  • the terminals 10 are surrounded by a sealing part 11, which in turn is enclosed in a protective part 13.
  • the sealing part 11 thus acts as a seal against the protective part 13.
  • the housing 16 surrounds the protective part 13 in a form-fitting manner.
  • the thus formed plug has a high density and is therefore particularly resistant to leakage.
  • an electromagnetic valve is further integrated, which is used as a diverter valve in an exhaust gas turbocharger.
  • the housing 16 may have a flange with which it can be screwed to the turbocharger.
  • an electrical connection 10 To produce an electrical connection 10, initially an elongate, substantially rectangular flat printed circuit board is produced. Subsequently, the sealing portion 10 b is generated, wherein the recesses 15 are punched out. In this case, constrictions in the sealing region 10b can also be produced by punching, sawing or milling. Thus, the sealing portion 10b has a substantially smaller cross section than the contact portion 10a and the holding portion 10c, respectively.
  • the sealing part 11 is generated. This can be done for example by encapsulation of the sealing region 10b.
  • the sealing region 10b large-area, wide metal surfaces do not have to be encapsulated, which due to different thermal expansion coefficients of the metal and the overmoulded plastic tend to separate from one another and thus release leakage paths.
  • the small, largely circular shaped web elements 12 reduce this tendency to detach.
  • the protective part 13 is mounted.
  • the protective part 13 is designed as a protective frame and is pushed onto the sealing part 11 in such a way that it is in positive contact with it.
  • a housing is sprayed around a peripheral region 13a of the protective frame 13 in a second spraying process, wherein the housing 16 contains the electrical components such as, for example, coils, control devices,
  • Thermal expansion between the metallic, electrical terminals 10 and the housing 16 can be compensated by the sealing member 11.
  • the protective member 13 prevents the soft, resilient gasket, i. the sealing part 11 is melted.
  • the sealing member 11 has a much lower melting or Verg cordtemperatur point than the housing material and would soften due to the thermal heating by the housing spraying and in particular form bubbles due to its smaller, more filigree dimensions. As a result, a tightness of the housing 16 at the exit points of the electrical connections 10 would no longer be guaranteed.
  • the hot plastic can no longer melt the seal during spraying, since the
  • the seal i. the sealing member 11 is thus applied thermally lower, whereby the shape, position and nature of the seal can be obtained.
  • the aforementioned features of the embodiment may be provided in particular at a plug contact of a diverter valve.
  • a diverter valve is proposed, the plug-in area is provided with connections according to the invention and thereby can achieve a long service life even when used in corrosive media.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischer Anschluss (10), insbesondere einen elektrischer Steckkontakt mit einem Kontaktbereich (10a), zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung, einem Abdichtbereich (10b), zum Herstellen einer dichten Verbindung zu einem Gehäuse, das den elektrischen Anschluss (10) zumindest teilweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss (10) im Abdichtbereich (10b) zumindest abschnittsweise einen kleineren Querschnitt aufweist als im Kontaktbereich (10a). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Anschlusses.

Description

Elektrischer Anschluss und Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Anschluss, insbesondere einen elektrischen Steckkontakt mit einem Kontaktbereich zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung und einem Abdichtbereich zum Herstellen einer dichtenden Verbindung, zu einem Gehäuse, das den elektrischen Anschluss zumindest teilweise umgibt, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses elektrischen Anschlusses.
Heutzutage werden elektrische Bauteile, die über Kontaktelemente mit anderen elektrischen Bauteilen verbindbar sind, in einem Kunststoffgehäuse eingebracht. Diese Bauteile werden in der Großserienfertigung hergestellt wobei die elektrische Grundbaueinheit, beispielsweise eine elektrische Spule, mit ihren Anschlusskontakten mit einem Kunststoff umspritzt wird, der so gleichzeitig das umschließende Gehäuse bildet. Die Anschlusskontakte erstrecken sich dann aus dem Inneren des Gehäuses nach außen und sind an der Austrittsstelle aus dem Gehäuse vollständig von der Gehäusewand umschlossen. Diese Anschlusskontakte stellen folglich die elektrische Verbindung der im Inneren des Gehäuses befindlichen Spule nach außen dar.
Diese elektrischen Bauteile weisen jedoch den Nachteil auf, dass trotz der engen Umschließung der Metallkontakte durch das Kunststoffgehäuse die Austrittsstelle der Anschlusskontakte leckagebehaftet ist. Diese Leckage wird bezüglich gasförmiger Medien durch eine Luftleckrate definiert. Auch
Gehäuse mit einer hohen Dichtigkeit und demzufolge einer guten Luftleckrate lassen jedoch die Leckage von Öl oder anderen flüssigen Medien zu.
Kapillarwirkungen unterstützten den Leckageeffekt, so dass beispielsweise Öl oder korrosives Wasser an den Austrittstellen der Anschlüsse vorbei in das Innere des Gehäuses gelangen kann und dort zu Korrosionseffekten an den elektrischen Bauteilen führt. Ebenso ist es denkbar, dass korrosive Flüssigkeiten aus dem Gehäuseinneren entlang des Lackagepfades an den Austrittsstellen heraustreten und in elektrisch verbundene Nachbarbauteile eindringen. Derartige Konstruktionen sind folglich untauglich, wenn eine niedrige Luft- oder Ölleckage gefordert ist.
Dies gilt insbesondere für den Einsatz von elektromagnetischen Ventilen, die in einem Kunststoffgehäuse untergebracht sind und als Schubumluftventile eines Turboladers Verwendung finden. Die Entlüftung des Kurbelgehäuses erfolgt direkt in den Abgastrakt eines Motors. Bei Motoren mit
Abgasturboladern wird das Abgas zum Betrieb der Turbine des Turboladers verwendet wird. Dies führt zu einer Ölbenetzung des Innenraums des elektrischen Schubumluftventils. Bedingt durch hohe Laufzeiten des Motors sowie durch Temperaturschwankungen ergeben sich Leckagepfade in dem
Schubumluftventil, die über einen Steckkontakt mit dem das
Schubumluftventil an einem Kabelbaum angeschlossenen ist, an dem
Kabelbaum entlang bis hin zum Motorsteuergerät verlaufen können. Dies hat zur Folge, dass Korrosionsschäden an elektrischen Bauteilen stattfinden können und darüber hinaus aufgrund dessen auch zunächst unbeteiligte, elektrische Bauteile durch Kriechströme oder Kurzschlüsse ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, einen elektrischen An- schluss der eingangs genannten Art bereitzustellen, der die Nachteile des Standes der Technik überwindet und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrischen Anschlusses anzugeben. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Besonders zu bevorzugende Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, die auf die Hauptansprüche zurückbezogen sind.
Erfindungsgemäß kann ein elektrischer Anschluss, insbesondere ein elektrischer Steckkontakt, einen Kontaktbereich zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung und einen Abdichtbereich zum Herstellen einer dichten Verbindung zu einem Gehäuse, das den elektrischen Anschluss zumindest teilweise umgibt, aufweisen. Weiterhin kann der Abdichtbereich zumindest abschnittsweise einen kleineren Querschnitt aufweisen als der
Kontaktbereich. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass im Abdichtbereich nur verhältnismäßig kleinere Oberflächen gegenüber dem Gehäuse abgedichtet werden und dadurch der Leckagepfad verkleinert wird.
Weiterhin kann im Abdichtbereich ein Dichtteil vorgesehen sein, das den Abdichtbereich in seiner Längsrichtung zumindest abschnittsweise und in seiner Umfangsrichtung vollständig umgibt.
Darüber hinaus kann ein Haltebereich, der über den Abdichtbereich mit dem Kontaktbereich verbunden ist, vorgesehen sein, wobei der Abdichtbereich aus zumindest einem Stegelement ausgebildet ist, zum Verbinden des Kontaktbereichs mit dem Haltebereich. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass der Querschnitt im Abdichtbereich des elektrischen Anschlusses auf ein Mindestmaß reduziert werden kann, wodurch die Gefahr der Bildung von Leckagen nahezu eliminiert wird.
Weiterhin kann ein Schutzteil vorgesehen sein, das mit dem Dichtteil form- und/oder kraftschlüssig in Verbindung steht und dabei das Dichtteil in Umfangsrichtung vollständig umgibt. Darüber hinaus kann das Gehäuse form- und/oder kraftschlüssig mit einem äußeren Umfangsbereich des Schutzteils in Verbindung stehen, wobei das Schutzteil eine höhere und/oder gleiche Schmelztemperatur aufweist wie das Gehäuse und die Schmelztemperatur des Dichtteils niedriger ist als die Schmelztemperatur des Schutzteils.
In einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses, mit den Schritten: Erzeugen eines Abdichtbereichs und eines Kontaktbereichs in einem elektrisch leitenden Material, insbesondere mittels eines Stanzverfahrens, Aufbringen eines Dichtteils in dem Abdichtbereich, wobei das Dichtteil einen ersten elastischen Materialwert aufweist, Aufbringen eines Schutzteils mit einem zweiten elastischen Materialwert auf das Dichtteil und Aufbringen oder Erzeugen eines Gehäuses, das einem Umfangsbereich des Schutzteils zumindest abschnittsweise umfasst und den elektrischen Anschluss zumindest teilweise umgibt. Weiterhin kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass der erste elastische Materialwert niedriger ist als der zweite elastische Materialwert, so dass das Dichtteil weicher ist als das Schutzteil.
Weiterhin kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass das Dichtteil mittels eines Spritzgussverfahrens aufgebracht wird.
Darüber hinaus kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass das Schutzteil form- und/oder kraftschlüssig mit dem Dichtteil in Verbindung gebracht wird.
Zudem kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass das Gehäuse mittels eines zweiten Spritzgussverfahrens aufgebracht wird.
Weiterhin kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass die Schmelztemperatur des Schutzteils höher oder gleich hoch der Schmelztemperatur des Gehäuses ist, wobei die Schmelztemperatur des Dichtteils niedriger ist als die Schmelztemperatur des Schutzteils.
Zusammenfassend sollen im Folgenden die Vorteile der vorliegenden Erfindung genannt werden. Da das verwendete Dichtteil aus einem weicheren, d.h. elastischeren Material als das Schutzteil bzw. das Gehäuse aufgebaut ist, kann es Wärmeausdehnungen des elektrischen Anschlusses
kompensieren, ohne dass dabei ein Leckagepfad zwischen dem Anschluss und dem Schutzteil bzw. dem Gehäuse freigegeben wird. Um zu vermeiden, dass die weiche Dichtung, die einen niedrigen Schmelz- und/oder
Vergießtemperatur-Punkt aufweist, während des späteren Gehäusespritzens wieder weich wird, ist das Schutzteil vorgesehen, das während des
Gießprozesses des Gehäuses als thermischer Isolator fungiert. Dadurch kann auf besonders einfache Weise der Erhalt der Form des Dichtteils und deren Position im Abdichtbereich gewährleistet werden. Der Wärmeübergang auf das Dichtteil, während des zu gießenden Gehäuses, wird durch das Schutzteil ausreichend lang unterbunden, so dass die Dichtung thermisch geringer beaufschlagt wird. Sofern das Schutzteil und das Gehäuse aus dem gleichen Material aufgebaut sind, kann auf besonders einfache Weise sichergestellt werden, dass durch thermisches Verschmelzen des Gehäuses mit dem äußeren Umfangsbereich des Schutzteils eine besonders gute
Verbindung der zwei Teile erreicht wird.
Nachfolgend ist unter Bezugnahme auf die Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, wobei die Figuren beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend zeigen:
Figur 1 a eine Draufsicht auf eine Steckeranordnung mit einem erfindungsgemäßen elektrischen Anschluss;
Figur 1 b einen Querschnitt durch den elektrischen Anschluss im Abdichtbereich entlang der Schnittlinie A-A aus Figur 1a; eine perspektivische Ansicht einer Steckeranordnung mit erfindungsgemäßen elektrischen Anschlüssen; eine perspektivische Ansicht des Schutzteils, eine perspektivische Ansicht einer Steckeranordnung mit erfindungsgemäßen elektrischen Anschlüssen, wobei das Schutz teil aufgebracht ist, und eine perspektivische Ansicht einer Steckeranordnung mit erfindungsgemäßen elektrischen Anschlüssen, wobei das
Gehäuse aufgebracht ist.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Steckeranordnung mit zwei erfindungsgemäßen, elektrischen Anschlüssen 10. Jeder elektrische Anschluss 10 weist eine im Wesentlichen längliche, flache äußere Form auf und erstreckt sich in Längsrichtung entlang der Längsachse X, die in Figur 1 durch den dargestellten Pfeil repräsentiert wird. Der elektrische Anschluss 10 weist einen Kontaktbereich 10a auf zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zu einem anderen elektrischen Bauteil. Dabei wird die
elektrische Verbindung durch mechanischen Kontakt hergestellt. Bei diesem mechanischen Kontakt berührt der Kontaktbereich 10a einen elektrisch leitenden Bereich des anderen Bauteils, beispielsweise eine Leitung oder ein Kabel. Unmittelbar an den Kontaktbereich 10a schließt sich ein
Abdichtbereich 10b an, der den Kontaktbereich 10a mit einem Haltebereich 10c verbindet. Über den Haltebereich 10c ist der Anschluss 10 an einem Trägerteil 4 befestigt. Der Trägerteil 4 kann dabei ein Strukturbauteil in Form einer Platine oder eines Halterahmens eines elektrischen Elements sein, beispielsweise einer elektrischen Spule. Die Spulenwicklungen sind dabei mit den elektrischen Anschlüssen 10 leitend verbunden. Im Abdichtbereich 10b weist der elektrische Anschluss 10 eine Einschnürung des Querschnitts auf, wie in Figur 1a dargestellt. Bei dieser Einschnürung handelt es sich um zwei Stegelemente 12, die den Kontaktbereich 10a mit dem Haltebereich 10c verbinden. Die Länge der Stegelemente 12 muss dabei nicht vollständig der Länge des Abdichtbereiches 10b entsprechen, sondern kann kürzer oder länger ausfallen. Mit anderen Worten, der
Abdichtbereich 10b kann auf beiden längsseitigen Enden der Stege 12 Bereiche mit nicht eingeschnürtem Querschnitt des elektrischen Anschlusses 10 umfassen. Zwischen den sich in Längsrichtung X erstreckenden
Stegelementen 12 eines Anschlusses 10 sind Ausbrüche 15 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform sind die Ausbrüche 15 in Form von
Langlochbohrungen gebildet. In weiteren, nicht dargestellten
Ausführungsformen können die Ausbrüche 15 auch als kreisrunde
Bohrungen oder als Ausbrüche mit eckiger Querschnittsform ausgebildet sein. Die Ausbrüche 15 können in allen Ausführungsformen wahlweise als Sackloch oder als Durchgangsbohrung vorgesehen sein.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann wahlweise nur ein einziger Steg 12 zur Verbindung des Kontaktbereichs und des Haltebereichs vorgesehen sein oder eine Mehrzahl von mehr als zwei Stegen 2. Um hier die geeignete Anzahl an Verbindungsstegen 12 zu finden, kann der Fachmann Versuche durchführen. Dabei ist es erstrebenswert, so wenig Stege 12 wie möglich mit einem so kleinen Querschnitt wie möglich vorzusehen, um Leckagepfade so gut wie möglich zu verhindern. Andererseits müssen die Stege 12 die Anforderungen an die elektrische Leitfähigkeit erfüllen, ohne dass zulässige Erwärmungen in den Stegen 12 überschritten werden. Mit anderen Worten, der Querschnitt der Stege 12 und deren Anzahl muss hinreichend groß gewählt werden, so dass ein benötigter Strom einer vorbestimmten Stärke hindurchfließen kann, ohne die Stege 12 unzulässig zu erwärmen oder sogar zu zerstören. Eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus Figur 1a ist in Figur b dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass die Stege 12 eine kreisrunde Querschnittsform aufweisen. In weiteren, nicht dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, können die Stege 12 jedoch auch eine ovale, dreieckige oder mehreckige Querschnittsform aufweisen. Bevorzugt werden jedoch kreisrunde oder ovale Querschnittsformen, da sie ein Optimum darstellen beim Schutz vor Leckagebildung.
In Figur 2a ist eine erfindungsgemäße Steckeranordnung mit erfindungsgemäßen elektrischen Anschlüssen 10 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Im Abdichtbereich 10b der elektrischen Anschlüsse 10 ist ein Dichtteil 11 vorgesehen. Dieses Dichtteil 11 ist in Form einer weichen, d.h. elastischen Kunststoffdichtung ausgebildet. Bevorzugt kann hierbei ein Polyamid- Dichtungsmaterial verwendet werden.
Beispielhaft und nicht einschränkend ist in Figur 2a der Abdichtbereich 10b derart ausgebildet, dass die Stegelemente 12 über einen Querschnittsbereich des Kontaktbereiches 10a, in einer Querrichtung des Anschlusses 10, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung X verläuft,
hinausstehen. Zwischen zwei Stegelementen 12 eines Anschluss 10 ist zumindest ein Ausbruch 15 vorgesehen. Durch diesen Ausbruch weist der Abdichtbereich 10b eine kleinere Querschnittsfläche auf als der
Kontaktbereich 10a. Das Dichtteil 11 umgibt dabei den Abdichtbereich 10b der elektrischen Anschlüsse 10 in Umfangsrichtung vollständig. In
Längsrichtung des elektrischen Anschlusses erstreckt sich das Dichtteil 11 nur abschnittsweise über den Abdichtbereich 10b. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung, kann das Dichtteil 11 sich auch in Längsrichtung X des elektrischen Anschlusses vollständig über den Abdichtbereich 10b erstrecken und dabei auch Randzonen des Kontaktbereiches 10a bzw. des Haltebereichs 10c abdecken. In Figur 2b ist ein Schutzteil 13 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Das Schutzteil 13 hat eine Aussparung 13b, die durch das gesamte Bauteil verläuft und dem Schutzteil 13 folglich eine rahmenartige Gestalt verleiht. Die Form der inneren Aussparung 13b ist dabei beispielhaft und nicht
einschränkend mit einem rechteckigen Querschnitt dargestellt.
Erfindungswesentlich ist jedoch, dass die Querschnittsform der Aussparung 13b zu der äußeren Querschnittsform des Dichtteils 11 passt, so dass das Schutzteil 13 formschlüssig auf das Dichtteil 11 aufgebracht werden kann. Die Querschnittsform des Schutzteils 13 kann beispielsweise rund, oval oder rechteckig mit abgerundeten Kanten sein.
Eine derart zusammengesetzte Baugruppe ist in Figur 3 dargestellt. Diese zeigt das Trägerteil 14, an dem die elektrischen Anschlüsse 10 gehaltert sind. An dem Abdichtbereich 10b der elektrischen Anschlüsse 10 ist das Dichtteil 1 vorgesehen. Um das Dichtteil 11 herum ist das Schutzteil 13 angeordnet. Ein derart vormontierter elektrischer Stecker wird dann in ein Gehäuse, das nicht dargestellt ist, eingefügt.
Figur 4. zeigt eine erfindungsgemäße Steckeranordnung bei der zwei sich im Wesentlichen parallel erstreckende Anschlüsse 10 aus dem Gehäuse 16 herausragen. Das Gehäuse 16 weist eine Öffnung auf, durch die bei
Anschlüsse 10 gemeinsam aus einem inneren Bereich des Gehäuses nach außen geführt sind. Die Anschlüsse 10 sind von einem Dichtteil 11 umgeben, welches wiederum in einem Schutzteil 13 eingefasst ist. Das Dichtteil 11 fungiert damit als Dichtung gegenüber dem Schutzteil 13. Das Gehäuse 16 umschließt das Schutzteil 13 formschlüssig. Der so ausgebildete Stecker weist eine hohe Dichtigkeit auf und ist folglich besonders resistent gegenüber Leckagen. In dem Gehäuse 16 ist ferner ein elektromagnetisches Ventil integriert, das als Schubumluftventil in einem Abgasturbolader Verwendung findet. Das Gehäuse 16 kann dabei einen Flansch aufweisen, mit dem es an den Turbolader angeschraubt werden kann. Nachfolgend soll anhand der Figuren 1a bis 4 ein Verfahren zur Herstellung eines Steckers 15 bzw. eines elektrischen Anschlusses 10 gemäß der Erfindung erläutert werden. Zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses 10 wird zunächst eine längliche im Wesentlichen rechteckige flache Leiterplatte erzeugt. Anschließend wird der Abdichtbereich 10b erzeugt, wobei die Ausnehmungen 15 herausgestanzt werden. Dabei können auch Einschnürungen im Abdichtbereich 10b, ebenfalls durch Stanzen, Sägen oder Fräsen erzeugt werden. Somit hat der Abdichtbereich 10b einen wesentlich kleineren Querschnitt als der Kontaktbereich 10a bzw. der Haltebereich 10c.
Anschließend wird in einem zweiten Verfahrensschritt das Dichtteil 11 erzeugt. Dieses kann beispielsweise durch Umspritzen des Abdichtbereiches 10b erfolgen. Durch die Querschnittseinschnürung im Abdichtbereich 10b müssen so keine großflächigen, breiten Metallflächen umspritzt werden, die aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten des Metall und des umspritzten Kunststoffs dazu neigen, sich voneinander abzulösen und so Leckagepfade freizugeben. Die kleinen, weitgehend rund geformten Stegelemente 12 reduzieren diese Ablösungstendenz. Durch das Aufspritzen des Dichtteils 11 können die Abdichtbereiche 10b der Anschlusskontakte in Umfangsrichtung vollständig umschlossen werden. Diese Dichtung hat keine mechanische Trageigenschaft zu erfüllen und kann dadurch weich und elastisch ausgeformt werden.
Nach dem Aufbringen des Dichtteils 11 wird das Schutzteil 13 montiert. Das Schutzteil 13 ist als Schutzrahmen ausgebildet und wird derart auf das Dichtteil 11 aufgeschoben, dass es formschlüssig mit diesem in Kontakt steht. Abschließend wird ein Gehäuse in einem zweiten Spritzverfahren um einen Um- fangsbereich 13a des Schutzrahmens 13 gespritzt, wobei das Gehäuse 16 die elektrischen Bauteile wie beispielsweise Spulen, Steuergeräte,
Widerstände usw. in sich umschließt. Dadurch entsteht ein Bauteil, dessen elektrische Bauelemente in einem Kunststoffgehäuse verkapselt sind, aus dem in Wesentlichen nur noch die Kontaktbereiche 10a der elektrischen Anschlüsse 10 herausragen. Die Durchbrüche in dem Gehäuse 16, durch die sich die Kontaktbereiche 10a zu einem Außenbereich des Gehäuses 16 erstrecken, sind dabei vorteilhaft so ausgebildet, dass thermische
Wärmeausdehnungen zwischen den metallischen, elektrischen Anschlüssen 10 und dem Gehäuse 16 durch das Dichtteil 11 ausgeglichen werden können. Gleichzeitig verhindert das Schutzteil 13, dass beim Umspritzen des Gehäuses 16 die weiche, elastische Dichtung, d.h. das Dichtteil 11 aufgeschmolzen wird. Das Dichtteil 11 hat einen wesentlich niedrigeren Schmelz- bzw. Vergießtemperatur-Punkt als das Gehäusematerial und würde aufgrund der thermischen Erwärmung durch das Gehäusespritzen weich werden und insbesondere aufgrund seiner geringeren, filigraneren Abmaße Blasen bilden. Dadurch würde eine Dichtheit des Gehäuses 16 an den Austrittsstellen der elektrischen Anschlüsse 10 nicht mehr gewährleistet sein. Durch das Umschließen der vorumspritzten Dichtung 11 mittels dem aufgeschobenen Kunststoffrahmen 13 kann der heiße Kunststoff während des Spritzens die Dichtung nicht mehr aufschmelzen, da der
Wärmeübergang durch den Schutzrahmen 13 ausreichend lang
unterbrochen wird. Die Dichtung, d.h. das Dichtteil 11 , wird folglich thermisch geringer beaufschlagt, wodurch die Form, Position und Beschaffenheit der Dichtung erhalten werden kann.
Die vorgenannten Merkmale der Ausführungsform können insbesondere bei einem Steckkontakt eines Schubumluftventils vorgesehen sein. Erfindungsgemäß wird also ein Schubumluftventil vorgeschlagen, dessen Steckbereich mit erfindungsgemäßen Anschlüssen vorgesehen ist und dadurch auch bei Einsatz in korrosiven Medien eine hohe Lebensdauer erzielen kann.
Die im vorgenannten Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können beliebig miteinander kombiniert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Anschluss (10), insbesondere elektrischer Steckkontakt mit:
- einem Kontaktbereich (10a), zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung,
- einem Abdichtbereich (10b), zum Herstellen einer dichten Verbindung zu einem Gehäuse, das den elektrischen Anschluss (10) zumindest teilweise umgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass
der elektrische Anschluss (10) im Abdichtbereich (10b) zumindest abschnittsweise einen kleineren Querschnitt aufweist als im
Kontaktbereich (10a).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
im Abdichtbereich (10b) ein Dichtteil (11) vorgesehen ist, das den
Abdichtbereich (10b), in seiner Längsrichtung zumindest abschnittsweise und in seiner Umfangsrichtung vollständig, umgibt.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
- einen Haltebereich (10c), der über den Abdichtbereich (10b) mit dem Kontaktbereich (10a) verbunden ist, wobei der Abdichtbereich (10b) aus zumindest einem Stegelement (12) ausgebildet ist, zum Verbinden des Kontaktbereichs (10a) mit dem Haltebereich (10b).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit:
- einem Schutzteil (13), das mit dem Dichtteil (1 1) form- und/oder kraftschlüssig in Verbindung steht, und dabei das Dichtteil (11) in
Umfangsrichtung vollständig umgibt.
5. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
- das Gehäuse form- und/oder kraftschlüssig mit einem äußeren
Umfangsbereich des Schutzteils (13) in Verbindung steht, wobei das Schutzteil (13) eine höhere und/ oder gleiche Schmelztemperatur aufweist wie das Gehäuse und die Schmelztemperatur des Dichtteils (11) niedriger ist als die Schmelztemperatur des Schutzteils (13).
6. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Anschluss, mit den
Schritten:
- Erzeugen eines Abdichtbereichs (10b) und eines Kontaktbereich (10a) in einem elektrisch leitenden Material, insbesondere mittels eines
Stanzverfahrens,
- Aufbringen eines Dichtteils (11) in dem Abdichtbereich (10b), wobei das Dichtteil (11) einen ersten elastischen Materialwert aufweist,
- Aufbringen eines Schutzteils (13) auf das Dichtteil (11) und
- Aufbringen oder Erzeugen eines Gehäuses, das einen
Umfangsbereich des Schutzteils (13) zumindest abschnittsweise oder vollständig umfasst und den elektrischen Anschluss zumindest teilweise umgibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Dichtteil (11) mittels eines Spritzgussverfahrens aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
- das Schutzteil (13) form- und/oder kraftschlüssig mit dem Dichtteil (11 ) in Verbindung gebracht wird.
9. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
- das Gehäuse mittels eines zweiten Spritzgussverfahrens aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
- die Schmelztemperatur des Schutzteils (13) höher oder gleich der Schmelztemperatur des Gehäuses ist, wobei die Schmelztemperatur des Dichtteils (11) niedriger ist als die Schmelztemperatur des Schutzteils (13).
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