EP3133696A1 - Contacting device and method for producing same - Google Patents
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Definitions
- a predetermined trajectory is advantageous in order to guide the wires through the contacting device in such a way that they penetrate the plastic element at defined predefined locations and contact them in accordance with the intended purpose can be.
- Particularly preferred is a trajectory having bending radii of less than 90 ° in order not to generate any injuries to the electrical conductors during manufacture.
- the bending radii are between 0 ° and 180 °. It is particularly advantageous if the bending radius is greater than the thickness of the wire used.
- Such a method is advantageous in order to produce a simple and cost-effective way a plastic element with therein electrical conductors.
- injection molding methods can be used which are suitable for producing molded plastic parts with very high degrees of freedom.
- a plastic element produced in this way can also have receptacles for components which can be fastened to the plastic element.
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Abstract
Kontaktierungsvorrichtung zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen zumindest zwei Kontaktstellen, wobei eine der Kontaktstellen zu einem elektronischen und/oder elektromechanischen Element zugehörig ist und die zweite Kontaktstellen zu einer Versorgungsvorrichtung zugehörig ist, wobei die Kontaktierungsvorrichtung in einem Kunststoffelement eingebettet ist und Überstände des elektrisch leitfähigen Materials (1, 2, 4, 5, 6) über das Kunststoffelement hinausragen, wobei die Kontaktierungsvorrichtung eine Mehrzahl von einzelnen elektrischen Leitern (1, 2, 4, 5, 6) aufweist, die zueinander elektrisch isoliert im Kunststoffelement angeordnet sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Kontaktierungsvorrichtung.Contacting device for producing an electrically conductive connection between at least two contact points, wherein one of the contact points to an electronic and / or electromechanical element is associated and the second contact points associated with a supply device, wherein the contacting device is embedded in a plastic element and protrusions of the electrically conductive material (1, 2, 4, 5, 6) protrude beyond the plastic element, wherein the contacting device comprises a plurality of individual electrical conductors (1, 2, 4, 5, 6) which are mutually electrically isolated in the plastic element. Moreover, the invention relates to a method for producing a contacting device.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsvorrichtung zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen zumindest zwei Kontaktstellen, wobei eine der Kontaktstellen zu einem elektronischen und/oder elektromechanischen Element zugehörig ist und die zweite Kontaktstellen zu einer Versorgungsvorrichtung zugehörig ist, wobei die Kontaktierungsvorrichtung in einem Kunststoffelement eingebettet ist und Überstände des elektrisch leitfähigen Materials über das Kunststoffelement hinausragen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Kontaktierungsvorrichtung.The invention relates to a contacting device for producing an electrically conductive connection between at least two contact points, wherein one of the contact points to an electronic and / or electromechanical element is associated and the second contact points associated with a supply device, wherein the contacting device is embedded in a plastic element and protrusions of the electrically conductive material protrude beyond the plastic element. Moreover, the invention relates to a method for producing the contacting device.
Zur Kontaktierung von Aktuatoren oder anderen elektronischen Elementen, wie beispielsweise Halbleiterchips, werden Kontaktierungsvorrichtungen eingesetzt, die auch als Leadframes bekannt sind. Diese Kontaktierungsvorrichtungen werden bevorzugt aus einer metallischen Platine hergestellt, indem sie zugeschnitten werden und in eine entsprechende Form gebogen werden. Die Kontaktierungsvorrichtungen können dabei eine Mehrzahl von Leiterpfaden aufweisen, die mit einem oder mehreren Kontaktpunkten der elektronischen Komponente verbunden werden können. Zum Zuschnitt der Kontaktierungsvorrichtung aus einer Platine kann bevorzugt ein Stanzverfahren angewendet werden. Insbesondere die einzelnen Leiterpfade können über Verbindungselemente untereinander verbunden sein, wodurch einerseits eine elektrische Leitfähigkeit zwischen zwei Leiterpfaden erzeugt werden kann und andererseits durch die Verbindung der Leiterpfade untereinander eine erhöhte Stabilität erzeugt werden kann.For contacting actuators or other electronic elements, such as semiconductor chips, contacting devices are used, which are also known as lead frames. These contacting devices are preferably made from a metallic circuit board by cutting them and bending them into a corresponding shape. The contacting devices can have a plurality of conductor paths, which can be connected to one or more contact points of the electronic component. For cutting the contacting device from a circuit board, preferably a punching method can be used. In particular, the individual conductor paths can be connected to one another via connecting elements, which on the one hand electrical conductivity between two conductor paths can be generated and on the other hand by the connection of the conductor paths with each other increased stability can be generated.
Die Kontaktierungsvorrichtungen können speziell ausgeformte Anschlussbereiche aufweisen, um eine Anbindung an die elektronischen Komponenten, wie beispielsweise den Aktuator, zu ermöglichen. Über die Kontaktierungsvorrichtung kann sowohl eine Verbindung zu einer Spannungsquelle erzeugt werden als auch zu einer Steuerungseinrichtung.The contacting devices may have specially shaped terminal portions to allow connection to the electronic components, such as the actuator. Both a connection to a voltage source and to a control device can be generated via the contacting device.
Nachteilig an den im Stand der Technik bekannten Kontaktierungsvorrichtungen ist insbesondere, dass ein hoher Anteil an Materialverschnitt bei der Herstellung entsteht. Weiterhin ist durch die Herstellung der Kontaktierungsvorrichtungen in einteiliger Ausführung die Gestaltungsfreiheit eingeschränkt, wodurch sehr komplexe Leiterpfade nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand abgebildet werden können. Auch ist die Anpassung der gesamten Kontaktierungsvorrichtung an einen einzelnen geänderten Leiterpfad sehr komplex und aufwändig.A disadvantage of the known in the prior art contacting devices is in particular that a high proportion of material waste produced during manufacture. Furthermore, the design freedom is limited by the production of the contacting devices in one-piece design, whereby very complex conductor paths can not be mapped or only with increased effort. Also, the adaptation of the entire contacting device to a single changed conductor path is very complex and expensive.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, object, solution, advantages
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kontaktierungsvorrichtungen zu schaffen, die einen einfacheren Aufbau aufweist, die mit weniger Materialaufwand herstellbar ist und schneller und mit einfacheren Mitteln angepasst werden kann.Therefore, it is the object of the present invention to provide a contacting devices, which has a simpler structure, which can be produced with less material and can be adapted more quickly and with simpler means.
Die Aufgabe hinsichtlich der Kontaktierungsvorrichtung wird durch eine Kontaktierungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The object with regard to the contacting device is achieved by a contacting device having the features of claim 1.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Kontaktierungsvorrichtung zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen zumindest zwei Kontaktstellen, wobei eine der Kontaktstellen zu einem elektronischen und/oder elektromechanischen Element zugehörig ist und die zweite Kontaktstellen zu einer Versorgungsvorrichtung zugehörig ist, wobei die Kontaktierungsvorrichtung in einem Kunststoffelement eingebettet ist und Überstände des elektrisch leitfähigen Materials über das Kunststoffelement hinausragen, wobei die Kontaktierungsvorrichtung eine Mehrzahl von einzelnen elektrischen Leitern aufweist, die zueinander elektrisch isoliert im Kunststoffelement angeordnet sind.An embodiment of the invention relates to a contacting device for producing an electrically conductive connection between at least two contact points, wherein one of the contact points to an electronic and / or electromechanical element is associated and the second contact points associated with a supply device, wherein the contacting device is embedded in a plastic element and supernatants of the electrically conductive Material protrude beyond the plastic element, wherein the contacting device comprises a plurality of individual electrical conductors, which are mutually electrically isolated in the plastic element.
Eine Kontaktierungsvorrichtung ist insbesondere eine Vorrichtung, die einen elektrischen Kontakt zwischen zumindest zwei Kontaktstellen herstellt. Die elektrischen Leiter sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ein Kunststoffelement eingefasst, um eine elektrische Isolation untereinander und gegenüber benachbarten Elementen sicherzustellen. Die elektrischen Leiter sind dem Anwendungszweck entsprechend innerhalb des Kunststoffelementes so geführt, dass eine Kontaktierung der elektrischen Leiter an definierten vorgegebenen Stellen außerhalb des Kunststoffelementes möglich ist.A contacting device is in particular a device which produces an electrical contact between at least two contact points. The electrical conductors are enclosed in the device according to the invention in a plastic element in order to ensure electrical isolation with each other and with respect to adjacent elements. The electrical conductors are performed according to the application within the plastic element so that a contacting of the electrical conductors at defined predetermined locations outside of the plastic element is possible.
Eine Versorgungsvorrichtung ist beispielsweise eine Spannungsquelle zur Versorgung eines Elementes mit einer Spannung oder beispielsweise ein Steuergerät, über welches Steuersignale an ein Element übertragen werden können.A supply device is, for example, a voltage source for supplying an element with a voltage or, for example, a control device, via which control signals can be transmitted to an element.
Ein Draht ist insbesondere ein als Massenware, beispielsweise auf Coils, verfügbares Leitungselement. Draht kann in einer großen Variantenvielfalt in unterschiedlichen Stoffzusammensetzungen erworben werden und besonders einfach im Rahmen eines Großserienprozesses verarbeitet werden. Die Drähte können einadrig ausgeführt sein oder beispielsweise aus einer Litze mit mehreren Adern gebildet sein.A wire is in particular a mass-produced, for example on coils, available line element. Wire can be purchased in a wide variety in different compositions and particularly easy to process as part of a large-scale production process. The wires may be single-core or be formed, for example, from a stranded wire with multiple wires.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die elektrischen Leiter jeweils aus einem Draht gebildet sind, wobei jeder Draht einer vorgebbaren Trajektorie folgt.It is also preferable if the electrical conductors are each formed from a wire, each wire following a predeterminable trajectory.
Eine vorgegebene Trajektorie ist vorteilhaft, um die Drähte derart durch die Kontaktierungsvorrichtung zu führen, dass sie an definierten vorgegebenen Stellen das Kunststoffelement durchdringen und entsprechend des Anwendungszwecks kontaktiert werden können. Besonders bevorzugt ist eine Trajektorie, die Biegungsradien von weniger als 90° aufweist, um keine Verletzungen der elektrischen Leiter bei der Herstellung zu erzeugen. In alternativen Ausführungsformen kann es auch vorgesehen sein, dass die Biegeradien zwischen 0° und 180° liegen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Biegeradius größer ist als die Dicke des verwendeten Drahtes.A predetermined trajectory is advantageous in order to guide the wires through the contacting device in such a way that they penetrate the plastic element at defined predefined locations and contact them in accordance with the intended purpose can be. Particularly preferred is a trajectory having bending radii of less than 90 ° in order not to generate any injuries to the electrical conductors during manufacture. In alternative embodiments, it may also be provided that the bending radii are between 0 ° and 180 °. It is particularly advantageous if the bending radius is greater than the thickness of the wire used.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der elektrische Leiter eine vorgebbare Schnittstelle an einem aus dem Kunststoffelement herausragenden Endbereich aufweist. Dies ist vorteilhaft, um eine einfache Anbindung der Versorgungsvorrichtung und oder des elektronischen oder elektromechanischen Elementes zu ermöglichen.Moreover, it is advantageous if the electrical conductor has a predeterminable interface on an end region protruding from the plastic element. This is advantageous to allow easy connection of the supply device and or the electronic or electromechanical element.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die elektrischen Leiter vor dem Einbetten in das Kunststoffelement abgewinkelt und/oder vorgeformt sind. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die elektrischen Leiter bereits vor der Einbettung in das Kunststoffelement vorgeformt sind, da ansonsten Brüche und andere Beschädigungen am elektrischen Leiter entstehen könnten.Furthermore, it is advantageous if the electrical conductors are angled and / or preformed before embedding in the plastic element. It is particularly advantageous if the electrical conductors are already preformed prior to embedding in the plastic element, since otherwise fractures and other damage to the electrical conductor could arise.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Kunststoffelement durch einen Deckel gebildet ist, wobei der Deckel zum Abschluss eines topfartigen Gehäuses ausgebildet ist, wobei zumindest zwei elektrische Leiter jeweils eine gabelförmige Schnittstelle zur Kontaktierung eines Elektromotors aufweisen. Dies ist besonders vorteilhaft, um einen Elektromotor elektrisch zu kontaktieren, der in ein durch den Deckel geschlossenes Gehäuse integriert ist.It is also expedient if the plastic element is formed by a cover, wherein the lid is designed to close a pot-like housing, wherein at least two electrical conductors each have a fork-shaped interface for contacting an electric motor. This is particularly advantageous for electrically contacting an electric motor which is integrated in a housing closed by the cover.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 6 gelöst.The object with regard to the method is achieved by a method having the features of claim 6.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktierungsvorrichtung, wobei die elektrischen Leiter durch einzelne Drähte gebildet sind, wobei die Drähte in eine Form eingelegt und positioniert werden und die Form anschließend mit einem Kunststoff ausgespritzt wird.An embodiment of the invention relates to a method for producing a contacting device, wherein the electrical conductors are formed by individual wires, wherein the wires are inserted and positioned in a mold and the mold is then ejected with a plastic.
Ein solches Verfahren ist vorteilhaft, um auf einfache unkostengünstige Weise ein Kunststoffelement mit darin verlaufenden elektrischen Leitern zu erzeugen. Zur Anwendung können beispielsweise Spritzgussverfahren kommen, die dazu geeignet sind Kunststoffformteile mit sehr hohen Freiheitsgraden zu erzeugen. Neben der Herstellung einer elektrischen Leitfähigkeit kann ein so erzeugtes Kunststoffelement auch Aufnahmen für Komponenten aufweisen, die an dem Kunststoffelement befestigt werden können.Such a method is advantageous in order to produce a simple and cost-effective way a plastic element with therein electrical conductors. For example, injection molding methods can be used which are suitable for producing molded plastic parts with very high degrees of freedom. In addition to producing an electrical conductivity, a plastic element produced in this way can also have receptacles for components which can be fastened to the plastic element.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Drähte vor dem Einlegen in die Form abgelängt werden und einen formgebenden Prozessschritt durchlaufen, wobei die Drähte in dem formgebenden Prozessschritt an die jeweilige Trajektorie innerhalb des Kunststoffelementes angepasst werden.Moreover, it is advantageous if the wires are cut to length prior to insertion into the mold and run through a shaping process step, wherein the wires are adapted in the shaping process step to the respective trajectory within the plastic element.
Insbesondere beim Bezug des Drahtes als Massenwaren auf einem Coil ist es zu bevorzugen, wenn die Drähte in einem vorzugsweise automatisierten Prozess abgelängt werden und durch einen weiteren ebenfalls vorzugsweise automatisierten Prozess in eine vorgegebene Form gebracht werden. Auf diese Weise können Rohlinge für die elektrischen Leiter erzeugt werden, die schließlich in die Form eingelegt werden können. Durch eine solche Herstellung der einzelnen Drähte können einzelne individuell angepasste Drähte erzeugt werden.In particular, when the wire is received as a commodity on a coil, it is preferable if the wires are cut to length in a preferably automated process and are brought into a predetermined shape by another likewise preferably automated process. In this way, blanks for the electrical conductors can be generated, which can be finally inserted into the mold. By such a production of the individual wires individual individually adapted wires can be produced.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ablängen und die Formgebung in einem gemeinsamen Werkzeug zeitgleich geschehen. Es ist besonders vorteilhaft das Ablängen und das Formen der Drähte zu kombinieren. Dies kann beispielsweise durch einen kombinierten Tiefziehvorgang erreicht werden, der gleichzeitig den Draht ablängt und die Form einprägt.It is particularly advantageous if the cutting to length and shaping occur simultaneously in a common tool. It is particularly advantageous to combine the cutting and shaping of the wires. This can be achieved for example by a combined deep-drawing process, which simultaneously cuts the wire and impresses the shape.
Auch ist es vorteilhaft, wenn vor dem Einlegen der Drähte in die Form vorgefertigte Schnittstellen an die Drähte angefügt werden. Vorgefertigte Schnittstellen können insbesondere Kontaktelemente sein, die speziell an die anzuschließenden Elemente angepasst sind. So können beispielsweise gabelförmige Fortsätze genutzt werden, die in korrespondierende Aufnahmen in anschließbaren Elementen aufgenommen werden können. Durch solche Kontaktelemente können beispielsweise selbstständig sichernde Verbindungen erzeugt werden, so dass die elektrischen Leiter beispielsweise in die Kontaktierungsvorrichtung eingesteckt werden können, ohne zusätzliches Werkzeug benutzen zu müssen.It is also advantageous if prefabricated interfaces are added to the wires before inserting the wires into the mold. Prefabricated interfaces may in particular be contact elements which are specially adapted to the elements to be connected. For example, fork-shaped projections can be used, which can be included in corresponding recordings in connectable elements. By means of such contact elements, self-securing connections can be produced, for example, so that the electrical conductors can be plugged into the contacting device, for example, without having to use additional tools.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.Advantageous developments of the present invention are described in the subclaims and in the following description of the figures.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
-
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von zwei elektrischen Leitern, die aus einem Draht durch Ablängen und Formen erzeugt sind, wobei die Drähte an einem Endbereich jeweils ein gabelförmiges Kontaktelement aufweisen, und -
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von drei elektrischen Leitern, die jeweils aus einem Draht erzeugt sind, wobei die Endbereiche der elektrischen Leiter keine zusätzlichen Kontaktelemente aufweisen.
-
Fig. 1 a perspective view of two electrical conductors, which are produced from a wire by cutting and shaping, wherein the wires have at one end region in each case a fork-shaped contact element, and -
Fig. 2 a perspective view of three electrical conductors, each made of a wire, wherein the end portions of the electrical conductors have no additional contact elements.
Die
Die elektrischen Leiter 1, 2 weisen an einem ihrer freien Endbereiche jeweils ein gabelförmige Kontaktelement 3 auf. Das gabelförmige Kontaktelement 3 kann mit jeweils einem freien Endbereich eines elektrischen Leiters 1, 2 verklebt, verklemmt, verschweißt oder verlötet werden. Auch alternative Verbindungsmethoden sind vorsehbar.The
Die gabelförmigen Kontaktelemente dienen insbesondere der verbesserten Kontaktierung von elektronischen oder elektromechanischen Elementen, die an die elektrischen Leiter 1, 2 angeschlossen werden können. Insbesondere zur Kontaktierung von Elektromotoren, wie sie beispielsweise in Kraftstoffförderpumpen eingesetzt werden, eignen sich die gabelförmigen Kontaktelemente 3 besonders gut.The fork-shaped contact elements serve in particular the improved contacting of electronic or electromechanical elements which can be connected to the
In alternativen Ausgestaltungen können auch abweichende Kontaktelemente vorgesehen sein. Die Kontaktelemente sind bevorzugt derart gestaltet, dass der Anschluss eines elektronischen oder elektromechanischen Elementes vereinfacht wird. Auch können die anderen jeweils noch freien Endbereiche der elektrischen Leiter jeweils ein Kontaktelement aufweisen.In alternative embodiments, deviating contact elements may also be provided. The contact elements are preferably designed such that the connection of an electronic or electromechanical element is simplified. The other still free end portions of the electrical conductors may each have a contact element.
Die
Besonders vorteilhaft an den einzelnen elektrischen Leitern 1, 2, 4, 5 und 6 der
Die Ausführungsbeispiele der
Claims (9)
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