EP3878056A1 - Kontaktelement zur elektrischen kontaktierung eines elektrischen leiters an ein anschlussteil einer elektrischen anlage und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Kontaktelement zur elektrischen kontaktierung eines elektrischen leiters an ein anschlussteil einer elektrischen anlage und verfahren zu dessen herstellung

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EP3878056A1
EP3878056A1 EP19800980.5A EP19800980A EP3878056A1 EP 3878056 A1 EP3878056 A1 EP 3878056A1 EP 19800980 A EP19800980 A EP 19800980A EP 3878056 A1 EP3878056 A1 EP 3878056A1
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EP
European Patent Office
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housing
contact
electrical conductor
cable lug
channel
Prior art date
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Pending
Application number
EP19800980.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Amir Hossein ATTARZADEH
Franz-Heinz Kaszubowski
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.)
Auto Kabel Management GmbH
Original Assignee
Auto Kabel Management GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Auto Kabel Management GmbH filed Critical Auto Kabel Management GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the invention relates to a contact element for the electrical contacting of an electrical conductor to a connection part of an electrical system, in particular an electrical system of a motor vehicle, with the electrical conductor, which is sheathed with a conductor insulation, and with a cable lug connected in an electrically conductive manner to the electrical conductor with a contact part, the cable lug and an adjoining section of the electrical conductor being extrusion-coated with an electrically insulating housing such that a part of the
  • a contact element can be used, for example, to produce a watertight screw contact between an electrical conductor and a connection part of an electrical system.
  • housings are known on the market which are plugged onto the conductor and a cable lug connected to it.
  • the sealing of a channel of a housing encapsulated around the cable lug by screwing in or snapping in a sealing cap can be inadequate in some cases.
  • the materials that can be used for the encapsulation of a cable lug in order to achieve the mechanical properties required for the housing are not optimal for a reliable seal.
  • the present invention has for its object to provide an improved contact element for electrically contacting an electrical conductor to a connecting part of an electrical system and a method for its production, with which a reliable seal with the least possible installation space is achieved with inexpensive production can be.
  • a contact element for the electrical contacting of an electrical conductor to a connection part of an electrical system, in particular an electrical system of a motor vehicle, with the electrical conductor, which is sheathed with a conductor insulation, and with a cable lug connected in an electrically conductive manner to the electrical conductor with a contact part, the cable lug and an adjoining section of the electrical conductor being encapsulated with an electrically insulating housing in such a way that part of the contact part is exposed, and the housing having a channel which extends from an opening of the housing to the exposed part of the contact part runs,
  • a sealing element for sealing a closure which can be used to close the opening is attached to the housing is injected.
  • the closure can be, for example, a cover or an element of the connection part, such as a base that can be inserted into the channel.
  • sealing element Material selection for the sealing element to be adapted to the sealing purposes to be fulfilled, in particular for reliable sealing between the housing and a closure, in particular a lid, for closing the opening.
  • the above-mentioned object is further achieved by a method for producing the previously described contact element, in which an electrical conductor, which is sheathed with a conductor insulation, and a cable lug connected in a conductive manner to the electrical conductor with a
  • subsequent portion of the electrical conductor are overmolded with an electrically insulating housing in such a way that part of the contact part is exposed, the overmolding being carried out in such a way that a channel is formed which runs from an opening in the housing to the exposed part of the contact holder, and in which case the housing is injected with a sealing element for sealing a closure, in particular a cover, which can be used to close the opening.
  • the cable lug is connected in an electrically conductive manner to the electrical conductor, in particular to one end of the electrical conductor.
  • the cable lug preferably has a connection area for connection to an electrical conductor.
  • connection between the cable lug and the electrical conductor can be, for example, a welded connection, in particular
  • Connection area may be formed, for example, as a flat area to which the electrical conductor is welded.
  • a metallic contact layer can be applied in the contact area, for example by friction coating, in particular as described in DE 10 2014 011 887 A1.
  • the cable lug can be crimped onto the electrical conductor.
  • the electrical conductor is in particular a cable, preferably a stranded conductor, for example with copper strands or aluminum strands.
  • the cable lug has a contact part.
  • the contact part is in particular the part of the cable lug that is used to contact a
  • connection part of an electrical system is provided.
  • the contact part preferably has a flat shape with a recess for inserting a
  • Connecting element for connecting the contact part to a connecting part Connecting element for connecting the contact part to a connecting part.
  • the cable lug can be made flat overall, so that the contact part and the connection area lie essentially in one plane.
  • the connection area can also be on a different level than the contact part.
  • an angled cable lug can be used.
  • the housing has a channel that runs from an opening of the housing to the exposed part of the contact part. In this way, there is access to the exposed part of the contact part from the outside, so that the contact part can be connected to a connection part of an electrical system.
  • the housing can in particular have a nozzle in which the channel is formed.
  • a sealing element for sealing a closure which can be used to close the opening is molded onto the housing.
  • the sealing element ensures that when the opening is closed with a closure that can be used for this purpose, for example a cover or part of the connection part, such as a base that can be inserted into the channel, a reliable seal is provided, so that no water can enter the channel.
  • the sealing element can in particular be arranged in the channel, for example in the region of the opening.
  • the sealing element is injection molded onto the housing in the area around the opening. If, for example, the housing has a socket with the channel, the sealing element can be injection molded in particular into or on the socket.
  • the sealing element can in particular be provided for a radial and / or axial seal, based on the direction of extent of the channel.
  • the sealing element can be arranged, for example, on the channel wall of the channel, so that a closure is sealed in the radial direction.
  • the sealing element can be arranged, for example, around the opening of the housing, for example on an end face of a connecting piece of the housing surrounding the channel.
  • the sealing element can in particular also be provided for a radial and axial seal, for example by extending from the channel wall of the channel out of the channel onto the end face of a connecting piece of the housing comprising the channel.
  • the sealing element is preferably made of a different material than that
  • a softer material in particular a material with a lower Shore hardness, can be used for the sealing element than for the housing.
  • a harder material for the housing and a softer material for the attainment of the desired mechanical properties can be achieved at the same time
  • Sealing element can be used.
  • Shore hardness is understood to be the Shore hardness, measured in accordance with DIN 53505.
  • the sealing element can preferably have one or more, in particular annular sealing lips which surround the channel and / or the opening.
  • Embodiments independently of one another apply both to the contact element and to the method.
  • Embodiments can also be combined with each other.
  • the housing has a first channel which runs from a first opening of the housing to the exposed part of the contact part and a second channel which runs from a second opening of the housing to the exposed part of the contact part.
  • the encapsulation with the housing is carried out in such a way that a first channel is formed, which runs from a first opening of the housing to the exposed part of the contact part, and a second channel is formed, which extends from a second opening of the housing to the exposed part of the Contact part runs.
  • connection part with a threaded bolt or a threaded bore can be connected through one channel and one can be added through the other channel
  • the sealing element is preferably provided for sealing the channel, which is closed with a cover after the attachment has been made. Additionally or alternatively, the sealing element can also be provided for sealing the channel through which the contact part is contacted with a connecting part,
  • connection part of an electrical system such as a base
  • the housing and the sealing element are produced by multi-component injection molding.
  • a multi-component injection molding is carried out, the housing being produced in a first injection molding step and the sealing element being produced in a second injection molding step.
  • the multi-component injection molding enables a particularly economical one
  • the electrical conductor provided with the cable lug connected to it are arranged in a first injection molding tool and overmoulded with a first material for producing the housing.
  • the overmolded conductor with cable lug is preferably arranged in a second injection mold and the sealing element or
  • the multi-component injection molding can be carried out in particular on an injection molding system with several plasticizing units.
  • the conductor insulation consists of a
  • thermoplastic elastomer in particular a thermoplastic polyurethane
  • the housing consists of a thermoplastic elastomer, in particular a thermoplastic polyurethane.
  • Conductor insulation of the electrical conductor is produced. In this way, a single wire seal can be dispensed with in particular.
  • thermoplastic elastomer is preferably used for the housing
  • thermoplastic polyurethane used, which has a greater Shore hardness than the material of the conductor insulation.
  • Thermoplastic elastomer typically have a fairly low Shore hardness, for example Shore-A 80, to allow flexible laying of the conductor.
  • Shore-A 80 Shore-A 80
  • thermoplastic elastomer in particular thermoplastic polyurethane, with greater Shore hardness, for example Shore-D 60 or more, is used.
  • the contact element comprises a cover with which the opening can be closed.
  • the lid is preferably covered by a
  • Holding element for example a thread-like holding element, captively connected to the housing.
  • the sealing element and the cover are in particular matched to one another in such a way that the sealing element and the cover seal the opening.
  • the contact element has a first channel with a first opening and a second channel with a second opening, the contact element in particular comprises a cover with which the first opening can be closed.
  • the second opening can be closed by a connection element of an electrical system to which the contact part is connected.
  • the cover is at least partially formed from a different material than the housing, in particular from a material with a higher Shore hardness than the housing.
  • the sealing of the channel can be further improved by the interaction of the cover with the sealing element.
  • a thermoplastic elastomer in particular a thermoplastic polyurethane, is used for the housing, since even polyurethanes with a high Shore hardness are not
  • Suitable materials for the cover have, for example
  • the cover which is made of a different material than the housing, is preferably captively connected to the housing.
  • a holding means can be provided, for example a thread-shaped holding means, to which the cover is connected, for example by means of a positive connection.
  • the cover and the housing have complementary fastening means for the non-positive and / or form-fitting fixing of the cover to the housing.
  • the cover can have one or more tabs and the housing has complementary latching lugs so that the lid can be fixed to the housing by latching the latching lugs in the tabs.
  • the cover and the housing can also have threads that are complementary to one another in order to fix the cover to the housing. Due to the complementary fastening means, a misalignment of the cover can also be avoided constructively.
  • the latching of the fastening means leads to haptic feedback that informs the user that the lid is completely and correctly closed.
  • Optical markers can also be provided on the cover and / or on the housing, which visually signal to the user whether the cover is correctly positioned or closed.
  • exchange protection elements can be provided on the housing, for example position-coded noses (e.g. PokaYoke), which correspond to correspondingly coded recesses on the connection part, so that a reversal in the assignment of the connection element to the correct connection part can be prevented.
  • position-coded noses e.g. PokaYoke
  • the electrical conductor and the cable lug are welded to one another, in particular ultrasonically welded. In this way, a space-saving connection can be established between the conductor and the cable lug.
  • a thermoplastic polyurethane is used for the housing. Welded connections can are typically not designed to be perfectly dimensionally correct, so that it is at the
  • Welded connection can come to fluctuations in the thickness of the molded housing.
  • plastics that are critical in terms of wall thickness such as polyamide
  • certain jumps in wall thickness due to a lack of dimensional accuracy of the welded joint can lead to leaks.
  • thermoplastic polyurethanes are less sensitive to fluctuations in wall thickness and material accumulation, so that even with process-related variations in the position of the welded joint, a sealed housing is ensured.
  • the cable lug is crimped onto the electrical conductor, preferably only in the non-insulated part of the electrical conductor. While normal crimp connections typically include one
  • Insulation crimping in which crimping is also carried out in the insulated area of the conductor to stabilize the cable lug on the conductor, in the present case crimping of the insulation can be dispensed with, since the extrusion coating with the
  • Housing ensures sufficient stabilization of the crimped connection between the cable lug and the conductor. In this way, a more compact and flatter design of the crimping and a better encapsulation is possible due to the better flow behavior of the plastic due to the reduced flow resistance due to the lack of insulation crimping.
  • the contact part of the cable lug has one or more recesses through which the housing and / or the sealing element are injected.
  • the provision of such recesses in the contact part leads to a stronger anchoring of the contact part in the housing or in the sealing element, so that the contact part does not become detached from the extrusion-coated housing even under greater mechanical stress, for example during the connection of the contact part to a connecting part.
  • the recesses are preferably in
  • the contact part of the cable lug has one or more recesses which are filled with the material of the housing during injection molding of the housing and / or with the material of the sealing element during injection molding of the sealing element. In this way, the contact part is reliably anchored positively in the housing.
  • this extends to the housing
  • the contact part of the cable lug has one or more recesses which remain free during injection molding of the housing and are filled with the material of the sealing element during injection molding of the sealing element.
  • Sealing element extends in particular from the first channel through the recess of the contact part to the second channel.
  • a sealing element can be molded onto the housing, which also extends to the other side of the contact part, for example in the second channel , extends because the plastic during injection molding through the recess of the
  • Contact part can get to the other side of the contact part.
  • the contact element 2 comprises an electrical conductor 4 which is connected to a
  • Conductor insulation 6 is sheathed from quite soft polyurethane with the Shore-A 80 hardness.
  • One end 8 of the conductor 4 is stripped and connected in an electrically conductive manner to a connecting region 9 of a cable lug 10 by means of ultrasonic welding (illustrated schematically by two black bars in FIG. 1b).
  • the cable lug 10 has a flat annular contact part 11 with a central bore 12 and a plurality of smaller recesses 13 arranged around it.
  • the cable lug 10 and an adjoining section 14 of the electrical conductor 4 is extrusion-coated with an electrically insulating housing 16 made of a polyurethane, a part 17 of the contact part 11 with the bore 12 being exposed.
  • the housing 16 forms a first connector 18 with a first channel 20, which extends from a first opening 22 of the housing to the exposed part 17 of the contact part 11, and a second connector 24 with a second channel 26, which extends from a second opening 28 of the Housing 16 extends to the exposed part 17 of the contact part 11.
  • a sealing element 30 with annular sealing lips 31 is injection molded onto the housing 16, which consists of a softer plastic than the housing 16, for example of thermoplastic polyethylene.
  • a cover 34 is captively connected to the housing 16 via a thread-like holding element 32.
  • the cover 34 is made of a harder material than the housing, for example of polyamide, and has a positive fit
  • the shape of the cover 34 is adapted to the shape of the first connector 18, so that the cover 34 can be placed on the first connector 18 to close the opening 22.
  • FIG. 2a-b show the contact element 2 from FIG. 1a after connection to a connection part 40 of an electrical system 42 of a motor vehicle, namely in an isometric view (FIG. 2a) and in a sectional view (FIG. 2b).
  • the connecting part 40 has a slightly conical and electrically insulating base 44 with an electrically conductive threaded bolt 46 made of metal.
  • the sealing element 30 presses with the sealing lips 31 in the second channel
  • the cover 34 and the housing 16 have complementary fastening means in the form of latching lugs 52 on the first connecting piece 18 and tabs 54 on the lid 34, the latching lugs 52 by rotating the attached cover 34 into the tabs 54 can be locked.
  • a further complementary fastening means are on the cover 34 Locking element 56 and a corresponding one on the housing 16
  • Undercut 58 is provided, which engage when rotating the cover 34 and prevent the cover 34 from accidentally falling off the housing 16.
  • the contact element 2 enables safe and tight contacting of the electrical conductor 4 with the connecting part 40 of the electrical system 42.
  • the molded housing made of thermoplastic polyurethane leads to a tight connection with the conductor insulation 6.
  • the material of the housing 16, on the other hand, is hard enough to ensure a dimensionally stable housing and in particular the form-fitting securing of the cover 34 to the housing 16 by means of the detents 52 and the undercut 56 to effect.
  • the contact part 2 has a high degree of tightness (e.g.
  • the assembly of the contact part 2 and the connecting part 40 connected to it can even be immersed without water penetrating.
  • the contact part 2 is therefore particularly suitable for applications in motor vehicles in which it can be exposed to moisture and splash water.
  • the connected to the connector 40 by the construction of the sealing element can even achieve a seal that submersion
  • a contact part connected to a connecting part even allows this assembly to be submerged.
  • Figures 3a-b illustrate an embodiment of the method for producing the contact element 2 from Figure la in a schematic sectional view.
  • the conductor 4 sheathed with the conductor insulation 6 and connected to the cable lug 10 by ultrasonic welding is provided and, as shown in FIG. 3a, arranged in a first injection mold 80.
  • a first injection molding step then takes place in the injection mold 80, in which the cable lug 10 and the adjoining section 14 of the electrical conductor 4 are encapsulated with the housing 16 made of thermoplastic polyurethane, in such a way that the part 17 of the contact part 11 with the bore 12 of the cable lug 10 is exposed, the first and second bases 18, 24 are produced with the channels 20, 26 and one or more of the recesses 13 remain free.
  • the component 82 produced in this way is then arranged in a second injection mold 84, as shown in FIG. 3b, in which a second injection mold 84 is then placed
  • Injection molding step takes place, in which the sealing element 30 is injection molded onto the housing 16.
  • the separately manufactured cover 34 is connected to the holding element 32.
  • FIGS. 4a-d show cable lugs for different exemplary embodiments of the contact element in an isometric view.
  • the cable lug has a flat connection area 9, in which the conductor 4 is welded, and a flat contact part 11 with the central bore 12 for the threaded bolt 46 and the recesses 13 arranged around for spraying the
  • some of the recesses 13 can also be injected with the material of the housing 16 in the first injection molding step and thus filled with the material of the housing 16. In this way, better anchoring of the contact part 11 in the housing 16 can be achieved. Furthermore, some of the recesses, as described in connection with FIGS. 3a-b, can remain free in the first injection molding step and the material of the sealing element 30 can be injected through them in the second injection molding step, as a result of which the production of the contact element 2 can be simplified.
  • FIG. 4b shows an alternative cable lug 10 ', which differs from the cable lug 10 only by a different shape of the recesses 13', which are elongated in FIG. 4b, while the recesses 13 'are round.
  • FIG 4c shows a further alternative cable lug 10 ", which differs from the cable lug 10 only by a contact layer 90 applied to the connecting part 9", which improves the welding connection to the conductor 4.
  • the contact layer 90 can be applied, for example, by friction coating.
  • connection area 9' for one
  • Crimp connection is formed.
  • lateral crimping wings 92 are provided in the connection area 9 ′ ′′, which are crimped around the strands of the conductor 4.
  • the cable lug 10 '" is crimped to it only in the stripped part of the electrical conductor 4.
  • the insulation crimping which is normally customary in the case of a crimp connection is not necessary in the case of a contact element produced using the cable lug 10"', since the encapsulated housing provides adequate stabilization of the

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein 1. Kontaktelement (2) zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters (4) an ein Anschlussteil (40) einer elektrischen Anlage (42), insbesondere einer elektrischen Anlage eines Kraftfahrzeugs, mit dem elektrischen Leiter (4), der mit einer Leiterisolation (6) ummantelt ist, und mit einem in elektrisch leitfähiger Weise mit dem elektrischen Leiter (4) verbundenen Kabelschuh (10, 10', 10", 10"') mit einem Kontaktteil (11), wobei der Kabelschuh (10, 10', 10", 10'") und ein daran anschließender Abschnitt (14) des elektrischen Leiters (4) derart mit einer elektrisch isolierenden Umhausung (16) umspritzt sind, dass ein Teil (17) des Kontaktteils (11) freiliegt, wobei die Umhausung (16) einen Kanal (20, 26) aufweist, der von einer Öffnung (22, 28) der Umhausung (16) zum freiliegenden Teil (17) des Kontaktteils (11) verläuft, und wobei an die Umhausung (16) ein Dichtelement (30) zum Abdichten eines zum Verschließen der Öffnung (22, 28) verwendbaren Verschlusses (44, 34), insbesondere Deckels (34), angespritzt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kontaktelements (2).

Description

Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters an ein Anschlussteil einer elektrischen Anlage und Verfahren zu dessen
Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters an ein Anschlussteil einer elektrischen Anlage, insbesondere einer elektrischen Anlage eines Kraftfahrzeuges, mit dem elektrischen Leiter, der mit einer Leiterisolation ummantelt ist, und mit einem in elektrisch leitfähiger Weise mit dem elektrischen Leiter verbundenen Kabelschuh mit einem Kontaktteil, wobei der Kabelschuh und ein daran anschließender Abschnitt des elektrischen Leiters derart mit einer elektrisch isolierenden Umhausung umspritzt sind, dass ein Teil des
Kontaktteils freiliegt, und wobei die Umhausung einen Kanal aufweist, der von einer Öffnung der Umhausung zum freiliegenden Teil des Kontaktteils verläuft. Ein solches Kontaktelement kann zum Beispiel verwendet werden, um einen wasserdichten Schraubkontakt zwischen einem elektrischen Leiter und einem Anschlussteil einer elektrischen Anlage herzustellen.
Zur Herstellung einer wasserdichten Kontaktierung eines elektrischen Leiters an ein Anschlussteil sind auf dem Markt Umhausungen bekannt, die auf den Leiter und einen damit verbundenen Kabelschuh aufgesteckt werden. Um eine wasserdichte
Abdichtung zwischen Leiter und Umhausung zu erreichen, wird typischerweise eine Einzeladerabdichtung in die Umhausung eingesetzt. Zwar kann auf diese Weise eine wasserdichte Kontaktierung erreicht werden. Die Montage dieser Umhausungen ist jedoch recht aufwändig und erfordert viel Bauraum. Weiterhin ist aus der DE 10 2013 021 409 Al ein Kontaktelement zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters an ein Anschlussteil bekannt. Der Zugang zu dem
Kontaktelement wird durch einen in der Umhausung vorgesehenen Kanal
gewährleistet, so dass das Kontaktteil durch den Kanal mittels einer Schraube an einem Anschlussteil einer elektrischen Vorrichtung angeschraubt werden kann.
Anschließend kann der Kanal durch Einschrauben oder Einrasten einer Dichtkappe abgedichtet werden. In der DE 10 2013 021 409 Al wird vorgeschlagen, den
Kabelschuh mit dem Material der Umhausung zu umspritzen. Zwar kann dadurch Montageaufwand und Bauraum eingespart werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass es nicht einfach ist, auf diese Weise eine wasserdichte Umhausung herzustellen.
Insbesondere wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass die Abdichtung eines Kanals einer um den Kabelschuh umspritzten Umhausung durch Einschrauben oder Einrasten einer Dichtkappe in einigen Fällen unzureichend sein kann. Insbesondere sind die für das Umspritzen eines Kabelschuhs verwendbaren Materialien, um die für die Umhausung erforderlichen mechanischen Eigenschaften zu erreichen, für eine zuverlässige Abdichtung nicht optimal.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters an ein Anschlussteils einer elektrischen Anlage und ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen, mit dem bei kostengünstiger Herstellung eine zuverlässige Abdichtung bei möglichst geringem Bauraum erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters an ein Anschlussteil einer elektrischen Anlage, insbesondere einer elektrischen Anlage eines Kraftfahrzeuges, mit dem elektrischen Leiter, der mit einer Leiterisolation ummantelt ist und mit einem in elektrisch leitfähiger Weise mit dem elektrischen Leiter verbundenen Kabelschuh mit einem Kontaktteil, wobei der Kabelschuh und ein daran anschließender Abschnitt des elektrischen Leiters derart mit einer elektrisch isolierenden Umhausung umspritzt sind, dass ein Teil des Kontaktteils freiliegt, und wobei die Umhausung einen Kanal aufweist, der von einer Öffnung der Umhausung zum freiliegenden Teil des Kontaktteils verläuft,
erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an die Umhausung ein Dichtelement zum Abdichten eines zum Verschließen der Öffnung verwendbaren Verschlusses angespritzt ist. Bei dem Verschluss kann es sich beispielsweise um einen Deckel oder um ein Element des Anschlussteils handeln, wie zum Beispiel einen in den Kanal einführbaren Sockel.
Durch das Anspritzen eines solchen Dichtelements wird eine ausreichende Anhaftung zwischen Umhausung und Dichtelement erreicht. Darüber hinaus kann die
Materialauswahl für das Dichtelement an die zu erfüllenden Dichtzwecke angepasst werden, insbesondere zur zuverlässigen Abdichtung zwischen der Umhausung und einem Verschluss, insbesondere einem Deckel, zum Verschließen der Öffnung.
Verfahrensmäßig wird die oben genannte Aufgabe weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung des zuvor beschriebenen Kontaktelements, bei dem ein elektrischer Leiter, der mit einer Leiterisolation ummantelt ist, und ein mit dem elektrischen Leiter in leitfähiger Weise verbundener Kabelschuh mit einem
Kontaktteil bereitgestellt werden, bei dem der Kabelschuh und ein daran
anschließender Abschnitt des elektrischen Leiters derart mit einer elektrisch isolierenden Umhausung umspritzt werden, dass ein Teil des Kontaktteils freiliegt, wobei die Umspritzung derart erfolgt, dass ein Kanal gebildet wird, der von einer Öffnung der Umhausung zum freiliegenden Teil des Kontakthalters verläuft, und bei dem an die Umhausung ein Dichtelement zum Abdichten eines zum Verschließen der Öffnung verwendbaren Verschlusses, insbesondere Deckels, angespritzt wird.
Der Kabelschuh ist in elektrischer leitfähiger Weise mit dem elektrischen Leiter verbunden, insbesondere mit einem Ende des elektrischen Leiters. Zu diesem Zweck weist der Kabelschuh vorzugsweise einen Verbindungsbereich zur Verbindung an einen elektrischen Leiter auf.
Bei der Verbindung zwischen dem Kabelschuh und dem elektrischen Leiter kann es sich beispielsweise um eine Schweißverbindung, insbesondere
Ultraschallschweißverbindung, handeln. Zu diesem Zweck kann der
Verbindungsbereich beispielsweise als ebener Bereich ausgebildet sein, an den der elektrische Leiter angeschweißt ist. Zur Verbesserung einer Schweißverbindung kann im Kontaktbereich eine metallische Kontaktschicht aufgebracht sein, beispielsweise durch Reibbeschichten, insbesondere wie in der DE 10 2014 011 887 Al beschrieben.
Weiterhin kann der Kabelschuh mit dem elektrischen Leiter vercrimpt sein.
Bei dem elektrischen Leiter handelt es sich insbesondere um ein Kabel, vorzugsweise um einen Litzenleiter, beispielsweise mit Kupferlitzen oder Aluminiumlitzen.
Der Kabelschuh weist ein Kontaktteil auf. Bei dem Kontaktteil handelt es sich insbesondere um den Teil des Kabelschuhs, der zur Kontaktierung eines
Anschlussteils einer elektrischen Anlage vorgesehen ist. Vorzugsweise weist das Kontaktteil eine flache Form mit einer Ausnehmung zum Einführen eines
Verbindungselements zum Verbinden des Kontaktteils mit einem Anschlussteil auf.
Der Kabelschuh kann insgesamt flach ausgebildet sein, so dass Kontaktteil und Anschlussbereich im Wesentlichen in einer Ebene liegen. Der Anschlussbereich kann aber auch in einer anderen Ebene liegen als das Kontaktteil. Beispielsweise kann ein abgewinkelter Kabelschuh verwendet werden.
Die Umhausung weist einen Kanal auf, der von einer Öffnung der Umhausung zum freiliegenden Teil des Kontaktteils verläuft. Auf diese Weise besteht von außen Zugang zu dem freiliegenden Teil des Kontaktteils, so dass das Kontaktteil mit einem Anschlussteil einer elektrischen Anlage verbunden werden kann. Die Umhausung kann insbesondere einen Stutzen aufweisen, in dem der Kanal ausgebildet ist.
An die Umhausung ist ein Dichtelement zum Abdichten eines zum Verschließen der Öffnung verwendbaren Verschlusses angespritzt. Das Dichtelement sorgt dafür, dass beim Verschließen der Öffnung mit einem hierzu verwendbaren Verschluss, beispielsweise einem Deckel oder einem Teil des Anschlussteils wie zum Beispiel einem in den Kanal einführbaren Sockel, eine zuverlässige Abdichtung erfolgt, so dass kein Wasser in den Kanal eindringen kann. Das Dichtelement kann insbesondere im Kanal angeordnet sein, beispielsweise im Bereich der Öffnung. Alternativ ist es denkbar, dass das Dichtelement im Bereich um die Öffnung an die Umhausung angespritzt ist. Weist die Umhausung zum Beispiel einen Stutzen mit dem Kanal auf, so kann das Dichtelement insbesondere in den oder am Stutzen angespritzt sein.
Das Dichtelement kann insbesondere für eine radiale und/oder axiale Abdichtung, bezogen auf die Erstreckungsrichtung des Kanals, vorgesehen sein. Für eine radiale Abdichtung kann das Dichtelement beispielsweise an der Kanalwandung des Kanals angeordnet sein, so dass ein Verschluss in radialer Richtung abgedichtet wird. Für eine axiale Abdichtung kann das Dichtelement beispielsweise um die Öffnung der Umhausung herum angeordnet sein, beispielsweise an einer Stirnseite eines den Kanal umfassenden Stutzens der Umhausung. Das Dichtelement kann insbesondere auch für eine radiale und axiale Abdichtung vorgesehen, beispielsweise indem es sich von der Kanal wandung des Kanals aus dem Kanal heraus auf die Stirnseite eines den Kanal umfassenden Stutzens der Umhausung erstreckt.
Das Dichtelement besteht vorzugsweise aus einem anderen Werkstoff als die
Umhausung. Insbesondere kann für das Dichtelement ein weicherer Werkstoff, insbesondere ein Werkstoff mit geringerer Shore-Härte, verwendet werden als für die Umhausung. Auf diese Weise kann gleichzeitig zum Erreichen der gewünschten mechanischen Eigenschaften ein härterer Werkstoff für die Umhausung und zum Erreichen einer zuverlässigen Abdichtung ein weicherer Werkstoff für das
Dichtelement verwendet werden.
Unter Shore-Härte wird die Shore-Härte, gemessen nach DIN 53505, verstanden.
Das Dichtelement kann vorzugsweise ein oder mehrere, insbesondere ringförmige Dichtlippen aufweisen, die den Kanal und/oder die Öffnung umgeben. Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen des Kontaktelements und des Verfahrens zu dessen Herstellung beschrieben, wobei die einzelnen
Ausführungsformen unabhängig voneinander jeweils sowohl für das Kontaktelement als auch für das Verfahren gelten. Darüber hinaus können die einzelnen
Ausführungsformen auch untereinander kombiniert werden.
Bei einer ersten Ausführungsform weist die Umhausung einen ersten Kanal, der von einer ersten Öffnung der Umhausung zum freiliegenden Teil des Kontaktteils verläuft, und einen zweiten Kanal, der von einer zweiten Öffnung der Umhausung zum freiliegenden Teil des Kontaktteils verläuft, auf. Bei einer entsprechenden
Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Umspritzung mit der Umhausung derart, dass ein erster Kanal gebildet wird, der von einer ersten Öffnung der Umhausung zum freiliegenden Teil des Kontaktteils verläuft, und ein zweiter Kanal gebildet wird, der von einer zweiten Öffnung der Umhausung zum freiliegenden Teil des Kontaktteils verläuft.
Auf diese Weise wird ein zweiseitiger Zugriff auf das Kontaktteil ermöglicht, um das Kontaktteil mit einem Anschlussteil einer elektrischen Anlage zu verbinden.
Insbesondere kann durch einen Kanal ein Anschlussteil mit einem Gewindebolzen oder eine Gewindebohrung und durch den anderen Kanal eine dazu
korrespondierende Mutter bzw. Schraube eingeführt werden.
Das Dichtelement ist vorzugsweise zur Abdichtung des Kanals vorgesehen, der nach der Herstellung der Befestigung mit einem Deckel verschlossen wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Dichtelement aber auch zur Abdichtung des Kanals vorgesehen sein, durch den das Kontaktteil mit einem Anschlussteil kontaktiert wird,
insbesondere zur Abdichtung eines in den Kanal eingeführten Anschlussteils einer elektrischen Anlage, wie zum Beispiel eines Sockels.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Umhausung und das Dichtelement im Mehrkomponenten-Spritzguss hergestellt. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens wird ein Mehrkomponenten-Spritzgießen durchgeführt, wobei in einem ersten Spritzgießschritt die Umhausung hergestellt wird und in einem zweiten Spritzgießschritt das Dichtelement hergestellt wird. Das Mehrkomponenten-Spritzgießen ermöglicht eine besonders wirtschaftliche
Herstellung des Kontaktelements mit verschiedenen Werkstoffen. Für den ersten Spritzgießschritt werden der bereitgestellte elektrische Leiter mit dem damit verbundenen Kabelschuh in einem ersten Spritzgießwerkzeug angeordnet und mit einem ersten Material zur Herstellung der Umhausung umspritzt. Im zweiten
Spritzgießschritt wird der umspritzte Leiter mit Kabelschuh vorzugsweise in einem zweiten Spritzgießwerkzeug angeordnet und das Dichtelement bzw. die
Dichtelemente an die Umhausung angespritzt. Das Mehrkomponenten-Spritzgießen kann insbesondere auf einer Spritzgießanlage mit mehreren Plastifiziereinheiten durchgeführt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform besteht die Leiterisolation aus einem
thermoplastischen Elastomer, insbesondere einem thermoplastischen Polyurethan, und die Umhausung besteht aus einem thermoplastischen Elastomer, insbesondere einem thermoplastischen Polyurethan. Auf diese Weise sind die für die Leiterisolation und die Umhausung verwendeten Werkstoffe so aneinander angepasst, dass beim Umspritzen des mit der Leiterisolation ummantelten elektrischen Leiters mit der Umhausung eine wasserdichte Abdichtung zwischen der Umhausung und der
Leiterisolation des elektrischen Leiters hergestellt wird. Auf diese Weise kann insbesondere auf eine Einzeladerabdichtung verzichtet werden.
Für die Umhausung wird vorzugsweise ein thermoplastisches Elastomer,
insbesondere thermoplastisches Polyurethan, verwendet, das eine größere Shore- Härte aufweist als das Material der Leiterisolation. Leiterisolationen aus
thermoplastischem Elastomer weisen typischerweise eine recht geringe Shore-Härte, zum Beispiel Shore-A 80, auf, um ein flexibles Verlegen des Leiters zu ermöglichen. Für die Herstellung einer formstabilen Umhausung wird daher vorzugsweise ein thermoplastisches Elastomer, insbesondere thermoplastisches Polyurethan, mit größerer Shore-Härte, zum Beispiel Shore-D 60 oder mehr, verwendet.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Kontaktelement einen Deckel, mit dem die Öffnung verschließbar ist. Der Deckel ist vorzugsweise durch ein
Halteelement, beispielsweise ein fadenartiges Halteelement, unverlierbar mit der Umhausung verbunden. Das Dichtelement und der Deckel sind insbesondere derart aneinander angepasst, dass das Dichtelement und der Deckel die Öffnung abdichten. Weist das Kontaktelement einen ersten Kanal mit einer ersten Öffnung und einen zweiten Kanal mit einer zweiten Öffnung auf, so umfasst das Kontaktelement insbesondere einen Deckel, mit dem die erste Öffnung verschließbar ist. Die zweite Öffnung kann bei Installation des Kontaktelements durch ein Anschlusselement einer elektrischen Anlage verschlossen werden, mit dem das Kontaktteil verbunden wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Deckel zumindest teilweise aus einem anderen Werkstoff gebildet als die Umhausung, insbesondere aus einem Werkstoff mit höherer Shore-Härte als die Umhausung. Auf diese Weise kann die Abdichtung des Kanals durch die Wechselwirkung des Deckels mit dem Dichtelement noch weiter verbessert werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn für die Umhausung ein thermoplastisches Elastomer, insbesondere ein thermoplastisches Polyurethan, verwendet wird, da selbst Polyurethane mit hoher Shore-Härte nicht
notwendigerweise hart genug sind, um einen zuverlässig abdichtenden Deckel herzustellen. Als geeignete Materialien für den Deckel hat sich beispielsweise
Polyamid herausgestellt.
Der aus einem anderen Material als die Umhausung hergestellte Deckel wird vorzugsweise unverlierbar mit der Umhausung verbunden. Zu diesem Zweck kann ein Haltemittel vorgesehen sein, zum Beispiel ein fadenförmiges Haltemittel, mit dem der Deckel verbunden ist, zum Beispiel durch eine formschlüssige Verbindung. Bei einer weiteren Ausführungsform weisen der Deckel und die Umhausung komplementäre Befestigungsmittel zur kraft- und/oder formschlüssigen Fixierung des Deckels an der Umhausung auf. Beispielsweise kann der Deckel einen oder mehrere Laschen und die Umhausung dazu komplementäre Rastnasen aufweisen, so dass der Deckel durch Verrasten der Rastnasen in den Laschen an der Umhausung fixiert werden kann. Der Deckel und die Umhausung können auch zueinander komplementäre Gewinde aufweisen, um den Deckel an der Umhausung zu fixieren. Durch die komplementären Befestigungsmittel kann auch eine Fehlstellung des Deckels konstruktiv vermieden werden. Darüber hinaus führt das Einrasten der Befestigungsmittel zu einem haptischen Feedback, dass dem Nutzer mitteilt, dass der Deckel vollständig und korrekt geschlossen ist.
Am Deckel und/oder an der Umhausung können auch optische Marker vorgesehen sein, die dem Nutzer auf optische Weise signalisieren, ob der Deckel korrekt positioniert bzw. geschlossen ist.
Weiterhin können an der Umhausung Vertauschsicherungs-Elemente vorgesehen sein, beispielsweise positionskodierte Nasen (z.B. PokaYoke), die mit entsprechend kodierten Ausnehmungen am Anschlussteil übereinstimmen, so dass ein Vertauschen bei der Zuordnung des Anschlusselements zum richtigen Anschlussteil verhindert werden kann. Für derartige Vertauschsicherungs-Elemente ist es vorteilhaft, wenn für die Umhausung ein härteres Material verwendet wird, insbesondere mit größerer Shore-Härte als die Leitungsisolation, so dass die Vertauschsicherungs-Elemente das Kontaktieren des Kontaktelements mit einem falschen Anschlussteil zuverlässig und auch bei Anwendung hoher Montagekraft verhindern.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind der elektrische Leiter und der Kabelschuh miteinander verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt. Auf diese Weise lässt sich eine bauraumsparende Verbindung zwischen Leiter und Kabelschuh hersteilen. Bei dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn ein thermoplastisches Polyurethan für die Umhausung verwendet wird. Schweißverbindungen können typischerweise nicht perfekt maßhaltig ausgebildet werden, so dass es an der
Schweißverbindung zu Dickenschwankungen der umspritzten Umhausung kommen kann. Bei wandstärkenkritischen Kunststoffen wie Polyamid können bestimmte durch eine fehlende Maßhaltigkeit der Schweißverbindung bedingte Wandstärkensprünge zu Undichtigkeiten führen. Demgegenüber sind thermoplastische Polyurethane weniger empfindlich bei Wandstärkenschwankungen und Materialanhäufungen, so dass selbst bei prozessbedingten Variationen in der Position der Schweißverbindung eine dichte Umhausung sichergestellt ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Kabelschuh mit dem elektrischen Leiter vercrimpt, vorzugsweise lediglich im nichtisolierten Teil des elektrischen Leiters. Während normale Crimpverbindungen typischerweise auch eine
Isolationsvercrimpung umfassen, bei der zur Stabilisierung des Kabelschuhs am Leiter auch eine Vercrimpung im isolierten Bereich des Leiters erfolgt, kann vorliegend auf ein Umcrimpen der Isolation verzichtet werden, da das Umspritzen mit der
Umhausung für eine ausreichende Stabilisierung der vercrimpten Verbindung zwischen Kabelschuh und Leiter sorgt. Auf diese Weise ist eine kompaktere und flachere Bauweise der Vercrimpung sowie ein besseres Umspritzen aufgrund eines besseren Fließverhaltens des Kunststoffs wegen der verringerten Fließwiderstände durch die fehlende Isolationsvercrimpung möglich.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Kontaktteil des Kabelschuhs eine oder mehrere Ausnehmungen auf, durch die die Umhausung und/oder das Dichtelement gespritzt sind. Das Vorsehen derartiger Ausnehmungen im Kontaktteil führt zu einer stärkeren Verankerung des Kontaktteils in der Umhausung bzw. im Dichtelement, so dass sich das Kontaktteil auch bei stärkerer mechanischer Belastung, zum Beispiel während des Verbindens des Kontaktteils mit einem Anschlussteil, nicht aus der umspritzten Umhausung löst. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise in
Umfangsrichtung geschlossen und können beispielsweise als runde, ovale oder längliche Löcher ausgebildet sein. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens weist das Kontaktteil des Kabelschuhs eine oder mehrere Ausnehmungen auf, die beim Spritzgießen der Umhausung mit dem Material der Umhausung und/oder beim Spritzgießen des Dichtelements mit dem Material des Dichtelements ausgefüllt werden. Auf diese Weise wird das Kontaktteil zuverlässig formschlüssig in der Umhausung verankert.
Bei einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich das an die Umhausung
angespritztes Dichtelement vom ersten Kanal durch eine Ausnehmung des
Kontaktteils bis zum zweiten Kanal. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens weist das Kontaktteil des Kabelschuhs eine oder mehrere Ausnehmungen auf, die beim Spritzgießen der Umhausung frei bleiben und beim Spritzgießen des Dichtelements mit dem Material des Dichtelements ausgefüllt werden. Das
Dichtelement erstreckt sich insbesondere vom ersten Kanal durch die Ausnehmung des Kontaktteils bis zum zweiten Kanal. Auf diese Weise wird der Spritzgießprozess vereinfacht, da mit einem Anguss von einer Seite des Kontaktteils, zum Beispiel in den ersten Kanal, ein Dichtelement an die Umhausung angespritzt werden kann, das sich auch auf die andere Seite des Kontakteils, zum Beispiel in den zweiten Kanal, erstreckt, da der Kunststoff beim Spritzgießen durch die Ausnehmung des
Kontaktteils auf die andere Seite des Kontaktteils gelangen kann.
Weitere Merkmale und Vorteile des Kontaktelements und des Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.
In der Zeichnung zeigen
Fig. la-b ein Ausführungsbeispiel des Kontaktelements,
Fig. 2a-b das Kontaktelement aus Fig. la-b nach Herstellung einer elektrischen
Kontaktierung mit einem Anschlussteil einer elektrischen Anlage, Fig. 3a-b ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung des
Kontaktelements aus Fig. la-b und
Fig. 4a-d Kabelschuhe für verschiedene Ausführungsbeispiele des
Kontaktelements.
Die Figuren la-b zeigen ein Ausführungsbeispiel des Kontaktelements in
isometrischer Ansicht (Fig. la) und Schnittansicht (Fig. lb).
Das Kontaktelement 2 umfasst einen elektrischen Leiter 4, der mit einer
Leiterisolation 6 aus recht weichem Polyurethan mit der Härte Shore-A 80 ummantelt ist. Ein Ende 8 des Leiters 4 ist abisoliert und mittels Ultraschallschweißen (in Fig. lb durch schematisch zwei schwarze Balken illustriert) in elektrischer leitfähiger Weise mit einem Verbindungsbereich 9 eines Kabelschuhs 10 verbunden. Der Kabelschuh 10 weist ein flaches ringförmiges Kontaktteil 11 mit einer zentralen Bohrung 12 und mehreren darum angeordneten kleineren Ausnehmungen 13 auf.
Der Kabelschuh 10 und ein daran anschließender Abschnitt 14 des elektrischen Leiters 4 ist mit einer elektrisch isolierenden Umhausung 16 aus einem Polyurethan umspritzt, wobei ein Teil 17 des Kontaktteils 11 mit der Bohrung 12 freiliegt.
Die Umhausung 16 bildet einen ersten Stutzen 18 mit einem ersten Kanal 20, der von einer ersten Öffnung 22 der Umhausung zu dem freiliegenden Teil 17 des Kontaktteils 11 verläuft, sowie einen zweiten Stutzen 24 mit einem zweiten Kanal 26, der von einer zweiten Öffnung 28 der Umhausung 16 zu dem freiliegenden Teil 17 des Kontaktteils 11 verläuft.
In den ersten und zweiten Kanal 20, 26 ist ein Dichtelement 30 mit ringförmigen Dichtlippen 31 an die Umhausung 16 angespritzt, das aus einem weicheren Kunststoff besteht als die Umhausung 16, beispielsweise aus thermoplastischem Polyethylen. Über ein fadenförmiges Halteelement 32 ist ein Deckel 34 unverlierbar mit der Umhausung 16 verbunden. Der Deckel 34 besteht aus einem härteren Material als die Umhausung, beispielsweise aus Polyamid und ist über eine formschlüssige
Verbindung mit dem Ende des fadenförmigen Halteelements 32 verrastet.
Der Form des Deckels 34 ist an die Form des ersten Stutzens 18 angepasst, so dass der Deckel 34 auf den ersten Stutzen 18 aufgesetzt werden kann, um die Öffnung 22 zu verschließen.
Die Fig. 2a-b zeigen das Kontaktelement 2 aus Fig. la nach dem Anschließen an ein Anschlussteil 40 einer elektrischen Anlage 42 eines Kraftfahrzeugs, und zwar in isometrischer Ansicht (Fig. 2a) und in Schnittansicht (Fig. 2b). Das Anschlussteil 40 weist einen leicht konischen und elektrisch isolierenden Sockel 44 mit einem elektrisch leitfähigen Gewindebolzen 46 aus Metall auf. Beim Anschließen wird das Kontaktelement 2 mit dem zweiten Kanal 26 über den Sockel 44 gestülpt, so dass der Gewindebolzen 46 durch die Bohrung 12 des Kontaktteils 11 des Kabelschuhs 10 geführt wird. Durch den ersten Kanal 20 kann der Gewindebolzen mit einer Mutter 48 gesichert werden.
Das Dichtelement 30 drückt mit den Dichtlippen 31 im zweiten Kanal an die
Außenseite des Sockels 44 an und dichtet dadurch das Kontaktelement 2 von Seiten der zweiten Öffnung 28 ab. Die Abdichtung von Seiten der ersten Öffnung 22 erfolgt durch Aufsetzen des Deckels 34 auf den ersten Stutzen 18, wobei das Dichtelement 30 mit den Dichtlippen 31 an die Außenseite einer Innenkontur 50 des Deckels 34 drückt und dadurch eine wasserdichte Abdichtung bewirkt.
Zur sicheren Fixierung des Deckels 34 an der Umhausung 16 weisen der Deckel 34 und die Umhausung 16 komplementäre Befestigungsmittel in Form von Rastnasen 52 am ersten Stutzen 18 und Laschen 54 am Deckel 34 auf, wobei die Rastnasen 52 durch Drehung des aufgesetzten Deckels 34 in die Laschen 54 eingerastet werden können. Als weitere komplementäre Befestigungsmittel sind am Deckel 34 ein Verriegelungselement 56 und an der Umhausung 16 eine korrespondierende
Hinterschneidung 58 vorgesehen, die beim Drehen des Deckels 34 hintereinander greifen und ein versehentliches Abfallen des Deckels 34 von der Umhausung 16 verhindern.
Das Kontaktelement 2 ermöglicht eine sichere und dichte Kontaktierung des elektrischen Leiters 4 mit dem Anschlussteil 40 der elektrischen Anlage 42.
Insbesondere führt die umspritzte Umhausung aus thermoplastischem Polyurethan zu einer dichten Verbindung mit der Leiterisolation 6. Das gegenüber der Umhausung 16 weichere Material des Dichtelements 30 führt zu einer guten Abdichtung des freiliegenden Teils 17 des Kontaktteils 11 von beiden Seiten, und zwar insbesondere in Kombination mit dem gegenüber der Umhausung 16 härteren Material des Deckels 34 und des Sockels 44. Das Material der Umhausung 16 ist hingegen hart genug, um eine formstabile Umhausung zu gewährleisten und insbesondere die formschlüssige Sicherung des Deckels 34 an der Umhausung 16 durch die Rastnasen 52 und die Hinterschneidung 56 zu bewirken.
Es wurde festgestellt, dass das Kontaktteil 2 ein hohes Maß an Dichtigkeit (z.B.
gegenüber Wasser- und Dampfstrahl) aufweist. Die Baugruppe aus dem Kontaktteil 2 und dem damit verbundenen Anschlussteil 40 kann sogar untergetaucht werden, ohne dass es zu einem Eindringen von Wasser kommt. Damit eignet sich das Kontaktteil 2 insbesondere für Anwendungen in Kraftfahrzeugen, in denen es Feuchtigkeit und Spritzwasser ausgesetzt sein kann.
Das mit dem Anschlussteil 40 verbundene Durch die Konstruktion des Dichtelements kann sogar eine Abdichtung erreicht werden, die ein Untertauchen
Ein mit einem Anschlussteil verbundenes Kontaktteil erlaubt sogar ein Untertauchen dieser Baugruppe.
Die Figuren 3a-b illustrieren ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung des Kontaktelements 2 aus Figur la in schematischer Schnittdarstellung. In einem ersten Schritt des Verfahrens, wird der mit der Leiterisolation 6 ummantelte und durch Ultraschallschweißen mit dem Kabelschuh 10 verbundene Leiter 4 bereitgestellt und wie in Fig. 3a gezeigt in einer ersten Spritzgießform 80 angeordnet. In der Spritzgießform 80 erfolgt sodann ein erster Spritzgießschritt, bei dem der Kabelschuh 10 und der daran anschließenden Abschnitt 14 des elektrischen Leiters 4 mit der Umhausung 16 aus thermoplastischem Polyurethan umspritzt werden, und zwar derart, dass der Teil 17 des Kontaktteils 11 mit der Bohrung 12 des Kabelschuhs 10 freiliegt, der erste und zweite Sockel 18, 24 mit den Kanälen 20, 26 hergestellt werden und ein oder mehrere der Ausnehmungen 13 freibleiben.
Das auf diese Weise hergestellte Bauteil 82 wird anschließend wie in Fig. 3b gezeigt in einer zweiten Spritzgießform 84 angeordnet, in der sodann ein zweiter
Spritzgießschritt erfolgt, bei dem an die Umhausung 16 das Dichtelement 30 angespritzt wird.
Durch die zuvor freigebliebenen Ausnehmungen 13 kann das im zweiten
Spritzgießschritt eingespritzte Material auf beide Seiten des Kontaktteils 11 gelangen, ohne dass ein beidseitiges Einspritzen erforderlich ist. Hierdurch wird das
Herstellungsverfahren vereinfacht.
Nach dem zweiten Spritzgießschritt wird zur Fertigstellung des in Fig. la
dargestellten Kontaktelements noch der separat hergestellte Deckel 34 mit dem Halteelement 32 verbunden.
Die Figuren 4a-d zeigen Kabelschuhe für verschiedene Ausführungsbeispiele des Kontaktelements in isometrischer Ansicht.
Fig. 4a zeigt den Kabelschuh 10 des Kontaktelements 2 aus Fig. la. Der Kabelschuh weist einen flachen Verbindungsbereich 9 auf, in dem der Leiter 4 angeschweißt wird, sowie ein flaches Kontaktteil 11 mit der zentralen Bohrung 12 für den Gewindebolzen 46 und den darum angeordneten Ausnehmungen 13 zum Durchspritzen des
Dichtelements 30. Bei der Herstellung des Kontaktelements 2 können einige der Ausnehmungen 13 auch im ersten Spritzgießschritt mit dem Material der Umhausung 16 durchspritzt und so mit dem Material der Umhausung 16 gefüllt werden. Auf diese Weise kann eine bessere Verankerung des Kontaktteils 11 in der Umhausung 16 erreicht werden. Weiterhin können einige der Ausnehmungen wie in Zusammenhang mit Fig. 3a-b beschrieben beim ersten Spritzgießschritt freibleiben und im zweiten Spritzgießschritt mit dem Material des Dichtelements 30 durchspritzt werden, wodurch sich die Herstellung des Kontaktelements 2 vereinfachen lässt.
Fig. 4b zeigt einen alternativen Kabelschuh 10', der sich vom Kabelschuh 10 nur durch eine andere Form der Ausnehmungen 13' unterscheidet, die in Fig. 4b länglich ausgebildet sind, während die Ausnehmungen 13' rund ausgebildet sind.
Fig. 4c zeigt einen weiteren alternativen Kabelschuh 10", der sich vom Kabelschuh 10 nur durch eine am Anschlussteil 9" aufgebrachte Kontaktschicht 90 unterscheidet, die die Sch weißverbind ung zum Leiter 4 verbessert. Die Kontaktschicht 90 kann beispielsweise durch Reibbeschichten aufgebracht sein.
Fig. 4d zeigt einen weiteren alternativen Kabelschuh 10'", der sich vom Kabelschuh 10 nur dadurch unterscheidet, dass der Verbindungsbereich 9'" für eine
Crimpverbindung ausgebildet ist. Zu diesem Zweck sind im Verbindungsbereich 9'" seitliche Crimpflügel 92 vorgesehen, die um die Litzen des Leiters 4 gecrimpt werden.
Der Kabelschuh 10'" ist nur im abisolierten Teil des elektrischen Leiters 4 mit diesem vercrimpt. Die bei Crimpverbindung normalerweise übliche IsolationsverCrimpung ist bei einem mit dem Kabelschuh 10"' hergestellten Kontaktelement nicht erforderlich, da durch die umspritzte Umhausung eine ausreichende Stabilisierung der
Vercrimpung erreicht wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kontaktelement (2) zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters (4) an ein Anschlussteil (40) einer elektrischen Anlage (42), insbesondere einer elektrischen Anlage eines Kraftfahrzeugs,
- mit dem elektrischen Leiter (4), der mit einer Leiterisolation (6) ummantelt ist, und
mit einem in elektrisch leitfähiger Weise mit dem elektrischen Leiter (4) verbundenen Kabelschuh (10, 10', 10", 10’") mit einem Kontaktteil (11), wobei der Kabelschuh (10, 10', 10", 10"’) und ein daran anschließender
Abschnitt (14) des elektrischen Leiters (4) derart mit einer elektrisch
isolierenden Umhausung (16) umspritzt sind, dass ein Teil (17) des Kontaktteils (11) freiliegt, und
wobei die Umhausung (16) einen Kanal (20, 26) aufweist, der von einer Öffnung (22, 28) der Umhausung (16) zum freiliegenden Teil (17) des Kontaktteils (11) verläuft,
dadurch gekennzeichnet,
dass an die Umhausung (16) ein Dichtelement (30) zum Abdichten eines zum Verschließen der Öffnung (22, 28) verwendbaren Verschlusses (44, 34), insbesondere Deckels (34), angespritzt ist.
2. Kontaktelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umhausung (16) einen ersten Kanal (20) aufweist, der von einer ersten Öffnung (22) der Umhausung (16) zum freiliegenden Teil (17) des Kontaktteils (11) verläuft, und einen zweiten Kanal (26) aufweist, der von einer zweiten
Öffnung (28) der Umhausung zum freiliegenden Teil (17) des Kontaktteils (11) verläuft, und dass am ersten und/oder zweiten Kanal (20, 26) ein Dichtelement (30) an die Umhausung (16) angespritzt ist.
3. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leiterisolation (6) aus einem thermoplastischen Elastomer,
insbesondere thermoplastischen Polyurethan, und die Umhausung (16) aus einem thermoplastischen Elastomer, insbesondere thermoplastischen
Polyurethan, bestehen.
4. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktelement (2) einen Deckel (34) umfasst, mit dem die Öffnung (22, 28), insbesondere die erste Öffnung (22), verschließbar ist, wobei der Deckel (34) vorzugsweise durch ein Halteelement (32) unverlierbar mit der Umhausung (16) verbunden ist.
5. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Deckel (34) zumindest teilweise aus einem anderen, insbesondere härteren Werkstoff gebildet ist als die Umhausung.
6. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Deckel (34) und die Umhausung (16) komplementäre
Befestigungsmittel (52, 54; 56, 58) zur kraft- und/oder formschlüssigen
Fixierung des Deckels (34) an der Umhausung (16) aufweisen.
7. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (4) und der Kabelschuh (10, 10’, 10", 10"’)
miteinander verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt, sind.
8. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kabelschuh (10, 10', 10", 10"') mit dem elektrischen Leiter (4) vercrimpt ist, vorzugsweise lediglich im nichtisolierten Teil des elektrischen Leiters (4).
9. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktteil (11) des Kabelschuhs (10, 10', 10", 10'") ein oder mehrere Ausnehmungen (13) aufweist, durch die die Umhausung (16) und/oder das Dichtelement (30) gespritzt sind.
10. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein an die Umhausung (16) angespritztes Dichtelement (30) sich vom ersten Kanal (20) durch eine Ausnehmung (13) des Kontaktteils (11) bis zum zweiten Kanal (26) erstreckt.
11. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktelements (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
bei dem ein elektrischer Leiter (4), der mit einer Leiterisolation (6) ummantelt ist, und ein mit dem elektrischen Leiter (4) in leitfähiger Weise verbundener Kabelschuh (10, 10', 10", 10'") mit einem Kontaktteil (11) bereitgestellt werden, bei dem der Kabelschuh (10, 10’, 10", 10'") und ein daran anschließender Abschnitt (14) des elektrischen Leiters (4) derart mit einer elektrisch
isolierenden Umhausung (16) umspritzt werden, dass ein Teil (17) des
Kontaktteils (11) freiliegt, wobei die Umspritzung derart erfolgt, dass ein Kanal (20, 26) gebildet wird, der von einer Öffnung (22, 28) der Umhausung (16) zum freiliegenden Teil (17) des Kontaktteils (17) verläuft, und
bei dem an die Umhausung (16) ein Dichtelement (30) zum Abdichten eines zum Verschließen der Öffnung (22, 28) verwendbaren Verschlusses (34, 44), insbesondere Deckels (34), angespritzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Mehrkomponenten-Spritzgießen durchgeführt wird, wobei in einem ersten Spritzgießschritt die Umhausung (16) hergestellt wird und in einem zweiten Spritzgießschritt das Dichtelement (30) hergestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktteil (11) des Kabelschuhs (10, 10', 10", 10"') ein oder mehrere Ausnehmungen (13) aufweist, die beim Spritzgießen der Umhausung (16) mit dem Material der Umhausung (16) ausgefüllt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktteil (11) des Kabelschuhs (10, 10’, 10", 10"’) ein oder mehrere Ausnehmungen (13) aufweist, die beim Spritzgießen der Umhausung (16) frei bleiben und beim Spritzgießen des Dichtelements (30) mit dem Material des Dichtelements (30) ausgefüllt werden.
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