EP4066322A1 - Verfahren zum herstellen einer elektrischen anschlussanordnung und elektrische anschlussanordnung - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer elektrischen anschlussanordnung und elektrische anschlussanordnung

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EP4066322A1
EP4066322A1 EP20804565.8A EP20804565A EP4066322A1 EP 4066322 A1 EP4066322 A1 EP 4066322A1 EP 20804565 A EP20804565 A EP 20804565A EP 4066322 A1 EP4066322 A1 EP 4066322A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base body
marking
electrical connection
marking plate
ultrasonic welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20804565.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan GALLA
Philipp PEITZ
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.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP4066322A1 publication Critical patent/EP4066322A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0207—Ultrasonic-, H.F.-, cold- or impact welding
    • 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
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H01R9/26—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting
    • H01R9/2683—Marking plates or tabs

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an electrical connection arrangement and an electrical connection arrangement.
  • marking plates are used, for example, to identify the connections of connection terminals, terminal blocks, plug connectors and the like, hereinafter generally referred to as connection arrangements.
  • the marking labels are attached directly to the connection arrangements, such as terminal blocks, for example.
  • the marking plates usually have a clamping geometry in order to be received in an associated recess of a connection arrangement in a form-fitting or force-fitting manner.
  • the invention is based on the object of specifying a method for producing an electrical connection arrangement and an electrical connection arrangement which enable reliable automated production.
  • the method for producing an electrical connection arrangement is characterized by the following method steps: Providing a electrical connection device, such as a terminal block or the like, the electrical connection device having a base body which has a recess for receiving a marking plate; Providing a marking sign; Inserting the marker plate into the recess; Establishing a cohesive and / or form-fitting connection between the marking plate and the base body by ultrasonic welding.
  • a modular terminal block with one or more marking plates can be provided, which are first assembled in the context of an automated switch cabinet production and then labeled without the risk of losing a marking plate or several marking plates.
  • the ultrasonic welding takes place in particular in such a way that the base body is fixed in a holder and a sonotrode for sound transmission is placed on the marking plate mounted on the base body.
  • the required vibration energy is introduced into the marking plate via the sonotrode and transferred to the contact area or the contact areas between the marking plate and the base body.
  • the energy input leads to a local melting and / or fusing of the material of the marking shield with the material of the base body.
  • the material of the marking plate melts and fuses with the material of the base body.
  • the electrical connection device can be a connection terminal, a series terminal, a plug connector or the like. If the connecting device is a terminal block, the base body can be a so-called Be a terminal of a series terminal that has one or more connection openings for inserting and contacting electrical conductors. Such a terminal can, for example, have a spring-loaded clamping mechanism and / or a screw connection in order to clamp one or more conductor ends.
  • the base body has one of the following plastics in the area of the recess: acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polystyrene (PS), polycarbonate (PC), styrene-acrylonitrile copolymers (SAN) or polymethyl methacrylate ( PMMA), such as polypropylene (PP), polyamide (PA), polyimide (PI), polyoxymethylene (POM) or polyethylene (PE), polyarylsulfones (PSU, PPSU), polyetheretherketone (PEEK), polyester (PES), polyethylene terephthalate (PET), Silicone.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • PS polystyrene
  • PC polycarbonate
  • SAN styrene-acrylonitrile copolymers
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PP polypropylene
  • PA
  • the marking label has one of the following plastics or consists of one of the following plastics: Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polystyrene (PS), polycarbonate (PC), styrene-acrylonitrile copolymers (SAN) or polymethyl methacrylate (PMMA), such as polypropylene (PP), polyamide (PA), polyimide (PI), polyoxymethylene (POM) or polyethylene (PE), polyarylsulfones (PSU, PPSU), polyetheretherketone (PEEK), polyester (PES), polyethylene terephthalate ( PET), silicone.
  • ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • PS polystyrene
  • PC polycarbonate
  • SAN styrene-acrylonitrile copolymers
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PP polypropylene
  • PA polyamide
  • PI polyimide
  • the plastics of the marking plate and the base body are selected in such a way that they can be welded to one another by ultrasonic welding or can be melted at least in partial areas.
  • the plastic of the marking plate and the plastic of the base body are preferably selected such that they have a similar, in particular the same, melting point.
  • amorphous plastics are welded to one another by ultrasonic welding.
  • partially crystalline plastics are welded to one another by ultrasonic welding.
  • the base body has a polyamide in the region of the recess or consists of a polyamide.
  • the marking label has a polyamide or can consist of a polyamide.
  • the base body has a polycarbonate or consists of a polycarbonate in the region of the recess.
  • the marking plate has a polycarbonate or can consist of a polycarbonate.
  • the marking label can be laser-inscribed.
  • Laser marking can be done using a UV laser or a CO2 laser. In this way, a cost-effective and robust method for attaching and labeling the marking plates on the electrical connection device can be specified, the method being suitable for automation and mass production due to the reliable connection between the marking plate and the base body.
  • the plastic of the marking plate is suitable both for ultrasonic welding and for laser marking.
  • the marking label is labeled before the ultrasonic welding. In this way, a label that has already been labeled can be connected to the body.
  • the electrical connection device of the electrical connection arrangement is a series terminal which, together with the marking label used, is preassembled on a mounting rail for a switch cabinet before the marking label is labeled. Accordingly, before labeling the Marking plate mounting the electrical connection device on a mounting rail.
  • the marking plate has an inscription section and a clamping section, wherein the clamping section can have two cantilevered webs and wherein, during the ultrasonic welding, the webs rest against the base body and can be welded to the base body and / or the inscription section rest against the base body and can be welded to the base body.
  • the inscription section has a side to be inscribed or an inscription surface which can be spaced from the protruding webs and / or from welded connections formed between the marking plate and the base body. It can thereby be achieved that the provided welded connection does not reduce the area available for inscription.
  • the marking label is connected to the base body in a form-fitting and / or force-fitting manner prior to the ultrasonic welding.
  • protruding webs of the marking plate engage in undercuts or locking grooves of the recess and / or are braced in the recess in order to connect the marking plate to the base body in a form-fitting and / or force-fitting manner.
  • the marking plate can additionally be connected to the base body in a form-fitting and / or force-fitting manner.
  • the marking plate does not have a clamping section with webs or the like, so that no positive or non-positive connection is formed in the region of the recess.
  • a planar abutment is formed between the marking plate and the recess, so that the marking plate and the base body are connected to one another in an exclusively cohesive manner by ultrasonic welding. It can for example be provided that a rear side of the inscription section facing away from an inscription surface is welded to the base body.
  • a weld section adjoining the inscription section is welded in a region of the recess, the weld section not engaging in an undercut and, viewed along an assembly direction along which the marking label is inserted into the recess, no positive connection to the Marking shield trains.
  • the marking label is not glued to the base body with the aid of an adhesive. It is therefore preferred to dispense entirely with an additional adhesive.
  • the strength of a weld connection formed between the marking plate and the base body can be adjusted by the welding parameters of the ultrasonic welding.
  • the strength of a welded connection can be set in such a way that the material connection between the marking plate and the base body can be mechanically broken open without tools in order to enable a marking plate to be exchanged.
  • the strength of a welded connection can be set in such a way that the material connection between the marking plate and the base body can be mechanically broken using a tool, such as a screwdriver or the like, in order to enable a marking plate to be exchanged.
  • a single marking plate is inserted into a recess of a base body and is connected to the base body in the manner described above by ultrasonic welding.
  • a plurality of marking plates are provided and inserted into several recesses, the recesses being able to be formed on several base bodies and simultaneous ultrasonic welding of the respective marking plates to a respectively assigned base body.
  • a series terminal is provided with up to 50 base bodies or up to 50 terminals, each of these base bodies being able to have a recess for receiving a marking plate.
  • Each of these recesses is equipped with a marking label, with the marking labels being provided individually or linked or in a group and being able to be inserted into the recesses.
  • a sonotrode is then provided and placed on the marking plates so that each of the marking plates is in contact with the sonotrode.
  • the required energy input into the area of the contact points between the respective marking plates and the respectively assigned base bodies can take place simultaneously, so that a plurality of marking plates can be welded simultaneously to their respectively assigned base bodies.
  • a method can therefore be provided that enables a robust and efficient automatable method for equipping a terminal block with marking labels, with subsequent automated labeling being able to take place reliably, since losing individual or multiple marking labels can be avoided.
  • the object according to the invention is also achieved by means of an electrical connection arrangement, with an electrical connection device, the electrical connection device having a base body, the base body having a recess for receiving a marking plate and the base body having an opening for inserting an electrical conductor and with a Marking plate, wherein the marking plate is inserted into the recess and wherein the marking plate and the base body are materially and / or positively connected to one another by ultrasonic welding.
  • the marking plate can have a labeling section and a clamping section, wherein the clamping section can have two protruding webs and wherein the webs can be welded to the base body by ultrasonic welding and / or the labeling section can be welded to the base body by ultrasonic welding.
  • welded connections are arranged at a distance from an inscription surface formed on the inscription section, so that the available inscription surface is not reduced or impaired by the provided welded connections.
  • the marking plate is connected to the base body in a form-fitting and / or force-fitting manner according to a further embodiment of the electrical connection arrangement.
  • webs of the marking plate can, for example, engage in provided undercuts or grooves of the recess and / or be clamped in the recess, in particular be clamped elastically in a resilient manner.
  • a plurality of marking plates is inserted into several recesses, wherein the recesses can be formed on several base bodies and the respective marking plates can be welded to a respectively assigned base body by ultrasonic welding.
  • the electrical connection arrangement has a terminal block with a plurality of base bodies or terminals, each of which is equipped with assigned marking plates.
  • an electrical connection arrangement can have a terminal block with a plurality of marking plates which are suitable for automated labeling.
  • 1A shows an electrical connection arrangement and a sonotrode before the ultrasonic welding in a perspective view from above;
  • FIG. 1 B shows the electrical connection arrangement and the sonotrode from FIG. 1 A during the ultrasonic welding in a cross section
  • FIG. 2A shows a further electrical connection arrangement and a sonotrode before the ultrasonic welding in a perspective view from above;
  • FIG. 2B shows the electrical connection arrangement of the sonotrode from FIG. 2A during the ultrasonic welding in a perspective view from above;
  • connection arrangement 100 shows an electrical connection arrangement 100 according to the invention.
  • the connection arrangement 100 has openings 110 for inserting electrical conductors.
  • the connection arrangement 100 has an electrical connection device 120 with a base body 121, the base body 121 having a recess 122 for receiving a marking plate 130.
  • the marking plate 130 has an inscription section 131 and a clamping section 132.
  • the clamping section 132 has protruding webs 133, 134 which engage in the recess 122.
  • the marking plate 130 is formed here from a polyamide.
  • the base body 121 is also formed from a polyamide in the region of the recess 122, from which the marking plate 130 is also formed.
  • the welded connection described below between the marking plate 130 and the base body 121 is therefore of one type, since both the marking plate 130 and the base body 121 are made of the same material in the region of the recess.
  • the electrical connection device 120 is first provided in a method step.
  • the marking plate 130 is inserted into the recess 122.
  • the marking plate 130 is pre-fixed in the recess 122, since the marking plate 130 with its webs 133, 134 is held in a form-fitting and force-fitting manner within the recess 122.
  • a sonotrode 200 of an ultrasonic welding device is lowered onto the inscription section 131 of the marking plate 130.
  • a sound energy introduced into the marking shield 130 by the sonotrode 200 leads to local melting and fusing of the marking shield 130 with the base body 121, so that welded connections 123 are formed between the base body 121 and the marking shield 130.
  • the welded connections 123 are indicated in the present case by the overlapping illustration between the webs 133, 134 and the base body 121.
  • the sonotrode 200 is lifted or moved away from the inscription section 131 and an inscription surface 135 of the inscription section 131 is inscribed by laser inscription.
  • FIGS. 2A and 2B show a further electrical connection arrangement 100 according to the invention, which differs from the exemplary embodiment described above in that the electrical connection device 120 has a plurality of base bodies 121.
  • the base bodies 121 are terminals 121 of the connecting device 120 designed as a terminal block.
  • a marking plate 130 is arranged in each receptacle 122 of a base body 121.
  • the sonotrode 200 covers the entire length of the marking plates 130 arranged next to one another, so that all marking plates 130 can be welded simultaneously to their respectively assigned base body 121, as shown in FIG. 2B.

Landscapes

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Anschlussanordnung, mit den Verfahrensschritten: Bereitstellen einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (120), wie einer Reihenklemme (120) oder dergleichen, wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung einen Grundkörper (121) hat, der eine Ausnehmung (122) zum Aufnehmen eines Markierungsschilds (130) aufweist; Bereitstellen eines Markierungsschilds (130); Einsetzen des Markierungsschilds (130) in die Ausnehmung (122); Herstellen einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen dem Markierungsschild (130) und dem Grundkörper (121) durch Ultraschallschweißen.

Description

Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Anschlussanordnung und elektrische
Anschlussanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Anschlussanordnung sowie eine elektrische Anschlussanordnung.
Im Schaltschrankbau werden Markierungsschilder verwendet, um z.B. die Anschlüsse von Anschlussklemmen, Reihenklemmen, Steckverbindern und dergleichen, im Weiteren allgemein als Verbindungsanordnungen bezeichnet, zu kennzeichnen. Die Markierungsschilder werden dabei z.B. unmittelbar an den Verbindungsanordnungen, wie Reihenklemmen, selbst befestigt. Üblicherweise weisen die Markierungsschilder dazu eine Klemmgeometrie auf, um in einer zugeordneten Ausnehmung einer Verbindungsanordnung formschlüssig oder kraftschlüssig aufgenommen zu werden.
Es hat sich gezeigt, dass die bekannten Klemmverbindungen nur eingeschränkt für die automatisierte Fertigung geeignet sind. So kann es Vorkommen, dass sich Markierungsschilder aufgrund von Vibrationen, Stößen oder anderen dynamischen Einflüssen während der automatisierten Handhabung von beispielsweise einer Reihenklemme lösen oder verrutschen können. Soweit beschriftete Markierungsschilder an einer Reihenklemme montiert worden sind, können daher Markierungsschilder fehlen oder in einer falschen Position angeordnet sein. Falls unbeschriftete Markierungsschilder an einer Reihenklemme montiert worden sind, die anschließend automatisiert beschriftet werden sollen, kann die automatisierte Beschriftung aufgrund fehlender oder verrutschter Markierungsschilder nicht durchgeführt werden oder die automatisierte Beschriftung wird fehlerhaft durchgeführt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Anschlussanordnung sowie eine elektrische Anschlussanordnung anzugeben, welche eine zuverlässige automatisierte Fertigung ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Anschlussanordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus: Bereitstellen einer elektrischen Verbindungsvorrichtung, wie einer Reihenklemme oder dergleichen, wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung einen Grundkörper hat, der eine Ausnehmung zum Aufnehmen eines Markierungsschilds aufweist; Bereitstellen eines Markierungsschilds; Einsetzen des Markierungsschilds in die Ausnehmung; Herstellen einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen dem Markierungsschild und dem Grundkörper durch Ultraschallschweißen.
Durch die stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung mittels Ultraschallschweißen kann eine zuverlässige Fixierung des Markierungsschilds an dem Grundkörper erreicht werden, die auch durch transportbedingte Erschütterungen oder Stöße während einer automatisierten Handhabung nicht gelöst wird. So kann beispielsweise eine Reihenklemme mit einem oder mehreren Markierungsschildern bereitgestellt werden, die im Rahmen einer automatisierten Schaltschrankfertigung zunächst montiert und anschließend beschriftet werden, ohne dass die Gefahr des Verlierens eines Markierungsschilds oder mehrerer Markierungsschilder besteht.
Das Ultraschallschweißen erfolgt insbesondere derart, dass der Grundkörper in einer Halterung fixiert wird und eine Sonotrode zur Schallübertragung auf das an dem Grundkörper montierte Markierungsschild aufgesetzt wird. Über die Sonotrode wird die erforderliche Schwingungsenergie in das Markierungsschild eingeleitet und in den Kontaktbereich oder die Kontaktbereiche zwischen dem Markierungsschild und dem Grundkörper übertragen. In dem Kontaktbereich oder den Kontaktbereichen kommt es durch den Energieeintrag zu einem lokalen Aufschmelzen und/oder Verschmelzen des Materials des Markierungsschilds mit dem Material des Grundkörpers. Bei einer rein stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Markierungsschild kommt es zu einem Aufschmelzen und Verschmelzen des Materials des Markierungsschilds mit dem Material des Grundkörpers. Bei einer rein formschlüssigen Verbindung wird ein Bereich des Materials des Markierungsschilds durch das Ultraschallschweißen aufgeschmolzen, welches in einen und mehrere an dem Grundkörper ausgebildete Hinterschnitte fließen kann, so dass dort eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Markierungsschild und dem Grundkörper ausgebildet werden kann.
Die elektrische Verbindungsvorrichtung kann eine Anschlussklemme, eine Reihenklemme, ein Steckverbinder oder dergleichen sein. Ist die Verbindungsvorrichtung eine Reihenklemme, kann der Grundkörper ein sogenanntes Terminal einer Reihenklemme sein, der eine oder mehrere Anschlussöffnungen zum Einführen und Kontaktieren elektrischer Leiter aufweist. Ein solches Terminal kann beispielsweise eine federbelastete Klemmmechanik und/oder eine Verschraubung aufweisen, um ein Leiterende oder mehrere Leiterenden zu anzuklemmen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper im Bereich der Ausnehmung einen der nachfolgenden Kunststoffe aufweist: Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS), Polystyrol (PS), Polycarbonat (PC), Styrol-Acrylnitril-Copolymere (SAN) oder Polymethylmetacrylat (PMMA), wie Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polyimid (PI) Polyoxymethylen (POM) oder Polyethylen (PE), Polyarylsulfone (PSU, PPSU), Polyetheretherketon (PEEK), Polyester (PES), Polyethylenterephthalat (PET), Silikon.
Es kann vorgesehen sein, dass das Markierungsschild einen der folgenden Kunststoffe aufweist oder aus einem der folgenden Kunststoffe besteht: Acrylnitril-Butadien-Styrol- Copolymerisat (ABS), Polystyrol (PS), Polycarbonat (PC), Styrol-Acrylnitril-Copolymere (SAN) oder Polymethylmetacrylat (PMMA), wie Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polyimid (PI) Polyoxymethylen (POM) oder Polyethylen (PE), Polyarylsulfone (PSU, PPSU), Polyetheretherketon (PEEK), Polyester (PES), Polyethylenterephthalat (PET), Silikon.
Die Kunststoffe des Markierungsschilds und des Grundkörpers werden derart ausgewählt, dass diese durch Ultraschallschweißen miteinander verschweißbar bzw. zumindest in Teilbereichen aufschmelzbar sind. Um eine gute Verschweißbarkeit bzw. Aufschmelzbarkeit erreichen zu können, sind der Kunststoff des Markierungsschilds und der Kunststoff des Grundkörpers vorzugsweise derart ausgewählt, dass diese einen ähnlichen, insbesondere einen gleichen, Schmelzpunkt aufweisen.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass amorphe Kunststoffe durch Ultraschallschweißen miteinander verschweißt werden.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass teilkristalline Kunststoffe durch Ultraschallschweißen miteinander verschweißt werden.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass teilkristalline Kunststoffe und amorphe Kunststoffe miteinander verschweißt werden. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der Grundkörper im Bereich der Ausnehmung ein Polyamid aufweist oder aus einem Polyamid besteht.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass das Markierungsschild ein Polyamid aufweist oder aus einem Polyamid bestehen kann.
Weiter ist es möglich, dass der Grundkörper im Bereich der Ausnehmung ein Polycarbonat aufweist oder aus einem Polycarbonat besteht.
Ferner ist es weiter möglich, dass das Markierungsschild ein Polycarbonat aufweist oder aus einem Polycarbonat bestehen kann.
Nach dem Ultraschallschweißen kann ein Laserbeschriften des Markierungsschilds erfolgen. Das Laserbeschriften kann mithilfe eines UV-Lasers oder C02-Lasers erfolgen. Auf diese Weise kann ein kostengünstiges und robustes Verfahren zum Befestigen und Beschriften der Markierungsschilder an der elektrischen Verbindungsvorrichtung angegeben werden, wobei das Verfahren aufgrund der zuverlässigen Verbindung zwischen dem Markierungsschild und dem Grundkörper zur Automatisierung und Massenfertigung geeignet ist.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Kunststoff des Markierungsschilds sowohl zum Ultraschallschweißen als auch zum Laserbeschriften geeignet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Beschriften des Markierungsschilds vor dem Ultraschallschweißen erfolgt. So kann ein bereits beschriftetes Schild mit dem Grundkörper verbunden werden.
Gemäß weiterer Ausgestaltungen kann es vorgesehen sein, dass statt des Laserbeschriftens alternative Beschriftungs- oder Markierungsverfahren eingesetzt werden, wie Tintenstrahldruck, Tampondruck oder dergleichen.
Es kann vorgesehen sein, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung der elektrischen Anschlussanordnung eine Reihenklemme ist, die samt dem eingesetzten Markierungsschild vor dem Beschriften des Markierungsschilds auf einer Tragschiene für einen Schaltschrank vormontiert ist. Demnach kann vor dem Beschriften des Markierungsschilds ein Montieren der elektrischen Verbindungsvorrichtung an einer Tragschiene erfolgen.
Weiter kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass das Markierungsschild einen Beschriftungsabschnitt und einen Klemmabschnitt aufweist, wobei der Klemmabschnitt zwei auskragende Stege aufweisen kann und wobei, während des Ultraschallschweißens, die Stege an dem Grundkörper anliegen und mit dem Grundkörper verschweißt werden können und/oder der Beschriftungsabschnitt an dem Grundkörper anliegen und mit dem Grundkörper verschweißt werden kann.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Beschriftungsabschnitt eine zu beschriftende Seite bzw. eine Beschriftungsfläche hat, die zu den auskragenden Stegen und/oder zu zwischen dem Markierungsschild und dem Grundkörper gebildeten Schweißverbindungen beabstandet sein kann. Dadurch kann erreicht werden, dass durch die vorgesehene Schweißverbindung die zur Beschriftung zur Verfügung stehende Fläche nicht verringert wird.
Zur Vorfixierung des Markierungsschilds an dem Grundkörper kann es vorgesehen sein, dass das Markierungsschild vor dem Ultraschallschweißen formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Grundkörper verbunden wird. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass auskragende Stege des Markierungsschilds in Hinterschneidungen oder Rastnuten der Ausnehmung eingreifen und/oder in der Ausnehmung verspannt sind, um das Markierungsschild formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Grundkörper zu verbinden. Demnach kann das Markierungsschild ergänzend zu dem Ultraschallschweißen zusätzlich formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Grundkörper verbunden sein.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass das Markierungsschild keinen Klemmabschnitt mit Stegen oder dergleichen aufweist, so dass keine form- oder kraftschlüssige Verbindung im Bereich der Ausnehmung gebildet wird. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem Markierungsschild und der Ausnehmung eine planflächige Anlage gebildet ist, so dass das Markierungsschild und der Grundkörper ausschließlich stoffschlüssig durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine einer Beschriftungsfläche abgewandte Rückseite des Beschriftungsabschnitts mit dem Grundkörper verschweißt ist. Alternativ oder ergänzend kann es vorgesehen sein, dass ein an den Beschriftungsabschnitt angrenzender Schweißabschnitt in einem Bereich der Ausnehmung verschweißt ist, wobei der Schweißabschnitt nicht in einen Hinterschnitt eingreift und entlang einer Montagerichtung betrachtet, entlang derer das Markierungsschild in die Ausnehmung eingesetzt wird, keine formschlüssige Verbindung zu dem Markierungsschild ausbildet.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass kein Verkleben des Markierungsschilds mit dem Grundkörper mithilfe eines Klebstoffs erfolgt. Es wird demnach bevorzugt gänzlich auf einen zusätzlichen Klebstoff verzichtet.
Insbesondere erfolgt während des Ultraschallschweißens ein sortenreines Verschmelzen aneinander angrenzender Kunststoffe des Markierungsschilds und des Grundkörpers.
Die Festigkeit einer zwischen dem Markierungsschild und dem Grundkörper gebildeten Schweißverbindung kann durch die Schweißparameter des Ultraschallschweißens eingestellt werden. Beispielsweise kann die Festigkeit einer Schweißverbindung derart eingestellt werden, dass ein mechanisches Aufbrechen der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Markierungsschild und dem Grundkörper werkzeuglos erfolgen kann, um einen Austausch eines Markierungsschilds zu ermöglichen. Alternativ kann die Festigkeit einer Schweißverbindung derart eingestellt werden, dass ein mechanisches Aufbrechen der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Markierungsschild und dem Grundkörper mithilfe eines Werkzeugs erfolgen kann, wie zum Beispiel einem Schraubendreher oder dergleichen, um einen Austausch eines Markierungsschilds zu ermöglichen.
Es kann vorgesehen sein, dass ein einzelnes Markierungsschild in eine Ausnehmung eines Grundkörpers eingesetzt wird und in voranstehend beschriebener Weise durch Ultraschallschweißen mit dem Grundkörper verbunden wird.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Markierungsschildern bereitgestellt und in mehrere Ausnehmungen eingesetzt werden, wobei die Ausnehmungen an mehreren Grundkörpern gebildet sein können und ein simultanes Ultraschallverschweißen der jeweiligen Markierungsschilder mit einem jeweils zugeordneten Grundkörper erfolgen kann. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass eine Reihenklemme mit bis zu 50 Grundkörpern bzw. bis zu 50 Terminals bereitgestellt wird, wobei jeder dieser Grundkörper eine Ausnehmung zum Aufnehmen eines Markierungsschilds haben kann. Jede dieser Ausnehmungen wird mit einem Markierungsschild bestückt, wobei die Markierungsschilder einzeln oder verkettet bzw. in einem Verbund bereitgestellt und in die Ausnehmungen eingesetzt werden können.
Anschließend wird eine Sonotrode bereitgestellt und auf die Markierungsschilder aufgesetzt, so dass jedes der Markierungsschilder an der Sonotrode anliegt. Auf diese Weise kann der erforderliche Energieeintrag in den Bereich der Kontaktstellen zwischen den jeweiligen Markierungsschildern und den jeweils zugeordneten Grundkörpern gleichzeitig erfolgen, so dass eine Mehrzahl von Markierungsschildern simultan mit ihren jeweils zugeordneten Grundkörpern verschweißt werden können.
Erfindungsgemäß kann demnach ein Verfahren bereitgestellt werden, dass ein robustes und effizientes automatisierbares Verfahren zum Bestücken einer Reihenklemme mit Markierungsschildern ermöglicht, wobei eine anschließende automatisierte Beschriftung zuverlässig erfolgen kann, da ein Verlieren einzelner oder mehrerer Markierungsschilder vermieden werden kann.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt ferner mittels einer elektrischen Anschlussanordnung, mit einer elektrischen Verbindungsvorrichtung, wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung einen Grundkörper hat, wobei der Grundkörper eine Ausnehmung zum Aufnehmen eines Markierungsschilds aufweist und wobei der Grundkörper eine Öffnung zum Einführen eines elektrischen Leiters hat und mit einem Markierungsschild, wobei das Markierungsschild in die Ausnehmung eingesetzt ist und wobei das Markierungsschild und der Grundkörper stoffschlüssig und/oder formschlüssig durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden sind.
So kann eine kostengünstige und für automatisierte Montageverfahren optimierte elektrische Anschlussanordnung angegeben werden, wobei durch die Schweißverbindung zwischen dem Markierungsschild und dem Grundkörper ein Verlieren des Markierungsschilds durch transportbedingte Stöße oder Vibrationen zuverlässig vermieden werden kann. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Anschlussanordnung kann das Markierungsschild einen Beschriftungsabschnitt und einen Klemmabschnitt aufweisen, wobei der Klemmabschnitt zwei auskragende Stege aufweisen kann und wobei die Stege durch Ultraschallschweißen mit dem Grundkörper verschweißt sein können und/oder der Beschriftungsabschnitt durch Ultraschallschweißen mit dem Grundkörper verschweißt sein kann.
Insbesondere sind Schweißverbindungen zu einer an dem Beschriftungsabschnitt gebildeten Beschriftungsfläche beabstandet angeordnet, so dass die zur Verfügung stehende Beschriftungsfläche durch die vorgesehenen Schweißverbindungen nicht reduziert bzw. beeinträchtigt wird.
Um eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Markierungsschild und dem Grundkörper zu erreichen, kann es vorgesehen sein, dass das Markierungsschild gemäß einer weiteren Ausgestaltung der elektrischen Anschlussanordnung formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Grundkörper verbunden ist. Hierzu können beispielsweise Stege des Markierungsschilds in vorgesehene Hinterschnitte oder Nuten der Ausnehmung eingreifen und/oder in der Ausnehmung verspannt sein, insbesondere federnd elastisch verspannt sein.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der elektrischen Anschlussanordnung kann es vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Markierungsschildern in mehrere Ausnehmungen eingesetzt ist, wobei die Ausnehmungen an mehreren Grundkörpern gebildet sein können und die jeweiligen Markierungsschilder mit einem jeweils zugeordneten Grundkörper durch Ultraschallschweißen verschweißt sein können.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die elektrische Anschlussanordnung eine Reihenklemme mit einer Mehrzahl von Grundkörpern bzw. Terminals aufweist, die jeweils mit zugeordneten Markierungsschildern bestückt sind. So kann eine elektrische Anschlussanordnung eine Reihenklemme mit einer Mehrzahl von Markierungsschildern aufweisen, die zum automatisierten Beschriften geeignet sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch: Fig. 1 A eine elektrische Anschlussanordnung und eine Sonotrode vor dem Ultraschallschweißen in einer perspektivischen Ansicht von oben;
Fig. 1 B die elektrische Anschlussanordnung und die Sonotrode aus Fig. 1 A während des Ultraschallschweißens in einem Querschnitt;
Fig. 2A eine weitere elektrische Anschlussanordnung und eine Sonotrode vor dem Ultraschallschweißen in einer perspektivischen Ansicht von oben;
Fig. 2B die elektrische Anschlussanordnung die Sonotrode aus Fig. 2A während des Ultraschallschweißens in einer perspektivischen Ansicht von oben;
Fig. 1A zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Anschlussanordnung 100. Die Anschlussanordnung 100 hat Öffnungen 110 zum Einführen elektrischer Leiter. Die Anschlussanordnung 100 hat eine elektrische Verbindungsvorrichtung 120 mit einen Grundkörper 121, wobei der Grundkörper 121 eine Ausnehmung 122 zum Aufnehmen eines Markierungsschilds 130 hat.
Wie in Fig. 1B zu erkennen, hat das Markierungsschild 130 einen Beschriftungsabschnitt 131 und einen Klemmabschnitt 132. Der Klemmabschnitt 132 hat auskragende Stege 133, 134, die in die Ausnehmung 122 eingreifen.
Das Markierungsschild 130 ist hier aus einem Polyamid ausgebildet. Der Grundkörper 121 ist im Bereich der Ausnehmung 122 ebenfalls aus einem Polyamid gebildet, aus dem auch das Markierungsschild 130 ausgebildet ist. Die nachstehend zwischen dem Markierungsschild 130 und dem Grundkörper 121 beschriebene Schweißverbindung ist daher sortenrein, da sowohl das Markierungsschild 130 als auch der Grundkörper 121 im Bereich der Ausnehmung aus dem gleichen Werkstoff gebildet sind.
Zum Herstellen der elektrischen Anschlussanordnung 100 wird in einem Verfahrensschritt zunächst die elektrische Verbindungsvorrichtung 120 bereitgestellt. Das Markierungsschild 130 wird in die Ausnehmung 122 eingesetzt. In diesem Zustand ist das Markierungsschild 130 in der Ausnehmung 122 vorfixiert, da das Markierungsschild 130 mit seinen Stegen 133, 134 formschlüssig und kraftschlüssig innerhalb der Ausnehmung 122 gehalten ist. Zum Verschweißen des Markierungsschilds 130 mit dem Grundkörper 121 wird eine Sonotrode 200 einer Ultraschallschweißvorrichtung auf den Beschriftungsabschnitt 131 des Markierungsschilds 130 abgesenkt. Eine von der Sonotrode 200 in das Markierungsschild 130 eingeleitete Schallenergie führt zum lokalen Aufschmelzen und Verschmelzen des Markierungsschilds 130 mit dem Grundkörper 121 , so dass Schweißverbindungen 123 zwischen dem Grundkörper 121 und dem Markierungsschild 130 gebildet werden. Die Schweißverbindungen 123 sind vorliegend durch die überlappende Darstellung zwischen den Stegen 133, 134 und dem Grundkörper 121 angedeutet.
Nach dem Verschweißen wird die Sonotrode 200 von dem Beschriftungsabschnitt 131 abgehoben bzw. wegbewegt und eine Beschriftungsfläche 135 des Beschriftungsabschnitts 131 wird durch Laserbeschriften beschriftet.
Die Fig. 2A und 2B zeigen eine weitere erfindungsgemäße elektrische Anschlussanordnung 100, die sich dadurch von dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung 120 eine Mehrzahl von Grundkörpern 121 aufweist. Die Grundkörper 121 sind vorliegend Terminals 121 der als Reihenklemme ausgebildeten Verbindungsvorrichtung 120.
In jeder Aufnahme 122 eines Grundkörpers 121 ist ein Markierungsschild 130 angeordnet. Die Sonotrode 200 deckt die gesamte Länge der nebeneinander angeordneten Markierungsschilder 130 ab, so dass alle Markierungsschilder 130 simultan mit ihrem jeweils zugeordneten Grundkörper 121 verschweißt werden können, wie in Fig. 2B dargestellt.
Bezugszeichenliste
100 elektrische Anschlussanordnung 110 Öffnung 120 elektrische Verbindungsvorrichtung / Reihenklemme
121 Grundkörper / Terminal
122 Ausnehmung
123 Schweißverbindung 130 Markierungsschild 131 Beschriftungsabschnitt
132 Klemmabschnitt
133 Steg
134 Steg
135 Beschriftungsfläche 200 Sonotrode

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Anschlussanordnung, mit den Verfahrensschritten:
- Bereitstellen einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (120), wie einer Reihenklemme (120) oder dergleichen, wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung einen Grundkörper (121) hat, der eine Ausnehmung (122) zum Aufnehmen eines Markierungsschilds (130) aufweist;
- Bereitstellen eines Markierungsschilds (130);
- Einsetzen des Markierungsschilds (130) in die Ausnehmung (122);
- Herstellen einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung (123) zwischen dem Markierungsschild (130) und dem Grundkörper (121) durch Ultraschallschweißen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (121) im Bereich der Ausnehmung (122) ein Polyamid aufweist oder aus einem Polyamid besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsschild (130) ein Polyamid aufweist oder das Markierungsschild
(130) aus einem Polyamid besteht.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ultraschallschweißen ein Laserbeschriften des Markierungsschilds (130) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsschild (130) einen Beschriftungsabschnitt
(131) und einen Klemmabschnitt (132) aufweist, wobei der Klemmabschnitt zwei auskragende Stege (133, 134) hat und wobei, während des Ultraschallschweißens, die Stege (133, 134) an dem Grundkörper (121) anliegen und mit dem Grundkörper (121 ) verschweißt werden und/oder der Beschriftungsabschnitt (131) an dem Grundkörper (121) anliegt und mit dem Grundkörper (120) verschweißt wird.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsschild (130) vordem Ultraschallschweißen formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Grundkörper (121) verbunden wird.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Markierungsschildern (130) bereitgestellt und in mehrere Ausnehmungen (122) eingesetzt werden, wobei die Ausnehmungen (122) an mehreren Grundkörpern (121) gebildet sind und ein simultanes Ultraschallverschweißen der jeweiligen Markierungsschilder (130) mit einem jeweils zugeordneten Grundkörper (121 ) erfolgt.
8. Elektrische Anschlussanordnung, mit einer elektrischen Verbindungsvorrichtung
(120), wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung (120) einen Grundkörper
(121) hat, wobei der Grundkörper (121) eine Ausnehmung (122) zum Aufnehmen eines Markierungsschilds (130) aufweist und wobei der Grundkörper (121) eine Öffnung (110) zum Einführen eines elektrischen Leiters hat, und mit einem Markierungsschild (130), wobei das Markierungsschild (130) in die Ausnehmung eingesetzt ist und wobei das Markierungsschild (130) und der Grundkörper (121) stoffschlüssig und/oder formschlüssig durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden sind.
9. Elektrische Anschlussanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsschild (130) einen Beschriftungsabschnitt (131) und einen Klemmabschnitt (132) aufweist, wobei der Klemmabschnitt (132) zwei auskragende Stege (133, 134) hat und wobei die Stege (133, 134) durch Ultraschallschweißen mit dem Grundkörper (121 ) verschweißt sind und/oder der Beschriftungsabschnitt (131) durch Ultraschallschweißen mit dem Grundkörper (121) verschweißt ist.
10. Elektrische Anschlussanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Markierungsschildern (130) in mehrere Ausnehmungen (122) eingesetzt ist, wobei die Ausnehmungen (122) an mehreren Grundkörpern (121) gebildet sind und die jeweiligen Markierungsschilder (130) mit einem jeweils zugeordneten Grundkörper (121 ) durch Ultraschallschweißen verschweißt sind.
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