WO2024028213A1 - Verfahren zur herstellung eines elektrischen leitungssatzes sowie elektrischer leitungssatz - Google Patents

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WO2024028213A1
WO2024028213A1 PCT/EP2023/070951 EP2023070951W WO2024028213A1 WO 2024028213 A1 WO2024028213 A1 WO 2024028213A1 EP 2023070951 W EP2023070951 W EP 2023070951W WO 2024028213 A1 WO2024028213 A1 WO 2024028213A1
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WO
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carrier
conductors
layer
carrier layer
cover layer
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Application number
PCT/EP2023/070951
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toralf SEIDEL
Original Assignee
Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh
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Publication date
Application filed by Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh filed Critical Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/012—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for manufacturing wire harnesses
    • H01B13/01236—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for manufacturing wire harnesses the wires being disposed by machine
    • H01B13/01245—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for manufacturing wire harnesses the wires being disposed by machine using a layout board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/012—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for manufacturing wire harnesses
    • H01B13/01254—Flat-harness manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables
    • H01B7/0838—Parallel wires, sandwiched between two insulating layers

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electrical wiring harness and such an electrical wiring harness, in particular for a motor vehicle.
  • PCB printed circuit boards
  • cell contacting systems for batteries can be found, in which pin-shaped guide elements are arranged on a base plate, along which the conductors are laid according to an intended laying pattern.
  • WO 02/056657 A1 describes how to produce small components, such as plastic cards, labels or transponders Method described in which conductors are pressed into an adhesive layer of a base layer using a clamping frame according to a desired laying pattern.
  • the clamping frame has several pin-shaped guide elements along which the conductors are laid.
  • the individual guide pins are spring-mounted on the clamping frame so that they spring back when they come into contact with the base layer.
  • a second support layer is applied from above so that the conductors are sandwiched between the support layers in the adhesive layer.
  • the invention is based on the object of providing a cost-effective and simple production of a cable set, especially for a motor vehicle.
  • the object is achieved according to the invention by a method for producing an electrical wiring harness, in which
  • a mounting device which has a carrier with guide pins arranged thereon and projecting from a carrier plane,
  • a carrier layer is placed on the carrier, the carrier layer having a plurality of passage openings for each guide pin and the guide pins are each guided through a respective passage opening through the carrier layer,
  • a cover layer is placed and laminated with the carrier layer, so that a laminate composite is formed, in which the conductors are fixed between the cover layer and the carrier layer in accordance with the laying pattern, and in which
  • the laminate composite is subsequently removed from the carrier and pulled off the guide pins.
  • the object is further achieved according to the invention by an electrical cable set, which was produced in particular using such a method and which has a laminate composite with a carrier layer, with a cover layer laminated to the carrier layer and with several arranged between the two films and held in accordance with a desired laying pattern Has ladders, wherein at least part of the conductors has at least one bend and the carrier layer has a passage opening in the area of a respective bend, along which the conductor runs along the circumference in areas.
  • the two layers are preferably (plastic) films or alternatively textile layers, in particular nonwoven layers.
  • a textile layer is generally understood to mean a layer that consists of a large number of individual fibers connected to one another, so that a textile fabric is formed. The fibers are connected to each other through a textile process, such as weaving, knitting, braiding.
  • the textile process used is preferably a conventional process for producing a nonwoven fabric, such as a mechanical, chemical or thermal consolidation process.
  • the nonwoven fabric preferably consists of, in particular, thermoplastic fibers such as PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PP (polypropylene), PA (polyamide) and PE (polyethylene).
  • thermoplastic fibers such as PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PP (polypropylene), PA (polyamide) and PE (polyethylene).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • PA polyamide
  • PE polyethylene
  • the textile layers are preferably suitably prepared, for example by being provided or impregnated with an adhesive that can be activated (thermally), so that the two layers can be cohesively connected to one another by thermal bonding to form the laminate composite.
  • the fibers used are already suitably designed and are designed, for example, as plastic fibers and / or have a softenable or meltable outer layer.
  • the layers are generally designed as thin layers that are flexible and, in particular, not inherently rigid. They can therefore easily adapt to a surface structure formed, for example, by the conductors and nestle against the surface structure.
  • This method enables cost-effective production of such a line set, especially a large-area line set, particularly for use in the motor vehicle sector.
  • the assembly device with the guide pins attached to it therefore only serves for temporary guidance and holding during the construction of the laminate composite.
  • This approach is based in particular on a conventional method in which the conductors are laid individually along guide pins on a cable board.
  • the method also provides for the conductors to be laid successively, in particular individually.
  • Each conductor is guided along a predetermined installation path. This is preferably done automatically, e.g. with the help of a laying robot or alternatively manually.
  • the different conductors are guided along different laying paths.
  • a change in direction and bending of at least 30° typically occurs on a respective guide pin.
  • a respective conductor therefore rests directly on the guide pin.
  • the desired laying pattern is only created when the cables are laid. Therefore, no prefabricated line set with an already created laying pattern is placed on the support layer, i.e. no prefabricated line set that already has branches.
  • no plugs or other connection elements attached at the ends that accommodate several cables are usually no plugs or other connection elements attached at the ends that accommodate several cables.
  • the specified laying pattern and thus the cable set after laying the individual conductors form in particular a branched structure.
  • This typically has a main strand, from which one or more secondary strands branch off.
  • a secondary strand has one or more conductors that were previously part of the main strand (before the branch).
  • a guide pin for deflection is provided for each conductor. If a branching secondary strand consists of several conductors, a guide pin and correspondingly a passage opening are preferably provided/designed for each conductor of this secondary strand. Accordingly, only one conductor runs around each opening in the finished cable set.
  • the different conductors are usually routed differently at defined length positions.
  • only a part of the conductors (which, for example, form a secondary strand) is usually bent on a guide pin or a group of guide pins and at a defined length position, while the other conductors (further conductors of the main strand) continue to run in a straight line and are not bent at this length position .
  • the two layers are in particular one-piece layers that cover the entire cable set with its branched laying pattern - except for edge areas in which the conductors protrude at the ends.
  • the passage openings in the support layer which can also be seen in the finished cable set. Because of the passage openings, the carrier layer can be placed on the mounting device in a simple manner, since the guide pins are guided through the passage openings.
  • the guide pins also fix and align the carrier layer on the mounting device, so that overall the most precise alignment of the individual conductors on the carrier layer is achieved.
  • the respective conductor runs along the circumference over a section in the area of its bend at a respective passage opening.
  • the conductor runs, for example, directly along an edge of the passage opening.
  • the conductor also runs partially through the passage opening or is spaced a certain distance from the edge of the passage opening in the radial direction.
  • the respective conductors are therefore bent in the area of the passage openings within a laying plane which is defined by the support layer and runs parallel to it.
  • no components are arranged in the area of the passage openings - in the laminate composite produced when it is pulled off the guide pins. They therefore exist as a free opening.
  • the guide pins protrude beyond the support layer in the vertical direction, in particular to the extent that they also protrude beyond the ladder in the vertical direction.
  • the conductors are laid along the circumference of the guide pins.
  • the two layers are laminated together, this means that they are cohesively connected to one another.
  • a special adhesive layer is applied to at least one layer, especially in the embodiment as a film, to which the second layer, preferably a film, is connected.
  • a temperature treatment (heating) or a UV treatment is provided for the lamination process, so that, for example, a special surface layer of the film is softened and the cohesive bond is formed with the other film and/or an adhesive applied to the film is activated.
  • a film is understood to mean a film-like, flexible structure made of an electrically insulating material and in particular made of plastic.
  • a textile layer is also a flexible structure made of an electrically insulating material.
  • the textile layer preferably has further functions, such as an insulating function and/or a thermal insulating function.
  • the layer is designed to be suitable, for example through a suitable thickness or through a multi-layer structure with, for example, differently designed individual layers.
  • the conductors are preferably bare, solid individual wires. Alternatively, there is also the possibility that these are enameled wires, in which a varnish coating is applied to the bare conductor wire. A stranded wire can also be used instead of solid individual wires.
  • the conductors are preferably not conventional wires, in which the electrical conductor is surrounded by an insulation jacket that is typically extruded on.
  • a plurality of guide pins are preferably provided in the method and several of the conductors are preferably guided around a guide pin several times.
  • Several conductors are therefore formed in the finished cable set, for example more than 5 or 10, each of which preferably has several bends.
  • the conductor is bent according to a radius of the guide pins, ie the bending radius corresponds to the radius of the guide pins.
  • the bending takes place within a plane and typically at a bending angle of at least 45° or at least 60° or at least 90°.
  • the openings are only formed when the carrier layer is placed on top.
  • the guide pins pierce the carrier layer.
  • the guide pins therefore perforate the carrier layer at their respective positions.
  • the guide pins are preferably designed to be suitable for this purpose and have, for example, a tapered end in the manner of a piercing pin.
  • the passage openings are introduced in advance, for example by punching.
  • the cover layer also has passage openings for the guide pins and these are also guided through the cover layer when the cover layer is placed on it.
  • the cover layer is perforated using the guide pins.
  • the passage openings are introduced in advance.
  • the carrier layer and the cover layer therefore have passage openings in the area of a respective bend of a respective conductor, which are aligned with one another.
  • a shielding film is additionally applied to the laminate composite. This is preferably done before the laminate composite is removed from the carrier.
  • This shielding film is in particular an additional, electrically conductive film, for example a metal film or a plastic film provided with a metal layer.
  • the shielding film is preferably also bonded to one of the two layers, in particular the cover layer, in the manner of a lamination and is part of the laminate composite.
  • the shielding film serves to electromagnetically shield the laying pattern formed by the conductors at least in some areas. This achieves good EMC compatibility.
  • the carrier layer and in particular also the cover layer have an opening, so that a window is formed in the laminate composite.
  • the conductors are exposed so that they can be contacted and, in the assembled state, are also contacted with a connection element.
  • the window or the openings therefore form a contacting zone for conductors that are generally freely accessible in the area of the opening.
  • connection element has one or more contact elements, which are designed, for example, as clamping contacts, plug-in contacts, insulation displacement contacts, etc.
  • the connection element preferably has an insulating housing in which several such contact elements are arranged.
  • An outgoing cable strand is preferably attached to the connection element, which is therefore contacted with the conductor.
  • this wiring harness leads, for example, to an electrical component.
  • connection element is preferably connected to the laminate composite and is therefore an integral part of the cable set.
  • the insulating housing is designed in two parts and is fastened to the laminate composite in a clamping manner, for example by means of Ver. Additionally or alternatively, it is cohesively connected to the laminate composite.
  • the carrier has a structured surface which forms a guide structure for the conductors.
  • the carrier layer adapts to it and therefore takes over the surface structure, so that the guide structure is reproduced by the carrier layer and is impressed on it.
  • the carrier layer generally has a sufficiently high level of flexibility so that it can nestle directly against the guide structure of the carrier.
  • the carrier layer and cover layer have different stiffnesses and/or different thicknesses.
  • the high flexibility of the carrier layer is expressed in the fact that an outside of the laminate composite formed by the carrier layer is also structured and, in particular, corrugated. This wavy surface structure essentially forms a negative of the carrier's guide structure.
  • the cover layer when the conductors are guided individually, a single conductor lies in a respective wave elevation.
  • the side of the laminate composite formed by the cover layer is also structured and corrugated in a first variant. In this variant, the cover layer also hugs the path of the ladder.
  • the cover layer and thus the second side of the laminate composite is flat.
  • an additional guide structure is therefore formed by the guide structure, so that reliable guidance of the conductors is ensured, in particular between the individual guide pins.
  • the leaders are preferably guided individually through the management structure. Adjacent conductors are kept at a distance from each other by the leadership structure. This reliably achieves sufficient insulation between the individual conductors.
  • the two layers in the distance area between the two conductors are connected to one another, in particular continuously along the conductor, so that a respective conductor is completely surrounded by the two interconnected (insulating) layers, preferably over its entire length (as long as it runs between the two layers).
  • the guide structure preferably holds the individual conductors in a constant, predetermined grid dimension relative to one another, for example in a grid dimension in the range from 1.5 mm to 5 mm and specifically, for example, at 2.53 mm.
  • the grid dimension is in particular adapted to a grid dimension of the connection element (plug) described above, in which contact elements are usually held in the defined grid dimension relative to one another.
  • the guide structure is preferably formed by a large number of individual guide grooves, which in particular run parallel to one another.
  • the guide grooves preferably extend in a straight line between two guide pins.
  • a respective guide groove for a respective conductor is preferably composed of several partial grooves, each partial groove preferably running in a straight line and the partial grooves being oriented at an angle to one another (not equal to 180°).
  • a guide pin is arranged between two partial grooves, on which a respective conductor is deflected.
  • the individual guide grooves preferably each have the previously described grid dimension relative to one another.
  • the guide grooves are preferably formed by a free space between ribs, which are applied, for example, to a flat surface of the carrier - apart from the ribs.
  • the carrier generally preferably has a carrier plate.
  • the ribs are preferably applied to this.
  • the ribs are, for example, detachably arranged on the surface so that they can be positioned differently. Alternatively, they are an integral part of the carrier. With a detachable fastening, the support can be prepared for different laying patterns.
  • the surface of the laminating plate is preferably flat, at least in the area of the conductors in particular has no guide grooves and/or ribs for guiding the conductors.
  • a laminating plate is preferably provided for lamination, i.e. for materially connecting the two layers.
  • this can be heated.
  • the carrier can be heated in a preferred embodiment.
  • the laminating plate is placed on the layer structure with the two layers and the conductors arranged between them.
  • This layer structure therefore lies between the carrier and the laminating plate.
  • the carrier and the laminating plate are in particular pressed against each other.
  • the two layers are thermally, cohesively connected.
  • the plastic is partially softened or melted, so that the desired cohesive connection is achieved.
  • an adhesive or an adhesive layer is activated by the heat.
  • the laminating plate has recesses into which the guide pins dip when the laminating plate is placed.
  • the recesses are arranged in accordance with an individual pattern, as determined by the positioning of the guide pins on the carrier.
  • a plurality of recesses are formed distributed over the surface of the laminating plate, for example in a predetermined grid dimension.
  • the carrier has pin receptacles for the guide pins, which are also arranged in particular according to a grid dimension.
  • the guide pins can be inserted into these pin holders depending on the desired laying pattern be plugged in.
  • the carrier and/or the laminating plate is therefore, for example, a perforated plate with a predetermined grid dimension for the guide pins.
  • Positioning elements in particular positioning pins, which engage and immerse in corresponding positioning recesses on the other plate, are also attached to the carrier or to the laminating plate. This achieves mutual guidance and alignment of the two plates with one another.
  • Spring elements are preferably attached to the positioning elements, which exert a spring force in such a way that the carrier and the laminating plate are pressed apart. During the lamination process, the two panels are pressed against each other against this spring force.
  • the spring elements at least support the separation of the two plates after the lamination process has been completed.
  • the spring elements are in particular designed as coil springs, which are placed on the positioning elements.
  • electrical components are attached and electrically contacted with some of the conductors.
  • These components are, for example, circuit components, processors or circuits mounted on a carrier in the manner of a circuit board/printed circuit.
  • the electrical cable set is intended in particular for use in a vehicle and is inserted into a vehicle in the assembled state.
  • the line set forms a separating element in order to separate a wet area from a dry area.
  • the cable set is specifically arranged in or on a door module.
  • the cable set is merely part of the door module without forming such a separating element.
  • the line set forms a cell contacting system or is at least part of such a cell contacting system.
  • Such a cell contacting system is used to electrically contact the individual cells of a battery.
  • the battery is, for example, a traction battery for an electrically powered motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view through a line set during assembly according to section line I - 1 in Figure 2,
  • FIG. 2 shows a top view of the line set according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a highly simplified schematic diagram of a motor vehicle door in a sectional view
  • FIG. 5 shows a simplified top view of a carrier with a line set applied thereto according to a further embodiment variant
  • FIG. 6 shows a partially enlarged view of the top view according to FIG. 5, in which further details are shown, as well
  • FIG. 7 shows a side view in the manner of an exploded view of a mounting device for producing the line set.
  • a mounting device 4 When producing an electrical line set 2 shown in FIG. 1 and FIG. 2 or also in FIG. 5, a mounting device 4 is first provided. This has a preferably plate-shaped carrier 6, on which guide pins 8 are arranged, which protrude vertically upwards from the carrier 6.
  • a carrier layer 10 is placed on the mounting device 4 from above.
  • the individual guide pins 8 are passed through openings 12 in the carrier layer 10.
  • the passage openings 12 are preferably first formed by the guide pins 8.
  • the guide pins 8 preferably have a piercing tip at their free end. Alternatively, these are Passage openings 12 have already been introduced previously. In this case, these have a larger diameter than the typically circular guide pins 8.
  • the carrier layer 10 can be a film provided with an adhesive layer.
  • the carrier layer is a nonwoven material.
  • a large number of individual conductors 14, which are preferably bare, solid individual wires, are arranged on the carrier layer 10 according to a desired laying pattern.
  • the individual conductors 14 are preferably laid individually and one after the other, i.e. successively. Each individual conductor is therefore laid along a predetermined laying path and - in the area of direction changes - guided around one of the guide pins 8.
  • some of the conductors 14 run in a straight line. However, some of the conductors 14 change their construction and are guided around the guide pins 8 for this purpose. These conductors 14 each have a bend 16 in the area of the guide pins.
  • the laying of the conductors 14 on the support layer 10 is preferably carried out automatically with the help of a laying head, not shown, which automatically guides the conductors around the guide pins.
  • a desired laying pattern is created.
  • a branched structure in which typically at least one secondary strand branches off from a main strand with all conductors 14 and has (only) some of the conductors 14.
  • only a secondary strand with two conductors 14 is shown.
  • the line pattern often has several secondary strands.
  • each of the conductors 14 of the secondary strand is guided around an assigned guide pin 8. Therefore, in the exemplary embodiment, only exactly one conductor 14 is guided around per guide pin 8.
  • the guide pins 8 for the conductors of a secondary strand are positioned in such a way that the individual conductors 14 of the secondary strand run parallel to one another.
  • a cover layer 18 is placed. This also has passage openings 12, which are preferably formed by the guide pins 8. This cover layer 18 preferably also has an adhesive layer.
  • the two layers 10, 18 are materially connected to one another, so that overall a laminate composite 20 is formed, in which the conductors 14 are sandwiched between the two layers 10, 18.
  • both layers 10, 18 have a significantly larger opening 22 compared to the through openings 12, with the two openings 20 lying aligned one above the other and thus forming a type of contact window.
  • part of the conductors 14 is exposed so that they are accessible and can be contacted.
  • the openings 20 therefore define a contacting zone.
  • a shielding film 24 is applied at least partially to the laminate composite 20, especially to the cover layer 18, and in particular is laminated on, so that the shielding film 24 is part of the laminate composite 20.
  • This shielding film 24 serves for electrical and/or magnetic shielding.
  • the shielding film 24 only covers a partial area, namely the partial area of the conductors 14, which run in a straight line.
  • the shielding film 24 covers the entire laying pattern formed by the conductors 14.
  • the formed laminate composite 20 is subsequently lifted from the assembly device 4. If the passage openings 12 were formed by perforation using the guide pins 8, the passage openings 12 close again somewhat, so that, for example, a portion of the respective layer 10, 18 protrudes in the radial direction over the conductor 14 in the area of the bend 16, so that the Conductors are not exposed in the area of the passage openings 12.
  • connection element 26 which is only indicated by dashed lines.
  • connection element 26 such as a plug, typically accommodates several conductors 14.
  • the connection elements 26 are in particular only attached after the individual conductors 14 have been laid.
  • connection element 26 is also provided, which is also only indicated schematically and by dashed lines.
  • the connection element 26 is in particular firmly connected to the laminate composite 20 and is therefore an integral part of the cable set 2.
  • the connection element 26 has a two-part insulating housing, with the laminate composite 20 being clamped between the two housing parts.
  • the line set 2 is in particular designed as a large-area line set 2, which covers an area of at least 0.25 m 2 , preferably at least 0.5 m 2 or even more.
  • the line set 2 is specifically intended for a motor vehicle and is mounted in a motor vehicle in the assembled state.
  • the line set 2 is arranged within a vehicle door 28, namely as a separating element between a wet area 30 and a dry area 32.
  • the line set 2 is preferably in particular part of a door module 34 on which Electrical components such as speakers, servomotors (window regulators), control devices, etc. are arranged.
  • the line set 2 is used to connect these components of the door module 34.
  • the door has an inner panel 36 towards the passenger compartment and an outer panel 38 towards the outside.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment in which the line set 2 forms a cell contacting system 40 for a battery 42, especially for a traction battery of an electrically driven vehicle. 4 shows a top view in which the line set 2 with the conductors 14 and thus the cell contacting system 40 are only shown in dashed lines.
  • the battery 42 generally has a plurality of battery cells 44 which are electrically connected to one another.
  • the line set 2 is used for this purpose.
  • the individual battery cells 44 are electrically contacted in a manner known per se via the individual conductors 14.
  • Part of the line set 2 is preferably also a control element, not shown here, for example a so-called battery management system. At least one is connected to line set 2.
  • FIG. 5 shows an example of a top view of the carrier 6 with a further line set 2 in a simplified representation, in which several elements of the carrier 6 and also of the line set 2 are not shown.
  • the individual conductors 14 are laid according to a branched laying pattern, as often occurs in practice.
  • Several secondary strands 48 branch off from a main strand 46.
  • the main strand 46 extends from a left, first connection side with a first connection element 26 to a right, second connection side with a second connection element 26, in particular in a straight line, preferably over the entire length of the carrier 6, at least over the entire length of one predetermined installation area of the carrier 6.
  • the secondary strands 48 branch off at right angles or at an oblique orientation, for example at 45 ° Main strand 46 from.
  • a connecting element 26 is also connected to the end of a respective secondary strand 48.
  • another secondary strand 48 branches off from the one secondary strand 48, which in the exemplary embodiment runs, for example, at the bottom and partially parallel to the main strand 46.
  • positioning pins 50 of the carrier 6 are shown in FIG. 5, the function of which will be explained further later in connection with FIG. 7.
  • FIG. 6 it can be seen as an additional detail based on the enlarged view of the upper left corner region of FIG.
  • a large number of individual ribs 52 are attached to the surface, each of which preferably runs in a straight line.
  • the ribs 52 are formed in particular by strips which are applied, for example, to the surface of the carrier 6, for example by gluing or also releasably, for example by screws. Alternatively, the ribs are milled out of the surface, for example.
  • the ribs 52 each form elevations and the free spaces formed between adjacent ribs 52 form depressions in the manner of grooves.
  • a guide groove 54 is formed by the ribs 52, in which the conductor 14 is guided individually.
  • the conductor 14 is in particular a bare wire or an enameled wire.
  • a respective guide groove 54 extends between two guide pins 8, preferably in a straight line.
  • a respective guide groove 54 can be divided into several partial grooves, especially if a secondary strand 48 branches off from the main strand 46.
  • two partial grooves and thus also two ribs 52 adjoin one another.
  • a guide pin 8 is arranged between two successive ribs 52 / partial grooves arranged at an angle to one another.
  • the ribs 52 define in particular a predetermined grid dimension between them. The ribs run parallel to each other so that the grid dimension is always constant.
  • a respective rib 52 preferably has a foot area with a defined width, which is followed by a conical head part at the top. This also leads to a lower necessary force input in the joining process due to a reduction in the contact area.
  • FIG. 7 shows a simplified side view of a mounting device 4 with a laminate composite 20 inserted therein in the manner of an exploded view. Based on this FIG. 7, a preferred variant of the lamination process for forming the laminate composite 20 and the line set 2 is also described below:
  • the mounting device 4 also has a laminating plate 56, which is placed on the carrier 6.
  • the ribs 52 are attached to the carrier to form the structured surface and to individually guide the individual conductors 14.
  • the guide pins 8 and the positioning pins 50 can be seen. These are preferably arranged outside the carrier layer 10 and the cover layer 18 and therefore do not penetrate them.
  • recesses 58 are formed in the laminating plate 56 and positioning recesses 60 are formed corresponding to the positioning pins 50. These are each designed as depressions in the manner of blind holes, but can alternatively also be designed as through holes.
  • a spring element 62 in the form of a coil spring is placed on the positioning pins 50.
  • the individual steps for forming the laminate composite 20 are as follows:
  • the carrier layer 10 is placed on the carrier 6, in particular in the form of a nonwoven layer.
  • the carrier layer 10 nestles against the surface structure formed by the ribs 52.
  • a corrugated or crenellated guide structure is formed in the area of the ribs 52 - viewed in cross section - .
  • the ribs 52 pierce the carrier layer 10.
  • the carrier layer 10 only rests on the ribs 52 without being pierced by them.
  • a head region of the ribs 52 is preferably not designed to have sharp edges, so that the carrier layer 10 can be placed over the ribs 52 without being punctured.
  • the guide pins 8 pierce the carrier layer 10.
  • the conductors 14 are inserted into the individual guide grooves 54 formed by the ribs 52.
  • the conductors 14 are enameled wires.
  • the cover layer 18 is placed, which in turn is designed in particular as a nonwoven layer.
  • the guide pins 8 pierce the cover layer 18.
  • the laminating plate 56 is then placed on and aligned and guided in relation to the carrier 6 by the positioning pins 50.
  • the laminating plate 56 is a heatable plate which is heated for lamination.
  • the laminating plate 56 continues to be pressed with a predetermined pressing force Direction to the carrier 6 pressed against it, so that the two layers 10,18 are pressed against each other with the conductor 14 in between.
  • the laminating plate 56 preferably has a flat surface that comes into contact with the cover layer 10.
  • the laminating plate 56 is lifted off again, with the spring force of the spring elements 62 having a supporting effect.
  • the formed laminate composite 20 is lifted off the carrier 6.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments described above. Rather, other variants of the invention can also be derived from this by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungssatzes (2) sowie einen solchen Leitungssatz (2). Bei dem Verfahren wird eine Montagevorrichtung (4) bereitgestellt, welche einen Träger (6) mit darauf angeordneten Führungsstiften (8) aufweist. Auf diesen Träger (6) werden zunächst eine Trägerlage (10), anschließend Leiter (14) und schließlich eine Decklage (18) aufgelegt. Die Trägerlage (10) sowie bevorzugt auch die Decklage (18) weisen mehrere Durchtrittsöffnungen (12) für jeweils einen Führungsstift (8) auf, durch die die Führungsstifte (8) hindurchgeführt sind. Die Leiter (14) werden entsprechend einem gewünschten Verlegemuster angeordnet und hierzu um die Führungsstifte (8) herumgeführt. Ein hierdurch ausgebildeter Laminatverbund (20) wird nachfolgend von dem Träger (6) abgenommen und von den Führungsstiften (8) abgezogen. Hierdurch ist eine einfache Fertigung eines solchen Leitungssatzes (2) ermöglicht.

Description

Beschreibung Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungssatzes sowie elektrischer Leitungssatz
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungssatzes sowie einen solchen elektrischen Leitungssatz, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Bei der Herstellung von Leitersätzen, die zur Verbindung von mehreren Komponenten vorgesehen sind und üblicherweise mehrere Leiter und häufig auch eine verzweigte Leiterstruktur aufweisen, ist häufig eine automatisierte Fertigung angestrebt.
In Anwendungsfällen, bei denen ein spezielles Verlegemuster der einzelnen Leiter gefordert ist, ist häufig ein hoher Aufwand erforderlich. Speziell bei Anwendungen im Kraftfahrzeug, insbesondere bei großflächigen, verzweigten Verlegemustern, wie sie beispielsweise bei Türen oder als Zellkontaktierungssysteme bei Batterien eingesetzt werden, ist eine Herstellung mit herkömmlichen einfachen Kabel aufwändig. Aufgrund der Größe solcher Leitungssätze ist der Weg über gedruckte Schaltungen (printed circuit boards, PCB) aus technischer und wirtschaftlicher Sicht häufig nicht sinnvoll.
Aus der DE 10 2012 205 020 A1 sowie der WO 2020/161047 A1 sind jeweils Zellkontaktierungssysteme für Batterien zu entnehmen, bei denen auf einer Grundplatte stiftförmige Führungselemente angeordnet sind entlang derer die Leiter entsprechend einem vorgesehenen Verlegemuster verlegt werden.
Zur Herstellung von kleinen Bauteilen, wie dies beispielsweise bei Plastikkarten, Etiketten oder Transpondern der Fall ist, ist in der WO 02/056657 A1 ein Verfahren beschrieben, bei dem in eine Klebeschicht einer Tragschicht mithilfe eines Spannrahmens Leiter entsprechend einem gewünschten Verlegemuster eingedrückt werden. Der Spannrahmen weist hierzu mehrere stiftförmige Führungselemente auf, entlang derer die Leiter verlegt sind. Die einzelnen Führungsstifte sind federnd am Spannrahmen gelagert, sodass sie beim Kontakt mit der Tragschicht zurückfedern. Nach dem Einpressen der Leiter in die Klebeschicht und dem Entfernen des Spannrahmens wird eine zweite Tragschicht von oben aufgebracht, sodass die Leiter sandwichartig zwischen den Tragschichten in der Klebeschicht eingebettet sind.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und einfache Herstellung eines Leitungssatzes, speziell für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungssatzes, bei dem
- eine Montagevorrichtung bereitgestellt wird, welche einen Träger mit darauf angeordneten und aus einer Trägerebene abstehenden Führungsstiften aufweist,
- eine Trägerlage auf den Träger gelegt wird, wobei die Trägerlage mehrere Durchtrittsöffnungen für jeweils einen Führungsstift aufweist und die Führungsstifte jeweils durch eine jeweilige Durchtrittsöffnung durch die Trägerlage hindurch geführt werden,
- mehrere Leiter entsprechend einem gewünschten Verlegemuster auf der Trägerlage angeordnet werden und hierzu zumindest ein Teil der Leiter um die Führungsstifte herum geführt werden,
- eine Decklage aufgelegt und mit der Trägerlage laminiert wird, so dass ein Laminatverbund ausgebildet wird, bei dem die Leiter entsprechend dem Verlegemuster zwischen der Decklage und der Trägerlage fixiert sind, und bei dem
- der Laminatverbund nachfolgend von dem Träger abgenommen und von den Führungsstiften abgezogen wird. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch einen elektrischen Leitungssatz, welcher insbesondere mit einem solchen Verfahren hergestellt wurde und welcher einen Laminatverbund mit einer Trägerlage, mit einer mit der Trägerlage laminierten Decklage sowie mit mehreren zwischen den beiden Folien angeordneten und entsprechend eines gewünschten Verlegemusters gehaltenen Leitern aufweist, wobei zumindest ein Teil der Leiter zumindest eine Biegung aufweist und die Trägerlage im Bereich einer jeweiligen Biegung eine Durchtrittsöffnung aufweist, an dem der Leiter umfangsseitig bereichsweise entlang läuft.
Bei den beiden Lagen, also bei der Trägerlage sowie der Decklage, handelt es sich vorzugsweise um (Kunststoff-) Folien oder alternativ um textile Lagen, insbesondere um Vliesstofflagen. Unter textile Lage wird allgemein eine Lage verstanden, die aus einer Vielzahl von einzelnen miteinander verbundenen Fasern besteht, so dass ein textiles Flächengebilde ausgebildet ist. Die Fasern sind durch ein textiles Verfahren miteinander verbunden, wie beispielsweise Weben, Stricken, Flechten. Bevorzugt wird jedoch als textiles Verfahren ein übliches Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes eingesetzt, wie beispielsweise ein mechanisches, chemisches oder thermisches Verfestigungsverfahren. Der Vliesstoff besteht vorzugsweise aus insbesondere thermoplastischen Kunststofffasern wie beispielsweise PET (Polyethylenterephthalat), PBT (Polybutylenterephthalat), PP (Polypropylen), PA(Polyamid) und PE (Polyethylen). Alternative Materialien, wie z.B. die Verwendung von Naturfasern oder Mischformen aus Kunststofffasern und Naturfasern sind ebenfalls möglich.
Insbesondere bei den textilen Lagen sind diese vorzugsweise geeignet präpariert, indem sie beispielsweise mit einem ggf. (thermisch) aktivierbaren Klebstoff versehen oder imprägniert sind, so dass die beiden Lagen zur Ausbildung des Laminatverbundes durch thermisches Bonden miteinander stoffschlüssig verbunden werden können. Alternativ oder ergänzend sind die verwendeten Fasern bereits geeignet ausgebildet und sind beispielsweise als Kunststofffasern ausgebildet und / oder weisen eine erweichbare oder aufschmelzbare Außenschicht auf. Die Lagen sind allgemein als biegeflexible und insbesondere nicht eigensteife, dünne Lagen ausgebildet. Sie können sich daher ohne weiteres einer z.B. durch die Leiter gebildeten Oberflächenstruktur anpassen und schmiegen sich der Oberflächenstruktur an.
Durch dieses Verfahren ist eine kostengünstige Herstellung eines derartigen Leitungssatzes, speziell eines großflächigen Leitungssatzes insbesondere für die Anwendung im Kraftfahrzeugbereich ermöglicht. Die Montagevorrichtung mit den daran befestigten Führungsstiften dient daher lediglich zur temporären Führung und Halterung während des Aufbaus des Laminatverbundes. Dieser Ansatz geht insbesondere von einem herkömmlichen Verfahren aus, bei dem die Leiter entlang von Führungsstiften auf einem Kabelbrett einzelweise verlegt werden.
Entsprechend ist auch bei dem Verfahren vorgesehen, dass die Leiter insbesondere einzelweise sukzessive verlegt werden. Jeder Leiter wird jeweils entlang eines vorgegebenen Verlegepfades geführt. Dies erfolgt bevorzugt automatisiert z.B. mit Hilfe eines Verlegeroboters oder alternativ manuell.
Die verschiedenen Leiter werden entlang von verschiedenen Verlegepfaden geführt. An einem jeweiligen Führungsstift erfolgt dabei typischerweise eine Richtungsänderung und Umbiegung von zumindest 30°. Ein jeweiliger Leiter liegt daher direkt am Führungsstift an.
Erst beim Verlegen der Leitungen wird das gewünschte Verlegemuster ausgebildet. Es wird daher kein vorgefertigter Leitungssatz mit bereits erzeugtem Verlegemuster auf die Trägerlage aufgelegt, also kein vorgefertigter Leitungssatz, welcher bereits Abzweigungen aufweist. Auch sind beim Verlegen der Leitungen üblicherweise noch keine Stecker oder sonstige Anschlusselemente endseitig angebracht, welche mehrere Leitungen aufnehmen.
Das vorgegebene Verlegemuster und damit der Leitungssatz nach dem Verlegen der einzelnen Leiter bilden insbesondere eine verzweigte Struktur aus. Diese weist typischerweise einen Hauptstrang auf, von der ein oder mehrere Nebenstränge abzweigen. Ein Nebenstrang weist dabei ein oder mehrere Leiter auf, die zuvor (vor dem Abzweig) Bestandteil des Hauptstrangs waren.
An einem Führungsstift wird daher üblicherweise jeweils nur ein Teil der Leiter des Kabelsatzes umgelenkt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass für jeden Leiter jeweils ein Führungsstift zum Umlenken vorgesehen ist. Besteht ein abzweigender Nebenstrang aus mehreren Leitern, so ist für jeden Leiter dieses Nebenstrangs vorzugsweise jeweils ein Führungsstift und entsprechend auch eine Durchtrittsöffnung vorgesehen / ausgebildet. Entsprechend verläuft im endgefertigten Leitungssatz um jede Durchtrittsöffnung nur genau ein Leiter.
Beim sukzessiven Verlegen der einzelnen Leiter werden die verschiedenen Leiter üblicherweise an definierten Längenpositionen unterschiedlich geführt. Speziell wird üblicherweise an einem Führungsstift oder einer Gruppe von Führungsstiften und an einer definierten Längenposition nur ein Teil der Leiter (die z.B. einen Nebenstrang bilden) abgebogen, während die anderen Leiter (weitere Leiter des Hauptstrangs) insbesondere geradlinig weiterlaufen und an dieser Längenposition nicht gebogen werden.
Bei den beiden Lagen (Trägerlage und Decklage) handelt es sich insbesondere jeweils um einstückige Lagen, die den gesamten Leitungssatz mit seinem verzweigten Verlegemuster - bis auf Randbereiche, in denen die Leiter endseitig hervorstehen - überdecken.
Hervorzuheben sind die Durchtrittsöffnungen in der Trägerlage, die auch im endgefertigten Leitungssatz zu erkennen sind. Wegen der Durchtrittsöffnungen kann die Trägerlage in einfacher Weise auf die Montagevorrichtung aufgelegt werden, da die Führungsstifte durch die Durchtrittsöffnungen hindurchgeführt werden.
Durch die Führungsstifte wird die Trägerlage ergänzend auch auf der Montagevorrichtung fixiert und ausgerichtet, sodass insgesamt eine möglichst genaue Ausrichtung der einzelnen Leiter auf der Trägerlage erreicht ist. Aufgrund des speziellen Herstellungsverfahren verläuft der jeweilige Leiter im Bereich seiner Biegung an einer jeweiligen Durchtrittsöffnung umfangsseitig über ein Teilstück entlang. Je nachdem, wie Durchtrittsöffnungen eingebracht sind, verläuft hierbei der Leiter beispielsweise unmittelbar an einem Rand der Durchtrittsöffnung entlang. Alternativ verläuft der Leiter auch ein Teilstück durch die Durchtrittsöffnung hindurch oder ist in radialer Richtung ein Stück weit von dem Rand der Durchtrittsöffnung beabstandet.
Die jeweiligen Leiter sind daher im Bereich der Durchtrittsöffnungen innerhalb einer Verlegeebene umgebogen, die durch die Trägerlage definiert ist und parallel zu dieser verläuft. Im Bereich der Durchtrittsöffnungen sind - beim hergestellten Laminatverbund, wenn dieser von den Führungsstiften abgezogen wird - insbesondere keine Komponenten angeordnet. Sie liegen daher als freie Öffnung vor.
Die Führungsstifte stehen in vertikaler Richtung über die Trägerlage über und zwar insbesondere soweit, dass sie auch die Leiter in vertikaler Richtung überragen. Die Leiter werden am Umfang der Führungsstifte entlang verlegt.
Sofern vorliegend davon gesprochen wird, dass die beiden Lagen miteinander laminiert sind, so wird hierunter verstanden, dass diese stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Hierzu ist beispielsweise vorgesehen, dass zumindest auf einer Lage, speziell in der Ausgestaltung als Folie eine spezielle Klebeschicht aufgebracht ist, mit der die zweite Lage, bevorzugt eine Folie, verbunden ist. Für den Laminierprozess ist alternativ oder ergänzend beispielsweise eine Temperaturbehandlung (Erwärmung) oder eine UV-Behandlung vorgesehen, so dass beispielsweise eine spezielle Oberflächenschicht der Folie erweicht und mit der anderen Folie die stoffschlüssige Verbindung eingeht und/ oder ein auf der Folie aufgebrachter Kleber aktiviert wird. Bei der Ausgestaltung als textile Lage mit einer Vielzahl von Fasern werden diese durch einen Wärmeeintrag erweicht oder zumindest teilweise angeschmolzen, so dass Fasern der beiden Lagen miteinander stoffschlüssig durch den Wärmeeintrag und gegebenenfalls zusätzlich durch einem Krafteintrag verbunden werden und durch ein nachfolgendes Aushärten auch zuverlässig stoffschlüssig verbunden bleiben.
Sofern vorliegend von einer Folie gesprochen wird, so wird hierunter ein folienartiges, biegeflexibles Gebilde aus einem elektrisch isolierenden Material und insbesondere aus Kunststoff verstanden. Auch bei einer textilen Lage handelt es sich um ein biegeflexibles Gebilde aus einem elektrisch isolierenden Material.
Die textile Lage weist vorzugsweise weitere Funktionen, wie z.B. eine Dämmfunktion und / oder eine thermische Isolierfunktion auf. Hierzu ist die Lage geeignet ausgebildet, beispielsweise durch eine geeignete Dicke oder auch durch einen mehrlagigen Aufbau mit beispielsweise unterschiedlich ausgestalteten Einzellagen.
Bei den Leitern handelt es sich vorzugsweise um blanke, massive Einzeldrähte. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass es sich um Lackdrähte handelt, bei denen auf den blanken Leiterdraht eine Lackbeschichtung aufgebracht ist. Anstelle von massiven Einzeldrähten kann auch ein Litzendraht eingesetzt sein. Bei den Leitern handelt es sich bevorzugt gerade nicht um herkömmliche Adern, bei denen also der elektrische Leiter mit einem typischerweise aufextrudierten Isolationsmantel umgeben ist.
Bevorzugt sind beim Verfahren eine Vielzahl von Führungsstiften vorgesehen und mehrere der Leiter werden vorzugsweise auch mehrfach jeweils um einen Führungsstift herumgeführt. Im endgefertigten Leitungssatz sind daher mehrere Leiter ausgebildet, beispielsweise mehr als 5 oder 10, welche vorzugsweise jeweils mehrere Biegungen aufweisen.
Bei einer jeweiligen Biegung wird der Leiter entsprechend einem Radius der Führungsstifte umgebogen, d.h. der Biegeradius entspricht dem Radius der Führungsstifte. Die Biegung erfolgt innerhalb einer Ebene und typischerweise um einen Biegewinkel von zumindest 45° oder auch von zumindest 60° oder von zumindest 90°. In bevorzugter Ausgestaltung werden die Öffnungen erst beim Auflegen der Trägerlage ausgebildet. Hierzu durchstoßen die Führungsstifte jeweils die Trägerlage. Die Führungsstifte perforieren daher an ihrer jeweiligen Position die Trägerlage. Die Führungsstifte sind hierzu vorzugsweise geeignet ausgebildet, und weisen beispielsweise ein spitz zulaufendes Ende nach Art eines Piercing-Stiftes auf.
Gemäß einer alternativen Variante, werden die Durchtrittsöffnungen bereits vorab beispielsweise durch Stanzen eingebracht.
In zweckdienlicher Weiterbildung weist die Decklage ebenfalls Durchtrittsöffnungen für die Führungsstifte auf und diese werden beim Auflegen der Decklage ebenfalls durch die Decklage hindurchgeführt.
Ähnlich wie bei der Trägerlage erfolgt in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Perforieren der Decklage mit Hilfe der Führungsstifte. Alternativ hierzu werden die Durchtrittsöffnungen bereits vorab eingebracht.
Bei dem endgefertigten Leitungssatz weisen daher die Trägerlage und die Decklage im Bereich einer jeweiligen Biegung eines jeweiligen Leiters Durchtrittsöffnungen auf, die miteinander fluchten.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird ergänzend auf dem Laminatverbund noch eine Schirmfolie aufgebracht. Dies erfolgt vorzugsweise vor dem Abnehmen des Laminatverbundes von dem Träger. Bei dieser Schirmfolie handelt es sich insbesondere um eine zusätzliche, elektrisch leitende Folie, beispielsweise eine Metallfolie oder eine mit einer Metallschicht versehene Kunststofffolie. Die Schirmfolie wird bevorzugt ebenfalls stoffschlüssig mit einer der beiden Lagen, insbesondere der Decklage nach Art einer Laminierung verbunden und ist Teil des Laminatverbundes. Die Schirmfolie dient dazu, das durch die Leiter gebildete Verlegemuster zumindest bereichsweise elektromagnetisch abzuschirmen. Hierdurch ist eine gute EMV-Verträglichkeit erreicht. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Trägerlage und insbesondere auch die Decklage einen Durchbruch auf, sodass in dem Laminatverbund ein Fenster ausgebildet ist. Im Bereich dieses Fensters und damit der miteinander fluchtenden Durchbrüche der beiden Lagen liegen zumindest einige der Leiter frei, sodass sie kontaktiert werden können und im montierten Zustand auch mit einem Anschlusselement kontaktiert sind. Das Fenster bzw. die Durchbrüche bilden daher eine Kontaktierungszone für Leiter aus, die im Bereich des Durchbruches allgemein frei zugänglich sind.
Über das Anschlusselement sind die Leiter elektrisch kontaktiert. Das Anschlusselement weist ein oder mehrere Kontaktelemente auf, die beispielsweise als Klemmkontakte, Steckkontakte, Schneid-Klemmkontakte usw. ausgebildet sind. Bevorzugt weist das Anschlusselement ein Isoliergehäuse auf, in dem mehrere solcher Kontaktelemente angeordnet sind. Bevorzugt ist am Anschlusselement ein abgehender Leitungsstrang angebracht, welcher also mit den Leiter kontaktiert ist. Dieser Leitungsstrang führt im montierten Zustand beispielsweise zu einer elektrischen Komponente.
Das Anschlusselement ist bevorzugt mit dem Laminatverbund verbunden und damit fester Bestandteil des Leitungssatzes. Beispielsweise ist das Isoliergehäuse zweiteilig ausgebildet und wird klemmend beispielsweise durch Ver sten am Laminatverbund befestigt. Ergänzend oder alternativ ist es stoffschlüssig mit dem Laminatverbund verbunden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Träger eine strukturierte Fläche auf, welche eine Führungsstruktur für die Leiter ausbildet. Beim Auflegen der Trägerlage auf diese strukturierte Oberfläche passt sich die Trägerlage an diese an, übernimmt daher die Oberflächenstruktur, sodass die Führungsstruktur durch die Trägerlage abgebildet wird und dieser aufgeprägt ist.
Die Trägerlage weist hierfür allgemein eine ausreichend hohe Flexibilität auf, sodass sie sich unmittelbar an die Führungsstruktur des Trägers anschmiegen kann. In einer bevorzugten Weiterbildung weisen Trägerlage und Decklage unterschiedliche Steifigkeiten und/oder unterschiedlichen Dicken auf.
Beim ausgebildeten Laminatverbund äußert sich die hohe Flexibilität der Trägerlage darin, dass eine durch die Trägerlage gebildete Außenseite des Laminatverbundes ebenfalls strukturiert und insbesondere gewellt ausgebildet ist. Diese gewellte Oberflächenstruktur bildet quasi ein Negativ der Führungsstruktur des Trägers.
Speziell liegt bei der einzelweisen Führung der Leiter in einer jeweiligen Wellen- Erhebung ein einzelner Leiter ein. Die durch die Decklage gebildete Seite des Laminatverbunds ist in einer ersten Variante ebenfalls strukturiert und gewellt ausgebildet. Die Decklage schmiegt sich daher bei dieser Variante ebenfalls an den Verlauf der Leiter an.
In einer bevorzugten alternativen Ausführungsvariante hierzu ist die Decklage und damit die zweite Seite des Laminatverbundes plan ausgebildet.
Neben den einzelnen Führungsstiften ist durch die Führungsstruktur daher eine zusätzliche Führungsstruktur ausgebildet, sodass insbesondere auch zwischen den einzelnen Führungsstiften eine zuverlässige Führung der Leiter gewährleistet ist.
Die Leiter werden durch die Führungsstruktur vorzugsweise einzelweise geführt. Benachbarte Leiter werden durch die Führungsstruktur auf Abstand zueinander gehalten. Hierdurch ist zuverlässig eine ausreichende Isolation auch zwischen den einzelnen Leitern erreicht. Speziell ist vorgesehen, dass die beiden Lagen im Abstandsbereich zwischen den beiden Leiter miteinander insbesondere kontinuierlich entlang der Leiter verbunden sind, sodass ein jeweiliger Leiter durch die beiden miteinander verbundenen (Isolier-) Lagen vollumfänglich umgeben ist und zwar vorzugsweise über seine gesamte Länge (solange er zwischen den beiden Lagen verläuft). Durch die Führungsstruktur werden die einzelnen Leiter vorzugsweise in einem konstanten, vorgegebenen Rastermaß zueinander gehalten, beispielsweise in einem Rastermaß im Bereich von 1 ,5 mm bis 5 mm und speziell beispielsweise bei 2,53 mm. Das Rastermaß ist dabei insbesondere angepasst an ein Rastermaß des zuvor beschriebenen Anschlusselements (Stecker), bei dem üblicherweise Kontaktelemente in dem definierten Rastermaß zueinander gehalten sind.
Die Führungsstruktur ist bevorzugt durch eine Vielzahl von einzelnen Führungsnuten gebildet, die insbesondere parallel zueinander verlaufen. Die Führungsnuten erstrecken sich zwischen zwei Führungsstiften vorzugsweise geradlinig.
Bevorzugt setzt sich eine jeweilige Führungsnut für einen jeweiligen Leiter aus mehreren Teilnuten zusammen, wobei jede Teilnut vorzugsweise geradlinig verläuft und die Teilnuten zueinander winklig (ungleich 180°) orientiert sind. Zwischen zwei Teilnuten ist insbesondere jeweils ein Führungsstift angeordnet, an dem jeweils eine Umlenkung eines jeweiligen Leiters erfolgt.
Die einzelnen Führungsnuten weisen zueinander bevorzugt jeweils das zuvor beschriebene Rastermaß auf.
Bevorzugt sind die Führungsnuten durch einen Freiraum zwischen Rippen gebildet, die beispielsweise auf eine - abgesehen von den Rippen - plane Oberfläche des Trägers aufgebracht sind. Der Träger weist allgemein vorzugsweise eine Trägerplatte auf. Auf dieser sind vorzugsweise die Rippen aufgebracht.
Die Rippen sind beispielsweise lösbar an der Oberfläche angeordnet, sodass sie unterschiedlich positioniert werden können. Alternativ sind sie fester Bestandteil des Trägers. Bei einer lösbaren Befestigung kann der Träger für unterschiedliche Verlegemuster vorbereitet werden.
Im Unterschied zu der strukturierten Oberfläche des Trägers ist die Oberfläche der Laminierplatte zumindest im Bereich der Leiter bevorzugt plan ausgebildet und weist insbesondere keine Führungsnuten und/oder Rippen zur Führung der Leiter auf.
Im Hinblick auf den angestrebten Laminierprozess ist zum Laminieren, also zum stoffschlüssigen verbinden der beiden Lagen, vorzugsweise eine Laminierplatte vorgesehen. Diese ist in bevorzugter Ausgestaltung beheizbar. Alternativ oder auch ergänzend ist der Träger in bevorzugter Ausgestaltung beheizbar.
Zum Laminieren wird die Laminierplatte auf den Schichtaufbau mit den beiden Lagen und den dazwischen angeordneten Leitern aufgelegt. Dieser Schichtaufbau liegt daher zwischen dem Träger und der Laminierplatte ein. Der Träger und die Laminierplatte werden insbesondere gegeneinander gepresst. Durch ein insbesondere elektrisches Erwärmen der Laminierplatte und/ oder des Trägers erfolgt ein thermisches, stoffschlüssiges Verbinden der beiden Lagen. Hierbei erfolgt insbesondere ein partielles Erweichen oder Aufschmelzen von Kunststoff, sodass die gewünschte stoffschlüssige Verbindung erreicht wird. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass durch die Wärme ein Kleber oder eine Klebeschicht aktiviert wird.
In bevorzugter Ausgestaltung weist die Laminierplatte Ausnehmungen auf, in die die Führungsstifte jeweils eintauchen, wenn die Laminierplatte aufgelegt wird. Gemäß einer ersten Ausführungsvariante sind die Ausnehmungen hierbei entsprechend einem individuellen Muster angebracht, wie es durch die Positionierung der Führungsstifte am Träger vorgegeben ist.
Alternativ hierzu ist beispielsweise eine Vielzahl von Ausnehmungen über die Fläche der Laminierplatte verteilt ausgebildet, beispielsweise in einem vorgegebenen Rastermaß.
Allgemein - unabhängig von der Laminierplatte - weist der Träger in bevorzugter Ausgestaltung Stiftaufnahmen für die Führungsstifte auf, welche insbesondere ebenfalls entsprechend einem Rastermaß angeordnet sind. In diese Stiftaufnahmen können die Führungsstifte je nach gewünschtem Verlegemuster variabel eingesteckt werden. Beim Träger und / oder bei der Laminierplatte handelt sich daher beispielsweise jeweils um eine Lochplatte mit einem vorgegebenen Rastermaß für die Führungsstifte.
Am Träger oder an der Laminierplatte sind weiterhin Positionierelemente, insbesondere Positionierstifte angebracht, die in korrespondierende Positionierausnehmungen an der anderen Platte eingreifen und eintauchen. Hierdurch wird eine wechselseitige Führung und ein Ausrichten der beiden Platten zueinander erreicht. An den Positionierelementen sind vorzugsweise Federelemente angebracht, welche eine Federkraft ausüben und zwar derart, dass der Träger und die Laminierplatte auseinandergedrückt werden. Gegen diese Federkraft werden daher beim Laminierprozess die beiden Platten gegeneinander gedrückt. Durch die Federelemente wird ein Trennen der beiden Platten nach erfolgtem Laminierprozess zumindest unterstützt. Die Federelemente sind insbesondere als Schraubenfeder ausgebildet, welche auf die Positionierelemente aufgesetzt sind.
Weiterhin ist beispielsweise vorgesehen, dass neben den Leitern zwischen den beiden Lagen und damit im Laminatverbund oder alternativ auch an dem Laminatverbund elektrische Bauteile befestigt und mit einem Teil der Leiter elektrisch kontaktiert sind. Bei diesen Komponenten, handelt es sich beispielsweise um Schaltungskomponenten, Prozessoren oder auch um auf einem Träger angebrachte Schaltungen nach Art einer Leiterplatte/gedruckte Schaltung.
Der elektrische Leitungssatz ist insbesondere für die Verwendung in einem Fahrzeug vorgesehen und ist im montierten Zustand in einem Fahrzeug eingesetzt.
In bevorzugter Ausgestaltung bildet der Leitungssatz ein Trennelement aus, um einen Nassbereich von einem Trockenbereich zu trennen. Speziell wird der Leitungssatz hierzu in bzw. an einem Türmodul angeordnet.
Alternativ ist der Leitungssatz lediglich Teil des Türmoduls, ohne ein solches Trennelement auszubilden. Gemäß einer alternativen Anwendung bildet der Leitungssatz ein Zellkontaktierungssystem aus oder ist zumindest Teil eines solchen Zellkontaktierungssystems. Ein solches Zellkontaktierungssystem dient zur elektrischen Kontaktierung der einzelnen Zellen einer Batterie. Bei der Batterie handelt es sich beispielsweise um eine Traktionsbatterie für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher. Diese zeigen in stark vereinfachten Darstellungen:
FIG 1 eine Querschnittsdarstellung durch einen Leitungssatz bei der Montage gemäß der Schnittlinie I - 1 in Figur 2,
FIG 2 eine Aufsicht auf den Leitungssatz gemäß Figur 1 ,
FIG 3 eine stark vereinfachte Prinzipskizze einer Kraftfahrzeug-Tür in Schnittansicht,
FIG 4 eine stark vereinfachte Prinzipskizze eines Zellkontaktierungssystems in Aufsicht
FIG 5 eine vereinfachte Aufsicht auf einen Träger mit einem darauf aufgebrachten Leitungssatz gemäß einer weiteren Ausführungsvariante,
FIG 6 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung der Aufsicht gemäß Figur 5, bei der weitere Details dargestellt sind, sowie
FIG 7 eine Seitenansicht nach Art einer Explosionsdarstellung einer Montagevorrichtung zur Herstellung des Leitungssatzes.
Bei der Herstellung eines in FIG 1 und FIG 2 oder auch in FIG 5 dargestellten elektrischen Leitungssatzes 2 wird zunächst eine Montagevorrichtung 4 bereitgestellt. Diese weist einen vorzugsweise plattenförmigen Träger 6 auf, auf dem Führungsstifte 8 angeordnet sind, die senkrecht nach oben vom Träger 6 abstehen.
Im ersten Schritt wird eine Trägerlage 10 auf die Montagevorrichtung 4 von oben aufgelegt. Dabei werden die einzelnen Führungsstifte 8 durch Durchtrittsöffnungen 12 der Trägerlage 10 durchgeführt. Bevorzugt werden die Durchtrittsöffnungen 12 durch die Führungsstifte 8 erst ausgebildet. Die Führungsstifte 8 weisen vorzugsweise an ihrem freien Ende eine Piercing-Spitze auf. Alternativ sind die Durchtrittsöffnungen 12 bereits zuvor eingebracht. In diesem Fall weisen diese einen größeren Durchmesser als die typischerweise kreisrunden Führungsstifte 8 auf.
Bei der Trägerlage 10 kann es sich um eine mit einer Klebeschicht versehene Folie handeln. Alternativ handelt es sich bei der Trägerlage um einen Vliesstoff.
Im nächsten Schritt werden eine Vielzahl von einzelnen Leitern 14, bei denen es sich vorzugsweise um blanke, massive Einzeldrähte handelt, gemäß einem gewünschten Verlegemuster auf der Trägerlage 10 angeordnet.
Dabei werden die einzelnen Leiter 14 vorzugsweise einzelweise und nacheinander, also sukzessive verlegt. Jeder einzelne Leiter wird daher entlang eines vorgegebenen Verlegepfades verlegt und dabei - im Bereich von Richtungswechseln - um jeweils einen der Führungsstifte 8 herum geführt.
Wie speziell anhand FIG 2 zu erkennen ist, verlaufen einige der Leiter 14 geradlinig. Einige der Leiter 14 ändern jedoch ihre Errichtung und werden hierzu an den Führungsstifte 8 herum geführt. Diese Leiter 14 weisen jeweils im Bereich der Führungsstifte eine Biegung 16 auf.
Die Verlegung der Leiter 14 auf der Trägerlage 10 erfolgt vorzugsweise automatisiert mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Verlegekopfes, welcher die Leiter automatisch um die Führungsstifte herum führt.
Durch das sukzessive Verlegen der Leiter 14 wird ein gewünschtes Verlegemuster erzeugt. Insgesamt wird eine verzweigte Struktur ausgebildet, bei der typischerweise von einem Hauptstrang mit allen Leitern 14 zumindest ein Nebenstrang abzweigt, welcher (nur) einen Teil der Leiter 14 aufweist. Im Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Nebenstrang mit zwei Leitern 14 dargestellt. Häufig weist das Leitungsmuster mehrere Nebenstränge auf. Wie insbesondere aus der FIG 2 zu entnehmen ist, ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass jeder der Leiter 14 des Nebenstrangs um einen zugeordneten Führungsstift 8 herum geführt ist. Pro Führungsstift 8 ist daher im Ausführungsbeispiel lediglich genau ein Leiter 14 herum geführt. Die Führungsstifte 8 für die Leiter eines Nebenstranges sind dabei derart positioniert, dass die einzelnen Leiter 14 des Nebenstranges parallel zueinander verlaufen.
Nach dem Verlegen der Leiter 14 wird eine Decklage 18 aufgelegt. Auch diese weist wiederum Durchtrittsöffnungen 12 auf, die bevorzugt wiederum durch die Führungsstifte 8 ausgebildet werden. Bevorzugt weist auch diese Decklage 18 eine Klebeschicht auf. Die beiden Lagen 10, 18 werden stoffschlüssig miteinander verbunden, sodass insgesamt ein Laminatverbund 20 ausgebildet ist, bei dem zwischen den beiden Lagen 10, 18 die Leiter 14 sandwichartig eingeschlossen sind.
Wie weiterhin zu erkennen ist, weisen beide Lagen 10, 18 einen im Vergleich zu den Durchtrittsöffnungen 12 deutlich größeren Durchbruch 22 auf, wobei die beiden Durchbrüche 20 fluchtend übereinander liegen und somit eine Art Kontaktierungsfenster bilden. Im Bereich dieser Durchbrüche 20 liegt ein Teil der Leiter 14 frei, sodass diese zugänglich sind und kontaktiert werden können. Die Durchbrüche 20 definieren daher eine Kontaktierungszone.
Optional besteht weiterhin die Möglichkeit, dass auf den Laminatverbund 20, speziell auf die Decklage 18 eine Schirmfolie 24 zumindest bereichsweise aufgebracht und insbesondere auflaminiert wird, so dass die Schirmfolie 24 ein Teil des Laminatverbundes 20 ist. Diese Schirmfolie 24 dient zur elektrischen und/oder magnetische Abschirmung.
Im Ausführungsbeispiel überdeckt die Schirmfolie 24 nur einen Teilbereich, und zwar den Teilbereich der Leiter 14, die geradlinig verlaufen. Alternativ hierzu überdeckt die Schirmfolie 24 das gesamte durch die Leiter 14 gebildete Verlegemuster.
Der ausgebildete Laminatverbund 20 wird nachfolgend von der Montagevorrichtung 4 gehoben. Sofern die Durchtrittsöffnungen 12 durch eine Perforierung mittels der Führungsstifte 8 ausgebildet wurden, schließen die Durchtrittsöffnungen 12 sich wieder etwas, sodass beispielsweise ein Teilstück der jeweiligen Lage 10, 18 in radialer Richtung über die Leiter 14 im Bereich der Biegung 16 übersteht, so dass also die Leiter im Bereich der Durchtrittsöffnungen 12 nicht freiliegen.
Im Ausführungsbeispiel (linke Bildhälfte) ist dargestellt, dass zumindest ein Teil der Leiter 14 randseitig über die Trägerlage 10 hinaus stehen, sodass diese am Rand der Trägerlage 10 zu Kontaktierungszwecken frei liegen. Diese können beispielsweise über ein Anschlusselement 26 kontaktiert werden, welches lediglich gestrichelt angedeutet ist. Ein derartiges Anschlusselement 26, wie beispielsweise ein Stecker, nimmt dabei typischerweise mehrere Leiter 14 auf. Die Anschlusselemente 26 werden insbesondere erst nach dem Verlegen der einzelnen Leiter 14 angebracht.
Insbesondere im Bereich der durch die Durchbrüche 22 gebildeten Kontaktzone ist ebenfalls ein solches Anschlusselement 26 vorgesehen, welches ebenfalls lediglich schematisiert und gestrichelt angedeutet ist. Das Anschlusselement 26 ist dabei insbesondere mit dem Laminatverbund 20 fest verbunden und damit integraler Bestandteil des Leitungssatzes 2. Beispielsweise weist das Anschlusselement 26 ein zweiteiliges Isoliergehäuse auf, wobei zwischen den beiden Gehäuseteilen der Laminatverbund 20 eingeklemmt ist.
Der Leitungssatz 2 ist insbesondere als ein großflächiger Leitungssatz 2 ausgebildet, welcher eine Fläche von zumindest 0,25 m2, bevorzugt von zumindest 0,5 m2 oder auch mehr überdeckt. Der Leitungssatz 2 ist speziell für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und im montierten Zustand in einem Kraftfahrzeug montiert.
FIG 3 zeigt eine bevorzugte Anwendung bei einem Kraftfahrzeug. Und zwar ist der Leitungssatz 2 innerhalb einer Fahrzeugtür 28 angeordnet, nämlich als ein Trennelement zwischen einem Nassbereich 30 und einem Trockenbereich 32. Der Leitungssatz 2 ist bevorzugt insbesondere Teil eines Türmoduls 34, auf dem elektrische Komponenten wie beispielsweise Lautsprecher, Stellmotoren (Fensterheber), Steuergeräte usw. angeordnet sind. Der Leitungssatz 2 dient zum Anschluss dieser Komponenten des Türmoduls 34. Zur Fahrgastzelle hin weist die Tür eine Innenverkleidung 36 und nach außen ein Außenblech 38 auf.
FIG 4 zeigt schließlich eine alternative Ausgestaltung, bei der der Leitungssatz 2 ein Zellkontaktierungssystem 40 für eine Batterie 42, speziell für eine Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges bildet. FIG 4 zeigt eine Aufsicht, bei der der Leitungssatz 2 mit den Leitern 14 und damit das Zellkontaktierungssystem 40 lediglich gestrichelt dargestellt sind.
Die Batterie 42 weist allgemein eine Vielzahl von Batteriezellen 44 auf, die untereinander elektrisch leitend verbunden sind. Hierzu dient der Leitungssatz 2. Über die einzelnen Leiter 14 werden die einzelnen Batteriezellen 44 in an sich bekannter Weise elektrisch kontaktiert. Teil des Leitungssatzes 2 ist vorzugsweise weiterhin ein hier nicht näher dargestelltes Steuerelement, beispielsweise ein sogenanntes Batteriemanagementsystem. Zumindest ist ein solches mit dem Leitungssatz 2 verbunden.
FIG 5 zeigt beispielhaft eine Aufsicht auf den Träger 6 mit einem weiteren Leitungssatz 2 in einer vereinfachten Darstellung, bei der mehrere Elemente des Trägers 6 sowie auch des Leitungssatzes 2 nicht dargestellt sind.
Die einzelnen Leiter 14 sind entsprechend einem verzweigten Verlegemuster verlegt, wie es in der Praxis häufig vorkommt. So zweigen von einem Hauptstrang 46 mehrere Nebenstränge 48 ab. Der Hauptstrang 46 erstreckt sich im Ausführungsbeispiel von einer linken, ersten Anschlussseite mit einem ersten Anschlusselement 26 bis zu einer rechten, zweiten Anschlussseite mit einem zweiten Anschlusselement 26 insbesondere geradlinig, und zwar vorzugsweise über die gesamte Länge des Trägers 6, zumindest über die gesamte Länge eines vorgegebenen Verlegebereichs des Trägers 6. Die Nebenstränge 48 zweigen rechtwinklig oder auch unter einer schrägen Orientierung, beispielsweise unter 45°, vom Hauptstrang 46 ab. Im Ausführungsbeispiel ist am Ende eines jeweiligen Nebenstrangs 48 ebenfalls wiederum ein Anschlusselement 26 angeschlossen.
Im Ausführungsbeispiel ist weiterhin vorgesehen, dass von dem einen Nebenstrang 48, welcher im Ausführungsbeispiel beispielsweise unten und teilweise parallel zum Hauptstrang 46 verläuft, ein weiterer Nebenstrang 48 abzweigt.
Weiterhin sind in der FIG 5 Positionierstifte 50 des Trägers 6 dargestellt, deren Funktion nachher im Zusammenhang mit der FIG 7 weiter erläutert wird.
In FIG 6 ist anhand der vergrößerten Darstellung des linken oberen Eckbereichs der FIG 5 als zusätzliches Detail zu erkennen, dass die Oberfläche des Trägers 6 strukturiert ist. Insbesondere sind auf der Oberfläche eine Vielzahl von einzelnen Rippen 52 angebracht, die vorzugsweise jeweils geradlinig verlaufen. Die Rippen 52 werden insbesondere durch Leisten gebildet, welche beispielsweise auf die Oberfläche des Trägers 6 aufgebracht sind, beispielsweise durch Kleben oder auch lösbar beispielsweise durch Schrauben. Alternativ sind die Rippen beispielsweise aus der Oberfläche herausgefräst. Die Rippen 52 bilden jeweils Erhebungen und die zwischen benachbarten Rippen 52 ausgebildeten Freiräumen bilden Vertiefungen nach Art von Nuten aus. Für einen jeweiligen Leiter 14 ist jeweils durch die Rippen 52 eine Führungsnut 54 ausgebildet, in der jeweils der Leiter 14 einzelweise geführt wird. Bei dem Leiter 14 handelt sich dabei insbesondere um einen blanken Draht oder auch um einen Lackdraht.
Eine jeweilige Führungsnut 54 erstreckt sich zwischen zwei Führungsstifte 8 vorzugsweise geradlinig. Eine jeweilige Führungsnut 54 kann dabei in mehrere Teilnuten unterteilt sein, insbesondere wenn ein Nebenstrang 48 von dem Hauptstrang 46 abzweigt. An Abzweigstellen, bei denen die Leiter 14 um einen jeweiligen Führungsstift 8 herum geführt und damit abgewinkelt werden, schließen sich daher zwei Teilnuten und damit auch zwei Rippen 52 aneinander an. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden, winklig zueinander angeordneten Rippen 52 / Teilnuten ist insbesondere jeweils ein Führungsstift 8 angeordnet. Die Rippen 52 definieren zwischen sich insbesondere ein vorgegebenes Rastermaß. Die Rippen verlaufen zueinander parallel, sodass das Rastermaß immer konstant ist.
Im Querschnittsprofil betrachtet verjüngen sich die Rippen 52 nach oben, sodass zwischen zwei Rippen 52 quasi ein Einführtrichter für das Einlegen des jeweiligen Leiters 14 ausgebildet ist. Bevorzugt weist eine jeweilige Rippe 52 im Querschnittsprofil betrachtet einen Fußbereich mit definierter Breite auf, an den sich nach oben hin ein konisches Kopfteil anschließt. Dies führt ebenfalls zu einem geringeren notwendigen Krafteintrag im Fügeprozess durch eine Reduzierung der Kontaktfläche.
FIG 7 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht einer Montagevorrichtung 4 mit darin einliegendem Laminatverbund 20 nach Art einer Explosionsdarstellung. Anhand dieser FIG 7 wird nachfolgend auch eine bevorzugte Variante des Laminierprozesses zur Ausbildung des Laminatverbundes 20 und des Leitungssatzes 2 beschrieben:
Die Montagevorrichtung 4 weist neben dem zuvor beschriebenen Träger 6 zusätzlich noch ein Laminierplatte 56 auf, die auf den Träger 6 aufgesetzt wird.
Anhand der Darstellung der FIG 7 ist zunächst zu erkennen, dass auf dem Träger die Rippen 52 zur Ausbildung der strukturierten Oberfläche und zur einzelweisen Führung der einzelnen Leiter 14 angebracht sind. Weiterhin sind die Führungsstifte 8 sowie die Positionierstifte 50 zu erkennen. Diese sind vorzugsweise außerhalb der Trägerlage 10 sowie der Decklage 18 angeordnet, durchstoßen diese daher nicht. Korrespondierend zu den Führungsstiften 8 sind in der Laminierplatte 56 Ausnehmungen 58 und korrespondierend zu den Positionierstiften 50 sind Positionierausnehmungen 60 ausgebildet. Diese sind jeweils als Vertiefungen nach Art von Sacklöchern ausgebildet, können alternativ jedoch auch als Durchgangslöcher ausgibt sein. Auf die Positionierstifte 50 ist im Ausführungsbeispiel jeweils noch ein Federelement 62 in Form einer Schraubenfeder aufgesetzt.
Die einzelnen Schritte zur Ausbildung des Laminatverbundes 20 sind wie folgt:
Zunächst wird die Trägerlage 10 insbesondere in Form einer Vliesstofflage auf den Träger 6 aufgelegt. Dabei schmiegt sich die Trägerlage 10 der durch die Rippen 52 gebildeten Oberflächenstruktur an. Im Bereich der Rippen 52 ist durch diese - im Querschnitt betrachtet - eine gewellte oder auch Zinnen förmige Führungsstruktur ausgebildet.
In der vereinfachten Darstellung gemäß FIG 7 ist dargestellt, dass die Rippen 52 die Trägerlage 10 durchstoßen. Dies kann alternativ vorgesehen sein bevorzugt liegt die Trägerlage 10 jedoch lediglich auf den Rippen 52 auf, ohne von diesen durchstoßen zu werden. Ein Kopfbereich der Rippen 52 ist bevorzugt nicht scharfkantig ausgebildet, sodass die Trägerlage 10 über die Rippen 52 gelegt werden kann, ohne durchstoßen zu werden. Im Unterschied hierzu durchstoßen die Führungsstifte 8 die Trägerlage 10.
In einem zweiten Schritt werden die Leiter 14 in die einzelnen durch die Rippen 52 gebildeten Führungsnuten 54 eingelegt.
Gemäß einer bevorzugten, jedoch nicht zwingenden Ausgestaltung handelt es sich bei den Leitern 14 um Lackdrähte.
Im dritten Schritt wird die Decklage 18 aufgelegt, die wiederum insbesondere als eine Vliesstoff läge ausgebildet ist. Die Führungsstifte 8 durchstoßen die Decklage 18.
Anschließend wird die Laminierplatte 56 aufgesetzt und durch die Positionierstifte 50 in Relation zum Träger 6 ausgerichtet und geführt. Bei der Laminierplatte 56 handelt es sich um eine beheizbare Platte, welche für das Laminieren beheizt wird. Die Laminierplatte 56 wird weiterhin mit einer vorgegebenen Presskraft in Richtung zum Träger 6 gegen diesen verpresst, sodass die beiden Lagen 10,18 unter Zwischenlage der Leiter 14 gegeneinander verpresst werden. Die Laminierplatte 56 weist im Unterschied zu dem Träger 6 vorzugsweise eine ebene Oberfläche auf, die mit der Decklage 10 in Berührung kommt.
Anschließend erfolgt der eigentliche Laminierprozess, bei dem unter Wärmeeinwirkung und Druckeinwirkung die beiden Lagen 10,18 ein thermisches Bonden erfahren und dadurch stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
Nach diesem thermischen Bonden wird die Laminierplatte 56 wieder abgehoben, wobei hierzu die Federkraft der Federelemente 62 unterstützend wirkt.
Im letzten Schritt wird schließlich der ausgebildete Laminatverbund 20 von dem Träger 6 abgehoben. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
2 Leitungssatz
4 Montagevorrichtung
6 Träger
8 Führungsstifte
10 Trägerlage
12 Durchtrittsöffnung
14 Leiter
16 Biegung
18 Decklage
20 Laminatverbund
22 Durchbruch
24 Schirmfolie
26 Anschlusselement
28 Fahrzeugtür
30 Nassbereich
32 Trockenbereich
34 Türmodul
36 Innenverkleidung
38 Außenblech
40 Zellkontaktierungssystem
42 Batterie
44 Batteriezellen
46 Hauptstrang
48 Nebenstrang
50 Positionierstift
52 Rippen
54 Führungsnut
56 Laminierplatte
58 Ausnehmung
60 Positionierausnehmung
62 Federelement

Claims

Ansprüche Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungssatzes (2), bei dem
- eine Montagevorrichtung (4) bereitgestellt wird, welche einen Träger (6) mit darauf angeordneten Führungsstiften (8) aufweist,
- eine Trägerlage (10) auf den Träger (6) gelegt wird, wobei die Trägerlage (10) mehrere Durchtrittsöffnungen (12) für jeweils einen Führungsstift (8) aufweist und die Führungsstifte (8) jeweils durch eine jeweilige Durchtrittsöffnung (12) durch die Trägerlage (10) hindurch geführt werden,
- mehrere Leiter (14) entsprechend einem gewünschten Verlegemuster auf der Trägerlage (10) angeordnet werden und hierzu zumindest ein Teil der Leiter (14) um die Führungsstifte (8) herum geführt werden,
- eine Decklage (18) aufgelegt und mit der Trägerlage (10) laminiert wird, so dass ein Laminatverbund (20) ausgebildet wird, bei dem die Leiter (14) entsprechend dem Verlegemuster zwischen der Decklage (18) und der Trägerlage (10) fixiert sind,
- der Laminatverbund (20) nachfolgend von dem Träger (6) abgenommen und von den Führungsstiften (8) abgezogen wird. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem beim Auflegen der Trägerlage (10) diese durch die Führungsstifte (8) zur Ausbildung der Durchtrittsöffnungen (12) perforiert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Decklage (18) ebenfalls Durchtrittsöffnungen (12) für die Führungsstifte (8) aufweist und die Führungsstifte (8) durch die Decklage (18) hindurchgeführt werden, wenn die Decklage (18) auf der Trägerlage (10) aufgelegt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem insbesondere vor dem Abnehmen des Laminatverbundes (20) vom Träger (6) eine zusätzliche Schirmfolie (24) zumindest bereichsweise auf die Decklage (18) aufgebracht wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Trägerlage (10) einen Durchbruch (22) aufweist, wobei zumindest einige der Leiter (14) im Bereich des Durchbruchs (22) frei liegen und der Durchbruch (22) eine Kontaktierungszone für die Leiter (14) ausbildet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Trägerlage (10) eine Folie mit einer Klebeschicht eingesetzt wird und die Leiter (14) auf die Klebeschicht aufgelegt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger eine strukturierte Oberfläche aufweist, welche eine Führungsstruktur für die Leiter (14) aufweist, wobei die Trägerlage (10) beim Auflegen auf die strukturierte Oberfläche sich an diese anpasst, so dass die Führungsstruktur der Trägerlage (10) aufgeprägt wird. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Leiter (14) einzelweise durch die Führungsstruktur geführt werden. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Führungsstruktur eine Vielzahl von einzelnen Führungsnuten (54) aufweist, die insbesondere parallel zueinander verlaufen, wobei die Führungsnuten (54) insbesondere durch Freiräume zwischen auf einer Oberseite des Trägers aufgebrachten Rippen (52) ausgebildet sind. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Führungsnuten (54) eine konstantes Rastermaß insbesondere im Bereich zwischen 1 ,5 mm und 5 mm aufweisen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zum Laminieren der Decklage (18) auf der Trägerlage (10) eine insbesondere beheizbare Laminierplatte (56) aufgelegt wird, so dass die beiden Lagen, nämlich die Trägerlage (10) und die Decklage (18), zwischen dem Träger (6) und der Laminierplatte (56) einliegen und insbesondere gegeneinander verpresst werden. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Laminierplatte (56) Ausnehmungen (58) aufweist, in denen die Führungsstifte (8) aufgenommen werden, wenn die Laminierplatte (56) aufgelegt wird. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger (6) oder die Laminierplatte (56) Positionierelemente (50) und korrespondierend die Laminierplatte (56) bzw. der Träger (6) korrespondierende Positionierausnehmungen (60) aufweist, in die die Positionierelemente (60) für ein Ausrichten der Laminierplatte (56) relativ zum Träger (6) eingreifen. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem an den Positionierelementen (50) Federelemente (62) angebracht sind, welche eine Federkraft ausüben, die Träger (6) und Laminierplatte (56) auseinander drücken. Elektrischer Leitungssatz (2), insbesondere hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weicher einen Laminatverbund (20) mit einer Trägerlage (10), mit einer mit dieser laminierten Decklage (18) sowie mit mehreren zwischen den beiden Folien (10, 18) angeordneten und entsprechend eines gewünschten Verlegemusters gehaltenen Leitern (14) aufweist, wobei zumindest ein Teil der Leiter (14) zumindest eine Biegung (16) aufweist und die Trägerlage (10) im Bereich einer jeweiligen Biegung (16) eine Durchtrittsöffnung (12) aufweist, an der der Leiter (14) umfangsseitig bereichsweise entlang läuft. Leitungssatz (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Decklage (18) ebenfalls im Bereich einer jeweiligen Biegung (16) eine Durchtrittsöffnung (12) aufweist, wobei die Durchtrittsöffnungen (12) der Decklage (18) mit denen der Trägerlage (10) fluchten. Leitungssatz (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Laminatverbund (20) im Bereich der Leiter (14) zumindest an der Trägerlage (10) eine gewellte Oberflächenstruktur aufweist. Leitungssatz (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Leiter (14) einzelweise zwischen der Trägerlage (10) und der Decklage (18) geführt sind. Leitungssatz (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest eine der beiden Lagen (10, 18) einen Durchbruch (22) aufweist, an dem mehrere Leiter (14) frei liegen, so dass eine Kontaktzone für eine Kontaktierung mit einem Anschlusselement ausgebildet ist. Leitungssatz (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem im Bereich der Kontaktzone ein Anschlusselement (26) mit dem Laminatverbund (20) verbunden ist, über den die Leiter (14) elektrisch kontaktiert sind. Leitungssatz (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 20, welcher als Trennelement zwischen einem Nassbereich (30) und einem Trockenbereich (32) in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Leitungssatz (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 21 , welcher zumindest Teil eines Zellkontaktierungssystems (40) zur Kontaktierung von Batteriezellen (44) einer Batterie (42) ist.
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