DE10260241B4

DE10260241B4 - Kontaktierungsbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Kontaktierungsbauteils

Info

Publication number: DE10260241B4
Application number: DE10260241A
Authority: DE
Inventors: Georg Fischer; Harald Holzer; Andreas Rekofsky; Karl Smirra
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-12-21
Also published as: JP2004207238A; US20040140115A1; FR2849292A1; FR2849292B1; DE10260241A1

Abstract

Kontaktierungsbauteil zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung, insbesondere zwischen einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung und einem Aktuator, aufweisend eine Leitereinrichtung (2) aus mehreren Leiterbahnen, an der wenigstens ein erstes Kunststoffbauteil (3) und separat davon ein zweites Kunststoffbauteil (4, 5, 6) angespritzt ist, wobei die Leitereinrichtung (2) verbiegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Kunststoffbauteil (3) Rastnasen (7) aufweist und das zweite Kunststoffbauteil (4, 5, 6) plattenförmige Bereiche (4a, 5a, 6a) aufweist, – die Leitereinrichtung (2) derart gebogen ist, dass jeweils ein plattenförmiger Bereich (4a, 5a, 6a) des zweiten Kunststoffbauteils (4,5,6) mit jeweils zwei Rastnasen (7) des ersten Kunststoffbauteil (3) in Eingriff ist, wobei plattenförmige Bereiche (4a, 5a, 6a) und Rastnasen (7) eine Rastvorrichtung bilden,; und das erste Kunststoffbauteil (3) mit dem zweiten Kunststoffbauteil (4, 5, 6) mittels einer Rastverbindung lösbar in Eingriff ist, wobei die Rastverbindung einen Toleranzausgleich ermöglicht, sowohl in Richtung parallel zu den Leiterbahnen der Leitereinrichtung...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktierungsbauteil zur Bereitstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer Elektronik oder Steuerungs-/Regelungseinrichtung und einem Aktuator, insbesondere einem Ventil zur Hydrauliksteuerung in einem Getriebe sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktierungsbauteils.
Ventile zur hydraulischen Steuerung von Getrieben, insbesondere Automatikgetrieben, werden beispielsweise mittels Magneten oder mittels Piezoelementen betätigt, um einen Fluidstrom zu steuern. Hierbei muss eine Kontaktierungsaufgabe zwischen dem Ventil und z. B. einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung gelöst werden. Weiterhin muss ein gewisser Toleranzausgleich zwischen dem Ventil und dem daran anschließenden Kontaktierungsbauteil möglich sein. Daher wurden bisher die Ventile mittels flexibler Leiterplatten (Flexfolien) kontaktiert, sodass auch ein ausreichender Toleranzausgleich möglich ist. Derartige flexible Leiterplatten sind jedoch sehr aufwendig in ihrer Herstellung und überdies extrem teuer.
Druckschrift US 5,178,563 A beschreibt ein Kontaktierungsbauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Druckschrift US 5,619,012 A ist ein Kontaktierungsbauteil zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung bekannt, bei dem an eine Leitereinrichtung ein Kunststoffbauteil angespritzt ist. Das Kunststoffbauteil gliedert sich dabei in drei Teilbereiche, wobei die Leitereinrichtung im mittleren Teilbereich des Kunststoffbauteils derart verbiegbar ist, dass die beiden äußeren Teilbereiche des Kunststoffbauteils nach dem Verbiegen aneinander anliegen.
Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kontaktierungsbauteil zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung bereitzustellen, welches eine sichere Kontaktierung und einen ausreichenden Toleranzausgleich ermöglicht und dabei besonders einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines fertigen Kontaktierungsbauteils bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch ein Kontaktierungsbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Die Unteransprüche zeigen jeweils bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Kontaktierungsbauteil zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung, insbesondere zwischen einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung und einem Aktuator, wie z. B. einem Ventil zur Hydrauliksteuerung in einem Getriebe, umfasst eine Leitereinrichtung, an der ein erstes Kunststoffbauteil und ein zweites Kunststoffbauteil angespritzt sind. Die Leitereinrichtung ist dabei derart verbiegbar ausgebildet, dass durch Biegen der Leitereinrichtung das erste Kunststoffbauteil mit dem zweiten Kunststoffbauteil in Eingriff bringbar ist, um ein integrales Kontaktierungsbauteil bereitzustellen. Durch das erfindungsgemäße Kontaktierungsbauteil ist es somit möglich, auf die bisher im Stand der Technik verwendeten, extrem teuren Flexfolien zu verzichten. Die beiden Kunststoffbauteile werden mittels einer erfindungsgemäßen Rastvorrichtung miteinander in Eingriff gebracht, wobei die Rastvorrichtung aus Rastnasen am ersten Kunststoffbauteil und plattenförmigen Bereichen am zweiten Kunststoffbauteil besteht. Dadurch kann insbesondere auf einfache Weise eine Beweglichkeit zum Ausgleich von Toleranzen der Leitereinrichtung sichergestellt werden. Weiterhin können die Rastvorrichtungen gleich integral mit den Kunststoffbauteilen gespritzt werden, sodass sie einstückig mit den Kunststoffbauteilen gebildet sind. Die Kontaktierungsaufgabe wird dabei erfindungsgemäß durch die Leitereinrichtung bereitgestellt und die Toleranzausgleichsaufgabe wird dadurch gelöst, dass an der Leitereinrichtung wenigstens zwei separate Kunststoffbauteile angespritzt werden. Dadurch sind die beiden Kunststoffbauteile über die Leitereinrichtung miteinander verbunden. Durch das Verbiegen und gegenseitige Ineingriffbringen der wenigstens zwei Kunststoffbauteile übernimmt die Leitereinrichtung einen ggf. notwendigen Toleranzausgleich, wobei der Toleranzausgleich sowohl in Richtung parallel zu den Leiterbahnen der Leitereinrichtung im Bereich des zweiten Kunststoffbauteils, als auch in Richtung senkrecht zu den Leiterbahnen der Leitereinrichtung im Bereich des zweiten Kunststoffbauteils ermöglicht wird. Die Leitereinrichtung kann dabei z. B. ein einfacher, drahtförmiger metallischer Leiter sein.
Erfindungsgemäß ist das Kontaktierungsbauteil derart aufgebaut, dass das erste Kunststoffbauteil im Endzustand, d. h. im Eingriffszustand, in einem Winkel von ca. 90° zum zweiten Kunststoffbauteil angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, dass die Leitereinrichtung aus mehreren im Wesentlichen ebenen, zueinander parallelen draht- oder streifenförmigen Leiterbahnen besteht, wobei die Kunststoffbauteile an die Leiterbahnen angespritzt sind.
Besonders bevorzugt weist das erste Kunststoffbauteil eine Biegeschulter auf, um welche die Leitereinrichtung gebogen werden kann. Dadurch kann auf zusätzliche Werkzeuge oder Hilfsmittel beim Ineingriffbringen der beiden Kunststoffbauteile verzichtet werden. Der Biegevorgang der Leitereinrichtung erfolgt dabei automatisch beim Zusammenbau des Kontaktierungsbauteils. Weiterhin kann der Umbiegevorgang dabei kostengünstig automatisiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kontaktierungsbauteils umfasst die Schritte des Bereitstellens der Leitereinrichtung, des Anspritzens eines ersten und eines zweiten Kunststoffbauteils an die Leitereinrichtung derart, dass das erste und zweite Kunststoffbauteil separat voneinander an der Leitereinrichtung angeordnet sind und des Umbiegens des derart gebildeten Halberzeugnisses, dass das erste Kunststoffbauteil mit dem zweiten Kunststoffbauteil in Eingriff kommt.
Weiterhin werden integrale Rastelemente an die Kunststoffbauteile angespritzt, um eine lösbare gegenseitige Verrastung der beiden Kunststoffbauteile nach dem Umbiegen und einen Ausgleich von Toleranzen zu ermöglichen.
Besonders bevorzugt werden die beiden Kunststoffbauteile gleichzeitig an die Leitereinrichtung angespritzt.
Vorzugsweise ist die Leitereinrichtung ein Gitterelement, welches aus einem flachen Zuschnitt z. B. mittels Stanzen oder Lasertrennen derart herausgetrennt wird, dass einzelne Leiterbahnen an einem Ende über Verbindungsstege miteinander verbunden sind und die Verbindungsstege nach dem Anspritzen der Kunststoffbauteile entfernt werden, um im Betrieb einen Kurzschluss zu unterbinden. Das Entfernen der Verbindungsstege kann dabei vor oder nach dem Biegen des Halberzeugnisses ausgeführt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Leitereinrichtung mehrere separate Leiterbahnen, welche mittels einer Haltevorrichtung in vorbestimmten Positionen, insbesondere parallel zueinander gehalten werden. Anschließend werden die beiden Kunststoffbauteile an die derart gehaltenen Leiterbahnen angespritzt und nach Beendigung des Spritzvorgangs und Erhärtung der Kunststoffbauteile wird die Haltevorrichtung entfernt, sodass das Halberzeugnis erhalten wird, welches durch Umbiegen der Leiter und Ineingriffbringen der beiden Kunststoffbauteile zum Kontaktierungsbauteil fertig montiert wird.
Das erfindungsgemäße Kontaktierungsbauteil kann insbesondere in Getrieben für Fahrzeuge verwendet werden, um eine robuste und gegenüber Hydrauliköl unempfindliche Verbindung bereitzustellen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Kontaktierungsbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zwischenzustand (Halberzeugnis),
2 eine schematische Schnittansicht des Kontaktierungsbauteils von 1,
3 eine schematische, perspektivische Ansicht des Kontaktierungsbauteils im endmontierten Zustand, und
4 eine schematische Schnittansicht des in 3 gezeigten Endzustandes des Kontaktierungsbauteils.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie insbesondere in 1 ersichtlich ist, umfasst das erfindungsgemäße Kontaktierungsbauteil 1 eine Leitereinrichtung 2, welche aus einer Vielzahl von parallelen Leiterbahnen besteht. Die einzelnen Leiterbahnen sind dabei nicht miteinander elektrisch verbunden und weisen eine im Wesentlichen streifenförmige Gestalt auf. An die Leiterbahnen ist einerseits an einem Ende davon ein Basisbauteil 3 aus Kunststoff angespritzt und am anderen Ende der Leiterbahnen sind Ventilstecker 4, 5, 6 angespritzt, über welche ein Kontakt mit den nicht gezeigten Ventilen (Aktuatoren) erfolgt. Die Ventilstecker 4, 5, 6 sind dabei derart ausgebildet, dass sie an einer Seite einen plattenförmigen Bereich 4a, 5a, 6a aufweisen und an der anderen Seite einen T-trägerförmigen Bereich 4b, 5b, 6b aufweisen, an welchem die Leiterbahnen angeordnet sind.
Die einzelnen Leiterbahnen der Leitereinrichtung 2 weisen dabei jeweils eine erste Kontaktfläche 9 am Basisbauteil 3 und eine zweite Kontaktfläche 10 an den Ventilsteckern 4, 5, 6 auf. Die Leitereinrichtung 2 wird für die dargestellte Anwendung mit Ventilkontaktflächen 10 für drei Ventile vorzugsweise derart hergestellt, dass aus einem im Wesentlichen flachen Rechteckzuschnitt aus metallischem Material die einzelnen Leiterbahnen in einem Schritt ausgestanzt werden und ggf. schon teilweise vorgebogen werden. Anschließend wird mittels Kunststoffspritzen der Basisbereich 3 bzw. die jeweiligen Ventilstecker 4, 5, 6 an die Enden der einzelnen Leiterbahnen angespritzt, sodass ein Halberzeugnis, wie in 1 gezeigt, erhalten wird.
In den 3 und 4 ist das Kontaktierungsbauteil 1 im endmontierten Zustand gezeigt. Um in diesen Zustand zu gelangen, wird, ausgehend von 1 bzw. 2, jeder Ventilstecker 4, 5, 6 durch Biegen um eine integral am Basisbauteil 3 gebildete Biegeschulter 8 um ca. 90° nach unten gebogen, sodass die Ventilstecker 4, 5, 6, genauer die jeweiligen plattenförmigen Bereiche der Ventilstecker, mit jeweils zwei Rastnasen 7 in Eingriff gelangen, welche ebenfalls integral am Basisbauteil 3 ausgebildet sind. Durch Vorsehen dieser Rastvorrichtung, welche aus den Rastnasen 7 sowie den Plattenbereichen 4a, 5a, 6a der Ventilstecker 4, 5, 6 besteht, kann ein Toleranzausgleich sowohl in Richtung parallel zu den Leitungsbahnen der Leitereinrichtung 2 (d. h. in 3 und 4 senkrecht zum Basisbauteil 3 noch oben bzw. unten) und in Richtung senkrecht zu den Leiterbahnen der Leitereinrichtung (in 3 und 4 senkrecht zu den plattenförmigen Bereichen 4a, 5a, 6a der Ventilstecker 4, 5, 6) ermöglicht werden.
Eine Kontaktierung zwischen dem Kontaktierungsbauteil 1 und den nicht dargestellten Ventilen erfolgt an der Kontaktfläche 10 beispielsweise über Federzungen, welche an den Ventilen angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, dass das Kontaktierungsbauteil beispielsweise mittels Schweißen an den jeweiligen Kontaktflächen 10 und auch an den Kontaktflächen 9 fest mit den daran angrenzenden Bauteilen verbunden wird. Denkbar sind jedoch auch Verbindungen des Kontaktierungsbauteils zu den angrenzenden Bauteilen, beispielsweise über weitere Rastverbindungen. Der Vorteil derartiger Verbindungen wie auch der Rastverbindung 7 im Kontaktierungsbauteil 1 liegt darin, dass diese wieder relativ problemlos gelöst werden können und beispielsweise ein schneller und kostengünstiger Austausch eines defekten Bauteils möglich ist.
Erfindungsgemäß wird somit ein Kontaktierungsbauteil bereitgestellt, welches durch Einrasten in sich selbst hergestellt wird. Dabei sind keine besonderen Werkzeuge oder Vorrichtungen notwendig, da die Leitereinrichtung 2 durch Umbiegen an einer am Basisbauteil 3 gebildeten Biegeschulter 8 hergestellt werden kann. Dabei weist das erfindungsgemäße Kontaktierungsbauteil im Vergleich mit den Flexfolien des Standes der Technik bei kurzer Herstellungszeit sehr geringe Herstellungskosten und einen sehr robusten Aufbau auf.

Claims

Kontaktierungsbauteil zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung, insbesondere zwischen einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung und einem Aktuator, aufweisend eine Leitereinrichtung (2) aus mehreren Leiterbahnen, an der wenigstens ein erstes Kunststoffbauteil (3) und separat davon ein zweites Kunststoffbauteil (4, 5, 6) angespritzt ist, wobei die Leitereinrichtung (2) verbiegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Kunststoffbauteil (3) Rastnasen (7) aufweist und das zweite Kunststoffbauteil (4, 5, 6) plattenförmige Bereiche (4a, 5a, 6a) aufweist, – die Leitereinrichtung (2) derart gebogen ist, dass jeweils ein plattenförmiger Bereich (4a, 5a, 6a) des zweiten Kunststoffbauteils (4,5,6) mit jeweils zwei Rastnasen (7) des ersten Kunststoffbauteil (3) in Eingriff ist, wobei plattenförmige Bereiche (4a, 5a, 6a) und Rastnasen (7) eine Rastvorrichtung bilden,; und das erste Kunststoffbauteil (3) mit dem zweiten Kunststoffbauteil (4, 5, 6) mittels einer Rastverbindung lösbar in Eingriff ist, wobei die Rastverbindung einen Toleranzausgleich ermöglicht, sowohl in Richtung parallel zu den Leiterbahnen der Leitereinrichtung (2) im Bereich des zweiten Kunststoffbauteils (4, 5, 6), als auch in Richtung senkrecht zu den Leiterbahnen der Leitereinrichtung (2) im Bereich des zweiten Kunststoffbauteils (4, 5, 6), und – dass das erste Kunststoffbauteil (3) im Eingriffszustand einen Winkel von ca. 90° zum zweiten Kunststoffbauteil (4, 5, 6) aufweist.
Kontaktierungsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kunststoffbauteil (3) eine Biegeschulter (8) aufweist, um welche die Leitereinrichtung (2) umbiegbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines Kontaktierungsbauteils nach einem der Ansprüche 1 oder 2, welches eine elektrisch leitende Verbindung, insbesondere zwischen einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung und einem Aktuator, bereitstellt, umfassend die Schritte: – Bereitstellen einer Leitereinrichtung (2) aus mehreren Leiterbahnen, – Anspritzen eines ersten Kunststoffbauteils (3) mit Rastnasen (7) und eines zweiten Kunststoffbauteils (4, 5, 6) mit plattenförmigen Bereichen (4a, 5a, 6a) an die Leitereinrichtung (2), wobei das zweite Kunststoffbauteil (4, 5, 6) separat vom ersten Kunststoffbauteil (3) angeordnet ist und – Biegen der Leitereinrichtung (2) derart, dass jeweils plattenförmige Bereiche (4a, 5a, 6a) des zweiten Kunststoffbauteils (4, 5, 6) mit jeweils zwei Rastnasen (7) des ersten Kunststoffbauteil (3) in Eingriff gelangen, um ein integrales Kontaktierungsbauteil (1) zu erhalten, wobei plattenförmige Bereiche (4a, 5a, 6a) und Rastnasen (7) eine Rastvorrichtung bilden, und wobei das erste Kunststoffbauteil (3) mit dem zweiten Kunststoffbauteil (4, 5, 6) mittels einer Rastverbindung lösbar verbunden wird und die Rastverbindung einen Toleranzausgleich ermöglicht, sowohl in Richtung parallel zu den Leiterbahnen der Leitereinrichtung (2) im Bereich des zweiten Kunststoffbauteils (4, 5, 6), als auch in Richtung senkrecht zu den Leiterbahnen der Leitereinrichtung (2) im Bereich des zweiten Kunststoffbauteils (4, 5, 6), und dass das erste Kunststoffbauteil (3) im Eingriffszustand einen Winkel von ca. 90° zum zweiten Kunststoffbauteil (4, 5, 6) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kunststoffbauteil (3) eine Biegeschulter (8) aufweist, um welche die Leitereinrichtung (2) gebogen wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffbauteile (3, 4, 5, 6) gleichzeitig an die Leitereinrichtung (2) angespritzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitereinrichtung (2) aus einem flachen Zuschnitt derart herausgetrennt wird, dass einzelne Leiterbahnen über Verbindungsstege miteinander verbunden bleiben, und die Verbindungsstege nach dem Anspritzen der Kunststoffbauteile (3, 4, 5, 6) entfernt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitereinrichtung (2) mittels einer Haltevorrichtung in vorbestimmten Positionen gehalten wird und die Kunststoffbauteile (3, 4, 5, 6) an die in Position gehaltenen Leiterbahnen angespritzt werden und die Haltevorrichtung nach Beendigung des Spritzvorganges entfernt wird.