Title:
Verfahren zum Verbinden zweier Leitungskomponenten und resultierender Flachleiter
Kind Code:
A1


Abstract:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (M1, M2) zum Verbinden zweier Leitungskomponenten (1, 5, 6) sowie ein auf diesem Verfahren beruhenden Flachleiter (21). Gemäß dem Verfahren werden eine erste und zweite Leitungskomponente (1, 5, 6) bereitgestellt (S1, S2), die jeweils ein leitfähiges Element (2, 7) umfassen, das derartig teilweise mit einer Isolation (3) ummantelt ist, dass das leitfähige Element einen Anschlussbereich (4, 9) zum Kontaktieren des leitfähigen Elements aufweist. Ein erstes leitfähiges Element (1, 5) wird mit einem zweiten leitfähigen Element (1, 5, 6) in einem ersten und zweiten Anschlussbereich (4, 9) verbunden (S3, S6). Eine erste Isolation (3) wird mit einer zweiten Isolation (3, 8) durch Aufschmelzen von Abdichtkunststoff an der ersten und/oder zweiten Leitungskomponente stoffschlüssig verbunden (S5, S8), so dass der Abdichtkunststoff (22) eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation (3, 8) eingeht und so den ersten und zweiten Anschlussbereich (4, 9) abdichtet.




Inventors:
Saller, Robert (84546, Egglkofen, DE)
Maier, Christian (84155, Bodenkirchen, DE)
Application Number:
DE102015100384A
Publication Date:
07/14/2016
Filing Date:
01/13/2015
Assignee:
Lisa Dräxlmaier GmbH, 84137 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE69737473T2N/A2007-11-29



Foreign References:
EP21332422009-12-16
Claims:
1. Verfahren (M1, M2) zum Verbinden zweier Leitungskomponenten (1, 5, 6) mit den Schritten
– Bereitstellen (S1) einer ersten Leitungskomponente (1, 5), die ein erstes leitfähiges Element (2) umfasst, das derartig teilweise mit einer ersten Isolation (3) ummantelt ist, dass das erste leitfähige Element (2) einen ersten Anschlussbereich (4) zum Kontaktieren des ersten leitfähigen Elements (2) aufweist,
– Bereitstellen (S2) einer zweiten Leitungskomponente (1, 5, 6), die ein zweites leitfähiges Element (2, 7) umfasst, das derartig teilweise mit einer zweiten Isolation (3, 8) ummantelt ist, dass das zweite leitfähige Element (2, 7) einen zweiten Anschlussbereich (4, 9) zum Kontaktieren des zweiten leitfähigen Elements aufweist,
– Verbinden (S3, S6) des ersten leitfähigen Elements (1, 5) mit dem zweiten leitfähigen Element (1, 5, 6) im ersten und zweiten Anschlussbereich (4, 9) und
– Stoffschlüssiges Verbinden (S5, S8) der ersten Isolation (3) mit der zweiten Isolation (3, 8) durch Aufschmelzen von Abdichtkunststoff (22) an der ersten und/oder zweiten Leitungskomponente, so dass der Abdichtkunststoff eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation (3, 8) eingeht und so den ersten und zweiten Anschlussbereich(4, 9) abdichtet.

2. Verfahren (M1, M2) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Schritt des Verbindens (S3, S6) des ersten leitfähigen Elements mit dem zweiten leitfähigen Element eine stoffschlüssige, insbesondere mittels Schweißen oder Löten, formschlüssige, insbesondere mittels einer Puzzle-Verbindung (19) oder einer Schwalbenschwanz-Verbindung (20), und/oder kraftschlüssige, insbesondere mittels einer Klemmverbindung oder Rastverbindung, Verbindung erzeugt wird.

3. Verfahren (M1, M2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Verbindens (S3, S6) des ersten leitfähigen Elements mit dem zweiten leitfähigen Element Schweißen mittels eines Laserstrahls (13) umfasst, der einen Kontaktbereich zwischen dem ersten und zweiten Anschlussbereich (4, 9) entlang bewegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der ersten und/oder zweiten Leitungskomponente (1, 5, 6) ein Depot aus Abdichtkunststoff im festen Zustand angeordnet ist, das aufgeschmolzen wird, um den ersten und zweiten Anschlussbereich (4, 9) abzudichten.

5. Verfahren (M1, M2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt Anordnen von Abdichtkunststoff (S4, S7) im festen Zustand im ersten und/oder zweiten Anschlussbereich (4, 9).

6. Verfahren (M1) nach Anspruch 5, wobei
– der Schritt des Anordnens von Abdichtkunststoff (S4) im festen Zustand im ersten und/oder zweiten Anschlussbereich den Schritt Zuführen eines Kunststoffdrahts (14) aus dem Abdichtkunststoff, insbesondere aus Polyolefin, zum ersten und/oder zweiten Anschlussbereich umfasst und
– der Schritt des stoffschlüssigen Verbindens(S5) der ersten Isolation mit der zweiten Isolation den Schritt Schmelzen des Kunststoffdrahts (14), so dass der geschmolzene Abdichtkunststoff des Kunststoffdrahts eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation eingeht und so den ersten und zweiten Anschlussbereich abdichtet, umfasst.

7. Verfahren (M1) nach Anspruch 3 und 6, wobei das erste leitfähige Element (2) und das zweite leitfähige Element (2, 7) durch den Laserstrahl (13) derartig erwärmt werden, dass die erste Isolation (3) in einem Randbereich zum ersten Anschlussbereich (4) und die zweite Isolation (3, 8) in einem Randbereich zum zweiten Anschlussbereich (4, 9) anschmilzt, und der Kunststoffdraht (14) hinsichtlich einer Bewegungsrichtung des Laserstrahls (13) hinter dem Laserstrahl (13) dem ersten und zweiten Anschlussbereich zugeführt wird, so dass der Kunststoffdraht (14) durch eine durch den Laserstrahl (13) erzeugte Restwärme schmilzt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Schmelzen des Kunststoffdrahts mittels eines weiteren Laserstrahls erfolgt.

9. Verfahren (M2) nach Anspruch 5, wobei
– der Schritt des Anordnens von Abdichtkunststoff (S7) im festen Zustand im ersten und/oder zweiten Anschlussbereich den Schritt Anordnen einer Muffe (15) aus dem Abdichtkunststoff, insbesondere aus Polyolefin, im ersten und zweiten Anschlussbereich, vorzugsweise so dass die Muffe die erste und zweite Isolation (3, 8) teilweise überlappt, umfasst und
– der Schritt des stoffschlüssigen Verbindens (S8) der ersten Isolation mit der zweiten Isolation den Schritt Aufschmelzen der Muffe (15), so dass der geschmolzene Abdichtkunststoff der Muffe (15) eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation (3, 8) eingeht und so den ersten und zweiten Anschlussbereich (4, 9) abdichtet, umfasst.

10. Verfahren (M2) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Aufschmelzen der Muffe (15) mithilfe eines in der Muffe angeordneten, insbesondere mäanderförmig verlaufenden, Heizdrahts (17) bewirkt wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Bereitstellens (S1) der ersten Leitungskomponente den Schritt umfasst teilweises Ummanteln des ersten leitfähigen Elements (2) mit der ersten Isolation (3) mittels eines Spritzgussprozesses, derartig dass der erste Anschlussbereich (4) frei bleibt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Schritt des Bereitstellens (S1) einer ersten Leitungskomponente den Schritt umfasst Entfernen der ersten Isolation (3) in einem Teilbereich der ersten Leitungskomponente, um so den ersten Anschlussbereich (4) zu schaffen.

13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Schritt des Entfernens der ersten Isolation (3) einen Schritt des Abschabens oder Abfräsens der ersten Isolation (3) im Teilbereich der ersten Leitungskomponente umfasst.

14. Flachleiter (21) mit
– einer ersten Leitungskomponente (1, 5), die ein erstes leitfähiges Element (2) umfasst, das derartig teilweise mit einer ersten Isolation (3) ummantelt ist, dass das erste leitfähige Element (2) einen ersten Anschlussbereich (4) zum Kontaktieren des ersten leitfähigen Elements (2) aufweist,
– einer zweiten Leitungskomponente (1, 5, 6), die ein zweites leitfähiges Element (2, 7) umfasst, das derartig teilweise mit einer zweiten Isolation (3, 8) ummantelt ist, dass das zweite leitfähige Element (2, 7) einen zweiten Anschlussbereich (4, 9) zum Kontaktieren des zweiten leitfähigen Elements aufweist,
– wobei das erste und zweite leitfähige Element (1, 5, 6) im ersten und zweiten Anschlussbereich (4, 9) miteinander verbunden sind und
– die erste und zweite Isolation (3, 8) im ersten und zweiten Anschlussbereich (4, 9) mittels eines Abdichtkunststoffs derartig stoffschlüssig miteinander verbunden sind, dass der erste und zweite Anschlussbereich (4, 9) abgedichtet sind.

15. Flachleiter (21) nach Anspruch 14, wobei die erste und/oder zweite Isolation (3, 8) aus einem Kunststoff, insbesondere einem Polyolefin, besteht, der insbesondere mittels Spritzguss um das erste und/oder zweite leitfähige Element (2, 7) angeordnet wurde.

16. Flachleiter (21) nach Anspruch 14 oder 15, wobei die erste Leitungskomponente (5) ein Flachleiter ist und das erste leitfähige Element (2) insbesondere aus einem massiven Metallteil besteht.

17. Flachleiter (21) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die zweite Leitungskomponente (1) ein Flachleiter ist und das zweite leitfähige Element (2) insbesondere aus einem massiven Metallteil besteht.

18. Flachleiter (21) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die zweite Leitungskomponente (6) ein Abzweiger ist, der insbesondere eine Kontaktierungszone (10) aufweist, die einen mit dem zweiten leitfähigen Element (7) verbundenen Steckkontakt (11) und ein den Steckkontakt (11) umgebendes Gehäuse (12) umfasst.

19. Flachleiter (21) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das erste und/oder zweite leitfähige Element (2, 7) Aluminium oder Kupfer umfasst.

Description:
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Leitungskomponenten sowie einen Flachleiter, der mit einem solchen Verfahren hergestellt wurde.

Stand der Technik

In Kraftfahrzeugen werden Kabelbäume benötigt, die die einzelnen Verbraucher mit Energie aus der Batterie versorgen. Aktuell werden Batterieleitungen aus Meterware konfektioniert. Dabei werden massive Profile oder zu Litzen verseilte Leiter aus Kupfer oder Aluminium verwendet. Diese werden mithilfe eines Extrusionsprozesses mit einer Isolation ausgestattet, die in der Regel aus Kunststoffen wie PP, PVC, PUR, LSR, etc. besteht. Im Konfektionsprozess wird dann die Meterware produktspezifisch formatiert und die Enden der Kabel werden entsprechend kontaktiert. Da es schwierig ist, an den Kabeln seitlich Strom abzuzweigen, werden die Kabelbäume mit redundanten Kabeln versehen. Dies verursacht zusätzliche Kosten und erhöht das Gewicht des Kabelbaums.

Aus der EP 2 133 242 A1 ist eine Kraftfahrzeuggeneratorbatterieleitung bekannt, die aus mehreren Flachleiterelementen besteht und an ihren Enden mit flexiblen Kabeln verbunden ist. Die Flachleiterelemente können formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Bei Verbindungen zwischen Aluminium und Kupfer erfolgt eine Abdichtung mittels Schrumpfschläuchen oder durch Umschäumen bzw. Umspritzen. Diese Abdichtmechanismen führen jedoch häufig nicht zu einer ausreichenden Abdichtung und sind als Reparaturlösung weitgehend ungeeignet. Nach Anbringung eines Schrumpfschlauches muss nämlich der Kabelbaum durch einen Ofen gefahren werden. Dies fällt schwer, wenn der Kabelbaum bereits im Kraftfahrzeug verbaut ist. Für das Umschäumen und Umspritzen hingegen werden relativ große Apparaturen benötigt, die in Werkstätten nur zu unverhältnismäßig hohen Kosten vorgehalten werden können.

Beschreibung der Erfindung

Ausgehend vom Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden zweier Leitungskomponenten vorzuschlagen, das eine Verbindungsstelle zwischen den leitfähigen Elementen der Leitungskomponenten verlässlich abdichtet und insbesondere als Reparaturlösung geeignet ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen auf diesem Verfahren beruhenden Flachleiter anzugeben.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren.

Dementsprechend umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden zweier Leitungskomponenten, nach dem zunächst eine erste und zweite Leitungskomponente bereitgestellt werden. Während die erste Leitungskomponente ein erstes leitfähiges Element umfasst, das derartig teilweise mit einer ersten Isolation ummantelt ist, dass das erste leitfähige Element einen ersten Anschlussbereich zum Kontaktieren des ersten leitfähigen Elements besitzt, umfasst die zweite Leitungskomponente ein zweites leitfähiges Element, das wiederum derartig teilweise mit einer zweiten Isolation ummantelt ist, dass das zweite leitfähige Element einen zweiten Anschlussbereich zum Kontaktieren des zweiten leitfähigen Elements aufweist. Das erste leitfähige Element wird mit dem zweiten leitfähigen Element im ersten und zweiten Anschlussbereich verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig erfolgen. Natürlich können diese Verbindungsmethoden auch miteinander kombiniert werden. Um eine stoffschlüssige Verbindung zu erzeugen, bieten sich insbesondere Schweißen oder auch Löten an. Eine formschlüssige Verbindung kann beispielsweise in Form einer Puzzle-Verbindung oder einer Schwalbenschwanz-Verbindung hergestellt werden. Für eine kraftschlüssige Verbindung sind z.B. eine Klemmverbindung oder auch eine Rastverbindung denkbar. Eine Kombination dieser Verbindungsmethoden kann beispielsweise derartig erfolgen, dass eine formschlüssige Schwalbenschwanz-Verbindung gewählt wird, bei der anschließend eine Verschweißung der beiden leitfähigen Elemente erfolgt.

Nach der Verbindung des ersten leitfähigen Elements mit dem zweiten leitfähigen Element wird die erste Isolation mit der zweiten Isolation stoffschlüssig verbunden, so dass der erste und zweite Anschlussbereich abgedichtet werden. Dies kann beispielsweise durch Aufschmelzen von Abdichtkunststoff an der ersten und/oder zweiten Leitungskomponente erfolgen, wobei der Abdichtkunststoff eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation eingeht. Der Abdichtkunststoff ist also fest, wenn er in den ersten und/oder zweiten Anschlussbereich verbracht wird oder dort bereits angeordnet ist. Der Abdichtkunststoff wird dann an diesem Ort aufgeschmolzen. Es wird also genug Wärmeenergie eingebracht, um den Abdichtkunststoff zu schmelzen. Diese Wärmeenergie kann ebenfalls ausreichen, um die erste und zweite Isolation in ihren Randbereichen anzuschmelzen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die erste Isolation in einem Randbereich zum ersten Anschlussbereich und die zweite Isolation in einem Randbereich zum zweiten Anschlussbereich aufgeschmolzen wird. Die Schmelzen verbinden sich dann mit dem verflüssigten Abdichtkunststoff und erkalten gemeinsam, so dass der Abdichtkunststoff eine verlässliche stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation eingeht. Auf diese Weise wird der erste und zweite Anschlussbereich besonders verlässlich abgedichtet.

Gerade gegenüber der Lehre der EP 2 133 242 A1 ergibt sich eine verlässlichere Abdichtung. Schrumpfschläuche werden zwar erhitzt, ziehen sich aber nur zusammen und schmelzen somit nicht auf. Es entsteht also keine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation. Umschäumen und Umspritzen zeichnet sich dadurch aus, dass der Kunststoff fernab der Leitungskomponenten erhitzt wird und dann an den Leitungskomponenten auf eine kalte Isolation trifft. Der so aufgebrachte Kunststoff geht daher keine vollständige stoffschlüssige Verbindung mit den Isolationen ein, da die eingebrachte Wärmeenergie nicht ausreicht, um die Isolationen verlässlich aufzuschmelzen. Im Falle einer Reparatur haben sich durch den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs auf den Leitungskomponenten in der Regel bereits Schmutz- und Staubpartikel abgesetzt, die zusätzlich einer Abdichtung durch Umschäumen oder Umspritzen entgegenwirken.

Demgegenüber erreicht die hier vorgeschlagene Lösung eine besonders verlässliche Abdichtung, dadurch dass der Abdichtkunststoff direkt an der ersten und/oder zweiten Leitungskomponente aufgeschmolzen wird und so eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation eingeht, da durch das Aufschmelzen des Abdichtkunststoffs an der ersten und/oder zweiten Leitungskomponente ebenfalls die Randbereiche der ersten und zweiten Isolation anschmelzen.

Vorzugsweise wird das erste leitfähige Element mit dem zweiten leitfähigen Element mittels eines Laserstrahls verschweißt, der einen Kontaktbereich zwischen dem ersten und zweiten Anschlussbereich entlang bewegt wird. Auf diese Weise kann eine stabile Verbindung besonders einfach hergestellt werden.

In einer Ausführungsform ist an der ersten und/oder zweiten Leitungskomponente ein Depot aus Abdichtkunststoff im festen Zustand angeordnet. Dieses Depot kann aufgeschmolzen werden, beispielsweise mittels desselben Laserstrahls, der einer Verschweißung des ersten und zweiten leitfähigen Elements dient, um so den ersten und zweiten Anschlussbereich abzudichten. Der Abdichtkunststoff muss aber nicht Bestandteil der ersten und/oder zweiten Leitungskomponente sein. Er kann nach der Produktion der Leitungskomponenten erst dann im festen Zustand im ersten und/oder zweiten Anschlussbereich angeordnet werden, wenn er benötigt wird. Beispielsweise kann der Abdichtkunststoff dadurch im ersten und/oder zweiten Anschlussbereich angeordnet werden, dass ein Kunststoffdraht aus dem Abdichtkunststoff dem ersten und/oder zweiten Anschlussbereich zugeführt wird. Dieser Kunststoffdraht kann beispielsweise aus Polyolefin bestehen. Der Kunststoffdraht wird derartig aufgeschmolzen, dass der geschmolzene Abdichtkunststoff des Kunststoffdrahts eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation eingeht. Die erste Isolation wird also stoffschlüssig mit der zweiten Isolation verbunden, so dass der erste und zweite Anschlussbereich abgedichtet sind.

Das Aufschmelzen des Kunststoffdrahtes kann beispielsweise mittels eines dedizierten weiteren Laserstrahls erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch eine Restwärme des Laserstrahls verwendet, der das erste leitfähige Element mit dem zweiten leitfähigen Element verschweißt. Durch den Laserstrahl werden das erste leitfähige Element und das zweite leitfähige Element derartig erwärmt, dass die erste Isolation in einem Randbereich zum ersten Anschlussbereich und die zweite Isolation in einem Randbereich zum zweiten Anschlussbereich anschmilzt. Der Kunststoffdraht wird dann hinsichtlich einer Bewegungsrichtung des Laserstrahls hinter dem Laserstrahl dem ersten und zweiten Anschlussbereich zugeführt, so dass der Kunststoffdraht durch eine durch den Laserstrahl erzeugte Restwärme schmilzt. Wenn das erste und zweite leitfähige Element jedoch nicht mittels eines Laserstrahls verschweißt werden, sondern beispielsweise eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung erfolgt, kann eine Restwärme des Laserstrahls natürlich nicht verwendet werden. Dann bietet sich die Variante an, bei der der Kunststoffdraht mittels eines dedizierten Laserstrahls geschmolzen wird.

In einer Ausführungsform wird eine Muffe aus dem Abdichtkunststoff im ersten und zweiten Anschlussbereich angeordnet. Beim Anordnen befindet sich die Muffe noch in einem festen Zustand. Die Muffe kann wiederum beispielsweise aus Polyolefin bestehen. Vorzugsweise wird die Muffe derartig angeordnet, dass sie die erste und zweite Isolation teilweise überlappt. Um die erste Isolation mit der zweiten Isolation stoffschlüssig zu verbinden, kann die Muffe aufgeschmolzen werden. Der geschmolzene Abdichtkunststoff der Muffe geht dann mit der ersten und zweiten Isolation eine stoffschlüssige Verbindung ein und dichtet so den ersten und zweiten Anschlussbereich ab. Das Aufschmelzen der Muffe kann beispielsweise mithilfe eines in der Muffe angeordneten Heizdrahtes bewirkt werden. Vorzugsweise verläuft dieser Heizdraht mäanderförmig innerhalb der Muffe. Mithilfe der Muffe kann eine besonders verlässliche Abdichtung des ersten und zweiten Anschlussbereichs erreicht werden, da die Muffe bereits im festen Zustand den ersten und zweiten Anschlussbereich vorzugsweise vollständig abdeckt. Durch eine Überlappung der Muffe mit der ersten und zweiten Isolation kann sichergestellt werden, dass die erste und zweite Isolation in einem Randbereich verlässlich aufschmelzen und so in einem flüssigen Zustand eine gute Verbindung mit dem geschmolzenen Abdichtkunststoff eingehen.

Im Folgenden soll darauf eingegangen werden, wie die Anschlussbereiche der Leitungskomponenten bereitgestellt werden können. Hierfür ist es zunächst denkbar, dass die leitfähigen Elemente in einem Spritzgussprozess mit einer Isolation ummantelt werden, wobei Vorkehrungen getroffen werden, damit der Anschlussbereich frei bleibt. Alternativ ist es möglich, solche Vorkehrungen nicht zu treffen und nachträglich die Isolation dort zu entfernen, wo der Anschlussbereich geschaffen werden soll. Die beiden Ansätze können natürlich auch miteinander kombiniert werden, wenn mehrere Anschlussbereiche herzustellen sind.

Dementsprechend kann der Schritt des Bereitstellens der ersten Leitungskomponente ein teilweises Ummanteln des ersten leitfähigen Elements mit der ersten Isolation mittels eines Spritzgussprozesses umfassen, wobei der erste Anschlussbereich frei bleibt. Die zweite Leitungskomponente kann natürlich analog bereitgestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Bereitstellens einer ersten Leitungskomponente ein Entfernen der ersten Isolation in einem Teilbereich der ersten Leitungskomponente umfassen, um so den ersten Anschlussbereich zu schaffen. Wiederum kann natürlich auch die zweite Leitungskomponente analog bereitgestellt werden. Diese Lösung ist besonders flexibel und bietet sich beispielsweise bei Reparaturen an.

Der Schritt des Entfernens der ersten bzw. zweiten Isolation kann einen Schritt des Einschneidens in die erste bzw. zweite Isolation in einem Randbereich des Teilbereichs der ersten bzw. zweiten Leitungskomponente umfassen. Die erste bzw. zweite Isolation kann mittels Abschabens oder Abfräsens der ersten bzw. zweiten Isolation im Teilbereich der ersten bzw. zweiten Leitungskomponente erfolgen. Vorzugsweise umfasst der Schritt des Entfernens der ersten bzw. zweiten Isolation darüber hinaus einen Schritt des Säuberns des ersten bzw. zweiten leitfähigen Elements im ersten bzw. zweiten Anschlussbereich. Auf diese Weise kann der erste bzw. zweite Anschlussbereich nachträglich geschaffen werden.

Zusätzlich umfasst die Erfindung einen Flachleiter mit einer ersten und einer zweiten Leitungskomponente. Dabei umfasst die erste Leitungskomponente ein erstes leitfähiges Element, das derartig teilweise mit einer ersten Isolation ummantelt ist, dass das erste leitfähige Element einen ersten Anschlussbereich zum Kontaktieren des ersten leitfähigen Elements aufweist. Genauso besitzt die zweite Leitungskomponente ein zweites leitfähiges Element, das derartig teilweise mit einer zweiten Isolation ummantelt ist, dass das zweite leitfähige Element einen zweiten Anschlussbereich zum Kontaktieren des zweiten leitfähigen Elements umfasst. Das erste und zweite leitfähige Element sind im ersten und zweiten Anschlussbereich miteinander verbunden. Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, kann diese Verbindung stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgestaltet sein. Erfindungsgemäß sind die erste und zweite Isolation im ersten und zweiten Anschlussbereich mittels eines Abdichtkunststoffs derartig stoffschlüssig miteinander verbunden, dass der erste und zweite Anschlussbereich abgedichtet sind. Gegenüber dem Stand der Technik, wie er beispielsweise in der EP 2 133 242 A1 dargestellt ist, besitzt der erfindungsgemäße Flachleiter also den Vorteil, dass der erste und zweite Anschlussbereich verlässlich abgedichtet sind.

Die erste und/oder zweite Isolation können aus einem Kunststoff, wie z.B. Polyolefin, bestehen. Dieser kann mittels Spritzguss um das erste und/oder zweite leitfähige Element angeordnet worden sein.

Bei der ersten Leitungskomponente kann es sich beispielsweise um einen Flachleiter handeln. Ein solcher besitzt in der Regel ein erstes leitfähiges Element aus einem massiven Metallteil.

Auch die zweite Leitungskomponente kann als Flachleiter ausgestaltet sein, der vorzugsweise ein zweites leitfähiges Element aus einem massiven Metallteil umfasst.

Die zweite Leitungskomponente kann jedoch auch ein Abzweiger sein. Dieser weist vorzugsweise eine Kontaktierungszone auf, die einen mit dem zweiten leitfähigen Element verbundenen Steckkontakt und ein den Steckkontakt umgebendes Gehäuse umfasst. In dem Gehäuse befindet sich vorzugsweise ein Dichtelement, um eine dichte Steckverbindung mit weiteren Elementen zu ermöglichen.

Das erste und/oder zweite leitfähige Element können Aluminium oder Kupfer umfassen. Bei Flachleitern bietet sich insbesondere Aluminium an, da es gegenüber Kupfer leichter und billiger ist.

Mithilfe mehrerer erster und zweiter Leitungskomponenten können ganze Flachleitersysteme aufgebaut werden, die für den gewünschten Anwendungsfall optimiert sind. Es kann also ein langer Flachleiter mit vielen Abzweigern gebildet werden.

Die Erfindung wurde mit Bezug auf ein Verfahren und einen Flachleiter beschrieben. Sofern nichts anderes angegeben ist, können die Merkmale des Verfahrens analog auf den Flachleiter und die Merkmale des Flachleiters analog auf das Verfahren angewendet werden. Dies bedeutet insbesondere, dass es sich bei der zweiten Leitungskomponente des Verfahrens natürlich sowohl um einen Flachleiter als auch einen Abzweiger handeln kann und die erste und/oder zweite Isolation des Verfahrens vorzugsweise aus Polyolefin bestehen.

Kurze Figurenbeschreibung

Weitere Details und damit zusammenhängende Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung sollen im Folgenden mit Bezug auf die Figuren erläutert werden. Dabei zeigen:

1a und 1b einen Flachleiter bzw. eine Ausführungsform einer Leitungskomponente;

2a und 2b eine Ausführungsform eines Abzweigers;

3a und 3b eine Laserstrahlschweißverbindung unter Zuhilfenahme eines Kunststoffdrahts;

3c eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;

4a und 4b eine Abdichtung mittels Muffe;

4c eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;

5a und 5b Beispiele für formschlüssige Verbindungen und

6 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flachleiters.

Im Folgenden werden gleiche und gleichwirkende Elemente sofern nichts anderes angegeben ist mit denselben Bezugszeichen benannt.

In der 1a ist eine erste Ausführungsform einer Leitungskomponente 1 illustriert. Dabei kann es sich sowohl um eine erste als auch eine zweite Leitungskomponente handeln. Die Leitungskomponente 1 besitzt ein leitfähiges Element 2, das derartig teilweise mit einer Isolation 3 ummantelt ist, dass das leitfähige Element 2 einen Anschlussbereich 4 zum Kontaktieren des leitfähigen Elements 2 aufweist.

Die 1b zeigt eine zweite Ausführungsform einer Leitungskomponente 5. Diese unterscheidet sich von der in 1a dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass die Leitungskomponente 5 zwei Anschlussbereiche 4 aufweist. Die Anschlussbereiche 4 können bereits beim Spritzgussprozess freigehalten worden sein. Alternativ wäre es auch möglich, diese Anschlussbereiche 4 dadurch zu schaffen, dass die Isolation 3 vom leitfähigen Element 2 nachträglich entfernt wird. Natürlich können beide Ansätze miteinander kombiniert werden. So wäre es denkbar, den Anschlussbereich 4 an der kurzen Seite beim Spritzgussprozess frei zu halten und den Anschlussbereich 4 an der langen Seite nachträglich frei zu legen.

In der 2a ist eine Ausführungsform eines Abzweigers 6 in einer perspektivischen Sicht gezeigt. In der 2b ist dieser Abzweiger 6 nochmal in einer Schnittdarstellung zu sehen. Der Abzweiger 6 besitzt ein leitfähiges Element 7, eine Isolation 8 und einen Anschlussbereich 9. An einem dem Anschlussbereich 9 abgewandten Ende ist der Abzweiger 6 mit einer Kontaktierungszone 10 ausgestattet. Diese umfasst einen mit dem leitfähigen Element 7 verbundenen Steckkontakt 11 und ein den Steckkontakt 11 umgebendes Gehäuse 12 auf. In dem Gehäuse 12 kann ein Dichtelement angeordnet sein, um eine Steckverbindung mit einem weiteren Element abzudichten, so dass möglichst wenig Korrosion am Steckkontakt 11 auftreten kann.

In den 3a und 3b ist illustriert, wie eine erste Leitungskomponente 1 mit einem Abzweiger 6 mittels eines Laserstrahls 13 verbunden werden kann. In der 3a ist die Situation in einer Schnittdarstellung und in der 3b in einer perspektivischen Sicht gezeigt, wobei in 3b aus Vereinfachungsgründen nur das leitfähige Element 7 des Abzweigers 6 zu sehen ist. Die leitfähigen Elemente 2 und 7 werden aneinandergehalten und mithilfe des Laserstrahls 13 verschweißt. Ein Kunststoffdraht 14 aus dem Abdichtkunststoff wird dem Laserstrahl 13 nachgeführt. Die Bewegungsrichtungen des Laserstrahls 13 und des Kunststoffdrahtes 14 sind in der 3b jeweils durch einen Pfeil angedeutet. Der Laserstrahl 13 erwärmt das erste leitfähige Element 2 und das zweite leitfähige Element 7, so dass die erste Isolation 3 in einem Randbereich zum ersten Anschlussbereich und die zweite Isolation 8 in einem Randbereich zum zweiten Anschlussbereich anschmilzt. Da der Kunststoffdraht hinsichtlich einer Bewegungsrichtung des Laserstrahls 13 hinter dem Laserstrahl 13 dem ersten und zweiten Anschlussbereich zugeführt wird, schmilzt der Kunststoffdraht 14 durch eine durch den Laserstrahl 13 erzeugte Restwärme. Auf diese Weise kann der verflüssigte Abdichtkunststoff eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation 3, 8 eingehen und so den ersten und zweiten Anschlussbereich abdichten.

Die 3c zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens M1 zum Verbinden zweier Leitungskomponenten. In Schritt S1 wird zunächst eine erste Leitungskomponente bereitgestellt, die ein erstes leitfähiges Element umfasst, das derartig teilweise mit einer ersten Isolation ummantelt ist, dass das erste leitfähige Element einen ersten Anschlussbereich zum Kontaktieren des ersten leitfähigen Elements aufweist. In Schritt S2 wird dann die zweite Leitungskomponente bereitgestellt, die ein zweites leitfähiges Element umfasst, das derartig teilweise mit einer zweiten Isolation ummantelt ist, dass das zweite leitfähige Element einen zweiten Anschlussbereich zum Kontaktieren des zweiten leitfähigen Elements aufweist. In Schritt S3 werden das erste leitfähige Element und das zweite leitfähige Element im ersten und zweiten Anschlussbereich mithilfe eines Laserstrahls verschweißt. Dadurch werden das erste und zweite leitfähige Element derartig erwärmt, dass die erste Isolation in einem Randbereich zum ersten Anschlussbereich und die zweite Isolation in einem Randbereich zum zweiten Anschlussbereich anschmilzt. In Schritt S4 wird ein Kunststoffdraht aus dem Abdichtkunststoff dem ersten und/oder zweiten Anschlussbereich hinsichtlich der Bewegungsrichtung des Laserstrahls hinter dem Laserstrahl zugeführt. Dadurch schmilzt in Schritt S5 der Kunststoffdraht durch die Restwärme des Laserstrahls derartig auf, dass der geschmolzene Abdichtkunststoff des Kunststoffdrahts eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation eingeht und so den ersten und zweiten Anschlussbereich abdichtet.

Die 4a und 4b illustrieren, wie der erste und zweite Anschlussbereich mithilfe einer Muffe 15 abgedichtet werden können. Die 4a zeigt die erste Leitungskomponente 1 und den Abzweiger 6 in einer Schnittdarstellung. Die leitfähigen Elemente 2 und 7 sind über eine Schweißverbindung bereits miteinander verbunden, wie man anhand der Schweißnaht 16 erkennen kann. Um die Schweißnaht 16 herum ist die Muffe 15 angeordnet, die die erste und zweite Isolation 3, 8 teilweise überlappt.

Die 4b illustriert die Situation in einer Sicht von oben. Dadurch wird gut der Heizdraht 17 sichtbar, der innerhalb der Muffe 15 mäanderförmig verläuft. Über die Anschlusselemente 18 kann in den Heizdraht 17 Strom eingespeist werden, so dass die Muffe 15 aufschmilzt und der geschmolzene Abdichtkunststoff der Muffe 15 eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation 3, 8 eingeht. Auf diese Weise werden der erste und zweite Anschlussbereich abgedichtet.

Die 4c illustriert darauf aufbauend eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens M2. Zunächst werden in den Schritten S1 und S2 wie in der ersten Ausführungsform des Verfahrens M1 die beiden Leitungskomponenten bereitgestellt. In Schritt S6 werden die beiden leitfähigen Elemente mittels eines Laserstrahls miteinander verschweißt. Anschließend wird in Schritt S7 die Muffe 15 aus Abdichtkunststoff derartig im ersten und zweiten Anschlussbereich angeordnet, dass die Muffe 15 die erste und zweite Isolation teilweise überlappt. In Schritt S8 wird die Muffe dann aufgeschmolzen, so dass der geschmolzene Abdichtkunststoff der Muffe eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation eingeht und so den ersten und zweiten Anschlussbereich abdichtet.

Die 5a und 5b illustrieren wie zwei leitfähige Elemente 2, 7 miteinander formschlüssig verbunden werden können. In der 5a ist eine Puzzle-Verbindung 19 gezeigt. Um die Abdichtung zu erleichtern, erstreckt sich die Isolation 8 bis weit auf das männliche Verbindungsstück der Puzzle-Verbindung 19. In der 5b ist eine Schwalbenschwanz-Verbindung 20 zwischen zwei leitfähigen Elementen 2, 7 dargestellt. Auch hier erstreckt sich die Isolation 8 bis weit auf den Schwalbenschwanz. Die in den 5a und 5b dargestellten formschlüssigen Verbindungen bieten sich besonders dann an, wenn der erste und zweite Anschlussbereich mithilfe der Muffe 15 abgedichtet werden.

Die 6 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flachleiters 21. Der Flachleiter umfasst eine erste Leitungskomponente 5, die der in 1b gezeigten Leitungskomponente entspricht. Mit der ersten Leitungskomponente 5 sind zwei zweite Leitungskomponenten 1 und 6 verbunden. Die zweite Leitungskomponente 1 entspricht der Leitungskomponente aus 1a. Die zweite Leitungskomponente 6 entspricht dem Abzweiger 6 aus den 2a und 2b. Die leitfähigen Elemente der Leitungskomponenten 1, 5, 6 sind jeweils miteinander verschweißt (nicht zu sehen). Ihre Isolationen 3, 8 sind jeweils mittels eines Abdichtkunststoffs 22 stoffschlüssig miteinander verbunden, so dass die Anschlussbereiche abgedichtet sind.

Erfindungsgemäße Flachleiter können also aus mehreren Leitungskomponenten frei zusammengestellt werden. Die Leitungskomponenten können zum Teil in einem vollautomatischen Prozess auf Standardspritzgussmaschinen hergestellt werden. Die Leitungskomponenten können ganz unterschiedliche Formen und Längen haben, so dass sich eine große Flexibilität in der Auslegung eines auf diesem Konzept beruhenden Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges ergibt. Zum Teil kann das Zusammenstellen der Leitungskomponenten automatisiert werden. Durch die Möglichkeit, einen Anschlussbereich nachträglich durch z.B. Abschaben freizulegen, eignet sich das hier vorgestellte Verfahren auch für die Reparatur von Bordnetzen. Für die Abdichtung können die hier vorgeschlagenen Muffen besonders einfach auch in Werkstätten Einsatz finden.

Die mit Bezug auf die Figuren gemachten Erläuterungen sind rein illustrativ und nicht beschränkend zu verstehen. An den beschriebenen Ausführungsformen können viele Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Patentansprüchen festgelegt ist, zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1
erste Ausführungsform einer Leitungskomponente
2
leitfähiges Element
3
Isolation
4
Anschlussbereich
5
zweite Ausführungsform einer Leitungskomponente
6
Ausführungsform eines Abzweigers
7
leitfähiges Element
8
Isolation
9
Anschlussbereich
10
Kontaktierungszone
11
Steckkontakt
12
Gehäuse
13
Laserstrahl
14
Kunststoffdraht
15
Muffe
16
Schweißnaht
17
Heizdraht
18
Anschlusselement
19
Puzzle-Verbindung
20
Schwalbenschwanz-Verbindung
21
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flachleiters
22
Abdichtkunststoff
M1
erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens
M2
zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens
S1
Bereitstellen einer ersten Leitungskomponente
S2
Bereitstellen einer zweiten Leitungskomponente
S3
Verschweißen des ersten leitfähigen Elements mit dem zweiten leitfähigen Element mittels eines Laserstrahls
S4
Zuführen eines Kunststoffdrahts aus dem Abdichtkunststoff zum ersten und/oder zweiten Anschlussbereich
S5
Schmelzen des Kunststoffdrahts, so dass der Abdichtkunststoff des Kunststoffdrahts eine stoffschlüssige Verbindung mit der ersten und zweiten Isolation eingeht
S6
Verbinden des ersten leitfähigen Elements mit dem zweiten leitfähigen Element
S7
Anordnen einer Muffe aus dem Abdichtkunststoff im ersten und zweiten Anschlussbereich
S8
Aufschmelzen der Muffe, so dass der geschmolzene Abdichtkunststoff der Muffe eine Verbindung mit der ersten und zweiten Isolationstoffschlüssige eingeht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • EP 2133242 A1 [0003, 0008, 0017]