Stanzgittermontage

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktanordnung, worin eine Vielzahl getrennter Kontakt- und Leiterbereiche aus einem Blechstück heraus gearbeitet und an einem Kunststoffträger für den Einschub zu kontaktierender Elemente vorgesehen wird. Hierbei ist vorgesehen, dass ein Stanzgitter mit Stegen und dergleichen zwischen der Vielzahl von Kontakt- und Leiterbereichen vorgesehen wird, das Stanzgitter umspritzt wird, nach dem Umspritzen die Trennung der Kontakt- und Leiterbereiche erfolgt und die umspritzten getrennten Stanzgitterteile nachfolgend mit einer Grundplatte verbunden werden. Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Kontaktanordnung mit einem Kunststoffträger für den Einschub zu kontaktierender Elemente und einer Vielzahl aus einem Blechstück herausgetrennter Kontakt- und Leiterbereiche für die Kontaktierung der Elemente, wobei ein Fixiermittel für die Kontakt- und Leiterbereiche vorgesehen ist und das Fixiermittel mit dem Kunststoffträger fest verbunden ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte und befasst sich somit mit elektrischen Kontaktanordnungen und deren Herstellung.

[0002] In Automobilen und dergleichen sind eine Vielzahl von Stekkern, Relais, Sicherungen usw. beieinander vorzusehen, damit ein Fahrer im Schadensfall, etwa bei durchgebrannten Sicherungen, schnell das fehlerhafte Element identifizieren und tauschen kann. Es sind dazu typisch Kunststoffträger für den Einschub zu kontaktierender Elemente mit gegeneinander abgetrennten Fächern zur genauen Ausrichtung der einzuschiebenden Stecker, Elemente usw. vorgesehen. An diesem Kunststoffträger sind dann Kontakt- und Leiterbereiche angeordnet, die wiederum zu Verbrauchern, Stromquellen usw. führen oder auf einer weiteren Platine aufgesteckt sind, wo eine Signalverarbeitung erfolgt, eine Weiterleitung etc. Die am Kunststoffträger angeordneten Kontakt- und Leiterbereiche sind dabei im Stand der Technik schon aus einem Blechstück herausgearbeitet, das zu diesem Zweck gestanzt und auch partiell umgebogen wird wie erforderlich.

[0003] Im Rahmen der Bemühungen, fehlerhafte Teile und Elemente in Fahrzeugen vollständig zu eliminieren, Gewicht zu sparen, Sicherheit und Betriebsfähigkeit auch bei negativen Einflüssen wie Vibrationen im Betrieb und massive thermische Schwankungen zu gewährleisten und die Fertigung zu erleichtern, ist es wünschenswert, zumindest einigen der aufgeführten Punkte zumindest partiell besser genügen zu können, und zwar zu günstigen Kosten.

[0004] Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereit zu stellen.

[0005] Das Ziel der Erfindung wird erreicht mit dem in unabhängiger Form Beanspruchten. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.

[0006] Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird somit ein Verfahren beschrieben zur Herstellung einer elektrischen Kontaktanordnung, worin eine Vielzahl getrennter Kontakt- und Leiterbereiche aus einem Blechstück heraus gearbeitet und an einem Kunststoffträger für den Einschub zu kontaktierender Elemente vorgesehen wird, bei welchem vorgesehen ist, dass ein Stanzgitter mit Stegen und dergleichen zwischen der Vielzahl von Kontakt- und Leiterbereichen vorgesehen wird, das Stanzgitter umspritzt wird, nach dem Umspritzen die Trennung der Kontakt- und Leiterbereiche erfolgt und die umspritzten getrennten Stanzgitterteile nachfolgend mit einer Grundplatte verbunden werden.

[0007] Eine Grunderkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, dass eine wesentliche Verbesserung der Genauigkeit der Fertigung ohne signifikante Gewichtserhöhung erreicht werden kann, wenn ein vorgefertigtes, noch nicht vollständig aufgetrenntes Stanzgitter zunächst mit einer Kunststoffmasse partiell umspritzt wird, was die einzelnen Bereiche gegeneinander eindeutig fixiert und dann erst nach dem Umspritzen die Auftrennung der Kontakt- und Leiterbereiche erfolgt. Da über die Fixierung, die die umspritzende Kunststoffmasse gewährleistet, die einzelnen Kontakt- und Leiterbereiche genau positioniert sind, kann mit hoher Präzision in einem einzigen Arbeitsschritt eine Verbindung zu einer Grundplatte vorgenommen werden. Dies spart zunächst eine Vielzahl von Arbeitsschritten, bei denen die einzelnen Kontakt- und Leiterbereiche separat montiert werden müssen. Weil die Kontakt- und Leiterbereiche fest ausgerichtet zueinander in genau jener Geometrie vorliegen, die am Stanzgitter vorgegeben war, ohne dass Toleranz erhöhende Verschiebungen und dergleichen auftreten, ist überdies die Verbindung verbessert. Die Umspritzung des Stanzgitters mit Kunststoff braucht dabei das Gesamtgewicht nicht zu erhöhen, wenn eine gegebene Festigkeit gewünscht wird und die durch die Stanzgitterumspritzung erhöhte Stabilität bei der Grundplattenauslegung in Betracht gezogen wird. Vielmehr kann bei geeigneter Auslegung sogar Gewicht gespart werden.

[0008] Prinzipiell ist eine Reihe von Möglichkeiten gegeben, die umspritzten Kontakt- und Leiterbereiche mit der Grundplatte zu verbinden. Hier seien etwa eine Verklebung, Verrastung usw. erwähnt. Auch wäre es möglich, die Grundplatte auf die umspritzten Stanzgitterteile, die getrennt wurden, aufzuspritzen. Bevorzugt ist es jedoch, wenn eine vorgefertigte Grundplatte thermisch mit den umspritzten Stanzgitterteilen verschweißt wird.

[0009] Bei der Grundplatte kann es sich um den Kunststoffträger handeln, der für den Einschub der zu kontaktierenden Elemente, etwa Relais, Stecker, Sicherungen usw. ausgebildet sein kann. Die Ausbildung kann durch Kunststoffwände gegeneinander abgegrenzte Bereiche, Rastösen und dergleichen umfassen.

[0010] Schutz wird auch beansprucht für eine elektrische Kontaktanordnung mit einem Kunststoffträger für den Einschub zu kontaktierender Elemente und einer Vielzahl aus einem Blechstück herausgetrennter Kontakt- und Leiterbereiche für die Kontaktierung der Elemente, wobei ein Fixiermittel für die Kontaktund Leiterbereiche vorgesehen ist und das Fixiermittel mit dem Kunststoffträger fest verbunden ist.

[0011] Wesentlich ist hierbei, dass einerseits ein Fixiermittel und andererseits ein von diesem unterscheidbarer Kunststoffträger vorgesehen wird.

[0012] Die Anordnung kann für den Einschub in ein Basiselement vorgesehen sein, wie eine Leiterplatte mit Signal verarbeitenden Elementen etc., wobei dann die Kontakt- und Leiterelementbereiche randseitig überstehen können, um in Gegenkontakte einzudringen. Ist dies der Fall, ist es besonders bevorzugt, wenn das Fixiermittel, das die einzelnen Kontakt- und Leiterbereiche, die aus dem Stanzgitter herausgetrennt sind, durch Umspritzen umfasst hält, selbst mit voreilenden Justiermitteln wie Raststiften oder dergleichen vorgesehen ist. Auf diese Weise wird eine Ausrichtung der Gesamtanordnung durch das Fixiermittel erreicht und es ergibt sich eine Justage mit sehr geringer Toleranz aller Teile. Die voreilende Führung in ein Basiselement ermöglicht dabei nämlich die Fertigung mit der Präzision eines Kunststoffspritzteiles, die wesentlich höher ist als die Fertigung durch Fixierung einzeln ausgerichteter Kontakt- und Leiterelementbereiche.

[0013] Ferner sind weiter bevorzugt am Fixiermittel selbst Rastelemente zum Verrasten der Anordnung an einem Basiselement oder dergleichen vorgesehen. Beispielsweise können Nut-Feder-Konstruktionen mit zusätzlichen Raststrukturen vorgesehen sein. Auch hier ist durch die Fixierung des Fixiermittels selbst eine exakte Positionierung gegeben.

[0014] Das Fixiermittel hält typisch die Kontakt- und Leiterbereiche partiell umspritzt, so dass diese exakt ausgerichtet sind.

[0015] Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:

Fig. 1

ein umspritztes Stanzgitter vor der Trennung, wo-bei einzelne Bereiche transparent gezeichnet sind;

Fig. 2a,2b

Ansichten des umspritzten Stanzgitterbereiches von vorne und hinten mit aufgesetztem Kunststoff-träger;

Fig. 2c

die Anordnung von Fig. 2a,b mit aufgesetzter rückseitiger Deckplatte;

Fig. 3

Ansicht des Teilsystems, wie es an einem Ba-sisträger befestigt ist;

Fig. 3b

eine Detailansicht hierzu;

Fig. 4a, 4b

Detailansichten eines im Herstellungsverfahren umgebogenen Kontaktbereiches;

Fig. 5

umgebogene Kontaktbereiche auf einem Kunststoff-träger mit seitlich der aus dem Stanzgitter her-ausgeformten Kontaktbereiche vorgesehenen pult-förmigen Halte- und Isolationsbrücken aus Kunst-stoff.

[0016] Nach Fig. 2a umfasst eine allgemein mit 1 bezeichnete elektrische Kontaktanordnung einen Kunststoffträger 2 für den Einschub zu kontaktierender Elemente und eine Vielzahl aus einem Blechstück heraus getrennter Kontakt- und/oder Leiterbereiche 3 für die Kontaktierung der Elemente, wobei ein Fixiermittel 4 über den Kontakt- und Leiterbereichen vorgesehen ist.

[0017] Die elektrische Kontaktanordnung 1 dient im vorliegenden Beispiel der Kontaktierung einer Vielzahl von Steckern, deren Einzelkontakte wie in Fig. 1 ersichtlich relativ zueinander positioniert sind.

[0018] Am Kunststoffträger 2 sind für jeden einzelnen der Vielzahl von Steckern Kunststoffwände vorgesehen, deren Form so gewählt ist, dass die Lage eines jeden der Vielzahl anzuschließender Kunststoffstecker eindeutig bestimmt ist und wobei Rastmittel für das Fixieren der Kunststoffstecker im Kunststoffträger 2 vorgesehen sind. Der Kunststoffträger 2 ist unten zu den Kontakt- und Leiterbereichen hin so offen, dass an den Steckern vorgesehene Messerschneiden in entsprechende Kontaktaugen 3a eindringen können. Die Augen können aufgeworfene Kontaktzungen haben, die trichterförmig erweitert zu den Steckern hin umgebogen sind, wie dies in einer zeitgleich eingereichten Anmeldung des vorliegenden Anmelders beschrieben ist. Die trichterförmige Erweiterung des umgebogenen Bereiches von Kontaktzonen ist in Fig. 4 detailliert gezeigt. Dort ist auch zu erkennen, dass in der Trichterzunge unten noch Einprägungen vorgesehen sein können, die federnd elastisch wirken und eine weiter verbesserte elektrische Kontaktierung ohne Erhöhung der Einschubkräfte bewirken. Die Kontakt- und Leiterbereiche 3 sind aus einem Blechstück ausgestanzt, wobei eine Vielzahl von nur partiell mit Bezugszeichen versehenen Kontaktbereichen 3a1, 3a2 und Leiterbereichen 3b1, 3b2 vorgesehen ist. Es sind wie erforderlich zwischen einzelnen Kontaktelementbereichen Leiterbereiche geführt und ein Teil der Leiterbereiche führt an den Rand, wo zum Einstecken in Kontaktöffnungen überstehende Kontaktstiftelemente 3c gebildet sind. In Fig. 1 ist erkennbar, dass zwischen den einzelnen Kontakt- und Leiterbereichen 3a, 3b, 3c, die per se elektrisch zumindest zum Teil getrennt sein sollen, noch Stege vorhanden sind, wie bei 3d angedeutet. Dies zeigt an, dass die Kontakt- und Leiterbereiche einstückig aus dem Blechstück herausgestanzt sind.

[0019] Das Fixiermittel 4 ist aus isolierendem, gespritztem Kunststoff gebildet und umschließt bereichsweise die Kontakt- und Leiterbahnabschnitte, wie bei 4a, 4b oder 4c gezeigt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Fixiermittel 4 nicht durchgängig, sondern aus einer filigranen Struktur gebildet, die so dimensioniert ist, dass eine Handhabung auch der voneinander nach Entfernen der Stege 3d getrennten Kontakt- und Leiterbereiche ohne Verschiebung oder relative Bewegung problemfrei möglich ist, aber dennoch ein nur geringes Gewicht gegeben ist.

[0020] Am Fixiermittel 4 sind Befestigungsmittel 4d1, 4d2 zum Eingriff mit Raststrukturen an einem Basiselement vorgesehen und es sind auf der Seite der Elemente 3c diesen voreilende Justiernocken 4e vorgesehen, wobei mehrere solcher Justiernokken, vorliegend 2 Justiernocken 4e1, 4e2 vorgesehen sind. Die Verwendbarkeit anderer Justiermittel außer Justiernocken sei erwähnt.

[0021] Das Fixiermittel 4 ist nun an den Kunststoffträger 2, in Fig. 2a bei 5 angedeutet, thermisch angeschweißt.

[0022] Die Anordnung kann auf einem Basiselement 6 (Fig. 3), das Rast- und Befestigungsmittel 7 (Fig. 3b) aufweist, montiert werden, indem die den Elementen 3c voreilenden, also sich weiter vom Rand weg erstreckenden Justiernocken 4e1, 4e2 in entsprechende Justieröffnungen eindringen und erst dann eine Kontaktierung an den Elementen 3c erfolgt. Die Rastelemente 7 sind dabei so dimensioniert, dass eine stabile Lage im Betrieb erhalten wird.

[0023] Die Anordnung wird hergestellt wie folgt:

[0024] Zunächst wird ein Blechträger einstückig durch Ausstanzen hergestellt. Dann wird das noch einstückige, vorgestanzte Stanzgitter umspritzt mit Kunststoff, worauf sich die Anordnung von Fig. 1 ergibt. Nachfolgend werden die Stege 3d entfernt und es liegen nun die von einander wie erforderlich elektrisch getrennten Kontakt- und/oder Leiterbereiche fixiert in einem Kunststoffgitter vor, das gleichzeitig Elemente für die Einführung in eine Basisplatte und die Verrastung daran umfasst. Im Trennschnitt, bei welchem die Stege entfernt werden, oder zuvor, kann eine erforderliche Biegung, Prägung usw. der Kontakt- und/oder Leiterbereiche erfolgen. Dieses Kunststoffgitter 4 wird nun thermisch verschweißt mit einem Kunststoffträger 2 und mit einer die Kontakt- und Leiterbereiche schützenden Kunststoffrückseite versehen, vgl. Fig. 2c. Anschließend wird die so erhaltene elektrische Kontaktanordnung an einem Basiselement wie einer Leiterplatte angebracht, wobei die voreilenden Justiernocken 4e für eine korrekte Ausrichtung der überstehenden Kontakte 3c in entsprechende Kontäktausnehmungen an der Leiterplatte sorgen. Die Anordnung ist leicht, von hoher Präzision und preiswert.

[0025] Fig. 5 zeigt, dass an der Basisplatte, die mit dem Kunststoffgitter verbunden wird, Fixierungselemente vorgesehen sein können, die ein seitliches Ausweichen der Stanzgitterelemente bei Einschub bzw. Herausziehen von Kontaktstiften bzw. Kontaktschneiden verhindern, auch wenn seitlich größere Kräfte durch ungeschicktes Vorgehen wirken und die überdies durch die Verhinderung der seitlichen Bewegung eine ungewollte Berührung unterschiedlicher Kontaktbereiche vermeiden. Im fertig montierten und in einem Fahrzeug verbauten Bordnetzsteuergerät oder einem anderen Anwendungsfall wie im Bereich von Haushaltsgeräten, wie Waschmaschinen und anderer sogenannter weißer Ware verhindert dies sicher, dass durch Einund/oder Ausziehen von Relais Kurzschlüsse auftreten. Bevorzugt ist die Anbringung von seitlich parallel zu den Federbereichen aufragenden Stoppschultern oder Anschlägen, da diese erst nach Umbiegen der Kontaktbereiche vorzusehen sind und damit anders als bei Vorsehen derartiger Teile an dem Kunststoffgitter weder durch die Umbiegung in ihrer strukturellen Integrität beeinträchtigt sind noch die umbiegenden Stanz- bzw. Prägewerkzeuge behindern. Diese Stoppschulter kann auch nach oben entsprechend dem Trichterwinkel der umgebogenen Kontaktbereiche abgeschrägt sein. In einem solchen Fall können die sich trichterförmig erweiternden Kontaktbereichsflanken beim Einschieben eines Kontaktstiftes oder dergleichen in Anlage mit den Schultern kommen, so dass ein Ausweichen verhindert wird und die Kontaktbereichsanbringung im Stanzgittersteg nicht überlastet werden kann.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktanordnung, worin eine Vielzahl getrennter Kontakt- und Leiterbereiche aus einem Blechstück heraus gearbeitet und an einem Kunststoffträger für den Einschub zu kontaktierender Elemente vorgesehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stanzgitter mit Stegen und dergleichen zwischen der Vielzahl von Kontakt- und Leiterbereichen vorgesehen wird, das Stanzgitter umspritzt wird, nach dem Umspritzen die Trennung der Stege zwischen den gewünschten Kontaktund Leiterbereichen erfolgt und die umspritzten getrennten Stanzgitterteile nachfolgend mit einer Grundplatte verbunden werden.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der umspritzten Stanzgitterteile mit der Grundplatte durch thermisches Verschweißen erfolgt.

3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte als der für den Einschub der zu kontaktierenden Elemente vorgesehene Kunststoffträger ausgebildet wird.

4. Elektrische Kontaktanordnung mit einem Kunststoffträger für den Einschub zu kontaktierender Elemente und einer Vielzahl aus einem Blechstück herausgetrennter Kontaktund Leiterbereiche für die Kontaktierung der Elemente, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixiermittel für die Kontakt- und Leiterbereiche vorgesehen ist und das Fixiermittel mit dem Kunststoffträger fest verbunden ist.

5. Elektrische Kontaktanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch für den Einschub in ein Basiselement, dadurch gekennzeichnet, dass Kontakt- und Leiterbereiche für den Basiselementkontakt randseitig überstehen.

6. Elektrische Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Fixiermittel Justiermittel vorgesehen sind, wobei diese insbesondere als den überstehenden Kontakt- und Leiterelementbereichen voreilende Justiermittel ausgebildet sind.

7. Elektrische Kontaktanordnung, nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel Rastmittel umfassen, die zum Verrasten der gegeneinander fixierten Kontakt- und Leiterbereiche und des Kunststoffträgers an Raststrukturen eines Basiselementes ausgebildet sind.

8. Elektrische Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel um Kontakt- und/oder Leiterbereiche partiell herumgespritzt ist.

Zeichnung