[0001] Die Erfindung betrifft eine metallische Steckverbinderkomponente, insbesondere ein
elektrisches Kontaktelement oder eine Stützhülse eines elektrischen Steckverbinders,
aufweisend einen mit einer Beschichtung beschichteten Grundkörper, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
[0002] Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
einer metallischen Steckverbinderkomponente, die einen mit einer Beschichtung beschichteten
Grundkörper aufweist.
[0003] Ein wichtiges Verfahren aus der Fertigungstechnik ist das Umformen, um im Rahmen
der Herstellung von Bauteilen die zugrunde liegenden Werkstücke gezielt in die gewünschte
Form zu bringen. Die wichtigsten Fertigungsverfahren der Umformtechnik sind das Walzen,
das Freiformschmieden, das Gesenkschmieden, das Fließpressen, das Strangpressen, das
Tiefziehen und das Biegen. Es handelt sich also um Verfahren, bei denen Rohteile aus
plastischen Werkstoffen, wie Metalle und thermoplastische Kunststoffe, in eine andere
Form gebracht werden. Dies geschieht in der Regel, ohne dabei Material von den Rohteilen
zu entfernen. Der Werkstoff bzw. das Werkstück behält vorzugsweise seine Masse und
seinen Zusammenhalt bei.
[0004] Ein Umformprozess kann unter anderem zum Einsatz kommen, um scharfe Kanten von Bauteilen
mit einer Fase zu versehen, um die Verletzungsgefahr zu verringern oder um eine anschließende
Montage zu vereinfachen. Eine Fase kann beispielsweise durch einen Präge- oder Pressvorgang
vorteilhaft in das Bauteil eingebracht werden.
[0005] Handelt es sich bei dem zugrundeliegenden Bauteil um ein oberflächenveredeltes Bauteil,
also um ein Bauteil aus einem mit einer Beschichtung beschichteten Grundkörper, kann
es durch den Umformprozess zu einem Fließen der Beschichtung kommen. Insbesondere
wenn der Bearbeitungsabschnitt, in dem das Bauteil umgeformt wird, an eine Kante bzw.
an einen Rand des Bauteils angrenzt oder nahe an einer solchen Kante angeordnet ist,
kann dies dazu führen, dass die Beschichtung nach dem Umformen über die Kante des
Grundkörpers hinausragt. Dies kann verschiedene, negative Folgen haben.
[0006] Durch die das Bauteil überragende Beschichtung können scharfe Kanten entstehen, von
denen eine Verletzungsgefahr ausgeht, ferner kann das Bauteil haptisch und optisch
qualitativ minderwertig erscheinen. Außerdem kann es vorkommen, dass der Überstand
der Beschichtung als Span ("Flitter") von dem Bauteil absteht, was insbesondere bei
der Verwendung des Bauteils als Komponente eines elektrischen Steckverbinders problematisch
ist, da der abstehende Span beispielsweise Kurzschlüsse verursachen kann. Der Überstand
kann sich gegebenenfalls auch vollständig von dem Bauteil ablösen, was dann die technische
Sauberkeit im Rahmen eines Fertigungsverfahrens negativ beeinflussen kann.
[0007] Somit sind nach dem Umformen oberflächenveredelter bzw. beschichteter Bauteile häufig
Nachbearbeitungsschritte erforderlich, wenn ein Bauteil mit hoher Präzision hergestellt
werden soll. Diese zusätzlichen Bearbeitungsschritte sind insbesondere im Rahmen maschineller
Massenfertigung zu vermeiden, da diese die Herstellung verteuern und die Bearbeitungszeit
verlängern.
[0008] Insbesondere an Komponenten für elektrische und optische Steckverbinder werden hohe
Anforderungen gestellt. Metallische Steckverbinderkomponente müssen daher mit hoher
Präzision bzw. Qualität hergestellt werden. Außerdem werden für die Herstellung von
Steckverbindern häufig auch ein besonders wirtschaftlicher Fertigungsprozess und insbesondere
auch eine kurze Prozesszeit gefordert, insbesondere um eine Massenfertigung zu ermöglichen.
[0009] In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, eine metallische Steckverbinderkomponente bereitzustellen, die in
einem beschichteten Bearbeitungsabschnitt mechanisch umgeformt ist, und das vorzugsweise
präzise und kostengünstig im Rahmen einer Massenfertigung herstellbar ist.
[0010] Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen,
mittels dem eine metallische Steckverbinderkomponente, die in einem beschichteten
Bearbeitungsabschnitt mechanisch umgeformt ist, vorzugsweise präzise und kostengünstig
im Rahmen einer Massenfertigung herstellbar ist.
[0011] Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels
der eine metallische Steckverbinderkomponente, die in einem beschichteten Bearbeitungsabschnitt
mechanisch umgeformt ist, vorzugsweise präzise und kostengünstig im Rahmen einer Massenfertigung
herstellbar ist.
[0012] Die Aufgabe wird für die metallische Steckverbinderkomponente mit den in Anspruch
1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch
die Merkmale des Anspruchs 12 und betreffend die Vorrichtung durch Anspruch 15 gelöst.
[0013] Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte
Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
[0014] Es ist eine metallische Steckverbinderkomponente vorgesehen, die einen mit einer
Beschichtung beschichteten Grundkörper aufweist.
[0015] Bei einer "Steckverbinderkomponente" kann es sich im Rahmen der Erfindung um ein
Zwischenerzeugnis zur Weiterverarbeitung, ein (Zwischen)Erzeugnis zur Verwendung oder
Montage in einer komplexen Baugruppe des Steckverbinders oder um eine Einzelkomponente
des Steckverbinders handeln. Bei der Steckverbinderkomponente kann es unter anderem
um ein noch nicht oder nur teilweise zu einem hülsenförmigen Körper umgeformtes Bauteil
handeln (z. B. um einen im Wesentlichen blechförmigen Körper), das in einem nachfolgenden
Fertigungsschritt noch weiterbearbeitet, insbesondere gestanzt oder umgeformt bzw.
gebogen, wird.
[0016] Die metallische Steckverbinderkomponente kann als eigenständiges Bauteil in dem Steckverbinder
verwendbar sein oder als Komponente eines technischen Komplexes bzw. einer Baugruppe
in dem Steckverbinder eingesetzt werden.
[0017] Vorzugsweise ist die metallische Steckverbinderkomponente als Kontaktteil eines mechanischen
Steckverbinders, eines elektrischen Steckverbinders oder eines optischen Steckverbinders
ausgebildet. Die metallische Steckverbinderkomponente kann beispielsweise als elektrisches
Kontaktelement (z. B. Innenleiterkontaktelement oder Außenleiterkontaktelement) oder
als Teil eines elektrischen Kontaktelements eines elektrischen Steckverbinders ausgebildet
sein. Die metallische Steckverbinderkomponente kann beispielsweise auch als Stützhülse,
Gehäusekomponente oder als sonstige Komponente eines elektrischen Steckverbinders
ausgebildet sein.
[0018] Die metallische Steckverbinderkomponente kann einstückig oder mehrteilig ausgebildet
sein.
[0019] Der Grundkörper der metallischen Steckverbinderkomponente kann vollständig umlaufend
mit der Beschichtung beschichtet sein oder auch nur an einzelnen Seiten (insbesondere
an sich gegenüberliegenden Seiten) oder nur an einer einzigen Seite mit der Beschichtung
beschichtet sein. Eine oder mehrere Seiten des Grundkörpers können auch nur abschnittsweise
bzw. teilweise beschichtet sein. Vorzugsweise verläuft die Beschichtung vollständig
auf zumindest einer Seite des Grundkörpers.
[0020] Bei einer Beschichtung im Sinne der Erfindung kann es sich um eine dünne Schicht
oder um mehrere miteinander verbundene Schichten handeln, die mittels eines beliebigen
Beschichtungsverfahrens auf den Grundkörper aufgebracht sind (beispielsweise chemisch,
mechanisch und/oder thermisch). Vorzugsweise ist die Beschichtung stoffschlüssig und/oder
formschlüssig mit dem Grundkörper verbunden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass
die Beschichtung derart untrennbar mit dem Grundkörper verbunden ist, dass sich die
Beschichtung nicht zerstörungsfrei von dem Grundkörper entfernen lässt.
[0021] Vorzugsweise ist die Schichtdicke der Beschichtung kleiner als die Dicke des zugrundeliegenden
Grundkörpers, vorzugsweise zumindest um den Faktor 2 kleiner als die Dicke des Grundkörpers,
besonders bevorzug zumindest um den Faktor 10 kleiner als die Dicke des Grundkörpers.
Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke der Beschichtung 0,1 µm bis 10 µm, besonders
bevorzugt 0,5 µm bis 5 µm.
[0022] Die Beschichtung dient vorzugsweise der Beeinflussung physikalischer, elektrischer
und/oder chemischer Eigenschaften der fertigen Steckverbinderkomponente, die aus dem
unbeschichteten Grundkörpern nicht hervorgehen würden. Beispielsweise kann eine Beschichtung
einer für einen Steckverbinder zu verwendenden metallischen Steckverbinderkomponente
dazu dienen, den elektrischen Übergangswiderstand zu reduzieren und/oder gezielt mechanische
Stecckräfte durch den Reibungswiderstand der Beschichtung zu definieren. Die Beschichtung
kann die Steckverbinderkomponente insbesondere auch derart veredeln, dass eine Oxidation,
mechanische Beschädigung und/oder Alterung des Grundkörpers vermieden wird.
[0023] Erfindungsgemäß ist die Steckverbinderkomponente bzw. der Grundkörper in einem Bearbeitungsabschnitt
mechanisch bzw. plastisch umgeformt.
[0024] Vorzugsweise weist der Grundkörper in dem Bearbeitungsabschnitt die Beschichtung
zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, auf.
[0025] Die Steckverbinderkomponente bzw. der Grundkörper kann in dem Bearbeitungsabschnitt
grundsätzlich beliebig umgeformt sein. Beispielsweise kann in dem Bearbeitungsabschnitt
ein Vorsprung, wie eine Rippe, eine (teil)ringförmige Erhöhung, ein Flansch oder eine
Auswölbung / Ausbauchung, ein Steg oder eine sonstige Biegestelle ausgebildet sein,
oder auch ein Übergangsabschnitt zwischen zwei Abschnitten mit jeweils unterschiedlichen
Radien, eine Prägung, insbesondere jedoch ein Rand bzw. eine Kante mit einer Fase
oder einem Übergangsradius ("Formkante").
[0026] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Oberfläche der Beschichtung in dem Bearbeitungsabschnitt
zumindest abschnittsweise eine definierte Oberflächenstruktur aufweist.
[0027] Unter einer "definierten Oberflächenstruktur" wird vorliegend eine Oberflächenstruktur
verstanden, die auf oder in der jeweiligen Oberfläche durch eine bewusste bzw. gezielte
Bearbeitung aufgebracht oder eingebracht wurde - im Gegensatz zu einer undefinierten
Oberflächenstruktur als Ausdruck der Rauheit der Oberfläche oder verursacht durch
vorhergehende Bearbeitungsfehler, Toleranzen und/oder Mängel der Oberfläche.
[0028] Der Erfinder hat überraschend erkannt, dass eine definierte Oberflächenstruktur ein
Fließen der Beschichtung in dem Bearbeitungsabschnitt während der mechanischen Umformung
verhindern oder zumindest reduzieren kann. Die Beschichtung kann somit eine texturierte
Oberfläche aufweisen, um die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile aufgrund
des Fließens der Beschichtung beim Umformen zu vermeiden.
[0029] Es hat sich gezeigt, dass es aufgrund der Oberflächenstruktur im Rahmen der Umformung
zu einer vorteilhafteren Verteilung des Beschichtungsmaterials in dem Bearbeitungsabschnitt
kommen kann, beispielsweise indem sich das Beschichtungsmaterial in einzelne "Beschichtungstäler"
bzw. Ausnehmungen in der Oberfläche verteilen kann. Ferner kann durch die Oberflächenstruktur
die Reibung mit einem Umformwerkzeug und/oder mit dem Grundkörper erhöht und im besten
Fall ein Formschluss mit einer Prägefläche eines Umformwerkzeugs und/oder einer Grundkörperfläche
bzw. Oberfläche des Grundkörpers hergestellt werden.
[0030] Die in dem Bearbeitungsabschnitt eingebrachte, definierte Oberflächenstruktur führt
somit zu einer im Rahmen eines Umformprozesses bearbeiteten metallischen Steckverbinderkomponente,
die mit hoher Präzision und außerdem kostengünstig im Rahmen einer Massenfertigung
herstellbar sein kann.
[0031] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Beschichtung im technischen Einflussbereich eines Rands (typischerweise ein äußerer
Rand der Steckverbinderkomponente bzw. des Grundkörpers, gegebenenfalls aber auch
ein innerer Rand), eines Vorsprungs, eines Übergangsabschnitts zwischen zwei Abschnitten
mit jeweils unterschiedlichen Radien (z. B. eine Stufe oder eine Schulter mit konischen,
konvexen, konkaven oder sonstigen Radien), einer Formkante, einer Biegestelle, einem
Radienübergang, einem Flansch, einer Wölbung, einem Steg, einer Rundung, einer Fase
und/oder einem Übergangsradius verläuft, so dass sich ein messbarer technischer Effekt
durch die Beschichtung im Sinne der Erfindung einstellt. Insbesondere kann die Beschichtung
benachbart oder angrenzend, insbesondere unmittelbar angrenzend, an den Rand, den
Vorsprung, die Formkante, die Biegestelle und/oder den Übergangsradius verlaufen.
[0032] Die Beschichtung kann sich beispielsweise entlang dem Rand, des Vorsprungs, der Formkante,
der Biegestelle oder dem Übergangsradius erstrecken.
[0033] Bei einer "Formkante" kann es sich um eine definiert umgeformte Kante bzw. einen
definiert umgeformten Rand der Steckverbinderkomponente handeln, insbesondere um eine
an einem Ende oder einer Ausnehmung der Steckverbinderkomponente ausgebildete, umgeformte
Kante, beispielsweise um eine mit einer Fase oder Abrundung versehene Kante, wie nachfolgend
noch beschrieben.
[0034] Bei einer "Biegestelle" kann es sich um einen beliebigen konvexen oder konkaven Radienübergang
handeln, wie beispielsweise eine Stufe oder Vertiefung.
[0035] Bei einem "Übergangsradius" kann es sich einen beliebigen gleichmäßigen oder ungleichmäßigen
Übergang von einer ersten Fläche der Steckverbinderkomponente zu einer zu der ersten
Fläche winklig ausgerichteten, zweiten Fläche handeln.
[0036] Bei einem Vorsprung kann es sich insbesondere um eine Rippe (beispielsweise eine
in Längsrichtung der Steckverbinderkomponente bzw. in axialer Richtung verlaufende
Rippe), eine ringförmige Erhöhung, eine teilringförmige Erhöhung (innerhalb eines
Winkelsegments), einen Flansch, einen Steg oder eine "punktförmige" Erhöhung (in der
Art einer Ausbauchung bzw. Auswölbung, vergleichbar mit einer Delle) handeln.
[0037] Auch ein Rücksprung kann vorgesehen sein, typischerweise an der einem Vorsprung gegenüberliegenden
Oberfläche.
[0038] Bei einem Übergangsabschnitt zwischen zwei Abschnitten mit jeweils unterschiedlichem
Radius kann es sich beispielsweise um eine Stufe oder eine Schulter handeln, wie bereits
erwähnt. Der Übergangsabschnitt kann dabei in Umfangsrichtung und/oder in axialer
Richtung verlaufen bzw. ausgerichtet sein.
[0039] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der
Grundkörper plattenförmig ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die die Hauptflächen
des Grundkörpers definierende Breite und Länge des Grundkörpers sehr viel größer als
die Dicke des Grundkörpers.
[0040] Der Grundkörper kann insbesondere ein einteiliger, aus einem einzigen Werkstoff ausgebildeter
Körper sein. Der Grundkörper kann gegebenenfalls aber auch mehrteilig sein und daher
mehrere miteinander mechanisch verbundene Werkstoffe aufweisen.
[0041] Der Grundkörper kann vorzugsweise aus einem Metall ausgebildet sein (insbesondere
aus einem Edelmetall), wobei aber auch andere Materialien im Rahmen der Erfindung
verwendbar sein können, wie beispielsweise Kunststoff, Glas oder Keramik. Der Grundkörper
kann vorzugsweise aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung, wie beispielsweise Messing,
ausgebildet sein.
[0042] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper als Blech bzw. blechförmig
ausgebildet ist.
[0043] Bei dem Grundkörper bzw. bei der metallischen Steckverbinderkomponente kann es sich
vorzugsweise um ein Stanz-Biegeteil handeln, das im Rahmen eines Stanz-Biege-Prozesses
hergestellt wurde.
[0044] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung
eine geringere Druckfestigkeit aufweist als der Grundkörper.
[0045] Als "Druckfestigkeit" wird die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffs bei der Einwirkung
von Druckkräften bezeichnet. Die Druckfestigkeit ist der Quotient aus Bruchlast und
Querschnittsfläche eines Körpers (Kraft pro Fläche in N/mm
2).
[0046] Insbesondere wenn die Beschichtung eine geringere Druckfestigkeit aufweist als der
Grundkörper, kann es im Rahmen eines Umformprozesses zu einem unerwünschten Fließen
des Beschichtungsmaterials auf dem Grundkörper kommen. Die Erfindung eignet sich daher
besonders vorteilhaft zur Verwendung mit Beschichtungsmaterialien mit nur geringer
Druckfestigkeit.
[0047] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung
eine elektrisch leitfähige Beschichtung ist, insbesondere eine metallische Beschichtung.
Es können grundsätzlich aber auch andere Materialien im Rahmen der Erfindung als Beschichtung
verwendbar sein, wie beispielsweise ein Kunststoff.
[0048] Bei der Beschichtung kann es sich vorzugsweise um eine Zinnbeschichtung handeln.
Es sind aber im Grunde alle möglichen Beschichtungsmaterialien einsetzbar, unter anderem
Gold, Silber, Palladium, Nickel und Kupfer.
[0049] In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper auf
zumindest zwei seiner Seiten mit der Beschichtung beschichtet ist, insbesondere auf
zwei voneinander abgewandten bzw. gegenüberliegenden Seiten, insbesondere auf den
beiden Hauptflächen eines platten- bzw. blechförmigen Grundkörpers. Die Beschichtung
kann dann vorzugsweise auf jeder dieser Seiten (zumindest teilweise) mit einer jeweiligen
Oberflächenstruktur versehen sein.
[0050] Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Grundkörper nur einseitig mit der Beschichtung
beschichtet ist, oder dass mehr als zwei Seiten des Grundkörpers beschichtet sind
(beispielsweise alle Seiten des Grundkörpers). Vorzugsweise ist dann jede der Seiten
zumindest im Bereich des Bearbeitungsabschnitts wenigstens teilweise mit einer jeweiligen
Oberflächenstruktur versehen.
[0051] In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Bearbeitungsabschnitt
zu zumindest einer, an einer Kante oder einem Rand der metallischen Steckverbinderkomponente
ausgebildeten Fase umgeformt ist bzw. dass der Bearbeitungsabschnitt eine Fase ausbildet
oder aufweist.
[0052] Unter einer "Fase" wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung eine beliebige Abschrägung,
Abrundung oder Abstufung einer Kante verstanden.
[0053] Vorzugsweise beträgt die Breite der Fase zumindest ein Drittel der Dicke des Grundkörpers,
vorzugsweise zumindest die Hälfte der Dicke des Grundkörpers.
[0054] Es kann vorgesehen sein, dass die Fase einen Fasenwinkel von 10° bis 80°, vorzugsweise
von 15° bis 60°, aufweist.
[0055] Wie vorstehend bereits erwähnt, können Umformprozesse besonders vorteilhaft zum Einbringen
von Fasen eingesetzt werden. Insbesondere im Bereich der Kanten oder Ränder des Grundkörpers
bzw. der Steckverbinderkomponente ist das Problem des Fließens einer Beschichtung
in der Regel besonders ausgeprägt, weshalb sich die Erfindung für eine derartige Anwendung
besonders vorteilhaft eignen kann, um die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
[0056] In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche der
Beschichtung, die die Oberflächenstruktur aufweist, eine von dem Grundkörper abgewandte
Außenfläche der Beschichtung ist.
[0057] Auf diese Weise kann eine formschlüssige Verbindung mit einer komplementären Gegenstruktur
bzw. Negativform einer Prägefläche eines Umformwerkzeugs herstellbar sein. Die Oberflächenstruktur
kann insbesondere durch das Umformwerkzeug selbst vorteilhaft zumindest in die Außenfläche
der Beschichtung eingebracht werden, vorzugsweise sogar durch die Beschichtung hindurch
bis in die entsprechende Grundkörperfläche des Grundkörpers und auch in den Grundkörper
hinein, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird.
[0058] In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein,
dass die Oberfläche der Beschichtung, die die Oberflächenstruktur aufweist, eine dem
Grundkörper zugewandte bzw. mit der korrespondierenden Grundkörperfläche des Grundkörpers
unmittelbar in Verbindung stehende Innenfläche der Beschichtung ist.
[0059] Vorzugsweise weist der Grundkörper eine komplementäre Oberflächenstruktur auf (die
Oberflächenstruktur des Grundkörpers kann im Rahmen der Erfindung zur besseren Unterscheidbarkeit
von der Oberflächenstruktur der Oberfläche der Beschichtung auch als "komplementäre
Oberflächenstruktur" bezeichnet werden), um eine formschlüssige Verbindung mit der
auf der Innenfläche der Beschichtung ausgebildeten Oberflächenstruktur herzustellen.
[0060] Ein Formschluss oder zumindest eine erhöhte Reibung zwischen Grundkörper und Beschichtung
hat sich als besonders geeignet herausgestellt, um ein Fließen der Beschichtung während
des Umformens zu verhindern.
[0061] Vorbereitungen für einen entsprechenden Formschluss können grundsätzlich bereits
während der Herstellung der metallischen Steckverbinderkomponente, und noch vor dem
Umformen desselben, getroffen werden, beispielsweise indem die zu beschichtende Grundkörperfläche
des Grundkörpers zunächst mit der komplementären Oberflächenstruktur versehen wird,
wonach der Grundkörper derart beschichtet werden kann, dass das Beschichtungsmaterial
während des Beschichtens in die Oberflächenstruktur des Grundkörpers eindringt, so
dass schließlich auch die Oberflächenstruktur auf der Innenfläche der Beschichtung
entsteht. Dieser Vorgang ist allerdings vergleichsweise aufwändig.
[0062] Deutlich vorteilhafter kann es sein, die Oberflächenstruktur in die Innenfläche der
Beschichtung und in die Grundkörperfläche des Grundkörpers gleichzeitig im Rahmen
des Umformprozesses einzubringen, indem die Außenfläche der Beschichtung derart mit
der Oberflächenstruktur versehen wird, dass sich die Oberflächenstruktur ausgehend
von der Außenfläche durch die Beschichtung hindurch bis zu der Innenfläche der Beschichtung
durchdrückt, und vorzugsweise auch die korrespondierende Oberflächenstruktur auf der
mit der Innenfläche der Beschichtung verbundenen Grundkörperfläche des Grundkörpers
erzeugt. Auf diese Weise kann ein beidseitiger Formschluss, einerseits zwischen Beschichtung
und Grundkörper und andererseits zwischen Beschichtung und Umformwerkzeug, bereitgestellt
werden, was ein Fließen der Beschichtung während des Umformens besonders gut verhindern
kann.
[0063] Wie vorstehend ausgeführt, kann vorgesehen sein, dass die Oberflächenstruktur nur
abschnittsweise in dem Bearbeitungsabschnitt angeordnet ist. Die Oberflächenstruktur
kann aber auch vollständig in dem Bearbeitungsabschnitt vorgesehen sein, gegebenenfalls
sogar über den Bearbeitungsabschnitt hinaus.
[0064] Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass die Oberflächenstruktur von einer
Kante oder von dem Rand des Bearbeitungsabschnitts beabstandet ist, beispielsweise
um zumindest eine Schichtdicke der Beschichtung oder die Rautiefe der Oberflächenstruktur
von der Kante beabstandet ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass durch
das Einbringen der Oberflächenstruktur in die Beschichtung das Beschichtungsmaterial
in Einzelfällen doch noch über die Kante hinausgeschoben wird. Eine Beabstandung der
Oberflächenstruktur von einer Kante oder von dem Rand des Bearbeitungsabschnitts ist
in der Regel aber nicht unbedingt erforderlich.
[0065] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Oberflächenstruktur eine geordnete Struktur ist.
[0066] Die Oberflächenstruktur kann ein im Wesentlichen homogenes Muster ausbilden. Insbesondere
kann die Oberflächenstruktur eine zumindest abschnittsweise periodische Struktur bilden.
Derartige Strukturen können einfach herstellbar sein und können reproduzierbare Eigenschaften
aufweisen. Die periodische Struktur kann beispielsweise ein Linienmuster, ein Punktmuster,
ein Wabenmuster, ein Kreuzmuster oder dergleichen ausbilden. Die periodische Struktur
kann beispielsweise in zumindest einer Raumrichtung eine Periodenlänge von 0,5 bis
300 µm, vorzugsweise 0,1 bis 100 µm aufweisen.
[0067] Grundsätzlich können beliebige Oberflächenstrukturen vorgesehen sein, als besonders
vorteilhaft hat sich jedoch eine Kreuzrändelstruktur herausgestellt. Auch eine sonstige
geordnete Struktur (beispielsweise eine Punktierung, eine Linienstruktur, eine kreisförmige
Struktur, eine wellenförmige Struktur etc.) kann allerdings geeignet sein, um das
Fließen bzw. um eine Querbewegung der Beschichtung während des Umformens zu verhindern.
[0068] Alternativ kann auch eine ungeordnete Struktur vorgesehen sein (ähnlich der Oberfläche
eines Schleifpapiers). Es kann eine beliebige isotrope oder anisotrope Oberfläche
vorgesehen sein.
[0069] Auch makroskopische Oberflächenstrukturen, wie beispielsweise Nuten, Stege, Stifte
können vorgesehen sein.
[0070] Vorzugsweise weist die Oberflächenstruktur Vertiefungen ("Täler") und/oder Erhebungen
("Berge") auf der Oberfläche auf. Vorzugsweise wechseln sich die Vertiefungen und
Erhebungen in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Muster auf der Oberfläche ab.
[0071] Die Höhendifferenz zwischen einer Erhebung und einer Vertiefung kann beispielsweise
0,1 µm bis 50 µm, vorzugsweise 1 µm bis 20 µm, besonders bevorzugt 5 µm bis 10 µm,
betragen. Vorzugsweise werden die Vertiefungen mit einer solchen Tiefe in die Außenfläche
der Beschichtung eingebracht, dass sich das Beschichtungsmaterial auf der gegenüberliegenden
Seite bzw. mit der Innenfläche bis in den Grundkörper eindrückt.
[0072] Der Abstand zwischen zwei von einer Erhebung getrennten Vertiefungen oder zwischen
zwei von einer Vertiefung getrennten Erhebungen kann beispielsweise 1 µm bis 200 µm,
besonders bevorzugt 10 µm bis 100 µm, beispielsweise 50 µm bis 70 µm, betragen.
[0073] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Rautiefe (so genannter "RZ-Wert") der Oberflächenstruktur zumindest der halben Schichtdicke
der Beschichtung entspricht.
[0074] Auf diese Weise kann eine besonders starke Haftung bzw. laterale Fixierung der Beschichtung
auf dem Grundkörper ermöglicht werden, die in der Regel bereits ausreichend ist. Die
Rautiefe der Oberflächenstruktur kann grundsätzlich aber auch größer sein als die
halbe Schichtdicke der Beschichtung oder kleiner sein als die halbe Schichtdicke der
Beschichtung.
[0075] Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer metallischen Steckverbinderkomponente,
die einen mit einer Beschichtung beschichteten Grundkörper aufweist, mit zumindest
den folgenden Verfahrensschritten:
- a) Bearbeiten einer Grundkörperfläche des Grundkörpers und/oder einer von dem Grundkörper
abgewandten Außenfläche der Beschichtung zur Erzeugung einer definierten Oberflächenstruktur;
und
- b) Druckumformen des mit der Beschichtung beschichteten Grundkörpers in einem die
Oberflächenstruktur zumindest abschnittsweise aufweisenden Bearbeitungsabschnitt mittels
wenigstens eines Umformwerkzeuges.
[0076] Durch das Bearbeiten der Grundkörperfläche des Grundkörpers und/oder der Außenfläche
der Beschichtung zur Erzeugung der definierten Oberflächenstruktur kann das Fließen
der Beschichtung vermieden oder zumindest weitestgehend vermieden werden, wodurch
metallische Steckverbinderkomponenten mit höherer Präzision als bisher und insbesondere
ohne aufwändige Nachbearbeitungsverfahrensschritte, hergestellt werden können. Auf
das nachträgliche Entfernen von Flitter bzw. Späne, z. B. durch Luftdruckbehandlung,
Bürsten oder sonstige Reinigungstechniken, kann verzichtet und die Prozesszeit daher
eingespart werden. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann nicht zuletzt die technische
Sauberkeit bei der Herstellung entsprechender Steckverbinderkomponenten verbessert
sein.
[0077] Durch das Texturieren bzw. Strukturieren der Oberfläche, insbesondere wenn, wie nachfolgend
beschrieben, die Prägefläche eines Prägestempels mit einer entsprechenden Gegenkontur
versehen ist, kann ein flächiges Zusammenschieben bzw. Aufrollen der beschichteten
Oberfläche der Steckverbinderkomponente verhindert und somit eine Spanbildung ausgeschlossen
werden. Durch die Texturierung der Oberfläche bzw. durch die definierte Oberflächenstruktur
kann der Druck auf die Steckverbinderkomponente während des Umformens segmentiert
und die Beschichtung sicher auf dem Grundkörper gehalten bzw. nicht flächig verschoben
werden.
[0078] Die Verfahrensschritte des Bearbeitens der Grundkörperfläche und/oder der Außenfläche
der Beschichtung und des Druckumformens können vorzugsweise gleichzeitig / zeitsynchron,
gegebenenfalls aber auch nacheinander bzw. sequentiell erfolgen.
[0079] Vorzugsweise wird die definierte Oberflächenstruktur derart gestaltet, dass die Strukturierung
die vorgesehene Funktionalität der Oberfläche (beispielsweise Leitfähigkeit, etc.)
möglichst wenig beeinflusst.
[0080] Auf vorteilhafte Weise kann also ein oberflächenstrukturierter Prägeprozess für metallische
Steckverbinderkomponenten mit vorveredelter Oberfläche bereitgestellt werden, insbesondere
zum Prägen von Fasen an Stanzteilen.
[0081] Grundsätzlich kann sich die Erfindung zur Verwendung mit einem beliebigen Druckumformprozess
eignen, insbesondere einem Walzprozess (Umformen zwischen zwei oder mehreren rotierenden
Walzen) oder einem Gesenkschmiedeprozess (Umformen zwischen zwei oder mehr Prägestempeln,
die die herzustellende Form zumindest teilweise als Negativ enthalten). Auch Freiformen,
Eindrücken oder Durchdrücken kann als Druckumformprozess beispielsweise vorgesehen
sein.
[0082] In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein,
dass das Umformwerkzeug Prägestempel aufweist (auch als "Konturstempel" oder "Konturformen"
bekannt).
[0083] Vorzugsweise weist die der Steckverbinderkomponente zugewandte Prägefläche des Prägestempels
eine Negativform bzw. Gegenstruktur der Oberflächenstruktur auf, um die Oberflächenstruktur
gleichzeitig mit dem Druckumformen zumindest in die Außenfläche der Beschichtung einzuprägen.
[0084] Das Umformwerkzeug kann somit vorteilhaft gleichzeitig als Bearbeitungswerkzeug zum
Einbringen der Oberflächenstruktur und zum Umformen verwendet werden, was die Prozesszeit
bei der Herstellung der Steckverbinderkomponente weiter reduzieren kann.
[0085] Vorzugsweise wird die Oberflächenstruktur zumindest teilweise durch die Beschichtung
hindurch auch in die Grundkörperfläche des Grundkörpers bzw. in den Grundkörper eingeprägt.
[0086] Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper erst im Rahmen des vorgeschlagenen
Verfahrens mit der Beschichtung beschichtet wird. Entsprechende Beschichtungstechniken
sind bekannt, weshalb auf weitere Details nicht näher eingegangen wird. Der Grundkörper
kann im Rahmen des beanspruchten Verfahrens allerdings auch bereits beschichtet sein.
[0087] Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens kann in einer weniger bevorzugten, aber
dennoch beanspruchten Variante vorgesehen sein, dass zunächst die Grundkörperfläche
des Grundkörpers durch eine beliebige Technik mit der Oberflächenstruktur bzw. der
komplementären Oberflächenstruktur versehen wird, beispielsweise mittels einer Prägetechnik,
einer subtraktiven Technik oder einer additiven Schichttechnik. Anschließend kann
dann vorgesehen sein, den Grundkörper derart mit der Beschichtung zu beschichten,
dass sich das Beschichtungsmaterial in den Erhebungen und/oder Vertiefungen der Oberflächenstruktur
des Grundkörpers verteilt und dadurch einen Formschluss mit dem Grundkörper erzeugt.
[0088] Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens kann somit optional vorgesehen sein, zunächst
das Umformwerkzeug bereitzustellen oder gar herzustellen.
[0089] Im Rahmen des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Bearbeitungsabschnitt an
eine Kante oder an einen Rand des Grundkörpers angrenzt. Der Grundkörper kann derart
umgeformt werden, dass an der Kante bzw. an dem Rand eine Fase ausgebildet wird.
[0090] Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper auf zumindest zwei voneinander abgewandten
Seiten mit der Oberflächenstruktur versehen wird.
[0091] Es kann vorgesehen sein, dass die Steckverbinderkomponente erst im Rahmen des vorgeschlagenen
Verfahrens zu einer Komponente des Steckverbinders, insbesondere eines elektrischen
Steckverbinders, umgeformt wird, beispielsweise zu einem elektrischen Kontaktelement
oder zu einer Stützhülse.
[0092] Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung einer metallischen Steckverbinderkomponente,
die einen mit einer Beschichtung beschichteten Grundkörper aufweist, mit
- a) einem Bearbeitungswerkzeug das ausgebildet ist, in einer Grundkörperfläche des
Grundkörpers und/oder in einer von dem Grundkörper abgewandten Außenfläche der Beschichtung
eine definierte Oberflächenstruktur zu erzeugen; und
- b) wenigstens einem Umformwerkzeug zum Druckumformen des mit der Beschichtung beschichteten
Grundkörpers in einem die Oberflächenstruktur zumindest abschnittsweise aufweisenden
Bearbeitungsabschnitt.
[0093] Bei dem Bearbeitungswerkzeug und dem Umformwerkzeug kann es sich um voneinander unabhängige
Werkzeuge handeln. Das Bearbeitungswerkzeug und das Umformwerkzeug können allerdings
auch dasselbe Werkzeug sein, wobei beispielsweise an einer Prägefläche des Umformwerkzeugs
eine Negativform der Oberflächenstruktur ausgebildet sein kann, um die Oberflächenstruktur
gleichzeitig mit dem Umformen in die Beschichtung einzuprägen.
[0094] Die Erfindung betrifft auch einen elektrischen Steckverbinder, wobei zumindest eine
Komponente des Steckverbinders, insbesondere ein elektrisches Kontaktelement oder
eine Stützhülse, als metallische Steckverbinderkomponente gemäß den vorstehenden und
nachfolgenden Ausführungen ausgebildet ist.
[0095] Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich
gegeben durch die erfindungsgemäße metallische Steckverbinderkomponente, das erfindungsgemäße
Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung oder den elektrischen Steckverbinder beschrieben
wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar.
Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung
genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden
werden.
[0096] Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder
"mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe
wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen,
keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
[0097] In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen
sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit"
eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder
können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen
betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung
kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
[0098] Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen
oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt
±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten
Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung
der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch
Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem
jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte
und einen jeweiligen Mittelwert.
[0099] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher
beschrieben.
[0100] Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale
der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines
Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels
umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren
sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele
verbunden werden.
[0101] In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
[0102] Es zeigen schematisch:
- Figur 1
- eine metallische Steckverbinderkomponente gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
- Figur 2
- eine metallische Steckverbinderkomponente gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
- Figur 3
- eine metallische Steckverbinderkomponente gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
- Figur 4
- eine metallische Steckverbinderkomponente gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
- Figur 5
- eine metallische Steckverbinderkomponente gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
- Figur 6
- eine beispielhafte, im Rahmen der Erfindung verwendbare Oberflächenstruktur (Kreuzrändelstruktur);
- Figur 7
- eine weitere im Rahmen der Erfindung verwendbare Oberflächenstruktur (Linienstruktur);
- Figur 8
- eine weitere im Rahmen der Erfindung verwendbare Oberflächenstruktur (Punktierung);
- Figur 9
- die in einem weiteren Verarbeitungsschritt zu einem hülsenförmigen Körper umgeformte,
metallische Steckverbinderkomponente der Figur 1 in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
- Figur 10
- eine weitere hülsenförmige, metallische Steckverbinderkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
- Figur 11
- eine Vorrichtung zur Herstellung einer metallischen Steckverbinderkomponente mit einem
geöffneten Umformwerkzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, vor dem Umformen
der Steckverbinderkomponente;
- Figur 12
- die Vorrichtung der Figur 11 in einem geschlossenen Zustand des Umformwerkzeugs, nach
dem Umformen der Steckverbinderkomponente; und
- Figur 13
- eine Vorrichtung zur Herstellung einer metallischen Steckverbinderkomponente, mit
einem Umformwerkzeug gemäß dem Stand der Technik.
[0103] Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße metallische Steckverbinderkomponente
1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die dargestellte Steckverbinderkomponente
1 kann beispielsweise im Rahmen des Herstellungsverfahrens zu einem elektrischen Kontaktelement
oder zu einer Stützhülse eines elektrischen Steckverbinders umgeformt werden, wodurch
sich der in Figur 9 dargestellte, hülsenförmige Körper ergeben kann.
[0104] Die Steckverbinderkomponente 1 weist einen mit einer Beschichtung 2 beschichteten
Grundkörper 3 auf, der plattenförmig, vorzugsweise aus einem Metall, ausgebildet ist.
Bei dem Grundkörper 3 kann es sich insbesondere um ein Blech aus einem Edelmetall,
und bei der Beschichtung 2 um eine metallische Beschichtung, wie eine Zinnbeschichtung,
handeln. In den Ausführungsbeispielen ist beispielhaft ein beidseitig beschichteter
Grundkörper 3 dargestellt, was allerdings nicht einschränkend zu verstehen ist. Grundsätzlich
kann auch nur eine einzige Seite des Grundkörpers 3 oder können auch mehr als zwei
Seiten des Grundkörpers 3 entsprechend beschichtet sein.
[0105] Die metallische Steckverbinderkomponente 1 bzw. der Grundkörper 3 ist in einem Bearbeitungsabschnitt
4 mechanisch umgeformt. Der Bearbeitungsabschnitt 4 kann beliebig umgeformt sein.
Die Vorteile der Erfindung entfalten sich allerdings insbesondere dann, wenn der Bearbeitungsabschnitt
4 zu zumindest einer an einer Kante oder einem Rand R der Steckverbinderkomponente
1 ausgebildeten Formkante bzw. Fase 5 umgeformt ist bzw. eine Fase 5 aufweist, wie
dargestellt, oder in dem Bearbeitungsabschnitt 4 zumindest einen Vorsprung 5' (vgl.
Figur 10) und/oder einen Übergangsradius aufweist. Vorzugsweise grenzt die Beschichtung
2 an den Rand R, an den Vorsprung 5' und/oder an den Übergangsradius an, wie dargestellt.
Die Beschichtung 2 kann allerdings auch von dem Rand R bzw. von der Fase 5, dem Vorsprung
5' oder dem Übergangsradius beabstandet sein.
[0106] Die Breite b der Fase 5 kann vorzugsweise größer sein als die halbe Dicke d des Grundkörpers
3. Der Fasenwinkel α der Fase 5 kann zwischen 10° und 80°, vorzugsweise zwischen 15°
und 60°, betragen. Die Schichtdicke s der Beschichtung 2 kann beispielsweise etwa
1 µm betragen.
[0107] Insbesondere wenn die Beschichtung 2 eine geringere Druckfestigkeit aufweist als
der Grundkörper 3, kann es im Rahmen des Umformprozesses zu einem unvorteilhaften
Fließen der Beschichtung 2 auf dem Grundkörper 3 kommen, wodurch die Beschichtung
2 über den Rand R des Grundkörpers 3 hinausragen kann (vgl. Darstellung des Standes
der Technik gemäß Figur 13) oder sich auf sonstige Weise zumindest teilweise von dem
Grundkörper 3 ablöst (im Falle des in Figur 10 dargestellten Vorsprungs 5' in der
Regel in radialer Richtung). Insofern eine hochpräzise metallische Steckverbinderkomponente
1 hergestellt werden soll, ist im bisher bekannten Stand der Technik eine Nachbearbeitung
unumgänglich. Die vorliegende Erfindung soll hier Abhilfe verschaffen.
[0108] Es wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, dass eine Oberfläche 6, 7 der Beschichtung
2 in dem Bearbeitungsabschnitt 4 eine definierte Oberflächenstruktur 8 aufweist. Das
Abstehen eines Spans von der metallischen Steckverbinderkomponente 1 kann auf die
vorgeschlagene Weise verhindert werden. Es lassen sich damit hochpräzise, umgeformte
und beschichtete metallische Steckverbinderkomponenten 1 auch ohne eine aufwändige
Nachbearbeitung herstellen.
[0109] In Figur 1 weist beispielhaft nur die obere Beschichtung 2, an der die Fase 5 ausgebildet
wird, die definierte Oberflächenstruktur 8 auf. Die untere Beschichtung 2 ist unbearbeitet
(vgl. vergrößerte Schnittdarstellung). Vorzugsweise weisen aber alle Beschichtungen
2, insbesondere in dem Bearbeitungsabschnitt 4, eine entsprechende Oberflächenstruktur
8 auf, wie in den Figuren 11 und 12 angedeutet.
[0110] Die Oberfläche der Beschichtung 2, die die Oberflächenstruktur 8 aufweist, kann insbesondere
eine von dem Grundkörper 3 abgewandte Außenfläche 6 der Beschichtung 2 sein, wodurch
eine formschlüssige Verbindung mit einer komplementären Negativform 9 einer Prägefläche
10 eines Umformwerkzeugs 11 herstellbar sein kann (vgl. Figuren 11 und 12).
[0111] Die Oberfläche der Beschichtung 2, die die Oberflächenstruktur 8 aufweist, kann auch
eine dem Grundkörper 3 zugewandte Innenfläche 7 der Beschichtung 2 sein. Der Grundkörper
3 kann schließlich eine komplementäre Oberflächenstruktur 8' aufweisen (vgl. vergrößerte
Schnittdarstellung in Figur 1), um eine formschlüssige Verbindung mit der Oberflächenstruktur
8 der Beschichtung 2 herzustellen.
[0112] Entsprechende Oberflächenstrukturen 8 auf der Außenfläche 6 und/oder der Innenfläche
7 der Beschichtung 2 sowie auf dem Grundkörper 3 können gleichzeitig mit dem Umformprozess
hergestellt werden, wie nachfolgend noch beschrieben wird.
[0113] Es kann vorgesehen sein, dass die Oberflächenstruktur 8, 8' vollständig in dem Bearbeitungsabschnitt
4 angeordnet ist, wie in Figur 1 angedeutet. Grundsätzlich kann allerdings auch nur
eine abschnittsweise Anordnung der Oberflächenstruktur 8, 8' in dem Bearbeitungsabschnitt
4 vorgesehen sein (vgl. Figur 2), eine Aufteilung der Oberflächenstruktur 8, 8' über
mehrere Bereiche des Bearbeitungsabschnitts 4 (vgl. Figur 3), eine Oberflächenstruktur
8, 8', die über den Bearbeitungsabschnitt 4 hinausgeht (vgl. Figur 4) oder auch eine
Oberflächenstruktur 8, 8', die sich über die gesamte Steckverbinderkomponente 1 erstreckt
(vgl. Figur 5).
[0114] Vorzugsweise ist eine geordnete Oberflächenstruktur 8, 8' vorgesehen, die Erhebungen
12 und Vertiefungen 13 aufweist (vgl. insbesondere vergrößerte Schnittdarstellung
in Figur 1). Die Rautiefe der Oberflächenstruktur 8, 8' kann vorzugsweise zumindest
der halben Schichtdicke s der Beschichtung 2 entsprechen.
[0115] Als besonders geeignete Oberflächenstruktur 8, 8' hat sich eine Kreuzrändelstruktur
herausgestellt, wie in Figur 6 angedeutet. Grundsätzlich können allerdings beliebige
Oberflächenstrukturen 8, 8' vorgesehen sein, um ein Fließen der Beschichtung 2 auf
dem Grundkörper 3 zu verhindern, beispielsweise auch eine Linienstruktur (vgl. Figur
7) oder eine Punktierung durch einzelne Erhebungen 12 und/oder Vertiefungen 13 (vgl.
Figur 8). Auch eine ungeordnete Oberflächenstruktur 8, 8' kann vorgesehen sein.
[0116] Wie bereits erwähnt, kann es sich bei der metallischen Steckverbinderkomponente 1
auch nur um ein Zwischenprodukt handeln, das in einem weiteren Herstellungsschritt
beispielsweise zu einem hülsenförmigen Körper umgeformt wird. Zwei Beispiele für eine
hülsenförmige metallische Steckverbinderkomponente 1 sind in den Figuren 9 und 10
dargestellt - eine zunächst noch flache Steckverbinderkomponente 1 kann entsprechend
gebogen werden. Die Steckverbinderkomponente 1 kann auch auf sonstige Weise weiterverarbeitet
werden, beispielsweise aus einem größeren flachen Körper ausgestanzt werden und/oder
mit Ausstanzungen versehen werden.
[0117] Neben dem Einbringen von Fasen 5 im Bereich von Rändern R bzw. Kanten kann sich die
Erfindung insbesondere auch vorteilhaft für Steckverbinderkomponenten 1 eignen, die
Vorsprünge 5', Biegestellen oder Übergangsradien aufweisen, beispielweise in der Art
einer (vorzugsweise, aber nicht zwingend, ringförmig umlaufenden) Ausbauchung 5',
einem Flansch oder einer Wölbung, wie in Figur 10 dargestellt. Derartige Strukturen
sind beispielsweise bei Außenleiterkontaktelementen von FAKRA-Steckverbindern bekannt.
Auch zur Verwendung mit einer auf (oder in) der Steckverbinderkomponente 1 ausgeformten
Rippe, beispielsweise einer sich in Längsrichtung der Steckverbinderkomponente 1 erstreckende
Rippe, kann die Erfindung vorteilhaft verwendbar sein (in den Figuren nicht dargestellt).
[0118] Ein geeignetes Verfahren und eine Vorrichtung 14 zur Herstellung der Steckverbinderkomponente
1 sollen anhand der Figuren 11 und 12 nachfolgend beschrieben werden.
[0119] Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Grundkörperfläche
15 des Grundkörpers 3 und/oder eine von dem Grundkörper 3 abgewandte Außenfläche 6
der Beschichtung 2 bearbeitet werden, um die definierte Oberflächenstruktur 8, 8'
zu erzeugen.
[0120] Ferner ist vorgesehen, dass der mit der Beschichtung 2 beschichtete Grundkörper 3
im Rahmen eines Druckumformprozesses in einem die Oberflächenstruktur 8, 8' aufweisenden
Bearbeitungsabschnitt 4 mittels wenigstens eines Umformwerkzeugs 11 umgeformt wird.
Bei dem Umformwerkzeug 11 zur Druckumformung und bei dem Bearbeitungswerkzeug 16 zum
Einbringen der Oberflächenstruktur 8, 8' handelt es sich im Ausführungsbeispiel um
Prägestempel 17, die gleichzeitig zum Umformen der Steckverbinderkomponente 1 und
zum Einbringen der Oberflächenstruktur 8, 8' verwendbar sind. Die Prägeflächen 10
des Umformwerkzeugs 11 bzw. der Prägestempel 17 können zuvor bearbeitet werden (nicht
dargestellt), um eine Negativform 9 der Oberflächenstruktur 8, 8' zu erzeugen. Werden
somit während des Umformens die Prägestempel 17 auf einander zugestellt, wird die
Negativform 9 der Oberflächenstruktur 8 gleichzeitig mit der Druckumformung zumindest
in die Außenfläche 6 der Beschichtung 2 eingeprägt. Das Einprägen erfolgt vorzugsweise
aber durch die Beschichtung 2 hindurch bis in die Grundkörperfläche 15 des Grundkörpers
3, um einerseits einen Formschluss der Beschichtung 2 zu dem Prägestempel 17 und andererseits
einen Formschluss der Beschichtung 2 zu dem Grundkörper 3 herzustellen.
[0121] Im Gegensatz zu dem in Figur 13 dargestellten, bekannten Stand der Technik wird ein
Fließen der Beschichtung 2 über den Rand R des Grundkörpers 3 hinaus zuverlässig verhindert.
1. Metallische Steckverbinderkomponente (1), insbesondere elektrisches Kontaktelement
oder Stützhülse eines elektrischen Steckverbinders, aufweisend einen mit einer Beschichtung
(2) beschichteten Grundkörper (3), der in einem Bearbeitungsabschnitt (4) mechanisch
umgeformt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Oberfläche (6, 7) der Beschichtung (2) in dem Bearbeitungsabschnitt (4) zumindest
abschnittsweise eine definierte Oberflächenstruktur (8) aufweist.
2. Metallische Steckverbinderkomponente (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtung (2) angrenzend an einen Rand (R) und/oder einen Vorsprung (5') und/oder
einen zwischen zwei Abschnitten mit jeweils unterschiedlichen Radien ausgebildeten
Übergangsabschnitt verläuft.
3. Metallische Steckverbinderkomponente (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (3) plattenförmig aus einem Metall ausgebildet ist, insbesondere blechförmig
aus einem Edelmetall ausgebildet ist.
4. Metallische Steckverbinderkomponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtung (2) eine geringere Druckfestigkeit aufweist als der Grundkörper (3).
5. Metallische Steckverbinderkomponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtung (2) eine metallische Beschichtung ist, insbesondere eine Zinnbeschichtung.
6. Metallische Steckverbinderkomponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (3) auf zumindest zwei voneinander abgewandten Seiten mit der Beschichtung
(2) beschichtet ist, wobei die Beschichtung (2) auf den beiden gegenüberliegenden
Seiten mit der Oberflächenstruktur (8) versehen ist.
7. Metallische Steckverbinderkomponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bearbeitungsabschnitt (4) zu zumindest einer, an einem Rand (R) der metallischen
Steckverbinderkomponente (1) ausgebildeten Fase (5) umgeformt ist.
8. Metallische Steckverbinderkomponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurh gekennzeichnet, dass
die Oberfläche der Beschichtung (2), die die Oberflächenstruktur (8) aufweist, eine
von dem Grundkörper (3) abgewandte Außenfläche (6) der Beschichtung (2) ist, wobei
die Oberflächenstruktur (8) ausgebildet ist, um eine formschlüssige Verbindung mit
einer komplementären Negativform (9) einer Prägefläche (10) eines Umformwerkzeugs
(11) herzustellen.
9. Metallische Steckverbinderkomponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberfläche der Beschichtung (2), die die Oberflächenstruktur (8) aufweist, eine
dem Grundkörper (3) zugewandte Innenfläche (7) der Beschichtung (2) ist, wobei der
Grundkörper (3) eine komplementäre Oberflächenstruktur (8') aufweist, um eine formschlüssige
Verbindung mit der Oberflächenstruktur (8) der Beschichtung (2) herzustellen.
10. Metallische Steckverbinderkomponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberflächenstruktur (8) eine geordnete Struktur ist, vorzugsweise eine Kreuzrändelstruktur.
11. Metallische Steckverbinderkomponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rautiefe der Oberflächenstruktur (8) zumindest der halben Schichtdicke (s) der
Beschichtung (2) entspricht.
12. Verfahren zur Herstellung einer metallischen Steckverbinderkomponente (1), die einen
mit einer Beschichtung (2) beschichteten Grundkörper (3) aufweist, mit zumindest den
folgenden Verfahrensschritten:
a) Bearbeiten einer Grundkörperfläche (15) des Grundkörpers (3) und/oder einer von
dem Grundkörper (3) abgewandten Außenfläche (6) der Beschichtung (2) zur Erzeugung
einer definierten Oberflächenstruktur (8); und
b) Druckumformen des mit der Beschichtung (2) beschichteten Grundkörpers (3) in einem
die Oberflächenstruktur (8) zumindest abschnittsweise aufweisenden Bearbeitungsabschnitt
(4) mittels wenigstens eines Umformwerkzeuges (11).
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberflächenstruktur (8. 8') gleichzeitig mit dem Druckumformen zumindest in die
Außenfläche (6) der Beschichtung (2) eingeprägt wird, vorzugsweise durch die Beschichtung
(2) hindurch bis in den Grundkörper (3) eingeprägt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bearbeitungsabschnitt (4) an einen Rand (R) des Grundkörpers (3) angrenzt, wobei
der Grundkörper (3) derart umgeformt wird, dass an dem Rand (R) eine Fase (5) ausgebildet
wird.
15. Vorrichtung (14) zur Herstellung einer metallischen Steckverbinderkomponente (1),
die einen mit einer Beschichtung (2) beschichteten Grundkörper (3) aufweist, mit
a) einem Bearbeitungswerkzeug (16) das ausgebildet ist, in einer Grundkörperfläche
(15) des Grundkörpers (3) und/oder in einer von dem Grundkörper (3) abgewandten Außenfläche
(6) der Beschichtung (2) eine definierte Oberflächenstruktur (8, 8') zu erzeugen;
und
b) wenigstens einem Umformwerkzeug (11) zum Druckumformen des mit der Beschichtung
(2) beschichteten Grundkörpers (3) in einem die Oberflächenstruktur (8, 8') zumindest
abschnittsweise aufweisenden Bearbeitungsabschnitt (4).