电导体与电气设备连接件电接触的接触元件及其制造方法与流程

本发明涉及一种用于使电导体电接触到电气设备、尤其机动车辆的电气设备的连接件上的接触元件，该接触元件具有电导体，该电导体以导体绝缘部包封，并且具有以能导电的方式与电导体连接的电缆接头，该电缆接头具有接触件，其中，电缆接头和电导体的连接到该电缆接头上的区段以如下方式利用电绝缘的外罩来注塑包封，使得接触件的一部分裸露，并且其中，外罩具有通道，该通道从外罩的开口延伸到接触件的裸露的部分。这种接触元件例如可以用于在电导体和电气设备的连接件之间建立防水的螺纹接触。

背景技术：

为了建立电导体在连接件上的防水的接触，在市场上已知多种外罩，这些外罩套装到导体和与之连接的电缆接头上。为了实现导体和外罩之间的防水的密封，典型地将单芯线密封件插入到外罩中。虽然以这种方式可以实现防水的接触。然而，这些外罩的装配非常复杂并且需要大量的结构空间。

此外，由de102013021409al已知一种用于将电导体接触到连接件上的接触元件。通过设置在外罩中的通道确保向接触元件的入口，从而接触件可以通过通道借助于螺栓拧紧在电气装置的连接件上。随后，通道可以通过密封盖的拧入或卡入来密封。在de102013021409al中提出，用外罩的材料注塑包封电缆接头。虽然由此可以节省安装费用和结构空间。然而，已经发现，以这种方式制造防水外罩并不容易。

尤其在本发明的范围内确定的是，通过密封盖的拧入或卡入来密封围绕电缆接头注塑包封的外罩的通道在一些情况下可能是不充分的。尤其是，为了实现对于外罩所需的机械特性，对电缆接头进行注塑包封可用的材料对于可靠的密封来说不是最佳的。

技术实现要素：

在此背景下，本发明的目的在于，提供一种改进的用于将电导体电接触到电气设备的连接件上的接触元件及其制造方法，利用其能够在制造成本低廉的情况下、在尽可能小的结构空间下实现可靠的密封。

在一种用于将电导体电接触到电气设备、尤其机动车辆的电气设备的连接件上的接触元件中，该接触元件具有电导体和以能导电的方式与电导体连接的、具有接触件的电缆接头，该电导体以导体绝缘部包覆，其中，电缆接头和电导体的连接到该电缆接头上的区段以电绝缘的外罩注塑包覆，使得接触件的一部分裸露，并且其中，外罩具有通道，该通道从外罩的开口延伸到接触件的裸露的部分，上述目的根据本发明通过如下方式来解决，即，在外罩上注塑密封元件，该密封元件用于密封可用于封闭开口的封闭件。所述封闭件例如可以是盖或连接件的元件，例如可插入通道中的支座。

通过注塑这样的密封元件实现了在外罩与密封元件之间的足够的粘附。此外，用于密封元件的材料选择可以与要满足的密封目的相匹配，尤其是用于在外罩和用于封闭开口的封闭件、尤其是盖之间的可靠的密封。

在方法方面，上述目的还通过一种用于制造之前所述的接触元件的方法来实现，在该方法中，提供以导体绝缘部包覆的电导体和以能导电的方式与电导体连接的带有接触件的电缆接头，在该方法中，电缆接头和电导体的连接在该电缆接头上的区段以如下方式利用电绝缘的外罩来注塑包封，使得接触件的一部分裸露，其中，该注塑包封以如下方式进行，即，形成从外罩的开口延伸至接触件的裸露的部分的通道，并且在该方法中，在外套上注塑密封元件，用于密封可用于封闭开口的封闭件、尤其是盖。

电缆接头以导电的方式与电导体连接，尤其是与电导体的端部连接。为此目的，电缆接头优选具有用于连接到电导体上的连接区域。

电缆接头与电导体之间的连接例如可以是焊接连接，尤其是超声波焊接连接。为此目的，连接区域例如可以设计为平坦的区域，电导体焊接在该区域上。为了改善焊接连接，可以在接触区域中施加金属接触层，例如通过摩擦覆层，特别是如de102014011887al中所述的。

此外，电缆接头可以与电导体压接。

电导体尤其是电缆，优选是绞合导体，例如具有铜绞线或铝绞线。

电缆接头具有接触件。接触件尤其是电缆接头的设置用于接触电气设备的连接件的部分。优选地，接触件具有扁平形状，其带有用于插入连接元件的缺口，该连接元件用于将接触件与连接件相连。

电缆接头可以总体上扁平地构造，从而接触件和连接区域基本上位于一个平面中。但是，连接区域也可以位于与接触件不同的平面中。例如，可以使用弯折的电缆接头。

外罩具有通道，该通道从外罩的开口延伸至接触件的裸露的部分。以这种方式，存在从外部到接触件的裸露部分的入口，从而接触件可以与电气设备的连接件连接。外罩尤其可以具有接管，在该接管中构造通道。

在外罩上注塑用于密封能够用于封闭开口的封闭件的密封元件。密封元件用于在利用可为此使用的封闭件、例如盖或连接件的一部分(例如可插入通道中的支座)封闭开口时实现可靠的密封，从而水不能进入通道中。密封元件尤其可以布置在通道中，例如布置在开口的区域中。替代地可以考虑，密封元件在围绕开口的区域中注塑到外罩上。如果外罩例如具有带有通道的接管，那么所述密封元件尤其可以注塑到所述接管之中或之上。

密封元件可以尤其设置用于关于通道的延伸方向径向和/或轴向的密封。为了径向密封，密封元件例如可以设置在通道的通道壁上，从而沿径向方向密封封闭件。为了轴向密封，密封元件例如可以围绕外罩的开口布置，例如布置在外罩的包围通道的接管的端侧上。密封元件尤其也可以设置用于径向和轴向的密封，例如通过该密封元件从通道的通道壁伸出通道至外罩的包围通道的接管的端侧。

密封元件优选由与外罩不同的材料制成。尤其是，可以为密封元件使用比外罩更软的材料，尤其是具有更小的肖氏硬度的材料。以这种方式，可以同时为了实现所期望的机械特性而为外罩使用较硬的材料，并且为了实现可靠的密封而为密封元件使用较软的材料。

肖氏硬度应理解为根据din53505测量的肖氏硬度。

密封元件优选可以具有一个或多个特别是环形的密封唇，该密封唇包围通道和/或开口。

下面描述接触元件及其制造方法的不同的实施方式，其中各个实施方式彼此独立地分别适用于接触元件和方法。此外，各个实施方式也可以彼此组合。

在第一实施方式中，外罩包括第一通道和第二通道，所述第一通道从所述外罩的第一开口延伸到所述接触件的裸露部分，所述第二通道从所述外罩的第二开口延伸到所述接触件的裸露部分。在所述方法的相应的实施方式中，以外罩进行注塑包封，从而形成第一通道，所述第一通道从所述外罩的第一开口延伸到所述接触件的裸露的部分，并且形成第二通道，所述第二通道从所述外罩的第二开口延伸到所述接触件的裸露的部分。

以这种方式实现了由两侧接近接触件，以便将接触件与电气设备的连接件连接。尤其可以通过一个通道插入具有螺栓或螺纹孔的连接件，并且通过另一通道插入与此对应的螺母或螺栓。

优选地，设置密封元件以密封通道，该通道在固定建立之后利用盖封闭。附加地或替代地，密封元件也可以被设置用于密封通道，通过该通道使接触件与连接件接触，尤其是用于密封电气设备的被引入通道中的连接件，例如支座。

在另一实施方式中，外罩和密封元件以多组分注塑的方式制造。在所述方法的相应的实施方式中，执行多组分注塑，其中，在第一注塑步骤中制造所述外罩，并且在第二注塑步骤中制造所述密封元件。多组分注塑能够实现以不同的材料特别经济地制造接触元件。对于第一注塑步骤，所提供的电导体连同与其连接的电缆接头被布置在第一注塑工具中并且利用第一材料注塑包封以制造外罩。在第二注塑步骤中，将被注塑包封的导体连同电缆接头优选布置在第二注塑工具中并且将一个或多个密封元件注塑到外罩上。多组分注塑尤其可以在具有多个塑化单元的注塑设备上进行。

在另一实施方式中，导体绝缘部由热塑性弹性体、尤其热塑性聚氨酯构成，并且外罩由热塑性弹性体、尤其热塑性聚氨酯构成。以这种方式，用于导体绝缘部和外罩的材料彼此匹配，使得在用外罩注塑包封包覆有导体绝缘部的电导体时在外罩和电导体的导体绝缘部之间建立防水的密封。以这种方式，尤其可以省去单芯线密封件。

对于外罩，优选使用肖氏硬度比导体绝缘部的材料更大的热塑性弹性体、尤其热塑性聚氨酯。由热塑性弹性体制成的导体绝缘部通常具有相当低的肖氏硬度，例如肖氏a80，以便允许导体的柔性敷设。因此，为了制造形状稳定的外罩，优选使用具有更大的肖氏硬度、例如肖氏d60或更大的热塑性弹性体、尤其是热塑性聚氨酯。

在另一实施方式中，接触元件包括盖，利用该盖可封闭开口。盖优选通过保持元件、例如线状的保持元件防丢地与外罩相连接。密封元件和盖尤其相互适配，使得密封元件和盖密封开口。如果接触元件具有带有第一开口的第一通道和带有第二开口的第二通道，则接触元件尤其包括盖，利用该盖可封闭第一开口。第二开口可以在安装接触元件时通过电气设备的连接件封闭，接触件与该连接件连接。

在另一实施方式中，盖至少部分地由与外罩不同的材料形成，尤其由具有比外罩更高的肖氏硬度的材料形成。以这种方式，通过盖与密封元件的相互作用还可以进一步改善通道的密封。这尤其在为所述外罩使用热塑性的弹性体、尤其热塑性的聚氨酯的情况下是有利的，因为即使具有高肖氏硬度的聚氨酯的硬度也不一定足以制造可靠密封的盖。例如聚酰胺已经证实为适合于盖的材料。

由与外罩不同的材料制成的盖优选防丢地与外罩连接。为此目的，可以设置保持器件，例如线状的保持器件，盖例如通过形状配合的连接与该保持器件连接。

在另一实施方式中，盖和外罩具有互补的固定器件，用于将盖力配合和/或形状配合地固定在外罩上。例如，所述盖可以具有一个或多个接片，并且所述外罩具有与其互补的卡锁凸起，从而所述盖可以通过所述卡锁凸起在所述接片中的卡锁而固定在所述外罩上。盖和外罩也可以具有彼此互补的螺纹，以便将盖固定在外罩上。通过互补的固定器件也可以在结构上避免盖的错误放置。此外，固定器件的卡入促使触觉反馈，即告知用户盖被完全且正确地关闭。

在所述盖上和/或在所述外罩上也能够设置光学的标记，所述标记以光学的方式信号通知用户所述盖是否正确地定位或者说关闭。

此外，在外罩上可以设置防混淆元件，例如位置编码的凸起(例如防呆法)，所述凸起与连接件上的相应编码的缺口相一致，从而可以防止在将连接元件与正确的连接件对应时的混淆。对于这种防混淆元件有利的是，为外罩使用特别是具有比导线绝缘部更大的肖氏硬度的更硬的材料，使得防混淆元件可靠地并且即使在使用高的装配力时也防止接触元件与错误的连接件接触。

在另一种实施方式中，电导体和电缆接头彼此焊接，尤其是超声波焊接。以这种方式，可以在导体和电缆接头之间建立节省结构空间的连接。在这个实施方式中特别有利的是，为所述外罩使用热塑性聚氨酯。焊接连接通常不能完美地、尺寸精确地构造，从而在焊接连接部上会导致注塑包封的外罩的厚度波动。在使用对于壁厚关键的塑料、如聚酰胺的情况下，由焊接连接缺少尺寸稳定性引起的壁厚突变可能导致不密封性。与之相对，热塑性聚氨酯在壁厚波动和材料堆积方面不太敏感，从而即使在工艺导致在焊接连接部的位置中存在变动的情况下也保证了紧密的外罩。

在另一种实施方式中，电缆接头优选仅在电导体的非绝缘部分中与电导体压接。正常的压接连接典型地也包括绝缘部压接，其中，为了使电缆接头在导体上稳定，也在导体的绝缘区域中进行压接，而在此可以放弃绝缘部的环绕压接，因为利用外罩进行的注塑包封使在电缆接头与导体之间的压接连接足够稳定。以这种方式，由于没有绝缘部压接而降低了流动阻力，因此塑料的流动特性改善，所以压接部的结构形式可以更紧凑且更扁平并且注塑包封可以改善。

在另一种实施方式中，电缆接头的接触件具有一个或者多个缺口，通过所述缺口来注塑所述外罩和/或所述密封元件。在接触件中设置这种类型的缺口导致接触件更强地锚固在外罩中或密封元件中，从而接触件即使在较强的机械负荷下，例如在接触件与连接件连接期间，也不会从包封的外罩中松脱。优选地，缺口在周向方向上闭合并且例如能够构成为圆形的、椭圆形的或长形的孔。

在所述方法的相应的实施方式中，电缆接头的接触件具有一个或者多个缺口，所述缺口在用外罩的材料注塑所述外罩时和/或在用密封元件的材料注塑所述密封元件时被填满。以这种方式，接触件可靠地形状配合地锚固在外罩中。

在另一种实施方式中，注塑到外罩上的密封元件从第一通道穿过接触件的缺口延伸至第二通道。在所述方法的相应的实施方式中，电缆接头的接触件具有一个或者多个缺口，所述缺口在注塑所述外罩时保持空余并且在注塑所述密封元件时用所述密封元件的材料来填充。密封元件尤其从第一通道穿过接触件的缺口延伸至第二通道。以这种方式简化了注塑过程，因为利用一个浇口可以从接触件的一侧、例如在第一通道中将密封元件注塑到外罩上，该密封元件也在接触件的另一侧上、例如在第二通道中延伸，因为塑料在注塑时可以通过接触件的缺口到达接触件的另一侧。

附图说明

从以下参照附图对实施例的描述中得出所述接触元件和所述方法的其它特征和优点。

在附图中示出了

图1a-图1b示出了接触元件的一个实施例，

图2a-图2b示出了在建立与电气设备的连接件的电接触之后的图1a-图1b中的接触元件，

图3a-图3b示出了用于制造图1a-图1b中的接触元件的方法的一个实施例，并且

图4a-图4d示出了用于接触元件的不同实施例的电缆接头。

具体实施方式

图1a-图1b以等角图(图1a)和剖视图(图lb)示出了接触元件的实施例。

接触元件2包括电导体4，该电导体4以由具有肖氏硬度a为80的相当软的聚氨酯制成的导体绝缘部6包覆。导体4的端部8被剥除绝缘皮并且借助于超声波焊接(在图1b中通过两个黑色条示意性地示出)以能导电的方式与电缆接头10的连接区域9连接。电缆接头10具有带有中央孔12和多个围绕其布置的较小的缺口13的扁平的环形的接触件11。

电缆接头10和电导体4的与其连接的区段14利用由聚氨酯制成的电绝缘的外罩16注塑包封，其中，接触件11的具有孔12的部分17裸露。

外罩16形成了具有第一通道20的第一接管18以及具有第二通道26的第二接管24，所述第一通道从外罩的第一开口22延伸到接触件11的裸露的部分17，所述第二通道从外罩16的第二开口28延伸到接触件11的裸露的部分17。

在第一和第二通道20、26中，具有多个环形密封唇31的密封元件30注塑到外罩16上，所述密封元件由比外罩16软的塑料、例如由热塑性的聚乙烯构成。

通过线状的保持元件32，盖34防丢地与外罩16连接。盖34由比外罩更硬的材料制成，例如聚酰胺，并且通过形状配合的连接与线状保持元件32的端部锁定。

盖34的形状与第一接管18的形状相匹配，从而盖34可以放置到第一接管18上，以便封闭开口22。

图2a-图2b示出了在连接到机动车辆的电气设备42的连接件40之后的图1a的接触元件2，确切地说，示出了等角图(图2a)和剖视图(图2b)。连接件40具有略微锥形的且电绝缘的支座44，该支座具有由金属制成的能导电的螺栓46。在连接时，接触元件2利用第二通道26套到支座44上，从而使螺栓46引导穿过电缆接头10的接触件11的孔12。螺栓可以通过第一通道20与螺母48固定。

密封元件30以第二通道中的密封唇31压到支座44的外侧上并且由此从第二开口28侧密封接触元件2。第一开口22侧的密封通过将盖34放置在第一接管18上实现，其中，密封元件30利用密封唇31压在盖34的内轮廓50的外侧上并且由此实现防水的密封。

为了将盖34可靠地固定在外罩16上，盖34和外罩16具有互补的固定器件，其形式为第一接管18上的卡锁凸起52和盖34上的接片54，其中，卡锁凸起52可以通过旋转所述放置的盖34而卡入接片54中。作为另外的互补的固定器件，在盖34上设置有锁定元件56并且在外罩16上设置有对应的侧凹58，其在盖34旋转时彼此卡住并且防止盖34从外罩16无意地脱落。

接触元件2使得电导体4与电气设备42的连接件40能够可靠且密封地接触。由热塑性聚氨酯构成的注塑包封的外罩尤其促使与导体绝缘部6的密封连接。密封元件30的相比于外罩16较软的材料促使接触件11的裸露的部分17从两侧的良好密封，更确切地说尤其是与盖34和支座44的相比于外罩16较硬的材料相结合。相反，外罩16的材料足够硬，以便确保形状稳定的外罩并且尤其通过卡锁凸起52和侧凹56引起盖34在外罩16上的形状配合的固定。

已经发现，接触件2具有高度的密封性(例如相对于水射束和蒸汽射束)。由接触件2和与其连接的连接件40组成的组件甚至可以浸入水中，而不会发生水的侵入。因此，接触件2特别适合于应用在机动车辆中，在机动辆车中接触件2可能会遭受湿气和喷水。

与连接件相连的接触件甚至允许该组件浸入水中。

图3a-图3b以示意性的截面图示出了用于制造图1a中的接触元件2的方法的一个实施例。

在该方法的第一步骤中，提供包覆有导体绝缘部6的并且通过超声波焊接与电缆接头10连接的导体4，并且如在图3a中示出的那样布置在第一注塑模具80中。然后在注塑模具80中进行第一注塑步骤，在该第一注塑步骤中，用由热塑性聚氨酯构成的外罩16对电缆接头10和电导体4的与其连接的区段14进行注塑包封，确切地说，使得接触件11的部分17与电缆接头10的孔12裸露，制造具有通道20、26的第一和第二支座18、24并且使缺口13中的一个或多个保持空余。

以这种方式制造的构件82接下来如在图3b中示出的那样布置在第二注塑模具84中，然后在该第二注塑模具中进行第二注塑步骤，在该第二注塑步骤中，将密封元件30注塑到外罩16上。

通过之前保持空余的缺口13，在第二注塑步骤中注入的材料能够到达接触件11的两侧上，而不需要由两侧注入。由此简化了制造方法。

在第二注塑步骤之后，为了完成在图1a中示出的接触元件，还将单独制造的盖34与保持元件32连接。

图4a-图4d以等角图示出了用于接触元件的不同实施例的电缆接头。

图4a示出了图1a的接触元件2的电缆接头10。电缆接头具有扁平的连接区域9以及扁平的接触件11，导体4焊接在该连接区域中，接触件11具有用于螺栓46的中心孔12和围绕该中心孔设置的用于贯穿注塑密封元件30的缺口13。在制造接触元件2时，缺口13中的一些也可以在第一注塑步骤中用外罩16的材料贯穿注塑并且因此用外罩16的材料填充。以这种方式能够实现接触件11在外罩16中的更好的锚定。此外，如结合图3a-图3b所描述的，在第一注塑步骤中，缺口中的一些可保持空余，并且在第二注塑步骤中利用密封元件30的材料贯穿注塑，由此可简化接触元件2的制造。

图4b示出了一种替代的电缆接头10′，其与电缆接头10的区别仅在于缺口13′的形状不同，所述缺口在图4b中构造成长形的，而缺口13′构造成圆形的。

图4c示出了另一种替代的电缆接头10＂，其与电缆接头10的区别仅在于施加在连接件9＂上的接触层90，该接触层改善了与导体4的焊接。接触层90例如能够通过摩擦覆层施加。

图4d示出了另一种替代的电缆接头10″′，其与电缆接头10的区别仅在于，连接区域9″′构造成用于压接连接。为此，在连接区域9″′中，设置有围绕导体4的绞线压接的侧向压接翼92。

电缆接头10″′仅在电导体4的被剥除绝缘皮的部分中与所述电导体压接。在压接连接中通常常见的绝缘压接部在以电缆接头10″′制造的接触元件中不是必需的，因为通过注塑包封的外罩实现压接部的足够的稳定性。