DE102010064351A1 - Plastic component for electrically connecting e.g. direct-current motor of rear windscreen wiper in motor vehicle, has electro-conductive plastic element and insulating plastic element formed by injection of plastic material - Google Patents
Plastic component for electrically connecting e.g. direct-current motor of rear windscreen wiper in motor vehicle, has electro-conductive plastic element and insulating plastic element formed by injection of plastic material Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Komponente aus Kunststoff mit stromführenden Leiterbahnen, leitende Kunststoffverbindungen und Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffkomponente mit stromführenden Leiterbahnen oder leitenden Kunststoffverbindungen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Komponente eines Kunststoffgehäuses für einen Elektromotor in einem Kraftfahrzeug und eine Kontaktscheibe für einen Elektromotor in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a plastic component with current-carrying conductor tracks, conductive plastic compounds and methods for producing a plastic component with current-carrying conductor tracks or conductive plastic connections. In particular, the invention relates to a component of a plastic housing for an electric motor in a motor vehicle and a contact disc for an electric motor in a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Für Motoren und andere elektrische Komponenten erfolgt die Zuleitung von Motor- und Steuerstrom häufig über Leiterbahnen, welche in einem Kunststoffgehäuse oder in einer Kunststoffabdeckung eines Gehäuses eingelegt bzw. als Einlegeteile umspritzt werden. Ferner können abschirmende Leiterbahnen oder abschirmende Metallnetze in Kunststoffkomponenten eingelegt werden. Für elektrische bzw. elektronische Zuführungen für die Kontakte von EC- und DC-Motoren, wie sie z. B. in der Automobilindustrie verwendet werden, kann dies jedoch zu einer Vielzahl von Problemen führen. Dies führt zum Beispiel dazu, dass zum Einlegen von Leiterbahnen und elektrischen Komponenten Haltevorrichtung während der Herstellung in Spritzformen verwendet werden.For motors and other electrical components, the supply of motor and control current often takes place via strip conductors, which are inserted in a plastic housing or in a plastic cover of a housing or encapsulated as inserts. Furthermore, shielding conductor tracks or shielding metal nets can be inserted into plastic components. For electrical or electronic feeders for the contacts of EC and DC motors, as z. As used in the automotive industry, however, this can lead to a variety of problems. This leads, for example, to the use of holding devices during the production in injection molds for inserting printed conductors and electrical components.
Diese Haltevorrichtungen führen zu Öffnungen sowohl in der Innen- als auch in der Außenseite von Kunststoffgehäusen beziehungsweise Kunststoffdeckeln. Ein Schließen der Öffnungen führt zu höheren Werkzeug- und Teilekosten. Ferner können die Öffnungen bei der Beaufschlagung mit in der Praxis vorkommenden leitenden Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Salzwasser, zu Kurzschlüssen oder einem Kriechstrom führen, der zwischen Leiterbahnen mit verschiedenen elektrischen Potenzialen auftreten kann.These holding devices lead to openings both in the inside and in the outside of plastic housings or plastic lids. Closing the openings leads to higher tool and parts costs. Further, upon exposure to practical conductive liquids, such as salt water, the openings may cause short circuits or leakage current that may occur between tracks having different electrical potentials.
Darüber hinaus werden Leiterbahnen, federnde Blechteile, Kabelschuhe und elektrische Komponenten oftmals manuell in die für die Herstellung der Kunststoffkomponenten verwendeten Spritzwerkzeuge eingelegt. Dies führt ebenfalls zu erhöhten Produktionskosten.In addition, printed conductors, resilient sheet metal parts, cable lugs and electrical components are often inserted manually into the injection molds used for the production of the plastic components. This also leads to increased production costs.
Ferner kann ein Problem dadurch entstehen, dass in den gespritzten Bauteilen verschiedene Bauelemente wie Kondensatoren, Widerstände oder Kontaktfedern derart kraft- bzw. formschlüssig mit Leiterbahnen oder anderen elektrischen Komponenten verbunden werden, dass eine Mehrzahl von Komponenten mit Leiterbahnen verbunden werden. Dies kann zu fehlerhaften oder zu Defekten neigenden elektrischen Verbindungen führen. Daher ist eine strenge Überwachung von Prozessparametern zur Herstellung der elektrischen Kontakte notwendig, um den erforderlichen Qualitätsansprüchen zu genügen. Auch dies führt zu erhöhten Kosten.Furthermore, a problem may arise in that in the molded components, various components such as capacitors, resistors or contact springs are so positively or positively connected to interconnects or other electrical components that a plurality of components are connected to interconnects. This can lead to faulty or defective electrical connections. Therefore, a strict monitoring of process parameters for the production of electrical contacts is necessary to meet the required quality standards. This too leads to increased costs.
Leiterbahnen und Metalleinlagen, die zur Abschirmung von Störspannungen von z. B. Motoren verwendet werden, können durch Verbindungselemente wie federnde Blechteile oder Kabelschuhe mit Masse verbunden werden. Diese Verbindungselemente werden üblicherweise als separate Bauteile in die entsprechenden Vorrichtungen integriert, was ebenfalls zu einem erhöhten Produktionsaufwand führen kann.Conductor tracks and metal inserts, which are used to shield interference voltages of z. As motors are used, can be connected by fasteners such as resilient sheet metal parts or cable lugs to ground. These fasteners are usually integrated as separate components in the corresponding devices, which can also lead to increased production costs.
Auch elektromagnetische Komponenten, wie zum Beispiel metallische Kontaktscheiben, die über eine Bewegung eine Stromzufuhr bzw. eine Stromunterbrechung ermöglichen können, werden als Metallteile, zum Beispiel Stanzteile, zur Verfügung gestellt, die im Rahmen der Produktion zu Herstellungsfehlern neigen, da sie automatisch oder manuell mit anderen Komponenten während des Herstellungsprozesses verbunden werden müssen.Also, electromagnetic components, such as metallic contact discs, which can enable a power supply or a current interruption via a movement, are provided as metal parts, for example stampings, which tend to production errors in the production because they automatically or manually with other components must be connected during the manufacturing process.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin die oben genannten Probleme zumindest teilweise zu lösen und einen Ersatz oder eine Vereinfachung für Kunststoffteile mit Leiterbahnen, Verbindungselementen, und/oder Kontaktscheiben zur Verfügung zu stellen. Daher wird eine Kunststoffkomponente zur Kontaktierung einer elektrischen oder elektronischen Komponente, insbesondere eines Motors mit den Merkmalen des Anspruch 1, und ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffkomponente zur Kontaktierung einer elektrischen oder elektronischen Komponente, insbesondere eines Motors zur Verfügung gestellt.The object of the invention is at least partially to solve the above-mentioned problems and to provide a replacement or a simplification for plastic parts with conductor tracks, connecting elements, and / or contact discs available. Therefore, a plastic component for contacting an electrical or electronic component, in particular a motor having the features of claim 1, and a method for producing a plastic component for contacting an electrical or electronic component, in particular a motor is provided.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Kunststoffkomponente zur Kontaktierung einer elektrischen oder elektronischen Komponente (z. B. eines Motors), insbesondere einer elektrischen oder elektronischen Komponente in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt. Die Kunststoffkomponente beinhaltet ein isolierendes Kunststoffelement, ein leitendes Kunststoffelement, das zumindest teilweise mit dem isolierenden Kunststoffelement in Kontakt ist. Das leitende Kunststoffelement wird durch Kunststoffspritzen zur Verfügung gestellt und ist angepasst, um eine Stromführung für die Kontaktierung der elektrischen oder elektronischen Komponente oder um eine Masseverbindung, insbesondere zu der elektrischen oder elektronischen Komponente bereitzustellen.According to one embodiment, a plastic component for Contacting an electrical or electronic component (eg of an engine), in particular an electrical or electronic component provided in a motor vehicle. The plastic component includes an insulating plastic element, a conductive plastic element that is at least partially in contact with the insulating plastic element. The conductive plastic element is provided by plastic spraying and is adapted to provide a current guide for contacting the electrical or electronic component or a ground connection, in particular to the electrical or electronic component.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Kunststoffgehäuse, insbesondere für die Kontaktierung einer elektrischen oder elektronischen Komponente (z. B. eines Motors in einem Kraftfahrzeug) zur Verfügung gestellt. Das Kunststoffgehäuse beinhaltet eine erste Kunststoffkomponente. Die Kunststoffkomponente beinhaltet ein isolierendes Kunststoffelement, ein leitendes Kunststoffelement, das zumindest teilweise mit dem isolierenden Kunststoffelement in Kontakt ist. Das leitende Kunststoffelement wird durch Kunststoffspritzen zur Verfügung gestellt und ist angepasst, um eine Stromführung für die Kontaktierung der elektrischen oder elektronischen Komponente oder um eine Masseverbindung, insbesondere zu der elektrischen oder elektronischen Komponente bereitzustellen. Das Kunststoffgehäuse beinhaltet weiter eine oder zwei weitere Komponenten, die mit der Kunststoffkomponente Gehäuse, wie zum Beispiel ein spritzwassergeschütztes Gehäuse bilden.According to a further embodiment, a plastic housing is provided, in particular for contacting an electrical or electronic component (eg an engine in a motor vehicle). The plastic housing includes a first plastic component. The plastic component includes an insulating plastic element, a conductive plastic element that is at least partially in contact with the insulating plastic element. The conductive plastic element is provided by plastic spraying and is adapted to provide a current guide for contacting the electrical or electronic component or a ground connection, in particular to the electrical or electronic component. The plastic housing further includes one or two further components that form with the plastic component housing, such as a splash-proof housing.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffkomponente zur Kontaktierung einer elektrischen oder elektronischen Komponente, insbesondere einer elektrischen oder elektronischen Komponente in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt. Das Verfahren beinhaltet: spritzen eines isolierendes Kunststoffelements, und spritzen eines leitenden Kunststoffelements, das zumindest teilweise mit dem isolierenden Kunststoffelement in Kontakt ist, wobei eine Stromführung für die Kontaktierung der elektrischen oder elektronischen Komponente oder eine Masseverbindung, insbesondere zu der elektrischen oder elektronischen Komponente bereitgestellt wird.According to a further embodiment, a method for producing a plastic component for contacting an electrical or electronic component, in particular an electrical or electronic component in a motor vehicle is provided. The method includes injecting an insulating plastic member, and injecting a conductive plastic member at least partially in contact with the insulating plastic member, wherein a current guide for contacting the electrical or electronic component or a ground connection, in particular to the electrical or electronic component is provided ,
Bevorzugte Ausführungsformen und besondere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, in den Zeichnungen und der beiliegenden Beschreibung.Preferred embodiments and particular aspects of the invention will become apparent from the subclaims, in the drawings and the accompanying description.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Vorteile der Erfindung sind eine Vereinfachung von mit Leiterbahnen, mit Verbindungselementen und/oder mit Kontaktelementen versehenden Kunststoffkomponenten, insbesondere eine Reduzierung der Anzahl von oder eine Vermeidung von Halteöffnungen, verbesserte Verbindungseigenschaften, reduzierter Bauraum, und gegebenenfalls eine verbesserte elektromagnetische Abschirmung.The advantages of the invention are a simplification of provided with interconnects, with connecting elements and / or with contact elements plastic components, in particular a reduction in the number of or avoiding holding openings, improved connection properties, reduced space, and optionally an improved electromagnetic shield.
Ausführungsformen der Erfindung stellen hierzu eine Kunststoffkomponente zur Kontaktierung einer elektrischen oder elektronischen Komponente zur Verfügung. Durch die Verwendung von gespritzten leitfähigen Kunststoffleiterbahnen können beim Herstellen von Gehäusekomponenten einzulegende metallische Leiterbahnen oder metallische Verbindungselemente reduziert oder vermieden werden. Dies reduziert oder vermeidet Öffnung zur Halterung der Leiterbahnen oder der Verbindungselemente, reduziert oder vermeidet den Raumbedarf für die Verwendung von Werkzeug, das zur Verbindung metallischer Kontakte bei der Herstellung verwendet wird und es ermöglicht ein Umspritzen von Kontaktbereichen elektrischer und elektronischer Bauelemente oder Baugruppen sowie gegebenenfalls gute elektromagnetische Abschirmung. Ferner können leitende Elemente wie Kontaktscheiben elektromechanischer Steuerelemente durch leitfähiger Kunststoffelemente ganz oder teilweise ersetzt werden, um mögliche Fehlerquellen bei einer Montage von separat hergestellten Metallelementen, z. B. Stanzteilen, zu vermeiden.For this purpose, embodiments of the invention provide a plastic component for contacting an electrical or electronic component. By using sprayed conductive plastic conductor tracks can be reduced or avoided in the manufacture of housing components to be inserted metallic interconnects or metallic fasteners. This reduces or eliminates opening for mounting the tracks or connectors, reduces or eliminates the need for space for the use of tools used to connect metallic contacts in manufacture, and allows overmolding of contact areas of electrical and electronic components or assemblies, and possibly good ones electromagnetic shielding. Furthermore, conductive elements such as contact discs electromechanical controls can be replaced by conductive plastic elements in whole or in part, in order to avoid possible sources of error in an assembly of separately manufactured metal elements, eg. B. stamped parts to avoid.
Gemäß einer weiteren typischen Ausführungsform kann zumindest ein elektrisches oder elektronisches Bauteil mit einem Kontaktbereich an eine vorbestimmten Ort in dem isolierenden Kunststoffelement positioniert werden, oder ein abschirmender Leiter mit einem Kontaktbereich an eine vorbestimmten Ort in dem isolierenden Kunststoffelement positioniert werden, so dass ein weiterer Kontaktbereich des leitenden Kunststoffelements den Kontaktbereich des zumindest einen elektrischen oder elektronischen Bauteils, oder des Leiters, durch Umschließen kontaktiert. Folglich führt ein Umschließen bzw. ein beim Abkühlen des leitenden Kunststoffmaterials auftretendes Schrumpfen des Kontaktbereichs des leitenden Kunststoffelements zu einer sicheren elektrischen Verbindung, was insbesondere bei einer elektrischen Verbindung von mehr als zwei (z. B. drei, vier oder fünf) Kontakten unterschiedlicher Leiterbahnen und Baugruppen zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit der Kontakte führt.According to another typical embodiment, at least one electrical or electronic component with a contact region can be positioned at a predetermined location in the insulating plastic element, or a shielding conductor with a contact region can be positioned at a predetermined location in the insulating plastic element, so that a further contact region of the conductive plastic element, the contact area of the at least one electrical or electronic component, or the conductor, contacted by enclosing. As a result, shrinkage or shrinkage of the contact area of the conductive plastic element occurring during cooling of the conductive plastic material results in a secure electrical connection, in particular with an electrical connection of more than two (eg three, four or five) contacts of different conductor tracks and Assemblies leads to an improvement in the reliability of the contacts.
Gemäß einer weiteren typischen Ausführungsform, kann das leitende Kunststoffelement eine Kontaktscheibe für eine elektromechanische Steuerung beinhalten. Hierdurch können Fehler bei der Justierung, Montage oder Lagerung der Kontaktscheiben vermieden werden.According to another typical embodiment, the conductive plastic element may include a contact disc for electromechanical control. As a result, errors in the adjustment, assembly or storage of the contact discs can be avoided.
Gemäß einer weiteren typischen Ausführungsform kann das isolierende Kunststoffelement durch Kunststoffspritzen zur Verfügung gestellt werden. Hierdurch wird die Kunststoffkomponente durch eine Mehrfach-Komponenten-Spritztechnik, insbesondere eine 2-Komponenten Spritztechnik, eine 3-Komponenten Spritztechnik, oder eine 4-Komponenten Spritztechnik zur Verfügung gestellt wird. Dies führt zu einer kostengünstigen Herstellung.According to another typical embodiment, the insulating plastic element may be provided by plastic spraying. As a result, the plastic component is provided by a multi-component injection technique, in particular a 2-component injection technique, a 3-component injection technique, or a 4-component injection technique available. This leads to a cost-effective production.
Gemäß einer weiteren typischen Ausführungsform kann das leitende Kunststoffelement eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 1·105 S/m, insbesondere eine elektrische Leitfähigkeit von 2·105 S/m bis 1·106 S/m haben. Daher ist eine ausreichende Stromversorgung für Elektromotoren, wie sie zum Beispiel in Kraftfahrzeugen für Wischanlagen, Fensterantriebe, Sensoren oder andere Bereiche verwendet werden.According to another typical embodiment, the conductive plastic element may have an electrical conductivity of at least 1 × 10 5 S / m, in particular an electrical conductivity of 2 × 10 5 S / m to 1 × 10 6 S / m. Therefore, a sufficient power supply for electric motors, such as in motor vehicles for wiper systems, Window drives, sensors or other areas are used.
Gemäß einer weiteren typischen Ausführungsform kann das leitende Kunststoffelement oder zumindest ein weiteres leitendes Kunststoffelement einen Kontaktstift oder eine Kontaktöffnung für eine Steckverbindung, insbesondere einen konisch ausgebildeten Kontaktstift umfassen. Hierdurch können ohne oder mit geringen Konstruktionsänderungen Steckverbindungen zur Kontaktierung der elektrischen oder elektronischen Komponente zur Verfügung gestellt werden.According to a further typical embodiment, the conductive plastic element or at least one further conductive plastic element may comprise a contact pin or a contact opening for a plug connection, in particular a conically shaped contact pin. As a result, connections can be provided for contacting the electrical or electronic component without or with minor design changes.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Kunststoffgehäuse zur Verfügung gestellt. Das Kunststoffgehäuse beinhaltet eine Kunststoffkomponente gemäß einer der hier beschriebenen Ausführungsformen und eine oder zwei weitere Komponenten, die mit der Kunststoffkomponente ein bevorzugt spritzwassergeschütztes Gehäuse bilden. Folglich existieren keine Halteöffnungen für Leiterbahnen, die zu einem Eindringen von Wasser, Salzwasser o. ä. führen, und die eine Fehlfunktion der elektrischen oder elektronischen Komponente mit sich führen können.According to another embodiment, a plastic housing is provided. The plastic housing includes a plastic component according to one of the embodiments described herein and one or two further components which form a preferably splash-proof housing with the plastic component. Consequently, there are no holding openings for printed conductors, which lead to the ingress of water, salt water o. Ä., And can cause a malfunction of the electrical or electronic component with it.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffkomponente zur Kontaktierung einer elektrischen oder elektronischen Komponente, insbesondere in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt. Das Verfahren beinhaltet spritzen eines isolierendes Kunststoffelements, und spritzen eines leitenden Kunststoffelements, das zumindest teilweise mit dem isolierenden Kunststoffelement in Kontakt ist, wobei eine Stromführung für die Kontaktierung des elektrischen Komponente oder eine Masseverbindung, insbesondere zu der elektrischen oder elektronischen Komponente bereitgestellt wird.According to a further embodiment, a method for producing a plastic component for contacting an electrical or electronic component, in particular in a motor vehicle, is provided. The method includes injecting an insulating plastic member, and injecting a conductive plastic member at least partially in contact with the insulating plastic member, wherein a current guide for contacting the electrical component or a ground connection, in particular to the electrical or electronic component is provided.
Gemäß einer weiteren typischen Ausführungsform kann das Spritzen des isolierenden Kunststoffelements weiterhin ein Umspritzen eines Kontaktbereichs eines elektrischen oder elektronischen Bauteils beinhalten. Hierdurch können verbesserte Eigenschaften von Kontakten, insbesondere fehlerhafte Kontakte bei der Herstellung oder instabile Kontakte, die sich im Betrieb lösen können, reduziert werden.In accordance with another typical embodiment, the injection of the insulating plastic element may further include overmolding a contact area of an electrical or electronic component. As a result, improved properties of contacts, in particular defective contacts during manufacture or unstable contacts that can be solved during operation can be reduced.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the figures and will be described in more detail below. Show it:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Gemäß typischen Ausführungsformen, die mit anderen hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können, handelt es sich bei der elektrischen oder elektronischen Komponente um einen Motor, z. B. einen Wischermotor, einen Heckwischermotor, einen Frontwischermotor, einen Bürstenhalter für einen Motor, einen Sensor (zum Beispiel einen Regensensor) oder eine andere elektrische oder elektronische Komponente in einem Kraftfahrzeug. Gemäß typischen Ausführungsformen werden Kontaktbereiche des leitenden Kunststoffelementes zur Verfügung gestellt, um eine Stromführung für die elektrische oder elektronische Komponente oder eine Masseverbindung, z. B. zur Abschirmung, zur Masse der elektrischen oder elektronischen Komponente zu gewährleisten. Dies kann z. B. ein Kontaktbereich für eine Steckverbindung sein. Alternativ kann dies einen Kontaktbereich für ein elektrisches oder elektronisches Bauteil, das in die Kunststoffkomponente eingebaut wird, sein. Weiterhin kann dies ein Kontakt einer abschirmenden Leiterbahn in einem Kunststoffgehäuse zu einer metallischen Komponente und/oder ein Kontaktbereich zur elektromechanischen Steuerung einer Komponente wie z. B. einem Motor sein.According to typical embodiments which may be combined with other embodiments described herein, the electrical or electronic component is a motor, e.g. Example, a wiper motor, a rear wiper motor, a front wiper motor, a brush holder for an engine, a sensor (for example, a rain sensor) or other electrical or electronic component in a motor vehicle. According to typical embodiments, contact areas of the conductive plastic element are provided to provide a current routing for the electrical or electronic component or a ground connection, e.g. B. to shield to ensure the mass of the electrical or electronic component. This can be z. B. be a contact area for a connector. Alternatively, this may be a contact area for an electrical or electronic component that is incorporated into the plastic component. Furthermore, this may be a contact of a shielding conductor in a plastic housing to a metallic component and / or a contact area for the electromechanical control of a component such. B. be a motor.
Gemäß weiteren typischen Ausführungsformen kann das Kunststoffgrundelement, das aus einem isolierenden Kunststoff besteht, zusätzlich oder alternativ zu den Ausbuchtungen
Gemäß typischen Ausführungsformen wird die Kunststoffkomponente zur Kontaktierung einer elektrischen oder elektronischen Komponente mit einer Mehrspritz-Technik hergestellt. Bei einem ersten Spritzvorgang wird die isolierende Grundkomponente, beispielsweise ein Gehäuse oder ein Gehäusedeckel, hergestellt. Falls weitere elektrische Bauteile zur Kontaktierung der elektrischen oder elektronischen Komponente im Kraftfahrzeug verwendet werden, können danach die verschiedenen elektrischen Bauteile in die isolierende Grundkomponente eingelegt werden. Im Anschluss werden in einer zweiten Spritzstufe ein oder mehrere elektrisch leitende Kunststoffelemente gespritzt. Gegebenenfalls können diese die Anschlüsse der elektrischen Bauteile umschließen, um einen sicheren Kontakt herzustellen.According to typical embodiments, the plastic component is manufactured for contacting an electrical or electronic component with a multi-injection technique. In a first injection process, the insulating base component, for example a housing or a housing cover, is produced. If further electrical components for contacting the electrical or electronic component in the motor vehicle are used, then the various electrical components can be inserted into the insulating base component. Subsequently, in a second injection stage, one or more electrically conductive plastic elements are injected. If necessary, these can enclose the connections of the electrical components in order to establish a secure contact.
Gemäß typischen Ausführungsformen kann es sich bei dem elektrisch leitfähigen Grundstoffmaterial um ein Kunststoff – Metall – Hybrid handeln. Zum Beispiel kann eine Mischung aus einem Polyamid, Kupferfasern und einem niedrig schmelzenden Lot verwendet werden, um das leitende Kunststoffelement herzustellen. Typischerweise können auch andere Metallfasern oder andere Kunststoffe verwendet werden.According to typical embodiments, the electrically conductive base material may be a plastic-metal hybrid. For example, a mixture of a polyamide, copper fibers, and a low melting solder may be used to make the conductive plastic element. Typically, other metal fibers or other plastics may also be used.
Ein weiteres Beispiel für eine Kunststoffkomponente ist in
Gemäß weiteren Ausführugsformen kann, wie in
Herkömmlich wird die segmentierte Kontaktscheibe als metallisches Einlegeteil, das in eine Kunststoffkomponente eingelegt wird und gegebenenfalls umspritzt wird, zur Verfügung gestellt. Das Einlegen eines Einlegeteils ist kostentenintensiv und kann zu Fehlern bei der Montage führen. Zum Beispiel kann beim Aufpressen oder durch eine Verformung des metallischen Stanzteils ein axialer Versatz oder ein axiales Spiel entstehen. Dies für zu einer erhöhten Geräuschentwicklung und/oder zu erhöhtem Verschleiß.Conventionally, the segmented contact disc as a metallic insert, which is inserted into a plastic component and optionally encapsulated, provided. The insertion of an insert is expensive and can lead to errors during assembly. For example, an axial offset or an axial play can occur during the pressing on or by a deformation of the metallic stamped part. This for an increased noise and / or increased wear.
Wie in
Die elektromechanische Steuereinheit
Gemäß weiteren optionalen Ausgestaltungen kann die leitenden Kunststoffkomponente
Gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann durch eine Kombination aus elektrisch isolierenden und elektrischen leitenden Kunststoffkomponenten eine Abschirmung von Störspannungen, wie sie bei Antrieben und Motoren in einem Kraftfahrzeug auftreten, vereinfacht zur Verfügung gestellt werden. Typischerweise können Metallteile wie Leiterbahnen oder Metallnetze, die einen Erzeuger von Störspannungen und deren Zuleitungen umgeben, auf Masse gelegt werden. Solche Metallteile können in Kunststoffkomponenten eingebettet sein. Die Metallteile werden über federnde Blechteile oder Kabelschuhe verbunden, die mit der Masse des Erzeugers, z. B. der Motormasse verbunden werden. Eine Montage dieser federnden Blechteile oder der Kabelschuhe, die ein Verbindungselement zum Abschirmpotential ergeben müssen entsprechend montiert werden. Die Kunststoffkomponente mit einem isolierenden Kunststoffelement und einem leitenden Kunststoffelement können verwendet werden, um einen integral ausgebildeten abschirmenden Kunststoffträger zur Verfügung zu stellen.According to further embodiments of the present invention, a combination of electrically insulating and electrically conductive plastic components can be used to simplify the shielding of interference voltages which occur in drives and motors in a motor vehicle. Typically, metal parts such as tracks or metal nets surrounding a generator of noise and its leads may be grounded. Such metal parts can be embedded in plastic components. The metal parts are connected via resilient sheet metal parts or cable lugs, which are connected to the mass of the generator, for. B. the engine mass are connected. An assembly of these resilient sheet metal parts or the cable lugs, which result in a connecting element to the shielding potential must be mounted accordingly. The plastic component having an insulating plastic member and a conductive plastic member may be used to provide an integrally formed shielding plastic carrier.
Wie in
Somit kann eine abschirmende Einheit zur Verfügung gestellt werden, wobei das Verbindungselement zum Abschirmpotential durch ein in einer zweiten Spritzstufe zur Verfügung gestellte leitendes Kunststoffelement ausgebildet wird. Es wird eine elektrisch leitfähige Kunststoffverbindung ausgehende von einem elektrischen Leiter (z. B. eine Leiterbahn) bis zum Abschirmpotential (z. B. Masse) angebracht.Thus, a shielding unit can be provided, wherein the connecting element to the shielding potential is formed by a provided in a second injection step conductive plastic element. An electrically conductive plastic connection is made from an electrical conductor (eg a printed conductor) to the shielding potential (eg ground).
Ein abschirmendes Element, kann auch durch einen, wie in
Eine alternative Ausführungsform besteht darin, eine leitende Kunststoffkomponente neben einem Schraubenauge zu positionieren. Typischerweise kann hierbei die Auflagefläche des Schraubenauges ein oder wenige Zehntel Millimeter, z. B. 0.1 mm, zurückgesetzt werden. Des bedeutet, das Verbindungselement aus leitendem Kunststoff, das mit Bezugszeichen
Gemäß den Ausführungsformen in den
Gemäß weiteren Ausführungsformen kann, wie in
Im Gehäuse
Gemäß typischen Ausführungsformen werden Kunststoffkomponenten, welche herkömmlich mit metallischen Leiterbahnen, metallischen Verbindungsteilen, oder Kontaktscheiben vorgesehen sind, durch ein Kunststoffelement ersetzt, das in einer Mehrkomponenten Spritz-Technik (z. B. einer 2K- oder 3K-Spritztechnik) hergestellt wird. Hierbei wird ein Grundkörper aus einem isolierenden Kunststoffmaterial gespritzt und in einem weiteren Spritzverfahren ein leitendes Kunststoffelement gespritzt. Halteöffnungen für die zu ersetzenden Komponente wie Leiterbahnen oder metallischen Verbindungsteile sind hierdurch in reduzierter Anzahl vorhanden oder können vermieden werden. Ferner kann eine zusätzliche Montage von Verbindungsteilen reduziert beziehungsweise ebenfalls vermieden werden. Darüber hinaus können Anschlüsse zum Beispiel an Drähten der elektrischen Bauteile oder an andere Leiterbahnen, die bei Verfahren mit metallischen Leiterbahnen beziehungsweise metallischen Verbindungsteilen kraft- oder formschlüssig hergestellt werden, durch Umspritzen mit der leitenden Kunststoffmasse hergestellt werden. Die leitende Kunststoffmasse schrumpft beim Abkühlen und führt somit zu einem sicheren und guten elektrischen Kontakt. Ferner war es bei herkömmlichen Kunststoffkomponenten zur Kontaktierung von elektrischen oder elektronischen Komponenten teilweise notwendig, elektrische Bauteile mit Zangen oder anderem Werkzeug zu montieren. Die hierfür zur Verfügung gestellten Räume können durch die Kunststoffgehäuse mit einem leitenden Kunststoffelement vermieden werden. Dadurch kann der Bauraum reduziert werden.According to typical embodiments, plastic components, which are conventionally provided with metallic tracks, metallic connecting parts, or contact discs, are replaced by a plastic element made in a multi-component injection technique (eg, a 2K or 3K injection technique). In this case, a base body made of an insulating plastic material is injected and sprayed in a further spraying a conductive plastic element. Holding openings for the component to be replaced, such as conductor tracks or metallic connecting parts are thus present in a reduced number or can be avoided. Furthermore, an additional assembly of connecting parts can be reduced or likewise avoided. In addition, connections can be made, for example, to wires of the electrical components or to other conductor tracks, which are produced by positive or positive locking in processes with metallic conductor tracks or metallic connecting parts, by encapsulation with the conductive plastic compound. The conductive plastic mass shrinks on cooling and thus leads to a safe and good electrical contact. Furthermore, in conventional plastic components for contacting electrical or electronic components, it has sometimes been necessary to mount electrical components with pliers or other tools. The space provided for this purpose can be avoided by the plastic housing with a conductive plastic element. As a result, the space can be reduced.
Gemäß typischen Ausführungsformen haben die leitenden Kunststoffelement eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 1·105 S/m. Typischerweise kann die elektrische Leitfähigkeit im Bereich von 2·105 S/m bis 1·106 S/m (z. B. 5·105 S/m) sein. Vergleicht man dies mit der elektrischen Leitfähigkeit von einem typischerweise für Leiterbahnen verwendeten Material wie Bronze, kann ein vergleichbarer elektrische Widerstand von Kunststoff-Leiterbahnen und -Kontakten durch eine geringfügige Vergrößerung der Querschnitte der leitenden Kunststoffelemente z. B. eine Vergrößerung der Querschnitte im Bereich von 10% bis 30% zur Verfügung gestellt werden.According to typical embodiments, the conductive plastic elements have an electrical conductivity of at least 1 × 10 5 S / m. Typically, the electrical conductivity may be in the range of 2 x 10 5 S / m to 1 x 10 6 S / m (eg, 5 x 10 5 S / m). If this is compared with the electrical conductivity of a material typically used for printed conductors, such as bronze, a comparable electrical resistance of plastic printed conductors and contacts can be achieved by a slight increase in the cross-sections of the conductive plastic elements, for. B. an increase in cross sections in the range of 10% to 30% can be provided.
Zusätzlich können die elektrisch leitenden Kunststoffelemente mit einer hohen elektromagnetischen Abschirmung zur Verfügung gestellt werden. Typischerweise kann die Dämpfung für elektromagnetische Wellen pro 1 mm Materialdicke im Bereich von 40 bis 60 dB liegen. Hierdurch kann eine Abschirmung, insbesondere für Kunststoffgehäuse, realisiert werden. Beispielsweise kann gemäß typischen Ausführungsformen in einer weiteren Komponente des mehrstufigen Spritzverfahrens ein Netz oder eine Fläche von zusätzlichen leitenden Kunststoffelementen innerhalb des isolierenden Kunststoffelements vorgesehen sein, so dass eine Abschirmung für das Gehäuse als Ganzes zur Verfügung gestellt werden kann.In addition, the electrically conductive plastic elements can be provided with high electromagnetic shielding. Typically, the attenuation for electromagnetic waves per 1 mm thickness of material may be in the range of 40 to 60 dB. In this way, a shield, in particular for plastic housing, can be realized. For example, according to typical embodiments, in another component of the multistage spraying process, a mesh or area of additional conductive plastic elements may be provided within the insulating plastic element so that a shield for the housing as a whole may be provided.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen können ein Verbindungssystem zur elektrischen Kontaktierung von elektrischen oder elektronischen Komponenten, zum Beispiel Motoren, zur Verfügung stellen, so dass ein verbessertes Verbindungssystem für die elektrischen oder elektronischen Komponenten bereitgestellt wird. Das Verbindungssystem kann einen oder mehrere der hier beschriebenen Nachteile reduzieren oder vermeiden.Embodiments of the present invention may provide a connection system for electrically contacting electrical or electronic components, such as motors, to provide an improved connection system for the electrical or electronic components. The connection system may reduce or avoid one or more of the disadvantages described herein.
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