DE102018210892A1

DE102018210892A1 - Steckverbindungselement für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines solchen Steckverbindungselements

Info

Publication number: DE102018210892A1
Application number: DE102018210892.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Scharnreithner; Matthias Schmid
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2020-01-09
Also published as: CN112106259B; US20210313737A1; US11876321B2; CN112106259A; WO2020007555A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Steckverbindungselement (1) für ein Kraftfahrzeug (3), mit einem elektrischen Leitelement (7), an welchem wenigstens ein Stecker (6) einer Elektronikkomponente (5) des Kraftfahrzeugs (3) anschließbar ist, und mit einem Ummantelungselement (8) aus Kunststoff, durch welches das Leitelement (7) zumindest partiell elektrisch isoliert ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das elektrische Leitelement (7) durch Urformen des Kunststoffs fest und unlösbar mit dem Ummantelungselement (8) verbunden ist. Ferner ist ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Steckverbindungselements (1) vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Patentanspruch 1 ein Steckverbindungselement für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung gemäß Patentanspruch 10 ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Steckverbindungselements.
Bei der Fertigung, insbesondere Serienfertigung, von Kraftfahrzeugen besteht der Bedarf, Elektronikkomponenten des zu fertigenden Kraftfahrzeugs mit einem Masseanschluss elektrisch zu koppeln. Um zu vermeiden, dass zwischen den einzelnen Masseanschlüssen ein Spannungsgefälle auftritt, kann vorgesehen sein, mehrere Elektronikkomponenten an einen gemeinsamen Masseanschluss elektrisch zu koppeln. Insbesondere werden diese Elektronikkomponenten über ein beispielsweise als Kabelbaum ausgebildetes elektrisches Leitungsnetz mit dem jeweiligen Masseanschluss verbunden. Eine besondere Herausforderung bei der Fertigung dieses Kabelbaums stellen die Anschlusselemente dar, über welche der Kabelbaum mit dem Masseanschluss zu verbinden ist. Bekannt sind beispielsweise sogenannte Kabelschuhe und/oder Quetschverbinder, welche jedoch einen manuellen Prozess in der Fertigung erfordern, welcher ein Risiko hinsichtlich einer konstanten bzw. reproduzierbaren Qualität bei der Serienfertigung darstellt. Des Weiteren verhindern Quetschverbinder und/oder Kabelschuhe ein automatisches Verarbeiten, insbesondere auf Bestückungsautomaten, in der Kabelbaumfertigung.
Es sind aus dem Stand der Technik, insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau, Masseverteiler bekannt, über welche eine Vielzahl von Elektronikkomponenten des jeweiligen Kraftfahrzeugs mit einem Massepunkt des Kraftfahrzeugs verbindbar sind. Hierzu ist es ebenfalls bekannt, den Masseverteiler mit Steckkontakten auszubilden, sodass die entsprechenden Kabelbaumteilstücke besonders einfach und/oder aufwandsarm mit diesem Masseverteiler verbindbar sind.
So offenbart beispielsweise die DE 198 37 314 A1 eine Vorrichtung für den Masseanschluss elektrischer Komponenten, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die einen auf Massepotential liegenden, an der Karosserie, insbesondere unlösbar, befestigbaren Bolzen und ein mit dem Bolzen lösbar verbindbares Anschlusselement, an dem einen Vielzahl der elektrischen Komponenten anschließbar ist, umfasst, wobei das Anschlusselement mechanisch rastend mit dem Bolzen verbindbar ist und dass mindestens ein Teil der Mantelfläche des Bolzens eine elektrisch leitende Verbindung mit einer zugeordneten Fläche des Anschlusselements bildet.
Darüber hinaus offenbart die DE 102 24 478 A1 eine Verbindungseinrichtung für elektrische Leitungen, insbesondere für einen Kabelsatz zwischen einer Motor-GetriebeEinheit und einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs, welche im Wesentlichen aus einem Stecker und einer Buchse mit Kontaktsätzen besteht, die durch mindestens ein Befestigungselement miteinander verbunden sind, wobei mindestens eine der zur Verbindungseinrichtung führenden elektrischen Leitungen mit dem mindestens einen Befestigungselement elektrisch kontaktiert ist, wobei das Befestigungselement gleichzeitig zur Fixierung der Verbindungseinrichtung lösbar mit einem elektrisch leitenden Grundkörper in elektrischem Kontakt verbunden ist.
Diese beiden herkömmlichen Verbindungseinrichtungen sind jedoch anfällig gegen ein Eindringen von Fremdkörpern bzw. Flüssigkeiten, insbesondere an Stellen, wo der elektrische Kontakt zwischen den jeweiligen Verbindungseinrichtungen und den damit zu verbindenden Elektronikkomponenten des Kraftfahrzeugs herstellbar oder hergestellt ist. Infolgedessen besteht die Gefahr, dass metallische Komponenten der Verbindungseinrichtung und/oder die daran angeschlossenen Leitungen korrodieren, wodurch ein besonders hoher Übergangswiderstand zwischen den Leitungen und den Verbindungsvorrichtungen auftreten kann. Dies würde einen unzureichenden elektrischen Kontakt zwischen dem Massepunkt und den daran anzuschließenden Elektronikkomponenten bedeuten, was zu einer Fehlfunktion der Elektronikkomponenten führen könnte.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein besonders flexibel einsetzbares Steckverbindungselement bereitzustellen, welches besonders zuverlässig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Steckverbindungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 zum Herstellen eines solchen Steckverbindungselements gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Erfindungsgemäß wird ein Steckverbindungselement für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Dieses Steckverbindungselement weist wenigstens ein elektrisches Leitelement auf, an welchem wenigstens ein Stecker einer Elektronikkomponente des Kraftfahrzeugs anschließbar ist. Ferner weist das Steckverbindungselement ein Ummantelungselement aus Kunststoff auf, durch welches das Leitelement zumindest partiell elektrisch isoliert ist. Wird dementsprechend zwischen zwei voneinander entfernten Punkten des elektrischen Leitelements eine elektrische Spannung angelegt, so fließt zwischen den beiden Punkten ein elektrischer Strom durch das elektrische Leitelement. Dahingegen handelt es sich bei dem Kunststoff des Ummantelungselements um einen elektrisch nichtleitenden Kunststoff. Das bedeutet, wird zwischen zwei voneinander entfernten Punkten am Kunststoff des Ummantelungselements eine elektrische Spannung angelegt, fließt zwischen diesen beiden Punkten durch das Ummantelungselement kein elektrischer Strom.
Es ist bekannt, dass heutzutage eine Vielzahl von Elektronikkomponenten in einem modernen Kraftfahrzeug eingesetzt ist, deren korrekter Betrieb jeweils einen Masseanschluss erfordert. Unter einer Elektronikkomponente ist in diesem Zusammenhang ein Bauteil des Kraftfahrzeugs zu verstehen, welches mittels elektrischem Strom betreibbar ist und/oder elektrische Energie bereitstellt. Hierzu zählen beispielsweise Steuergeräte, Batterien bzw. Akkumulatoren, Beleuchtungseinrichtungen, Anzeigeeinrichtungen, Audiokomponenten etc. Ferner kann die Elektronikkomponente als eine Motorkomponente, wie etwa ein Aktuator, ein Sensor etc., ausgebildet sein. Indem das elektrische Leitelement im Ummantelungselement partiell elektrisch isoliert ist, sind entsprechende Anteile des elektrischen Leitelements von dem Ummantelungselement ausgespart, sodass an diesen Anteilen des elektrischen Leitelements über den Stecker die Elektronikkomponente des Kraftfahrzeugs anschließbar ist.
Um nun ein besonders effizient einsetzbares Steckverbindungselement bereitzustellen, welches besonders zuverlässig ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das elektrische Leitelement durch Urformen des Kunststoffs fest und unlösbar mit dem Ummantelungselement verbunden ist. Das bedeutet, dass zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Kunststoff des Ummantelungselements eine besonders innige Verbindung herrscht, wobei das elektrische Leitelement in dem Ummantelungselement derart gehalten ist, dass das elektrische Leitelement lediglich unter einem Zerstören des Ummantelungselements von diesem trennbar ist. Durch diese innige Verbindung zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Ummantelungselement ist wirksam verhindert, dass Fremdkörper, insbesondere Flüssigkeiten, in direkte Berührung mit dem elektrischen Leitelement gelangen, sodass das elektrische Leitelement insbesondere vor Spritzwasser geschützt ist. Demnach ist das erfindungsgemäße Steckverbindungselement besonders flexibel einsetzbar, da dieses auch in einem Nassbereich eines Kraftfahrzeugs gefahrlos eingesetzt werden kann. Unter einem Nassbereich eines Kraftfahrzeugs ist in diesem Zusammenhang ein Bereich des Kraftfahrzeugs zu verstehen, welcher nicht oder nur rudimentär gegen das Eindringen von Wasser bzw. Spritzwasser abgedichtet ist, zum Beispiel ein Motorraum.
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das Steckverbindungselement wenigstens eine zusammen mit dem Ummantelungselement einstückig ausgebildete Steckeraufnahme aufweist, in welche der Stecker der Elektronikkomponente des Kraftfahrzeugs einsteckbar und infolgedessen darin lösbar haltbar ist. Zum einen ist hierdurch die Steckeraufnahme, welche auch als Steckerbuchse bezeichnet werden kann, besonders stabil und zum anderen besteht auch keine Gefahr, das besagtes Spritzwasser an einem Übergangsbereich, wo die Steckeraufnahme und ein Grundkörper des Ummantelungselements ineinander übergehen, zu dem elektrischen Leitelement vordringt. Des Weiteren ist das Steckverbindungselement noch flexibler einsetzbar, da bei einer Fertigung, insbesondere Serienfertigung, des Kraftfahrzeugs Stecker eingesetzt werden können, welche ohnehin in einem Sortiment eines entsprechenden Kraftfahrzeugherstellers vorhanden sind. Des Weiteren ergibt sich der Vorteil, dass ein mit dem Steckverbindungselement verbundener Stecker besonders einfach und/oder aufwandsarm wieder von diesem zu trennen ist, sodass ein eventuell beschädigtes Steckverbindungselement besonders einfach und/oder aufwandsarm austauschbar ist.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass über die mechanische Verbindung zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme der elektrische Kontakt zwischen der Elektronikkomponente und dem Massepunkt mechanisch entlastet ist. Anders ausgedrückt ist das elektrische Verbindungselement von einer mechanischen Kraft-, Schwingungs- und/oder Momentaufnahme zumindest im Wesentlichen befreit. Das bedeutet, dass ein Eigengewicht des Kabelbaums und/oder bei einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs auftretende Vibrationen etc. sich nicht oder zumindest größtenteils nicht an der elektrischen Kontaktstelle auswirken bzw. auswirkt, sondern stattdessen über die mechanische Verbindung zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme aufgenommen werden/wird. Infolgedessen werden derartige Einflüsse in vorteilhafter Weise durch das Steckverbindungselement, insbesondere über dessen Ummantelungselement, aufgenommen und an das Bauteil weitergeleitet. Demnach ist einerseits einer Gefahr eines Abknickens und/oder eines Kabelbruches wirksam entgegengewirkt, und andererseits ist unter anderem verhindert, dass der Stecker aufgrund des Eigengewichts des Kabelbaums aus der Steckeraufnahme herausfällt.
Um des Weiteren in vorteilhafter Weise zu vermeiden, dass über einen Steckeraufnahmeraum der jeweiligen Steckeraufnahme Fremdkörper bzw. Flüssigkeiten in Kontakt mit dem elektrischen Leitelement geraten, kann das Steckverbindungselement wenigstens ein Dichtungselement aufweisen, das zwischen der Steckeraufnahme und dem Stecker vorgesehen ist. Insbesondere kann das wenigstens eine Dichtungselement steckerseitig angeordnet sein, sodass aufgrund eines Einsteckens des Steckers in die Steckeraufnahme der Steckeraufnahmeraum gegen eine Umgebung desselben abgedichtet, insbesondere flüssigkeitsdicht abgedichtet wird. Alternativ oder zusätzlich kann ein aufnahmeseitiges Dichtungselement vorgesehen sein, welches analog zu dem steckerseitigen Dichtungselement wirkt. Bei einem Einsatz wenigstens eines steckerseitigen Dichtungselements und eines separat davon ausgebildeten, aufnahmeseitigen Dichtungselements ergibt sich eine besonders zuverlässige Abdichtung des Steckeraufnahmeraums. Ferner kann ein nicht an der Elektronikkomponente angeschlossener Blindstecker vorgesehen sein, dass anstelle eines Steckers in eine jeweils zugeordnete Steckeraufnahme einsteckbar ist. Dies ist vorteilhaft, um einen nicht belegten Steckplatz bzw. eine Steckeraufnahme, in welche kein Stecker eingesteckt ist, abzudichten. In diesem Zusammenhang kann der Blindstecker hinsichtlich seiner Geometrie und seinen Abmessungen gleich zu dem entsprechenden Stecker ausgebildet sein. Insbesondere kann der Blindstecker analog zu dem Stecker mit den Dichtungselementen zusammenwirken. Folglich kann das steckerseitige Dichtungselement an dem Blindstecker angeordnet sein.
Darüber hinaus ist es bei der Erfindung von Vorteil, wenn das elektrische Leitelement einen von dem Ummantelungselement ausgesparten Kontaktbereich aufweist. Insbesondere ist dieser Kontaktbereich separat von Anteilen des elektrischen Leitelements ausgebildet, welche dazu vorgesehen sind, eine elektrische Verbindung zwischen den Elektronikkomponenten des Kraftfahrzeugs und dem elektrischen Leitelement herzustellen. Aufgrund dessen ist das Steckverbindungselement besonders kompakt ausbildbar, da auf ein separates Kontaktelement, beispielsweise auf eine weitere Steckeraufnahme zum Verbinden des elektrischen Leitelements mit dem Massepunkt verzichtet werden kann.
Um einen besonders zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Massepunkt des Kraftfahrzeugs zu erzeugen, kann ein in dem Ummantelungselement fest gehaltenes und mit dem elektrischen Leitelement kontaktiertes Verbindungselement vorgesehen sein, über welches das elektrische Leitelement und der Massepunkt des Kraftfahrzeugs aneinander in elektrisch leitfähigen Kontakt bringbar sind. Hierbei ist eine mechanische Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Kunststoff des Ummantelungselements von gleicher Qualität wie die Verbindung zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Kunststoff des Ummantelungselements. Anders ausgedrückt sind das Verbindungselement und das Ummantelungselement durch das Urformen des Kunststoffs fest und unlösbar miteinander verbunden. Insbesondere ist das elektrische Leitelement zwischen dem Verbindungselement und dem Massepunkt angeordnet oder anordenbar, sodass bei einem Befestigen des Verbindungselements an dem Massepunkt, beispielsweise mittels eines Befestigungselements, das elektrische Leitelement zwischen dem Verbindungselement und dem Massepunkt eingespannt oder einspannbar.
Mit einer Spannkraft, welche über das Befestigungselement auf das Ummantelungselement aufbringbar oder aufgebracht ist, ist das elektrische Leitelement über an den Massepunkt gespannt. Bei einer Anordnung des Steckverbindungselements an dem Massepunkt, bei welcher zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Massepunkt lediglich der Kunststoff des Ummantelungselements eingespannt ist, kann diese Spannkraft aufgrund einer vergleichsweise stark ausgeprägten Materialsetzung des Kunststoffs über die Zeit in nachteiliger Weise nachlassen, wodurch das Steckverbindungselement in Bezug zu dem Massepunkt lose werden kann. Daher weist das Verbindungselement besonders bevorzugt eine wesentlich höhere Materialhärte als das Ummantelungselement auf. Somit kann einem Spannkraftverlust des Befestigungselements entgegengewirkt werden, da infolge der vergleichsweise hohen Materialhärte des Verbindungselements dieses eine wesentlich geringer ausgeprägte Materialsetzung aufweist. So ist verhinderbar, dass die Spannkraft aufgrund einer Materialsetzung in unerwünschtem Maße abnimmt und das Steckverbindungselement gelockert wird und das Steckverbindungselement ist über die Zeit sicher und zuverlässig an dem Massepunkt halterbar oder gehalten.
Hierdurch ist eine besonders zuverlässige mechanische Berührung zwischen dem Massepunkt und dem elektrischen Leitelement gegeben und infolgedessen der besonders zuverlässige Kontakt zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Massepunkt des Kraftfahrzeugs. Besonders vorteilhaft ist es, wenn Verbindungselement ein elektrisch leitfähiges Material umfasst oder aus diesem zumindest im Wesentlichen ausgebildet ist.
Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass das Verbindungselement zumindest an einer Kopfauflagefläche für ein Befestigungselement von dem Ummantelungselement ausgespart ist. So ist das Steckverbindungselement besonders sicher mit dem Massepunkt des Kraftfahrzeugs verbindbar und gleichzeitig ist eine besonders zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Massepunkt des Kraftfahrzeugs herstellbar, wenn das Verbindungselement elektrisch leitfähig ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang ist zu verstehen, dass das Befestigungselement eine Doppelfunktionalität innehat. Erstens ist mittels des Befestigungselements das Steckverbindungselement mechanisch mit dem Massepunkt bzw. an dem Massepunkt befestigbar. Zweitens, insbesondere wenn das Befestigungselement elektrisch leitfähig ist, ist eine besonders großflächige Kontaktfläche zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Massepunkt des Kraftfahrzeugs erzeugbar, sodass ein Widerstand zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Massepunkt besonders gering ausfällt. Anders ausgedrückt kann das Befestigungselement direkt an dem Verbindungselement anliegen und an einem Material des Massepunkts befestigt sein, sodass sich ein noch zuverlässigerer elektrischer Kontakt zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Massepunkt ergibt.
Um das Verbindungselement besonders sicher, stabil und positionsfest in dem Kunststoff des Ummantelungselements zu haltern, kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement eine Befestigungseinrichtung aufweist, über welche das Verbindungselement in dem Ummantelungselement positionsfest gehalten ist. Beispielsweise kann eine Außenumfangsfläche des Verbindungselements Mittel aufweisen, zum Beispiel eine besonders unebene bzw. unregelmäßige Oberfläche, Hinterschnitte, Vorsprünge, Materialausnehmungen etc., welche eine mechanische Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Kunststoff begünstigen. Aufgrund dieser Befestigungseinrichtung ist sicherstellbar, dass beim Urformen des Kunststoffs eine noch innigere Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Ummantelungselement hergestellt wird.
Um ein positionelles Anordnen des Steckverbindungselements am Massepunkt des Kraftfahrzeugs zu unterstützen und um das Steckverbindungselement besonders stabil an Ort und Stelle am Massepunkt zu fixieren, kann das Ummantelungselement einen Haltebereich aufweisen, über welchen das Steckverbindungselement positionsfest an einem mit dem Haltebereich korrespondierenden, fahrzeugseitigen Halteelement haltbar ist. So ist das Steckverbindungselement besonders einfach in Bezug zu dem Massepunkt positionierbar.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Ummantelungselement als ein Spritzgussbauteil ausgebildet ist, in welches das elektrische Leitelement partiell eingegossen ist. Auf diese Weise ist das Steckverbindungselement besonders einfach und/oder aufwandsarm herstellbar.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Steckverbindungselements. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Steckverbindungselements sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines solchen Steckverbindungselements anzusehen und umgekehrt.
Es ist ein Verfahren zum Herstellen des Steckverbindungselements für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei welchem ein elektrisches Leitelement, an welchem wenigstens ein Stecker einer Elektronikkomponente des Kraftfahrzeugs anschließbar ist, und ein Ummantelungselement aus Kunststoff, durch welches das Leitelement zumindest partiell elektrisch isoliert ist, miteinander verbunden werden.
Um ein besonders flexibel einsetzbares Steckverbindungselement bereitzustellen, welches besonders zuverlässig ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das elektrische Leitelement durch Urformen des Kunststoffs fest und unlösbar mit dem Ummantelungselement verbunden wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 in einer schematischen Schnittdarstellung ein an einem Massepunkt befestigtes Steckverbindungselement;
2 in einer teilweise geschnittenen Darstellung das Steckverbindungselement, das von dem Massepunkt entfernt ist;
3 in einer Schnittdarstellung ein Ummantelungselement, ein Verbindungselement und ein elektrisches Leitelement des Steckverbindungselements;
4 in einer schematischen und perspektivischen Darstellung das Steckverbindungselement; und
5 in einer Draufsicht das Steckverbindungselement.

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichem Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene A-A (siehe 5) ein Steckverbindungselement 1, das an einem Massepunkt 2 befestigt ist. Insbesondere ist das Steckverbindungselement 1 in einem nicht vollständig dargestellten Kraftfahrzeug 3 eingesetzt. Hierbei ist der Massepunkt 2 durch ein metallisches und elektrisch leitfähiges Bauteil 4 des Kraftfahrzeugs 3 gebildet. Insbesondere kann es sich bei dem metallischen Bauteil 4 um einen Motor, zum Beispiel eine Verbrennungskraftmaschine, des Kraftfahrzeugs 3 handeln. Es ist wenigstens eine Elektronikkomponente 5 des Kraftfahrzeugs 3 mit dem Steckverbindungselement 1 verbindbar, indem ein jeweiliger, der entsprechenden Elektronikkomponente 5 oder den entsprechenden Elektronikkomponenten 5 zugeordneter Stecker 6 der Elektronikkomponente 5 an ein elektrisches Leitelement 7 des Steckverbindungselements 1 angeschlossen wird. Das elektrische Leitelement 7 kann als eine elektrisch leitfähige Platine ausgebildet sein und/oder mehrere voneinander separat angeordnete und elektrisch leitfähige längliche Leitelemente, zum Beispiel metallische Adern, Kabel, Drähte etc., aufweisen. Insbesondere kann das Steckverbindungselement 1 mehr als ein elektrisches Leitelement 7 aufweisen.
Beispielhaft sind in 1 drei Elektronikkomponenten 5 gezeigt, welches jeweils über einen jeweiligen Stecker 6 mit dem Steckverbindungselement 1 verbunden oder verbindbar sind, um einen elektrisch leitende Verbindung zwischen der jeweiligen Elektronikkomponente 5 und dem elektrischen Leitelement 7 herzustellen. Es ist aber zu verstehen, dass genau eine Elektronikkomponente 5, zwei Elektronikkomponenten 5 oder mehr als drei Elektronikkomponenten 5 vorhanden sein können, welche auf diese Weise mit dem elektrischen Leitelement 7 in elektrischen Kontakt bringbar sind.
1 zeigt des Weiteren ein Ummantelungselement 8, welches das elektrische Leitelement 7 zumindest partiell elektrisch isoliert. Dementsprechend weist das Ummantelungselement 8 ein elektrisch isolierendes Material, zum Beispiel Kunststoff, auf oder ist zumindest im Wesentlichen daraus gebildet. Für den Fall, dass eine Vielzahl von elektrischen Leitelementen 7 eingesetzt sind, können die jeweiligen elektrischen Leitelemente 7 mittels des Kunststoffs des Ummantelungselements 8 voneinander und gegen eine Umgebung des Steckverbindungselements 1 zumindest partiell elektrisch isoliert sein.
Um das Steckverbindungselement 1 besonders zuverlässig auszubilden, sind das elektrische Leitelement 7 und das Ummantelungselement 8 durch Urformen des Kunststoffs fest und unlösbar miteinander verbunden. Beispielsweise kann das elektrische Leitelement 7 in dem zunächst zumindest im Wesentlichen flüssigen bzw. pastösen Kunststoff eingetaucht werden, sodass bei einem Aushärten des Kunststoffs das Ummantelungselement 8 gebildet wird und gleichzeitig die feste und unlösbare Verbindung zwischen dem elektrischen Leitelement 7 und dem Ummantelungselement 8 erzeugt wird. Es ist aber genauso gut denkbar, dass der flüssige bzw. pastöse Kunststoff, zum Beispiel in einer Form, um das elektrische Leitelement 7 herum angeordnet wird. Demzufolge handelt es sich bei dem Ummantelungselement 8 insbesondere um ein Spritzgussbauteil, in welches das elektrische Leitelement 7 partiell eingebettet, zum Beispiel eingegossen ist. Folglich ist das elektrische Leitelement 7 in Bezug zu dem Ummantelungselement 8 positionsfest darin gehalten und lediglich infolge eines Zerstörens des Ummantelungselements 8 von diesem trennbar, sobald der Kunststoff bestimmungsgemäß ausgehärtet ist.
Ferner zeigt 1 wenigstens eine Steckeraufnahme 9, vorliegend drei Steckeraufnahmen 9. Die jeweilige Steckeraufnahme 9 korrespondiert wenigstens mit einem zugeordneten Stecker 6 und/oder mit einem zugeordneten Blindstecker (nicht dargestellt), sodass bei einem Einstecken des Steckers 6 oder des Blindsteckers in die jeweilige Steckeraufnahme 9 eine kraft- und/oder formschlüssige mechanische Verbindung zwischen der jeweilige Steckeraufnahme 9 und dem jeweils zugeordneten Stecker 6 oder dem jeweils zugeordneten Blindstecker hergestellt wird. Zum besseren Verständnis ist in 1 eine Einsteckrichtung 10 eingezeichnet, wobei die jeweilige Steckeraufnahme 9 und der jeweils zugeordnete Stecker 6 bzw. der jeweils zugeordnete Blindstecker aufeinander zu bewegt werden, beispielsweise indem der jeweilige Stecker 6 in Einsteckrichtung 10 auf die Steckeraufnahme 9 und in diese hinein bewegt wird. Es ist zu verstehen, dass der jeweilige Blindstecker bezüglich seiner Gestalt und seiner Abmessungen gleich zu dem entsprechenden Stecker 6 ausgebildet ist. Das bedeutet, der Stecker 6 und der entsprechende Blindstecker sind gegeneinander austauschbar und passen gleichermaßen in die entsprechend zugeordnete Steckeraufnahme 9.
Indem der jeweilige Stecker 6 in die jeweilige Steckeraufnahme 9, das heißt in einen jeweils durch die entsprechende Steckeraufnahme 9 gebildeten Steckeraufnahmeraum 11 hineinbewegt wird, wird zwischen dem elektrischen Leitelement 7 und der entsprechenden, mit dem jeweiligen Stecker 6 verbundenen Elektronikkomponente 5 eine elektrische Verbindung erzeugt. Um diese Verbindung zerstörungsfrei wieder zu lösen, sind die jeweilige Steckeraufnahme 9 und der jeweilige Stecker 6 voneinander zu entfernen, beispielsweise indem der jeweilige Stecker 6 entgegen der Einsteckrichtung 10 aus der jeweiligen Steckeraufnahme 9 heraus bewegt wird.
Die jeweilige Steckeraufnahme 9 wird im Zuge des Urformens des Kunststoffs des Ummantelungselements 8 zusammen mit diesem einstückig hergestellt. Das bedeutet, dass beim Spritzgießen des Kunststoffs in einem gemeinsamen Arbeitsschritt das Ummantelungselement 8 zusammen mit den Steckeraufnahmen 9 hergestellt wird, sodass das Ummantelungselement 8 und die Steckeraufnahme 9 miteinander stoffschlüssig verbunden sind.
Um zu vermeiden, dass Fremdkörper bzw. Fluide, insbesondere elektrisch leitfähige bzw. leitende Flüssigkeiten, in den jeweiligen Steckeraufnahmeraum 11 eindringen, ist wenigstens ein Dichtungselement 12 vorgesehen, welches im eingesteckten Zustand des Steckers 6 oder des Blindsteckers zwischen diesem und der jeweiligen Steckeraufnahme 9 angeordnet ist. Insbesondere kann es sich bei dem Dichtungselement 12 um eine ringförmige, zum Beispiel torusförmige Dichtung handeln, welche zwischen einer Außenumfangsfläche des entsprechenden Steckers 6 bzw. des entsprechenden Blindsteckers und einer Innenumfangsfläche der entsprechenden Steckeraufnahme 9 angeordnet ist, sobald der Stecker 6 oder der Blindstecker in der entsprechenden Steckeraufnahme 9 aufgenommen ist. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass das Dichtungselement 12 zusammen mit dem Stecker 6 oder mit dem Blindstecker in die entsprechende Steckeraufnahme 9 bzw. in den entsprechenden Steckeraufnahmeraum 11 einsetzbar, zum Beispiel einschiebbar ist. Das bedeutet, dass das Dichtungselement 12 stecker- oder blindsteckerseitig ausgebildet sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein aufnahmeseitiges Dichtungselement 13 vorgesehen sein, welches analog zu dem stecker- bzw. blindsteckerseitigen Dichtungselement 12 funktioniert, jedoch im Unterschied dazu bereits im Steckeraufnahmeraum 11 angeordnet ist, bevor der entsprechende Stecker 6 oder Blindstecker überhaupt in den entsprechenden Steckeraufnahmeraum 11 hineinbewegt wird. Um die Dichtungselemente 12, 13 am jeweiligen Stecker 6/Blindstecker und/oder an der jeweiligen Steckeraufnahme 9 zu haltern, können die Dichtungselemente 12, 13 in jeweiligen Nuten gehalten sein, welche stecker- bzw. blindsteckerseitig und/oder aufnahmeseitig ausgebildet sind. Auf diese Weise ist wirksam verhindert, dass die Dichtungselemente 12, 13, insbesondere bei einem Verbinden der Stecker 6 oder der Blindstecker mit den Steckeraufnahmen 9, aus ihrer gewünschten Position ausrücken.
Über ein Befestigungselement 14, welches im vorliegenden Beispiel als eine Gewindeschraube ausgebildet ist, ist das Steckverbindungselement 1 zum einen mechanisch an dem Kraftfahrzeug 3, insbesondere an dem Bauteil 4 des Kraftfahrzeugs 3, befestigt oder befestigbar. Das Befestigungselement 14 ist vorliegend elektrisch leitfähig, das heißt, es umfasst ein elektrisch leitfähiges Material oder ist zumindest im Wesentlichen daraus hergestellt. Ein mit einem Außengewinde 15 versehener Gewindeanteil 16 des Befestigungselements 14 bzw. der Gewindeschraube greift unter Vermittlung einer Gewindeverbindung in ein Loch 17 ein, welches ein mit dem Außengewinde 15 korrespondierendes Innengewinde 18 aufweist. Zum anderen wird aufgrund eines Einschraubens des Befestigungselements 14, welches sich - wie in 1 gezeigt - vollständig durch das Ummantelungselement 8 hindurch erstreckt, ein Kontaktbereich 19 des elektrischen Leitelements 7 an das Bauteil 4 des Kraftfahrzeugs 3 gespannt, wodurch eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem elektrischen Leitelement und dem Massepunkt 2 des Kraftfahrzeugs 3 gebildet wird. Hierzu ist der Kontaktbereich 19 von dem Ummantelungselement 8 ausgespart, sodass ein direkter und unmittelbarer Kontakt zwischen dem Bauteil 4 bzw. dem Massepunkt 2 und dem elektrischen Leitelement 7 herstellbar oder hergestellt ist. Es ist zu verstehen, dass zur besseren Übersicht in 1 das Bauteil 4 und das Steckverbindungselement 1 voneinander entfernt dargestellt sind. Es ergibt sich jedoch aus der an sich bekannten Funktionalität des als Gewindeschraube ausgebildeten Befestigungselements 14 einfach, wie letztendlich eine direkte Berührung zwischen dem Kontaktbereich 19 bzw. dem elektrischen Leitelement 7 und dem Bauteil 4 bzw. dem Massepunkt 2 hergestellt wird.
Alternativ kann das Befestigungselement 14 einen das Außengewinde 15 aufweisenden, insbesondere kopflosen Stehbolzen und eine das Innengewinde 18 aufweiseinde Gewindemutter aufweisen. Der Stehbolzen kann am Massepunkt 2 von dem Bauteil, insbesondere senkrecht hervorspringen. Das Steckverbindungselement 1 ist dann an dem Bauteil 4 befestigbar, indem der mit dem Bauteil 4 verbundene Stehbolzen durch das Steckverbindungselement 1 hindurchgeführt ist und dann auf ein freies Ende des Gewindebolzens die Gewindemutter auf- und in weitere Folge festgeschraubt ist. Der Stehbolzen kann einstückig mit dem Bauteil 4 ausgebildet sein.
2 zeigt in einer teilweise geschnittenen Darstellung das Steckverbindungselement 1, das aus Übersichtlichkeitsgründen entfernt von dem Massepunkt 2 dargestellt ist. Die in dieser Fig. gezeigten Steckeraufnahmen 9 sind teilweise mit Zeichnungsausbrüchen dargestellt, um dem Betrachter einen Blick in den jeweiligen Steckeraufnahmeraum 11 zu gewähren. Hierbei ist insbesondere zu erkennen, dass die jeweiligen Steckeraufnahmeräume 11 jeweilige Kodierelemente 20 beherbergen, welche mit entsprechenden (nicht dargestellten) Kodierelementen der Stecker 6 korrespondieren, sodass auf einfache Art und Weise sicherstellbar ist, dass lediglich ein Vorbestimmter der Stecker 6 in eine entsprechende Zugeordnete der Steckeraufnahmen 9 einsetzbar ist. Mit anderen Worten ist auf besonders einfache Art und Weise gewährleistet, dass nicht versehentlich ein Stecker 6 in eine nicht zugeordnete Steckeraufnahme 9 eingesetzt wird. Insbesondere sind die Kodierelemente 20 zusammen mit den entsprechenden Steckeraufnahmen 9 und infolgedessen zusammen mit dem Ummantelungselement 8 einstückig ausgebildet.
In einem weiteren Zeichnungsausbruch, welcher entlang einer Schnittebene A-A (siehe 5) verläuft, ist ein Verbindungselement 21 erkennbar, das fest und unlösbar in dem Ummantelungselement 8 bzw. in dem Kunststoff des Ummantelungselements 8 gehalten ist. Besonders einfach herstellbar ist das Verbindungselement 21, indem dieses in Bezug zu einer Längsmittelachse 22 des Verbindungselements 21 rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Das Verbindungselement 21, welches ein elektrisch leitfähiges Material umfasst oder zumindest im Wesentlichen aus einem solchen elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, steht in direkter Berührung mit dem elektrischen Leitelement 7, sodass zwischen dem elektrischen Leitelement 7 und dem Verbindungselement 21 eine elektrisch leitfähige Verbindung herrscht. Wird das in der 2 nicht gezeigte Befestigungselement 14 durch das Verbindungselement 21 und infolgedessen durch das Ummantelungselement 8 bzw. durch das Steckverbindungselement 1 hindurch und in das Loch 17 hinein angeordnet und darin verspannt, zum Beispiel darin festgeschraubt, ist das elektrische Leitelement 7, das in elektrisch leitfähigem Kontakt mit dem Verbindungselement 21 steht, über dieses und über das elektrisch leitfähige Befestigungselement 14 in einen elektrischen Kontakt mit dem Massepunkt 2 bringbar oder gebracht. Zu diesem Zweck sind eine Tiefe des Lochs 17 sowie eine Längserstreckung des Befestigungselements 14 jeweils so zu wählen, dass das elektrische Leitelement 7 und/oder das Verbindungselement 21 zwischen dem Massepunkt 2 bzw. zwischen dem Bauteil 4 des Kraftfahrzeugs 3 und einem Kopfanteil 23 (siehe 1) des Befestigungselements 14 verspannt sind/ist.
Bei einer Zusammenschau der 2 mit der 1 ist klar zu erkennen, dass jeweilige Pins 24 der jeweiligen Steckeraufnahmen 9 elektrisch leitfähig mit dem elektrischen Leitelement 7 verbunden sind. Das kann bedeuten, dass das elektrische Leitelement 7 die jeweiligen Pins 24 umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Pins 24 zusammen mit dem elektrischen Leitelement 7 einstückig ausgebildet sind und/oder dass die Pins 24 jeweils stoffschlüssig mit dem elektrischen Leitelement 7 verbunden sind.
Das Steckverbindungselement 1 weist - wie in 2 dargestellt - einen Haltebereich 25 auf, über welchen das Steckverbindungselement 1 bzw. das Ummantelungselement 8 positionsfest an einem mit dem Haltebereich 25 korrespondierenden, fahrzeugseitigen Halteelement 26 halterbar ist. Hierzu ist vorgesehen, dass sich der Haltebereich 25 und das Halteelement 26 hinsichtlich der jeweiligen Abmessungen und Geometrien zumindest im Wesentlichen entsprechen. Es ist das fahrzeugseitige Halteelement 26, das beispielhaft von dem Bauteil 4 bzw. von dem Motor des Kraftfahrzeugs 3 hervorspringt, dargestellt. Insbesondere können sich eine Innenumfangsfläche 27 des Haltebereichs 25 und eine Außenumfangsfläche 28 des Halteelements 26 hinsichtlich ihrer jeweiligen Geometrie und hinsichtlich ihrer jeweiligen Abmessungen zumindest im Wesentlichen entsprechen, sodass das Halteelement 26 in den Haltebereich 25 einsteckbar bzw. der Haltebereich 25 auf das Halteelement 26 aufsteckbar ist oder umgekehrt. Es ist insbesondere denkbar, dass die Innenumfangsfläche 27 und die damit korrespondierende Außenumfangsfläche 28 jeweils einen von einem Kreis oder Kreisring unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, sodass das Steckverbindungselement 1 in Bezug zu dem Bauteil 4 drehfest gehalten oder halterbar ist, sobald das Halteelement 26 und der Haltebereich 25 miteinander zusammenwirken. Es kann vorgesehen sein, dass das Halteelement 26 in Bezug zu dem Haltebereich 25 oder umgekehrt ein Übermaß aufweist, sodass bei einem Zusammenbringen des Halteelements 26 und des Haltebereichs 25 zwischen dem Bauteil 4 und dem Steckverbindungselement 1 eine kraft- bzw. reibschlüssige Verbindung erzeugt wird.
Im Folgenden wir das Verbindungselement 21 detaillierter beschreiben; hierzu zeigt 3 in einer Schnittdarstellung das Ummantelungselement 8, das Verbindungselement 21 und das elektrische Leitelement 7 des Steckverbindungselements 1. Die entsprechende Schnittebene A-A verläuft, wie auch in 2, entlang der in 5 gezeigten Schnittebene A-A. Besonders gut ist in 3 zu erkennen, dass das Verbindungselement 21 direkt und unmittelbar an das elektrische Leitelement 7 angrenzt, sodass sich das Verbindungselement 21 und das elektrische Leitelement 7 direkt berühren. Da, wie bereits beschrieben, sowohl das elektrische Leitelement 7 als auch das Verbindungselement 21 jeweils elektrisch leitfähig ausgestaltet sind, stehen das Verbindungselement 21 und das elektrische Leitelement 7 miteinander in einem elektrisch leitfähigen Kontakt.
Im vorliegenden Beispiel ist das Verbindungselement 21 in Bezug zu der Längsmittelachse 22 rotationssymmetrisch ausgebildet. Das Verbindungselement 21 weist demnach entlang der Längsmittelachse 22 einen kreisringförmigen Querschnitt auf, sodass eine Innenumfangsfläche 29 des Verbindungselements 21 einen geraden Kreiszylinder darstellt. Mit anderen Worten folgt das Verbindungselement 21 zumindest im Wesentlichen einem geraden Kreisringzylinder. Eine Außenumfangsfläche 30 des Verbindungselements 21 weist eine Befestigungseinrichtung 31 auf, welche im vorliegenden Beispiel als eine Materialausnehmung ausgebildet ist, welche sich ausgehend von der Außenumfangsfläche 30 in Richtung hin zu der Längsmittelachse 22 radial erstreckt. Auf diese Weise ist beim Urformen bzw. Spritzgießen des Kunststoffs des Ummantelungselements 8 sichergestellt, dass der Kunststoff in die Befestigungseinrichtung 31 bzw. in die Materialausnehmung eindringt und dorthinein eingreift, wodurch das Verbindungselement 21 besonders zuverlässig und positionsstabil in dem Ummantelungselement 8 bzw. in dessen Kunststoff gehalten ist, sobald der Kunststoff ausgehärtet und infolgedessen das Ummantelungselement 8 gefertigt ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Befestigungseinrichtung 31 einen Materialvorsprung aufweist, welcher ausgehend von der Außenumfangsfläche 30 sich in Richtung weg von der Längsmittelachse 22 erstreckt. Eine derartige, die Position des Verbindungselements 21 im Ummantelungselement 8 sichernde Wirkung wird jedenfalls durch eine unstetig bzw. uneben gestaltete Außenumfangsfläche 30 und/oder durch eine besonders raue Außenumfangsfläche 30 gewährleistet.
Die als Materialausnehmung ausgebildete Befestigungseinrichtung bietet ferner noch eine Dichtwirkung, denn da sich der Kunststoff des Ummantelungselements 8 zumindest bereichsweise in die Materialausnehmung hineinerstreckt, ist ein Labyrinth-Dichtungseffekt erzeugt. Auf diese Weise ist verhindert, dass Feuchtigkeit von außen in eine Fuge zwischen dem Kunststoff und dem Material des Verbindungselements 21 hinein- und darin entlangkriecht und schließlich unerwünscht in direkten Kontakt mit dem elektrischen Leitelement 7 gerät.
Das Verbindungselement 21 grenzt über eine erste Stirnfläche 32 direkt an eine Auflagefläche 32 des elektrischen Leitelements 7 an dieses an. Eine der ersten Stirnfläche 32 entlang der Längsmittelachse 22 entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende und über eine Längserstreckung 34 von dieser beabstandete zweite Stirnfläche 35 bildet eine Kopfauflagefläche 36 für das Befestigungselement 14 bzw. für dessen Kopfanteil 23. Hierzu ist die zweite Stirnfläche 35 bzw. die Kopfauflagefläche 36 von dem Ummantelungselement 8 ausgespart.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können das Verbindungselement 21 und das elektrische Leitelement 7 miteinander in elektrisch leitfähigem oder leitendem Kontakt stehen, indem sich ein zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsmittelachse 22 verlaufender Anteil der Außenumfangsfläche 30 und ein diesem Anteil gegenüberliegender Anteil des elektrischen Leitelements 7 flächig direkt bzw. unmittelbar berühren. In diesem Fall durchdringt das Verbindungselement 21 den Kunststoff des Ummantelungselements 8 vollständig, das heißt die beiden Stirnflächen 32, 35 sind freiliegend, sodass das Verbindungselement 21 direkt das Bauteil 4, insbesondere das Halteelement 26, kontaktiert, sobald das Steckverbindungselement 1 funktionsgemäß mit dem Bauteil 4 verbunden ist.
Die Stirnfläche 32 kann eine von einer glatten bzw. ebenen Oberfläche unterschiedliche Struktur aufweisen und/oder schräg in Bezug zu der Längsmittelachse 22 angeordnet sein. Weist das Halteelement 26 eine mit der Stirnfläche 32 korrespondierende Struktur und/oder einen mit der Stirnfläche 32 korrespondierenden Verlauf bezüglich der Längsmittelachse 22 auf, ist auf diese Weise eine Positionierhilfe beim Anordnen des Steckverbindungselements 1 an dem Bauteil 4 geschaffen. Denn die miteinander korrespondierenden Strukturen der Stirnfläche 32 und des Halteelements 26 können kraft- und/oder formschlüssig zusammenwirken, zum Beispiel ineinander eingreifen. Ferner ist dann eine Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Steckverbindungselements 1 in Bezug zu dem Bauteil 4 geschaffen.
Um nun eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der jeweiligen Elektronikkomponente 5 und dem Massepunkt 2 mittels des Steckverbindungselements 1 herzustellen, wird in einem Schritt der entsprechende, der Elektronikkomponente 5 zugeordnete Stecker 6 in die diesem zugeordnete Steckeraufnahme 9 eingesteckt, sodass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Pin 24 und dem anzuschließenden Anteil der Elektronikkomponente 5 hergestellt wird. Alternativ kann hierzu die entsprechende Steckeraufnahme 9 auf den entsprechenden Stecker 6 aufgesteckt werden. Da der Pin 24 elektrisch leitfähig mit dem elektrischen Leitelement 7 verbunden ist und/oder das elektrische Leitelement 7 den Pin 24 aufweist, sodass diese stoffschlüssig miteinander verbunden sind, ist aufgrund des Zusammenbringens des Steckers 6 und der entsprechenden Steckeraufnahme 9 die entsprechende Elektronikkomponente 5 mit dem elektrischen Leitelement 7 elektrisch leitfähig verbunden, sodass es einem elektrischen Strom möglich ist, zwischen dem elektrischen Leitelement 7 und der Elektronikkomponente 5 zu fließen.
In einem vorangegangenen oder darauffolgenden, weiteren Schritt wird das Steckverbindungselement 1 mit dem Bauteil 4 und infolgedessen mit dem Massepunkt 2 verbunden, indem das Steckverbindungselement 1 über das Ummantelungselement 8 zwischen dem Bauteil 4 bzw. dem Massepunkt 2 und dem Kopfanteil 23 des Befestigungselements 14 verspannt wird. Da das Befestigungselement 14 insbesondere als eine Gewindeschraube ausgebildet ist, wird diese durch das Steckverbindungselement 1 bzw. durch das Ummantelungselement 8 hindurch und in das in dem Bauteil 4 ausgebildete Loch 17 angeordnet, insbesondere in das Loch 17 unter Vermittlung der Gewindeverbindung zwischen dem Außengewinde 15 und dem Innengewinde 18 verschraubt. Auf diese Weise ist einerseits das Steckverbindungselement 1 besonders sicher an dem Bauteil 4 gehalten und andererseits ist zwischen dem Kontaktbereich 19, welcher elektrisch leitfähig mit dem elektrischen Leitelement 7 verbunden ist und/oder integraler Bestandteil des elektrischen Leitelements 7 ist und dem Massepunkt 2 eine besonders zuverlässige elektrisch leitfähige Verbindung erzeugt. Demnach ist die Elektronikkomponente 5 über den Stecker 6, über die Steckeraufnahme 9, über das elektrische Leitelement 7 und über den Kontaktbereich 19 mit dem Massepunkt 2 verbunden.
Um eine besonders zuverlässige elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Elektronikkomponente 5 und dem Massepunkt 2 zu realisieren, ist ferner vorgesehen, dass das Befestigungselement 14, wie bereits beschrieben, elektrisch leitfähig ist, sodass zwischen dem elektrischen Leitelement 7 und dem Massepunkt 2 bzw. dem Bauteil 4 die elektrische Verbindung über die Kopfauflagefläche 36 bzw. Stirnfläche 35 und über das Befestigungselement 14 selbst erzeugt wird, insoweit das Befestigungselement 14 bzw. die Gewindeschraube in das Loch 17 eingeführt bzw. eingeschraubt ist. Entsprechend kann ein Strom, ausgehend von der Elektronikkomponente 5 über den Pin 24 und über das elektrische Leitelement 7 durch das Verbindungselement 21 und in weiterer Folge über die Kopfauflagefläche 36 in das Befestigungselement 14 hinein und schließlich aus dem Befestigungselement 14, insbesondere im Bereich des Innengewindes 18, heraus und in das Bauteil 4 bzw. den Motor des Kraftfahrzeugs 3 hinein fließen.
4 zeigt in einer schematischen und perspektivischen Darstellung das Steckverbindungselement 1, wobei besonders gut zu erkennen ist, wie die zweite Stirnfläche 35 bzw. die Kopfauflagefläche 36 von dem Ummantelungselement 8 ausgespart ist. Es ist des Weiteren ein Arretierelement 37 gezeigt, welches dazu ausgebildet ist, in eine damit korrespondierende Arretierelementaufnahme (nicht gezeigt) einzugreifen, wobei das Arretierelement 37 an der jeweiligen Steckeraufnahme 9 angeordnet ist und die jeweilige Arretierelementaufnahme an einem in 4 nicht gezeigten Stecker 6. Auf diese Weise ist besonders einfach sicherstellbar, dass der in die Steckeraufnahme 9 eingesteckte Stecker 6 gegen ein unerwünschtes Herausbewegen aus dem Steckeraufnahmeraum 11 gesichert ist.
5 zeigt in einer Draufsicht das Steckverbindungselement 1, wobei sich die Pins 24 senkrecht zur Zeichenebene in Richtung hin zu einem Betrachter der 5 erstrecken. Um das Steckverbindungselement 1 besonders masseeffizient auszubilden, sind an einer Oberfläche 38 des Ummantelungselements 8 eine Vielzahl von Materialausnehmungen 39 ausgebildet. Durch die Materialausnehmungen 39 wird des Weiteren erzielt, dass das Steckverbindungselement 1 besonders materialeffizient hergestellt werden kann, wobei dennoch das Steckverbindungselement 1 dann vorgegebenen Kriterien hinsichtlich einer Stabilität, eines Biegewiderstands etc., erfüllt.
Insgesamt zeigt die Erfindung, dass das Steckverbindungselement 1 im Gegensatz zu einem herkömmlichen Steckverbindungselement besonders flexibel einsetzbar und besonders zuverlässig ist. Des Weiteren ist das Steckverbindungselement 1 besonders einfach an und/oder in dem Kraftfahrzeug 3 zu applizieren, da über das Befestigungselement 14 einerseits die mechanische Verbindung zwischen dem Steckverbindungselement 1 und dem Bauteil 4 und andererseits die elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leitelement 7 und dem Massepunkt 2 realisiert wird. Hierzu ist lediglich das Befestigungselement 14, das beispielsweise als die Gewindeschraube, als eine weiter oben beschriebene Stehbolzen-Gewindemutter-Kombination, als ein Niet, als eine elektrisch leitfähige Klebeverbindung etc., ausgebildet sein kann, bestimmungsgemäß einzusetzen. Des Weiteren ist es mittels des erfindungsgemäßen Steckverbindungselements 1 ermöglicht, Stecker 6 einzusetzen, um die entsprechenden Elektronikkomponenten 5 wirksam mit dem Massepunkt 2 zu verbinden. Dies bietet den Vorteil, da auf Stecker 6 Rückgriff genommen werden kann, welche ohnehin im Sortiment eines Herstellers des Kraftfahrzeugs 3 vorhanden sind. Infolgedessen kann eine Anzahl von voneinander unterschiedlich ausgebildeten Steckern 6 reduziert werden und ein besonders effizientes Baukastensystem etabliert werden.
Ein besonderer Vorteil des Steckverbindungselements 1 ist darin zu sehen, dass herkömmliche Quetschverbinder bzw. Kabelschuhe bei der Fertigung bzw. Serienfertigung des Kraftfahrzeugs 3 obsolet gemacht werden, da ein zuverlässiger Masseanschluss zwischen der entsprechenden Elektronikkomponente 5 und dem Massepunkt 2 über ein Einstecken eines entsprechenden Steckers 6 in eine zugeordnete Steckeraufnahme 9 erfolgt, wenn das Steckverbindungselement 1 an dem Bauteil 4 gemäß den hierin beschriebenen Maßnahmen befestigt ist. Hierdurch ist einem Gedanken an eine zumindest teilweise automatisierte Produktion des Kraftfahrzeugs 3 in besonderem Maße Rechnung getragen.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbindungselement
2: Massepunkt
3: Kraftfahrzeug
4: Bauteil
5: Elektronikkomponente
6: Stecker
7: Leitelement
8: Ummantelungselement
9: Steckeraufnahme
10: Einsteckrichtung
11: Steckeraufnahmeraum
12: Dichtungselement
13: Dichtungselement
14: Befestigungselement
15: Außengewinde
16: Gewindeanteil
17: Loch
18: Innengewinde
19: Kontaktbereich
20: Kodierelement
21: Verbindungselement
22: Längsmittenachse
23: Kopfanteil
24: Pin
25: Haltebereich
26: Halteelement
27: Innenumfangsfläche
28: Außenumfangsfläche
29: Innenumfangsfläche
30: Außenumfangsfläche
31: Befestigungseinrichtung
32: Stirnfläche
33: Auflagefläche
34: Längserstreckung
35: Stirnfläche
36: Kopfauflagefläche
37: Arretierelement
38: Oberfläche
39: Materialausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19837314 A1 [0004]
DE 10224478 A1 [0005]

Claims

Steckverbindungselement (1) für ein Kraftfahrzeug (3), mit wenigstens einem elektrischen Leitelement (7), an welchem wenigstens ein Stecker (6) einer Elektronikkomponente (5) des Kraftfahrzeugs (3) anschließbar ist, und mit einem Ummantelungselement (8) aus Kunststoff, durch welches das Leitelement (7) zumindest partiell elektrisch isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Leitelement (7) durch Urformen des Kunststoffs fest und unlösbar mit dem Ummantelungselement (8) verbunden ist.
Steckverbindungselement (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine zusammen mit dem Ummantelungselement (8) einstückig ausgebildete Steckeraufnahme (9), in welche der Stecker (6) der Elektronikkomponente (5) des Kraftfahrzeugs (3) einsteckbar und infolgedessen darin lösbar halterbar ist.
Steckverbindungselement (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch wenigstens ein Dichtungselement (12, 13), das zwischen der Steckeraufnahme (9) und dem Stecker (6) vorgesehen ist.
Steckverbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Leitelement (7) einen von dem Ummantelungselement (8) ausgesparten Kontaktbereich (19) aufweist.
Steckverbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in dem Ummantelungselement (8) fest gehaltenes und mit dem elektrischen Leitelement (7) kontaktiertes Verbindungselement (21), über welches das elektrische Leitelement (7) und ein Massepunkt (2) des Kraftfahrzeugs (3) aneinander in elektrisch leitfähigen Kontakt bringbar sind.
Steckverbindungselement (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (21) zumindest an einer Kopfauflagefläche (35, 36) für ein Befestigungselement (14) von dem Ummantelungselement (8) ausgespart ist.
Steckverbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (21) eine Befestigungseinrichtung (31) aufweist, über welche das Verbindungselement (21) in dem Ummantelungselement (8) positionsfest gehalten ist.
Steckverbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungselement (8) einen Haltebereich (25) aufweist, über welchen das Steckverbindungselement (1) positionsfest an einem mit dem Haltebereich (25) korrespondierenden, fahrzeugseitigen Halteelement (26) haltbar ist.
Steckverbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungselement (8) als ein Spritzgussbauteil ausgebildet ist, in welches das elektrische Leitelement (7) partiell eingegossen ist.
Verfahren zum Herstellen eines Steckverbindungselements (1) für ein Kraftfahrzeug (3), bei welchem ein elektrisches Leitelement (7), an welchem wenigstens ein Stecker (6) einer Elektronikkomponente (5) des Kraftfahrzeugs (3) anschließbar ist, und ein Ummantelungselement (8) aus Kunststoff, durch welches das Leitelement (7) zumindest partiell elektrisch isoliert ist, miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Leitelement (7) durch Urformen des Kunststoffs fest und unlösbar mit dem Ummantelungselement (8) verbunden wird.