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Title:
METHOD FOR PRODUCING A MODULAR ELECTRICAL CONNECTOR ASSEMBLY FOR A CONTROL UNIT IN A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/139692
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a modular electrical connector assembly (2) for a control unit in a motor vehicle. The connector assembly comprises a module mount (4) and at least two connector modules (6, 8) which are arranged next to each other on the module mount (4). Each connector module (6, 8) has a connector housing collar (12) and a plurality of contact elements (18) that are arranged in a contact region (19) within the connector housing collar (12). In order to produce the connector assembly (12), first one of the connector modules (6, 8) is arranged in a recess (5) in the module mount (4) and is arranged in a precise orientation relative to the module mount (4). The connector module is then pressed against the module mount (4), which is for example held in a holder (46), for example with the aid of a hold-down element (38). In this state, the connector module (6) is laser-welded to the module mount (4) in a fastening region (22) using a laser beam (40). The use of laser welding techniques allows a reliably stable and fluid-tight material connection between the components (4, 6) and an advantageous, space-saving arrangement of the fastening region (22) laterally inside the connector housing collar (12) with at the same time higher manufacturing precision and lower manufacturing tolerances.

Inventors:
FINNAH GUIDO BERND (DE)
HICKL HUBERT (DE)
LUDWIG DIETER (DE)
KAESSER RAINER (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/050351
Publication Date:
September 18, 2014
Filing Date:
January 10, 2014
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H01R43/18; H01R13/504
Foreign References:
DE102011006195A12012-10-04
US5110307A1992-05-05
US5298683A1994-03-29
US6932644B12005-08-23
US6821145B12004-11-23
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Claims:
Ansprüche

Verfahren zum Herstellen einer modularen elektrischen

Steckerverbinderanordnung (2) für ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug, wobei die Steckerverbinderanordnung (2) aufweist:

einen Modulträger (4), und

wenigstens ein erstes (6) und ein zweites Steckermodul (8),

wobei das erste (6) und das zweite Steckermodul (8) nebeneinander an dem

Modulträger (4) angeordnet sind,

wobei sowohl das erste (6) als auch das zweite Steckermodul (8) jeweils einen Steckergehäusekragen (12, 14) aufweisen, welche in einer Richtung weg von dem Modulträger (4) abragen und zur Aufnahme jeweils eines elektrischen Steckerverbinders ausgeformt sind,

wobei sowohl das erste (6) als auch das zweite Steckermodul (8) jeweils mehrere Kontaktelemente (18) aufweisen, die in einem Kontaktbereich (19) innerhalb des jeweiligen Steckergehäusekragen (12, 14) angeordnet sind und zum Zusammenwirken mit komplementären Gegenkontaktelementen des jeweiligen elektrischen Steckerverbinders ausgeformt sind,

dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Anordnen jeweils eines der Steckermodule (6, 8) in einer Ausnehmung (5) in dem Modulträger (4) und genaues Positionieren des Steckermoduls (6, 8) relativ zu dem Modulträger (4),

Anpressen des Steckermoduls (6, 8) an den Modulträger (4), und

Laserverschweißen des Steckermoduls (6, 8) mit dem Modulträger (4) in einem Befestigungsbereich (22).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Modulträger (4) und die

Steckermodule (6, 8) aus unterschiedlichen Materialien bestehen und wobei zum Laserverschweißen ein Laser eingesetzt wird, dessen Laserstrahl in dem Material einer der beiden Komponenten ausgewählt aus der Gruppe umfassend den Modulträger (4) und die Steckermodule (6, 8) wesentlich schwächer absorbiert wird als in dem Material der anderen Komponente und wobei der Laserstrahl in dem Befestigungsbereich durch die schwächer absorbierende Komponente hindurch auf die stärker absorbierende

Komponente gerichtet wird.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Modulträger (4) und/oder die Steckermodule (6, 8) im Befestigungsbereich einen von dem Modulträger (4) bzw. dem jeweiligen Steckermodul (6, 8) hin zu dem jeweiligen Steckmodul (6, 8) bzw. zu dem Modulträger (4) abragenden Steg (36) aufweist und wobei seitlich neben dem Steg (36) zwischen dem Modulträger (4) und dem jeweiligen Steckermodul (6, 8) ein Freiraum (42) verbleibt, in den beim Laserverschweißen ausgetriebenes Material strömen kann.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Befestigungsbereich (22) zwischen dem Steckergehäusekragen (12, 14) und dem Kontaktbereich (19) angeordnet ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein beim

Laserschweißen eingesetzter Laserstrahl lateral innerhalb des

Steckergehäusekragens (12, 14) auf den Befestigungsbereich (22) gerichtet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Modulträger (4) während des Laserschweißens in einer Halterung (46) gehalten wird und das Steckermodul (6, 8) mittels eines verlagerbaren Niederhalters (38) gegen den Modulträger (4) gepresst wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kontaktelemente (18) in das Steckermodul (6, 8) erst nach dem Laserverschweißen eingesetzt werden.

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Herstellen einer modularen elektrischen

Steckerverbinderanordnung für ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung für ein Steuergerät in einem

Kraftfahrzeug.

Stand der Technik

Heutige Kraftfahrzeuge bieten eine Vielzahl von Sicherheits-, Komfort- und Informationsfunktionen. Hierzu verfügen die Kraftfahrzeuge meist über diverse Aktuatoren und Sensoren. Ein Steuergerät in dem Kraftfahrzeug dient dazu, beispielsweise Signale von den Sensoren aufzunehmen und zu verarbeiten sowie Steuersignale an die Aktuatoren auszugeben. Mit einer Zunahme von Funktionen, die in einem Kraftfahrzeug angeboten werden sollen, steigen auch die Anforderungen an ein Steuergerät, das diese Funktionen kontrolliert.

Insbesondere steigt auch eine Anzahl erforderlicher elektrischer Leitungen, mithilfe derer Daten und Signale zwischen dem Steuergerät und Sensoren beziehungsweise Aktuatoren ausgetauscht werden können. Heutige

Steuergeräte weisen beispielsweise schon bis zu 200 elektrische Daten- und Signalleitungen auf. Häufig sind dabei mehrere Leitungen zu einem Kabelbaum zusammen gefasst, um beispielsweise Daten zwischen dem Steuergerät und einem eine Funktion bereit stellenden weiteren Gerät austauschen zu können.

Um beispielsweise das Steuergerät warten oder reparieren zu können, sind die Leitungen im Allgemeinen nicht fest mit dem Steuergerät verbunden, sondern über eine Steckerverbindung lösbar an dem Steuergerät angebracht. An dem Steuergerät sind hierzu eine Vielzahl von Kontaktelementen, beispielsweise in Form von Steckerpins oder Buchsen vorgesehen, die im Inneren des

Steuergeräts mit entsprechenden Signal- und Datenleitungen hin zu

beispielsweise Steuerkomponenten oder Datenverarbeitungskomponenten des

Steuergeräts verdrahtet sind. Diese Kontaktelemente können mit

komplementären Gegenkontaktelementen zusammenwirken, die in einem Steckerverbinder beispielsweise am Ende eines Kabelbaums vorgesehen sind. Der Steckerverbinder wird dabei in geeignete Aufnahmen an dem Steuergerät lösbar eingesteckt, um auf diese Weise eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Leitungen des Kabelbaums und den zugehörigen

Kontaktelementen des Steuergeräts herzustellen.

Es wurde beobachtet, dass es bei Steuergeräten, die eine sehr große Anzahl von Kontaktelementen für beispielsweise bis zu 200 oder mehr elektrische Leitungen vorsehen, schwierig sein kann, die Kontaktelemente an dem Steuergerät mit einer ausreichenden Genauigkeit zu positionieren. Deswegen wurde

beispielsweise in DE 10 201 1 006 195 A1 vorgeschlagen, ein Steuergerät mit einer modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung vorzusehen, bei der mehrere Steckermodule nebeneinander in einem Modulträger angeordnet sind. Jedes der Steckermodule kann dabei separat und mit hoher Präzision gefertigt werden. Insbesondere können zur Fertigung der Steckermodule

Spritzgusstechnologien eingesetzt werden, die bei kleinen Baueinheiten zwar eine ausreichend hohe Präzision zulassen, die bei sehr großen Einheiten für Steckerverbinder mit beispielsweise 200 Kontaktelementen jedoch häufig mit einem Verzug und daraus resultierend einer unzureichenden

Positionierungspräzision behaftet sind. Beim Zusammenbau der

Steckerverbinderanordnung können dabei die verschiedenen Steckermodule in Bezug auf den Modulträger geeignet präzise festgelegt werden und erst dann mit dem Modulträger mechanisch verbunden werden.

Offenbarung der Erfindung

Ausführungsformen des hier vorgeschlagenen Verfahrens zum Herstellen einer modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung können unter anderem ermöglichen, eine mit mehreren Steckermodulen versehene Steckerverbinderanordnung mit großindustriell handhabbaren Fertigungstechnologien zu fertigen und dabei hohen Anforderungen an beispielsweise eine Fertigungspräzision, eine Stabilität der

Steckerverbinderanordnung und/oder niedrige Kosten gerecht zu werden.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum

Herstellen einer modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung für ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei dem die

Steckerverbinderanordnung einen Modulträger und wenigstens zwei

Steckermodule aufweist. Die beiden Steckermodule sind nebeneinander, d.h. innerhalb einer gemeinsamen Ebene, an dem Modulträger angeordnet. Beide Steckermodule weisen jeweils einen Steckergehäusekragen auf, der in einer Richtung weg von dem Modulträger abragt und zur Aufnahme jeweils eines elektrischen Steckerverbinders ausgeformt ist. Die beiden Steckermodule weisen jeweils mehrere Kontaktelemente, beispielsweise in Form von Kontaktstiften oder

Buchsen, auf, die in einem Kontaktbereich innerhalb des jeweiligen

Steckergehäusekragens angeordnet sind und dazu ausgeformt sind, mit komplementären Gegenkontaktelementen des jeweiligen elektrischen

Steckverbinders zusammenzuwirken. Das vorgeschlagene Herstellungsverfahren zeichnet sich durch eine Kombination der nachfolgenden Verfahrensschritte aus:

Zunächst wird jeweils eines der Steckermodule in einer Ausnehmung in dem Modulträger angeordnet und das Steckermodul genau relativ zu dem

Modulträger positioniert. Anschließend wird das Steckermodul an den

Modulträger angepresst, und dann mit dem Modulträger in einem

Befestigungsbereich laserverschweißt.

Mit anderen Worten können Ideen zu dem hierin vorgeschlagenen Verfahren zum Herstellen einer modularen Steckerverbinderanordnung unter anderem als auf den im Folgenden beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.

Es wurde erkannt, dass in Steuergeräten, bei denen eine Vielzahl von

Kontaktelementen vorzusehen ist, die jeweils von an das Steuergerät

anzusteckenden Steckerverbindern kontaktiert werden sollen, eine erhöhte Präzision bei der Anordnung der Kontaktelemente dadurch erreicht werden kann, dass die Kontaktelemente nicht in einem einzigen Bauteil angeordnet werden, da es bei einem einzigen Bauteil, welches beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt wird, schwierig sein kann, große Bauteile mit engen

Fertigungstoleranzen herzustellen. Stattdessen sollen die Kontaktelemente an mehreren separaten kleineren Steckermodulen vorgesehen werden, die dann an einem gemeinsamen Modulträger befestigt werden können. Die verhältnismäßig kleinen Steckermodule können mit hoher Präzision, beispielsweise im

Spritzgussverfahren, gefertigt werden. Auch der Modulträger kann im

Spritzgussverfahren gefertigt werden. Um aus diesen beiden vorgefertigten Komponententypen schließlich die gesamte Steckerverbinderanordnung herzustellen, können die Steckermodule in Ausnehmungen, die

in dem Modulträger vorgesehen sind, eingebracht werden. Die Ausnehmungen können dabei vorzugsweise eine geringfügig größere Querschnittsfläche aufweisen, als diejenige der Steckermodule, so dass jedes Steckermodul innerhalb der Ausnehmung noch geringfügig verlagert werden kann und somit einer letztendlich anzunehmenden Position präzise angepasst werden kann.

Bei der Herstellung einer solchen Steckerverbinderanordnung muss jedoch gewährleistet werden können, dass diese im Wesentlichen den gleichen physikalischen Anforderungen hinsichtlich einer zu erreichenden Genauigkeit, Dichtigkeit und Festigkeit genügen muss, wie dies zum Beispiel bei

herkömmlichen als kleines monolithisches Spritzgussteil bereitgestellten Steckerverbinderanordnungen der Fall war. Die Genauigkeitsanforderungen können dabei nötig sein, um eine einwandfreie Kontaktierung, beispielsweise einer Leiterplatte, gewährleisten zu können. Dichtigkeitsanforderungen gegenüber Feuchtigkeit können aufgrund des Einsatzes der

Steckerverbinderanordnung in einem Steuergerät im Motorraum eines

Kraftfahrzeuges hoch sein. Auch Festigkeitsanforderungen, beispielsweise zu Aufnahme von axialen Steckkräften sowie ausreichende Stabilität bei

Schwingungsbelastungen, welche zum Beispiel aus der Masse eines

Kabelbaumsteckers selbst sowie einer fortführenden Kabelschlaufe herrühren können, können ebenfalls hoch angesetzt sein. Außerdem sollte die modulare elektrische Steckerverbinderanordnung möglichst klein sein und wenig Bauraum erfordern.

Um unter anderem diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird

vorgeschlagen, die Steckermodule mit dem Modulträger durch Laserschweißen zu verbinden. Laserschweißverfahren wurden als für eine industrielle Fertigung vorteilhaft implementierbar erkannt. Insbesondere bei der Herstellung von Steckerverbinderanordnungen wurden Eigenschaften von

Laserschweißverfahren dahingehend als vorteilhaft bekannt, dass einzelne Steckermodule zunächst präzise in Relation zu dem Modulträger positioniert werden können, in dieser Position dann gegen den Modulträger angepresst werden können und beim anschließenden Laserverschweißen mit dem

Modulträger keine weitere Kräfte auf das Steckermodul bzw. den Modulträger ausgeübt werden, so dass die zuvor eingestellte genaue Positionierung während des Laserverschweißens nicht gefährdet wird. Außerdem wurde festgestellt, dass, wenn das Laserschweißverfahren und das Anpressen des Steckermoduls an den Modulträger geeignet durchgeführt werden, kaum ein Risiko besteht, dass sich eine der beiden durch das Laserschweißen zu verbindenden

Komponenten verzieht. Zudem werden keine Flitter oder sonstige

Schmutzpartikel durch das Laserschweißen erzeugt, welche zu Beschädigungen des Steuergeräts führen können, wobei die Beschädigungen beispielsweise elektrischer Art sein können oder eine unzureichend feste oder dichte

Verklebung der Steckerleiste zur Folge haben können. Insgesamt kann mit dem vorgeschlagenen Herstellungsverfahren eine sehr hohe Fertigungspräzision mit geringen Fertigungstoleranzen erreicht werden.

Es kann bei dem vorgeschlagenen Herstellungsverfahren vorteilhaft sein, wenn der Modulträger und die Steckermodule aus unterschiedlichen Materialien bestehen und zum Laserverschweißen ein Laser eingesetzt wird, dessen Laserstrahl in dem Material einer der beiden Komponenten, das heißt, entweder in dem Modulträger oder in einem der Steckermodule, wesentlich schwächer absorbiert wird als in dem Material der anderen Komponente. In diesem Fall kann der Laserstrahl in dem Befestigungsbereich durch die schwächer absorbierende Komponente hindurch auf die stärker absorbierende Komponente gerichtet werden.

Mit anderen Worten kann vorteilhaft genutzt werden, dass unterschiedliche Materialien, insbesondere unterschiedliche Kunststoffmaterialien,

unterschiedliche Absorptionseigenschaften hinsichtlich eingestrahlter

Laserstrahlung aufweisen können. Die Materialien für den Modulträger und das

Steckermodul können dementsprechend so gewählt werden, dass das zum Laserverschweißen eingestrahlte Laserlicht nicht direkt auf einen

aufzuschmelzenden Bereich aufzutreffen braucht, das heißt, ohne zuvor durch anderes festes Material hindurchlaufen zu müssen. Stattdessen kann eines der für den Modulträger oder das Steckermodul verwendeten Materialien als für die eingesetzte Laserstrahlung transparent ausgewählt werden, so dass die

Laserstrahlung durch die entsprechende Komponente hindurch auf den aufzuschmelzenden Bereich gerichtet werden kann. Dadurch können die Möglichkeiten, wie die zum Laserschweißen eingesetzte Laserstrahlung eingestrahlt werden kann, erheblich flexibler gestaltet werden.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Modulträger und/oder die

Steckermodule im Befestigungsbereich einen abragenden Steg auf. Der Steg kann dabei beispielsweise an dem Modulträger vorgesehen sein und von diesem hin zu dem Steckermodul abragen. Alternativ oder ergänzend kann der Steg an dem Steckermodul vorgesehen sein und hin zu dem Modulträger abragen. Im

Rahmen des Laserverschweißens des Steckermoduls mit dem Modulträger kann dieser Steg als Befestigungsbereich dienen, der während des Verschweißens aufgeschmolzen wird und nach dem anschließenden Erstarren dann die beiden Komponenten stoffschlüssig miteinander verbindet. Seitlich neben dem Steg kann zwischen dem Modulträger und dem jeweiligen Steckermodul ein verbleibender Freiraum vorgesehen sein, in den beim Laserverschweißen ausgetriebenes Material strömen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Befestigungsbereich lateral zwischen dem Steckergehäusekragen und dem Kontaktbereich, in dem die

Kontaktelemente angeordnet sind, angeordnet. Mit anderen Worten wird ein Steckermodul an dem Modulträger in einem Befestigungsbereich befestigt, der sich lateral innerhalb einer durch den Steckergehäusekragen gebildeten Kontur befindet, allerdings lateral außerhalb des Kontaktbereichs, in dem sich die beispielsweise stiftförmigen Kontaktelemente befinden sollen. Beispielsweise aus

Stabilitätsgründen ist meistens zwischen dem Kontaktbereich und dem

Steckergehäusekragen ohnehin ein Freiraum vorgesehen, der auf diese Weise vorteilhaft zum Befestigen der beiden Komponenten aneinander genutzt werden kann. Es braucht somit kein zusätzlicher Raum außerhalb des

Steckergehäusekragens vorgesehen werden, um die beiden Komponenten miteinander zu verbinden. Dementsprechend können benachbarte Steckermodule sehr eng beieinander an dem Modulträger befestigt werden, wodurch sich der gesamte, von der Steckerverbinderanordnung benötigte Bauraum minimieren lässt.

Ein beim Laserschweißen eingesetzter Laserstrahl kann beispielsweise lateral innerhalb des Steckergehäusekragens auf den Befestigungsbereich gerichtet werden. Insbesondere, wenn zum Beispiel das Material des Steckermoduls als für den Laserstrahl transparent ausgewählt wird, kann ein solcher auf einen Innenbereich innerhalb des Steckergehäusekragens gerichteter Laserstrahl durch einen Boden des Steckermoduls hindurchstrahlen und an einer

Grenzfläche zu dem Modulträger absorbiert werden und Material an dieser Grenzfläche aufschmelzen. Das vorgeschlagene Laserschweißverfahren ermöglicht es somit, das Steckermodul und den Modulträger in einem

Befestigungsbereich aneinander zu befestigen, der innerhalb einer Grundfläche des Steckergehäusekragens, das heißt, innerhalb der ohnehin für die Aufnahme des Steckverbinders vorzusehenden Grundfläche, liegen kann. Ein Bauraum der Steckerverbinderanordnung kann hierdurch minimiert werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Modulträger während des

Laserschweißens in einer Halterung gehalten und das Steckermodul mittels eines verlagerbaren Niederhalters gegen das Steckermodul gepresst. Der baugrößere Modulträger kann somit während des gesamten Herstellungsverfahrens stationär in der Halterung gehalten werden und jedes der mit diesem Modulträger zu verbindenden Steckermodule kann durch einen geeigneten verlagerbaren Niederhalter an den Modulträger gepresst und dann durch Laserschweißen an diesem befestigt werden. Es kann dabei ein einheitlicher Niederhalter für verschiedene Steckermodule eingesetzt werden. Alternativ kann für jedes der zu befestigenden Steckermodule ein spezieller Niederhalter mit geeigneter

Geometrie vorgehalten werden. Die Verlagerung des Niederhalters und der von diesem ausgeübte Anspressdruck gegen den Modulträger können präzise gesteuert werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Kontaktelemente in das

Steckermodul erst nach dem Laserverschweißen eingesetzt werden. Indem das Steckermodul zunächst ohne die Kontaktelemente an dem Modulträger angeschweißt wird, kann vermieden werden, dass die Kontaktelemente zum Beispiel während des Laserverschweißens den hierzu verwendeten Laserstrahl teilweise abschatten oder Möglichkeiten, wie dieser Laserstrahl geführt werden kann, einschränken. Allerdings ist es durchaus auch möglich, das Steckermodul an dem Modulträger zu verschweißen, nachdem bereits die Kontaktelemente eingesetzt wurden, sofern sichergestellt wird, dass die Kontaktelemente so ausgestaltet und angeordnet sind, dass sie den Prozess des

Laserverschweißens nicht negativ beeinflussen.

Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin in Bezug auf verschiedene Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen einer Steckerverbinderanordnung beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Merkmale in geeigneter Weise miteinander kombiniert oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen und gegebenenfalls Synergieeffekten gelangen zu können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer modularen elektrischen

Steckerverbinderanordnung.

Figur 2 zeigt eine teilweise weggeschnittene Querschnittsansicht einer erfindungsgemäß hergestellten modularen elektrischen

Steckerverbinderanordnung.

Figur 3 zeigt eine stark schematisierte Draufsicht auf ein Steckermodul für eine erfindungsgemäß hergestellte modulare elektrische Steckerverbinderanordnung.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß hergestellte Steckerverbinderanordnung zur Veranschaulichung einer Fertigungsmöglichkeit. Figur 5 zeigt einen Querschnitt eines Details eines Befestigungsbereichs einer erfindungsgemäß hergestellten Steckerverbinderanordnung.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen veranschaulichen in den verschiedenen Zeichnungen gleiche oder gleich wirkende Merkmale.

Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer modularen elektrischen

Steckerverbinderanordnung 2, die einen Modulträger 4 und mehrere

Steckermodule 6, 8, 10 aufweist. Die Steckermodule 6, 8, 10 sind dabei in einer Längsrichtung x und/oder in einer Querrichtung y nebeneinander an dem

Modulträger 4 angeordnet. Jedes der Steckermodule 6, 8, 10 weist einen Steckergehäusekragen 12, 14, 16 auf, welcher in einer Richtung z weg von dem Modulträger 4 abragt und jeweils einen Innenbereich 13, 15, 17 umgibt, der zur Aufnahme eines entsprechend komplementär ausgebildeten elektrischen Steckerverbinders ausgeformt ist. In dem Innenbereich 13, 15, 17 sind jeweils Kontaktelemente (in Figur 1 nicht zu sehen), beispielsweise in Form von Pins, angeordnet, die mit komplementären Gegenkontaktelementen des

Steckerverbinders zusammenwirken können und auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktelementen und den

Gegenkontaktelementen erzeugen können. Jedes der Kontaktelemente kann dabei mit einer elektrischen Leitung 20 verbunden sein, die an ihrem anderen Ende beispielsweise mit einem auf einer Platine (nicht dargestellt) vorgesehenen Schaltkreis verbunden ist.

In Figur 2 ist eine Querschnittsansicht des Modulträgers 4 mit zwei

Steckermodulen 6, 8 dargestellt. Ein erstes Steckermodul 6 ist dabei in einem an dem Modulträger 4 befestigten Zustand dargestellt. Ein zweites Steckermodul 8 ist in einem Zustand dargestellt, bevor es in Pfeilrichtung in eine Ausnehmung 5 in dem Modulträger 4 eingepasst und dann an den Modulträger 4 angepresst und an diesem befestigt wird. Figur 3 zeigt stark schematisiert eine Draufsicht auf das Steckermodul 6. Der Steckergehäusekragen 12 umgibt einen Innenbereich 13 des Steckermoduls 6. In einem Teilbereich dieses Innenbereichs 13 sind stiftartige Kontaktelemente 18 angeordnet, die von der Ebene des Modulträgers 4 nach außen abragen. Dieser Teilbereich wird als Kontaktbereich 19

bezeichnet. Die Kontaktelemente 18 reichen dabei durch eine Grundplatte 24 des Steckermoduls 6 hindurch. Die Grundplatte 24 und der von dieser

Grundplatte 24 nach außen abragende Steckergehäusekragen 12 können dabei als einstückiges Spritzgussbauteil gefertigt sein.

Um das Steckermodul 6 an dem Modulträger 4 anzubringen, wird dieses in einem Befestigungsbereich 22 an dem Modulträger 4 befestigt. Der

Befestigungsbereich 22 befindet sich dabei vorzugsweise einerseits lateral innerhalb des Steckergehäusekragens 12 und andererseits aber außerhalb des

Kontaktbereichs 19, wie in Figur 3 in der Draufsicht gut zu erkennen. Der Befestigungsbereich 22 kann dabei den Kontaktbereich 19 ringförmig

umschließen. Wie nachfolgend genauer beschrieben, kann die Grundplatte 24 des Steckermoduls 6 im Befestigungsbereich 22 durch Laserschweißen mit dem Modulträger 4 stoffschlüssig verbunden werden.

In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch Komponenten einer Steckverbinderanordnung sowie durch eine Vorrichtung, mit Hilfe derer diese Komponenten durch

Laserschweißtechnologien miteinander verbunden werden können, gezeigt. Ein Modulträger 4 ist dabei in einer passenden Ausnehmung einer Halterung 46 aufgenommen und wird an seinen Rändern von dieser von unten abgestützt. Ein Steckermodul 6 wird an seiner Unterseite in die komplementär dazu ausgebildete Ausnehmung 5 innerhalb des Modulträgers 4 eingeführt und genau in Relation zu dem Modulträger 4 positioniert. Anschließend wird das Steckermodul 6 mit Hilfe eines Niederhalters 38 mit einer Kraft F axia i nach unten hin zu dem Modulträger 4 gepresst. In diesem genau positionierten und zusammengepressten Zustand werden mit Hilfe eines Laserstrahls 40 Bereiche an einer Grenzfläche zwischen dem Modulträger 4 und dem Steckermodul 6 lokal aufgeschmolzen. Durch diesen Laserschweißprozess wird das Steckermodul 6 an dem Modulträger 4 stoffschlüssig angebunden.

Damit der Laserstrahl 40, der von oben in dem von dem Steckergehäusekragen 4 umgebenen Innenbereich 13 des Steckermoduls 6 eingestrahlt wird, überwiegend an der Grenzfläche zwischen dem Modulträger 4 und dem

Steckermodul 6 absorbiert wird und dort zu einem lokalen Aufschmelzen von

Material führt, weist das Steckermodul 6 ein anderes Kunststoffmaterial auf als der Modulträger 4 und die Eigenschaften des Laserstrahls 40 werden so gewählt, dass das Material des Steckermoduls 6 den Laserstrahl kaum absorbiert, das Material des Modulträgers 4 jedoch stark absorbierend auf den Laserstrahl wirkt. Beispielsweise kann das Steckermodul 6 aus transparentem Polyamid und der Modulträger 4 aus mit Rußpartikeln versetztem und somit optisch

absorbierendem Polyamid bestehen. Der Laserstrahl 40 kann beispielsweise eine Wellenlänge von 980 nm aufweisen, bei das Polyamid des Steckermoduls 6 weitgehend transparent ist, das Polymaid des Modulträgers 4 jedoch stark absorbiert.

Prinzipiell ist auch vorstellbar, den Laserstrahl 40 nicht, wie in Fig. 4 dargestellt, durch den Boden 24 des Steckermoduls 6 hindurch hin zu dem Modulträger 4 einzustrahlen, sondern in umgekehrter Richtung durch ein in diesem Fall transparent zu wählendes Material des Modulträgers 4 hin zu einem

Steckermodul 6, das dann mit einem den Laserstrahl 40 absorbierenden Material ausgebildet sein sollte.

Um den Laserschweißvorgang zu unterstützen und die erzielte stoffschlüssige Verbindung noch stabiler auszugestalten, kann es vorteilhaft sein, an einer der zu verbindenden Komponenten, beispielsweise an dem Modulträger 4, einen

Steg 36 im zu verbindenden Befestigungsbereich 22 vorzusehen. Dieser Steg 36 ragt von dem Modulträger 4 nach oben hin zu dem Steckermodul 6 ab. Wenn das Steckermodul 6 mittels des Niederhalters 38 hin zu dem Modulträger 4 gepresst wird, liegt der Boden 24 des Steckermoduls 6 hauptsächlich auf diesem Steg 36 auf. Beim anschließenden Laserverschweißen werden Teile des Steges

36 sowie des daran angepressten Bodens 24 aufgeschmolzen und während des anschließenden Erstarrens weiterhin mittels des Niederhalters 38

zusammengepresst. Hierdurch kann eine sehr zuverlässige stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Modulträger 4 und dem Steckermodul 6 im Bereich des in dem Befestigungsbereich 22 vorgesehenen Steges 36 ausgebildet werden. Da der Steg 36 beispielsweise ringartig um die Ausnehmung 5 in dem Modulträger 4 umlaufend ausgebildet sein kann, kann auf diese Weise auch eine fluiddichte Verbindung zwischen den beiden Komponenten 4, 6 erzeugt werden.

Wie in Fig. 5 dargestellt, können seitlich neben dem Steg 36 zwischen dem Modulträger 4 und dem Steckermodul 6 Freiräume 42 vorgesehen werden, in die während des Laserschweißens ausgetriebenes Material strömen kann. Ferner kann neben dem Steg 36 ein sich nach außen hin öffnender Spalt 44 vorgesehen sein, dessen Querschnitt mit zunehmendem seitlichem Abstand vom Steg 36 zunimmt. Durch einen solchen, sich nach außen hin zunehmend öffnenden Spalt 44 kann vermieden werden, dass unvermeidbar eingedrungene Feuchtigkeit, beispielsweise beim Einfrieren eine Kraft zwischen dem Modulträger 4 und dem Steckermodul 6 generieren kann, die die Integrität der Schweißverbindung zwischen diesen beiden Komponenten gefährden könnte.

Wie in Fig. 4 dargestellt, kann der zum Laserschweißen eingesetzte Laserstrahl 40 von oben her lateral innerhalb des Steckergehäusekragens 12 auf den Befestigungsbereich 22 gerichtet werden. Bei einer solchen Einstrahlrichtung von oben kann der Laserstrahl 40 den gesamten ringförmig um die Ausnehmung 5 umlaufenden Befestigungsbereich 22 erreichen, ohne dass der Modulträger 4 und das Steckermodul 6 bewegt werden müssten. Stattdessen kann der Laserstrahl 40 beispielsweise wie bei einem Laserscanner mit einer geeigneten Spiegeloptik sukzessive entlang des Befestigungsbereichs verlagert werden. Es besteht daher kein Risiko, dass das Steckermodul 6 sich während des

Laservorgangs relativ zum Trägermodul 4 verlagert und dabei die zuvor eingestellte genaue Positionierung verloren geht.

Der Laserstrahl 40 kann dabei derart dimensioniert und gerichtet sein, dass er beispielsweise im Wesentlichen parallel zu den Innenoberflächen des

Steckergehäusekragens 12 eingestrahlt wird und somit im Idealfall keine

Abschattung des Laserstrahls 40 durch Überschneidungen von dessen

Strahlpfad mit dem Steckergehäusekragen 12 und/oder im Kontaktbereich 19 vorgesehenen Kontaktelementen 18 auftritt.

Um das Risiko von Abschattungen, insbesondere durch Kontaktelemente 18 auszuschließen, kann alternativ das Steckermodul 6 mit dem Modulträger 4 laserverschweißt werden, bevor die Kontaktelemente 18 am Boden 24 des Steckermoduls 6 eingebracht werden.