DE102017210979B4

DE102017210979B4 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils und elektrisches Bauteil

Info

Publication number: DE102017210979B4
Application number: DE102017210979.3A
Authority: DE
Inventors: Alexander Taege; Gerhard Hinkel; Benjamin Lang
Original assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2024-02-15
Anticipated expiration: 2037-06-29
Also published as: US20200271486A1; DE102017210979A1; JP2020524387A; WO2019001994A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils (1), welches mindestens eine Bauteilanordnung (8) umfasst, wobei die Bauteilanordnung (8) einen Montageträger (9) und mindestens einen elektrisch leitfähigen Metalldraht (10) umfasst,- wobei zur Ausbildung der Bauteilanordnung (8) der mindestens eine elektrisch leitfähige Metalldraht (10) an und/oder in dem Montageträger (9) angeordnet wird, und- wobei die mindestens eine Bauteilanordnung (8) in einem Kunststoffgussverfahren mit einem Kunststoff (4) zumindest bereichsweise bedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageträger (9) als einfaches monolithisches Kunststoffteil ausgebildet ist, und wobeider mindestens eine Metalldraht (10) durch das Anordnen am und/oder im Montageträger (9) mittels des Montageträgers (9) in eine durch den Montageträger (9) vorgegebene Form gebogen wird, wobeider Montageträger (9) jeweils eine Nut (13) zur Anordnung des jeweiligen Metalldrahtes (10) aufweist, und der Metalldraht (10) dann in die jeweilige Nut (13) eingelegt wird, und wobeizur Ausbildung der Bauteilanordnung (8) mindestens ein elektrisches Funktionselement (2) am und/oder im Montageträger (9) angeordnet und mit dem mindestens einen Metalldraht (10) elektrisch leitfähig verbunden wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils und ein elektrisches Bauteil.
Aus dem Stand der Technik sind als Sensordome ausgebildete elektrische Bauteile allgemein bekannt. Derartige Sensordome werden beispielsweise in Getriebesteuergeräten eingesetzt und umfassen einen Sensor, welcher von einer Leiterplatte des Getriebesteuergeräts beabstandet angeordnet ist, um dadurch beispielsweise an einem Getriebegehäuse anliegend oder in das Getriebegehäuse hineinragend positioniert werden zu können. Mit der Leiterplatte ist der Sensor mittels durch ein Stanzgitter ausgebildeter elektrischer Verbindungsleitungen verbunden. Zur elektrischen Isolation und zum Schutz sind zumindest die elektrischen Verbindungsleitungen mit Kunststoff umspritzt, so dass der Sensordom ausgebildet ist, d. h. der Sensor mit dessen aus dem Stanzgitter ausgebildeten und mit Kunststoff umspritzten elektrischen Verbindungsleitungen bildet den Sensordom.
Dieser Sensordom wird hergestellt, indem ein Stanzgitter durch Stanzen und Biegen mit einem Stanz-Biege-Folgewerkzeug ausgebildet und anschließend galvanisiert und entgratet wird. Danach wird das Stanzgitter mit Kunststoff vorumspritzt, d. h. in einem ersten Kunststoffspritzgussvorgang teilweise mit Kunststoff umspritzt, und es werden Haltestege freigestanzt. Danach erfolgen das Bestücken mit dem Sensor und ein Endumspritzen mit Kunststoff, d. h. ein weiterer Kunststoffspritzgussvorgang, in welchem ein Kunststoffmantel des Sensordoms ausgebildet wird. Danach wird eine Spanschutzkappe auf den Sensor aufgesetzt. Der auf diese Weise hergestellte Sensordom kann dann auf einer Leiterplatte angeordnet werden, wobei zur elektrischen Kontaktierung mit der Leiterplatte freie Enden der mittels des Stanzgitters ausgebildeten elektrischen Leitungen mit der Leiterplatte verbunden und beispielsweise verlötet werden.
Aus der DE 10 2009 036 128 A1 ist eine elektrische Komponente eines Kraftfahrzeugs bekannt mit einem Kunststoffgehäuse und einer in das Kunststoffgehäuse im Spritzgießverfahren zumindest zu einem wesentlichen Teil eingebetteten Leiterbahnstruktur zur Bereitstellung der funktionsnotwendigen elektrischen Verbindungen. Die Leiterbahnstruktur besteht aus separaten, jeweils nicht gerade verlaufenden Drähten und jede Abweichung von einem geraden Verlauf der Drähte geht fertigungstechnisch ausschließlich auf einen entsprechenden Biegevorgang zurück.
Aus der DE 10 2009 047 431 A1 ist ein Verbindungselement zum Kontaktieren einer elektrischen Baugruppe mit einer Mehrzahl von Kontakten bekannt. Das Verbindungselement enthält einen isolierenden Basisträger. Zwei oder mehr Kontaktierstifte zum Kontaktieren entsprechen jeweiligen Kontakten der Mehrzahl von Kontakten der Baugruppe, wobei die Kontaktierstifte durch den Basisträger gehalten werden. Weiterhin enthält das Verbindungselement zumindest einen Draht, der zumindest mit zwei Kontaktierstiften zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den beiden Kontaktierstiften verbunden ist.
Aus der DE 10 2008 057 478 A1 ist ein Trägerelement für elektrisch kontaktierbare Komponenten eines Kraftfahrzeugschlosses bekannt. Das Trägerelement umfasst mindestens einen Stecker und mindestens einen Anschluss für eine Komponente, wobei zwischen dem mindestens einen Stecker und dem mindestens einen Anschluss eine elektrische Verbindung vorgesehen ist, die mit mindestens einem formstabilen Draht, insbesondere einem gebogenen Draht aus Federstahl, ausgeführt ist.
Aus der DE 10 2006 037 159 A1 ist ein in Kunststoff etwa kastenförmig gespritzter Komponententräger bekannt, der so mit den zu verschaltenden Komponenten wie elektrischen Bauelementen, Sensoren und Aktoren bestückt wird, dass alle zu verdrahtenden Anschlussbereiche von oben zugänglich sind, um Schaltungsdrähte freitragend darüber hinweg zu führen und dabei mechanisch wie auch elektrisch daran anzuschließen. Abschließend wird der Komponententräger zum mechanischen Stabilisieren seiner räumlich fliegenden Verdrahtung vergossen.
Aus der DE 44 31 026 A1 ist ein Sensor für ein Kraftfahrzeug bekannt, der so aufgebaut ist, dass ein Ummantelungsmaterial zur Überdeckung eines Bereichs in der Nähe des Verbindungsabschnitts zwischen einem Sensorkörper und Leitungsdrähten durch Spritzgießen eines thermoplastischen Elastomers ausgebildet wird.
Aus der US 2015 / 0 267 462 A1 ist eine Schutzvorrichtung mit einem Sensor bekannt, welche an einer Schiebetür installiert wird. Verschiedene Dichtungen werden durch Spritzgießen gebildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes elektrisches Bauteil anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein elektrisches Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils wird ein elektrisches Bauteil hergestellt, welches mindestens eine Bauteilanordnung umfasst, wobei die Bauteilanordnung einen Montageträger und mindestens einen elektrisch leitfähigen Metalldraht umfasst. Vorteilhafterweise umfasst die Bauteilanordnung mehrere solcher Metalldrähte, beispielsweise zwei Metalldrähte. Es wird zunächst die mindestens eine Bauteilanordnung ausgebildet, indem zumindest der mindestens eine elektrisch leitfähige Metalldraht oder die mehreren elektrisch leitfähigen Metalldrähte an und/oder in dem Montageträger angeordnet wird/werden. Die Ausbildung der mindestens einen Bauteilanordnung kann zudem noch weitere Schritte umfassen, insbesondere das Anordnen weiterer Komponenten, wie im Folgenden anhand weiterer Ausführungsformen erläutert wird. Diese ausgebildete mindestens eine Bauteilanordnung wird dann in einem Kunststoffgussverfahren zumindest bereichsweise mit einem Kunststoff bedeckt, insbesondere zumindest bereichsweise ummantelt. Vorteilhafterweise wird sie in einem als Kunststoffspritzgussverfahren ausgebildeten Kunststoffgussverfahren mit dem Kunststoff zumindest bereichsweise umspritzt.
Erfindungsgemäß ist der Montageträger als einfaches monolithisches Kunststoffteil ausgebildet. Der mindestens eine Metalldraht wird durch das Anordnen am und/oder im Montageträger mittels des Montageträgers in eine durch den Montageträger vorgegebene Form gebogen, wobei der Montageträger jeweils eine Nut zur Anordnung des jeweiligen Metalldrahtes aufweist. Der Metalldraht wird dann in die jeweilige Nut eingelegt. Zur Ausbildung der Bauteilanordnung wird mindestens ein elektrisches Funktionselement, insbesondere ein Sensor, am und/oder im Montageträger angeordnet und mit dem mindestens einen Metalldraht elektrisch leitfähig verbunden, insbesondere verschweißt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Herstellung eines Sensordoms oder einer anderen Sensoranordnung, insbesondere zur dichten Einhausung eines oder mehrerer Sensoren, oder zur Herstellung eines Steckers oder einer anderen elektrischen Kontaktierungsanordnung oder eines anderen elektrischen Kontaktsystems geeignet.
Wie bereits ausgeführt, werden beispielsweise solche Sensordome bisher hergestellt, indem ein Stanzgitter durch Stanzen und Biegen mit einem Stanz-Biege-Folgewerkzeug ausgebildet und anschließend galvanisiert und entgratet wird. Danach wird das Stanzgitter mit Kunststoff vorumspritzt, d. h. in einem ersten Kunststoffspritzgussvorgang teilweise mit Kunststoff umspritzt, und es werden Haltestege freigestanzt. Danach erfolgen das Bestücken mit dem Sensor und ein Endumspritzen mit Kunststoff, d. h. ein weiterer Kunststoffspritzgussvorgang, in welchem ein Kunststoffmantel des Sensordoms ausgebildet wird. Danach wird eine Spanschutzkappe auf den Sensor aufgesetzt. Durch das doppelte Umspritzen mit Kunststoff wird zwar das Stanzgitter gut abgedichtet, aber diese bisherige Vorgehensweise weist auch erhebliche Nachteile auf. Das erforderliche Stanz-Biege-Folgewerkzeug ist sehr teuer, beispielsweise kostet es mehr als 200000 €, und weist nur eine begrenzte Standzeit auf. Des Weiteren ist die erwähnte Vorumspritzung erforderlich, d. h. der erste Kunststoffspritzgussvorgang zum teilweisen Umspritzen des Stanzgitters, wozu das Einlegen des Stanzgitters in ein Spritzgusswerkzeug erforderlich ist. Das Freistanzen der Haltestege ist ein zusätzlicher Prozessschritt mit teuren Werkzeugen. Dabei besteht die Gefahr von Verschmutzungen, die Gefahr von Gratbildungen, die Gefahr von mangelhaften Freistanzungen und einem daraus resultierenden Kurzschluss oder zu geringen Abstand zwischen elektrischen Leitungen, sowie die Gefahr einer Verbiegung des Stanzgitters. Dieses bisher verwendete Verfahren verursacht somit hohe Werkzeugkosten, aber vergleichsweise niedrige Stückkosten, und ist daher eher geeignet für ein hohes Produktionsvolumen von beispielsweise mehr als 100000 Sensordomen pro Jahr.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die genannten Nachteile vermieden. Für das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesondere keine teuren Stanz-Biege-Folgewerkzeuge erforderlich. Es fallen kürzere Werkzeugzeiten an, da viele Prozessschritte entfallen. Insbesondere ist kein Ausbilden des Stanzgitters, Galvanisieren, Entgraten, Vorumspritzen und Freistanzen erforderlich, wodurch Werkzeugkosten und Prozessrisiken vermieden werden. Als Metalldraht kann beispielsweise ein einfaches kostengünstiges vorgalvanisiertes Drahtmaterial von einer Rolle verwendet werden. Des Weiteren wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine größere Komplexität ermöglicht, da beispielweise die Metalldrähte in mehreren Lagen angeordnet werden können, mehrere Montageträger und/oder unten näher beschriebene elektrische Funktionselemente, beispielsweise Sensoren, verwendet werden können und/oder verschiedene Metalldrähte verwendet werden können, beispielsweise in verschiedenen Dicken, verschiedenen Materialien und verschiedenen Galvanisierungszuständen. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass bereits die ausgebildete Bauteilanordnung auf Funktionstüchtigkeit getestet werden kann, d. h. bereits vor dem zumindest bereichsweisen Bedecken mit dem Kunststoff. Dadurch sind beispielsweise Nachbesserungen oder Reparaturen, zum Beispiel auch ein Austausch von Komponenten, möglich, um die Funktionstüchtigkeit herzustellen. Die Herstellung fehlerhafter elektrischer Bauteile, welche aufgrund der abschließenden Kunststoffbedeckung nicht mehr repariert werden können, wird somit vermieden oder zumindest erheblich reduziert.
Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert zwar einen höheren Montageaufwand, woraus ein Risiko von Montagefehlern resultiert, diese Montagefehler können jedoch beispielsweise durch so genannte Poka Yoke Designelemente, durch welche eine Montage von falsch ausgerichteten Komponenten nicht möglich ist, und durch Prüfschritte vermieden werden. Aus dem höheren Montageaufwand resultieren höhere Stückkosten, so dass das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für kleinere Stückzahlen, d. h. für ein kleineres Produktionsvolumen von beispielsweise weniger als 100000 elektrischen Bauteilen, zum Beispiel Sensordomen, pro Jahr geeignet ist. Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren kürzere Entwicklungszeiten.
Erfindungsgemäß wird/werden der mindestens eine Metalldraht oder die Mehrzahl solcher Metalldrähte vor dem Anordnen am und/oder im Montageträger in eine vorgegebene Form gebogen und/oder durch das Anordnen am und/oder im Montageträger mittels des Montageträgers in eine durch den Montageträger vorgegebene Form gebogen. Für das Biegen vor dem Anordnen am und/oder im Montageträger können Standard-Drahtbiegemaschinen verwendet werden, d. h. es sind keine teuren Spezialmaschinen erforderlich und die Werkzeugkosten sind entsprechend gering. Für das Biegen durch das Anordnen am und/oder im Montageträger dient der Montageträger als Biegehilfe, so dass auch keine zusätzlichen Formen oder Werkzeuge erforderlich sind, sondern dieses Biegen kann beispielsweise manuell erfolgen.
Erfindungsgemäß wird zur Ausbildung der Bauteilanordnung mindestens ein elektrisches Funktionselement, insbesondere ein Sensor, am und/oder im Montageträger angeordnet und mit dem mindestens einen Metalldraht oder mit der Mehrzahl solcher Metalldrähte elektrisch leitfähig verbunden, insbesondere verschweißt. D. h. in dieser Ausführungsform umfasst die Bauteilanordnung auch das mindestens eine elektrische Funktionselement, insbesondere den Sensor. Ist das elektrische Funktionselement als Sensor ausgebildet, so wird beispielsweise als elektrisches Bauteil ein Sensordom ausgebildet. Das Verschweißen erfolgt beispielsweise durch Widerstandsschweißen. Durch eine entsprechende Ausbildung des Montageträgers kann ein zweiseitiger Zugang zu einem jeweiligen elektrischen Anschlusskontakt des elektrischen Funktionselementes, welcher mit dem jeweiligen Metalldraht verbunden werden soll, sichergestellt werden, so dass das Verbinden durch Widerstandsschweißen einfach realisierbar ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird zur Ausbildung der Bauteilanordnung, insbesondere nach dem Anordnen und elektrisch leitfähigen Verbinden des mindestens einen elektrischen Funktionselementes, mindestens ein Dicht- und/oder Halteelement am und/oder im Montageträger angeordnet. D. h. in dieser Ausführungsform umfasst die Bauteilanordnung auch das mindestens eine Dicht- und/oder Halteelement. Dieses Dicht- und/oder Halteelement dichtet insbesondere einen Bereich oder Raum, in welchem das elektrische Funktionselement, beispielsweise der Sensor, angeordnet ist, gegen eindringenden Kunststoff ab und stabilisiert den jeweiligen Metalldraht an der beispielsweise als Schweißnaht ausgebildeten Verbindungsstelle zum elektrischen Funktionselement. Das Dicht- und/oder Halteelement ist daher zweckmäßigerweise entsprechend positioniert, d. h. in diesem Verbindungsstellenbereich von Metalldraht und elektrischem Funktionselement, genauer gesagt dessen jeweiligem elektrischen Anschlusskontakt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird zur Ausbildung der Bauteilanordnung eine Schutzkappe das mindestens eine elektrische Funktionselement zumindest bereichsweise abdeckend am Montageträger und/oder am im und/oder am Montageträger angeordneten mindestens einen elektrischen Funktionselement angeordnet. D. h. in dieser Ausführungsform umfasst die Bauteilanordnung auch die Schutzkappe. Bei einem für ein Getriebesteuergerät vorgesehenen Sensordom ist diese Schutzkappe beispielsweise als eine Spanschutzkappe ausgebildet. Die Schutzkappe schützt das elektrische Funktionselement, beispielsweise den Sensor, zum Beispiel vor Verschmutzung, beispielsweise vor Öl und Spänen aus einem Getriebe, in und/oder an welchem der Sensordom angeordnet ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es insbesondere ermöglicht, die Schutzkappe ebenfalls teilweise mit dem Kunststoff zu bedecken und dadurch abzudichten, so dass beispielsweise eine öldichte Schutzkappe ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß weist der Montageträger zur Anordnung des jeweiligen Metalldrahtes jeweils eine Nut auf. Der jeweilige Metalldraht wird dann erfindungsgemäß in die jeweilige Nut eingelegt und beispielsweise verklipst, verrastet und/oder verklebt. Durch die Nut ist der jeweilige Metalldraht insbesondere gegen eine so genannte Verwehung bei dem abschließenden Bedecken mit Kunststoff, beispielsweise bei dem Kunststoffumspritzen, geschützt, d. h. gegen eine Positionsveränderung, welche beispielsweise zu einem Kontakt mit einem anderen Metalldraht und dadurch zu einem Kurzschluss führen könnte.
Wird das elektrische Funktionselement, beispielsweise der Sensor, angeordnet, so wird dieses vorteilhafterweise in den Montageträger eingelegt und darin verklipst und/oder verrastet, d. h. durch eine entsprechende Kontur, insbesondere des Montageträgers, gehalten.
Wird die Schutzkappe angeordnet, so wird diese vorteilhafterweise formschlüssig über das elektrische Funktionselement und das Dicht- und/oder Halteelement geschoben und wird beispielsweise am Montageträger verklipst und/oder verrastet, d. h. durch eine entsprechende Kontur, insbesondere des Montageträgers, gehalten. Dabei stützt die Schutzkappe das elektrische Funktionselement, beispielsweise den Sensor, und hält es in Position.
Der Montageträger weist somit vorteilhafterweise entsprechende Konturen, insbesondere Haltekonturen, auf, um während des abschließenden Bedeckens mit Kunststoff alle daran angeordneten Komponenten in ihrer Position zu halten.
Die Schutzkappe weist vorteilhafterweise ein oder mehrere Hinterschnitte auf, welche mit dem Kunststoff umgossen, insbesondere umspritzt werden, so dass die Schutzkappe am fertiggestellten elektrischen Bauteil durch den Kunststoff in ihrer Position gehalten wird.
Wie bereits erwähnt, kann eine Fehlmontage durch ein entsprechendes Design der Komponenten ausgeschlossen werden. Zum Beispiel ist das Design derart, dass sich die Schutzkappe nicht aufstecken und in Endposition verklipsen und/oder verrasten lässt, wenn sich nicht alle Komponenten in der jeweils korrekten Position befinden.
Vorteilhafterweise wird/werden der Montageträger und/oder das Dicht- und/oder Halteelement und/oder die Schutzkappe vor dem Ausbilden der Bauteilanordnung jeweils aus Kunststoff ausgebildet, insbesondere in einem Kunststoffgussverfahren, vorzugsweise in einem Kunststoffspritzgussverfahren. Dadurch wird eine einfach zu realisierende und kostengünstige Herstellung ermöglicht. Insbesondere der Montageträger kann als ein einfaches monolithisches Kunststoffteil ausgebildet werden. Hierfür ist insbesondere kein Einlegeprozess erforderlich. D. h. zur Herstellung des Montageträgers ist kein Einlegen eines mit Kunststoff zu umspritzenden Teils in ein Kunststoffspritzgusswerkzeug erforderlich, da kein Einlegen und Umspritzen eines Stanzgitters notwendig ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Mehrzahl von Bauteilanordnungen gemeinsam im Kunststoffgussverfahren zumindest bereichsweise mit dem Kunststoff bedeckt, insbesondere zumindest bereichsweise ummantelt. Vorteilhafterweise wird die Mehrzahl von Bauteilanordnungen gemeinsam in einem als Kunststoffspritzgussverfahren ausgebildeten Kunststoffgussverfahren mit dem Kunststoff zumindest bereichsweise umspritzt. Wie bereits erwähnt, wird dadurch beispielsweise eine höhere Komplexität des elektrischen Bauteils ermöglicht, welches dann mehrere Träger mit beispielsweise mehreren elektrischen Funktionselementen aufweist und beispielsweise als ein Sensordom mit mehreren Sensoren ausgebildet ist.
Als elektrisches Bauteil wird beispielsweise eine Sensoranordnung, insbesondere ein Sensordom, oder eine elektrische Kontaktierungsanordnung, insbesondere ein Stecker, hergestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet dadurch zur Herstellung dieser elektrischen Bauteile die bereits geschilderten Vorteile.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass auch die Schutzkappe im Kunststoffgussverfahren, insbesondere im Kunststoffspritzgussverfahren, mit dem Kunststoff zumindest bereichsweise bedeckt wird, insbesondere zumindest bereichsweise umspritzt wird.
Ein erfindungsgemäßes elektrisches Bauteil, hergestellt mittels des oben beschriebenen Verfahrens, umfasst mindestens eine Bauteilanordnung, wobei die Bauteilanordnung einen Montageträger und mindestens einen an und/oder im Montageträger angeordneten elektrisch leitfähigen Metalldraht umfasst. Vorteilhafterweise umfasst die Bauteilanordnung mehrere solcher Metalldrähte, beispielsweise zwei Metalldrähte. Die mindestens eine Bauteilanordnung ist zumindest bereichsweise mit einem Kunststoff bedeckt, insbesondere zumindest bereichsweise ummantelt, insbesondere in einem Kunststoffspritzgussverfahren mit dem Kunststoff zumindest bereichsweise umspritzt. Daraus resultieren die bereits oben zum Verfahren zur Herstellung des elektrischen Bauteils geschilderten Vorteile, welche sich insbesondere aus dessen Herstellung ergeben und sich somit auf das hergestellte elektrische Bauteil auswirken.
Erfindungsgemäß ist der Montageträger als einfaches monolithisches Kunststoffteil ausgebildet. Der mindestens eine Metalldraht ist durch das Anordnen am und/oder im Montageträger mittels des Montageträgers in eine durch den Montageträger vorgegebene Form gebogen, wobei der Montageträger jeweils eine Nut zur Anordnung des jeweiligen Metalldrahtes aufweist. Der Metalldraht ist dann in die jeweilige Nut eingelegt. Zur Ausbildung der Bauteilanordnung ist mindestens ein elektrisches Funktionselement, insbesondere ein Sensor, am und/oder im Montageträger angeordnet und mit dem mindestens einen Metalldraht elektrisch leitfähig verbunden, insbesondere verschweißt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das elektrische Bauteil, insbesondere dessen zumindest eine Bauteilanordnung, mindestens ein elektrisches Funktionselement, welches am und/oder im Montageträger angeordnet und mit dem zumindest einen Metalldraht oder mit der Mehrzahl solcher Metalldrähte elektrisch leitfähig verbunden ist, insbesondere verschweißt ist. Das mindestens eine elektrische Funktionselement ist beispielsweise als ein Sensor ausgebildet. Daraus resultieren die bereits oben zum Verfahren zur Herstellung des elektrischen Bauteils geschilderten Vorteile, welche sich insbesondere aus dessen Herstellung ergeben und sich somit auf das hergestellte elektrische Bauteil auswirken.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das elektrische Bauteil, insbesondere dessen zumindest eine Bauteilanordnung, mindestens ein Dicht- und/oder Halteelement. Daraus resultieren die bereits oben zum Verfahren zur Herstellung des elektrischen Bauteils geschilderten Vorteile, welche sich insbesondere aus dessen Herstellung ergeben und sich somit auf das hergestellte elektrische Bauteil auswirken.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das elektrische Bauteil, insbesondere dessen zumindest eine Bauteilanordnung, eine das mindestens eine elektrische Funktionselement zumindest bereichsweise abdeckende Schutzkappe. Daraus resultieren die bereits oben zum Verfahren zur Herstellung des elektrischen Bauteils geschilderten Vorteile, welche sich insbesondere aus dessen Herstellung ergeben und sich somit auf das hergestellte elektrische Bauteil auswirken.
Vorteilhafterweise ist/sind der Montageträger und/oder das Dicht- und/oder Halteelement und/oder die Schutzkappe jeweils aus Kunststoff ausgebildet, insbesondere in einem Kunststoffgussverfahren, vorzugsweise in einem Kunststoffspritzgussverfahren. Daraus resultieren die bereits oben zum Verfahren zur Herstellung des elektrischen Bauteils geschilderten Vorteile, welche sich insbesondere aus dessen Herstellung ergeben und sich somit auf das hergestellte elektrische Bauteil auswirken.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das elektrische Bauteil eine Mehrzahl von Bauteilanordnungen, welche gemeinsam zumindest bereichsweise mit dem Kunststoff bedeckt sind, insbesondere zumindest bereichsweise ummantelt sind, insbesondere gemeinsam in einem Kunststoffspritzgussverfahren mit dem Kunststoff zumindest bereichsweise umspritzt sind. Daraus resultieren die bereits oben zum Verfahren zur Herstellung des elektrischen Bauteils geschilderten Vorteile, welche sich insbesondere aus dessen Herstellung ergeben und sich somit auf das hergestellte elektrische Bauteil auswirken.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Stanzgitters für einen Sensordom nach dem Stand der Technik,
2 schematisch eine perspektivische Darstellung eines in einem ersten Kunststoffspritzgussvorgang bereichsweise mit Kunststoff umspritzten Stanzgitters für einen Sensordom nach dem Stand der Technik,
3 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Sensordoms nach dem Stand der Technik mit abgenommener Schutzkappe,
4 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Sensordoms nach dem Stand der Technik,
5 schematisch eine perspektivische Darstellung vorgebogener Metalldrähte für ein elektrisches Bauteil,
6 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Montageträgers, eines elektrischen Funktionselementes, eines Dicht- und/oder Halteelements und einer Schutzkappe für ein elektrischen Bauteils,
7 schematisch eine Explosionsdarstellung eines elektrischen Bauteils,
8 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Montageträgers mit darin angeordneten Metalldrähten und einem mit den Metalldrähten verbundenen und im Montageträger angeordneten elektrischen Funktionselement für ein elektrisches Bauteil,
9 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Montageträgers mit darin angeordneten Metalldrähten, einem mit den Metalldrähten verbundenen und im Montageträger angeordneten elektrischen Funktionselement, einem im Montageträger angeordneten Dicht- und/oder Halteelement und einer Schutzkappe für ein elektrisches Bauteil,
10 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Bauteilanordnung für ein elektrisches Bauteil, umfassend einen Montageträger mit darin angeordneten Metalldrähten, ein mit den Metalldrähten verbundenes und im Montageträger angeordnetes elektrisches Funktionselement, ein im Montageträger angeordnetes Dicht- und/oder Halteelement und eine aufgesetzte Schutzkappe,
11 schematisch eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Bauteils,
12 schematisch eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Bauteils im Bereich eines elektrischen Funktionselementes,
13 schematisch eine perspektivische Darstellung mehrerer Montageträger und zugeordneter Metalldrähte für ein elektrisches Bauteil,
14 schematisch eine weitere perspektivische Darstellung mehrerer Montageträger und zugeordneter Metalldrähte für ein elektrisches Bauteil,
15 schematisch eine perspektivische Darstellung mehrerer Montageträger mit darin angeordneten Metalldrähten und jeweils einem mit den jeweiligen Metalldrähten verbundenen und im jeweiligen Montageträger angeordneten elektrischen Funktionselement für ein elektrisches Bauteil sowie zugeordneten Schutzkappen,
16 schematisch eine perspektivische Darstellung mehrerer aneinander befestigter Montageträger mit darin angeordneten Metalldrähten und jeweils einem mit den jeweiligen Metalldrähten verbundenen und im jeweiligen Montageträger angeordneten elektrischen Funktionselement für ein elektrisches Bauteil,
17 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Bauteilanordnung für ein elektrisches Bauteil, umfassend mehrere Montageträger mit jeweils darin angeordneten Metalldrähten, jeweils ein mit den jeweiligen Metalldrähten verbundenes und im jeweiligen Montageträger angeordnetes elektrisches Funktionselement und jeweils eine aufgesetzte Schutzkappe, und
18 schematisch eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Bauteils.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden wird anhand der 1 bis 18 eine Herstellung eines elektrischen Bauteils 1 am Beispiel eines Sensordoms beschrieben. Daher wird das elektrische Bauteil 1 hier im Folgenden als Sensordom 1 bezeichnet.
Derartige Sensordome 1 werden beispielsweise in hier nicht dargestellten Getriebesteuergeräten eingesetzt und umfassen als elektrisches Funktionselement 2 einen Sensor, weshalb das elektrische Funktionselement 2 hier im Folgenden als Sensor 2 bezeichnet wird. Der Sensor 2 ist von einer Leiterplatte des Getriebesteuergeräts beabstandet angeordnet, um dadurch beispielsweise an einem Getriebegehäuse eines hier nicht dargestellten Getriebes anliegend oder in das Getriebegehäuse hineinragend positioniert werden zu können.
Mit der Leiterplatte ist der Sensor 2 mittels elektrischer Verbindungsleitungen verbunden. Zur elektrischen Isolation und zum Schutz sind zumindest die elektrischen Verbindungsleitungen mit Kunststoff 4 umspritzt.
Insbesondere mittels des im Folgenden anhand der 5 bis 18 beschriebenen Verfahrens können auch weitere elektrische Bauteile 1 hergestellt werden, beispielsweise andere Sensoranordnungen oder elektrische Kontaktierungsanordnung, insbesondere Stecker oder andere Kontaktsysteme, welche insbesondere kein elektrisches Funktionselement 2 aufweisen müssen.
Anhand der 1 bis 4 wird zunächst die Herstellung des Sensordoms 1 mittels eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens beschrieben. Hierbei wird ein in 1 dargestelltes Stanzgitter 3, welches zur Ausbildung der elektrischen Verbindungsleitungen dient, durch Stanzen und Biegen mit einem Stanz-Biege-Folgewerkzeug ausgebildet und anschließend galvanisiert und entgratet.
Danach wird das Stanzgitter 3 mit Kunststoff 4 vorumspritzt, d. h. in einem ersten Kunststoffspritzgussvorgang teilweise mit Kunststoff 4 umspritzt, wie in 2 gezeigt, und es werden Haltestege 5 freigestanzt, um die Verbindungen zwischen den elektrischen Verbindungsleitungen zu trennen. Danach erfolgen das Bestücken mit dem Sensor 2 und ein Endumspritzen mit Kunststoff 4, d. h. ein weiterer Kunststoffspritzgussvorgang, in welchem ein Kunststoffmantel des Sensordoms 1 ausgebildet wird, wie in 3 gezeigt.
Danach wird eine Schutzkappe 6 zum Schutz vor Spänen, auch als Spanschutzkappe oder Spanschutzdeckel bezeichnet, auf den Sensor 2 aufgesetzt, wie in 4 gezeigt. Der auf diese Weise hergestellte und in 4 dargestellte Sensordom 1 kann dann auf einer Leiterplatte, beispielsweise eines Getriebesteuergeräts, angeordnet werden, wobei zur elektrischen Kontaktierung mit der Leiterplatte freie Enden der mittels des Stanzgitters 3 ausgebildeten elektrischen Verbindungsleitungen mit der Leiterplatte verbunden und beispielsweise verlötet werden. Im am Getriebe montierten Zustand des Getriebesteuergeräts ragt der Sensordom 1 dann beispielsweise mit seinem Bereich, in welchem der Sensor 2 angeordnet ist, in das Getriebegehäuse hinein.
Die für dieses aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren benötigten Stanz-Biege-Folgewerkzeuge sind sehr teuer und weisen nur begrenzte Standzeiten auf, so dass dieses Verfahren hohe Werkzeugkosten verursacht. Des Weiteren ist das beschriebene Vorumspritzen des Stanzgitters 3 erforderlich, wozu das Stanzgitter 3 in ein Kunststoffspritzgusswerkzeug eingelegt werden muss. Das erforderliche Freistanzen erfordert einen zusätzlichen Prozessschritt mit teuren Werkzeugen. Bei diesem Freistanzen besteht die Gefahr von Verschmutzungen, die Gefahr von Gratbildungen, die Gefahr einer mangelhaften Freistanzung und eines daraus resultierenden Kurzschlusses oder eines zu geringen Abstandes zwischen den Verbindungsleitungen, sowie die Gefahr einer Verbiegung des Stanzgitters 3.
Die 5 bis 12 und 13 bis 18 zeigen zwei beispielhafte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines auch hier als Sensordom 1 ausgebildeten elektrischen Bauteils 1, welches diese Nachteile des aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens vermeidet. Der mittels dieses Verfahrens hergestellte Sensordom 1 kann auf die gleiche Weise verwendet werden wie oben bereits beschrieben, d. h. er kann auf einer Leiterplatte, beispielsweise eines Getriebesteuergeräts, angeordnet werden, wobei zur elektrischen Kontaktierung mit der Leiterplatte elektrische Kontaktelemente des Sensordoms 1 mit der Leiterplatte verbunden und beispielsweise verlötet werden. Im am Getriebe montierten Zustand des Getriebesteuergeräts ragt der Sensordom 1 dann beispielsweise mit seinem Bereich, in welchem der Sensor 2 angeordnet ist, in das Getriebegehäuse hinein.
Wie bereits erwähnt, können mittels dieses Verfahrens jedoch auch weitere elektrische Bauteile 1 hergestellt werden, beispielsweise andere Sensoranordnungen oder elektrische Kontaktierungsanordnung, insbesondere Stecker oder andere Kontaktsysteme, welche insbesondere kein elektrisches Funktionselement 2 aufweisen müssen.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 12 umfasst das als Sensordom 1 ausgebildete elektrische Bauteil 1 eine Bauteilanordnung 8 mit einem Montageträger 9, zwei die elektrischen Verbindungsleitungen bildenden elektrisch leitfähigen Metalldrähten 10, einem als Sensor 2 ausgebildeten elektrischen Funktionselement 2, einem Dicht- und/oder Halteelement 7 und einer auch als Spanschutzkappe bezeichneten Schutzkappe 6.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den 13 bis 18 umfasst das als Sensordom 1 ausgebildete elektrische Bauteil 1 drei solche Bauteilanordnungen 8, welche aneinander befestigt werden, wobei hier keine Dicht- und/oder Halteelemente 7 vorgesehen sind und wobei hier zwei der drei Bauteilanordnungen 8 drei Metalldrähte 10 aufweisen und die andere Bauteilanordnung 8 zwei Metalldrähte 10 aufweist. In anderen Ausführungsbeispielen können mehr oder weniger solcher Bauteilanordnungen 8 vorgesehen sein, d. h. eine oder mehrere Bauteilanordnungen 8, wobei bei der jeweiligen Bauteilanordnung 8 jeweils ein Dicht- und/oder Halteelement 7 vorgesehen sein kann oder nicht und jeweils ein oder mehrere Metalldrähte 10 vorgesehen sein können.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 12 wird das als Sensordom 1 ausgebildete elektrische Bauteil 1 im Verfahren zu dessen Herstellung hergestellt, indem die Metalldrähte 10 in eine vorgegebene Form gebogen, d. h. vorgebogen werden, wie in 5 gezeigt. Hierzu werden vorteilhafterweise vorgalvanisierte Metalldrähte 10 von einer Rolle verwendet und mit einer Standard-Drahtbiegemaschine vorgebogen. Des Weiteren werden der Montageträger 9, das Dicht- und/oder Halteelement 7 und die Schutzkappe 6 in einem Kunststoffspritzgussverfahren gespritzt, d. h. aus Kunststoff 4 ausgebildet. Hierfür kann jeweils der gleiche Kunststoff 4 verwendet werden oder es können unterschiedliche Kunststoffe 4 verwendet werden.
6 zeigt außer den Metalldrähten 10 alle zur Ausbildung der Bauteilanordnung 8 für diese Ausführungsform des Sensordoms 1 erforderlichen Komponenten, nämlich den Montageträger 9, das als Sensor 2 ausgebildete elektrische Funktionselement 2, das Dicht- und/oder Halteelement 7 und die Schutzkappe 6.
Die Montage, d. h. die Ausbildung, der Bauteilanordnung 8 ist in den 7 bis 10 gezeigt. Die Metalldrähte 10 werden in den Montageträger 9 eingelegt, vorzugsweise in darin ausgebildeten Nuten 13 angeordnet. Danach wird, wie in 8 gezeigt, der Sensor 2 im Montageträger 9 angeordnet und mit den Metalldrähten 10 verbunden, vorzugsweise durch Widerstandsschweißen. Genauer gesagt werden dabei elektrische Anschlusskontakte 11 des Sensors 2 mit den Metalldrähten 10 verbunden.
Anschließend wird das Dicht- und/oder Halteelement 7 im Montageträger 9 angeordnet, wie in 9 gezeigt. Dieses Dicht- und/oder Halteelement 7 dichtet insbesondere einen Bereich oder Raum, in welchem das hier als Sensor 2 ausgebildete elektrische Funktionselement 2 angeordnet ist, gegen eindringenden Kunststoff 4 ab und stabilisiert die Metalldrähte 10 an der hier als Schweißnaht ausgebildeten Verbindungsstelle zu den Anschlusskontakten 11. Das Dicht- und/oder Halteelement 7 wird daher entsprechend positioniert, d. h. in diesem Verbindungsstellenbereich von Metalldrähten 10 und den elektrischen Anschlusskontakten 11 des als Sensor 2 ausgebildeten elektrischen Funktionselements 2 angeordnet.
Danach wird die Schutzkappe 6 montiert, d. h. über den Sensor 2 und das Dicht- und/oder Halteelement 7 geschoben, wie in 10 gezeigt. Die auf diese Weise ausgebildete Bauteilanordnung 8 kann bereits auf Funktionstüchtigkeit getestet werden, so dass, sollten Fehler erkannt werden, auf einfache Weise Reparaturen oder ein Austausch von Komponenten vorgenommen werden kann.
Zur Fertigstellung des als Sensordom 1 ausgebildeten elektrischen Bauteils 1 wird die Bauteilanordnung 8 in ein Kunststoffspritzgusswerkzeug eingelegt und mit einem Kunststoff 4 zumindest bereichsweise umspritzt. Dabei kann es sich um den gleichen Kunststoff 4 handeln, welcher auch zur Ausbildung der Schutzkappe 6, des Dicht- und/oder Halteelements 7 und/oder des Montageträgers 9 verwendet wird, oder um einen anderen Kunststoff 4.
Das fertiggestellte als Sensordom 1 ausgebildete elektrische Bauteil 1 ist in den 11 und 12 dargestellt, wobei 12 den Bereich zeigt, in welchem der Sensor 2 angeordnet ist. Hier sowie aus 11 ist ersichtlich, dass die Bauteilanordnung 8 fast vollständig mit dem Kunststoff 4 umspritzt ist. Lediglich ein Teilbereich der Schutzkappe 6 und zweckmäßigerweise Kontaktelemente des Sensordoms 1 am vom Sensor 2 abgewandten Ende des Sensordoms 1 bleiben frei. Das jeweilige Kontaktelement wird durch einen vom Sensor 2 abgewandten und aus dem Kunststoff 4 herausragenden Endbereich des jeweiligen Metalldrahts 10 gebildet.
Wie bereits erwähnt, umfasst die anhand der 13 bis 18 beschriebene weitere Ausführungsform des Sensordoms 1 drei Bauteilanordnungen 8, welche jeweils im Wesentlichen die gleichen Komponenten umfassen und auf die gleiche Weise ausgebildet werden wie zu der ersten Ausführungsform gemäß den 5 bis 12 beschrieben. Es weisen lediglich zwei der drei Bauteilanordnungen 8 drei Metalldrähte 10 auf und es sind keine Dicht- und/oder Halteelemente 7 vorhanden.
Die Funktion der Dicht- und/oder Halteelemente 7 kann bei dieser Ausführungsform jedoch ganz oder teilweise durch einen jeweiligen anderen Montageträger 9 übernommen werden, an dem die jeweilige Bauteilanordnung 8 anliegt. So weist der mittlere Montageträger 9 eine Ausformung 12 auf, an welcher nach dem Zusammenfügen der Bauteilanordnungen 8 der Sensor 2 der vorderen Bauteilanordnung 8 anliegt, so dass dieser Sensor 2 durch diese Ausformung 12 des mittleren Montageträgers 9 gestützt und gehalten wird und zudem zumindest teilweise bedeckt wird, wodurch das Vordringen von Kunststoff 4 zum Sensor 2 der vorderen Bauteilanordnung 8 vermieden wird. Ebenso weist der Montageträger 9 der hinteren Bauteilanordnung 8 eine Ausformung 12 auf, an welcher nach dem Zusammenfügen der Bauteilanordnungen 8 der Sensor 2 der mittleren Bauteilanordnung 8 anliegt, so dass dieser Sensor 2 durch diese Ausformung 12 des hinteren Montageträgers 9 gestützt und gehalten wird und zudem zumindest teilweise bedeckt wird, wodurch das Vordringen von Kunststoff 4 zum Sensor 2 der mittleren Bauteilanordnung 8 vermieden wird.
Wie bereits erwähnt, erfolgt die Montage, d. h. die Ausbildung der Bauteilanordnung 8, auf ähnliche Weise wie bereits anhand der 7 bis 10 beschrieben. Die 13 und 14 zeigen die Montageträger 9 und die Metalldrähte 10 der jeweiligen Bauteilanordnungen 8 im noch nicht zusammengefügten Zustand aus zwei verschiedenen Perspektiven.
Die Metalldrähte 10 der jeweiligen Bauteilanordnung 8 werden in den Montageträger 9 der jeweiligen Bauteilanordnung 8 eingelegt, vorzugsweise in darin ausgebildeten Nuten 13 angeordnet. Danach wird das als Sensor 2 ausgebildete elektrische Funktionselement 2 der jeweiligen Bauteilanordnung 8 im Montageträger 9 der jeweiligen Bauteilanordnung 8 angeordnet und mit den Metalldrähten 10 verbunden, vorzugsweise durch Widerstandsschweißen. Genauer gesagt werden dabei die elektrischen Anschlusskontakte 11 des Sensors 2 mit den Metalldrähten 10 verbunden. Dies ist in 15 gezeigt, wobei hier auch bereits die Schutzkappen 6 dargestellt sind, welche zu einem späteren Zeitpunkt die Sensoren 2 bedeckend angeordnet werden.
Nun werden die drei Bauteilanordnungen 8, umfassend jeweils einen Montageträger 9, einen im Montageträger 9 angeordneten Sensor 2 und zwei bzw. drei im Montageträger 9 angeordnete und mit dem Sensor 2 elektrisch leitende Metalldrähte 10, aneinander angeordnet und vorzugsweise befestigt, wie in 16 gezeigt. Im hier dargestellten Beispiel weist dazu der hintere Montageträger 9 entsprechende Befestigungselemente 14 auf, welche hier als Rastlaschen ausgebildet sind.
Durch das Anordnen des mittleren Montageträgers 9 auf dem hinteren Montageträger 9 und des vorderen Montageträgers 9 auf dem mittleren Montageträger 9 rasten diese als Rastlaschen ausgebildeten Befestigungselemente 14 des hinteren Montageträgers 9 im mittleren und vorderen Montageträger 9 ein, so dass die drei Montageträger 9 und somit die drei Bauteilanordnungen 8 miteinander verbunden sind. Anschließend werden die drei Bauteilanordnungen 8 durch Montieren der jeweiligen Schutzkappe 6 vervollständigt, wie in 17 gezeigt. Die jeweilige Schutzkappe 6 wird dabei über den jeweiligen Sensor 2 geschoben.
Die auf diese Weise ausgebildeten Bauteilanordnungen 8 können jeweils vor oder nach dem Verbinden der Montageträger 9 bereits auf Funktionstüchtigkeit getestet werden, so dass, sollten Fehler erkannt werden, auf einfache Weise Reparaturen oder ein Austausch von Komponenten vorgenommen werden kann.
Zur Fertigstellung des als Sensordom 1 ausgebildeten elektrischen Bauteils 1 werden die miteinander verbundenen Bauteilanordnungen 8 gemeinsam in ein Kunststoffspritzgusswerkzeug eingelegt und mit Kunststoff 4 zumindest bereichsweise umspritzt. Das fertiggestellte als Sensordom 1 ausgebildete elektrische Bauteil 1 ist in 16 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Bauteilanordnungen 8 gemeinsam fast vollständig mit dem Kunststoff 4 umspritzt sind. Lediglich ein Teilbereich der Schutzkappen 6 und zweckmäßigerweise die durch die von den Sensoren 2 abgewandten Endbereiche der Metalldrähte 10, welche die Kontaktelemente des Sensordoms 1 bilden, bleiben frei.
Bei den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der jeweilige Montageträger 9 vorteilhafterweise jeweils eine Nut 13 zur Anordnung des jeweiligen Metalldrahtes 10 auf. Die Metalldrähte 10 werden dann zweckmäßigerweise in die jeweilige Nut 13 eingelegt und beispielsweise verklipst, verrastet und/oder verklebt. Durch die Nut 13 ist der jeweilige Metalldraht 10 insbesondere gegen eine so genannte Verwehung bei dem abschließenden Bedecken mit Kunststoff 4 während des Kunststoffspritzgussverfahrens geschützt, d. h. gegen eine Positionsveränderung, welche beispielsweise zu einem Kontakt mit einem anderen Metalldraht 10 und dadurch zu einem Kurzschluss führen könnte.
Das jeweilige als Sensor 2 ausgebildete elektrische Funktionselement 2 wird vorteilhafterweise in den jeweiligen Montageträger 9 eingelegt und darin verklipst und/oder verrastet, d. h. durch eine entsprechende Kontur, insbesondere des Montageträgers 9, gehalten.
Durch eine entsprechende Ausbildung des Montageträgers 9 kann ein zweiseitiger Zugang zu den elektrischen Anschlusskontakten 11 des jeweiligen als Sensor 2 ausgebildeten elektrischen Funktionselementes 2, welche mit den jeweiligen Metalldrähten 10 verbunden werden sollen, sichergestellt werden, so dass das Verbinden durch Widerstandsschweißen einfach realisierbar ist, wie in den 6 bis 8 und 13 bis 15 gezeigt.
Die jeweilige Schutzkappe 6 wird vorteilhafterweise formschlüssig über das jeweilige hier als Sensor 2 ausgebildete elektrische Funktionselement 2 und, wenn vorhanden, zumindest bereichsweise über das Dicht- und/oder Halteelement 7 geschoben und wird beispielsweise am Montageträger 9 verklipst und/oder verrastet, d. h. durch eine entsprechende Kontur, insbesondere des Montageträgers 9, gehalten. Dabei stützt die Schutzkappe 6 das elektrische Funktionselement 2, hier den Sensor 2, und hält es in Position.
Der jeweilige Montageträger 9 weist somit vorteilhafterweise entsprechende Konturen, insbesondere Haltekonturen, auf, um während des abschließenden Bedeckens mit Kunststoff 4, insbesondere während des Kunststoffumspritzens, alle daran angeordneten Komponenten in ihrer Position zu halten.
Die jeweilige Schutzkappe 6 weist vorteilhafterweise ein oder mehrere Hinterschnitte auf, welche mit dem Kunststoff 4 umspritzt werden, so dass die Schutzkappe 6 am fertiggestellten elektrischen Bauteil 1 durch den Kunststoff 4 in ihrer Position gehalten wird.
Diese Schutzkappe 6 ist vorteilhafterweise öldicht ausgebildet. Durch das teilweise Umspritzen der Schutzkappe 6 mit Kunststoff 4 wird auch ein Eindringen von Öl an der Schutzkappe 6 randseitig vorbei in Richtung des Sensors 1 verhindert.
Eine Fehlmontage der Bauteilanordnung 8 kann durch ein entsprechendes Design der Komponenten, zum Beispiel durch so genannte Poka Yoke Designelemente, und/oder durch Prüfschritte ausgeschlossen werden. Zum Beispiel ist das Design derart, dass sich die Schutzkappe 6 nicht aufstecken und in Endposition verklipsen und/oder verrasten lässt, wenn sich nicht alle Komponenten in der jeweils korrekten Position befinden.
Wie anhand der beiden dargestellten Ausführungsbeispiele ersichtlich, ist eine Komplexität mittels des Verfahrens hergestellter elektrischer Bauteile 1 beliebig erweiterbar. Beispielsweise können mehrere Montageträger 9 verwendet werden und/oder die Metalldrähte 10 können in mehreren Lagen angeordnet werden und/oder es können verschiedene Metalldrähte 10, welche beispielsweise aus unterschiedlichem Material ausgebildet sind und/oder eine unterschiedliche Dicke aufweisen und/oder galvanisiert oder nicht galvanisiert sind, verwendet werden, und/oder es können eine Mehrzahl von elektrischen Funktionselementen 2, insbesondere Sensoren 2, verwendet werden.
Für dieses Verfahren sind keine teuren Stanz-Biege-Folgewerkzeuge erforderlich und benötigte Werkzeugzeiten sind kürzer. Es kann für die Metalldrähte 10 ein einfaches kostengünstiges Drahtmaterial von der Rolle verwendet werden, welches bereits vorgalvanisiert ist. Es können Standard-Drahtbiegemaschinen verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich zum Vorbiegen der Metalldrähte 10 mittels einer solchen Biegemaschine kann der Montageträger 9 als Biegehilfe verwendet werden, welcher die zu erreichende Form vorgibt, wobei die Metalldrähte 10 dann beispielsweise mittels des Montageträgers 9 als Biegehilfe, d. h. als Schablone, manuell gebogen werden können. Im Gegensatz zum aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist kein Freistanzen erforderlich, wodurch damit verbundene Werkzeugkosten und Prozessrisiken entfallen.
Die Montageträger 9 sind einfache monolithische Kunststoffteile, welche, insbesondere mittels des Kunststoffspritzgussverfahrens, auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden können. Insbesondere ist hierfür kein Einlegen von Teilen in das Kunststoffspritzgusswerkzeug erforderlich.
Werden mittels des Verfahrens die bereits erwähnten anderen elektrischen Bauteile 1 hergestellt, weisen diese mindestens den Montageträger 9 und mindestens einen elektrisch leitfähigen Metalldraht 10 auf. Sie können jedoch auch ein oder mehrere der oben genannten anderen Komponenten aufweisen, insbesondere ein oder mehrere elektrische Funktionselemente 2, welche jeweils als Sensor 2 oder anders ausgebildet sein können, und/oder mindestens ein Dicht- und/oder Halteelement 7 und/oder mindestens eine Schutzkappe 6.
Bezugszeichenliste

1: Bauteil, Sensordom
2: Funktionselement, Sensor
3: Stanzgitter
4: Kunststoff
5: Haltesteg
6: Schutzkappe
7: Dicht- und/oder Halteelement
8: Bauteilanordnung
9: Montageträger
10: Metalldraht
11: Anschlusskontakt
12: Ausformung
13: Nut
14: Befestigungselement

Claims

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils (1), welches mindestens eine Bauteilanordnung (8) umfasst, wobei die Bauteilanordnung (8) einen Montageträger (9) und mindestens einen elektrisch leitfähigen Metalldraht (10) umfasst, - wobei zur Ausbildung der Bauteilanordnung (8) der mindestens eine elektrisch leitfähige Metalldraht (10) an und/oder in dem Montageträger (9) angeordnet wird, und - wobei die mindestens eine Bauteilanordnung (8) in einem Kunststoffgussverfahren mit einem Kunststoff (4) zumindest bereichsweise bedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageträger (9) als einfaches monolithisches Kunststoffteil ausgebildet ist, und wobei der mindestens eine Metalldraht (10) durch das Anordnen am und/oder im Montageträger (9) mittels des Montageträgers (9) in eine durch den Montageträger (9) vorgegebene Form gebogen wird, wobei der Montageträger (9) jeweils eine Nut (13) zur Anordnung des jeweiligen Metalldrahtes (10) aufweist, und der Metalldraht (10) dann in die jeweilige Nut (13) eingelegt wird, und wobei zur Ausbildung der Bauteilanordnung (8) mindestens ein elektrisches Funktionselement (2) am und/oder im Montageträger (9) angeordnet und mit dem mindestens einen Metalldraht (10) elektrisch leitfähig verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Ausbildung der Bauteilanordnung (8) mindestens ein Dicht- und/oder Halteelement (7) am und/oder im Montageträger (9) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zur Ausbildung der Bauteilanordnung (8) eine Schutzkappe (6) das mindestens eine elektrische Funktionselement (2) zumindest bereichsweise abdeckend am Montageträger (9) und/oder am im und/oder am Montageträger (9) angeordneten mindestens einen elektrischen Funktionselement (2) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, wobei der Montageträger (9) und/oder das Dicht- und/oder Halteelement (7) und/oder die Schutzkappe (6) jeweils aus Kunststoff (4) ausgebildet werden/wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Bauteilanordnungen (8) gemeinsam im Kunststoffgussverfahren mit dem Kunststoff (4) zumindest bereichsweise bedeckt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als elektrisches Bauteil (1) eine Sensoranordnung oder eine elektrische Kontaktierungsanordnung hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Schutzkappe (6) im Kunststoffgussverfahren mit dem Kunststoff (4) zumindest bereichsweise bedeckt wird.
Elektrisches Bauteil (1), hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend mindestens eine Bauteilanordnung (8), wobei die Bauteilanordnung (8) einen Montageträger (9) und mindestens einen an und/oder im Montageträger (9) angeordneten elektrisch leitfähigen Metalldraht (10) umfasst, wobei die mindestens eine Bauteilanordnung (8) zumindest bereichsweise mit einem Kunststoff (4) bedeckt ist, wobei der Montageträger (9) als einfaches monolithisches Kunststoffteil ausgebildet ist, wobei der mindestens eine Metalldraht (10) durch das Anordnen am und/oder im Montageträger (9) mittels des Montageträgers (9) in eine durch den Montageträger (9) vorgegebene Form gebogen ist, wobei der Montageträger (9) jeweils eine Nut (13) zur Anordnung des jeweiligen Metalldrahtes (10) aufweist, und der Metalldraht (10) in die jeweilige Nut (13) eingelegt ist, und wobei zur Ausbildung der Bauteilanordnung (8) mindestens ein elektrisches Funktionselement (2) am und/oder im Montageträger (9) angeordnet und mit dem mindestens einen Metalldraht (10) elektrisch leitfähig verbunden ist.