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CN109301674A - 用于制造导电轨复合体的方法和注塑系统 - Google Patents

用于制造导电轨复合体的方法和注塑系统 Download PDF

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CN109301674A CN201810781658.9A CN201810781658A CN109301674A CN 109301674 A CN109301674 A CN 109301674A CN 201810781658 A CN201810781658 A CN 201810781658A CN 109301674 A CN109301674 A CN 109301674A
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Lisa Draexlmaier GmbH
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Abstract

本发明涉及一种用于制造导电轨复合体(800)的方法，其中，该方法具有冲压步骤、注塑步骤和分离步骤。在冲压步骤中从平的导电板中冲压出一体地联合的冲压栅格(406)。冲压栅格(406)包括至少两个用于在高压范围内传输电力的导电轨(400)。导电轨(400)通过至少一个包括两个由中间空间(412)间隔开的片(410)的双片(408)相互连接。在注塑步骤中注塑由电绝缘塑料材料制成的支承结构(416)。塑料材料至少注塑到双片(408)的中间空间(412)内。在分离步骤中通过在片(410)内冲压出电绝缘的间隙(424)而将双片(408)分离。支承结构(416)不被分离。

Description

用于制造导电轨复合体的方法和注塑系统
技术领域
本发明涉及用于制造多个导电轨复合体的方法、用于制造立体导电轨结构、用于制造导电轨复合体的注塑系统以及用于制造多个导电轨复合体的断路系统。
背景技术
本发明在下文中主要结合用于车载电网的开关元件(接触器)描述。但本发明可使用在要开关电负载的任何应用中。
为可传导高电流，可使用由实心金属板制成的导电轨。通过金属板的大材料厚度以及相匹配的导电轨的宽度，导线横截面可与期望的电流匹配。导电轨可个别地冲压和弯曲。然后，可通过使用螺钉或铆钉将导电轨与部件，例如插头、用电器和开关相连接，以形成电路。
DE 197 13 008 C1描述了用于机动车的中央电子器件，其带有至少两个相互间隔开地平行布置的冲压栅格，所述冲压栅格具有通过冲压形成的片导体。为简单地制造中央电子器件，该发明建议：每个冲压栅格带有由塑料制成的保持框架以用于注塑包封，然后将在分离位置上相互连接的片导体相互分离，将连接触点直角地弯曲竖起，将保持框架组合且弯曲地作为片导体连接器将冲压栅格的片导体(20)的弯曲的部分与另外的冲压栅格的片导体例如通过超声波焊接导电地连接。以该发明可以以简单的方式制造带有复杂布线的中央电子器件，所述布线带有较少的冲压栅格。
DE 10 2015 207 128 A1描述了包括板形树脂材料和多个金属汇集导体的嵌入-汇集电路板，所述金属汇集导体通过包封浇注嵌入到树脂材料内且具有连接部分，所述连接部分暴露于安装面，所述安装面是树脂材料的主面的一个。汇集导体在包封浇注前形成为浇注前的汇集导体布置，其中与连接部分不同的端部通过支架相互连接，所述支架在包封浇注后被切开。嵌入-汇集电路板(基质主体)通过包封浇注形成，所述包封浇注通过如下方式构造，即在包封浇注前将两个形状相同的汇集导体布置对置地布置，使得两个连接部分定位在两个支架之间。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是通过使用构造上尽可能简单的方式简化且加速用于高电力的电路的安装。
此技术问题通过独立权利要求的主题解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求、说明书和附图中给出。特别地，一个权利要求类别的独立权利要求可类似于另一个权利要求类别的从属权利要求地进行扩展。
本发明建议了用于制造多个导电轨复合体的方法，其中，所述方法具有如下步骤：
a)从平的导电板中冲压出一体地联合的冲压栅格，其中，冲压栅格包括至少两个用于在高压范围内传输电力的导电轨，其中导电轨通过至少一个包括两个由中间空间间隔开的片的双片相互连接；
b)注塑由电绝缘塑料材料制成的支承结构，其中塑料材料至少注塑到双片的中间空间内；和通过在片内冲压出电绝缘的间隙将双片分离，其中支承结构不被分离。
此外，本发明建议了带有如下特征的导电轨复合体：
*至少两个从同一个板冲压出的导电轨，以用于在高压范围内传输电力；
*用于将导电轨相互定位的支承结构，其中支承结构由电绝缘的塑料材料制成，所述塑料材料至少注塑到至少一个布置在导电轨之间的双片的两个片之间的中间空间内；
*双片的每个片带有至少各一个电绝缘的间隙，其中，间隙在注塑支承结构之后被从片中冲压出。
此外，本发明建议了包括注塑工具和冲压栅格的注塑系统，其中注塑工具构造为用于将支承结构注塑到冲压栅格上，其中，形成支承结构的模腔的第一部分形成在注塑工具的空腔内，且模腔的第二部分形成在冲压栅格的至少一个缺口内，其中，当注塑工具的喷嘴侧和注塑工具的脱模器侧在封闭时密封在冲压栅格的对置的表面上时，完整的模腔通过注塑工具和插入的冲压栅格形成，其中在注塑工具已封闭状态下通过冲压栅格的材料厚度确定了喷嘴侧和脱模器侧之的间缝隙宽度。
模腔的第二部分可在侧面通过冲压栅格的双片的片限定。缺口可包括片之间的中间空间。
导电轨复合体可理解为导电轨的组，所述导电轨的组通过注塑的支承结构相互固定。由此，导电轨复合体可作为一个整体来使用。导电轨复合体的所有导电轨可共同一体地冲压。导电轨复合体的所有导电轨可共同地在一个步骤中安装。导电轨复合体具有与电路的另外的部件的接口，所述接口可提前或随后安装。例如，导电轨复合体可具有与开关或接触器、用电器和/或插头或插座的接口。导电轨复合体的导电轨为此构造为低损耗地传输高电力。为此，导电轨可构造为用于高电流。导电轨相互间且与其它导体的绝缘可构造为用于高压范围内的电压。特别地，绝缘可通过与其它导电轨的绝缘距离产生。车辆内的高压范围包括60伏特至1000伏特之间的电压，特别是400伏特至900伏特之间的电压。在一个实施形式中，空气隙和爬电距离针对400伏特至500伏特的电压构造。在另一个实施形式中，空气隙和爬电距离针对700伏特至980伏特的电压构造。用于导电轨的板可具有一毫米至七毫米之间的材料厚度，特别地具有在二毫米至六毫米之间的材料厚度，特别地具有在三毫米至五毫米之间的材料厚度。导电轨之间的距离大到足以满足对于所使用的电压的空气隙和爬电距离。导电轨也可具有相互更大的距离。冲压的间隙也大到足以满足对于所使用的电压的空气隙和爬电距离。双片的片可基本上相互平行地走向。模腔可以是封闭的体积，所述体积通过注塑工具的喷嘴侧和脱模器侧以及夹紧在所述喷嘴侧和脱模器侧之间的冲压栅格形成。模腔在注塑塑料材料时通过塑料材料填充。空腔可以是注塑工具的空隙或空缺。空腔可通过喷嘴侧和/或脱模器侧的轮廓形成。空腔的侧壁可通过导电轨的部分形成。
该方法可具有变形步骤，其中将冲压栅格部分地横向于板的平面地变形，以获得立体的冲压栅格。通过变形，冲压栅格可与壳体的轮廓匹配。由此，在所有导电轨的情况下都可满足距壳体的空气隙和爬电距离。
支承结构可被注塑超出中间空间直至片的至少一个的上侧和/或下侧上，以在片和塑料材料之间产生形状配合连接。形状配合连接保持不变，即使在片分离时片的金属材料也不与支承结构的塑料材料分离。以此，在分离的状态中，支承结构也能可靠地保持导电轨的相互位置。
支承结构可注塑为带有至少一个横向于板的平面定向的肋部。肋部可至少在双片的一侧上注塑。肋部强化了支承结构。通过肋部可更好地处理导电轨复合体。由于肋部，导电轨复合体在安装时变形的风险更低。
冲压栅格可冲压为带有至少一个用于接收接收凸台的接收部。塑料材料可此外注塑到接收部的区域内。接收凸台可以是用于电路的壳体的组成部分。接收凸台将导电轨复合体固定在壳体内。接收凸台可具有在多个轴向方向上的靠放面。在插入导电轨复合体之后，电路的另外的部件可安装在接收凸台上。塑料材料可将相应的导电轨与接收凸台电绝缘。通过支承结构可定义导电轨复合体与壳体的接口。
接收部可注塑带有由塑料材料制成的环形的环绕套筒。套筒降低了接收部的直径。塑料因此在安装状态中圆形环绕地布置在导电的导电轨和导电的接收凸台之间。
支承结构可注塑为带有至少一个与板的平面成横向定向的距离保持器。距离保持器可至少在套筒的一侧上环形地环绕。距离保持器可设定壳体和导电轨复合体之间的距离。距离保持器可构造为套筒的延长部。距离保持器可产生距接收凸台或壳体的所要求的空气隙和爬电距离。
附图说明
下文中通过参考附图解释本发明的有利的实施例。各图为：
图1示出了根据实施例的冲压栅格；
图2示出了根据实施例的双片的细节；
图3示出了根据实施例的变形的部分注塑包封的冲压栅格；
图4示出了根据实施例的部分注塑包封的冲压栅格的局部剖面；
图5示出了根据实施例的分离的部分注塑包封的冲压栅格；和
图6示出了根据实施例的用于将支承结构注塑到冲压栅格上的注塑工具的喷嘴侧。
附图仅是示意性图示且仅用于解释本发明。相同的或作用相同的元件在各处提供以相同的附图标记。
具体实施方式
在此所建议的措施可用于电池连接盒(battery junction box,BJB)的可自动化的制造。电池连接盒也可称为开关设备盒。
开关设备盒容纳多个电气部件，所述电气部件必须被电连接。在开关设备盒内布置了例如接触器、导电轨、保险装置和电阻的部件。对于可承载高电流的连接，由铜板或铝板制成的导电轨被证明是合适的。通过部件的不同的几何形状分别产生了不同的安装方向和螺旋方向。零件的数量和结构空间的局促使得自动化安装困难。
目前，部件的电连接以若干单个的导电轨产生，所述导电轨单个地由面材料或板材料制成。因为不总存在壳体内螺钉点的可接近性，所以可形成预安装组件，所述预安装组件例如可由接触器及其导电轨制成。
例如，在开关设备盒内可布置七个接触器且将其电连接。在传统的实施中，为此需要14个导电轨和三个高电流导线。在此处所建议的措施中，可明显降低零件的数量。14个导电轨和三个高电流导线由两个导电轨复合体加上两个另外的导体替代。由此产生了更低的安装成本和更短的安装时间。制造可自动化。用于购置、运输和存储的物流成本降低。此外，需要更少的工具。此外，产生了更简单的数据维护。
为更容易理解，在如下描述中作为参考的图1至图6中的附图标记保持相同。
图1示出了根据实施例的冲压栅格406。冲压栅格406从平面的板通过使用冲压工具冲压出。在此图示的冲压栅格406包括九个金属的导电轨400以用于传导大电流和在超过400伏特的高压范围内的高电压。为此，导电轨具有大致四毫米的材料厚度。导电轨400分别相互布置，如所述导电轨400也在安装位置被安装。导电轨400在此位置中通过双片408固定。每个导电轨400邻接在至少一个双片408上。导电轨400的大部分通过两个或多个双片408保持到位。
在此处建议的措施中，多个导电轨400组合为冲压栅格406。例如，所有正导电轨和所有负导电轨可组合为各一个冲压栅格。正导电轨和负导电轨也可混合布置。冲压栅格406分别由一块板制成。导电轨或导电轨400布置在冲压栅格406内使其“散开”，即并排无交叉放置。通过去除导体之间的不需要的材料但仍保留连接片使得所述连接片仍一体地联合来进行冲压栅格406的冲压。
片410是双重的，即构造为两个平行的片。因此,在随后的后注塑的情况中，两个片410与注塑模具协作形成封闭的空腔，而不必昂贵地将模具与板部分密封。因此，两个工具半体的分离面，即脱模器侧和喷嘴侧在一个平面内形成。工具与板厚度协调且密封到片410上，因此板的切割精度相对于注塑工具的密封是无关紧要的。
图2示出了根据实施例的双片408的细节。双片408对应于图1中的双片。双片408包括两个基本上相互平行地走向的片410和通常处在片410之间的细长的中间空间412。不同的双片的片410分别具有基本上相同的相互距离。以此，在图1中的距离大于长度的双片408的情况中，中间空间412宽比长更长。在导电轨400的被连接的边缘相互成角度走向时，双片408的片410也可具有不同的长度。
在一个实施例中，导电轨400具有用于接收接收凸台的接收部414。接收部414在此是通过导电轨400的板的圆形的通孔。导电轨构造为使得相应的导电轨400的导线横截面被围绕接收部414引导。
仅两层的冲压栅格406的处理比单个的导电轨更简单。因此，可作为使用预镀锡的材料的替代随后镀锡。由此降低了由于脚料导致的成本，因为仅将制成的冲压栅格406精处理。可替代地使用铝作为导电轨400的材料，因为镀镍和镀锡简单。表面的精处理在冲压部分上在变形前或至少在后注塑前进行，以此使得塑料的化学特性不转变且又可去除塑料。
如果现在将此板切料插入到注塑工具内、注塑塑料框架，则将冲压栅格406强化。因为塑料与金属不形成可靠的附着连接，所以后注塑需要形状配合地实施。每个单独的导电轨400具有至少一个与塑料框架的形状配合的连接。
图3示出了根据实施例的变形的、部分注塑包封的冲压栅格406。冲压栅格406基本上对应于图1中的冲压栅格。与此相反，冲压栅格406在此通过变形过程变形为立体的冲压栅格406。特别地，导电轨400的连接区域横向于板的平面地被倒棱。此外，将平面阶跃或平行移动引入到冲压栅格406内或导电轨400内。
冲压栅格406此外具有支承结构416。支承结构416包括注塑到双片408的片410之间的中间空间内的电绝缘的塑料材料。支承结构416此外在中间空间上具有各一个由塑料材料制成的肋部418。肋部418超出中间空间而越过冲压栅格406的表面被延伸地注塑，且将单个的中间空间相互连接。
在接收部414内支承结构416形成为封闭的环形环绕的套筒420。套筒420将导电轨400相对于接收凸台绝缘。此外，在套筒420上至少在板的一侧上注塑各一个距离保持器422。距离保持器422在此是环形环绕的肋部。
在下一个步骤中将冲压栅格406变形，使得产生接触面的需要的定向。在此示例中接触面垂直于保护螺纹连接，与向外引导的插头的螺纹面水平地处在不同的高度位置中。
图4示出了根据实施例的部分注塑包封的冲压栅格406的部分截面图示。在此图示了图3所示的冲压栅格的截面。支承结构416作为肋部418成形在冲压栅格406的上侧上。在与上侧对置的冲压栅格406的下侧上，至少在除了下侧以外的接收部414的区域内注塑了支承结构416。由此，套筒420在上侧和下侧上形成与冲压栅格406的形状配合连接。
图5示出了根据实施例的导电轨复合体800。制成的导电轨复合体800基本上对应于图3中的冲压栅格。此外，在此在冲压栅格406的双片408的导电的片410内冲压出电绝缘的间隙424。支承结构416在片410分离时不被分离。通过间隙424将导电轨相互电分离，而支承结构416保持导电轨400的相互相对位置。
在导电轨复合体800中导电轨400具有限定的相互位置，因为导电轨400通过注塑的塑料框架416保持。在安装状态中导电轨400附加地分别固定到保护固定部上。由此在振动或碰撞情况中产生优点。部件支架可构造为很小，因为所述部件支架不用于导电轨的固定和绝缘。由此，可取消许多固定部分，如距离衬套、螺纹插件和螺钉。
冲压栅格406现在可分成单个的。在此，将连接片切开，使得不再存在电通路。但形体还是联合的，因为塑料框架将各零件相连接。
在此，双重连接片的特征又起到作用，因为带有注塑的塑料框架的简单的片不必分离，也不必切断塑料框架，必须防止这些以保证一体性。
以相同的方式但以不同的几何形状制成第二冲压栅格片。
最后得到两个部分，所述两个部分都是连接部件所要求的导电轨。
图6示出了根据实施例的用于将支承结构注塑到冲压栅格上的注塑工具900的喷嘴侧902。注塑工具900和冲压栅格在此形成注塑系统，其中形成支承结构的模腔904的第一部分形成在注塑工具900的空腔906内。模腔904的第二部分通过冲压栅格形成。在此，第二部分通过双片的片之间的中间空间和围绕接收部的环形缝隙形成。在此，模腔904首先通过注塑工具900的喷嘴侧902和相应的脱模器侧一起向插入的冲压栅格运动而被封闭。喷嘴侧902和脱模器侧在封闭时密封在冲压栅格的对置的表面上。在此，冲压栅格布置在喷嘴侧902和脱模器侧之间，且通过冲压栅格的材料厚度确定了喷嘴侧和脱模器侧之间的缝隙宽度。
附图标记列表
400 导电轨
406 冲压栅格
408 双片
410 片
412 中间空间
414 接收部
416 支承结构
418 肋部
420 套筒
422 距离保持器
424 间隙
800 导电轨复合体
900 注塑工具
902 喷嘴侧
904 模腔
906 空腔

Claims (9)

1.一种制造导电轨复合体(800)的方法，其中，所述方法具有如下步骤：
a)从平的导电板中冲压出一体地联合的冲压栅格(406)，其中，所述冲压栅格(406)包括至少两个用于在高压范围内传输电力的导电轨(400)，其中，所述导电轨(400)通过至少一个包括两个由中间空间(412)间隔开的片(410)的双片(408)相互连接；
b)注塑由电绝缘塑料材料制成的支承结构(416)，其中，所述塑料材料至少注塑到所述双片(408)的中间空间(412)内；和
c)通过在所述片(410)内冲压出电绝缘的间隙(424)将所述双片(408)分离，其中，所述支承结构(416)不被分离。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法带有变形步骤，在所述步骤中将所述冲压栅格(406)部分地横向于板的平面变形，以获得立体的冲压栅格(406)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在注塑步骤中所述支承结构(416)被注塑超出中间空间(412)直至至少一个所述片(410)的上侧和/或下侧上，以在所述片(410)和塑料材料之间产生形状配合连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在注塑步骤中所述支承结构(416)注塑为带有至少一个横向于板的平面定向的肋部(418)，其中,所述肋部(418)至少注塑在所述双片(408)的一侧上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在冲压步骤中所述冲压栅格(416)冲压为带有至少一个用于接收接收凸台的接收部(414)，其中，在注塑步骤中塑料材料还注塑到所述接收部(414)的区域内。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在注塑步骤中所述接收部(414)注塑带有由塑料材料制成的环形的环绕套筒(420)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在注塑步骤中所述支承结构(416)注塑为带有至少一个横向于板的平面定向的距离保持器(422)，所述距离保持器(422)至少在所述套筒(420)的一侧上环形地环绕。
8.一种导电轨复合体(800)，所述导电轨复合体(800)带有如下特征：
至少两个从同一个板冲压出的、用于在高压范围内传输电力的导电轨(400)；
用于将所述导电轨(400)相互定位的支承结构(416)，其中，所述支承结构(416)由电绝缘的塑料材料制成，所述塑料材料至少注塑到至少一个布置在所述导电轨(400)之间的双片(408)的两个片(410)之间的中间空间(412)内；
所述双片(408)的每个片(410)带有至少各一个电绝缘的间隙(424)，其中，所述间隙(424)在注塑所述支承结构(416)之后被从所述片(410)冲压出。
9.一种用于根据权利要求8所述导电轨复合体的注塑系统，所述注塑系统包括注塑工具(900)和冲压栅格(406)，其中，所述冲压栅格(406)包括至少两个用于在高压范围内传输电力的导电轨(400)，其中，所述导电轨(400)通过至少一个包括两个由中间空间(412)间隔开的片(410)的双片(408)相互连接，其中，所述注塑工具(900)构造为用于将由电绝缘的塑料材料制成的支承结构(416)注塑到所述冲压栅格(406)上以用于将所述导电轨(400)相互定位，其中，形成所述支承结构(416)的模腔(904)的第一部分形成在所述注塑工具(900)的空腔(906)内，且所述模腔(904)的第二部分形成在所述冲压栅格(406)的至少一个缺口内，其中，当所述注塑工具(900)的喷嘴侧(902)和所述注塑工具(900)的脱模器侧在封闭时密封在所述冲压栅格(406)的对置的表面上时，完整的所述模腔(904)通过所述注塑工具(900)和插入的冲压栅格(406)形成，其中，在所述注塑工具(900)已封闭的状态下确定了所述喷嘴侧(902)和所述脱模器侧之间的缝隙宽度。
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