DE20113654U1 - Weldable fastening element for an electrical contact - Google Patents
Weldable fastening element for an electrical contactInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein anschweißbares Befestigungselement für einen elektrischen Kontakt, insbesondere für einen Masseanschluss.The invention relates to a weldable fastening element for an electrical contact, in particular for a ground connection.
Anschweißbare Befestigungen werden beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik verwendet, wo sie zur Herstellung eines elektrischen Massekontaktes Verwendung finden. Aus der EP 0 640 404 ist bekannt, wie ein derartiger elektrischer Kontakt an einem Metallblech befestigt wird. Um Verunreinigungen der elektrischen Kontaktflächen zu vermeiden, wird beispielsweise eine hutmutterförmige Metall schutzkappe auf einen mit einem Gewinde versehenden Bolzen gebracht. Dieser Bolzen mit Schutzkappe wird dann mit dem Metallblech durch Schweißen verbunden. Die Schutzkappe hat insbesondere die Aufgabe, das Gewinde des Bolzens vor einer nachträglichen Verunreinigung, insbesondere Farbe, zu schützen, die bei der Anbringung bei der Anschraubung eines Kabels einen elektrischen Kontakt verhindern würden.Weldable fastenings are used, for example, in automotive engineering, where they are used to create an electrical ground contact. EP 0 640 404 discloses how such an electrical contact is attached to a metal sheet. To avoid contamination of the electrical contact surfaces, a cap-nut-shaped metal protective cap is placed on a threaded bolt, for example. This bolt with protective cap is then connected to the metal sheet by welding. The protective cap has the particular task of protecting the thread of the bolt from subsequent contamination, in particular paint, which would prevent electrical contact when attached when screwing on a cable.
Einerseits weist die bekannte hutmutterförmige Schutzkappe eine relativ hohe Bauhöhe auf, was nicht immer erwünscht ist. Anderseits ist sie als Metallteil verhältnismäßig teuer. Darüber hinaus muss diese aufgeschraubt werden, was mit zunehmender Elektrifizierung der Nebenfunktionen eines modernen Kfz zu einer Vielzahl derartiger Verbindungsstellen und erheblichen Summen an Montagezeit führt.On the one hand, the well-known cap-shaped protective cap has a relatively high construction height, which is not always desirable. On the other hand, it is relatively expensive as a metal part. In addition, it has to be screwed on, which, with the increasing electrification of the secondary functions of a modern vehicle, leads to a large number of such connection points and considerable amounts of assembly time.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, insbesondere die genannten Nachteile zu überwinden und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes anschweißbares Befestigungselement anzugeben, was bei einer sicheren Anbringung eines elektrischen Kontakts eine geringe Bauhöhe erlaubt.It is therefore an object of the invention to overcome the disadvantages mentioned and to provide a weldable fastening element which is improved compared to the prior art and which allows a low installation height while securely attaching an electrical contact.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein anschweißbares Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by a weldable fastening element with the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention, which can be used individually or in combination with one another, are the subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße anschweißbare Befestigungselement für einen elektrischen Kontakt umfasst einen Schweißbolzen, aufweisend einen Außengewindeabschnitt und einen Flanschabschnitt mit einer elektrischen Kontaktfläche, und eine auf den Schweißbolzen aufgeschraubte Kontakthülse mit einer äußeren offenen Stirnseite und einer inneren als elektrische Kontaktfläche ausgebildeten Stirnseite, welche mit der Kontaktfläche des Schweißbolzens so korrespondiert, dass beide Kontaktflächen schmutz- und/oder lackfrei bleiben, wobei die Kontakthülse ein durchgängiges Innengewinde sowie eine Ansatzstruktur für ein Außenwerkzeug aufweist, und wobei eine Abdeckkappe aus Kunststoff die offene Stirnseite zum Schutz der Gewinde gegen Schmutz und/oder Farbe dichtend verschließt.The weldable fastening element for an electrical contact according to the invention comprises a welding stud having an external thread section and a flange section with an electrical contact surface, and a contact sleeve screwed onto the welding stud with an outer open end face and an inner end face designed as an electrical contact surface, which corresponds to the contact surface of the welding stud in such a way that both contact surfaces remain free of dirt and/or paint, wherein the contact sleeve has a continuous internal thread and an attachment structure for an external tool, and wherein a cover cap made of plastic seals the open end face to protect the threads against dirt and/or paint.
Der Bolzen, die Kontakthülse und die Abdeckkappe werden zusammengebaut als Einheit, d.h. als ein Befestigungselement gehandhabt und angeschweißt. Das Anschweißen von derartigen Schweißbolzen und die dafür notwendigen Anlagen sind generell im Stand der Technik bekannt. Die elektrischen Kontaktflächen am Schweißbolzen und an der Kontakthülse sind zueinander korrespondierend ausgebildet und so in vorteilhafter Weise vor Verunreinigungen geschützt. Ebenfalls werden der Außengewindeabschnitt des Bolzens und das Innengewinde der Hülse mittels der Abdeckkappe dichtend verschlossen und geschützt. Daher bleiben die Gewinde ebenso wie die Kontaktflächen beim Transport, bei der Handhabung,The bolt, the contact sleeve and the cover cap are assembled as a unit, i.e. handled and welded as a fastening element. The welding of such welding bolts and the equipment required for this are generally known in the state of the art. The electrical contact surfaces on the welding bolt and on the contact sleeve are designed to correspond to one another and are thus advantageously protected from contamination. The external thread section of the bolt and the internal thread of the sleeve are also sealed and protected by the cover cap. Therefore, the threads as well as the contact surfaces remain intact during transport, handling,
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beim Schweiß vor gang und bei späteren Lackiervorgängen sauber. Später kann dann die Kontakthülse problemlos abgeschraubt, z.B. ein Kontaktring aufgesteckt und durch erneutes Festschrauben der Hülse ein elektrischer Kontakt mit guter Qualität hergestellt werden.
5 during the welding process and during subsequent painting processes. The contact sleeve can then be easily unscrewed later, a contact ring can be put on, for example, and a good quality electrical contact can be made by screwing the sleeve back on.
5
Erfindungsgemäß besteht die Abdeckkappe aus Kunststoff, insbesondere aus Polyamid. Sie lässt sich durch einfaches Aufschlagen, insb. automatisiert mit hohen Taktzeiten, montieren. Einmal montiert braucht die Kappe zudem nicht mehr zeitaufwendig demontiert zu werden, um z.B. einen elektrischen Kontakt zu schalten.According to the invention, the cover cap is made of plastic, in particular polyamide. It can be installed by simply striking it open, particularly in an automated manner with high cycle times. Once installed, the cap no longer needs to be dismantled, which is time-consuming, for example to switch an electrical contact.
Demgegenüber können schadhafte Kappen im Bedarfsfall trotzdem problemlos und insb. ohne Beeinträchtigung des Innengewindes der Hülse ausgetauscht werden. Weil schließlich Kunststoffkappen vorzugsweise flach gestaltbar sind, sind in vorteilhafter Weise auch Befestigungselemente mit verringerter Bauhöhe fertigbar. In contrast, damaged caps can still be replaced without any problems if necessary, especially without affecting the internal thread of the sleeve. Finally, because plastic caps can preferably be designed to be flat, fastening elements with a reduced installation height can also be manufactured.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Abdeckkappe einen Ansatz auf, an welchem mit dem Innengewinde der Kontakthülse zusammenwirkende Rastmittel, insbesondere Rastnasen, ausgebildet sind. Dadurch lässt sich bei der Vormontage ein sicherer Halt der Teile untereinander erreichen.In a preferred embodiment of the invention, the cover cap has a projection on which locking means, in particular locking lugs, are formed that interact with the internal thread of the contact sleeve. This allows the parts to be held securely together during pre-assembly.
In besonderen Weiterbildungen der Erfindung ist der Durchmesser der Abdeckkappe kleiner als der Durchmesser der offenen Stirnseite der Kontakthülse; zudem vorzugsweise derartig gewölbt ausgebildet, das diese nach ihrer Montage mit einer Spannkraft an der offenen Stirnfläche der Kontakthülse anliegt oder zusätzlich mit geeigneten Dichtmittel wie einem Dichtwulst oder dergleichen ausgestattet. All diese Maßnahmen fordern in vorteilhafter Weise die Abdichtung, insbesondere der Gewindebereiche des Befestigungselements, gegen Lackbenetzung und andere Verunreinigungen. Diese Funktion ist dann wichtig, wenn beispielsweise das Werkstück vor dem Anbringen eines Kontaktringes noch eine oder mehrere Lackierungen erhält.In special developments of the invention, the diameter of the cover cap is smaller than the diameter of the open front face of the contact sleeve; in addition, it is preferably curved in such a way that after assembly it rests against the open front face of the contact sleeve with a clamping force or is additionally equipped with a suitable sealing means such as a sealing bead or the like. All of these measures advantageously require sealing, in particular of the threaded areas of the fastening element, against paint wetting and other contamination. This function is important if, for example, the workpiece is to be given one or more coats of paint before a contact ring is attached.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Länge des Innengewindes der Kontakthülse so bemessen, dass der Außengewindeabschnitt des Schweißbolzens und die Stirnfläche des Rastmittelansatz der Abdeckkappe berührungsfrei abschließen. Die Kappe bewirkt einerseits, dass beim Schweißen weder das Außengewinde des Bolzens, noch das Innengewinde der Hülse durch Metallspritzer verunreinigt werden können. Dadurch lässt sich später die Kontakthülse leicht heraus und wieder hereindrehen. Andererseits kann weder nach noch vor dem Anbringen eines Kontaktringes die Kappe bei der oben angegebenen Dimensionierung, auch nicht beim vollständigen Festziehen der Hülse gegen den Bolzen stoßen und versehentlich auf- oder herausgedrückt werden, weil das Ende des Rastmittelansatzes der Abdeckkappe maximal mit einem Unterstand in den hohlen Innengewinderaum der Hülse ragt. Weil also die Abdeckkappe ihre Dichtfunktion zuverlässig ausüben kann, ist die angegebene Abstimmung der Maße aller Teile aufeinander daher besonders vorteilhaft für die vorliegende Erfindung.In a particularly advantageous development of the invention, the length of the internal thread of the contact sleeve is dimensioned such that the external thread section of the welding stud and the front face of the locking attachment of the cover cap close off without contact. On the one hand, the cap ensures that neither the external thread of the stud nor the internal thread of the sleeve can be contaminated by metal splashes during welding. This means that the contact sleeve can later be easily screwed in and out again. On the other hand, with the dimensions given above, the cap cannot hit the stud and be accidentally pushed open or out neither after nor before the contact ring is attached, nor when the sleeve is fully tightened, because the end of the locking attachment of the cover cap protrudes into the hollow internal thread space of the sleeve with a maximum of a recess. Because the cover cap can therefore reliably perform its sealing function, the specified coordination of the dimensions of all parts with one another is therefore particularly advantageous for the present invention.
Schließlich ist es auch günstig, die Ansatzstruktur für ein Außenwerkzeug, beispielsweise ein einfacher Sechskant, benachbart der offenen Stirnseite der Kontakthülse anzuordnen, wobei die Außenabmaße der Ansatzstruktur bevorzugt größer als der Außendurchmesser der Kontakthülse in den übrigen Bereichen ist. Dies, insbesondere der damit ausgebildete Ansatz, erlaubt in vorteilhafter Weise den Einsatz auch automatisierter Werk und/oder Greifzeuge.Finally, it is also advantageous to arrange the attachment structure for an external tool, for example a simple hexagon, adjacent to the open front side of the contact sleeve, with the external dimensions of the attachment structure preferably being larger than the external diameter of the contact sleeve in the other areas. This, in particular the attachment formed thereby, advantageously allows the use of automated tools and/or gripping devices.
Ein Verfahren zur Herstellung eines anschweißbaren Befestigungselements für einen elektrischen Kontakt weist in vorteilhafter Weise die nachfolgenden Verfahrensschritte auf, wobei diese keine Abfolge definieren:A method for producing a weldable fastening element for an electrical contact advantageously comprises the following method steps, which do not define a sequence:
- Fertigung einer Kontakthülse mit einem durchgängigen Innengewinde sowie einer Ansatzstruktur für ein Außenwerkzeug, einer äußeren offenen Stirnseite und einer inneren als elektrische Kontaktfläche ausgebildeten Stirnseite;- Manufacture of a contact sleeve with a continuous internal thread and an attachment structure for an external tool, an outer open front side and an inner front side designed as an electrical contact surface;
- Aufschrauben der Kontakthülse auf einen Schweißbolzen, aufweisend einen Außengewindeabschnitt und einen Flanschabschnitt mit einer elektrischen Kontaktfläche, dergestalt, dass die Kontaktfläche der Hülse mit der Kontaktflä-- Screwing the contact sleeve onto a welding stud, having an external thread section and a flange section with an electrical contact surface, such that the contact surface of the sleeve is in contact with the contact surface
ehe des Schweißbolzens so korrespondiert, dass beide Kontaktflächen schmutz- und/oder lackfrei bleiben;before the welding stud corresponds in such a way that both contact surfaces remain free of dirt and/or paint;
- Verschließen der offenen Stirnseite der Kontakthülse mit einer dichtenden Abdeckkappe aus Kunststoff zum Schutz der Gewinde gegen Schmutz und/oder Farbe.- Close the open front of the contact sleeve with a sealing plastic cover cap to protect the threads against dirt and/or paint.
Bevorzugt ist der mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement hergestellte Kontakt ein Massekontakt für Spannungen zwischen 6 und 42 Volt, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Für solche Anwendungen in einer Serienproduktion eignet sich die vorliegende Erfindung besonders.Preferably, the contact produced with the fastening element according to the invention is a ground contact for voltages between 6 and 42 volts, in particular in a motor vehicle. The present invention is particularly suitable for such applications in series production.
Weitere spezielle Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Zeichnung beschrieben. Ohne den Inhalt der Erfindung einzuschränken zeigt die Zeichnung eine von vielen möglichen Realisierungsformen.
15 Further specific embodiments and advantages of the invention are described in the following drawing. Without restricting the content of the invention, the drawing shows one of many possible embodiments.
15
Es zeigen schematisch:They show schematically:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes anschweißbares Befestigungselement in der Vorderansicht; Fig. 1 shows a weldable fastening element according to the invention in a front view;
Fig. 2. das Befestigungselement nach Fig. 1 im Längsschnitt; undFig. 2. the fastening element according to Fig. 1 in longitudinal section; and
Fig. 3 eine mittels dem Befestigungselement nach Fig. 2 befestigten Leitung.Fig. 3 shows a cable fastened by means of the fastening element according to Fig. 2.
Fig. 1 zeigt in der Vorderansicht ein erfindungsgemäßes anschweißbares Befestigungselement für einen elektrischen Kontakt umfassend einen Schweißbolzen 1, eine Kontakthülse 5 und eine Abdeckkappe 10.Fig. 1 shows a front view of a weldable fastening element according to the invention for an electrical contact comprising a welding stud 1, a contact sleeve 5 and a cover cap 10.
Fig. 2 zeigt das Befestigungselement nach Fig. 1 im Längsschnitt. Der Schweißbolzen 1 weist einen Außengewindeabschnitt 2 und einen Flanschabschnitt 3 mitFig. 2 shows the fastening element according to Fig. 1 in longitudinal section. The welding stud 1 has an external thread section 2 and a flange section 3 with
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einer elektrischen Kontaktfläche 4 auf. Auf den Schweißbolzen 1 ist eine Kontakthülse 5 aufgeschraubt mit einer äußeren offenen Stirnseite 6 und einer inneren als elektrische Kontaktfläche 7 ausgebildeten Stirnseite 7, welche mit der Kontaktfläche 4 des Schweißbolzens 1 so korrespondiert, dass beide Kontaktflächen 4; 7 schmutz- und/oder lackfrei bleiben. Die Kontakthülse 5 weist ein durchgängiges Innengewinde 8 sowie eine Ansatzstruktur 9 für ein (nicht dargestelltes) Außenwerkzeug auf. Die Ansatzstruktur 9 ist vorzugsweise benachbart der äußeren offenen Stirnseite 6 angeordnet. Eine Abdeckkappe 10 aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid, verschließt die offene Stirnseite 6 zum Schutz der Gewinde 2; 8 gegen Verunreinigungen bzw. Farbe dichtend.an electrical contact surface 4. A contact sleeve 5 is screwed onto the welding stud 1 with an outer open end face 6 and an inner end face 7 designed as an electrical contact surface 7, which corresponds to the contact surface 4 of the welding stud 1 in such a way that both contact surfaces 4; 7 remain free of dirt and/or paint. The contact sleeve 5 has a continuous internal thread 8 and a projection structure 9 for an external tool (not shown). The projection structure 9 is preferably arranged adjacent to the outer open end face 6. A cover cap 10 made of plastic, preferably polyamide, seals the open end face 6 to protect the threads 2; 8 against contamination or paint.
Deutlich erkennbar ist, wie die Abdeckkappe 10 einen Ansatz 11 aufweist, an welchem mit dem Innengewinde 8 der Kontakthülse 5 zusammenwirkende Rastmittel 12 ausgebildet sind, insbesondere Rastnasen 12, welche in vorteilhafter Weise eine leichte Montage durch einfaches, vorzugsweise automatisiertes Aufschlagen, erlauben. Zwecks sicherer Abdichtung ist der Durchmesser der Abdeckkappe 10 kleiner als der Durchmesser der offenen Stirnseite 7 der Kontakthülse 5 und vorzugsweise derartig gewölbt ausgebildet, das diese 10 nach ihrer Montage auf der Hülse 5 mit einer Spannkraft an der offenen Stirnfläche 6 der Kontakthülse 5 anliegt. Wülste 13, insbesondere im Randbereich der Kappe 10, können zusätzlich die Dichtfunktion der Kappe 10 verbessern.It is clearly visible how the cover cap 10 has a projection 11 on which locking means 12 are formed that interact with the internal thread 8 of the contact sleeve 5, in particular locking lugs 12, which advantageously allow easy assembly by simple, preferably automated impact. For the purpose of secure sealing, the diameter of the cover cap 10 is smaller than the diameter of the open end face 7 of the contact sleeve 5 and is preferably curved in such a way that, after it has been mounted on the sleeve 5, it rests against the open end face 6 of the contact sleeve 5 with a clamping force. Beads 13, in particular in the edge area of the cap 10, can additionally improve the sealing function of the cap 10.
Des weiteren zeigt Fig. 2 deutlich, dass der Außengewindeabschnitt 2 des Schweißbolzens 1 und die Stirnfläche 14 des Rastmittelansatzes 11 der Abdeckkappe 10 berührungsfrei abschließen.Furthermore, Fig. 2 clearly shows that the external thread section 2 of the welding stud 1 and the end face 14 of the locking means projection 11 of the cover cap 10 terminate in a contact-free manner.
Wie dargestellt sind die Außenabmaße der Ansatzstruktur 9 der Kontakthülse 5 größer als der Außendurchmesser der Kontakthülse 5 in den übrigen Bereichen, wodurch in vorteilhafter Weise ein Absatz 15 ausgebildet ist, geeignet beispielsweise für den Einsatz eines automatisierten Greifwerkzeuges.As shown, the external dimensions of the attachment structure 9 of the contact sleeve 5 are larger than the external diameter of the contact sleeve 5 in the other areas, whereby a shoulder 15 is advantageously formed, suitable for example for the use of an automated gripping tool.
• · «4 4 · · · &igr;• · «4 4 · · · &igr;
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Fig. 3 zeigt die fertig montierte erfindungsgemäße Befestigung nach Fig. 2, bei der eine elektrische Leitung 17 mit einem Kontaktring 16 zwischen den Kontaktflächen 4; 7 von Schweizbolzen 1 und Kontakthülse 5 eingeklemmt ist.Fig. 3 shows the fully assembled fastening according to the invention according to Fig. 2, in which an electrical line 17 with a contact ring 16 is clamped between the contact surfaces 4; 7 of the Swiss bolt 1 and the contact sleeve 5.
Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders für die Anwendung in einer Serienproduktion, bei der mit automatischen Werkzeugen gearbeitet wird. Die vorgefertigte Einheit aus Schweißbolzen 1, Kontakthülse 5 und Abdeckkappe 10 lässt sich wie andere Schweißteile handhaben sowie anschweißen und eignet sich auch für das Anschweißen an dünnen Blechen und für Kontakte mit geringer Bauhöhe.The present invention is particularly suitable for use in series production where automatic tools are used. The prefabricated unit consisting of welding stud 1, contact sleeve 5 and cover cap 10 can be handled and welded like other welded parts and is also suitable for welding to thin sheets and for contacts with a low overall height.
h · ·H · ·
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1 Schweißbolzen1 welding stud
2 Außengewindeabschnitt2 External thread section
3 Flanschabschnitt3 Flange section
4 Kontaktfläche am Schweizbolzen 5 Kontakthülse4 Contact surface on the Swiss bolt 5 Contact sleeve
.6 äußere offene Stirnseite.6 outer open front
7 innere als elektrische Kontaktfläche ausgebildete Stirnseite7 inner front side designed as electrical contact surface
8 Innengewinde8 internal thread
9 Ansatzstruktur für ein Außenwerkzeug 10 Abdeckkappe9 Attachment structure for an external tool 10 Cover cap
11 Rastmittelansatz11 Locking device attachment
12 Rastnasen12 locking lugs
13 Dichtwulst13 Sealing bead
14 Stirnfläche des Rastmittelansatzes 11 der Abdeckkappe 15 Absatz14 Front face of the locking device attachment 11 of the cover cap 15 Paragraph
16 Kontaktring16 Contact ring
17 Leitung17 Management
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