DE102007058696A1

DE102007058696A1 - Elektrische Baueinheit und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102007058696A1
Application number: DE102007058696A
Authority: DE
Inventors: Slobadan Canton Pavlovic; Mohamad Dearborn Heights Zeidan; Dave Sterling Heights Menzies
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2008-09-18
Also published as: US20080224814A1

Abstract

Die offenbarten Ausführungsformen umfassen ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Baueinheit. Das Verfahren enthält das Formen eines ersten elektrischen Bauteils in einer ersten Stanzmaschine. Das Verfahren enthält auch das Formen eines zweiten elektrischen Bauteils in einer zweiten Stanzmaschine. Das Verfahren enthält weiter das Formen eines dritten elektrischen Bauteils in einer dritten Stanzmaschine und die Aufnahme des ersten, zweiten und dritten Bauteils in einer Montagemaschine. Das erste, zweite und dritte elektrische Bauteil werden dann zu einer einheitlichen elektrischen Baueinheit zusammengebaut.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf eine elektrische Baueinheit und auf ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Baueinheit.
HINTERGRUND
Beim Versuch, Herstellungsabläufe zu rationalisieren, verwenden viele Fertigungssysteme ein einziges Herstellungswerkzeug, um elektrische Baueinheiten zu formen oder herzustellen. Zum Beispiel werden elektrische Baueinheiten wie Sicherungsanordnungen, die in Fahrzeugen verwendet werden, üblicherweise von einem einzigen Herstellungswerkzeug oder -maschine hergestellt. Diese Herstellungswerkzeuge sind dazu bestimmt, Sicherungsanordnungen herzustellen, die eine spezifische Größe und Abmessung haben. Es ist aber bekannt, dass das Design der Sicherungsanordnung von Fahrzeug zu Fahrzeug variieren kann. Um das Bedürfnis nach Sicherungsanordnungen verschiedener Größen und Abmessungen zu befriedigen, erfordern die üblichen Fertigungssysteme die Neugestaltung des Herstellungswerkzeugs oder den Kauf eines neuen Werkzeugs. So sind übliche Fertigungssysteme für Sicherungsanordnungen für eine effiziente Herstellung von Sicherungsanordnungen ungeeignet, die verschiedene Größen und Abmessungen haben.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen wurden in Anbetracht dieser und anderer Nachteile üblicher Fertigungssysteme für elektrische Baueinheiten konzipiert.
KURZFASSUNG
Die offenbarten Ausführungsformen enthalten eine neue elektrische Baueinheit (zum Beispiel eine Sicherungsanordnung) und ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Baueinheit. Das Verfahren enthält das Formen eines ersten elektrischen Bauteils in einer ersten Stanzmaschine. Das Verfahren enthält auch das Formen eines zweiten elektrischen Bauteils in einer zweiten Stanzmaschine. Das Verfahren enthält weiter das Formen eines dritten elektrischen Bauteils in einer dritten Stanzmaschine und die Aufnahme des -ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils in einer Montagemaschine. Das Verfahren enthält auch den Zusammenbau des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils zu einer einheitlichen elektrischen Baueinheit.
Das Fertigungssystem enthält eine erste Stanzmaschine zum Formen eines ersten elektrischen Bauteils. Es enthält eine zweite Stanzmaschine, die ein zweites elektrisches Bauteil formt. Eine dritte Stanzmaschine formt ein drittes elektrisches Bauteil. In einer Ausführungsform nimmt eine Montagemaschine das erste, zweite und dritte elektrische Bauteil auf, wobei die Montagemaschine das erste, zweite und dritte elektrische Bauteil zu einer einheitlichen elektrischen Baueinheit zusammenbaut.
Zusätzlich enthalten die hier beschriebenen Ausführungsformen die neue elektrische Baueinheit. Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält die elektrische Baueinheit eine Sicherungsanordnung. Die Sicherungsanordnung hat eine Sammelschiene, die einen Sammelschienen-Schweißfläche aufweist. Es ist ein Sicherungselement enthalten, das eine erste Sicherungselement-Schweißfläche und eine zweite Sicherungselement-Schweißfläche aufweist. Eine Anschlusszunge hat eine Anschlusszungen-Schweißfläche. In einer Ausführungsform ist die Sammelschiene mit dem Sicherungselement durch Schweißen der Sammelschiene-Schweißfläche an die Schweißfläche des ersten Sicherungselements verbunden. Außerdem ist das Sicherungselement mit der Anschlusszunge durch Schweißen der Schweißfläche des zweiten Sicherungselements an die Schweißfläche der Anschlusszunge verbunden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die neuen Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen sind insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt. Diese Ausführungsformen, sowohl bezüglich ihres Aufbaus als auch ihrer Betriebsweise, zusammen mit weiteren Vorteilen, werden am besten unter Bezug auf die folgende Beschreibung verstanden, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht. Es zeigen:
1 ein Fertigungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
die 2A und 2B alternative Sicherungsanordnungen, die mit dem Fertigungssystem der 1 hergestellt werden können; und
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer elektrischen Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Ausführliche Beschreibungen von Ausführungsformen werden nach Bedarf offenbart. Es ist aber klar, dass die offenbarten Ausführungsformen die Erfindung nur beispielhaft darstellen, die in verschiedenen alternativen Formen verkörpert werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht, und einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Bauteile zu zeigen. Daher dürfen offenbarte spezifische funktionale Details nicht als einschränkend, sondern nur als repräsentative Basis für die Ansprüche und/oder als repräsentative Basis zur Information eines Fachmanns verstanden werden.
In 1 ist ein Fertigungssystem 10 dargestellt, das eine wirkungsvolle und kostengünstige Herstellung elektrischer Baueinheiten ermöglicht. In einer Ausführungsform ist das Fertigungssystem 10 konfiguriert, um elektrische Baueinheiten wie Sicherungsanordnungen herzustellen. Das Fertigungssystem 10 enthält mehrere Stanzmaschinen und eine Montagemaschine zum Formen und Zusammenbauen der elektrischen Baueinheiten. Die Maschinen sind je verantwortlich für die Herstellung eines Bauteils der elektrischen Baueinheit. Jede Maschine ist konfiguriert, um eine Vorform aufzunehmen, die dann in das gewünschte Bauteil der elektrischen Baueinheit geformt wird (z. B. gestanzt, geprägt, und ähnliches). Dementsprechend können elektrische Baueinheiten mit verschiedenen Größen und Abmessungen einfach durch Programmieren jeder Maschine, um ihr jeweiliges Bauteil entsprechend der gewünschten Größe und Abmessung der Sicherungsanordnung zu formen, wirkungsvoll hergestellt werden.
Wie dargestellt, enthält ein Fertigungssystem 10 eine Stanzmaschine 12, eine Stanzmaschine 14, eine Stanzmaschine 16 und eine Stanzmaschine 18. Eine Montagemaschine 20 für den Endzusammenbau der elektrischen Baueinheit (z. B. Sicherungsanordnungen) kann auch enthalten sein. In manchen Ausführungsformen kann eine Formmaschine zum Formen von Kunststoffteilen enthalten sein, die an den Sicherungsanordnungen befestigt sind. Obwohl eine Montagemaschine 20 dargestellt ist, ist es klar, dass der Zusammenbau der Sicherungsanordnung manuell stattfinden kann, wodurch der Bedarf für eine dedizierte Montagemaschine wie die Montagemaschine 20 wegfällt. Die Maschinen 12, 14, 16, 18 und 20 können einzelne Arbeitszelle-Werkzeuge sein, die von Automotive Tooling Systems Inc. mit der Adresse Preston Centere, 250 Royal Oak Road, Box 32100, Cambridge, Ontario N3H 5M2 erhalten werden können. In einer Ausführungsform können die im Fertigungssystem 10 dargestellten Maschinen Arbeitszellen sein, die von der ATS Flexsys^TM-Familie von automatisierten Herstellungswerkzeugen erhalten werden können. Die Maschinen 12, 14, 16, 18 und 20 können in einer einheitlichen Fertigungsanlage angeordnet oder über viele Fertigungsanlagen verteilt sein.
Wie oben erwähnt, kann die mittels des Fertigungssystems 10 hergestellte elektrische Baueinheit eine Sicherungsanordnung sein, die üblicherweise in Fahrzeugen verwendet wird. Die 2A und 2B veranschaulichen alternative Ausführungsformen der Sicherungsanordnungen 34 und 44, die vom Fertigungssystem 10 hergestellt werden können.
Spezifisch unter Bezug auf 2A ist eine Sicherungsanordnung 34 in Explosionsdarstellung gezeigt. Die Sicherungsanordnung 34 enthält eine Sammelschiene 36, ein Sicherungselement 38 und eine elektrische Anschlusszunge 40. Die Sammelschiene 36 enthält eine Sammelschiene-Schweißfläche 36a. Das Sicherungselement 38 hat Sicherungselement-Schweißflächen 38a und 38b. Zusätzlich weist die Anschlusszunge 40 eine Anschlusszunge-Schweißfläche 40a auf.
Die Sicherungsanordnung 34 kann durch Schweißen der Sammelschiene 36, des Sicherungselements 38 und der Anschlusszunge 40 an den Schweißflächen zu einer einheitlichen Vorrichtung zusammengebaut werden. Insbesondere wird die Sammelschiene 36 an den Schweißflächen 36a und 38a an das Sicherungselement 38 geschweißt. Das Sicherungselement 38 kann mit der Anschlusszunge 40 an den Schweißflächen 38b und 40a verbunden werden.
2B veranschaulicht eine Ausführungsform der Sicherungsanordnung mit Anschlussbuchsen. Die Sicherungsanordnung 44 enthält eine Sammelschiene 46, ein Sicherungselement 48 und eine Anschlussbuchse 50. Die Anschlussbuchse 50 weist weiter eine Zunge 50a und eine Feder 50b auf, die fest mit der Zunge 50a verbunden ist. Die Feder 50b kann auch eine Schweißfläche haben, die es ihr ermöglicht, mit der Zunge 50a verbunden (d. h. verschweißt) zu werden. Die Sammelschiene 46, das Sicherungselement 48 und die Anschlussbuchse 50 können durch Verschweißen jedes Bauteils an den Schweißflächen 52 zu einer einheitlichen Vorrichtung zusammengebaut werden.
Nun wieder unter Bezug auf 1 kann die Stanzmaschine 12 konfiguriert sein, um ein Sicherungselement 22 herzustellen. Wie gezeigt, kann das hergestellte Sicherungselement auf einer Rolle 23 angeordnet werden, wenn es von der Stanzmaschine 12 geformt wurde. Obwohl die Rolle 23 in Verbindung mit der Maschine 12 gezeigt ist, können die Maschinen 14, 16 und 18 auch mit ihnen verbundene Rollen haben. Es ist klar, dass die Stanzmaschine 12 geeignet sein kann, effizient eine Metallmatrize zu schneiden sowie Material zu prägen. Wenn das Sicherungselement 22 geformt ist, wird es an die Montagemaschine 20 geliefert. Die Stanzmaschine 14 kann spezifisch programmiert werden, um eine Anschlusszunge 24 zu formen. Zusätzlich kann die Stanzmaschine 16 konfiguriert sein, um eine Sammelschiene 26 zu formen, während die Stanzmaschine 18 eine Feder 28 formt, um dem Zusammenbau einer Sicherungsanordnung zu ermöglichen, die eine Anschlussbuchse hat. Nach dem Formen des Sicherungselements 22, der Anschlusszunge 24, der Sammelschiene 26 und der Feder 28 ist die Montagemaschine 20 geeignet, um die verschiedenen Bauteile aufzunehmen und die Bauteile in eine einheitliche Vorrichtung (d. h. eine Sicherungsanordnung) zusammenzubauen. Der Zusammenbau der Sicherungsanordnung kann mittels Ultraschallschweißen, Laserschweißen, Widerstandsschweißen und ähnliches erfolgen. Wie oben beschrieben, ist es klar, dass die Endmontage der elektrischen Baueinheit manuell erfolgen kann, wodurch der Bedarf einer Montagemaschine 20 entfällt.
Nun unter Bezug auf 3 ist ein Ablaufdiagramm zur Herstellung einer Sicherungsanordnung dargestellt. Das Verfahren enthält einen ersten Stanzvorgang 60 (60a–60d), einen zweiten Stanzvorgang 70 (70a–70d), einen dritten Stanzvorgang 80 (80a–80d), einen vierten Stanzvorgang 90 (90a–90d) und einen Formvorgang 100 (100a–100d). Es ist klar, dass andere Stanzvorgänge in alternativen Ausführungsformen enthalten sein können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Vorgänge 60, 70, 80, 90 und 100 können je nach den Erfordernissen der Ablaufplanung gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten stattfinden.
Wie gezeigt, kann der erste Stanzvorgang 60a ein Vorgang zum Formen der Sicherungselemente sein. Der Vorgang 60a enthält den Schritt der Zufuhr von Material einer ausgewählten Dicke in den ersten Vorgang in 60b. Dementsprechend enthält 60b die Aufnahme eines vorbestimmten Materials mit einer gewünschten Dicke. In einer Ausführungsform kann die gewählte Dicke für das Material 0,8 mm betragen. Im Block 60c wird das Material geschnitten (d. h. gestanzt) und geprägt, um ein Sicherungselement zu formen, das eine vorbestimmte Sicherungsgröße hat. In einer Ausführungsform wird das Sicherungselement geprägt, um eine Dicke in der Größenordnung von 0,3 mm bis 0,4 mm zu haben. Es ist klar, dass alternative Ausführungsformen andere Dicken haben können, je nach den Erfordernissen der Gestaltung und der Leistung. Im Block 60d kann das Sicherungselement auf eine Rolle aufgebracht werden. Dementsprechend wird das Sicherungselement in einer Montagemaschine aufgenommen, wie in Block 110 gezeigt ist.
Der Stanzvorgang 70 veranschaulicht einen Vorgang zum Formen der Anschlusszungen. Im Block 70a wird der zweite Stanzvorgang gestartet. Der Block 70b veranschaulicht die Aufnahme von Material in dem zweiten Stanzvorgang (z. B. der Stanzmaschine). Im Block 70c formt die Stanzmaschine die Anschlusszungen. In einer Ausführungsform können die Anschlusszungen eine Dicke von 0,8 mm und eine Breite zwischen 6,3 mm und 9,5 mm haben. Die Breite der Anschlusszungen kann je nach den besonderen Leistungserfordernissen der Sicherungsanordnung variieren. Im Block 70d werden die Anschlusszungen auf einer Rolle angeordnet. Als solche werden die Anschlusszungen an die Stanzmaschine geliefert, wie im Block 110 gezeigt ist.
Der Vorgang 80 veranschaulicht einen Vorgang zum Formen der Sammelschienen. Im Block 80a wird der Vorgang 80 gestartet. Der nächste Schritt enthält die Zufuhr von Material in einen dritten Stanzvorgang oder Maschine (80b). Dementsprechend wird eine Sammelschiene mittels eines Stanzvorgangs in 80c geformt. Der Block 80d zeigt das Anordnen der Sammelschiene in Behältern. Danach werden die Sammelschienen in der Stanzmaschine aufgenommen, wie durch den Block 110 dargestellt ist.
Der Vorgang 90 zeigt einen Vorgang zum Formen einer elektrischen Feder für Sicherungsanordnungen, konfiguriert für Anschlussbuchsen. Der vierte Stanzvorgang beginnt im Block 90a. Dementsprechend wird Material in einen vierten Stanzvorgang zugeführt (d. h. die Stanzmaschine), wie durch den Block 90b dargestellt. Wie durch den Block 90c gezeigt, wird eine Kontaktfeder von der Stanzmaschine geformt. Der Block 90d veranschaulicht das Anordnen der Kontaktfeder auf einer Rolle. Im Block 110 wird die Kontaktfeder in einer Montagemaschine aufgenommen.
Der Vorgang 100 veranschaulicht einen Vorgang zum Formen von Kunststoffteilen, die an der Sicherungsanordnung befestigt werden. Der Formvorgang beginnt im Block 100a. Wie durch den Block 100b dargestellt, wird ein ausgewähltes Kunststoffmaterial in den Formvorgang eingeführt. Der Block 100c veranschaulicht das Formen eines Gehäuses für das Sicherungselement. Der Block 100d veranschaulicht das Anordnen der Kunststoffgehäuse und -behälter. Dementsprechend werden die Behälter in einer Montagemaschine aufgenommen, die durch den Block 110 dargestellt ist. Wenn jedes Bauteil der Sicherungsanordnung geformt und in der Montagemaschine aufgenommen wurde, werden die Bauteile zu einer einheitlichen Vorrichtung zusammengebaut (d. h. eine Sicherungsanordnung), wie durch den Block 112 gezeigt. Das Verfahren endet dann im Block 114.
Während Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht und beschrieben wurden, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung veranschaulichen und beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Wörter sind eher beschreibende als einschränkende Wörter, und es ist klar, dass verschiedene Abänderungen durchgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Baueinheit, das aufweist: Formen eines ersten elektrischen Bauteils in einer ersten Stanzmaschine, Formen eines zweiten elektrischen Bauteils in einer zweiten Stanzmaschine, Formen eines dritten elektrischen Bauteils in einer dritten Stanzmaschine, Aufnahme des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils in einer Montagemaschine; und Zusammenbau der ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteile in eine einheitliche elektrische Baueinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter aufweist: Formen eines vierten elektrischen Bauteils in einer vierten Stanzmaschine; und Aufnahme des vierten elektrischen Bauteils in der Montagemaschine, wobei die Montagemaschine das erste, zweite, dritte und vierte elektrische Bauteil in eine einheitliche elektrische Baueinheit zusammenbaut.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Formen des ersten elektrischen Bauteils in der ersten Stanzmaschine das Prägen des ersten elektrischen Bauteils in der ersten Stanzmaschine enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zusammenbau des ersten, zweiten und dritten Bauteils in eine einheitliche elektrische Baueinheit das Verschweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils in eine einheitliche elektrische Baueinheit enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Schweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils das Laserschweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Schweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils das Ultraschallschweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Schweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils das Widerstandsschweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die einheitliche elektrische Baueinheit eine Sicherungsanordnung enthält.
System zur Herstellung einer Sicherungsanordnung, das aufweist: eine erste Stanzmaschine, die ein erstes elektrisches Bauteil formt; eine zweite Stanzmaschine, die ein zweites elektrisches Bauteil formt; eine dritte Stanzmaschine, die ein drittes elektrisches Bauteil formt; und eine Montagemaschine, die das erste, zweite und dritte elektrische Bauteil aufnimmt, wobei die Montagemaschine das erste, zweite und dritte elektrische Bauteil zu einer einheitlichen elektrischen Baueinheit zusammenbaut.
System nach Anspruch 9, das weiter aufweist: eine vierte Stanzmaschine, die ein viertes elektrisches Bauteil formt; und die Montagemaschine das vierte elektrische Bauteils aufnimmt, wobei die Montagemaschine das erste, zweite, dritte und vierte elektrische Bauteil zu einer einheitlichen elektrischen Baueinheit zusammenbaut.
System nach Anspruch 9, wobei das Formen des ersten elektrischen Bauteils in der ersten Stanzmaschine das Prägen des ersten elektrischen Bauteils enthält.
System nach Anspruch 9, wobei der Zusammenbau des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils zu einer einheitlichen elektrischen Baueinheit das Verschweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils zu einer einheitlichen elektrischen Baueinheit enthält.
System nach Anspruch 12, wobei das Schweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils das Laserschweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils enthält.
System nach Anspruch 12, wobei das Schweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils das Ultraschallschweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils enthält.
System nach Anspruch 12, wobei das Schweißen des ersten, zweiten, und dritten elektrischen Bauteils das Widerstandsschweißen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Bauteils enthält.
System nach Anspruch 9, wobei die einheitliche elektrische Baueinheit eine Sicherungsanordnung aufweist.
Sicherungsanordnung, die aufweist: eine Sammelschiene mit einer Sammelschiene-Schweißfläche, ein Sicherungselement mit einer ersten Sicherungselement-Schweißfläche und einer zweiten Sicherungselement-Schweißfläche, eine Anschlusszunge mit einer Anschlusszunge-Schweißfläche; wobei die Sammelschiene mit dem Sicherungselement durch Schweißen der Schweißfläche der Sammelschiene an die Schweißfläche des ersten Sicherungselements verbunden wird, und wobei das Sicherungselement mit der Anschlusszunge durch Schweißen der Schweißfläche des zweiten Sicherungselements an die Schweißfläche der Anschlusszunge verbunden wird.
Sicherungsanordnung nach Anspruch 17, wobei das Sicherungselement eine vorbestimmte Dicke hat, wobei eine Stanzmaschine eine Vorform prägt, um das Sicherungselement zu formen, das die vorbestimmte Dicke hat.
Sicherungsanordnung nach Anspruch 17, wobei die Verbindung der Sammelschiene mit der Sicherung durch Schweißen der Schweißfläche der Sammelschiene an die Schweißfläche des ersten Sicherungselements das Laserschweißen oder Ultraschallschweißen der Schweißfläche der Sammelschiene an die Schweißfläche des ersten Sicherungselements enthält.
Sicherungsanordnung nach Anspruch 17, wobei die Verbindung des Sicherungselements mit der Anschlusszunge durch Schweißen der Schweißfläche des zweiten Sicherungselements an die Schweißfläche der Anschlusszunge das Laserschweißen oder Ultraschallschweißen der Schweißfläche des zweiten Sicherungselements an die Schweißfläche der Anschlusszunge enthält.