DE102008001915A1

DE102008001915A1 - Stelleinheit

Info

Publication number: DE102008001915A1
Application number: DE102008001915A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Kremer; Michael Knorpp; Joerg Mayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2009-11-26
Also published as: WO2009141190A1; CN102037222A; BRPI0912991A2; US20110120768A1; EP2291581A1; KR20110018315A; JP2011521160A

Abstract

Bei bisher bekannten Stelleinheiten bedeutet es einen großen Aufwand, wenn ein Kunde eine andere elektrische Belegung beim elektrischen Anschluss wünscht. Bei der hier vorgeschlagenen Stelleinheit (2) kann durch einfache Maßnahmen am elektrischen Anschluss (14) jede beliebige elektrische Belegung der Steckerpins (26.1 bis 26.6) erreicht werden. Die erleichtert ein Eingehen auf spezielle Kundenwünsche wesentlich. Die vorgeschlagene Stelleinheit ist insbesondere für Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge vorgesehen.

Description

Stand der Technik
Offenbarung der Erfindung
Die Offenlegungsschrift DE 195 25 510 A1 , das Patent US 5,672,818 und das Patent JP 38 42 336 B2 zeigen eine Stelleinheit mit einem elektrischen Anschluss. Bei der bekannten Stelleinheit wird der elektrische Anschluss von einem Steckanschluss gebildet. Von dem Steckanschluss gibt es eine Leiterbahnenverbindung mit mehreren Leiterbahnen. Ein Teil der Leiterbahnen führt zu einem Sensor, mit dem der jeweilige Drehwinkel einer in der Stelleinheit schwenkbar gelagerten Drosselklappe sensiert werden kann. Ein anderer Teil der Leiterbahnen führt zu einem elektrischen Stellantrieb, mit dem die jeweilige Drehposition der Drosselklappe eingestellt werden kann. Die Leiterbahnen der Leiterbahnenverbindung sind partiell von Kunststoff umspritzt und dadurch in ihrer Lage sicher positioniert.
Jede einzelne Leiterbahn der Leiterbahnenverbindung verbindet einen Anschluss des Sensors bzw. des Stellantriebs mit einem speziellen Steckerpin der Steckverbindung des elektrischen Anschlusses. Je nach Kundenwunsch kann es vorkommen, dass ein bestimmter Anschluss des Sensors mit einem bestimmten Steckerpin der Steckverbindung elektrisch verbunden sein soll. Bei sich ändernden Kundenwünschen ist der Aufwand zur Abänderung der Verbindung zwischen den Pins der Steckverbindung und den jeweiligen Anschlüssen des Sensors bzw. des Stellantriebs ziemlich hoch.
Die DE 195 40 323 A1 zeigt ebenfalls eine Stelleinheit mit einem verstellbar gelagerten Körper in Form einer Drosselklappe und mit einem elektrischen Anschluss in Form einer Steckverbindung zum Anschließen der Stelleinheit an einem externen elektrischen Gerät, wobei das elektrische Gerät beispielsweise ein elektrisches Steuergerät oder eine Spannungsversorgung ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Stelleinheit mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch eine einfache Maßnahme die elektrische Belegung des elektrischen Anschlusses auf einfache Weise der vom jeweiligen Kunden gewünschten elektrischen Belegung angepasst werden kann. Auf einfache Weise ist die jeweils gewünschte elektrischen Belegung den elektrisch angeschlossenen Komponenten der Stelleinheit zuordenbar.
Aufgrund der einfachen Zuordnung bei der Belegung des elektrischen Anschlusses der angeschlossenen Komponenten der Stelleinheit erhält man vorteilhafterweise eine große Flexibilität bei der Herstellung der Stelleinheit, wodurch auch auf einzelne Wünsche eines Kunden auch bei kleiner Stückzahl mit vertretbarem Aufwand eingegangen werden kann.
Ein weiterer Vorteil ist, dass der Aufwand bei einer Abänderung des Abstands zwischen dem elektrischen Anschluss und einer oder mehrerer der angeschlossenen Komponenten verringert wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Haupanspruch angegebenen Stelleinheit möglich.
Wenn die Leiterbahnenverbindung mehrere Kreuzungsbereiche zwischen den Leiterbahnen und den Gegenleiterbahnen aufweist, dann erhöht dies die Flexibilität bei der elektrischen Belegung des elektrischen Anschlusses auf vorteilhafte Weise wesentlich.
Ist die mindestens eine Leiterbahn und/oder die mindestens eine Gegenleiterbahn der Leiterbahnenverbindung in dem mindestens einen Kreuzungsbereich in Richtung der Gegenleiterbahn bzw. in Richtung der Leiterbahn verschwenkt, so bietet dies den Vorteil, dass an dieser Stelle die Leiterbahn mit der Gegenleiterbahn auf sehr einfache Weise elektrisch verbunden werden kann.
Wenn die mindestens eine Leiterbahn bzw. die mindestens eine Gegenleiterbahn im Kreuzungsbereich in Ebenen verlaufen, die mit geringem Abstand zueinander angeordnet sind, so hat dies erhebliche Vorteile auf die Flexibilität und auf die räumliche Zuordnung der Teile zueinander.
Ist im Kreuzungsbereich zwischen der Leiterbahn und der Gegenleiterbahn ein die Leiterbahn mit der Gegenleiterbahn elektrisch verbindendes Zwischenstück vorgesehen, so hat dies den Vorteil, dass durch Anbringen bzw. durch Weglassen des Zwischenstücks die elektrische Kontaktierung zwischen dem elektrischen Anschluss und den elektrisch angeschlossenen Komponenten sehr flexibel den jeweiligen Anforderungen angepasst werden kann. Das Zwischenstück lässt sich auf vorteilhafte Weise sehr einfach an jedem gewünschten Kreuzungsbereich anbringen. Dazu muss vorteilhafterweise kein Formwerkzeug geändert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugt ausgewählte, besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1 eine Schrägansicht auf die Stelleinheit,
2 eine Schrägansicht auf die Stelleinheit bei abgenommenem Klappengehäuse,
3 eine Schrägansicht auf den Stellantrieb im Innern der Stelleinheit,
4 eine Schrägansicht auf die Leiterbahnenverbindung innerhalb der Stelleinheit,
5 eine Schrägansicht auf Einzelheiten der Leiterbahnenverbindung,
6 eine Ansicht auf Einzelheiten der Leiterbahnenverbindung in einem nachfolgenden Fertigungsschritt,
7 eine weitere Ansicht auf Einzelheiten der Leiterbahnenverbindung,
8 eine abgeänderte Ausführungsform der Leiterbahnenverbindung, sowie
9A und 9B Einzelheiten einer weiteren Ausführungsform der Leiterbahnenverbindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Die erfindungsgemäß ausgeführte Stelleinheit kann bei jeder Brennkraftmaschine verwendet werden, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine mit Hilfe der Stelleinheit beeinflusst werden soll. Mit der Stelleinheit kann beispielsweise die der Brennkraftmaschine zugeführte Luft gesteuert werden. In diesem Fall ist die Stelleinheit üblicherweise ein Drosselklappenstutzen mit einer verstellbar gelagerten Drosselklappe. Die Stelleinheit kann aber auch beispielsweise zum Steuern von Abgas und/oder eines Seitenluftkanals verwendet werden.
In allen Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Sofern nichts Gegenteiliges erwähnt bzw. in der Zeichnung dargestellt ist, gilt das anhand einer der Figuren Erwähnte und Dargestellte auch bei den anderen Ausführungsbeispielen. Sofern sich aus den Erläuterungen nichts anderes ergibt, sind die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar.
Die 1 zeigt eine Stelleinheit 2 mit einem verstellbar gelagerten Körper 4. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stelleinheit 2 ein Drosselklappenstutzen 2a, und der verstellbar gelagerte Körper 4 ist eine Drosselklappe 4a. Durch den Drosselklappenstutzen 2a führt ein Gaskanal 6 hindurch. Eine Drosselklappenwelle 4b ist in der Stelleinheit 2, genauer gesagt in dem Drosselklappenstutzen 2a, schwenkbar gelagert. Der Körper 4, genauer gesagt die Drosselklappe 4a, ist mit der Drosselklappenwelle 4b drehfest verbunden.
Grob betrachtet, kann die Stelleinheit 2 bzw. der Drosselklappenstutzen 2a unterteilt werden in ein Klappengehäuse 8, ein Anschlusselement 10 und in ein Getriebegehäuse 12. An dem Anschlusselement 10 befindet sich ein elektrischer Anschluss 14.
Die 2 zeigt die Stelleinheit 2 bei abgenommenem Klappengehäuse 8, und die 3 zeigt die Stelleinheit 2 bei abgenommenem Klappengehäuse 8 und geöffnetem Getriebegehäuse 12.
Über den elektrischen Anschluss 14 ist innerhalb der Stelleinheit 2 mindestens eine elektrische Komponente 16 elektrisch angeschlossen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Komponente 16 ein Sensor 16a (vgl. 2) zum Sensieren einer Position des verstellbar gelagerten Köpers 4, genauer gesagt, zum Sensieren der Winkelstellung der Drosselklappenwelle 4b mit der daran befestigten Drosselklappe 4a.
Beim bevorzugt ausgewählten Ausführungsbeispiel gibt es in dem Getriebegehäuse 12 der Stelleinheit 2 eine weitere elektrische Komponente 18. Beim Ausführungsbeispiel ist die weitere elektrische Komponente 18 ein elektrischer Stellantrieb 18a. Der Stellantrieb 18a kann über ein in dem Getriebegehäuse 12 vorgesehenes Getriebe die Drosselklappenwelle 4b und die Drosselklappe 4a verdrehen.
Über den elektrischen Anschluss 14 des Anschlusselements 10 kann die Stelleinheit 2 beispielsweise an ein der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestelltes externes elektrisches Gerät angeschlossen werden. Das nicht dargestellte externe elektrische Gerät ist beispielsweise ein elektrisches bzw. elektronisches Steuergerät und/oder eine Strom- bzw. Spannungsversorgung. Der elektrische Anschluss 14 ist Teil einer Steckverbindung zum Anschließen der Stelleinheit 2 an dem externen elektrischen Gerät. Der elektrische Anschluss 14 des Anschlusselements 10 ist als Steckerkupplung ausgebildet. Dadurch kann die Stelleinheit 2 mit einem nicht dargestellten Kabel mit einer nicht dargestellten Gegensteckerkupplung über den elektrischen Anschluss 14 sehr einfach an dem nicht dargestellten externen elektrischen Gerät angeschlossen werden.
Die 4 zeigt eine Leiterbahnenverbindung 20 während eines fertigungsbedingten Zwischenschritts.
Bei fertig gestellter Stelleinheit 2 befindet sich die Leiterbahnenverbindung 20 innerhalb des Getriebegehäuses 12 der Stelleinheit 2. Beim Ausführungsbeispiel gehört die Leiterbahnenverbindung 20 zum Anschlusselement 10. Die Leiterbahnenverbindung 20 besteht im Wesentlichen aus mindesten einer Leiterbahn 22.1 und aus mindestens einer Gegenleiterbahn 24.1. Beim bevorzugt ausgewählten Ausführungsbeispiel hat die Leiterbahnenverbindung 20 sechs Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6 und vier Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 (vgl. 4). Die sechs Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6 der Leiterbahnenverbindung 20 führen zu sechs Steckerpins 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, 26.5, 26.6, die sich am elektrischen Anschluss 14 befinden. Die zwei Leiterbahnen 22.5 und 22.6 verbinden die zwei Steckerpins 26.5 und 26.6 des Anschlusses 14 mit zwei Motorsteckkontakten 28.5 und 28.6.
Über die Motorsteckkontakte 28.5 und 28.6 wird der Stellantrieb 18a (vgl. 3) elektrisch angesteuert und mit elektrischer Energie versorgt.
Die Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3 und 24.4 haben an je einer ihren Enden je einen Sensoranschluss 36.1, 36.2, 36.3 und 36.4. An den Sensoranschlüssen 36.1, 36.2, 36.3 und 36.4 ist die elektrische Komponente 16, genauer gesagt der Winkelsensor 16a (vgl. 2), angeschlossen.
Die den Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 zugewandten Enden der vier Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 liegen alle im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene. Diese Ebene wird nachfolgend als Leiterbahnebene 30 bezeichnet. Die den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 zugewandten Enden der Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 liegen alle im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene. Diese Ebene wird nachfolgend als Gegenleiterbahnebene 32 bezeichnet. Die Leiterbahnebene 30 und die Gegenleiterbahnebene 32 sind mit geringem Abstand parallel zueinander angeordnet. Bei Blickrichtung senkrecht auf die Ebenen 30, 32 kreuzt sich mindestens eine Gegenleiterbahn mit mindestens einer Leiterbahn. Die Stelle, an der sich die Gegenleiterbahn 24.1 mit der Leiterbahn 22.1 kreuzt, wird nachfolgenden als erster Kreuzungsbereich 34.1 bezeichnet. Die erste Gegenleiterbahn 24.1 kreuzt sich auch mit der zweiten Leiterbahn 22.2. Diese Stelle wird nachfolgend als zweiter Kreuzungsbereich 34.2 bezeichnet. Beim bevorzugt ausgewählten Ausführungsbeispiel kreuzen die vier Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 die vier Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4. Dadurch ergeben sich insgesamt 16 Kreuzungsbereiche 34.1, 34.2, 34.3, 34.4, 34.5, 34.6, 34.7, 34.8, 34.9, 34.10, 34.11, 34.12, 34.13, 34.14, 34.15 und 34.16 zwischen den Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 und den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 (vgl. 4). Der letzte Kreuzungsbereich, dort wo sich die Gegenleiterbahn 24.4 mit der Leiterbahn 22.4 kreuzt, wird nachfolgend als 16-ter Kreuzungsbereich 34.16 bezeichnet. Beim bevorzugt ausgewählten, besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel kreuzen sich die Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 mit den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 im rechten Winkel, d. h. unter 90°. Es sei erwähnt, dass auch von 90° abweichende Kreuzungswinkel möglich sind.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gegenleiterbahn 24.1 am Kreuzungsbereich 34.1 mit der Leiterbahn 22.1 elektrisch verbunden. Am Kreuzungsbereich 34.6 ist die Gegenleiterbahn 24.2 mit der Leiterbahn 22.2 elektrisch verbunden. Am Kreuzungsbereich 34.11 ist die Gegenleiterbahn 24.3 mit der Leiterbahn 22.3 elektrisch verbunden. Am Kreuzungsbereich 34.16 ist die Gegenleiterbahn 24.4 mit der Leiterbahn 22.4 elektrisch verbunden. An den anderen Kreuzungsbereichen sind die Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 von den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 elektrisch getrennt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel gibt es zwischen den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 und den Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 insgesamt 16 Kreuzungsbereiche 34.1 bis 34.16. Jeder einzelne Kreuzungsbereich 34.1 bis 34.16 kann durch einfache Abwandlung bzw. durch eine einfache Maßnahme so gestaltet werden, dass die an dem jeweiligen Kreuzungsbereich mit der Leiterbahn sich kreuzende Gegenleiterbahn mit der Leiterbahn entweder elektrisch verbunden oder elektrisch getrennt ist. Somit ist es sehr leicht möglich, durch eine einfache Abwandlung und durch eine einfache Maßnahme beispielsweise den Sensoranschluss 36.1 mit jedem beliebigen Steckerpin 26.1, 26.2, 26.3, 26.4 zu verbinden. Entsprechendes gilt für die weiteren Sensoranschlüsse 36.2, 36.3. 36.4. Dies bietet den Vorteil, dass jeder Kunde seinen gewünschten Stecker mit seiner gewünschten elektrischen Belegung der einzelnen Steckerpins 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, 26.5, 26.6 verwenden kann, ohne dass deswegen aufwendige Umrüstmaßnahmen beim Herstellen der Stelleinheit 2 erforderlich sind.
Die 5 zeigt die Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6 der Leiterbahnenverbindung 20 des Anschlusselements 10 ohne die Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4. Wie man in der 5 deutlich sieht, sind die Enden der Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4, an denen bei fertig gestellter Stelleinheit 2 die Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 elektrisch angeschlossen sind, so geformt, dass sie sich in der als Leiterbahnebene 30 bezeichneten gemeinsamen Ebene befinden. An der Stelle, an der die Leiterbahn 22.1 im fertig gestellten Zustand mit einer der Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 Kontakt haben soll, ist die Leiterbahn 22.1 im vorgesehenen Kreuzungsbereich aus der Leiterbahnebene 30 heraus in Richtung der Gegenleiterbahnebene 32 verschwenkt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel steht die Leiterbahn 22.1 am Kreuzungsbereich 34.1, an der die Leiterbahn 22.1 die Gegenleiterbahn 24.1 elektrisch kontaktieren soll, etwas aus der Leiterbahnebene 30 in Richtung der Gegenleiterbahn 24.1 hervor, so dass bei hinzugefügter Gegenleiterbahn 24.1 die Leiterbahn 22.1 die Gegenleiterbahn 24.1 elektrisch kontaktiert. Entsprechendes gilt auch für die Leiterbahnen 22.2, 22.3, 22.4, die am jeweils gewünschten Kreuzungsbereich so geformt sind, dass die gewünschte elektrische Kontaktierung mit der jeweils gewünschten Gegenleiterbahn 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 gewährleistet wird.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich die angeformten oder angestanzten oder angeprägten Ausschwenkungen oder Verdickungen oder Ausbeulungen in den gewünschten Kreuzungsbereichen zum Herstellen der Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen mit den Gegenleiterbahnen an den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4. Die Stelleinheit 2 kann aber auch so abgewandelt werden, dass sich an den Kreuzungsbereichen, an denen eine elektrische Kontaktierung stattfinden soll, die Ausschwenkungen oder Verdickungen oder Ausbeulungen sowohl an den Leiterbahnen als auch an den Gegenleiterbahnen vorgesehen wird. Die Stelleinheit 2 kann auch so abgewandelt werden, dass an den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 keine Ausschwenkung vorgesehen wird, sondern die Ausschwenkungen oder Verdickungen oder Ausbeulungen werden nur an den Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 bei denjenigen Kreuzungsbereichen 34.1 bis 34.16 angebracht, bei denen eine elektrische Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen und den Gegenleiterbahnen der Leiterbahnenverbindung 20 erfolgen soll.
Wie die 6 zeigt, werden die Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6 mit einem Kunststoff 38a teilweise umspritzt. Dadurch erhält man ein stabiles, leicht handhabbares Gebilde 38. Aus dem Kunststoff 38a ragen zwecks Kontaktierung die Motorsteckkontakte 28.5, 28.6 und die Steckerpins 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, 26.5, 26.6 heraus. An den Kreuzungsbereichen 34.1, 34.6, 34.11 und 34.16, an denen beim Ausführungsbeispiel eine Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 und den Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 erfolgen soll, ragen die Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 aus dem Kunststoff 38a heraus. Weil die Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 nur an den Kreuzungsbereichen, an denen eine elektrische Kontaktierung stattfinden soll, aus dem Kunststoff 38a herausragen, ist an den übrigen Kreuzungsbereichen eine Isolierung zwischen den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 und den Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 gewährleistet.
Wie die 7 zeigt, werden auch die Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 mit einem Kunststoff 39a umspritzt. Aus dem Kunststoff 39a ragen die Sensoranschlüsse 36.1, 36.2, 36.3, 36.4 und die den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 zugewandten Bereiche der Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 heraus. Durch das Umspritzen mit dem Kunststoff 39a erhält man zusammen mit den Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 ein stabiles, leicht handhabbares Gebilde 39. Die beiden mit den Kunststoffen 38a und 39a umspritzten Gebilde 38 und 39 werden zusammengefügt und an den gewünschten Kreuzungsbereichen, beispielsweise an den Kreuzungsbereichen 34.1, 34.6, 34.11 und 34.16, werden die Leiterbahnen mit den Gegenleiterbahnen elektrisch und mechanisch fest verbunden. Dadurch erhält man das stabile, leicht handhabbare und sehr einfach in das Getriebegehäuse 12 einbaubare Anschlusselement 10.
Die Verbindung geschieht beispielsweise dadurch, dass die Leiterbahnen mit den Gegenleiterbahnen an den gewünschten Stellen verschweißt werden. Das Verschweißen kann dadurch geschehen, dass durch die Leiterbahnen bzw. durch die Gegenleiterbahnen ein Stromstoß geschickt wird. Dadurch werden die Leiterbahnen mit den Gegenleiterbahnen an den Stellen an denen sie sich berühren, fest miteinander verschweißt. Günstig ist, während des Verschweißens die Leiterbahnen mit mäßiger Kraft gegen die Gegenleiterbahnen zu drücken.
Bei dem Anschlusselement 10 ist die Leiterbahnenverbindung 20 teilweise mit den Kunststoffen 38a und 39a umspritzt ist. Dadurch erhält man ein stabiles, leicht einbaubares Gebilde. Das Anschlusselement 10 besteht im Wesentlichen aus der Leiterbahnenverbindung 20 mit den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6, den Sensoranschlüssen 36.1, 36.2, 36.3, 36.4, den Motorsteckkontakten 28.5, 28.6 und den Steckerpins 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, 26.5, 26.6, sowie den Kunststoffen 38a und 39a.
An den Sensoranschlüssen 36.1, 36.2, 36.3, 36.4 kann auf einfache Weise die elektrische Komponente 16, genauer gesagt der Sensor 16a, angebracht und elektrisch kontaktiert werden. Das stabile, leicht handhabbare Anschlusselement 10 mit der Leiterbahnenverbindung 20 kann auf einfache Weise in das Getriebegehäuse 12 eingebaut werden. Ohne am Getriebegehäuse 12 selbst eine Änderung vornehmen zu müssen, kann durch unterschiedliche Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen und den Gegenleiterbahnen die elektrische Belegung der Steckerpins 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, 26.5, 26.6 leicht dem jeweiligen Kundenwunsch angepasst werden. Dazu muss nur in das immer gleich gestaltete Getriebegehäuse 12 ein dem Kundenwunsch angepasstes Anschlusselement 10 eingebaut werden.
Die 8 zeigt eine Einzelheit einer abgewandelten Ausführung des Anschlusselements 10 mit der Leiterbahnenverbindung 20 der Stelleinheit 2.
Bei der in der 8 dargestellten Ausführung liegen die Enden der Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 ohne eine Auslenkung in der Leiterbahnebene 30. Im Bereich der Leiterbahnebene 30 ragen die Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 an keiner Stelle aus dem Kunststoff 38a hinaus. In der Leiterbahnebene 30 hat es an jedem Kreuzungsbereich 34.1 bis 34.16, an dem im fertig gestellten Zustand sich eine der Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 mit einer der Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 kreuzt, ein Loch. Das Loch ist beispielsweise zylindrisch, so dass in jedes der Löcher ein elektrisch leitendes Zwischenstück 40, beispielsweise in Form eines zylinderförmigen, metallischen Stiftes, hineingesteckt werden kann. Normalerweise werden mehrere, beispielsweise vier Zwischenstücke 40 verwendet. Über die Zwischenstücke 40 können die gewünschten Kontaktierungen zwischen den Gegenleiterbahnen und den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 erfolgen, je nachdem in welches der Löcher an den Kreuzungsbereichen 34.1 bis 34.16 die Zwischenstücke 40 hineingesteckt werden. Wird in die Löcher an den vier Kreuzungsbereichen 34.1, 34.6, 34.11, 34.16 je ein Zwischenstück 40 hineingesteckt, dann kann man dieselbe Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen und den Gegenleiterbahnen erhalten, wie es anhand der 4 erläutert ist. Durch Wahl des Hineinsteckens der Zwischenstücke 40 in einen Teil der Löcher an den Kreuzungsbereichen 34.1 bis 34.16 kann jede beliebige Kombination der elektrischen Belegung der Steckerpins 26.1, 26.2, 26.3, 26.4 erzielt werden.
Bei leichtem Zusammendrücken der Gegenleiterbahnen gegen die Leiterbahnen und mit einem ausreichend starken Stromstoß werden die Zwischenstücke 40 mit den Leiterbahnen und mit den Gegenleiterbahnen verschweißt. Dadurch erhält man eine mechanisch und elektrisch sichere Verbindung zwischen den Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 und den Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 der Leiterbahnenverbindung 20 des Anschlusselements 10 der Stelleinheit 2. Gegebenenfalls ist es zweckmäßig die Schweißverbindung zwischen der jeweiligen Leiterbahn und dem Zwischenstück 40 einerseits und die Schweißverbindung zwischen der jeweiligen Gegenleiterbahn und dem Zwischenstück 40 andererseits in mehreren Schritten mit mehreren Stromstößen herzustellen.
Es sei noch erwähnt, dass auch die Gegenleiterbahnebene 32, in der sich die den Leiterbahnen zugewandten Enden der Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 befinden, ebenfalls mit Kunststoff umspritzt werden kann und es können auch dort entsprechende Löcher vorgesehen werden, so dass auch bei der Gegenleiterbahnebene 32 die Zwischenstücke 40 sicher positioniert werden können und an den gewünschten Stellen die elektrische Kontaktierung erfolgt. Dadurch ist jede beliebige Kombination der Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen und den Gegenleiterbahnen der Leiterbahnenverbindung 20 herstellbar.
Die 9A und 9B zeigen Einzelheiten einer weiteren, abgewandelten Ausführung des Anschlusselements 10 mit der Leiterbahnenverbindung 20 der Stelleinheit 2. Dargestellt ist ein Zustand kurz bevor die Leiterbahnebene 30 und die Gegenleiterbahnebene 32 der Leiterbahnenverbindung 20 zusammengefügt sind.
Die 9A zeigt einen Schnitt durch die abgewandelte Ausführung des Anschlusselements 10, wobei der Schnitt so geführt ist, dass die Kreuzungsbereiche 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4 in der Schnittebene liegen. Die 9B zeigt einen Blick auf die Leiterbahnebene 30, wobei der in der 9A eingezeichnete Pfeil IXB die Blickrichtung symbolisiert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 im Bereich der Leiterbahnebene 30 vollständig in den Kunststoff 38a eingebettet. An die Gegenleiterbahn 24.1 im Bereich der Gegenleiterbahnebene 32 ist der Kunststoff 39a angespritzt. Genau so kann der Kunststoff 39a auch an die restlichen Gegenleiterbahnen 24.2, 24.3, 24.4 angespritzt sein. Die Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 können auch in den Kunststoff 39a eingebettet sein.
In der Leiterbahnebene 30 im Kunststoff 38a hat es ein Loch 42. In der Leiterbahn 22.1 ist ein Loch 44 vorgesehen. In der Gegenleiterbahnebene 32 im Kunststoff 39a hat es ein Loch 46. Auch in der Gegenleiterbahn 24.1 ist ein Loch 48 vorgesehen. Die Löcher 42, 44, 46 und 48 sind konzentrisch zueinander und die Achsen dieser Löcher 42, 44, 46 und 48 sind senkrecht zu den Ebenen 30, 32 und befinden sich im Kreuzungsbereich 34.1.
Zwischen den Ebenen 30, 32 befindet sich ein Steckpin 50.
In der 9A sieht man zwei Pfeile 52a und 52b. Während des Zusammenbauens der Leiterbahnenverbindung 20 werden die Leiterbahnebene 30 und die Gegenleiterbahnebene 32 in Richtung der Pfeile 52a und 52b gegeneinander gedrückt. Dabei wird der Steckpin 50 in das Loch 42 und in das Loch 46 eingeführt. Wenn die beiden Ebenen 30, 32 mit ausreichend großer Kraft gegeneinander gepresst werden, dann wird der Steckpin 50 in das Loch 44 und in das Loch 48 hineingepresst bzw. hineingerammt. Deshalb kann der Steckpin 50 auch als Rammpin bezeichnet werden.
Der Steckpin 50 und die Löcher 42, 46 haben beispielsweise einen quadratischen Querschnitt, und die Löcher 44, 48 haben beispielsweise einen runden Querschnitt. Die Querschnitte sind so aufeinander abgestimmt, dass der Steckpin 50 ohne Kraftaufwand in die Löcher 42, 46 eingeführt werden kann, und die Löcher 44, 48 sind so dimensioniert, dass der Steckpin 50 nur mit erheblichem Kraftaufwand hineingedrückt werden kann, so dass eine sichere, dauerhafte elektrische Kontaktierung gewährleistet ist. Der hineingepresste Steckpin 50 gewährleistet am gewünschten Kreuzungsbereich eine sichere Verbindung zwischen der Leiterbahn 22.1 und der Gegenleiterbahn 24.1. Die übrigen Kreuzungsbereiche können in gleicher Weise wie der Kreuzungsbereich 34.1 ausgeführt sein. Nur in denjenigen Kreuzungsbereichen, in denen eine elektrische Kontaktierung gewünscht wird, werden weitere Steckpins 50 vorgesehen.
Je nach Kundenwunsch ist der in der Stelleinheit 2 verstellbar gelagerte Körper 4 (1) unterschiedlich groß. Genauer gesagt, der Durchmesser der Drosselklappe 4a kann je nach Kundenwunsch unterschiedlich groß sein. Bei besonders großem Körper 4 bzw. bei besonders kleinem Körper 4 muss der Abstand zwischen der Drosselklappenwelle 4b und dem elektrischen Anschluss 14 entsprechend angepasst werden. Dies kann bei der vorgeschlagenen Stelleinheit 2 sehr leicht dadurch geschehen, dass man beispielsweise einen überstehenden Bereich 56 der Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4, der über den Kunststoff 39a in Richtung der Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 hinausragt, entsprechend dem gewünschten Abstand mehr oder weniger lang macht (vgl. 7). Dies hat den Vorteil, dass dies einfach geschehen kann, ohne dass die Form für den Kunststoff 39a und/oder die Form für den Kunststoff 38a abgeändert werden muss.
Wie die 6 zeigt, sind die Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 im Bereich der Leiterbahnebene 30 mit dem Kunststoff 38a umspritzt und nur einzelne Bereiche der Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 ragen über den Kunststoff 38a hinaus, so dass kein Kurzschluss und keine Kontaktierung an nicht gewünschten Stellen geschehen kann. Das Anschlusselement 10 der Stelleinheit 2 kann aber auch so abgewandelt werden, dass im Bereich der Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen und den Gegenleiterbahnen nicht die Leiterbahnen mit dem Kunststoff 38a, sondern die Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 im Bereich der Gegenleiterbahnebene 32 mit dem Kunststoff 39a umspritzt werden, um so eine Kontaktierung an den ungewünschten Stellen zu verhindern und einen Kurzschluss zu vermeiden.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Motorsteckkontakt 28.5, an dem der Stellantrieb 18a elektrisch angeschlossen ist, nicht variierbar mit dem Steckerpin 26.5 verbunden. Auch der andere Motorsteckkontakt 28.6 ist nicht variierbar mit dem Steckerpin 26.6 elektrisch verbunden. Es sei erwähnt, dass die Stelleinheit 2 so abgewandelt werden kann, dass auch die Motorsteckkontakte 28.5 und 28.6 so angeschlossen und in die Leiterbahnenverbindung 20 integriert werden können, dass auch je nach elektrischer Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen und den Gegenleiterbahnen jeder beliebige Steckerpin des elektrischen Anschlusses 14 den Motorsteckkontakten 28.5 und 28.6 elektrisch zugeordnet werden kann.
Bei den bevorzugt ausgewählten, besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen kreuzen sich die Gegenleiterbahnen und die Leiterbahnen an den Kreuzungsbereichen 34.1 bis 34.16 im rechten Winkel. Es sei erwähnt, dass es nicht unbedingt ein rechter Winkel sein muss, sondern auch ein davon abweichender Kreuzungswinkel ist möglich.
Die Leiterbahnen 22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6 können beispielsweise aus einer Blechtafel ausgestanzt werden und werden deshalb auch als ein Stanzgitter bezeichnet. Auch die Gegenleiterbahnen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 können als ein Stanzgitter bezeichnet werden. Bei der vorgeschlagenen Stelleinheit 2 entsteht zwischen den beiden Stanzgittern ein matrixartiger Verbindungsbereich, in dem zwischen den zwei Stanzgittern im Verbindungsbereich jede beliebige Polung zwischen dem einen Stanzgitter und dem anderen Stanzgitter eingestellt werden kann. Verändert wird hierbei immer nur der Matrixbereich eines Stanzgitters, so dass große Teile der Herstellwerkzeuge unverändert bleiben können.
Es wird auch ein Verfahren zum Herstellen der Stelleinheit 2 vorgeschlagen, bei dem in dem Kreuzungsbereich 34.1 bis 34.16 der sich kreuzenden Leiterbahn 22.1 bis 22.6 mit der Gegenleiterbahn 24.1 bis 24.4 die elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn 22.1 bis 22.6 und der Gegenleiterbahn 24.1 bis 24.4 in Abhängigkeit einer beim elektrischen Anschluss 14 des Anschlusselements 10 gewünschten elektrischen Belegung festgelegt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19525510 A1 [0001]
- US 5672818 [0001]
- JP 3842336 B2 [0001]
- DE 19540323 A1 [0003]

Claims

Stelleinheit mit einem verstellbar gelagerten Körper (4, 4a), mit mindestens einer elektrisch angeschlossenen Komponente (16, 16a, 18, 18a), mit einem elektrischen Anschluss (14) zum elektrischen Anschließen der mindestens einen elektrisch angeschlossenen Komponente (16, 16a, 18, 18a) an einem elektrischen Gerät und mit einer Leiterbahnenverbindung (20) zum elektrischen Verbinden der elektrisch angeschlossenen Komponente (16, 16a, 18, 18a) mit dem elektrischen Anschluss (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnenverbindung (20) mindestens eine Leiterbahn (22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6), mindestens eine Gegenleiterbahn (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) und mindestens einen Kreuzungsbereich (34.1, ... 34.16) aufweist, wobei sich in dem Kreuzungsbereich (34.1, ... 34.16) die mindestens eine Leiterbahn (22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6) und die mindestens eine Gegenleiterbahn (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) kreuzen.
Stelleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnenverbindung (20) mehrere Kreuzungsbereiche (34.1, ... 34.16) aufweist.
Stelleinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnenverbindung (20) mehrere Leiterbahnen (22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6) umfasst.
Stelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnenverbindung (20) mehrere Gegenleiterbahnen (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) umfasst.
Stelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leiterbahn (22.1, 22.2, 22.3, 22.4) und die mindestens eine Gegenleiterbahn (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) in dem mindestens einen Kreuzungsbereich (34.1, ... 34.16) miteinander elektrisch verbunden sind.
Stelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (2) als elektrisch angeschlossene Komponente (16, 16a, 18, 18a) einen Sensor (16a) zum Sensieren einer Position des verstellbar gelagerten Körpers (4, 4a) aufweist.
Stelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (2) als elektrisch angeschlossene Komponente (16, 16a, 18, 18a) einen Stellantrieb (18a) zum Verstellen des verstellbar gelagerten Körpers (4, 4a) aufweist.
Stelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leiterbahn (22.1, 22.2, 22.3, 22.4) im Kreuzungsbereich (34.1, ... 34.16) in Richtung der Gegenleiterbahn (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) verschwenkt ist.
Stelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gegenleiterbahn (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) im Kreuzungsbereich (34.1, ... 34.16) in Richtung der Leiterbahn (22.1, 22.2, 22.3, 22.4) verschwenkt ist.
Stelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kreuzungsbereich (34.1, ... 34.16) zwischen Leiterbahn und Gegenleiterbahn, die mindestens eine Leiterbahn (22.1, 22.2, 22.3, 22.4) im Wesentlichen in einer Leiterbahnebene (30) und die mindestens eine Gegenleiterbahn (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) im Wesentlichen in einer Gegenleiterbahnebene (32) verlaufen, wobei die beiden Ebenen (30, 32) mit geringem Abstand zueinander angeordnet sind.
Stelleinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leiterbahn (22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6) im Kreuzungsbereich aus der Leiterbahnebene (30) heraus in Richtung der Gegenleiterbahn (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) verschwenkt ist.
Stelleinheit nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gegenleiterbahn (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) im Kreuzungsbereich (34.1, ... 34.16) aus der Gegenleiterbahnebene (32) heraus in Richtung der Leiterbahn (22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6) verschwenkt ist.
Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen Leiterbahn (22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6) und der Gegenleiterbahn (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) ein die Leiterbahn (22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6) mit der Gegenleiterbahn (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) elektrisch verbindendes Zwischenstück (40) vorgesehen ist.
Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leiterbahn (22.1 ... 22.6) mindestens partiell mit Kunststoff (38a) umspritzt ist.
Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gegenleiterbahn (24.1 ... 24.4) mindestens partiell mit Kunststoff (39a) umspritzt ist.
Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss (14) in ein Anschlusselement (10) integriert ist.
Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leiterbahn (22.1 ... 22.4) mehrere Gegenleiterbahnen (24.1 ... 24.4) kreuzt.
Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gegenleiterbahn (24.1 ... 24.4) mehrere Leiterbahnen (22.1 ... 22.6) kreuzt.
Verfahren zum Herstellen einer Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kreuzungsbereich (34.1 ... 34.16) der sich kreuzenden Leiterbahn (22.1 ... 22.6) mit der Gegenleiterbahn (24.1 ... 24.4) die elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn (22.1 ... 22.6) und der Gegenleiterbahn (24.1 ... 24.4) in Abhängigkeit einer beim elektrischen Anschluss (14) gewünschten elektrischen Belegung festgelegt wird.