DE102009047431A1 - Verbindungselement und Verfahren zum Herstellen des Verbindungselements - Google Patents

Verbindungselement und Verfahren zum Herstellen des Verbindungselements Download PDF

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Abstract

Ein Verbindungselement 100, 200, 300 zum Kontaktieren einer elektrischen Baugruppe mit einer Mehrzahl von Kontakten wird beschrieben. Das Verbindungselement enthält einen isolierenden Basisträger 110, 202 mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite, zwei oder mehr Kontaktierstifte 122, 124, 222 zum Kontaktieren korrespondieren Kontakte der Mehrzahl von Kontakten der Baugruppe, wobei die Kontaktierstifte durch den Basisträger gehalten werden; und zumindest einen Draht 132, der zumindest mit zwei Kontaktierstiften der zwei oder mehr Kontaktierstifte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den zwei Kontaktierstiften verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement, eine elektrisch kontaktierte Baugruppe, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements und ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Baugruppe und eines Verbindungselements. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verbindungselement, das zur Vereinfachung oder zum Ersatz eines Stanzgitters dienen kann, wie zum Beispiel zum Einsatz mit einem Elektromotor oder einem Hochstrom- und/oder Hochtemperatursteuergerät.
  • Stand der Technik
  • Für Hochstrom- und/oder Hochtemperatursteuergeräte, für Basisträger zur Kontaktierung von z. B. Elektromotoren wurden in der Vergangenheit Standardleiterplatten verwendet. Aus zumeist thermischen Gründen ist dies heutzutage nicht mehr zulässig. Daher werden Stanzgitterkonstruktionen, wie zum Beispiel umspritze Stanzgitterkonstruktionen, für die Stromführung verwendet. Für elektronische Steuergeräte und auch für die Kontakt von EC- und DC-Motoren, wie sie z. B. in der Automobilindustrie verwendet werden, kann ein derartiges Stanzgitter jedoch eine bereits hinreichend komplexe Ausführung annehmen. Dies führt zum Beispiel dazu, dass zum Teil mehrere Stanzgitter in verschiedenen Ebenen verwendet werden, um komplexe Verbindungsprobleme zu lösen, bei denen eine Leitungskreuzung in einer Ebene nicht durch ein Stanzgitter wirtschaftlich sinnvoll vermieden werden kann. Aus diesem Grund ist die Erstellung eines modernen Stanzgitters relativ teuer und aufwändig. Dieser Aufwand und die Kosten entstehen unter anderem durch hohe Werkzeugkosten. Dies macht unter anderem auch einen Wechsel von Verbindungsanordnungen schwierig und reduziert die damit einhergehenden Flexibilität.
  • Darüber hinaus bringt es der Einsatz komplexer Stanzgitter mit sich, dass andere Aspekte, wie zum Beispiel die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), nicht im gewünschten Maße berücksichtigt werden können, da dies die Komplexität weiter erhöhen würde.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin die oben genannten Probleme zumindest teilweise zu lösen und einen Ersatz oder eine Vereinfachung von Stanzgittern als Verbindungselement zum Kontaktieren von elektronische Steuergeräten, und insbesondere auch Elektromotoren, zur Verfügung zu stellen. Daher wird ein Verbindungselemente mit den Merkmalen des Anspruch 1, eine elektrisch kontaktierte Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 6, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements mit den Merkmalen des Anspruchs 9, und ein Verfahren zur Herstellung einer einen Elektromotor enthaltenen Baugruppe und eines Verbindungselements mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zur Verfügung gestellt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verbindungselement zum Kontaktieren einer elektrischen Baugruppe mit einer Mehrzahl von Kontakten zur Verfügung gestellt. Das Verbindungselement beinhaltet einen isolierenden Basisträger mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite, zwei oder mehr Kontaktierstifte zum Kontaktieren korrespondieren Kontakte der Mehrzahl von Kontakten der Baugruppe, wobei die Kontaktierstifte durch den Basisträger gehalten werden, und zumindest einen Draht, der zumindest mit zwei Kontaktierstiften der zwei oder mehr Kontaktierstifte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den zwei Kontaktierstiften verbunden ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine elektrisch kontaktierte Baugruppe zur Verfügung gestellt. Diese beinhaltet ein Verbindungselement. Das Verbindungselement beinhaltet einen isolierenden Basisträger mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite, zwei oder mehr Kontaktierstifte zum Kontaktieren korrespondieren Kontakte der Mehrzahl von Kontakten der Baugruppe, wobei die Kontaktierstifte durch den Basisträger gehalten werden, und zumindest einen Draht, der zumindest mit zwei Kontaktierstiften der zwei oder mehr Kontaktierstifte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den zwei Kontaktierstiften verbunden ist. Hierbei ist der zumindest eine Draht auf der ersten Seite des Basisträgers angeordnet und die elektrische Baugruppe ist auf der zweiten Seite des Basisträgers kontaktiert.
  • Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements zum Kontaktieren einer elektrischen Baugruppe mit einer Mehrzahl von Kontakten zur Verfügung gestellt. Das Verfahren beinhaltet positionieren von zwei oder mehr Kontaktierstiften zum Kontaktieren korrespondieren Kontakte der Mehrzahl von Kontakten der Baugruppe in einem Basisträger, der eine erste Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegenden zweite Seite aufweist, und automatisches Wickeln von zumindest einem Draht mit einem Wickelautomat zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von zumindest zwei Kontaktierstiften der zwei oder mehr Kontaktierstifte.
  • Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zur Herstellung einer einen Elektromotor enthaltenden Baugruppe und eines Verbindungselements zum Kontaktieren zur Verfügung gestellt. Hierbei wird ein Verbindungselement wie zuvor beschrieben hergestellt und ein Stators des Elektromotors wird mit demselben Wickelautomat gewickelt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen und besondere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, in den Zeichnungen und der beiliegenden Beschreibung.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Vorteile der Erfindung sind das Vermeiden von komplexen Stanzgittern, von komplexen Spritzgussteilen mit Einlegern, beziehungsweise eine hohe Flexibilität und verringerte Kosten bei der Herstellung von Verbindungselementen.
  • Ausführungsformen der Erfindung stellen hierzu einen isolierenden Basisträger zur Verfügung. Durch Stifte, die zur Kontaktierung von entsprechenden Gegenkontakten einer elektrischen Baugruppe dienen, können an den der elektrischen Baugruppe korrespondierenden Positionen elektrische Signale oder eine elektrische Leistung, z. B. zur Verwendung in einem Motor, zur Verfügung gestellt werden. Das Analogon zu bisher bekannten Leiterbahnführungen wird durch Drähte realisiert. Dies vermeidet den komplexen Aufbau von Stanzgittern, ist im Gegensatz zu Standardleiterplatten mit 35 μm bis 70 μm Kupferleitungen zulässig, und kann insbesondere im Zusammenhang mit einem Elektromotor als elektrische Baugruppe durch denselben Wickelautomaten bewerkstelligt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsformen kann zumindest einer der kontaktieren Stifte durch den isolierenden Basisträger hindurchkontaktieren, das heißt durch die Dicke des flächenhaften isolierenden Basisträgers hindurchführen, wobei auf der ersten Seite des isolierenden Basisträgers der Draht durch Wicklung an den Kontaktierstiften die gewünschte Verbindungsstruktur zur Verfügung stellen kann, und auf der zweiten, gegenüberliegenden Seite Kontakte für eine Leiterplatte, ein elektronisches Steuergerät, eine Leistungssteuerung, ein Statorpaket eines Motors oder Ähnliches zur Verfügung gestellt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsformen kann das Verbindungselemente zumindest einen elektrisch leitfähigen Einleger beinhalten, der z. B. in die Basisplatte eingebettet ist. Hierdurch können auf eine der beiden Seiten des Basisträgers, das heißt auf einer der beiden Seiten des Verbindungselements, weitere Kontakte zur Verfügung gestellt werden. Ein Einleger stellt hierbei im Vergleich zu einem Stanzgitter eine einfache Form wie zum Beispiel eine einfache Bahn, eine T-förmige Metallverbindung, eine Kreuzförmige Metallverbindung, oder Ähnliches dar. Dieser Einleger kann zwar unter anderem auch durch Stanzverfahren hergestellt werden. Dies geschieht jedoch durch einen deutlich verringerten Einsatz von Stanzwerkzeug, da lediglich planare Grundformen, die optional zur Aufnahme einer Steckverbindung modifiziert sein können, das heißt zum Beispiel in Form eines Auges gebogen sein können.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein Verbindungselement einen Hilfsstift umfassen. Dieser dient als Stütze oder Träger für den Wickeldraht und ist in dieser Funktion mechanisch mit dem Draht verbunden. Eine elektrische kontaktieren und im Sinne eines Kontaktierstiftes besteht jedoch nicht. Durch einen oder mehrere Hilfsstifte kann eine Drahtführung beliebig, z. B. auch in mehreren Ebenen oberhalb der Basisplatte, gestaltet werden und dies kann unter anderem zu einer Optimierung der Eigenschaften im Sinne einer elektromagnetischen Verträglichkeit verwendet werden.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Hochstrom- und/oder Hochtemperatursteuergeräte, Leistungselektronik, Basisträger für Elektromotoren und ähnliche elektrische Baugruppen. Hierdurch entsteht eine Unterscheidung zu Wire-Bonding Prozessen in der Halbleitertechnik, bei denen zum Beispiel aktive Bauelemente durch sehr dünne Drähte auf einem Chip gebondet werden. Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich daher typischerweise auf einen Kupfer-Lack-Draht. Weiterhin kann der Unterschied zum Wire-Bonding in der Halbleitertechnik dadurch gefasst werden, dass es sich bei den Verbindungselementen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen um eine Einheit im wesentlichen zur Herstellung einer Verbindung zwischen Kontakten handelt, das heißt das Verbindungselement enthält typischerweise keine aktiven Bauelemente.
  • Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf elektrisch kontaktierte Baugruppen, wobei ein hierin beschriebenes Verbindungselement verwendet wird. Gemäß einer Ausführungsform werden der Draht oder die Drähte auf einer ersten Seite des Basisträgers des Verbindungselements angeordnet und die elektrische Baugruppe wird auf einer zweiten Seite, die der ersten Seite gegenüberliegt, kontaktiert. Dies bedeutet, dass eine Wicklung der Drähte erfolgen kann nachdem der Basisträger mit den Kontaktierstifte an der elektrischen Baugrube montiert ist. Darüber hinaus kann der Basisträger mit den Kontaktierstifte als Bestandteil der elektrischen Baugrube ausgebildet sein und eine Wicklung der Drähte zur Herstellung der vordefinierten Leitungsverbindungen erfolgt im Zusammenhang mit der Herstellung der elektrischen Baugruppe. Zum Beispiel kann für den Fall, dass die elektrische Baugruppe ein Statorpaket ist, die Wicklung des Elektromotors und die Wicklung des Basisträgers an einem Wickelautomaten durchgeführt werden.
  • Gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements zur Verfügung gestellt. Dabei handelt es sich typischerweise um eines der hierin beschriebenen Verbindungselemente, wobei das Wickeln des zumindest einen Drahtes oder der mehreren Drähte durch automatisches Wickeln in einem Wickelautomaten, wie z. B. einem Nadelwickler, durchgeführt wird. Hierdurch können große Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden.
  • Darüber hinaus ist es möglich einen Wickelautomaten durch relativ einfache Umprogrammierung auf eine neue Verbindungsstruktur umzuprogrammieren. Weiterhin können, vor allem für den Fall, dass ein Wickelautomat für die im Zusammenhang mit dem Verbindungselements verwendete elektrische Baugruppe benötigt wird, der Wickelautomat ebenfalls für die Wicklung der Baugruppe verwendet werden.
  • Dies führt zu noch weiteren Ausführungsformen wobei eine elektrische Baugruppe, wie zum Beispiel ein Elektromotor, und das Verbindungselements hergestellt wird. Hierbei wird eine Komponente der elektrischen Baugruppe, wie zum Beispiel ein Stator eines Elektromotor, mit demselben Wickelautomaten hergestellt wie die Verbindung durch die Drähte des Verbindungselements. Insbesondere bei einer Ausführungsform, bei dem der Basisträger vor der Wicklung bereits mit der elektrischen Baugruppe verbunden ist, besteht lediglich Notwendigkeit für ein umpositionieren des Systems aus elektrische Baugruppe und Verbindungselement, um sowohl die elektrische Baugruppe als auch das Verbindungselement für den Wickelautomaten zugänglich zu machen. Beide Komponenten können durch den Wickelautomaten bearbeitet werden, wobei zum Beispiel lediglich eine Umpositionierung oder ein Umdrehen des Systems aus Verbindungselemente und elektrische Baugruppe notwendig sein kann.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen schematischen Aufbau eines Verbindungselements, der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Verbindungselements in Verbindung mit einem elektronischen Steuergerät beziehungsweise einer Leiterplatte zur Illustration von weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 eine schematisch Darstellung eines Verbindungselements mit elektronischen Steuergeräten und einem Motor gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Verbindungselements 100. Eine Mehrzahl von Kontaktierstifte 122 beziehungsweise 124 sind auf einem Basisträger 110 angeordnet. Die Stifte sind in dieser Grundplatte fixiert, wobei die elektrischen Verbindungen zwischen den entsprechenden Kontaktierstiften durch Drähte 132 realisiert sind. Darüber hinaus können Einleger 112, 114, 116 und 118 existieren. Diese können an der Basisplatte 110 angebracht sein oder in diese eingebettet sein.
  • Somit kann ein Verbindungselement durch Wickeldraht und Kontaktierstifte geschaffen werden, wodurch teure Stanzgitter entfallen beziehungsweise lediglich kleiner gestanzte Bestandteile wie Einleger zur Verfügung gestellt werden müssen.
  • Durch die Positionierung von Kontaktierstifte 123, beziehungsweise 124 kann eine hohe Flexibilität bei der Herstellung von Verbindungselementen 100 erzielt werden. Zum Beispiel kann der Basisträger 110 eine Vielzahl von vorgegebenen Positionen haben, in denen die Stifte positioniert werden können. Dabei kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Basisträger als gelochte Grundplatte zur Verfügung gestellt sein.
  • Hierdurch kann zum einen eine Varianz für verschiedene Verschaltung der Kontaktierstifte durch den Wickelweg realisiert werden. Zum anderen können die Stifte in wechselnde Positionen eingeführt werden. Ferner können die Stifte, wie es gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen möglich ist, in die Basisplatte eingeschossen werden. So können beliebige Positionen der Stifte gewählt werden, ohne an ein Raster von vorgegebenen Positionen auf der Basis der Erde gebunden zu sein.
  • Gemäß noch weiteren Ausführungsformen kann eine bevorzugte Weiterentwicklung darin bestehen, dass an manchen Positionen der Wickeldraht direkt in die Basis Platte kontaktiert wird. Hierbei können Stifte eingespart werden.
  • Bei den hier beschriebenen Verbindungselementen gemäß Ausführungsformen der Erfindung können Leitungskreuzungen durch Isolation der Drähte 132 oder durch einen unterschiedlichen Abstand der Drähte vom Basisträger einfach realisiert werden. Es können so mehrlagige Strukturen zur Verfügung gestellt werden, das heißt einzelne Drahtverbindungen oder Gruppen von Drahtverbindungen können mit einem im Vergleich zu anderen Drahtverbindungen unterschiedlichen Abstand zum Basisträger 110 verlaufen. Auf diese Weise können mehrlagige Strukturen einfach dargestellt werden.
  • Hierzu können zum Beispiel auch die in einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung verwendeten Hilfsstifte 142 verwendet werden, wie es in 1 dargestellt ist. Durch eine mechanische, isolierende Verbindung der Drähte 132 mit einem Hilfsstift 142 kann eine definierte Drahtführung hergestellt werden. Hierbei kann, wie oben beschrieben, zum einen ein vorbestimmter Abstand eines Drahtes 132 von der Basisplatte 110 vorgegeben werden. Zum anderen kann die Drahtführung auch in einer Ebene derart gestaltet werden, dass die Stromführung innerhalb des Verbindungselements 100 im Sinne einer elektromagnetischen Verträglichkeit verbessert oder optimiert ist.
  • Gemäß weiteren typischen Ausführungsformen werden Drähte 132 verwendet, deren Durchmesser 0,02 mm bis 3 mm, zum Beispiel 0,2 mm bis 1 mm betragen kann. Bei noch weiteren Weiterentwicklungen handelt es sich bei den Drähten um Kupferdrähte, Silberdrähte, oder Aluminiumdrähte. Bevorzugt werden zum Beispiel Kupfer-Drähte oder Kupfer-Lack-Drähte verwendet. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass bei Ausführungsformen, bei denen das Verbindungselement als Basisträger für einen Elektromotor oder als Kontaktierung zu einem Steuergerät für einen Elektromotor verwendet wird, derselbe Draht verwendet werden kann, wie er auch für die Stator-Wicklungen des Elektromotors verwendet wird.
  • Gemäß typischen Ausführungsformen handelt es sich bei den Einlegern um kleine, elektrisch leitende Strukturen, die eine einfache geometrische Form aufweisen. Typischerweise haben die Einleger in der Ebene des Verbindungselementes maximal einen Flächenbedarf von 20% oder maximal 10% der Fläche des Verbindungselementes selbst. Die einfachen Formen können zum Beispiel lineare Bahnen aus einem Blech, T-förmige Strukturen aus einem Blech, kreuz-förmige Strukturen aus einem Blech oder ähnliche Strukturen sein. Weiterhin ist es beispielhaft möglich, dass die Einleger durch biegen derart geformt werden können, dass ein Auge oder eine andere Struktur ausgebildet wird, die geeignet ist einen Steckkontakt aufzunehmen.
  • Gemäß typischen, bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann die Kontaktierung des Drahtes an den Einleger beziehungsweise an den Kontaktierstiften mittels Schneidklemmtechnik realisiert werden. Darüber hinaus sind auch andere Verbindungstechniken wie zum Beispiel löten, schweißen, kaltpressen oder kleben möglich. Typische Schweißvorgänge können zum Beispiel durch Widerstandsschweißen oder Laserschweißen zur Verfügung gestellt werden. Die Verbindungstechniken können auch miteinander kombiniert werden, so dass z. B. zunächst eine Klemmverbindung oder eine Schneidklemmverbindung hergestellt wird, die anschließend gelötet oder geschweißt wird.
  • 2 illustriert weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Das Verbindungselement 200 enthält den Basisträger 202. Die Kontaktierstifte 223 sind derart in den Basisträger 202 eingebracht, dass sie von diesem gehalten werden. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen können die Stifte in den Basisträger eingeschossen werden oder eingegossen werden.
  • Dabei kann eine Teilmenge der Mehrzahl der Kontaktierstifte 222 durch den Basisträger von der ersten Seite, in 2 der oberen Seite, zu einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite, in 2 der untere Seite, führen. Dabei können Kontakte 208 auf der zweiten (unteren) Seite zur Verfügung gestellt werden, die mit korrespondierenden Kontakten der Leiterplatte 20 kontaktiert werden können. Im Bereich der ersten Seite des Basisträgers 202 sind die Drähte 132 zur Verfügung gestellt, die mit den Kontaktierstifte 222 derart verbunden sind, dass eine elektrische Verbindung zwischen den gewünschten Kontaktierstiften zur Verfügung gestellt wird. Wie in 2 dargestellt, kann gemäß bevorzugten Implementierungen auch ein Einleger 212 zur Verfügung gestellt sein, der einen Strom führt, um mehrere Kontakte 208 für die Kontaktierung mit der Leiterplatte zur Verfügung zu stellen. Der Einleger kann, wie dargestellt, beispielhaft in den Basisträger eingebettet sein. Der Einleger kann alternativ jedoch auch an der Oberfläche des Basisträgers angebracht sein.
  • Typischerweise handelt es sich bei den hier beschriebenen Verbindungselementen um Verbindungselemente für Hochstrom- und/oder Hochtemperatursteuergeräte. Im Vergleich zu der in 2 dargestellten Ausführungsform mit einer Leiterplatte 20 und dem dazugehörigen Verbindungselement 200, kann das Verbindungselement daher auch mit elektronischen Steuergeräten, Leistungselektroniken, und anderen elektrischen Baugruppen kontaktiert werden. Dabei handelt es sich bei dem Verbindungselement typischerweise um ein Element das lediglich die Verbindung von Kontakten einer elektrischen Baugruppen herstellt. Das heißt, das Verbindungselement selbst enthält typischerweise keine aktiven elektrischen oder elektronischen Bauelemente, elektromechanische Elemente wie Motoren, Aktuatoren, Sensoren oder ähnliches.
  • 3 dient zur Illustration weiterer bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. 3 zeigt ein Verbindungselement 300, welches benachbart zu einem Motor 30 angeordnet ist. Der Motor kann ein AC-, EC- oder DC-Motor sein. Typischerweise enthält der Motor ein Statorpaket das seitens des Verbindungselementes kontaktiert wird. Diese Kontaktierung wird durch die Kontaktierstifte 222 zur Verfügung gestellt. Die Kontaktierstifte werden durch den Basisträger 202 gestützt. Eine Verschaltung der Kontaktierstifte erfolgt durch die Drähte 132, wie z. B. Wickeldrähte. An den dem Motor gegenüberliegenden Ende der Kontaktierstifte 222 befinden sich elektronische Steuergerät 23 beziehungsweise 24, beispielsweise Leistungssteuerungen, die zur Steuerung des Elektromotor dienen. Gemäß den im Bezug auf 3 beschriebenen Ausführungsformen ist weiterhin ein Kunststoffelement 310 zur Verfügung gestellt. Eine solche bevorzugte Ausführungsform kann auch mit den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden. Das Kunststoffelemente 310 kann durch Umspritzen oder Ausgießen der mit den Drähten 132 umwickelten Kontaktierstiften hergestellt werden. Dies führt zu dauerhaften Schutz gegen Umwelteinflüsse, einer Stabilisierung der Drahtverläufe, und/oder einer Isolierung bzw. Verbesserung der Isolierung zwischen den Drähten.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann, wie in 3 dargestellt, eine Kontaktierung zwischen zwei Kontaktierstiften auch mittels zwei und mehr Drähten erfolgen. Insbesondere für Kontaktierstifte, die zur Leistungsübertragung eines Motors dienen, kann es nützlich sein, den erhöhten Strombedarf durch zwei oder mehr Drähte, die dieselbe Verbindung zur Verfügung stellen, zu leiten. Zum Beispiel für DC-Motoren ist es üblich, dass der Elektronikstrom gleich dem Motorstrom ist. Somit kann bei der Verwendung desselben Drahttyps für das Verbindungselemente und den Motor mit einer einfachen Verbindung zunächst eine ausreichende Stromversorgung gewährleistet werden. Jedoch kann mit einer doppelten Verbindung eine Sicherheitsmarge für eine ausreichende Leitfähigkeit zur Verfügung gestellt werden, so dass Wärmesenken oder ähnliches für die Ableitung thermischer Energie im Bereich des Verbindungselements nicht oder in einem reduzierten Maß berücksichtigt werden müssen.
  • Gemäß typischen Ausführungsformen werden die Kontaktierstifte 222 automatisch mit den Drähten 132 verbunden. Hierzu kann ein Wickelautomaten zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere für Verbindungselemente, die wie in 3 dargestellt, im Zusammenhang mit Elektromotoren verwendet werden, können dieselben Wickelautomaten zur Kontaktierung der Kontaktierstifte und zur Wicklung des Motors eingesetzt werden. Hierbei kann die vorhandene Fertigungseinrichtung, zum Beispiel ein Nadelwickler, für die Herstellung des Verbindungselements verwendet werden.
  • 3 zeigt die Drähte 132 zur Verbindung der Kontaktierstifte auf einer ersten Seite des Basisträgers 202 und den Motor auf einer zweiten, gegenüberliegenden Seite. Gemäß einer Alternative kann der Basisträger 202 mit dem Kontaktierstiften 222 und den Einlegern 212 mit dem Motor, beziehungsweise dem Stator eines Motors, verbunden werden, so dass erst anschließend eine Bestückung des Stator mit einem Wickelautomaten erfolgt und ferner, quasi im selben Arbeitsschritt, eine Bestückung des Verbindungselementes mit den Drähten 132 erfolgt.
  • Für Ausführungsbeispiele, bei denen eine elektrische Baugruppe, wie ein Motor 30, und ein Verbindungselements 300 zur Verfügung gestellt werden, kann zur Verringerung der benötigten Teile der Basisträger 202 auch mit dem Motor beziehungsweise dem Stator integral ausgebildet sein, so dass die Kontaktierstifte direkt in die Motor-Basisträger-Kombination eingebracht werden und daraufhin eine Verdrahtung der Kontaktierstifte wie oben beschrieben erfolgt.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann hierbei der Basisträger durch geeignete Konstruktion so positioniert werden, dass eine Kontaktierung mit Drähten 132 zusammen mit der Motorwicklung gefertigt werden kann. Typischerweise kann hierbei lediglich ein Umdrehen oder ein Umpositionieren des aus dem Verbindungselement und dem Motor bestehenden Systems notwendig sein. Somit können durch eine mechantronische Integration der Motorenelektronik Kosten gesenkt werden.
  • Durch die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kann zum Beispiel eine erhöhte Flexibilität durch Varianz im Wickelweg und einfache Umpositionierung der Kontaktierstifte erzielt werden, und eine vereinfachte Herstellung mehrlagiger Leistungsstrukturen kann bei den beschriebenen Verbindungselementen erzeugt werden. Daher kann ein Ersatz oder eine signifikante Vereinfachung von Stanzgitterkonstruktionen durch die mit Drahtwickeltechnik hergestellten Verbindungselemente erzielt werden.

Claims (10)

  1. Verbindungselement (100; 200; 300) zum Kontaktieren einer elektrischen Baugruppe mit einer Mehrzahl von Kontakten, umfassend: einen isolierenden Basisträger (110; 202) mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite; zwei oder mehr Kontaktierstifte (122, 124; 222) zum Kontaktieren korrespondieren Kontakte der Mehrzahl von Kontakten der Baugruppe, wobei die Kontaktierstifte durch den Basisträger gehalten werden; und zumindest einen Draht (132), der zumindest mit zwei Kontaktierstiften der zwei oder mehr Kontaktierstifte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den zwei Kontaktierstiften verbunden ist.
  2. Verbindungselement gemäß Anspruch 1, wobei zumindest einer der Kontaktierstifte eine elektrische Verbindung von der ersten Seite des Basisträgers zur zweite Seite des Basisträgers zur Verfügung stellt.
  3. Verbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, weiterhin umfassend einen elektrisch leitfähigen Einleger (112, 114, 116, 118; 212).
  4. Verbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend einen Hilfsstift (142) der mit dem Draht (132) mechanisch verbunden ist und elektrische von dem Draht isoliert ist.
  5. Verbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Draht ein Kupfer-Lack-Draht ist.
  6. Elektrisch kontaktierte Baugruppe, umfassend: ein Verbindungselement (200; 300) gemäß einer der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zumindest eine Draht (132) auf der ersten Seite des Basisträgers (202) angeordnet ist und die elektrische Baugruppe (20; 30) auf der zweiten Seite des Basisträgers kontaktiert wird.
  7. Elektrisch kontaktierte Baugruppe gemäß Anspruch 6, wobei die elektrische Baugruppe extern im Bezug auf das Verbindungselement angeordnet ist.
  8. Elektrisch kontaktierte Baugruppe gemäß einem der Anspruch 6 oder 7, wobei die elektrische Baugruppe ein Statorpaket eines Elektromotors (30) ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements zum Kontaktieren einer elektrischen Baugruppe mit einer Mehrzahl von Kontakten, umfassend: positionieren von zwei oder mehr Kontaktierstiften (122, 124; 222) zum Kontaktieren korrespondieren Kontakte der Mehrzahl von Kontakten der Baugruppe in einem Basisträger (110; 202), der eine erste Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegenden zweite Seite aufweist; und automatisches Wickeln von zumindest einem Draht (132) mit einem Wickelautomat zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von zumindest zwei Kontaktierstiften der zwei oder mehr Kontaktierstifte.
  10. Verfahren zur Herstellung einer einen Elektromotor enthaltenden Baugruppe und eines Verbindungselements zum Kontaktieren der Baugruppe, umfassend: Herstellung eines Verbindungselements gemäß Anspruch 9; und Wickeln eines Stators des Elektromotors mit dem Wickelautomat.
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