DE102010023319A1

DE102010023319A1 - Anschlussplatte für Aktuatoren

Info

Publication number: DE102010023319A1
Application number: DE102010023319A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Möller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Aventics GmbH
Priority date: 2009-07-20
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2030-06-11
Also published as: FR2948256A1; IT1400585B1; FR2948256B1; ITMI20101287A1; DE102010023319B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussplatte (1) für Aktuatoren, vorzugsweise Magnetventile (4a, 4b), mit auf einer ersten Plattenseite ausgebildeten Leiterbahnen (11), welche ebenfalls auf der ersten Plattenseite liegende Anschlussbereiche (7a, 7b) der Aktuatoren mit Strom versorgen, wobei in die Anschlussbereiche (7a, 7b) jeweils Verbindungsbohrungen (13a–13d) einmünden, über welche der je zugehörige Anschlussbereich (7a; 7b) mit einem, auf einer zweiten Plattenseite ausgeprägten Kanalsystem (14) verbunden ist, um ein Strömen von, in dem Kanalsystem (14) vorgesehenen Fluid zu dem je zugehörigen Anschlussbereich (7a; 7b) zu ermöglichen, wobei ferner die Leiterbahnen (11) auf einer Oberseite (3) und das Kanalsystem (14) auf einer Unterseite (5) eines plattenartigen, einstückigen Trägerelements (2) ausgebildet sind.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Anschlussplatte für Aktuatoren, vorzugsweise Magnetventile, mit auf einer ersten Plattenseite ausgebildeten Leiterbahnen, welche ebenfalls auf der ersten Plattenseite liegende Anschlussbereiche der Aktuatoren mit Strom versorgen, wobei in die Anschlussbereiche jeweils Verbindungsbohrungen einmünden, über welche der je zugehörige Anschlussbereich mit einem, auf einer zweiten Plattenseite ausgeprägten Kanalsystem verbunden ist, um ein Strömen von, in dem Kanalsystem vorgesehenen Fluid zu dem je zugehörigen Anschlussbereich zu ermöglichen.
Aus der DE 20 2004 020 490 U1 ist eine Anschlussplatte, insbesondere für Magnetventile, bekannt, die auf einer ersten Plattenseite Leiterbahnen aufnimmt, wobei diese erste Plattenseite innerhalb von Anschlussbereichen für die Magnetventile über Verbindungsbohrungen mit einem, auf einer zweiten Plattenseite ausgeprägten Kanalsystem in Verbindung steht. In diesem Kanalsystem strömt ein Fluid, welches über die Verbindungsbohrungen zu den je zugehörigen Anschlussbereichen der Magnetventile gelangen kann. Bei der Anwendung der Anschlussplatte im Bereich einer Ventilbaugruppe werden die Magnetventile auf die je zugehörigen Anschlussbereiche aufgesetzt, wobei Anschlusskontakte der Magnetventile mit den entsprechenden Leiterbahnen verbunden und Gehäuse der Magnetventile über Schrauben oder ähnliche Befestigungselemente an der Leiterplatte angebracht werden.
Die Anschlussplatte des Standes der Technik wird hierbei dadurch gebildet, dass eine, die Leiterbahnen tragende Leiterplatte mit einer das Kanalsystem aufweisenden Kanalplatte verbunden wird. Hierzu wird die Leiterplatte entweder direkt mit der Kanalplatte verklebt oder mittels einer klebenden Zwischenschicht stoffschlüssig und fluiddicht verbunden. Zum Ausbilden einer Anschlussplatte gemäß dem Stand der Technik muss also eine Leiterplatte stoffschlüssig und fluiddicht mit einer Kanalplatte verbunden werden. Dies stellt insbesondere im Hinblick auf die richtige Positionierung der Platten zueinander beim Fügevorgang einen hohen herstellungstechnischen Aufwand dar. Zudem wird durch die Verwendung zweier Platten die Bauhöhe der somit gebildeten Anschlussplatte entsprechend vergrößert. Zum Ausbilden der Verbindungsleitungen müssen zudem sehr viele Durchbrüche in der Leiterplatte vorgesehen werden, um die Verbindungen zwischen den Anschlussbereichen und dem Kanalsystem herstellen zu können, was erneut den Herstellungsaufwand erhöht.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussplatte für Aktuatoren zur Verfügung zu stellen, welche sich durch eine geringe Bauhöhe und einen verminderten herstellungstechnischen Aufwand auszeichnet.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung wieder.
Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Leiterbahnen auf einer Oberseite und das Kanalsystem auf einer Unterseite eines plattenartigen, einstückigen Trägerelements ausgebildet sind.
Vorteile der Erfindung
Durch die Verwendung eines einzelnen plattenartigen Elements zum Ausbilden der Anschlussplatte kann deren Bauhöhe entsprechend reduziert werden. Des Weiteren können zusätzliche Fertigungsprozesse zum Ausbilden von stoffschlüssigen Verbindungen zwischen einzelnen Plattenkomponenten entfallen. Zudem können Verbindungsbohrungen zwischen der Ober- und der Unterseite des plattenartigen Trägerelements direkt bei dessen Fertigung ausgebildet und anschließend die Leiterbahnen und das Kanalsystem relativ hierzu positioniert aufgebracht werden. Folglich kann eine aufwendige Positionierung einzelnen Plattenkomponenten entfallen. Insgesamt lässt sich also der Fertigungsaufwand beträchtlich reduzieren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Leiterbahnen auf der Oberseite des Trägerelements mittels eines MID-Verfahrens aufgebracht. Mittels eines MID-Verfahrens (Moulded Interconnect Devices-Verfahren) können Leiterbahnen auch auf dreidimensional ausgeprägte Oberflächen zuverlässig aufgebracht werden. Hierbei kommen entweder ein Zweikomponentenspritzguss, ein Laser MID-Verfahren oder ein Folienhinterspritzen in Frage.
In Weiterbildung der Erfindung sind innerhalb der Anschlussbereiche jeweils zumindest zwei, an der Oberseite angespritzte Stifte vorgesehen, welche sich transversal zu der Oberseite erstrecken. Mit Hilfe dieser Stifte kann im Zusammenspiel mit, an den jeweils anzubringenden Ventilen vorgesehenen Aussparungen eine zuverlässige Ausrichtung des jeweiligen Ventils im zugehörigen Anschlussbereich erfolgen. Dementsprechend einfach können Kontaktbereiche an dem jeweiligen Magnetventil in Kontakt mit zugeordneten Leiterbahnen gebracht werden.
Es ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, dass die Oberseite innerhalb der Anschlussbereiche jeweils einen stufenartigen Absatz aufweist, in welchen die jeweils zugehörigen Verbindungsbohrungen einmünden. Durch diesen, somit in jedem Anschlussbereich ausgebildeten Absatz kann eine Auflagefläche für das jeweilige Magnetventil geschaffen werden, welche sich mit niedrigem Aufwand fein bearbeiten lässt. Folglich kann eine optimale Auflage des jeweiligen Magnetventils gestaltet werden.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht das Trägerelement aus Kunststoff. Dies hat den Vorteil, dass das Gewicht der Anschlussplatte gering gehalten werden kann.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anschlussplatte lassen sich insbesondere bei einer Anwendung im Bereich einer Ventilbaugruppe verwirklichen, wobei auf die Anschlussbereiche jeweils Ventile aufgesetzt sind, die mit Fluidanschlüssen jeweils mit den zugehörigen Verbindungsleitungen in Kontakt stehen, und wobei das Kanalsystem mit zumindest einem Stellelement in Wirkverbindung steht, das in einer, auf der Unterseite der Anschlussplatte aufgesetzten Aufnahmeplatte geführt ist. Denn hierbei lässt sich durch die deutlich reduzierte Bauhöhe der Anschlussplatte auch eine Bauhöhenreduzierung der gesamten Ventilbaugruppe erreichen.
In Weiterbildung der Erfindung ist auf Seiten der Ventile eine Befestigungsplatte mit der Anschlussplatte verbunden, welche die Ventile zwischen sich und der Anschlussplatte aufnimmt und diese an die jeweiligen Anschlussbereiche andrückt. Dies hat den Vorteil, dass die Ventile somit über die gemeinsame Befestigungsplatte an der Anschlussplatte fixiert werden können und folglich einzelne Befestigungselemente im Bereich jedes Ventils entfallen können. Folglich lassen sich sowohl der Fertigungs- als auch der Montageaufwand vermindern. Zudem kann auch ein deutlich einfacherer Austausch einzelner Magnetventile erfolgen, indem einfach nur die Befestigungsplatte abgenommen wird.
Zweckmäßigerweise besteht die Befestigungsplatte hierbei aus Stahl. Mittels einer derartigen Ausgestaltung ist es möglich, die, im Bereich von Magnetspulen der Ventile erzeugte Wärme mit einer hohen Leitfähigkeit an die Umgebung abzuführen.
Entsprechend einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Anschlusskontakte der Ventile jeweils über elektrisch leitende Federelemente mit den Leiterbahnen der Anschlussplatte verbunden. Durch diese Maßnahme wird eine zuverlässige und robuste elektrische Verbindung der Ventile mit den zugehörigen Leiterbahnen erreicht.
Es ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, dass zwischen Aufnahmeplatte und Anschlussplatte eine Dichtung vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass die Gefahr einer Leckage in diesem Bereich vermieden werden kann. Hierbei ist es zudem auch denkbar, auch zwischen den Magnetventilen und dem Trägerelement eine entsprechende Dichtung vorzusehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
Es zeigen:
1 eine Schnittansicht einer Ventilbaugruppe, bei welcher die erfindungsgemäße Anschlussplatte Anwendung findet,
2 eine Draufsicht auf eine Oberseite der erfindungsgemäßen Anschlussplatte aus 1, und
3 eine Draufsicht auf eine Unterseite der erfindungsgemäßen Anschlussplatte aus 1.
Ausführungsform der Erfindung
In 1 ist eine Schnittansicht einer Ventilbaugruppe dargestellt, bei welcher die erfindungsgemäße Anschlussplatte 1 Anwendung findet. Diese Anschlussplatte 1 liegt hierbei in Form eines plattenartig ausgebildeten, einstückigen Trägerelements 2 aus Kunststoff vor, welches auf einer Oberseite 3 zwei Ventile 4a und 4b aufnimmt und auf einer Unterseite 5 mit einer Aufnahmeplatte 6 in Kontakt steht.
Die Magnetventile 4a und 4b sind in je zugehörigen Anschlussbereichen 7a und 7b platziert und hierbei auf stufenartig ausgebildeten Absätzen 8a und 8b auf die Oberseite 3 aufgesetzt. Dabei verfügt der jeweilige Anschlussbereich 7a bzw. 7b auf dem zugehörigen Absatz 8a oder 8b über ein, an die Oberseite 3 angespritztes Stiftpaar, von welchem in dieser Ansicht in einem Ausbruch des jeweiligen Magnetventils 4a bzw. 4b allerdings nur ein Stift 9a bzw. 9b zu sehen ist. Über diese Stifte 9a bzw. 9b kann das jeweilige Magnetventil 4a oder 4b zuverlässig mit einer entsprechend vorgesehenen Ausnehmung positioniert werden. Des Weiteren stehen die Magnetventile 4a und 4b in einem, zu dem Kontaktbereich mit den Absätzen 8a bzw. 8b versetzten Abschnitt jeweils über ein elektrisch leitendes Federelement 10a bzw. 10b mit, auf der Oberseite 3 ausgeprägten Leiterbahnen 11 in Kontakt. Ein Verlauf dieser Leiterbahnen 11 geht insbesondere aus der Draufsicht auf die Oberseite 3 der Anschlussplatte 1 in 2 hervor. Dabei ist der Verlauf der Leiterbahnen 11 nur beispielhaft dargestellt. Ein Aufbringen der Leiterbahnen 11 auf die Oberseite 3 wird bei einer Fertigung der Anschlussplatte 1 mittels eines MID-Verfahrens (Moulded Interconnect Devices-Verfahren) bewerkstelligt. Hierbei kommt ein Aufbringen beispielsweise mittels eines Zweikomponentenspritzgusses, eines Laser MID-Verfahrens oder einer Folienhinterspritzung in Betracht.
Oberhalb der Ventile 4a und 4b ist des Weiteren eine gemeinsame Befestigungsplatte 12 vorgesehen, die an – hier nicht dargestellten – Befestigungspunkten mit der Anschlussplatte 1 verschraubt ist und die zwischenliegenden Ventile 4a und 4b an die Absätze 8a und 8b andrückt. Folglich werden die Magnetventile 4a und 4b an der gewünschten Position lediglich durch die Befestigungsplatte 12 und mit Hilfe der Stifte 9a und 9b gehalten. Dementsprechend müssen die Ventile 4a und 4b bei einer Montage nur mit Hilfe der Stifte 9a und 9b auf den Absätzen 8a und 8b platziert werden, wobei anschließend die Befestigungsplatte 12 aufgesetzt wird.
Im Bereich der Absätze 8a und 8b sind zudem jeweils Verbindungsbohrungen 13a bis 13d vorgesehen, welche die Oberseite 3 im Bereich der Absätze 8a und 8b mit einem, an der Unterseite 5 ausgebildeten Kanalsystem 14 verbinden. Der – nur beispielhaft dargestellte – Verlauf des Kanalsystems 14 ist hierbei aus einer Draufsicht auf die Unterseite 5 der Anschlussplatte 1 in 3 ersichtlich. Dieses Kanalsystem 14 stellt eine Verbindung zu einem Zu- und einem Ablauf her und über eine Übergangsbohrung 15 mit einem, in der Aufnahmeplatte 6 platzierten Stellelement 16 in Form eines Zylinders in Wirkverbindung. Schließlich ist zwischen der Anschlussplatte 1 und der Aufnahmeplatte 6 eine Dichtung 17 vorgesehen, um eine Leckage von Fluid beim Übergang vom Kanalsystem 14 in das Stellelement 16 über die Übergangsbohrung 15 zu vermeiden.
Bei einem Betrieb der Ventilbaugruppe kann eine Zuführung von Fluid zu dem Stellelement 16 über das Kanalsystem 14 entsprechend einer Ansteuerung der Ventile 4a und 4b über die Leiterbahnen 11 gesteuert werden. Dabei lässt sich durch die geringe Bauhöhe der Anschlussplatte 1 insgesamt eine sehr kompakte Ventilbaugruppe erreichen. Des Weiteren ist sowohl die Montage der Ventile 4a und 4b, als auch deren Austausch bei einem geringen Montageaufwand möglich, da jeweils nur die Befestigungsplatte 12 zu entfernen ist. Aufgrund der Stromversorgung der Ventile 4a und 4b über die Leiterbahnen 11 kann bei dieser Montage oder dem Austausch zudem ein Anschließen bzw. Entfernen von elektrischen Leitungen entfallen.
Bezugszeichenliste

1: Anschlussplatte
2: Trägerelement
3: Oberseite
4a, 4b: Magnetventile
5: Unterseite
6: Aufnahmeplatte
7a, 7b: Anschlussbereiche
8a, 8b: Absätze
9a, 9b: Stifte
10a, 10b: Federelemente
11: Leiterbahnen
12: Befestigungsplatte
13a–13d: Verbindungsbohrungen
14: Kanalsystem
15: Übergangsbohrung
16: Stellelement
17: Dichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 202004020490 U1 [0002]

Claims

Anschlussplatte (1) für Aktuatoren, vorzugsweise Magnetventile (4a, 4b), mit auf einer ersten Plattenseite ausgebildeten Leiterbahnen (11), welche ebenfalls auf der ersten Plattenseite liegende Anschlussbereiche (7a, 7b) der Aktuatoren mit Strom versorgen, wobei in die Anschlussbereiche (7a, 7b) jeweils Verbindungsbohrungen (13a–13d) einmünden, über welche der je zugehörige Anschlussbereich (7a; 7b) mit einem, auf einer zweiten Plattenseite ausgeprägten Kanalsystem (14) verbunden ist, um ein Strömen von, in dem Kanalsystem (14) vorgesehenen Fluid zu dem je zugehörigen Anschlussbereich (7a; 7b) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (11) auf einer Oberseite (3) und das Kanalsystem (14) auf einer Unterseite (5) eines plattenartigen, einstü- ckigen Trägerelements (2) ausgebildet sind.
Anschlussplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (11) auf der Oberseite (3) des Trägerelements (2) mittels eines MID-Verfahrens aufgebracht sind.
Anschlussplatte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Anschlussbereiche (7a, 7b) jeweils zumindest zwei, an der Oberseite (3) angespritzte Stifte (9a, 9b) vorgesehen sind, welche sich transversal zu der Oberseite (3) erstrecken.
Anschlussplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (3) innerhalb der Anschlussbereiche (7a, 7b) jeweils eines stufenartigen Absatz (8a, 8b) aufweist, in welchen die jeweils zugehörigen Verbindungsbohrungen (13a, 13b; 13c, 13d) einmünden.
Anschlussplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (2) aus Kunststoff besteht.
Ventilbaugruppe mit einer Anschlussplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, auf deren Anschlussbereichen (7a, 7b) jeweils Magnetventile (4a, 4b) aufgesetzt sind, die mit Fluidanschlüssen jeweils mit den zugehörigen Verbindungsbohrungen (13a, 13b; 13c, 13d) in Kontakt stehen, wobei das Kanalsystem (14) mit zumindest einem Stellelement (16) in Wirkverbindung steht, das in einer auf der Unterseite (5) der Anschlussplatte (1) aufgesetzten Aufnahmeplatte (6) geführt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf Seiten der Magnetventile (4a, 4b) eine Befestigungsplatte (12) mit der Anschlussplatte (1) verbunden ist, welche die Magnetventile (4a, 4b) zwischen sich und der Anschlussplatte (1) aufnimmt und diese an die jeweiligen Anschlussbereiche (8a, 8b) andrückt.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsplatte (12) aus Stahl besteht.
Ventilbaugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlusskontakte der Magnetventile (4a, 4b) jeweils über elektrisch leitende Federelemente (10a, 10b) mit den Leiterbahnen (11) der Anschlussplatte (1) verbunden sind.
Ventilbaugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Aufnahmeplatte (6) und Anschlussplatte (1) eine Dichtung (17) vorgesehen ist.