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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Gesamtmoduls, beispielsweise in Form einer Getriebesteuerung für ein Getriebe für ein Fahrzeug, sowie auf ein Gesamtmodul und auf ein Getriebe für ein Fahrzeug.
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Die elektrische Verbindung, auch Verdrahtung genannt, einzelner elektronischer Elemente in einem Gesamtmodul wird typischerweise über Stanzgitter, über eine flexible oder starre Leiterplatte oder Litzen oder Kabel ausgeführt. Bei Vormontage von flexiblen Verdrahtungselementen, insbesondere bei Litzen oder Kabeln, besteht die Herausforderung darin, das flexible Element in Position zu halten. Insbesondere zur Anbindung des Verdrahtungselements an einen Schaltungsträger ist eine zusätzliche Verbindungsstelle und/oder ein zusätzliches Verbindungselement notwendig.
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DE 10 2010 030 966 B4 offenbart eine elektrisch leitende Verbindung zwischen zwei Kontaktflachen mittels eines durch Bonden mit den Kontaktflächen verbundenen Metalldrahtes, wobei zumindest eines der mit den Kontaktflächen durch Bonden verbundenen Enden des Metalldrahtes zusätzlich mit der Kontaktflache verschweißt ist.
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DE 10 2011 076 817 A1 offenbart eine Leiterplatte für ein Steuergerät eines Fahrzeuggetriebes, bei dem die Leiterplatte zumindest eine Kontaktstelle zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer elektrischen Anschlussleitung aufweist.
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Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Gesamtmoduls, ein verbessertes Gesamtmodul und ein verbessertes Getriebe für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Eine elektrische Verbindung zwischen zwei elektronischen Komponenten kann vorteilhaft durch einen Draht realisiert werden, der an Verbindungsstellen der Komponenten angeschweißt wird. Über den Draht können die Komponenten zu einem Gesamtmodul verbunden werden.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines Gesamtmoduls ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer ersten elektronischen Komponente mit einer ersten elektrischen Verbindungsstelle;
- Bereitstellen einer zweiten elektronischen Komponente mit einer zweiten elektrischen Verbindungsstelle;
- Anschweißen eines elektrisch leitenden Drahtes an die erste Verbindungsstelle der ersten Komponente; und
- Anschweißen des Drahtes an die zweite Verbindungsstelle der zweiten Komponente, um das Gesamtmodul herzustellen.
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Unter einem Gesamtmodul kann ein elektronisches Gerät verstanden werden. Das Gesamtmodul kann zwei oder mehr Komponenten umfassen, die über den zumindest einen Draht oder mehrere Drähte elektrisch miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann das Gesamtmodul eine Steuerung für eine Maschine oder ein Fahrzeug und insbesondere eine Getriebesteuerung für ein Getriebe für ein Fahrzeug darstellen. Eine Komponente kann beispielsweise eine Steuerungselektronik, eine Sensorik, einen Aktor oder ein Verbindungselement umfassen. Die beiden Komponenten können ausgebildet sein, um unterschiedliche Funktionalitäten bereitzustellen. Beispielsweise kann eine der Komponenten eine Steuerungselektronik und die andere Komponente einen Sensor umfassen. Somit kann zumindest eine der Komponenten eine integrierte elektronische Schaltung umfassen. Die Komponenten können je als ein eigenständiges elektronisches Bauteil ausgeführt sein. Beispielsweise kann jede Komponente eine eigene Einhausung aufweisen. Eine Einhausung kann beispielsweise ein Gehäuse oder eine Ummantelung sein. Eine Komponente kann je eine oder mehrere Verbindungsschnittstellen aufweisen und über die eine oder die mehreren Verbindungsschnittstellen elektrisch kontaktierbar sein. Eine Verbindungsstelle kann beispielsweise eine Kontaktfläche umfassen, die über eine interne Leitung mit einer elektrischen Komponente, beispielsweise einer Schaltung der Komponente verbunden ist. In den Schritten des Bereitstellens können die Komponenten unabhängig voneinander bewegt werden, beispielsweise an einer Montageposition platziert werden. Es kann sich bei den Komponenten somit um unabhängig voneinander handhabbare Bauteile handeln. Der Draht kann eine Leitung aus Metall, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium umfassen. Beispielsweise kann ein Draht eine Litze oder ein Kabel sein. Der Draht kann biegsam oder flexibel ausgeführt sein. Das Anschweißen kann mit einem geeigneten Schweißprozess, beispielsweise mittels Widerstandsschweißen, Laserschweißen oder Ultraschallschweißen, durchgeführt werden.
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Vorteilhafterweise ermöglicht ein solches Verfahren eine flexible Verdrahtung. Insbesondere wird eine flexible Verdrahtung einzelner Komponenten, wie einzelner elektronischer Bauteile oder einzelner Module, beispielsweise in Form von Steuerungselektronik, Sensorik oder Stecker, zu einem Gesamtgerät ermöglicht. Eine solche Verdrahtungmethode kann flexibel sein und dadurch auch für Verdrahtungen in zwei oder mehr Ebenen geeignet sein. Zudem können elektrisch verbundene Komponenten anschließend, also nach Verbindung durch den Draht, immer noch bewegt werden.
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Auch werden für das Gesamtmodul sehr wenige Einzelteile, insbesondere keine zusätzlichen Kontaktelemente benötigt. Es ist eine sehr flexible Anbindung möglich, da elektrische Komponenten nach der Anbindung des Drahtes noch positionierbar sind. Es sind auch dreidimensionale (3D) Strukturen darstellbar. Es sind nur wenige Prozessschritte erforderlich. Insbesondere kann nur ein Verbindungsprozess direkt auf die elektrische Komponenten erfolgen. Es wird eine kompakte Bauweise und damit eine sehr geringe Schaltungsträgergröße ermöglicht. Praktisch sind keine Werkzeugkosten für die Aufbau- und Verbindungstechnik erforderlich. Da nur wenige Werkzeuge zum Herstellen des Gesamtmoduls erforderlich sind, können kurze Erstellzeiten für Muster realisiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Durchführens einer Relativbewegung zwischen den Komponenten umfassen. Dabei kann der Schritt des Bewegens nach dem Schritt des Anschweißens des Drahtes an die zweite Verbindungsstelle durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine der Komponenten von der Position, in der der Draht angeschweißt wurde, in eine Zielposition bewegt werden, in der die Komponente zum Betrieb des Gesamtmoduls befestigt wird. Entsprechend kann die andere der Komponenten unabhängig, beispielsweise auch zeitlich zuvor oder zeitlich danach in eine weitere Zielposition bewegt werden. Dabei können sich beispielsweise ein Abstand und eine Ausrichtung der Komponenten zueinander ändern. Vorteilhafterweise können somit die Komponenten oder zumindest eine der Komponenten des Gesamtmoduls erst nach ihrer elektrischen Verbindung positioniert werden.
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Dazu kann das Verfahren einen Schritt des Befestigens zumindest einer der Komponenten an einer Trägerstruktur umfassen. Insbesondere kann die zumindest eine der Komponenten an einem Getriebe, beispielsweise einem Gehäuse oder einer Tragstruktur des Getriebes befestigt werden. Dabei kann der Schritt des Befestigens nach den Schritten des Anschweißens durchgeführt werden. Vorteilhafterweise kann der Vorgang des Anschweißens daher in einer zum Schweißen geeigneten Position der zumindest einen Komponente durchgeführt werden und die zumindest eine Komponente kann anschließend in der Zielposition befestigt werden.
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In den Schritten des Bereitstellens können die erste Komponente und die zweite Komponente so platziert werden, dass die erste Verbindungsstelle und die zweite Verbindungsstelle zum Anschweißen des Drahts von derselben Seite her zugänglich sind. Beispielsweise können die Verbindungsstellen in dieselbe Raumrichtung zeigen. Beispielsweise kann der Draht vor dem Anschweißen von dieser Seite her an die Verbindungsstellen angelegt werden. Auf diese Weise kann das Anschweißen sehr schnell und einfach durchgeführt werden.
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Der Draht kann eine Ummantelung zur elektrischen Isolierung des Drahts aufweisen. Das Verfahren kann Schritte des Entfernens von in Verbindungsbereichen zu den Verbindungsstellen liegenden Ummantelungsabschnitten des Drahtes umfassen. Beispielsweise kann die Ummantelung des Drahts an den Drahtenden, die mit den Verbindungsstellen verschweißt werden, entfernt werden. Dabei können die Schritte des Entfernens zeitlich vor oder während der Schritte des Anschweißens durchgeführt werden. Wird die Ummantelung während des Schweißvorganges entfernt, so ist kein zusätzlicher Arbeitsschritt zum Entfernen der Ummantelung erforderlich.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Bereitstellens einer mechanischen Drahtführung zum Umlenken des Drahtes und einen Schritt des Führens des Drahtes um die mechanische Drahtführung umfasst. Dabei kann der Schritt des Führens vor dem Schritt des Anschweißens des Drahtes an die zweite Verbindungsstelle ausgeführt werden. Auf diese Weise kann der Draht so umgelenkt werden, dass er zum Anschweißen an der zweiten Verbindungsstelle anliegt. Der Schritt des Anschwei-ßens kann vor oder nach dem Anschweißen des Drahts an die erste Verbindungsstelle durchgeführt werden. Auf diese Weise kann einfach eine zweidimensionale Verdrahtung realisiert werden. Auch kann der Draht um die oder eine weitere mechanische Drahtführung einmal oder mehrmals herumgewickelt werden oder sein, bevor der Draht an der zweiten Verbindungsstelle angeschweißt wird. Dadurch kann beispielsweise ein sehr langer Draht einfach gehandhabt werden. Der Draht kann nach dem Anschweißen aus der mechanischen Drahtführung entfernt werden. Alternativ kann der Draht auch an der mechanischen Drahtführung verbleiben.
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Das Verfahren kann einen Schritt des mechanischen Abstützens des Drahtes umfassen. Dabei kann der Schritt des mechanischen Abstützens zeitlich nach den Schritten des Anschweißens durchgeführt werden. Das mechanische Abstützen kann beispielsweise durch Einbetten des Drahts in ein Vergussmittel oder durch ein Festklemmen des Drahts in einer Klemmeinrichtung erfolgen. Dadurch kann die Schweißverbindung entlastet werden.
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Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens einer dritten elektronischen Komponente mit einer dritten elektrischen Verbindungsstelle und einen Schritt des Anschweißens eines weiteren elektrisch leitenden Drahtes an eine weitere erste Verbindungsstelle der ersten Komponente und einen Schritt des Anschwei-ßens des weiteren Drahtes an die dritte Verbindungsstelle der dritten Komponente umfassen. Auf diese Weise können eine Mehrzahl von Komponenten, auch mehr als drei Komponenten, zu dem Gesamtmodul verbunden werden. Beispielsweise können eine Mehrzahl von Komponenten sternförmig mit einer zentralen Komponente verbunden werden.
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Ein entsprechendes Gesamtmodul weist zumindest eine erste elektronische Komponente, eine zweite elektronische Komponente und einen biegsamen metallischen Draht auf, über den die erste Komponente mit der zweiten Komponente elektrisch leitend verbunden ist. Dabei kann zumindest eine der Komponenten eine integrierte elektronische Schaltung umfassen. Der biegsame Draht ist über eine erste Schweißverbindung mit einer ersten Verbindungsstelle der ersten Komponente und über eine zweite Schweißverbindung mit einer zweiten Verbindungsstelle der zweiten Komponente elektrisch leitfähig verbunden. Ein solches Gesamtmodul kann beispielsweise als eine Getriebesteuerung für ein Fahrzeug verwendet werden.
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Somit kann ein Getriebe für ein Fahrzeug eine Getriebesteuerung aufweisen, die als ein genanntes Gesamtmodul ausgeführt ist. Dabei kann die erste Komponente als eine Steuerungselektronik ausgeführt sein, die in einem ersten Gehäuse angeordnet ist, das an einer ersten Position des Getriebes befestigt ist. Die zweite Komponente kann als ein Sensor ausgeführt sein, der in einem zweiten Gehäuse angeordnet ist, das an einer zweiten Position des Getriebes befestigt ist. Dabei können die Gehäuse der Komponenten beabstandet zueinander in dem Getriebe angeordnet sein. Ein Gehäuse kann beispielsweise auch durch eine Vergussmasse gebildet sein. Der Draht zwischen den Verbindungsstellen kann über zumindest eine mechanische Umlenkung zum Umlenken des Drahts geführt sein. Vorteilhafterweise können die Komponenten erst nach dem Schweißvorgang an dem Getriebe befestigt werden.
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Ein Gesamtmodul oder eine Komponente kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Eingangssignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Gesamtmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung eines Gesamtmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Gesamtmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
- 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Getriebe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gesamtmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Gesamtmodul umfasst eine erste Komponente 102, eine zweite Komponente 104 und zwei Drähte 106, 108. Die gezeigte Anzahl der Komponenten 102, 104 und Drähte 106, 108 ist dabei lediglich beispielhaft gewählt.
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Die erste Komponente 102 weist eine erste Verbindungsstelle 112 und die zweite Komponente 104 weist eine zweite Verbindungsstelle 114 auf. Erste Enden der Drähte 106, 108 sind an der ersten Verbindungsstelle 112 angeschweißt. Zweite Enden der Drähte 106, 108 sind an der zweiten Verbindungsstelle 114 angeschweißt. Die Verbindungsstellen 112, 114 können dabei je zwei voneinander elektrisch isolierte Kontaktbereiche, einen pro Draht 106, 108, aufweisen. Die Drähte 106, 108 sind über mehrere Kurven, hier S-förmig, zwischen den Verbindungsstellen 112, 114 geführt. Dazu sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei mechanische Elemente 122, 124 als mechanische Drahtführung der Drähte 106, 108 vorgesehen. Die Drähte 106,108 sind dabei um die mechanischen Elemente 122, 124 herumgebogen. Die mechanischen Elemente 122, 124 können beispielsweise als Stifte ausgeführt sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der zweite Draht 108 an der zweiten Verbindungsstelle 114 unter Verwendung einer mechanischen Stützstelle 126 abgestützt, um die elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Draht 108 und der zweiten Verbindungsstelle 114 mechanisch zu entlasten. Beispielsweise kann die mechanische Stützstelle 126 durch eine zusätzliche Schweißverbindung, beispielsweise zu einer benachbart zu der zweiten Verbindungsstelle 114 angeordneten weiteren Kontaktfläche, realisiert sein. Die Verbindungsstellen 112, 114 sowie die weitere Kontaktfläche können als Metallflächen ausgeführt sein.
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Bei der Komponente 102 kann es sich um eine elektrische Komponente, beispielsweise in Form einer umspritzten Elektronik mit Kontaktstellen für die erste Verbindungsstelle 112 handeln. Bei der Komponente 104 kann es sich um eine weitere elektrische Komponente, beispielsweise einen Sensor handeln.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Komponenten 102, 104 so ausgerichtet, dass die Verbindungsstellen 122, 124 von derselben Seite, hier von oben zugänglich sind. Die Komponenten 102, 104 sind dabei in einer Ebene angeordnet. Die Komponenten 102, 104 befinden sich einer Montageposition, in der die Drähte 106, 108 mit den Komponenten 102, 104 verbunden werden. Nach dem Anschweißen der Drähte 106, 108 können beide Komponenten 102, 104 oder eine der Komponenten 102, 104 aus der in 1 gezeigten Montageposition in eine Zielposition bewegt werden, wie sie in 2 gezeigt ist. Dazu kann die zu bewegende Komponente 102, 104 sowohl eine Drehbewegung als auch eine Linearbewegung ausführen. Dabei kann sich sowohl ein Abstand als auch eine Ausrichtung zwischen den Komponenten 102, 104 verändern.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Gesamtmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um das in 1 gezeigte Gesamtmodul handeln, wobei zumindest die zweite Komponente 104 nach erfolgtem Anschweißen der Drähte 106, 108 gegenüber der ersten Komponente 102 verkippt wurde. Durch das Verkippen ist die zweite Komponente 104 in ihre Zielposition überführt worden, an der sie im Folgenden auch während des Betriebs des Gesamtmoduls angeordnet ist. Beispielsweise sind die beiden Komponenten 102, 104 nun rechtwinklig zueinander ausgerichtet.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die zweite Komponente 104, beispielsweise in Form eines Sensors, nach der elektrischen Verdrahtung gedreht und mechanisch fixiert worden. Es ist also eine mechanische Ausrichtung oder Positionierung und eine Fixierung nach der elektrischen Verdrahtung durchgeführt worden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die erste Komponente 102 bereits in der Zielposition verdrahtet worden. Beispielsweise kann die erste Komponente 102 bereits vor dem Anschweißen der Drähte 106, 108 an der Zielposition, die gleich der Montageposition ist, fixiert worden sein und in dieser Position auch während des nachfolgenden Betriebs des Gesamtmoduls verbleiben. Alternativ kann die erste Komponente 102 nach dem Anschweißen der Drähte 106, 108 ebenfalls an eine Zielposition bewegt werden.
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In 2 ist eine Seitenansicht der mechanischen Elemente 122, 124 zur Drahtführung gezeigt. Die mechanischen Elemente 122, 124 können nach der Ausrichtung und Fixierung der Komponenten 102, 104 entfernt werden oder aber auch verbleiben, um auch während des Betriebs des Gesamtmoduls eine sichere Führung der Drähte 106, 108 zu gewährleisten.
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Im Folgenden werden anhand der 1 und 2 einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt erfolgt eine Verdrahtung der Komponenten 102, 104 mittels angeschweißtem Draht 106, 108. Dabei werden mindestens zwei elektronische Komponenten 102, 104, auch Bauteile genannt, bereitgestellt, die elektrisch verbunden werden. Die elektrische Verbindung besteht aus zumindest einem biegsamen metallischen Draht 106, 108. Der zumindest eine Draht 106, 108 ist an beide Komponenten 102, 104 elektrisch durch eine Schweißung, beispielsweise durch Widerstandsschweißen, Laserschweißen oder Ultraschallschweißen, elektrisch angebunden. Der zumindest eine Draht 106, 108 ist dabei, insbesondere zur Verdrahtung über längere Distanzen, um Radien oder Ecken geführt. Solche Radien oder Ecken können durch spezielle mechanische Elemente 122, 124 oder durch Abschnitte einer Tragestruktur gebildet sein, an der die Komponenten 102, 104 fixiert sind oder fixiert werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der zumindest eine Draht 106, 108 mit einem Schutzlack ummantelt, der vor Medieneinfluss (z.B. ATF-ÖI schützt). Eine solche Ummantelung wird direkt vor dem oder während des des Schweißprozess entfernt, beispielsweise thermisch oder mittels Laser.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Komponenten 102, 104 nach der elektrischen Verdrahtung erst in die endgültige Position gebracht, beispielsweise verschoben, angehoben oder gedreht, und dann mechanisch fixiert, beispielsweise durch Verschrauben, Verstemmen oder Verschweißen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die elektrische Verbindungsstelle zwischen Draht 106, 108 und Komponente 102, 104 durch eine zusätzliche mechanische Abstützung 126 vor der Verbindungsstelle 122, 124 mechanisch geschützt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der zumindest eine Draht 106, 108 um ein mechanisches Element gewickelt wird, der zumindest eine Draht 106, 108 auf ein vorgelagertes Element geschweißt wird, welches nicht vorrangig dem elektrischen Kontakt dient, der zumindest eine Draht 106, 108 durch eine Klemmung geführt wird oder bei weiteren Montageschritten mechanisch geklemmt wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die elektrischen Verbindungsstellen 102, 124 durch eine anschließende Umkapselung, z.B. einen Verguss, vor Umwelteinflüssen (z.B. ATF-ÖI) geschützt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Komponenten 102, 104, beispielsweise in Form einer Steuerungselektronik oder Sensorik, mit einem Kunststoff umspritzt, in dem die Kontaktstellen 122, 124 freigespart sind.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Gesamtmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um das in den 1 und 2 gezeigte Gesamtmodul handeln.
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Das Verfahren zum Herstellen des Gesamtmoduls weist einen Schritt 301 des Bereitstellens einer ersten elektronischen Komponente und zumindest einen Schritt 303 des Bereitstellens einer weiteren elektronischen Komponente auf. In einem Schritt 305 wird zumindest ein elektrisch leitender Draht an eine erste Verbindungsstelle der ersten Komponente angeschweißt und in einem Schritt 307 wird der zumindest eine Draht an eine weitere Verbindungsstelle der weiteren Komponente angeschweißt. Der Verbund aus den Komponenten und dem Draht bildet nun das Gesamtmodul.
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Die Schritte 301, 303, 305, 307 können auch in einer anderen als der gezeigten Reihenfolge oder zumindest teilweise gleichzeitig ausgeführt werden.
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Werden weitere Komponenten bereitgestellt, so können diese über den zumindest einen Draht oder einen oder mehrere weitere Drähte in entsprechender Weise elektrisch zu dem Gesamtmodul verbunden werden.
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In einem weiteren optionalen Schritt 309 kann nach dem Anschweißen des Drahtes zumindest eine der Komponenten aus einer Montageposition in eine Zielposition bewegt werden und dort befestigt oder fixiert werden. Dazu können die Komponenten relativ zueinander bewegt werden.
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Im Folgenden wird anhand der vorangegangenen Figuren ein Ausführungsbeispiel zum Herstellen eines Gesamtmoduls beschrieben.
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Dabei werden die zu verbindenden elektrischen Komponenten 102, 204 platziert 301, 303, bevorzugt so, dass die Verbindungsstellen 122, 124 alle von derselben Seite zugänglich sind. Zumindest ein Draht 106, 108 wird an der ersten Komponente 102 angeschweißt 305. Dabei wird gegebenenfalls eine Ummantelung vorher oder während des Schweißprozesses 305 entfernt.
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Der zumindest eine Draht 106, 108 wird zur zweiten Komponente 104 geführt, gegebenenfalls über mechanische Elemente 122, 124, z.B. in Form von Kunststoffstiften, gewickelt oder um Radien geführt, um eine 2D-Verdrahtung zu ermöglichen, wie es in 1 gezeigt ist.
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Anschließend wird der zumindest eine Draht 104, 106 an der zweiten Komponente 104 angeschweißt 307.
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Gegebenenfalls werden die elektrischen Komponenten 102, 104 noch in die endgültige Position gebracht 309 und mechanisch fixiert, wie es in 2 gezeigt ist.
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Gegebenenfalls wird der zumindest einen Draht 104, 106 in weiteren Montageschritten noch mechanisch gestützt, beispielsweise durch Verguss oder dadurch, dass er verklemmt wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die beschriebene elektrische Kontaktierung bzw. das Verdrahtungsverfahren ein Schweißverfahren in Kombination mit weiteren Elementen, wie Drahtführung, Medienschutz der Verdrahtung und der Kontaktstellen durch Ummantelung oder Verguss, Fixierung des Drahtes und abschließend einen gesamthaften Aufbau einer kompletten Steuerung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Gesamtmodul ein Steuerungsmodul darstellen. Mittels des beschriebenen Herstellungsverfahrens kann somit ein Steuerungsmodul aufgebaut werden, insbesondere als integrierte Getriebesteuerung zum Einbau in ein Getriebe.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 450 mit einem Getriebe 452 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Durch das Getriebe 452 wird ein Motor 454 des Fahrzeugs 450 mit einer Antriebsachse 456 des Fahrzeugs 450 gekoppelt. Eine Getriebesteuerung des Getriebes 452 ist durch ein Gesamtmodul realisiert, wie es anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben ist. Lediglich beispielhaft weist die Getriebesteuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine erste Komponenten 102, beispielsweise eine Steuerelektronik und zwei weitere Komponenten 104, 462, beispielsweise in Form von Sensoren oder Aktoren auf. Ein Sensor kann beispielsweise ein induktiver Sensor zur Abfrage einer Schaltposition, ein Drehzahlsensor oder ein Temperatursensor sein. Ein Aktor kann beispielsweise ein elektromechanischer Aktor sein.
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Die erste Komponente 102 ist mit den weiteren Komponenten 104, 462 je über zumindest einen Draht, der an jeweiligen Verbindungsstellen der Komponenten 102, 104, 462 angeschweißt ist, verbunden.
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Die Komponenten 102, 104, 462 sind im Inneren eines Gehäuses des Getriebes 452, beispielsweise an dem Gehäuse oder einer Tragstruktur des Getriebes 452 befestigt. Dabei kann zum Einbau des Gesamtmoduls in das Getriebe 452 zumindest eine der Komponenten 102, 104, 462 an die jeweilige Zielposition dieser Komponente 102, 104, 462 bewegt worden sein, nachdem die Komponenten 102, 104, 462 bereits über die Drähte elektrisch miteinander verbunden worden sind.
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Als Schutz vor Umwelteinflüssen können die Komponenten 102, 104, 462 je ein eigenes Gehäuse aufweisen oder eine geeignete Umspritzung aufweisen. Beispielhaft weist die Komponente 102 eine integrierte Schaltung 470, beispielsweise in Form eines ASICs auf. Die integrierte Schaltung 470 ist durch eine Einhausung der Komponente 102 vor Umwelteinflüssen geschützt. Die Verbindungsstelle der Komponente 102 ist über zumindest eine interne, durch die Einhausung führende Leitung, mit der integrierten Schaltung elektrisch leitend verbunden. Somit stellt die Verbindungsstelle der Komponente 102 eine äußere Schnittstelle der integrierten Schaltung 470 da.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 102
- erste Komponente
- 104
- zweite Komponente
- 106
- erster Draht
- 108
- zweiter Draht
- 112
- erste Verbindungsstelle
- 114
- zweite Verbindungsstelle
- 122
- mechanisches Element
- 124
- mechanisches Element
- 126
- mechanische Stützstelle
- 301
- Schritt des Bereitstellens
- 303
- Schritt des Bereitstellens
- 305
- Schritt des Anschweißens
- 307
- Schritt des Anschweißens
- 309
- Schritt des Bewegens
- 450
- Fahrzeug
- 452
- Getriebe
- 454
- Motor
- 456
- Antriebsachse
- 462
- weitere Komponente
- 470
- integrierte Schaltung
