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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmeanordnung und ein Verfahren zur Aufnahme von einer elektrischen Komponente.
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Stand der Technik
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Es ist bekannt, ein Schütz über sogenannte Anschraublaschen mechanisch mit einer Komponente zur Halterung des Schützes zu verschrauben. Diese Art der mechanischen Anbindung des Schützes ist jedoch fehlerbehaftet und auch aufwändig, da zum Beispiel stets zusätzliches und passendes Werkzeug zur Verfügung stehen muss. Eine einfachere Lösung zur mechanischen Anbindung eines Schützes würde darin bestehen, das Schütz über eine Clip- oder Rastverbindung mit der zu befestigenden Komponente zu verbinden. Bestehende Lösungen sehen dabei nur einen einfachen Verlierschutz vor.
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Jedoch sind bei einer Clipsverbindung im Zusammenhang mit einem Schütz zusätzliche Faktoren, wie ein ausreichender mechanischer Halt bei Auftreten von Vibrationen oder Shocks ebenso zu berücksichtigen, wie die Möglichkeit eines Toleranzausgleiches in X- und Y-Richtung.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine Aufnahmeanordnung und ein Verfahren zur Aufnahme von einer elektrischen Komponente Vorrichtung bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch eine Aufnahmeanordnung und ein Verfahren gelöst werden kann, bei denen ein Federelement zwischen einem ersten Seitenelement und einem zweiten Seitenelement der Aufnahmeanordnung ausgebildet ist, wobei das Federelement ausgebildet ist, dass bei einem Erreichen einer Endposition der elektrischen Komponente, in der die elektrischen Komponente von der Aufnahmeanordnung vollständig aufgenommen ist, in Richtung des Aufnahmeraums zurück zu federn und an die elektrische Komponente anschlägt, um eine definierte Kontaktkraft auf die elektrische Komponente zur Halterung der elektrischen Komponente in der Aufnahmeanordnung auszuüben. Ferner weist die Aufnahmeanordnung ein Rastelement auf, damit ein Abschnitt der elektrischen Komponente mit dem Rastelement verrastbar ist, wenn sich die elektrische Komponente in der Endposition befindet. Zudem sind in der vorliegenden Erfindung die beiden Seitenelemente und das Federelement aus einem V0-Kunststoffmaterialausgebildet.. Dadurch ergibt sich die fertigbare Geometrie des Federelements. Ein VO-Kunststoffmaterial zeichnet sich dadurch aus, dass es Zusatzstoffe mit flammhemmender Wirkung sowie Glasfaseranteile enthalten kann. Dadurch wird erreicht, dass die beiden Seitenelemente und das Federelement eine hohe Bruchdehnung aufweisen. Insbesondere die vorliegende Geometrie des Federelements bzw, der beiden Seitenelemente wurde aufgrund der hohen Bruchdehnung der Kunststoffe entsprechend gewählt. Der Einsatz eines V0-Kunststoffmaterials wird insbesondere durch die Themen E-Mobility und Hochvolt-Anwendungen von der Automobilindustrie gefordert.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Offenbarung eine Aufnahmeanordnung zur Aufnahme von einer elektrischen Komponente, mit mindestens ein erstes Seitenelement und mindestens ein zweites Seitenelement, welche mittels eines Bodenelements derart miteinander verbunden sind, dass diese einen nach oben und entgegen einer Einschubrichtung der elektrischen Komponente in die Aufnahmeanordnung zumindest teilweise offenen Aufnahmeraum zur Aufnahme der elektrischen Komponente bilden, wobei zwischen dem ersten Seitenelement und dem zweiten Seitenelement ein Federelement angeordnet ist, wobei das Federelement ein Basiselement und ein Kopfelement aufweist, wobei das Basiselement zwischen dem ersten Seitenelement und dem zweiten Seitenelement angeordnet ist, und wobei das Kopfelement des Federelements ausgebildet ist, sich bei einem Einschub der elektrischen Komponente in Einschubrichtung in den Aufnahmeraum von dem Aufnahmeraum weg zu bewegen und das Kopfelement des Federelements ferner ausgebildet ist, bei Erreichen einer Endposition der elektrischen Komponente, in der die elektrischen Komponente von der Aufnahmeanordnung vollständig aufgenommen ist, in Richtung des Aufnahmeraums zurück zu federn und an die elektrische Komponente anschlägt, um eine definierte Kontaktkraft auf die elektrische Komponente zur Halterung der elektrischen Komponente auszuüben. Das mindestens zweite Seitenelement weist mindestens ein Rastelement auf, damit ein Abschnitt der elektrischen Komponente mit dem Rastelement verrastbar ist, wenn sich die elektrische Komponente in der Endposition befindet, und wobei die beiden Seitenelemente und das Federelement aus einem V0-Kunststoffmaterial ausgebildet sind.
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Durch die erfindungsgemäße Aufnahmeanordnung ergeben sich folgende Vorteile:
- Ein fehlerbehaftetes Verschrauben der elektrischen Komponente, das oft mit zusätzlichem Kosten-, Mehraufwand und erhöhten Taktzeiten in der Produktion einhergeht, wird vermieden. Ferner ist ein automatisches Zuführen der elektrischen Komponente, wie dem Schütz, möglich. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ferner eine mechanische Absicherung gegen mechanische Belastungen, wie zum Beispiel, Shock und Vibration in X- und Y-Richtung der elektrischen Komponente. Zudem ist ein Toleranzausgleich in X- und Y-Richtung der elektrischen Komponente möglich. Ebenso wird durch die vorliegende Erfindung neben einer toleranzarmen Aufnahme in Z-Richtung der elektrischen Komponente auch auf einfache Weise eine Verliersicherung in der Produktion ermöglicht.
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In einer Ausführungsform dient ein Abschnitt des Basiselements des Federelements zur Verbindung des ersten Seitenelement und des zweiten Seitenelements. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Aufnahmeanordnung eine mechanische Robustheit gegenüber äußeren Einflüssen besitzt.
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In einer Ausführungsform weist das Basiselement des Federelements einen im wesentlichen bauchförmigen und nach außen weg vom Aufnahmeraum weisenden Biegeabschnitt auf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Federelement besonders dehnungsfähig ausgebildet ist und je nach Ausbildung der elektrischen Komponente die Haltekraft auf die elektrische Komponente innerhalb der Aufnahmeanordnung flexibel einstellbar oder anpassbar ist und zum Beispiel in einer Spritzgussmaschine ohne Einsatz von Schiebern kostengünstig gefertigt werden kann.
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In einer Ausführungsform ist die Größe und Form des Biegeabschnitts des Basiselements des Federelements in Abhängigkeit der einzustellenden Kontaktkraft, welche auf die elektrische Komponente ausübbar ist, einstellbar. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Aufnahmeanordnung auf einfache und flexibel Weise auf die zu haltende elektrische Komponente anpassbar ist.
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In einer Ausführungsform weist das Kopfelement des Federelements von dem Basiselement aus einen länglich ausgebildeten Halteabschnitt auf, um eine möglichst große Kontaktfläche bzw. Auflagefläche zur Ausübung der Kontaktkraft auf eine zu kontaktierende Seitenfläche der elektrischen Komponente bereitzustellen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die zu haltende elektrische Komponente besonders gut gegen von außen einwirkende Belastungen, wie Vibration und Shock, abgesichert ist.
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In einer Ausführungsform weist das Rastelement eine Rastnase auf und ist zwischen zwei Federelementen angeordnet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Aufnahmeanordnung die aufzunehmende elektrische Komponente besonders sicher fixiert.
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In einer Ausführungsform ist an einem Kopfende des zweiten Seitenelements ein Rast- oder Schnapphaken ausgebildet. Dadurch wird der Vorteil einer mechanischen Absicherung und Fixierung der elektrischen Komponente erreicht.
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In einer Ausführungsform weist die Bodenplatte mindestens eine Öffnung und / oder mindestens einen Durchbruch auf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass Luft- und Kriechstrecken vermieden werden, wenn eine äußere Belastung auf die Aufnahmeanordnung und damit auf die zu haltende elektrische Komponente einwirken.
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In einer Ausführungsform die elektrische Komponente als ein Relais oder als ein Schütz ausgebildet.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Offenbarung ein Verfahren zur automatisierten Montage einer elektrischen Komponente mit einer Aufnahmeanordnung. In einem ersten Schritt erfolgt ein Bereitstellen der Aufnahmeanordnung in eine Montageposition. In einem zweiten Schritt erfolgt das Aufnehmen der elektrischen Komponente durch eine Greifvorrichtung. In einem dritten Schritt erfolgt das Einsetzen der elektrischen Komponente in die Aufnahmeanordnung durch Bewegen der Greifvorrichtung in eine Einschubrichtung in einen Aufnahmeraum der Aufnahmeanordnung, wobei sich ein Kopfelement eines Federelements bei dem Einschub der elektrischen Komponente in Einschubrichtung in den Aufnahmeraum von dem Aufnahmeraum weg bewegt und das Kopfelement des Federelements bei Erreichen einer Endposition der elektrischen Komponente, in der die elektrischen Komponente von der Aufnahmeanordnung vollständig aufgenommen ist, in Richtung des Aufnahmeraums zurückfedert und an die elektrische Komponente anschlägt, um eine definierte Kontaktkraft auf die elektrische Komponente zur Halterung der elektrischen Komponente in der Aufnahmeanordnung auszuüben. In einem vierten Schritt erfolgt das Verrasten eines Rastelements des mindestens zweiten Seitenelements mit einem Abschnitt der elektrischen Komponente, wenn sich die elektrische Komponente in der Endposition befindet. Dadurch kann insbesondere die Verwendung von Schablonen und Hilfsvorrichtungen entfallen.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Aufnahmeanordnung zur automatisierten Montage einer elektrischen Komponente in einer Ausführungsform;
- 2 eine Aufnahmeanordnung zur automatisierten Montage einer elektrischen Komponente in einer Ausführungsform;
- 3 eine Aufnahmeanordnung zur automatisierten Montage einer elektrischen Komponente in einer Ausführungsform;
- 4 schematisch ein Verfahren zur automatisierten Montage einer elektrischen Komponente mit einer Aufnahmeanordnung in einer Ausführungsform.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt eine Aufnahmeanordnung 1 zur Aufnahme von einer elektrischen Komponente 20 mit einem ersten Seitenelement 2, 2a und einem zweiten Seitenelement 2, 2b, welche mittels eines Bodenelements 6 derart miteinander verbunden sind, dass diese einen nach oben und entgegen einer Einschubrichtung 21 der elektrischen Komponente 20 in die Aufnahmeanordnung 1 zumindest teilweise offenen Aufnahmeraum 10 zur Aufnahme der elektrischen Komponente 20 bilden. Die elektrischen Komponente 20 kann dabei vorzugweise als ein Relais oder als ein Schütz ausgebildet sein, ist jedoch nicht auf diese Funktion beschränkt.
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Zwischen dem ersten Seitenelement 2, 2a und dem zweiten Seitenelement 2, 2b ist ein Federelement 3 angeordnet ist, wobei das Federelement 3 ein Basiselement 3a und ein Kopfelement 3b aufweist. Das Basiselement 3 ist zwischen dem ersten Seitenelement 2, 2a und dem zweiten Seitenelement 2, 2b angeordnet. Das Kopfelement 3b des Federelements 3 ist ausgebildet, sich bei einem Einschub der elektrischen Komponente 20 in Einschubrichtung 21 in den Aufnahmeraum 10 von dem Aufnahmeraum 10 weg zu bewegen. Das Kopfelement 3b des Federelements 3 ist ferner ausgebildet, bei Erreichen einer Endposition der elektrischen Komponente 20, in der die elektrischen Komponente 20 von der Aufnahmeanordnung 1 vollständig aufgenommen ist, in Richtung des Aufnahmeraums 10 zurückzufedern und an die elektrische Komponente 20 anschlägt. Auf diese Weise wird eine definierte Kontaktkraft auf die elektrische Komponente 20 zur Halterung der elektrischen Komponente 20 ausgeübt.
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Das zweite Seitenelement 2, 2b weist ein Rastelement 4 auf, damit ein Abschnitt der elektrischen Komponente 20 mit dem Rastelement 4 verrastbar ist, wenn sich die elektrische Komponente 20 in der Endposition befindet.
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Die beiden Seitenelemente 2, 2a, 2b und das Federelement 3 sind dabei aus einem V0-Kunststoffmaterial ausgebildet. Das bedeutet, dass dieses Material Anteile von flammhemmenden Zusatzstoffen aufweist. Dies hat mehrere Vorteile: Einerseits erschwert dies die Entflammbarkeit des Materials der Aufnahmeanordnung. Zudem müssen nicht alle Elemente der Aufnahmeanordnung eine gleichartige Robustheit aufweisen, was in Bezug auf ein geringeres Gewicht und höherer Kosteneffizienz bei der Herstellung der Aufnahmeanordnung bautechnische Vorteile mit sich bringt.
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Die 1 zeigt ferner, dass die Aufnahmeanordnung 1 einen Abschnitt 3e des Basiselements 3a des Federelements 3 aufweist. Dieser dient zur Verbindung des ersten Seitenelements 2, 2a und des zweiten Seitenelements 2, 2b. Die Seitenelemente 2a können dabei, wie in den 1 bis 3 dargestellt, relativ hohe Anschläge in X-/Y-Richtung der Aufnahmeanordnung 1 ausgebildet sein und zudem nachstellbare Rippen (nicht dargestellt) aufweisen, um hohe mechanische Belastungen, die auf die Aufnahmeanordnung 1 wirken, standzuhalten bzw. absorbieren zu können.
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Das Basiselement 3a des Federelements 3 hat in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen einen im wesentlichen bauchförmigen und nach außen weg vom Aufnahmeraum 10 weisenden Biegeabschnitt 3f.
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Die Größe und Form des Biegeabschnitts 3f des Basiselements 3a des Federelements 3 ist dabei in Abhängigkeit der einzustellenden Kontaktkraft, welche auf die elektrische Komponente 20 ausübbar ist, einstellbar. Auf diese Weise kann flexibel Kontaktkraft eingestellt werden, die auf die aufzunehmende elektrische Komponente 20 wirken soll, um diese sicher in der Aufnahmeanordnung 1 zu fixieren.
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Die 1 zeigt ferner, dass das Kopfelement 3b des Federelements 3 von dem Basiselement 3a aus einen länglich ausgebildeten Halteabschnitt 3c aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, eine möglichst große Kontaktfläche bzw. Auflagefläche zur Ausübung der Kontaktkraft auf eine zu kontaktierende Seitenfläche 2a der elektrischen Komponente 20 bereitzustellen. Über den Halteabschnitt 3c, der ein sogenanntes entformbares Federelement darstellt, lassen sich auf vorteilhafte Weise Toleranzen in X-/Y-Richtung der Aufnahmeanordnung 1 ohne einen zusätzlichen Einsatz von Schiebern in der Spritzgussanlage ausgleichen.
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Die 1 bis 3 zeigen, dass das Rastelement 4 eine Rastnase 4a aufweist und zwischen zwei Federelementen 3 angeordnet ist.
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Auch zeigen die 1 bis 3, dass an einem Kopfende 2c des zweiten Seitenelements 2, 2b ein Rast- oder Schnapphaken ausgebildet ist, der in der gezeigten Ausführungsform beispielhaft eine abfallende oder abschrägte Form am Kopfende 2c des zweiten Seitenelements 2, 2b aufweist. Diese Fixiermittel, wie Rastnase 4a und Schnapphaken ermöglichen eine sichere Fixierung und Positionierung der in der Aufnahmeanordnung 1 aufgenommenen elektrischen Komponente 20.
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In den 2 und 3 ist zu erkennen, dass die Bodenplatte 6 eine Öffnung 7 und einen Durchbruch 8 aufweist. Diese können auch als nachstellbare Rippen ausgebildet sein und tragen dazu bei, eine Luftstrecke zu vermeiden und eine Kriechstrecke zu verlängern.
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Die 3 zeigt ferner einen Montagezustand, in welchem die die elektrische Komponente 20 in die Aufnahmeanordnung 1 eingeschoben wird.
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Die 4 zeigt schematisch ein Verfahren 100 zur automatisierten Montage einer elektrischen Komponente 20 mit einer Aufnahmeanordnung 1. In einem ersten Schritt 110 erfolgt ein Bereitstellen der Aufnahmeanordnung 1 in eine Montageposition. In einem zweiten Schritt 120 erfolgt das Aufnehmen der elektrischen Komponente 20 durch eine Greifvorrichtung (nicht dargestellt in den 1 bis 3). In einem dritten Schritt 130 erfolgt das Einsetzen der elektrischen Komponente 20 in die Aufnahmeanordnung 1 durch Bewegen der Greifvorrichtung in eine Einschubrichtung 21 in einen Aufnahmeraum 10 der Aufnahmeanordnung 1, wobei sich ein Kopfelement 3b eines Federelements 3 bei dem Einschub der elektrischen Komponente 20 in Einschubrichtung 21 in den Aufnahmeraum 10 von dem Aufnahmeraum 10 weg bewegt und das Kopfelement 3b des Federelements 3 bei Erreichen einer Endposition der elektrischen Komponente 20, in der die elektrischen Komponente 20 von der Aufnahmeanordnung 1 vollständig aufgenommen ist, in Richtung des Aufnahmeraums 10 zurückfedert und an die elektrische Komponente 20 anschlägt, um eine definierte Kontaktkraft auf die elektrische Komponente 20 zur Halterung der elektrischen Komponente 20 in der Aufnahmeanordnung 1 auszuüben. In einem vierten Schritt 140 erfolgt das Verrasten eines Rastelements 4 des mindestens zweiten Seitenelements 2, 2b mit einem Abschnitt der elektrischen Komponente 20, wenn sich die elektrische Komponente 20in der Endposition befindet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufnahmeanordnung
- 2, 2a
- Erstes Seitenelement
- 2, 2b
- Zweites Seitenelement
- 2c
- Kopfende
- 3
- Federelement
- 3a
- Basiselement
- 3b
- Kopfelement
- 3c
- Halteabschnitt
- 3f
- Biegeabschnitt
- 4
- Rastelement
- 4a
- Rastnase
- 6
- Bodenelement
- 7
- Öffnung
- 8
- Durchbruch
- 10
- Aufnahmeraum
- 20
- Elektrische Komponente
- 21
- Einschubrichtung
- 100
- Verfahren
- 110
- Bereitstellen der Aufnahmeanordnung
- 120
- Aufnehmen der elektrischen Komponente
- 130
- Einsetzen der elektrischen Komponente
- 140
- Verrasten des Rastelements
