DE112016001613T5

DE112016001613T5 - Verfahren zur Herstellung eines Bürstenhalterreglers des Stromgenerators eines Kraftfahrzeugs, entsprechender Bürstenhalterregler und ausgestatteter Stromgenerator

Info

Publication number: DE112016001613T5
Application number: DE112016001613.1T
Authority: DE
Inventors: Hugues TEMPEZ; Laurent LEDOUX; Henri-Charles SMAEGHE
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2016-04-01
Publication date: 2018-01-04
Also published as: MX2017012868A; CN107438921B; FR3034921A1; CN107438921A; WO2016162618A1; FR3034921B1

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Bürstenhalterreglers (13) umfasst einen ersten Schritt, um aus einem Blechstreifen einen Rohling eines Leiterbahnenschaltkreises zu bilden, der dafür vorgesehen ist, zumindest eine elektronische Komponente des Reglers elektrisch zu einem elektrischen Verbindungsmittel (9, 10) desselben zu verbinden, wobei der Schaltkreis Leiterbahnen umfasst, die miteinander durch mechanisch federnde Abschnitte (6) verbunden sind; und einen zweiten Schritt, um den Schaltkreis mit einem Kunststoff zu umspritzen. Erfindungsgemäß bildet der besagte zweite Schritt ein den Bürstenhalterregler vollständig umspritzt umgebendes, den besagten Leiterbahnenschaltkreis aufnehmendes Gehäuse mit einem Durchgangshohlraum (12) aus, wobei mechanisch federnde Abschnitte des Schaltkreises von einem bestimmten Bereich desselben umfasst sind, der in dem Durchgangshohlraum liegt. Ein dritter Schritt ist vorgesehen, um die mechanisch federnden Abschnitte derart zu entfernen, dass elektrische Verbindungslaschen für die elektronischen Komponenten gebildet werden.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bürstenhalterreglers von einem Stromgenerator eines Kraftfahrzeugs sowie einen nach diesem Verfahren hergestellten Bürstenhalterregler. Sie betrifft auch einen Stromgenerator, der diesen Bürstenhalterregler aufweist.
Technologischer Hintergrund der Erfindung
Die modernen Stromgeneratoren für Kraftfahrzeuge sind kompakte Ausrüstungsgeräte, in welchen Vorrichtungen zur Steuerung und Regelung integriert sind.
Es ist der dem Kollektor des Rotors zugeordnete Bürstenhalter, der meistens die Vorrichtung zur Regelung der vom Stromgenerator erzeugten Stromspannung aufweist, und eine Kombination aus Regler und Bürstenhalter bildet, die mit dem elektrischen Kabelbaum des Fahrzeugs mittels Anschlussklemmen oder Steckern verbunden ist.
Ein Bürstenhalterregler dieses Typs ist beispielsweise in der Patentanmeldung FR 29694911 der Gesellschaft VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR beschrieben. Dieser Bürstenhalterregler umfasst axiale Verbindungsanschlüsse und einen Verbinder, der dazu vorgesehen ist, mit einer elektronischen Steuerungseinheit des Verbrennungsmotors verbunden zu werden. Die Verbindungsanschlüsse und der Verbinder sind über einen Leiterbahnenschaltkreis mit elektronischen Komponenten der Regelung verbunden, und in bekannter Weise ist dieser Leiterbahnenschaltkreis von einem Rohling gebildet, der in einem Anfangsschritt durch Pressen eines metallenen Blechs oder Blechstreifens erhalten wird. In diesem Rohling sind die Leiterbahnen nicht vollständig getrennt, Restabschnitte des Metallblechs halten sie in Position zwecks eines ersten Schrittes einer Vor-Umspritzung.
Dieser erste Schritt der Vor-Umspritzung dient dem Zweck, die Leiterbahnen mittels eines elektrisch isolierenden Kunststoffmaterials mechanisch festzuhalten, bevor sie in einem zweiten Schritt zum Zwecke eines Schrittes der finalen Umspritzung elektrisch getrennt werden. Alternativ ist der erste Schritt der Vor-Umspritzung durch einen anderen ersten Schritt der vollständigen ersten Trennung der Leiterbahnen ersetzt. In dem zweiten Schritt werden die Leiterbahnen dann vor dem Schritt der finalen Umspritzung einer nach der anderen in einer Spritzform positioniert.
Diese im Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren haben Nachteile, entweder die Notwendigkeit eines Schrittes der Vor-Umspritzung, der den Umspritzungsschritt verdoppelt, oder die Notwendigkeit eines Vorgangs der genauen Positionierung der getrennten Leiterbahnen in der Spritzform, wobei der Positioniervorgang schwierig zu automatisieren ist.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bürstenhalterreglers von einem Stromgenerator eines Kraftfahrzeugs des Typs umfassend:

– einen ersten Schritt, um aus einem Blechstreifen einen Rohling eines Leiterbahnenschaltkreises zu bilden, der dafür vorgesehen ist, zumindest eine elektronische Komponente des Bürstenhalterreglers elektrisch zu einem elektrischen Verbindungsmittel des Bürstenhalterreglers zu verbinden, wobei der Leiterbahnenschaltkreis bestimmte Leiterbahnen umfasst, die miteinander durch mechanische Halteabschnitte verbunden sind; und
– einen zweiten Schritt, um den besagten Leiterbahnenschaltkreis mit einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial zu umspritzen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsvariante des Verfahrens gemäß der Erfindung werden der genannte erste und dritte Schritt durch einen Pressvorgang und/oder einen Prägevorgang durchgeführt.
Gemäß eines anderen Aspekts betrifft die Erfindung einen Bürstenhalterregler von einem Stromgenerator eines Kraftfahrzeugs, erhalten durch die Anwendung des vorstehend kurz beschriebenen Verfahrens, des Typs umfassend ein gespritztes, einen Leiterbahnenschaltkreis und eine Aufnahme für ein zumindest eine elektronische Steuerungskomponente aufnehmendes Gehäuse, die besagte Aufnahme einen Durchgangshohlraum umfasst, in welcher elektrische Verbindungslaschen des Leiterbahnenschaltkreises für die besagte zumindest eine elektronische Komponente angeordnet sind.
Gemäß eines anderen Merkmals des Reglers gemäß der Erfindung ist der genannte Durchgangshohlraum durch einen Deckel oder eine Abdeckung aus Kunstharz verschlossen ist.
Gemäß eines weiteren anderen Merkmals des Reglers gemäß der Erfindung ist der genannte Durchgangshohlraum durch einen Kühlkörper verschlossen.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Stromgenerator eines Kraftfahrzeugs umfassend einen Bürstenhalterregler, der die vorstehend angegebenen Merkmale zeigt.
Bereits diese wenigen notwendigen Angaben werden dem Fachmann die durch diesen Bürstenhalterregler und sein Herstellungsverfahren im Vergleich zum Stand der Technik bereitgestellten Vorteile offensichtlich machen.
Die ausführlichen Angaben der Erfindung sind in der Beschreibung gegeben, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen folgt. Es sollte beachtet werden, dass diese Zeichnungen ausschließlich den Text der Beschreibung veranschaulichen und in keinster Weise eine Beschränkung des Schutzumfangs begründen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1a, 1b und 1c veranschaulichen entsprechend den ersten, zweiten und dritten Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Bürstenhalterreglers von einem Stromgenerator eines Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung.
Die 2a und 2b zeigen entsprechend perspektivisch die Oberseite und die Unterseite eines Bürstenhalterreglers von einem Stromgenerator eines Kraftfahrzeugs, der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist.
Beschreibung einer besonderen Ausführungsvariante der Erfindung
Es wird nun eine besondere Ausführungsvariante der Erfindung für einen Bürstenhalterregler 13 gemäß einer besonderen Anwendung der Erfindung beschrieben. In einem ersten Schritt, der in der 1a gezeigt ist, wird mittels Pressen oder Prägen eines metallischen Blechstreifens ein Rohling eines Schaltkreises aus elektrisch leitenden Leiterbahnen 1 gebildet, der verschiedene Leiterbahnen 2 aufweist, die ausgebildet sind, elektrische Verbindungen der Polaritäten B+ und B– einer Batterie des Fahrzeugs und Phasen des Stromgenerators insbesondere mit den Geflechten der Bürsten sicherzustellen.
Dieser Leiterbahnenschaltkreis 1, der in Schritt A hergestellt wird, weist einen bestimmten Bereich 6 auf, der bestimmte Leiterbahnen 5 umfasst, die miteinander über mechanische Halteabschnitte 11 welche eine mechanische Festigkeit auf einer Ebene des Leiterbahnenschaltkreises sicherstellen, der sich somit in Gestalt eines einzigen Stücks präsentiert. Diese mechanischen Halteabschnitte 11 gewähren eine angemessene Beanstandung zwischen den verschiedenen Leiterbahnen, die dafür vorgesehen sind, die elektrischen Verbindungen des elektrischen Schaltkreises des Bürstenhalterreglers zu bilden. Diese Abschnitte 11 sind dafür vorgesehen, während eines dritten Schritts C des Verfahrens gemäß der Erfindung, der nachfolgend beschrieben ist, entfernt zu werden.
Ein zweiter Schritt B, der in der 1b gezeigt ist, ist ein Schritt des Umspritzens des Leiterbahnenschaltkreises 1 mit einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial.
Auch unter Bezugnahme auf die 2a und 2b wird in dem Schritt B das gesamte Gehäuse des Bürstenhalterreglers ausgebildet, das außer dem durch das Kunststoffmaterial umspritzte Leiterbahnenschaltkreis umfasst:

– eine Trägerplatte 8 zur Montage des Bürstenhalterreglers auf ein hinteres Lager des Stromgenerators;
– eine Aufnahme 3 für eine elektronische Regelungskomponente;
– eine Aufnahme 4 für einen Kondensator;
– eine Aufnahme 9 für die Bürsten; und
– Laschen zur Befestigung an einem hinteren Lager des Stromgenerators und elektrische Verbindungsanschlüsse 10.

Erfindungsgemäß wird durch diesen Schritt B der Umspritzung auch ein Durchgangshohlraum 12 in zumindest einer der Aufnahmen 3, 4 ausgebildet, der für die elektronischen Komponenten vorgesehen ist. In dieser besonderen Ausführungsvariante ist dieser Durchgangshohlraum 12 in der Aufnahme 3 der elektronischen Regelungskomponente ausgebildet, die hier ein Spannungsregler des Gehäuses TO220 ist.
Der Durchgangshohlraum 12 ist gegenüber dem bestimmten Bereich 6 ausgebildet, der die bestimmten Leiterbahnen 5 umfasst, welche über die mechanischen Halteabschnitte 11 derart miteinander verbunden sind, dass die spezifischen Leiterbahnen 5 und die mechanischen Halteabschnitte 11 des Leiterbahnenschaltkreises zugänglich und frei von Kunststoffmaterial sind.
In einem dritten Schritt C, der in der 1c gezeigt ist, werden die mechanischen Halteabschnitte 11 im inneren des Hohlraums 12 durch Pressen oder Prägen derart entfernt, dass elektrische Verbindungslaschen 7 gebildet werden, auf welche entsprechende Laschen der elektronischen Regelungskomponente gelötet werden. Das Entfernen der mechanischen Halteabschnitte 11 beseitigt die elektrischen Kurzschlüsse, die durch diese in dem elektrischen Schaltkreis des Bürstenhalterreglers eingebracht worden sind.
Die Anordnung der mechanischen Halteabschnitte 11 in dem Durchgangsholraum 12 erlaubt die Trennung der besonderen Leiterbahnen 5 unter Bildung der Laschen 7, nach einem Vorgang der vollständigen Umspritzung des Bürstenhalterreglers 13. Die Realisierung des Bürstenhalterreglers 13 wird somit in nur drei Schritten A, B und C möglich gemacht.
Wie in den 2a und 2b gezeigt, ist in dieser besonderen Ausführungsvariante der Bürstenhalterregler der Durchgangsholraum 12 auf einer Seite durch einen Kühlkörper 14 verschlossen, der die Aufnahme 3 abdeckt, und auf einer gegenüberliegenden Seite durch einen Deckel oder eine Abdeckung aus Kunstharz 15.
Durch die Reduzierung der für seine Herstellung (kein Vor-Spritzschritt) notwendigen Anzahl an Schritten A, B, C oder die Reduzierung ihrer Komplexität (keine Anordnung einzelner Leiterbahnen in der Spritzform) erlaubt der Bürstenhalterregler gemäß der Erfindung im Vergleich mit aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren, einen Wettbewerbsvorteil bei Stromgeneratoren von Kraftfahrzeugen zu bringen, in denen er integriert ist.
Wie offensichtlich ist, ist die Erfindung nicht auf die einzige bevorzugte Ausführungsvariante beschränkt, die vorstehend beschrieben ist. Die Erfindung umfasst alle möglichen Ausführungsvarianten, sofern die Schritte A, B, C des Herstellungsverfahrens und die Eigenschaften dieses Bürstenhalterreglers 13 nicht den durch die nachfolgenden Patentansprüche festgelegten Rahmen verlassen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Bürstenhalterreglers (13) von einem Stromgenerator eines Kraftfahrzeugs des Typs umfassend: – einen ersten Schritt (A), um aus einem Blechstreifen einen Rohling eines Leiterbahnenschaltkreises (1) zu bilden, der dafür vorgesehen ist, zumindest eine elektronische Komponente des Bürstenhalterreglers elektrisch zu einem elektrischen Verbindungsmittel (9, 10) des Bürstenhalterreglers (13) zu verbinden, wobei der Leiterbahnenschaltkreis (1) bestimmte Leiterbahnen umfasst, die miteinander durch mechanische Halteabschnitte (11) verbunden sind; und – einen zweiten Schritt (B), um den besagten Leiterbahnenschaltkreis (1) mit einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial zu umspritzen, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte zweite Schritt (B) des Umspritzens ein den Bürstenhalterregler (13) vollständig umspritzt umgebendes, den besagten Leiterbahnenschaltkreis (1) aufnehmendes Gehäuse mit einem Durchgangshohlraum (12) ausbildet, und dass die besagten Halteabschnitte (11) in einem bestimmten Bereich (6) des Leiterbahnenschaltkreises (1) enthalten sind, der in dem besagten Durchgangshohlraum (12) liegt, und dass es einen dritten Schritt (C) umfasst, um die besagten mechanischen Halteabschnitte (11) aus dem besagten Durchgangshohlraum (12) derart zu entfernen, dass elektrische Verbindungslaschen (7) für die besagte zumindest eine elektronische Komponente gebildet werden.
Verfahren zur Herstellung eines Bürstenhalterreglers (13) von einem Stromgenerator eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte erste und dritte Schritt durch einen Pressvorgang und/oder einen Prägevorgang durchgeführt werden.
Bürstenhalterregler (13) von einem Stromgenerator eines Kraftfahrzeugs, erhalten durch die Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, des Typs umfassend ein gespritztes, einen Leiterbahnenschaltkreis (1) und eine Aufnahme für eine elektronische Steuerungskomponente aufnehmendes Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Aufnahme einen Durchgangshohlraum (12) umfasst, in welcher elektrische Verbindungslaschen (7) des Leiterbahnenschaltkreises (1) für die besagte zumindest eine elektronische Komponente angeordnet sind.
Bürstenhalterregler von einem Stromgenerator (13) eines Kraftfahrzeugs gemäß dem vorhergehenden Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Durchgangshohlraum (12) durch einen Deckel oder eine Abdeckung aus Kunstharz (15) verschlossen ist.
Bürstenhalterregler von einem Stromgenerator (13) eines Kraftfahrzeugs gemäß dem vorhergehenden Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Durchgangshohlraum (12) durch einen Kühlkörper (14) verschlossen ist.
Stromgenerator eines Kraftfahrzeugs umfassend einen Bürstenhalterregler (13) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5.