DE1515382B1 - Verfahren zur Herstellung elektrischer Bauelemente - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gänge eingearbeitet werden und daß der technisch Herstellung elektrischer Schaltungen, wobei eine die aufwendige und kostspielige Ätzvorgang, der bei den elektrischen Leiter der fertigen Schaltung tragende bisher üblichen Verfahren notwendig war, weggelasmetallische Unterlage mit einer isolierenden Unter- sen wird. Neben der verfahrensmäßigen Vereinfalage in Verbindung gebracht wird, welche bei der 5 chung ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Leiterfertigen Schaltung als Träger für die Leiter dient. platte wesentlich stärker als bei den bisher bekannten

Es ist bekannt, derartige Schaltungen durch ein Verfahren sein kann, ohne daß die Herstellung des

Ätzverfahren herzustellen, mit welchem unerwünsch- elektrischen Bauelementes dadurch aufwendiger

tes Material von einem leitenden Belag entfernt wird, würde.

um z. B. den nötigen Isolationsabstand zwischen Lei- io Zwei derart hergestellte elektrische Schaltungen

tern des elektrischen Kreises zu schaffen. Eine solche werden in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen

Schaltung kann weiterhin auch durch galvanisches Verfahren nachfolgend an Hand der Zeichnungen

Auftragen eines leitfähigen Belages in gewünschter näher beschrieben. Es zeigt

Dicke oder Form hergestellt werden. Beide Verfah- Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer die Verren sind jedoch auf eine sehr geringe Dicke für das 15 bindungselemente der Schaltung bildenden Metall-Leitungsmaterial begrenzt, weshalb die Benutzung platte nach dem Prägen,

derartig ausgeführter Schaltungen auf Schwachstrom- F i g. 2 eine Draufsicht auf die Platte nach F i g. 1

gerate beschränkt ist. Die Materialstärke beträgt in in verkleinertem Maßstab,

diesen Fällen nur wenige hundertstel Millimeter. Es F i g. 3 eine Seitenansicht der Platte nach F i g. 2, ist weiterhin ein Herstellungsverfahren von elektri- 30 F i g. 4 einen Teilschnitt entlang Linie IV-IV in sehen Bauelementen bekannt, bei dem eine Metall- F i g. 2 in vergrößertem Maßstab,
platte mit reliefartigen Leitern versehen wird, auf die F i g. 5 einen Schnitt durch die auf einer Tragplatte dann ein die Räume zwischen den Leitern ausfüllen- befestigte Metallplatte vor der Beseitigung der Erder Isolierstoff aufgebracht und nach Aushärtung die- hebungen,

ses Isolierstoffes die äußere Metallfläche entfernt 25 F i g. 6 einen Schnitt ähnlich F i g. 5 nach der Bewird. Nachteilig bei diesem Verfahren wirkt sich die seitigung der Erhebungen,

Tatsache aus, daß die die Leiter ursprünglich tra- F i g. 7 eine Draufsicht ähnlich F i g. 2 auf die Me-

gende Metallfolie durch ein Lösungsmittel entfernt tallplatte nach der Befestigung auf einer Tragplatte,

werden muß, was naturgemäß einigen zeitlichen und F i g. 8 eine andere Ausführung einer geprägten

technischen Aufwand erfordert. 30 Metallplatte für den Rotor eines Elektromotors,

Ein älterer Vorschlag bezieht sich auf ein Verfah- F i g. 9 die perspektivische Ansicht eines Teiles der

ren zum Herstellen von elektrischen Bauelementen, Platte nach F i g. 8 in vergrößertem Maßstab,

bei dem eine leitende Metallplatte durch mechanische Fig. 10 einen Schnitt nach LinieX-X in Fig. 8

Bearbeitung, z. B. Prägen oder Stanzen, mit einem in vergrößertem Maßstab,

relief artigen Profil versehen wird, wobei allerdings 35 Fig. 11 einen Teilschnitt durch zwei Metallplatten

eine Plattenseite weiterhin als ebene Fläche erhalten nach F i g. 8 bis 10, die auf entgegengesetzten Seiten

bleibt. Nach dem Befestigen einer Isolier- und Stütz- einer Tragplatte befestigt sind,

platte an der profilierten Plattenseite wird die glatte F i g. 12 eine Draufsicht auf den fertigen Rotor,

Seite so weit weggeätzt, bis die beim Stanzen entstan- Fig. 13 die perspektivische Ansicht eines Teils

denen Vertiefungen als Isolationsabstände zur Gel- 40 des fertigen Rotors in vergrößertem Maßstab,

tung kommen. Zur Herstellung der endgültigen Bau- Fig. 14 einen Querschnitt nach LinieXIV-XIV in

elemente ist auch hierbei eine Ätzung erforderlich, F i g. 12 in vergrößertem Maßstab,

und zwar gerade an der Seite der Metallplatte, die F i g. 15 einen Querschnitt nach Linie XV-XV in

keine Aussparungen aufweist, also die größere Mate- F i g. 12, ebenfalls in vergrößertem Maßstab,

rialmenge enthält. Dies hat einen übermäßig großen 45 Bei dem in den F i g. 1 bis 7 dargestellten Ausfüh-

Metallabfall zur Folge. rungsbeispiel werden die Leitungselemente der elek-

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum taschen Schaltung durch eine Metallplatte 20 gebil-

Herstellen von elektrischen Bauelementen aufzuzei- det, die vorzugsweise aus Kupfer oder ähnlichem

gen, bei dem die Dicke der Leiter innerhalb weiter elektrisch leitendem Material besteht. Wie aus den

Grenzen von 0,1 mm an aufwärts variieren kann, bei 50 Fig. 1 bis 5 ersichtlich, ist die Platte20 durch Prä-

dem nur eine geringe Menge an Abfall-Leitermaterial gen mit Erhebungen 21 auf der einen Seite und mit

anfällt und bei dem die elektrischen Bauelemente entsprechenden Eindrückungen 22 auf der anderen

durch einfache mechanische Bearbeitungsvorgänge Seite versehen. Eindrückungen können jedoch ebenso

ihre endgültige Form erhalten. von der Seite der Platte 20 her eingebracht sein, die

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge- 55 mit den Erhebungen, wie bei 23 gezeigt, versehen ist. löst, daß die Metallplatte durch Prägen, Stanzen Das Plattenmaterial zwischen den genannten Erheod. dgl. in sich so verformt wird, daß unter wenig- bungen oder Eindrückungen bildet die Leiter 24 der stens angenäherter Beibehaltung der Wandstärke auf fertigen Schaltung. Die Platte 20 kann gleichzeitig der einen Seite Eindrückungen und auf der anderen mit dem Prägen oder vorher oder hinterher durch Seite entsprechende Erhebungen entstehen, daß dar- 60 Stanzen mit den zu Befestigungszwecken erforderaufhin die Metallplatte mit der die Eindrückungen liehen Durchbrechungen od. dgl. versehen werden, enthaltenen Seite auf einer isolierenden Tragplatte Wie am besten aus F i g. 4 ersichtlich, haben die Einbefestigt wird und daß schließlich die Erhebungen be- drückungen 22 eine im Verhältnis zur Dicke der seitigt werden. Platte 20 größere Tiefe, und die Erhebungen 21 sind

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen 65 im Querschnitt im wesentlichen halbkreisförmig. Auf

Verfahrens besteht unter anderem darin, daß die Iso- beträchtlich erleichtert. Selbstverständlich brauchen

lationsabstände zwischen den einzelnen Leitern aus- diese Weise wird die Entfernung der Erhebungen 21

schließlich durch einfache mechanische Arbeitsvor- die Eindrückungen nur so tief zu sein, daß nach der

Entfernung der Erhebungen der notwendige Isolier- den vorzugsweise maschinell entfernt, z. B. durch abstand zwischen den Leitern 24 erhalten wird. Die Abdrehen auf einer Drehbank, durch Planfräsen oder Eindrückungen 22 und die Erhebungen 21 können durch Schleifen. Falls die Erhebungen durch Stanzen natürlich auch von der dargestellten Form abwei- unter Belastung dünner Verbindungsgrate zwischen chend ausgebildet sein. Zum Beispiel können sie im 5 den Erhebungen 21 und den Leitern 24 hergestellt Querschnitt konisch geneigt gegen den Boden ver- sind, können sie auch durch bloßes Abreißen entfernt laufen. werden. Für diesen Fall, daß zwischen den Leitern

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind leitende Verbindungen hergestellt werden sollen, die Eindrückungen bzw. Erhebungen im Querschnitt kann natürlich ein Teil der Erhebungen belassen wersanft abgerundet, um ein Zerschneiden der Platte 10 den, um diese Verbindungen zu bilden, beim Prägen zu verhindern. Die Eindrückungen oder F i g. 8 zeigt eine Metallplatte 20 in der Form

Erhebungen können durch Stanzen gebildet werden, einer Scheibe, die mit Erhebungen 21 und Eindrükwobei jedoch das Plattenmaterial nicht völlig abge- kungen22 in einer Weise versehen ist, die der oben schert wird, so daß die Erhebungen nach dem Pres- geschilderten Ausbildung entspricht. Die Metallplatte sen mit dem Material, das die Leiter bildet, noch 15 oder -scheibe 20 weist eine zentrale Bohrung 29 und durch dünne Stanzgrade verbunden bleibt, längs derer um diese verteilt Durchbrechungen 30 auf. Weiterhin die Erhebungen später bei deren Entfernung wegge- sind an der äußeren Peripherie der Scheibe Durchbrochen werden. brechungen 31 angeordnet. Die Durchbrechungen 30 Die Metallplatte 20 wird nach dem Prägen oder und 31 und die zentrale Bohrung 29 werden zweck-Stanzen auf einer Tragplatte 26, wie in F i g. 5 dar- ao mäßig in Verbindung mit dem Prägen oder Stanzen gestellt, befestigt. Die Tragplatte besteht zweckmäßig der Eindrückungen 22 und der Erhebungen 21 heraus elektrisch isolierendem Material, z. B. Kunststoff. gestellt. Die Durchbrechungen 30, 31 sind in den zwi-Dabei kann die Befestigung zweckmäßig in der Weise sehen den Erhebungen 21 gelegenen Bereichen der vorgenommen werden, daß die Tragplatten 26 an die Scheibe 20 angeordnet, welche später die Leiter oder Metallplatte 20 angegossen wird. Die Tragplatte 26 25 Windungen 21 eines fertigen Rotors bilden. Je eine kann auch aus elektrisch leitendem Material bestehen, geprägte oder gestanzte Metallplatte 20 der in den in welchem Fall es natürlich ratsam ist, die geprägte Fig. 8 bis 10 dargestellten Ausführung wird, wie in Platte 20 oder die Tragplatte26 vor der Befestigung Fig. 11 gezeigt, auf je einer Seite eines aus einer runmit einem Isolierbelag zu versehen. Der isolierende den Scheibe bestehenden Tragkörpers 26 befestigt. Oberflächenbelag kann selbstverständlich auch vor 30 Wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Deformation der Metallplatte durch das Prägen kann die Metallplatte oder -scheibe 20 an den Tragoder Stanzen aufgebracht werden, wobei aber Vor- körper 26 durch Kleben, Angießen oder auf ähnliche aussetzung ist, daß der isolierende Oberflächenbelag Weise befestigt werden. Ebenso kann in ähnlicher eine genügende mechanische Verformbarkeit besitzt. Weise die Scheibe mit einem Oberflächenbelag aus In geeigneter Weise kann die Tragplatte z. B. aus 35 isolierendem Material versehen werden, und die Ein-Aluminiumoxyd bestehen. drückungen 22 können mit einem Material ausgefüllt Die Metallplatte 20 wird an der Tragplatte 26 vor- werden, das nicht am Tragkörper haftet. Wie oben zugsweise mit Hilfe eines Klebemittels befestigt. Um erwähnt, kann der Tragkörper 26 aus leitendem oder das Eindringen des Klebemittels beim Angießen an isolierendem Material hergestellt werden, die Metallplatte oder das Eindringen des Tragplatten- 40 Die F i g. 12 bis 15 zeigen zwei solcher Metallplatmaterials in die Eindrückungen 22 zu verhindern, ten oder -scheiben 20 nach ihrer Befestigung an dem können diese mit einem geeigneten Material ausge- Tragkörper 26 und nach der Entfernung der Erhefüllt werden, das an dem Klebemittel bzw. an dem bungen 21, wodurch Zwischenräume 27 zwischen den Tragplattenmaterial vorzugsweise nicht anhaftet. Die- Windungen oder Leitern 24 des fertigen Rotors geses Füllmaterial ist von solcher Konsistenz, daß es 45 bildet sind. Die Leiter 24 sind auf diese Weise durch leicht aus den Spalten zwischen den Leitern, z. B. die Zwischenräume 27 und den Tragkörper 26 oder durch Bürsten, entfernt werden kann. Geeignete Ma- entsprechende Isolierbeläge, die auf dem Tragkörper terialien dieser Art sind z. B. Talkum in Puderform oder dem Boden der Leiter 24 aufgebracht sind, von- oder Kreide. Die Metallplatte 20 kann auch mit Hilfe einander isoliert. Um eine leitende Verbindung zwivon Befestigungsgliedern auf der Tragplatte befestigt 50 sehen den Leitern auf den gegegenüberliegenden Seiwerden, die in die Platte eingeprägt oder aus ihr her- ten des Tragkörpers zu bilden, d. h. also beispielsausgestanzt sind, z. B. in der Form von Lappen (nicht weise eine geschlossene Rotorwicklung zu erhalten, dargestellt), die in die Tragplatte eingegossen oder sind die Leiter mit Hilfe von Nieten 22 miteinander um diese herumgebogen werden können. Diese Lap- verbunden, die gleichzeitig zur Befestigung der Leiter pen können auch dazu benutzt werden, eine leitende 55 24 auf dem Tragkörper 26 dienen können. Verbindung zwischen der Tragplatte und der Metall- Falls die Leiter aus gleichförmig geprägten Platten platte 20 herzustellen. 20 bestehen, kreuzen deren Leiter 24 auf der Ober-Nach dem Anbringen der Tragplatte werden die seite des Tragkörpers die Leiter 24 auf der Unterseite Erhebungen 21 von der Metallplatte 20 entfernt, um des Tragkörpers, d. h. mit Bezug auf F i g. 12, die die erforderlichen Isolationsabstände 27 zwischen den 60 Leiter 24 auf der Oberseite verlaufen von der äuße-Leitern 24 zu schaffen. Eine auf diese Weise herge- ren Peripherie entgegen dem Uhrzeigersinn nach der stellte Schaltung mit vier voneinander getrennten Lei- inneren Peripherie, während die Leiter 24 an der tem 24 ist in F i g. 6 und 7 gezeigt. In F i g. 7 sind Unterseite von der äußeren zur inneren Peripherie im vier an der Leiter 24 angeschlossene Verbindungs- Uhrzeigersinn verlaufen. Wenn sich die Leiter in diedrähte 28 strichpunktiert eingezeichnet. Die Leiter 24 65 ser Weise kreuzen, können zwei Metallplatten oder erstrecken sich dabei zickzackförmig über die Trag- -scheiben 20 unmittelbar gegeneinander befestigt werplatte 26, um die für den vorgesehenen Zweck erfor- den, ohne daß ein Tragkörper 26 erforderlich wäre, derliche Länge zu erhalten. Die Erhebungen 21 wer- Die eine Metallplatte oder -scheibe 20 dient dabei als

Tragkörper für die andere und bildet mit dieser eine feste Einheit. Zweckmäßig können die Platten auch mit Einprägungen oder Sicken versehen sein, um den aus den Platten gebildeten Körper zu versteifen, wobei diese Einprägungen oder Sicken nach der Entfernung verbleiben. Diese Einprägungen oder Sicken (nicht dargestellt) können zweckmäßig in Verbindung mit dem Prägen der Erhebungen 21 und Eindrückungen 22 hergestellt werden; sie werden aber nicht mit der Beseitigung der Erhebungen 21 entfernt. Die Plat- ίο ten oder Scheiben 22 können auch erst nach der Befestigung gegeneinander und nach der Beseitigung der Erhebungen mit den Einprägungen oder Sicken versehen werden.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Schaltungen, wobei eine die elektrischen Leiter der fertigen Schaltung tragende metallische Unterlage mit einer isolierenden Unterlage in Verbindung gebracht wird, welche bei der fertigen Schaltung als Träger für die Leiter dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (20) durch Prägen, Stanzen od. dgl. in sich so verformt wird, daß unter wenigstens angenäherter Beibehaltung der Wandstärke auf der einen Seite Eindrückungen (22) und auf der anderen Seite entsprechende Erhebungen (21) entstehen, daß daraufhin die Metallplatte (20) mit der die Eindrückungen (22) enthaltenen Seite auf einer isolierenden Tragplatte (26) befestigt wird und daß schließlich die Erhebungen (21) beseitigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (21) durch maschinelle Bearbeitung wie Plandrehen, Planfräsen oder Planschleifen entfernt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (20) beim Stanzen in der Weise verformt wird, daß die Erhebungen (21) mit dem übrigen die elektrischen Leiter (24) bildenden Plattenmaterial nur durch dünne Bruchlinien bildende Stanzgrate verbunden bleiben, und daß die Erhebungen (21) nach dem Befestigen der Metallplatte (20) auf der Unterlage (26) entlang dieser Bruchlinien abgerissen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (20) vor oder nach ihrer Verformung wenigstens auf der mit den Eindrückungen (22) versehenen Seite mit einem Isolierbelag versehen wird, woraufhin diese Seite der Metallplatte (20) mit der Unterlage (26) verbunden wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindrükkungen(22) in der gegebenenfalls mit einem Isolierbelag versehenen Metallplatte (20) vor der Befestigung auf der Unterlage (26) mit einem Material ausgefüllt werden, das an der Unterlage (26) nicht anhaftet und das nach der Beseitigung der Erhebungen (21) durch Bürsten aus den Zwischenräumen zwischen den Leitern (24) entfernt werden kann.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (20) mit einer Unterlage (20, 26) aus elektrisch leitendem Material verbunden wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (26) aus elektrisch leitendem Material vor der Befestigung der Metallplatte (20) mit einem Isolierbelag versehen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (26) aus einer oxydierten Aluminiumplatte hergestellt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (20) mit der Unterlage (26) durch Kitten oder Nieten verbunden wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (20) auf der Unterlage (26) durch Zungen befestigt wird, die in die Metallplatte (20) eingeprägt oder aus dieser herausgestanzt und in die Unterlage (26) eingegossen oder fest um diese gebogen werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Isolierbelag versehene verformte Metallplatte (20) mit einer zweiten derart verformten, als Unterlage dienenden Metallplatte (20) verbunden wird, wobei die Metallplatten (20) zweckmäßig so angeordnet sind, daß die aus ihnen gebildeten Leiter (24), in der Draufsicht auf die Platten gesehen, einander schneiden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Versteifung des aus den Metallplatten (20) gebildeten Körpers die Metallplatten mit Einpressungen oder Sicken versehen werden, die nach der Beseitigung der die Isolierabstände (27) bildenden Erhebungen (21) erhalten bleiben.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpressungen oder Sicken erst nach Befestigung der Metallplatten (20) auf der Unterlage (26) und erst nach der Beseitigung der die Isolierabstände (27) bildenden Erhebungen (21) hergestellt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel für die Metallplatte (20) in leitende Verbindung mit der aus elektrisch leitendem Material hergestellten Unterlagen (26) gebracht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen