DE19650750A1

DE19650750A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen wenigstens einem elektrischen/elektronischen Bauelement und wenigstens einer Stromschiene

Info

Publication number: DE19650750A1
Application number: DE1996150750
Authority: DE
Inventors: Klaus Lerchenmueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1998-06-10

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem oder mehreren Anschlußbeinchen wenigstens eines elek trischen/elektronischen Bauelements und wenigstens einer Strom schiene.

Seit längerem ist es bekannt, die Anschlußbeinchen eines elektrischen/elektronischen Bauelements, beispielsweise eines Leistungshalbleiters auf Stromschienen zu befesti gen, die beispielsweise aus einem Gerätestecker oder aus einem Gehäuse, beispielsweise einer Kraftfahrzeugsteue rungseinheit, herausgeführt sind.

Hierzu werden die Anschlußbeinchen des Bauelements durch eine Schweiß- oder Lötverbindung mit entsprechenden Stromschienen verbunden.

Eine automatische Ausbildung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Anschlußbeinchen des/der elektri schen/elektronischen Bauelements/Bauelemente und der/den Stromschiene/n erfordert einen verhältnismäßig großen fertigungstechnischen Aufwand und auch einen großen Zeitaufwand, da die Anschlußbeinchen jeweils sukzessive durch eine Schweiß- oder Lötverbindung mit der/den Strom schiene/n verbunden werden müssen.

Darüber hinaus ist es nachteilig, daß nicht alle elek trisch leitenden Materialien durch eine Schweiß- oder Lötverbindung miteinander verbunden werden können. So erweist sich beispielsweise die Ausbildung einer Schweiß- oder Lötverbindung zwischen beispielsweise einem ver goldeten Anschlußbeinchen eines elektrischen Bauelements und einer Stromschiene aus Aluminium als sehr schwierig.

Neben Schweiß- und Lötverbindungen sind daher seit längerem beispielsweise Kabelenden bekannt, die mit einem Anschlußelement durch eine Crimpverbindung verbunden sind. Aus der US 3 892 459 geht beispielsweise eine Crimpverbindung hervor, welche die Kontaktierung eines Anschlußelements mit einem Kabel ermöglicht.

Eine derartige Crimpverbindung zwischen einem Kabel und einem Anschlußelement kann jedoch nicht ohne weiteres zur Kontaktierung von Anschlußbeinchen eines elek trischen/elektronischen Bauelements an einer Stromschiene ver wendet werden, da auch in diesem Falle die einzelnen Crimpverbindungen sukzessive hergestellt werden müßten. Darüber hinaus liegen die Anschlußbeinchen von elek trischen/elektronischen Bauelementen in den meisten Fällen sehr dicht nebeneinander, so daß beim Herstellen einzelner Crimpverbindungen durch ein Crimpwerkzeug Schwierigkeiten aufgrund der Platzverhältnisse auftreten können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß auf fertigungstechnisch einfache und daher kostengün stige Weise sehr schnell die Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen Anschlußbeinchen eines elektrischen/elektronischen Bauelements und einer oder mehreren Stromschienen ermöglicht wird.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen Anschluß beinchen eines elektrischen/elektronischen Bauelements und wenigstens einer Stromschiene der eingangs beschrie benen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen sämtlichen Anschlußbeinchen des elektrischen/elektroni schen Bauelements und der/den Stromschiene/n in einer Crimpeinrichtung simultan Crimpverbindungen hergestellt werden.

Die simultane Herstellung von Crimpverbindungen zwischen sämtlichen Anschlußbeinchen des elektrischen/elektroni schen Bauelements und der/den Stromschiene/n in einer Crimpeinrichtung hat den besonders großen Vorteil, daß auf fertigungstechnisch sehr einfache Weise sehr schnell und daher äußerst kostengünstig eine Kontaktierung zwischen Anschlußbeinchen des Bauelements und Strom schienen ermöglicht wird.

Dabei können Verbindungen zwischen den Anschlußbeinchen und den Stromschienen auch dann auf schnelle und einfache Weise hergestellt werden, wenn die Anschlußbeinchen und die Stromschienen aus völlig unterschiedlichen Materia lien bestehen, die beispielsweise einem Schweiß- oder Lötvorgang nicht unterzogen werden können.

Durch die simultane Herstellung sämtlicher Verbindungen kann insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannte sukzessive Herstellung der Verbindungen entfallen, was eine erhebliche Verkürzung der Fertigungszeit zur Folge hat.

Rein prinzipiell können die Crimpverbindungen auf die unterschiedlichste Art und Weise hergestellt werden.

So könnten beispielsweise die Anschlußbeinchen des elektrischen/elektronischen Bauelements so ausgebildet sein, daß eine Crimpverbindung mit stiftförmigen An schlußelementen der Stromschiene ermöglicht wird.

Vorzugsweise werden die Crimpverbindungen jedoch durch wenigstens teilweises Umbiegen von den Anschlußbeinchen gegenüberliegenden Teilen der Stromschiene um die Anschlußbeinchen und anschließendes Pressen der umgeboge nen Teile in einer Crimppresse hergestellt. Auf diese Weise ist es lediglich erforderlich, die Stromschiene an ihren Enden so zu modifizieren, daß Crimpverbindungen herstellbar sind. Eine derartige Modifikation erfordert bei der Herstellung bekannter Stromschienen vorteilhaf terweise praktisch keine zusätzlichen Verfahrensschritte.

Hinsichtlich der Herstellung der Crimpverbindungen selbst sind ebenfalls die unterschiedlichsten Ausführungsformen denkbar. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das Umbiegen der den Anschlußbeinchen gegenüberliegenden Teile der Stromschiene in einem separaten Schritt vor dem Pressen erfolgt. Hierbei werden die Anschlußbeinchen zunächst in die umgebogenen, hülsenartigen Teile der Stromschiene eingeführt und danach der Preßvorgang durch die Crimppresse ausgeführt.

Bei einer anderen sehr vorteilhaften Ausführungsform wird das Umbiegen durch die Crimppresse selbst kurz vor dem Pressen vorgenommen. Diese Ausführungsform hat ins besondere den großen Vorteil, daß die Anschlußbeinchen lediglich auf den Stromschienen plaziert werden müssen, wodurch ein Einführen der Anschlußbeinchen in vorgesehene Hülsen o. dgl. vollständig entfallen kann.

Hinsichtlich der Positionierung der Anschlußbeinchen und der Stromschienen sind rein prinzipiell die unterschied lichsten Ausführungsformen möglich. Eine besonders vor teilhafte Ausführungsform sieht vor, daß sowohl die Anschlußbeinchen als auch die Stromschiene/n der Crimp presse durch Zuführeinrichtungen lagestabil zugeführt werden. Auf diese Weise ist insbesondere ein sehr schneller automatischer Verfahrensablauf zur Ausbildung der elektrisch leitenden Verbindungen der Anschlußbein chen und der Stromschienen möglich.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird darüber hinaus auch noch durch eine Vorrichtung zur Ausbildung einer elek trisch leitenden Verbindung zwischen einem oder mehreren Anschlußbeinchen eines elektrischen/elektronischen Bauelements und wenigstens einer Stromschiene gelöst, wobei erfindungsgemäß vorgesehen sind:

- eine erste Zuführeinheit zur lagestabilen Zuführung der Anschlußbeinchen,
- eine zweite Zuführeinheit zur lagestabilen Zuführung der Stromschiene/n,
- und eine Crimppresse zur simultanen Herstellung einer oder mehrerer Crimpverbindungen zwischen den Anschlußbeinchen und der/den Stromschiene/n.

Rein prinzipiell können die Zuführeinheiten starr gelagert sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die Zuführeinheiten federnd zu lagern, so daß sie bei dem durch die Crimppresse vorgenommenen Pressvorgang etwas nachgeben können.

Zeichnung

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri schen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Vorder- und Seitenansicht einer Crimppresse einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem oder mehreren Anschlußbeinchen eines elek trischen/-elektronischen Bauelements und wenigstens einer Stromschiene;

Fig. 2 eine teilweise weggebrochene, teilweise ge schnittene Draufsicht auf eine Crimpeinrich tung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Ver bindung zwischen einem oder mehreren Anschluß beinchen eines elektrischen/elektronischen Bauelements und wenigstens einer Stromschiene;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Darstellung ent lang der Linie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Darstellung ent lang der Linie IV-IV der Fig. 2;

Fig. 5 schematisch eine Vorderansicht sowie eine Draufsicht einer Stromschiene, die zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann und

Fig. 6 schematisch eine Vorderansicht sowie eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform einer Stromschiene, die zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens in der erfindungs gemäßen Vorrichtung verwendet werden kann.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Eine Vorrichtung zur Ausbildung einer elektrisch leiten den Verbindung zwischen Anschlußbeinchen eines elektri schen/elektronischen Bauelements und Stromschienen umfaßt eine in Fig. 2 dargestellte, als Ganze mit 10 bezeichnete Crimpeinrichtung.

Die Crimpeinrichtung 10 weist eine als Ganze mit 20 bezeichnete und in Fig. 1 dargestellte Crimppresse auf, welche zwei Preßstempel 21 und 22 umfaßt, die an ihren beiden einander gegenüberliegenden Seiten so geformt sind, daß bei ihrem Aufeinandertreffen eine Crimpver bindung zwischen einem Anschlußbeinchen und einer Stromschiene ausgebildet werden kann.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist der erste Preßstempel 21 hierzu dort, wo Crimpverbindungen hergestellt werden sollen, Erhebungen 23 auf, wohingegen der Preßstempel 22 den Erhebungen 23 gegenüberliegende Vertiefungen auf weist. Die stirnseitigen Begrenzungsflächen 26 der Vertiefungen sind dabei derart zylinderförmig ausgebil det, daß sie im Querschnitt im wesentlichen einem auf dem Kopf stehenden W mit kreisrunden "W-Elementen" ent sprechen. Durch diese Ausbildung der Begrenzungsflächen 26 wird ein leichtes Umbiegen der die Crimpverbindung bildenden Enden der Stromschienen ermöglicht.

Die Erhebungen 23 sind an ihrer Oberseite zylinderartig konkav gekrümmt ausgebildet, um in Zusammenwirkung mit den Ausnehmungen eine optimale Ausbildung der Crimpver bindung zu ermöglichen.

Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist auf einer Seite des Preßstempels 21 eine Zuführeinrichtung 30 vorgesehen, welche eine lagestabile Zuführung einer Stromschiene 50 ermöglicht.

Die Zuführeinrichtung 30 weist hierzu in vorgegebenen Abständen, die durch die Abstände zwischen den zu kontaktierenden Anschlußbeinchen bestimmt sind, konische Ausnehmungen 31 auf, in die Stromschienen 50 unter schiedlicher Dicke - auch automatisch - eingelegt werden können. Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, kann dabei die Lage des Preßstempels 21 auf die aufgrund ihrer Breite in unterschiedlichen Höhe in der konischen Ausnehmung 31 der Zuführeinrichtung 30 liegenden Strom schiene 50 angepaßt werden.

In entsprechender Weise ist eine zweite Zuführeinrichtung 40 vorgesehen (vergl. Fig. 2 und Fig. 4), welche in vorgegebenen, durch die Abstände zwischen den zu kon taktierenden Anschlußbeinchen bestimmten Abständen ebenfalls konische Ausnehmungen 41 aufweist, in die An schlußbeinchen 60 eines (nicht dargestellten) elek trischen/elektronischen Bauelementes eingelegt werden können. Aufgrund der konischen Ausnehmungen 41 der Zuführeinrichtung 40 können unterschiedlich breite Anschlußbeinchen 60 lagestabil der Crimppresse 20 zugeführt werden.

Im Bereich des Preßstempels 21 liegen die Anschlußbein chen 60 über der Stromschiene 50, so daß durch Bewegen der beide Preßpreßstempel 21 und 22 aufeinander zu in Richtungen, die durch Pfeile A (Fig. 1) gekennzeichnet sind, ein Umbiegen der Stromschiene 50 um die Anschluß beinchen 60 und ein Verpressen und dadurch Kontaktieren der auf diese Weise umgebogenen Stromschienen 50 mit den Anschlußbeinchen 60 ermöglicht wird. Das Umbiegen und Verpressen der Stromschienen 50 mit den Anschlußbeinchen 60 wird dabei durch die oben näher erläuterten Stirn flächen 26 der Ausnehmungen 24 sowie die Erhebungen 23 der beiden Preßpreßstempel 21, 22 erleichtert.

Das Verfahren zur Ausbildung wenigstens einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem oder mehreren Anschlußbeinchen eines elektrischen/elektronischen Bauelements und wenigstens einer Stromschiene geht nun derart vonstatten, daß zunächst in die eine Zuführ einrichtung 30 die Stromschienen 50 und in die andere Zuführeinrichtung 40 die Anschlußbeinchen 60 eingelegt und hierdurch der Crimppresse 20 lagestabil zugeführt werden. Sodann werden sämtliche Kontakte durch Her stellung von Crimpverbindungen mittels der Crimppresse 20 durch Aufeinanderbewegen der beiden Preßstempel 21 und 22 ausgebildet.

Fig. 5 zeigt eine erste Ausbildung einer Stromschiene, die endseitig derart umgebogen ist, daß sich eine hülsenförmige Aufnahme für die Anschlußbeinchen 60 (in Fig. 5 nicht dargestellt) ergibt. Eine andere, in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform einer Stromschiene 50 sieht vor, daß diese endseitig winkelig zur Aufnahme der Anschlußbeinchen 60 (in Fig. 6 nicht dargestellt) ausgebildet ist.

Während bei der in Fig. 5 dargestellten Stromschiene 50 die Anschlußbeinchen 60 in die hülsenförmige Öffnung eingeführt werden müssen, können die Anschlußbeinchen 60 bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform einfach in die Stromschienen 50 eingelegt werden. Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform erlaubt daher einen beson ders schnellen automatischen Ablauf des Verfahrens zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Anschlußbeinchen 60 und den Stromschienen 50.

Die beiden Zuführeinrichtungen 30 und 40 sind vorteilhaf terweise federnd gelagert, so daß sie bei Betätigen der beiden Preßstempel 21, 22 und einer hierdurch möglicher weise hervorgerufenen Veränderung der Lage sowohl der Stromschiene 50 als auch der Anschlußbeinchen 60 etwas nachgeben können.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist eine Crimpeinrichtung, eine Crimppresse und Zuführeinrichtungen 30, 40 dargestellt, welche die simultane Ausbildung von drei Crimpverbindun gen ermöglicht. Eine derartige Vorrichtung kann bei spielsweise zur Durchführung des Verfahrens zur Her stellung einer Verbindung zwischen einem Leistungs transistor und einer Stromschiene verwendet werden.

Es versteht sich aber, daß die Vorrichtung nicht auf die simultane Herstellung von drei Crimpverbindungen be schränkt ist. Vielmehr können mittels der oben beschrie benen Vorrichtung und des oben beschriebenen Verfahrens eine beliebige Anzahl von Verbindungen zwischen Anschluß beinchen und Stromschienen hergestellt werden.

Claims

1. Verfahren zur Ausbildung wenigstens einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem oder mehreren Anschlußbeinchen (60) wenigstens eines elektri schen/elektronischen Bauelements und wenigstens einer Stromschiene (50), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen sämtlichen Anschlußbeinchen (60) des elektrischen/elektronischen Bauelements und der/den Stromschiene/n in einer Crimpeinrichtung (10) simultan Crimpverbindungen hergestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Crimpverbindungen durch wenigstens teilwei ses Umbiegen von den Anschlußbeinchen (60) gegen überliegenden Teilen der Stromschiene (50) um die Anschlußbeinchen (60) und anschließendes pressen der umgebogenen Teile in einer Crimppresse (20) herge stellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Umbiegen der den Anschlußbein chen (60) gegenüberliegenden Teilen der Stromschiene (50) in einem separaten Schritt vor dem Pressen erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Umbiegen der den Anschlußbeinchen (60) gegenüberliegenden Teilen der Stromschiene (50) um die Anschlußbeinchen (60) durch die Crimppresse (20) kurz vor dem Pressen vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Anschlußbein chen (60) als auch die Stromschiene/n der Crimp presse durch Zuführeinrichtungen (30, 40) lagestabil zugeführt werden.

6. Vorrichtung zur Ausbildung wenigstens einer elek trisch leitenden Verbindung zwischen einem oder mehreren Anschlußbeinchen (60) wenigstens eines elektrischen/elektronischen Bauelements und wenig stens einer Stromschiene (50), gekennzeichnet durch

- eine erste Zuführeinrichtung (30) zur lagesta bilen Zuführung der Stromschiene/n (50),
- eine zweite Zuführeinrichtung (40) zur lage stabilen Zuführung der Anschlußbeinchen (60) und
- eine Crimppresse (20) zur simultanen Herstel lung einer oder mehrerer Crimpverbindungen zwischen den Anschlußbeinchen (60) und der/den Stromschiene/n (50)

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtungen (30, 40) federnd gela gert sind.