DE3141087A1 - Spannungsregler-buerstenhalter-kombination und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

2.10.1981 Lr/Wl

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7OOO Stuttgart 1

Sp annungsregl er -Bür st enhal't er -Kombinat ion und Verfahren zu deren-Herstellung

.Die Erfindung betrifft einen Halbleiterspannungsregler für einen durch eine Fahrzeugbrennkraftmaschine mit stark ■wechselnden Drehzahlen antreibbaren Wechselstrom-, insbesondere Drehstromgenerator -, der ein über Bürsten- atnd Schleifringe gespeistes Erreger-Magnetfeld hat, wobei der Spannungsregler in einem metallischen, druck- und feuchtigkeitsdichten, transistorähnlichen Gehäuse untergebracht ist, dessen Boden mindestens drei isoliert herausgeführte Anschlußstifte enthält und mechanisch mit einem Bürstenhalter verbunden ist.·

Eine derartige Regler-Bürstenhalter-Kombination ist beispielsweise aus der DE-PS 16 13 983 (H02p9/30) bekannt. Das dort in Figur 2 mit 3h bezeichnete, transistorähriliche Gehäuse.des Reglers benötigt nur zwei isoliert herausgeführte Steckerstifte für D+ den Anschluß zur Erregerwicklung und für den Anschluß D- der zu Masse führt. Der Feldanschluß DF liegt am Gehäuse. In diesem Falle ist eine verhältnismäßig einfache Verdrahtung möglich, die innerhalb oder außerhalb des mit dem Regler verbundenen Bürstenhalters hergestellt werden kann. Wenn zusätzlich zu dem eigentlichen Spannungsregelsystem noch weitere Prüf- und Überwachungs-

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schaltungen in dem Gehäuse des Reglers untergebracht werden sollen und deswegen zusätzliche Anschlüsse erforderlich sind, ist es für eine rationelle Fertigung unzweckmäßig, die Anschlüsse und Verbindungen einzeln herzustellen. 'Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, bei welcher ein mit drei bis fünf Steckerstiften versehenes Reglergehäuse rasch und sicher mit den erforderlichen Zu-.„und Verbindungsleitungen versehen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen vorgesehen. Ein besonders rationelles Herstellungsverfahren einer solchen Regler-Bürstenhalterkonstruktion ergibt sich, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die an der Oberseite des zwischen dem Bürstenhalter und dem Regler angeordneten Zwischensteckers sitzenden Stromschienen in untereinander zusammmenhängender Form aus einer dünnen . Metall-Platine in der Weise ausgestanzt werden, daß- die Stromschienen nur über schmale Anschlußzungen mit einem außerhalb der Umrißkonturen des Zwischensteckers verlaufenden Rahmen zusammenhängen, der dann entlang der ■Umrißkonturen des Zwischensteckers weggestanzt oder sonstwie abgeschnitten wird, nachdem zuvor die freigeschnitten Stromschienen gegeneinander isoliert auf der Oberseite befestigt, insbesondere festgeschweißt, oder eingespritzt sind.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine zu einer Baueinheit zusammengefaßte Kombination eines Halbleiterspannungsreglers und eines Bürstenhalters unter Zwischenlage eines erfindungsgemäß gestalteten Zwischensteckers dargestellt.

Es zeigen: -

Figur 1 den Vielfachzwischenstecker in der Ansicht von • der Seite mit aufgesetztem Halbleiter-Spannungsregler und mit einem in unterbrochenen Linien angedeuteten Bürstenhalter,

Figur 2 das als .Ausgangs-Werkstück für die auf der Steckeroberseite Torgesehenen Stromschienen dienende ebene. Stanzgitter in der ersten Ver- c. arbeitungsstuf e,

Figur 3 mit gegenüber Figur 2 in einer zweiten Bearbeitungsstufte senkrecht aus der Platinen-Ebene hochgebogenen Anschlußfahnen in der Draufsicht auf die Platine,

Figur k in der Seitenansicht auf die Längskante der Platine,

Figur 5 in der Seitenansicht und in einem:;nach der Linie V-V in Figur 3 geführten Querschnitt-,

Figur 6 in einem nach dem gebrochenen Linienzug VI-VI in Figur 3 geführten Querschnitt,

Figur 7 eine Draufsicht auf die mit den Stromschienen nach den Figuren 2 bis T bestückte Oberseite des Steckers und

Figur 8 einen nach der Linie VIII-VIII in Figur T geführten Querschnitt durch den Stecker sowie

Figur 9 einen nach der Linie tXrlXVinlFiguriX'/.geführten Querschnitt.

Die dargestellte Baueinheit besteht gemäß Figur 1 aus drei Hauptelementen, nämlich einem in einem transistorähnlichen Gehäuse untergebrachten Halbleiterspannungsregler 1, einem aus thermoplastischem Kunststoff gepreßten Vielfachstecker 2 und einem aus Speckstein gepreßten Bürstenhalter 3, der in Figur 1 mit unterbrochenen Linien angedeutet ist.

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Der Vielfachstecker 2, dessen Umrißlinien 6 in Figur 7 verstärkt wiedergegeben sind, trägt an seiner dem Bürstenhalter 3 zugekehrten Oberseite eine größere Anzahl von im folgenden näher beschriebenen Stanzteilen, die als Stromschienen dienen.

Zur Herstellung dieser Stromschienen wird zunächst das in Figur 2 in Draufsicht wiedergegebene Stanzgitter aus einer etwa 0,5" mm starkem, Messing-Platine beidseitig verzinnt gestanzt-. Dieses Stanz-gitter .ist rechteckförmig ^-"· und hat einen durchgehenden äußeren Rand 5, welcher über die in Figur 7 angedeuteten Umrißlinien 6 des Steckers so weit hinausragt, daß seine überstehenden Teile dicht an den Umrißlinien 6 des Steckers entlang in einem späteren Verfahrensschritt abgetrennt werden können.

Das Stanzgitter hat nach Figur 2 zwei diagonal zueinander ' angeordnete Fixierlöcher 11 und 12, die beim Zusammenbau

j bzw. bei der Weiterverarbeitung durch die dreieckförmige

' Randpartiefbeim Loch 12 und durch die etwa quadratische

; Randpartie \\ beim Loch 11 unterschieden werden können.

j Von dem die linke Schmalseite der Rechteck-Platine be-

grenzenden Rahmenteil 15 zweigen zwei Stromschienen 16 und 17 ab, die bis zu ihren bei 18 und 19 angedeuteten, zum Vernieten mit dem Werkstoff des Steckers dienenden Aussparungen ' etwa spiegelsymeti-isch zueinander verlaufen und je eine angeschnittene Nase 21, 22 sowie zwei angeschnittene Kontaktlappen-23 und 2k mit durch unterbrochene Linien angedeuteten Schweißbuckeln haben. Die in der Zeichnung obenliegende Stromschiene .16 ist hinter der länglichen Aussparung 18 zickzackförmig ausgebildet und geht dann in ein parallel zum unteren Längsrahmenteil 25 verlaufendes Zwischenstück-26 über, in welchem sich eine

zum Vernieten dienende Aussparung 27 sowie eine weitere kreisrunde Aussparung 28 .befindet, die beim Zusammenbau mit dem Stecker sich mit einer in diesem angebrachten Querbohrung deckt- und zur Fixierung des Mittelpunktes des Reglergehäuses 1 dient. Der Mittelabschnitt 26 der Stromschiene 16 ist über einen schmalen Steg 31 mit dem unteren Längsrahmenteil 25 verbunden, wobei an der Abzweigzone dieses Steges ein ebenfalls mit einem Schweißbuckel_32 versehener Kontaktlappen 33 abzweigt.

In analoger Weise verläuft der Mittelabschnitt 35 der Stromschiene 17 parallel zum unteren Rahmenlängsteil und geht dann in einen mit dem'Rahmenlängsteil 25 verbundenen Quersteg 36 über, an den eine Steckerzunge 37 angeschnitten ist. Am Übergang zum Steg 36 ist an dem Mittelabschnitt 35 ein weiterer Kontaktlappen 38 angeschnitten, der.einen Schweißbuckel 39 trägt.

Mit dem in Figur 2 obenliegend angedeuteten Längsrahmenteil Uo ist ein rechtwinklig abstehender Steg kl verbunden, der in einen in Verlängerung des Steges k'\ angeschnittenen Kontaktlappen U-2 und außerdem in einen parallel zum Längsrahmenteil ko verlaufenden Mittelabschnitt U3 übergeht, der wie weiter unten näher ausgeführt, in einer Kontaktfahne kk endigt, die für eine der beiden Bürsten des Bürstenhalters 3 bestimmt ist. An der freien Endzone der Kontaktfahne kk ist ein Schweißbuckel k5 angeprägt. Im Bereich des Mittelabschnitts k3 sind zwei Stanzlöcher k6 und ^7 vorgesehen, in welche zwei senkrecht stehende Zapfen k8 und ks zum Eingriff gelangen, wenn das Stanzgitter in der aus Figur 7 ersichtlichen Weise auf den Zwischenstecker 2 aufg-elegt wird.

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Parallel zur Kontaktfahne Wh und. gegen den Längsrahmenteil Uo ist eine zweite Kontaktfahne 50 mit einem an ihrem freien Enda"bschnitt sitzenden Schweißbuckel 51 vorgesehen, die ebenso wie die Kontäktfahne hk durch einen Längseinschnitt 52 so weit freigestanzt ist, daß die Kontaktfahne 50 zusammen mit dem Kontaktlappen · k2 und der erstgenannten Kontaktfahne hk entlang einer gemeinsamen, durch unterbrochene Linien 53 angedeutete Biegekante in die in den Figuren 3₅ k und 5 dargestellte, senkrecht zur Platinenebene "verlaufende Stellung hochgebogen werden kann.

Der Längseinschnitt 52 ist bis zu einem Brückenstück geführt, das zur planen Auflage auf der Oberseite des Zwischensteckers 2 bestimmt ist und hierfür zwei Stanzlöcher 56 und 5T enthält, die zur Aufnahme der in Figur 7 mit 58 und 59 bezeichneten Nietzapfen dient. An das Brückenstück 55 ist ein U-förmiges Bügelstück 6o angeschnitten, an dessen nicht näher bezeichnetem Jochabschnitt ein Kontaktlappen 61 angeschnitten, ist. Dieser wird in einem nachfolgenden Bearbeitungsvorgang entlang einer Biegelinie 62 nach oben umgebogen und steht dann senkrecht von der Platine und der Oberseite des Steckers 2 ab.

An der in Figur 2 rechts dargestellten Rahmenschmalseite 65 ist ein Ansatz 66 angeschnitten, der ein Stanzloch 67 zur Aufnahme eines Nietansatzes 68 gemäß Figur 7 enthält. Mit diesem Ansatz ist ein kurzer Kontaktlappen 69 und eine lange Konta.ktfahne 70 verbunden, die von dem seitlichen Rahmenstück 65 durch einen schmalen Einschnitt 71 getrennt und außerdem durch eine

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Schnittlinie 72 von dem Kontaktlappen 69 getrennt ist. Infolge der Schnittkante 72 kann der Kontaktlappen 69 in der aus Figur 5 erkennbaren Weise entlang der Biegelinie 73 hochgebogen werden. Die Biegelinie für die lange Kontaktfahne 70 ist in Figur 2 und Figur 5 mit 7^ angedeutet.

Wenn die Kontaktlappen 23 , 2k, 33, 37 sowie 38 und k-2 und die Kontaktfahnen hk und 50 sowie die Kontaktlappen 61 und 69 sowie die Kontaktfahne 70 aus der in Figur 2 dargestellten Ausgangslage rechtwinklig auf ihre in den Figuren 3 "bis 6 dargestellte Stellung hochgebogen sind, können sie nach Figur 7 auf die Oberseite des Zwischensteckers 2 aufgesetzt und dort mit ihren Stanzlöchern 18, 19». 2,.7» ?SL, *»6, U?» 56_, sowie 67 über an der Oberseite frei vorstehende Uietzapfen geschoben werden wie dies in Figur 9 für den nach dem gebrochenen Linienzug XI-XI in Figur 7 liegenden Schnitt für den Kontaktlappen 69 dargestellt ist. Dort ist der Zapfen, der durch das Stanzloch $7 in dem Ansatz 66 hindurchragt, mit 76 bezeichnet. Sein vorstehendes Ende ist mit Hilfe von Ultraschall zu einem Hietkopf 68 verformt. Dieser hält den Kontaktlappen gegenüber einer kegeligen Aussparung 77 so fest, -daß dort ein bei 78 angedeuteter durch die Aussparung 77 eingeführter Anschlußstift des Reglers 1 angeschweißt werden kann.

Zusätzlich zu den'für die genannten Stanzlöcher vorgesehenen Zapfen sind auf der Oberseite des Steckers mehrere erhöhte Rippen vorgesehen, welche, wie in Figur 8 gezeigt, die richtige Lage des noch zusammenhängenden Stanzgitters auf dem Stecker sicherstellen, solange

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die in Figur 9 tei 68 angedeuteten Nietköpfe hergestellt werden. Nach der Befestigung des Stanzgitters werden mittels entlang der Umrißlinien'6 des Steckers 2 geführten Stanzschnitten,die mit dem Rahmen verbundenen Stege an den mit kleinen Kreuzen verdeutlichten Linien abgetrennt.

An der Unterseite des Steckers 2 ist eine dünnwandige Steckbuehse 90 vorgesehen, die in Figur 8 im Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Figur 7 gezeigt ist. Die Buchse 90 enthält zwei Messerkontakte 91 und 92, die von oben her durch passende, ausgesparte Schlitze 93 und 9^ eingedrückt werden und an ihren oben freiliegenden Endabschnitten mit den Kontaktlappen 23 und 2k verschweißt werden. Über die Messerkontakte 91 und 92 kann mit einem nicht dargestellten, zweipoligen Stecker die Verbindung mit der Ausgangsspannung des Generators hergestellt werden, während die Verbindung zur nicht dargestellten Erregerwicklung des Generators über die Kontaktfahnen kk und 50 und die beiden nicht dargestellten, im Bürstenhalter 3 längsgeführten Schleifkohlen erfolgt.

Claims (2)

1. 2^10.1981 Lr/Wl

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   Ansprüche

   / 1./Halbleiterspannungsregler für einen-durch eine Fahrzeugbrennkraftmasehine mit'stark wechselnden Drehzahlen antreibbaren Wechselstrom-, insbesondere Drehstromgenerator, der ein über Bürsten gespeistes Erreger-Magnetfeld hat, wobei der Spannungsregler in einem metallischen, druck- und feuehtigkeitsdichten, transistorähnlichen Gehäuse untergebracht ist, dessen Boden mindestens drei isoliert herausgeführte Anschlußstifte enthält und mechanisch mit einem Bürstenhalter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Regler (1) und dem Bürstenhalter (3) ein aus thermoplastischem Kunststoff hergestellter Vielfachstecker (2) angeordnet ist, der an seiner dem Bürstenhalter zugekehrten Oberseite mehrere, voneinander isolierte, aus einer dünnen Metall-Platine ausgestanzte Leiterschienen trägt, die unter Verschweißung des Kunststoffes miiifiem Stecker (2) verbunden sind und angeschnittene, rechtwinklig von der Oberseite abstehende Fahnen tragen, die zur Kontaktgabe in den Bürstenhalter eingesteckt sind.

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2. 2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (2) an seiner Rückseite eine angeformte Buchse (90) hat, in der zwei Steckerzungen (91, 92) untergebracht sind, wobei die Wände der Buchse Nasen und Einschnitte aufweisen, mit denen verkehrtes Einsetzen eines Anschlußsteckers : verhindert wird.

   3· Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschienen Aussparungen (19> 27, ^6, hj, 56, 57) enthalten, mit denen sie über angeformte Zapfen (76) '. ^ an der Oberseite des Steckers (2) geschoben sind.

   k. Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte der Zapfen (76) unter Anwendung von

   ! Druck und Wärme, insbesondere durch Ultraschallschweißung

   vorzugsweise zu Befestigungsköpfen (68) verformt sind, die über die Aussparungen hinausgreifen.

   j 5. Regler nach Anspruch 3 oder- h, dadurch gekennnzexchnet,

   daß an der Oberseite des Steckers flache und/oder Leisten

   Vertiefungen vorgesehen sind, mit welchen die Leiterschienen fixiert werden.