DE3851712T2

DE3851712T2 - Schnittstellenanordnung für elektrische Steckverbindung von Wasch- und Trocknermaschinen mit steifen planen Elementen und flexiblen gedruckten Schaltungen.

Info

Publication number: DE3851712T2
Application number: DE3851712T
Authority: DE
Inventors: Claude Thepault
Original assignee: Crouzet SpA
Current assignee: Crouzet SpA
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2008-03-19
Also published as: DE3851712D1; EP0284151A2; EP0284151B1; IT8719807A0; IT1202670B; US4895524A; ES2060641T3; EP0284151A3

Description

Der Erfindung betrifft eine elektrische Schnittstellenanordnung, insbesondere für die elektrische Ausrüstung von Waschmaschinen und dergleichen.
Bekanntlich wird die Steuerung der Zyklusfolgen dieser Maschinen durch eine elektromechanische und/oder elektronische Programmiereinheit realisiert, zu der alle elektrischen Stromversorgungs- und Steuerungskabel der verschiedenen elektrisch betriebenen Komponenten, wie Motoren, Pumpen, Heizwiderstände und dergleichen, hinführen. Alle diese vorstehend erwähnten Kabel werden derzeit durch Verbinder verschiedener Art mit der Programmiereinheit verbunden, jedoch einzeln und ohne eine präzise logische Verbindungsordnung, indem die Anordnung der elektrischen Ausgänge der Programmiereinheit ihrer inneren Struktur zugeordnet ist und nicht dem Endbetriebsdiagramm oder -layout; weiterhin wird kein Unterschied zwischen Leistungsausgängen und Nicht-Leistungsausgängen gemacht, was eine Überdimensionierung solcher Ausgänge erfordert, die, wenn sie für einen Strom unter fünf Ampère ausgelegt sind, auf andere Weise mit wesentlich geringeren Kosten hergestellt werden könnten. Um diese Nachteile zu überwinden, ist in der Automobilindustrie der Einsatz bestimmter Typen von Zentraleinheiten bekannt, doch diese sind insofern nicht ideal, was die interne Verkabelung der verschiedenen Kontaktpunkte, die Größen, das Gewicht und die Produktionskosten angeht.
Die FR-A-2 557 378 offenbart eine Schnittstellenanordnung, bei der Leiterplatten mit Kontaktzähnen sandwichartig auf einer Programmiereinheit angeordnet sind und dadurch Kontakte und Verbindungen herstellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbeschriebenen Nachteile durch eine Schnittstellenstruktur, insbesondere für Waschmaschinen und dergleichen, zu überwinden, wobei diese Schnittstellenstruktur äußerst kompakt sein, die Anzahl der internen Kabel auf ein notwendiges Minimum reduzieren und es erlauben soll, die Verbinder in einer Ordnung im Sinne einer Gebrauchsnähe anzuordnen, wobei gleichzeitig die bestmögliche Ausrichtung der Ausgänge in Richtung auf das Benutzer-Endgerät erreicht wird, sowie gegebenenfalls die Realisierung der Leistungsausgänge in einer anderen Weise als die der Nicht-Leistungsausgänge. Diese Ziele werden durch die erfindungsgemäße Schnittstellenanordnung erreicht, die durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist. Sie realisiert die Verbindung, die Anordnung und Ausrichtung der elektrischen Ausgänge von elektromechanischen und/oder elektronischen Programmierkomponenten, und ihre grundlegenden Charakteristika bestehen darin, daß sie aus wenigstens einem steifen planen Grundelement besteht, an das eine oder mehrere flexible gedruckte Schaltungen fest angeschlossen sind, die untereinander und mit der elektromechanischen Programmiereinheiten elektrisch verbunden sind; die Ränder dieser steifen planen und der flexiblen gedruckten Leiterplatten sind dabei abwechselnd mit einem Profil aus Einschnitten und Zähnen versehen, wobei zu den letzteren die Anschlüsse der elektrischen Bahnen der Schaltungen geführt werden und dadurch Bereiche geschaffen werden, die für die Einführung von elektrischen Verbindern niedriger und hoher Leistung geeignet sind.
In Ausführungsbeispielen der Vorrichtung ist weiterhin vorgesehen, daß das steife plane Element eine gedruckte Schaltung von dem steifen Typ und daß die flexiblen gedruckten Schaltungen größer als das steife plane Element sein sollen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht weiterhin vor, daß die steifen planen Elemente von ihrer Anzahl her mehr als eins betragen und unter den flexiblen gedruckten Schaltungen angeordnet sein können und über den flexiblen gedruckten Schaltungen angeordnet sind, in Übereinstimmung mit einer geeigneten Kombination von steifen planen Elementen, steifen gedruckten Schaltungen und Trägern für Leistungsausgänge, in einer Weise, daß die steifen Elemente außerhalb des Pakets von gedruckten Schaltungen liegen, nachdem sie gefaltet worden und elektrisch und mechanisch integraler Bestandteil der Programmiereinheit und der flexiblen gedruckten Schaltungen geworden sind, welche über sich selbst gefaltet sind, um die oberen steifen Elemente in eine Ebene parallel zu dem unteren Element zu bringen.
Die mechanische Steifigkeit der auf diese Weise aufgebauten Vorrichtung wird durch zwei ebene Elemente gewährleistet, die mit Öffnungen versehen sind, die dazu geeignet sind, zwei entsprechende Befestigungsvorsprünge aufzunehmen, die an den Rändern der steifen Elemente angeformt sind.
Es ist auch vorgesehen, daß die abwechselnde Folge von Einschnitten und Zähnen geometrisch derart sein soll, daß Bereiche zur Einführung von asymmetrischen Verbindern gebildet werden, wodurch eine Polarisation erreicht wird, die unrichtige Einführungen von Anschlüssen der elektrischen Bahnen verhindert, die an den Zähnen vorgesehen und gruppiert sind auf der Grundlage ihrer endgültigen funktionalen oder praktischen Verbindungsfähigkeit; diese Anordnung und Gruppierung kann auch durch eine größere Nähe des Einführungsbereichs für die elektrischen Verbinder zu der Bestimmungskomponente für die Signale erreicht werden.
Diese und andere Charakteristika gehen aus der folgenden Beschreibung der Schnittstellenvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel gegeben wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Komponenten, wobei die Anordnung noch nicht verbunden ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer nicht gemäß Anspruch 1 zusammengebauten Vorrichtung;
Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch die Vorrichtung entlang der Linie II-II in Fig.2;
Fig. 4 ein Beispiel einer möglichen Konstruktionsvariante der Vorrichtung gemäß Anspruch 1.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht die Vorrichtung aus einem planen steifen Element 1, dessen Umfang so gestaltet ist, daß es Vorsprünge 2, die zwischen Einschnitten 3 angeordnet sind, aufweist, welche den Einführungsbereich für den Verbinder 4 (Fig. 2) bilden; auf der Oberseite des steifen Elements 1 sind mittels einer bekannten Technik eine oder mehrere flexible gedruckte Schaltungen 5 aufgebracht, deren Rand so ausgestaltet ist, daß die Bereiche, in denen die elektrischen Verbindungsstreifen 6 gebildet sind, mit den korrespondierenden Bereichen 2 des steifen Elements 1 übereinstimmen, obwohl sie sich in verschiedenen Ebenen befinden.
Auf diese Weise ist es, wie in dem vergrößerten Schnitt der Fig. 3 dargestellt, möglich, die Dichte der Bahnen für jede flexible Schaltung ausreichend gering zu halten und die Anordnung der Bahnen und der elektrischen Verbindungen zu optimieren, indem die Kreuzungen auf ein Minimum reduziert werden und gleichzeitig ein Verbindungsbereich gebildet wird, der allgemein mit der Bezugszahl 7 bezeichnet wird, in dem die verschiedenen Kontaktstreifen 6a und 6b aus denjenigen ausgewählt werden können, die zum Beispiel für die Funktion oder die Bestimmung des Gebrauchs (wie alle Steuerungen der Pumpe) gleich sind.
Das Aufeinanderfolgen von Vorsprüngen 2 und Einschnitten 3 ist darüber hinaus dazu geeignet, die Verbindungsbereiche 7 untereinander selbst asymmetrisch zu gestalten, wodurch eine Polarisation erreicht wird, als deren Ergebnis es möglich ist, die häufigen Fehler bei der Einführung der einzelnen Verbinder zu vermeiden. Indem in der Entwurfsphase die verschiedenen Verteilungen der gewünschten Verbinder ausgewählt werden, ist es auch möglich, die Seiten der gedruckten Schaltungen auszuwählen, an denen spezifische Verbinder angeforrnt werden sollen, zum Beispiel auf der Grundlage der nächsten Nähe dieser Seite zu der endgültigen Bestimmung dieses besonderen Verkabelungsteils.
In Fig. 2 ist auch die Anordnung der Ausgänge 21 gezeigt, die in diesem Beispiel als Schnellverbinder-Fahnen ausgebildet sind und sich dazu eignen, Leistungsverbinder für Belastungen größer als 12 Ampère aufzunehmen.
Die so aufgebaute Schnittstellenvorrichtung wird dann gemäß der gewünschten Anordnung der Löcher und der Nadeln 8a der Programmiereinheit auf der Programmiereinheit aufgebracht und anschließend elektrisch und mechanisch durch Fließlöten mit ihr verbunden, was dadurch ermöglicht wird, daß alle Komponenten, einschließlich der in geeigneter Weise nach unten zeigenden Leistungsausgänge 21, wieder in einer einzigen Ebene liegen.
Wenn die größere Komplexität der Schaltungen oder die Notwendigkeit, die endgültigen Kosten des Produkts in Grenzen zu halten, es verlangen, ist es möglich, die Schnittstellenvorrichtung so zu konstruieren, daß die steife Ebene 1 aus einer gedruckten Schaltung des steifen Typs besteht, welche gleichzeitig die mechanische Steifigkeit und das Vorhandensein weiterer elektrischer Bahnen gewährleistet.
Eine mögliche Variante ist in Fig. 4 dargestellt, wo gezeigt ist, daß auf dem steifen ebenen Element 1 die flexiblen gedruckten Schaltungen aufgebracht sind, die größer sein können als die steife Ebene 1; auf diese Weise können zwei steife Elemente, die nach den Erfordernissen ausgewählt wurden, auf den freien und vorstehenden flexiblen Schaltungsbereichen 9a, 9b, 9c angeschweißt werden; in dem Beispiel dieser Figur sind dies eine steife gedruckte Schaltung 10 und eine Lagerung für Leistungsausgänge 11.
Es ist auch möglich, einen Bereich 20 der flexiblen gedruckten Schaltung mit ihren Enden freizuhalten, die geeignete Leiterbereiche 20a tragen, und mit einer Länge, daß er direkt mit einer endgültigen Benutzerkomponente statt mit einem Kabel verbunden werden kann.
Wenn einmal das schon beschriebene Fließlöten ausgeführt worden ist, ist es möglich, die flexiblen Schaltungen hochzubiegen, wodurch die Enden der beiden Elemente 10 und 11 aneinandergepaßt werden und die so erhaltene Struktur durch den Eingriff der beiden ebenen Elemente 13a und 13b mechanisch steif gemacht wird, deren Öffnungen 13c auf den entsprechenden Befestigungsvorsprüngen 14 befestigt werden sollten, welche jeweils auf den Rändern der steifen Elemente 1, 10 und 11 angeformt sind.
Die steifen Elemente 1, 10 und 11 können in Übereinstimmung mit einer geeigneten Kombination aus steifem ebenen Element, steifer gedruckter Schaltung und Lagerung für Leistungsausgänge vorausgewählt werden.
Die so gebildete Trägerstruktur hält bei Betriebsbedingungen den Lasten und/oder Drücken stand, die bei der Einführung und dem Herausziehen der Steckverbinder entstehen, ohne daß zufällige Kontakte zwischen sich gegenüberliegenden Kontaktpunkten möglich sind.
Die Anwendung der beschriebenen Schnittstellenvorrichtung bei elektromechanischen und/oder elektronischen Komponenten ermöglicht es auch, daß der oder einige der Steckverbinder so gruppiert werden, daß der getrennte Aufbau der verbundenen Verkabelung mit bereits befestigten Anschluß-Steckverbindern möglich ist, um so die Produktionskosten zu verringern und die Möglichkeit von Fehlern bei der Verbindung der Komponente mit den verschiedenen von ihr gesteuerten oder betriebenen Anlagenteilen auszuschließen.
Wie ersichtlich ist, ist es erforderlich, für jede elektromechanische und/oder elektronische Komponente, auf der die erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung aufgebracht werden soll, die Größen und die Gestalt der Profilelemente und der gedruckten Schaltungen an die besonderen Erfordernisse und Anordnungen jeder Komponente anzupassen, ohne dabei den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Elektrische Schnittstellenanordnung für elektromechanische Programmierkomponenten (8) mit mindestens einem steifen planen Grundelement (1), dessen Ränder abwechselnd mit Einschnitten (3) und Zähnen (2) versehen sind, wobei auf dem planen Element (1) eine oder mehrere flexible gedruckte Schaltungen (5) fest angebracht sind, die elektrisch miteinander verbunden sind und mit der elektromechanischen Programmierkomponente (8) verbunden werden können, wobei die Anschlüsse (6a, 6b) der elektrischen Bahnen der flexiblen Schaltungen (5) an diese Zähne (27) herangeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein weiteres steifes Element (10, 11) umfaßt, das elektrisch und mechanisch integraler Bestandteil eines Endbereichs (9a) der flexiblen gedruckten Schaltung (5) ist und in einer Ebene angeordnet werden kann, die parallel und über dem steifen Grundelement (1) liegt, indem die flexiblen Schaltungen (5) gefaltet werden, wobei zwei plane Elemente (13a, 13b) für die mechanische Festigkeit der Schnittstellenanordnung vorgesehen sind, und daß Ausgänge (21), in die Leistungs-Verbindungen eingeführt werden können, an dem steifen planen Grundelement (1) befestigt sind, wodurch eine Schnittstellenanordnung geschaffen wird, die Bereiche aufweist, die sich für die Einführung von elektrischen Verbindungen, sei es mit niedriger Leistung oder hoher Leistung, eignen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das steife plane Grundelement (1) eine gedruckte Schaltung von dem steifen Typ ist, der an seinem freien Ende Bereiche besitzt, die leitend gemacht sind und direkt mit einem Benutzergerät verbunden werden können.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden planen Elemente (13a, 13b) mit Fenstern (13c) ausgestattet sind, die entsprechende Befestigungsvorsprünge (14) aufnehmen können, die an den Rändern der steifen Elemente (1, 10, 11) angeformt sind, mit denen sie in einer zu dem Grundelement (1) orthogonalen Richtung verbunden werden.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (21) für die Einführung der Leistungs-Verbindungen auf die Seite hin ausgerichtet sind, wo die Verbindung mit den Programmierkomponenten (8) erfolgt, um ein Fließlöten von der Anordnung zu der Programmierkomponente zu ermöglichen.