DE4404986B4 - Einrichtung zur Kontaktierung elektrischer Leiter sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Einrichtung - Google Patents

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Abstract

Einrichtung zur Kontaktierung elektrischer Leiter von Elektromotoren, mit auf einem elektrisch isolierenden Träger angeordneten Leitungsverbindungen (15), die von den Leitern zu Anschlußkontakten geführt und mit elektrischen und elektronischen Bauelementen (22) kontaktiert sind, wobei eine aus einem Blech einstückig ausgeformte Leiterbahnstruktur (10) vorgesehen ist, die nach dem Befestigen auf dem Träger (18) die Leitungsverbindungen (15) für die elektrischen und elektronischen Bauelemente (22) ausbildet, wobei die Leiterbahnstruktur (10) Anschlußfahnen (11) zur Kontaktierung der elektrischen Leiter (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung durch Verschweißen realisiert ist und der Träger (18) auf die Leiterbahnstruktur (10) aufgespritzt ist

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Zur Kontaktierung von Spulendrähten von Statorwicklungen von Elektromotoren ist es beispielsweise bekannt, am Elektromotor eine Leiterplatte in einem elektrisch isolierenden Gehäuse anzuordnen, zu der die Spulendrähte des Stators geführt sind und auf der elektrische und/oder elektronische Bautelemente aufgelötet sind. An die Leiterplatte ist ferner ein Anschlußstecker zum Verbinden mit elektrischen Leitungen gekoppelt, wobei Anschlußstecker und Leiterplatte in einem Gehäuse untergebracht sind. Eine derartige, aus den Bauteilen Leiterplatte und Anschlußstecker aufgebaute Einrichtung erfordert einen hohen fertigungstechnischen Aufwand sowohl bei der Herstellung der einzelnen Bauteile als auch bei der Montage der Einrichtung an dem elektrischen Gerät.
  • Mit der US 4 766 520 ist ein Kraftfahrzeugzündmodul bekannt geworden, in dem in einem Gehäuse ein Stanzgitter angeordnet ist. Dabei wird eine elektrische Verbindung zwischen einem Stecker und einer Leiterplatte hergestellt.
  • Die US 4 673 837 offenbart ein Stanzgitter und einen Bürstenhalter eines Elektromotors, das die elektrische Verbindung zwischen den Motorstromanschlüssen und den elektrischen Bürsten herstellt. Dabei ist das Stanzgitter mit einem Gehäuseelement des Elektromotors umpritzt.
  • Die DE 39 19 741 A1 zeigt einen elektrischen Verbinder, bei dem eine starre Schaltplatine aus thermoplastischem Material Klemmelemente aufweist, in die elektrische Kontaktelemente eingefügt werden.
  • Mit der DE 89 129 14 U1 ist eine Leiteranordnung bekannt geworden, bei der ein Stanzgitter mit thermoplastischem Kunststoff umspritzt ist. Dabei werden Leiterträger mit geringerem Leiterquerschnitt mittels Heißprägeverfahren angeordnet, wobei die aufgeprägten Leiter mit dem Stanzgitter mittels die Umspritzung durchsetzenden Kontakte elektrisch verbunden sind.
  • Die US 5 131 138 A zeigt einen optischen Mikroschalter, bei dem ein zweiteiliges Stanzgitter jeweils umspritzt wird und zu einem Gehäuseteil zusammengefügt wird.
  • Mit der der DE 31 42 263 A1 ist ein Verfahren zur Serienfertigung von Schaltungsanordnungen, insbesondere für Fernsprech-Mikrofone, bekannt geworden, bei dem Schaltungen aus einem Endlosband ausgestanzt werden und Bauelemente mittels Laserschweißung ankontaktiert werden.
  • Die DE 37 15 094 A1 zeigt eine Schaltungseinheit für eine Uhr, die eine Vielzahl von Leiterteilen aus Metallblech umfasst. Dabei sind verschiedene Leiterteile mittels Vergußharz miteinander verbunden. Ein Leiterteil weist dabei Verbindungslöcher auf, in die Vorsprünge eines Tragelements eines Spulenkörpers eingreifen können.
  • In der EP 0 340 116 A2 ist ein elektrisches Kontaktstabilisierungselement offenbart, bei dem ein Stanzgitter sandwichartig zwischen zwei gegenüber liegenden Stabilisierungselementen eingespannt wird. Dabei weisen die sich gegenüber liegenden Stabilisierungselemente Rastelemente und Gegenrastelemente auf, die beim Zusammenfügen formschlüssig ineinander greifen und dabei das Stanzgitter in ihrer Mitte aufnehmen.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
    daß die Anzahl der zu verwendenden Bauteile reduziert wird. Dadurch ist die Einrichtung kostengünstig herstellbar und bei der Montage mit dem zu kontaktierenden elektrischen Gerät einfacher handhabbar. Durch die Erfindung ist es möglich, bei der Kontaktierung eine einzige Baueinheit zu verwenden, die in sich sowohl die elektrischen und/oder elektronischen Baueinheiten als auch den Anschlußstecker integriert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine rationelle Herstellung der Einrichtung möglich, wobei die Einrichtung als Ganzes hintereinander gefertigt werden kann.
  • Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Eine besonders kostengünstige Ausführung der Einrichtung ist dadurch möglich, wenn der Träger ein Gehäuse zur Aufnahme der elektrischen und/oder elektronischen Baueinheiten bildet, welches zugleich den Anschlußsteckers enthält. Das Verfahren läßt sich dadurch weiter rationalisieren, wenn die aus dem Blech ausgeformten Leiterbahnenstruktur aus einem endlosen Band ausgestanzt wird. Zweckmäßig ist ferner, wenn die Träger als Mehrfachnutzen mehreren mit einem Stanzgitter verbundenen Leiterbahnstrukturen zugeführt werden.
  • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Draufsicht auf eine aus einem Blech ausgeformte Leiterbahnstruktur und 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Einrichtung.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • 1 zeigt zunächst eine einstückig aus einem Blech ausgeformte Leiterbahnstruktur 10. Das Blech besteht beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und besitzt eine Dicke von beispielsweise 0,63 mm. Die Leiterbahnstruktur 10 besitzt Leitungsverbindungen mit beispielsweise vier Anschlußfahnen 11 und beispielsweise drei Steckkontakten 12. Die Steckkontakte 12 sind die Anschüsse für ein nicht dargestelltes Anschlußkabel.
  • Beim Ausformen werden in die Leiterbahnstruktur 10 Aussparungen 14 eingebracht, derart, daß ein zusammenhängendes, einstückiges Leiterbahnbild entsteht. Die so erhaltene Leiterbahnstruktur 10 ist in sich geschlossen und enthält vorerst keine voneinander getrennte Leitungsverbindungen. Ferner sind an die Leiterbahnstruktur 10 Befestigungsflächen 13 angeformt.
  • Die Leiterbahnstruktur 10 ist gemäß 2 auf einem elektrisch isolierenden Träger 18 angeordnet. Die Befestigung auf dem Träger 18 erfolgt dabei beispielsweise derart, daß die Befestigungsflächen 13 in am Träger 18 angeformte und nicht dargestellte Befestigungsmittel einrasten. Der Träger 18 besitzt eine Anformung 19, in die die Steckkontakte 12 hineinragen, so daß sich ein Anschußstecker 20 ausbildet.
  • Die Trennung der Leiterbahnstruktur 10 in einzelne Leiterbahnen 15, die zur Ausbildung der Leitungsverbindungen notwendig sind, erfolgt nach dem Befestigen der Leiterbahnstruktur 10 auf dem Träger 18. Auf die nach dem Befestigen der Leiterbahnstruktur 10 auf dem Träger 18 vorliegenden vereinzelten Leiterbahnen 15 werden elektrische und/oder elektronische Bauelemente 22 aufgelötet. Die Anschlußfahnen 11 sind in 2 senkrecht nach oben gebogen und mit elektrischen Leitern 24 eines nicht dargestellten elektrischen Gerätes kontaktiert.
  • Der mit den Leiterbahnen 15 und den Bauelementen 22 bestückte Träger 18 wird beispielsweise an einem Elektromotor befestigt. Der Elektromotor besitzt beispielsweise vier Spulendrähte einer Statorwicklung, die als Leiter 24 durch den Träger 18 hindurchgeführt und mit den Anschlußfahnen 11 verbunden sind. Die Kontaktierung der Spulendrähte mit den Anschlußfahnen 11 kann durch Löten oder Verschweißen realisiert werde. Es ist aber genauso denkbar, andere Kontaktierungen, wie Kleben mit Leitpaste oder Wickeln einzusetzen.
  • Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung werden die Leiterbahnstrukturen 10 beispielsweise aus einem endlosen Blechstreifen durch ein Stanzverfahren ausgestanzt, wobei die einzelnen Leiterbahnstrukturen 10 in einem Stanzgitter zusammengehalten werden. Als Stanzgitter wird hierbei das beim Stanzen verbleibende Restmaterial des Blechstreifens verstanden, mit dem die Leiterbahnstruktur 10 durch Materialbrücken bis zum Vereinzeln verbunden bleibt.
  • Den im Stanzgitter angeordneten Leiterbahnstrukturen 10 wird sodann der Träger 18 zugeführt und die Leiterbahnstruktur 10 auf dem Träger 18 befestigt. Hierbei kann der Träger 18 als Mehrfachnutzen eingesetzt werden, so daß beispielsweise drei hintereinander im Stanzgitter angeordnete Leiterbahnstrukturen 10 auf drei zusammenhängende Träger 18 gesetzt und befestigt werden. Alternativ zum Einsetzen der Leiterbahnstruktur 10 auf einem Träger 18 ist es auch denkbar, den Träger 18 auf die Leiterbahnstruktur 10 aufzuspritzen.
  • Nach dem Befestigen der Leiterbahnstruktur 10 auf dem Träger 18 wird die Leiterbahnstruktur 10 derart aufgetrennt, daß die Leiterbahnen 15 für die später zu kontaktierenden Bauelemente 22 geschaffen werden. Das Trennen kann dabei mechanisch oder durch Laserschneiden erfolgen.
  • Nach dem Befestigen der Leiterbahnstruktur 10 auf dem Träger 18 und dem Auftrennen der Leiterbahnstruktur 10 zu Leiterbahnen 15 wird das Stanzgitter entfernt, so daß die Leiterbahnen 15 mit den Trägern 18 verbunden sind. Das Entfernen des Stanzgitters beziehungsweise das Vereinzeln der Leiterbahnstrukturen 10 kann auch vor dem Auftrennen der Leiterbahnstruktur 10 durchgeführt werden.
  • Als nächster Arbeitsschritt werden die Anschlußfahnen 11 senkrecht zum Träger 18 nach oben gebogen. Danach werden die Leiterbahnen 15 in einer weiteren Bearbeitungsstation mit den Bauelementen 22 bestückt. Vorher werden jedoch die Anschlußkontakte der Bauelemente 22 beispielsweise in einem Tamponverfahren mit einer Lötpaste versehen. Das Bestücken der Leitbahnen 15 erfolgt bei der Verwendung eines Mehrfachnutzens für die Träger 18 beispielsweise derart, daß die im Mehrfachnutzen des Trägers 18 vorliegenden einzelnen Leiterbahnen 15 in einem Arbeitsschritt mit Bauelementen 22 bestückt werden. Anschließend werden die auf dem Träger 18 montierten, bestückten Leiterbahnen 15 einer Lötvorrichtung zugeführt, in der die Bauelemente 22 beispielsweise mit einem Reflow-Lötverfahren verlötet werden. Abschließend erfolgt das Vereinzeln der Mehrfachnutzen der Träger 18, so daß jeweils eine Einrichtung auf einen Träger 18 befestigte und mit Bauelementen 22 bestückte Leiterbahn 15 vorliegt.
  • Die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte Einrichtung wird zur Kontaktierung von elektrischen Geräten verwendet. Dazu wird der derartig bestückte Träger 18 auf dem Gerät befestigt und die Leitungsanschlüsse des Gerätes mit den Anschlußfahen 11 verbunden. Nach der Montage am Gerät wird der Träger 18 mit einer nicht dargestellten Abdeckung versehen, so daß die Leiterbahnstruktur 10 und die Bauelemente 22 einschließlich der Steckkontakte 12 von einem Gehäuse ummantelt sind.

Claims (11)

  1. Einrichtung zur Kontaktierung elektrischer Leiter von Elektromotoren, mit auf einem elektrisch isolierenden Träger angeordneten Leitungsverbindungen (15), die von den Leitern zu Anschlußkontakten geführt und mit elektrischen und elektronischen Bauelementen (22) kontaktiert sind, wobei eine aus einem Blech einstückig ausgeformte Leiterbahnstruktur (10) vorgesehen ist, die nach dem Befestigen auf dem Träger (18) die Leitungsverbindungen (15) für die elektrischen und elektronischen Bauelemente (22) ausbildet, wobei die Leiterbahnstruktur (10) Anschlußfahnen (11) zur Kontaktierung der elektrischen Leiter (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung durch Verschweißen realisiert ist und der Träger (18) auf die Leiterbahnstruktur (10) aufgespritzt ist
  2. Einrichtung zur Kontaktierung elektrischer Leiter von Elektromotoren, mit auf einem elektrisch isolierenden Träger angeordneten Leitungsverbindungen (15), die von den Leitern zu Anschlußkontakten geführt und mit elektrischen und elektronischen Bauelementen (22) kontaktiert sind, wobei eine aus einem Blech einstückig ausgeformte Leiterbahnstruktur (10) vorgesehen ist, die nach dem Befestigen auf dem Träger (18) die Leitungsverbindungen (15) für die elektrischen und elektronischen Bauelemente (22) ausbildet, wobei die Leiterbahnstruktur (10) Anschlußfahnen (11) zur Kontaktierung der elektrischen Leiter (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung durch Verschweißen realisiert ist und an der Leiterbahnstruktur (10) Befestigungsflächen (13) angeformt sind, die in am Träger (18) angeformten Befestigungmittel einrasten.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte (12) an die Leiterbahnstruktur (10) angeformt sind.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte (12) Steckkontakte sind.
  5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) mindestens eine Anformung (19) aufweist, in welcher die Anschlußkontakte (12) angeordnet sind, derart, daß ein Anschlußstecker (20) ausbildbar ist.
  6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) zumindest einen Teil eines Gehäuses bildet, von dem die Bauelemente (22) und die Anschlußkontakte (12) aufgenommen sind.
  7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (18) mit einer Abdeckung versehen ist, so daß die Leiterbahnstruktur (10) und die Bauelemente (22) einschließlich der Steckkontakte (12) von dem Gehäuse ummantelt sind.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zur Kontaktierung elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch a) Ausformen einer einstückigen Leiterbahnstruktur (10) aus einem Blech, b) Befestigen der Leiterbahnstruktur (10) auf einem elektrisch isolierenden Träger (18), c) Auftrennen von Verbindungsstellen der Leiterbahnstruktur (10), derart, daß die Leitungsverbindungen (15) zur Kontaktierung elektrischer und/oder elektronischer Bauelemente (22) entstehen, d) Bestücken und Kontaktieren der Leitungsverbindungen (15) mit den Bauelementen (22).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnstruktur (10) aus einem endlosen Blechstreifen ausgeformt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) mit den Leiterbahnstrukturen (10) als Mehrfachnutzen verbunden wird und daß nach dem Kontaktieren der Leitungsverbindung (15) mit den Bauelementen (22) die Mehrfachnutzen vereinzelt werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnstrukturen (10) mit einem Stanzverfahren hergestellt werden.
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