-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet
der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Bilden einer Schaltung und eine Schaltungsverbindungsstruktur
in einem elektrischen Anschlußkasten,
der beispielsweise in einem Fahrzeug verwendet werden kann.
-
2. Beschreibung des einschlägigen Stands
der Technik
-
Bei einem elektrischen Anschlußkasten
des vorstehend erwähnten
Typs sind im allgemeinen eine elektronische Leiterplatte 104,
die mit Elektronikbauteilen 103 bestückt ist und die zwischen einem
unteren Kastenabschnitt 101 und einem oberen Kastenabschnitt 102,
die den elektrischen Anschlußkasten bilden,
angeordnet ist, und eine Isolierplatte 106, die mit Sammelschienen 105 versehen
ist, in laminierter Form in einem Gehäuse untergebracht, wie in 5 gezeigt ist.
-
Die elektrische Verbindung der Elektronikbauteile 103 mit
den Sammelschienen 105 wird durch Montieren eines Verbindergehäuses 107,
das Buchsensteckanschlüsse 108 hält, an den Randabschnitt
der elektronischen Leiterplatte 104 und durch Stapeln der
elektronischen Leiterplatte 104 in diesem Zustand auf die
Oberseite der Isolierplatte 106 erreicht, um so die Sammelschienenvorsprünge (Steckeranschlüsse) 105a mit
den Sammelschienen 105 in senkrechter Position in die jeweiligen Buchsensteckanschlüsse des
Verbindergehäuses 107 gepaßt werden.
Ein Isolierabstandsstück 109 ist zwischen
der elektronischen Leiterplatte 104 und der Isolierplatte 106 vorgesehen,
um die Entstehung einer unerwünschten
bzw. unnötigen
elektrischen Verbindung zu vermeiden.
-
Bezüglich der Verbindungsstruktur
der Sammelschiene bei herkömmlichen
elektrischen Anschlußkasten
liegen jedoch folgende Probleme vor.
- (1) Wenn
für eine
Anzahl von Elektronikbauteilen, die auf der elektronischen Leiterplatte 104 bereitgestellt
sind, eine Verdrahtungsstruktur (nicht gezeigt) ausgebildet ist,
besteht die Notwendigkeit, die Verdrahtungsstruktur bis zum Randabschnitt auszubilden,
wo die Buchsensteckanschlüsse 108 bereitgestellt
sind. Da außerdem
zum Montieren der Buchsensteckanschlüsse 108 Platz benötigt wird
und dies eine großformatige
elektronische Leiterplatte 104 zur Folge hat, steigen somit die
Kosten an.
- (2) Am Randabschnitt der elektronischen Leiterplatte 104 sind
die Buchsensteckanschlüsse 108 und
das Verbindergehäuse 107 notwendig,
um die Elektronikbauteile 103 mit den jeweiligen Sammelschienen 105 zu
verbinden, so daß die Teilezahl
tendenziell ansteigt.
- (3) Weil außerdem
der Sammelschienenvorsprung 105a, der mit dem Buchsensteckanschluß 108 verbunden
ist, durch Bearbeiten des Randabschnitts der Sammelschiene 105 ausgebildet
wird, kann außerdem
kein beliebiger dazwischenliegender Teil der Sammelschiene 105 mit dem
Buchsensteckanschluß 108 verbunden
werden, und wenn eine Sammelschiene z. B mit zwei oder mehr verbindenden
Teilen verbunden wird, ist es notwendig, die gleiche Anzahl von
Sammelschienen wie von verbindenden Teilen zu verwenden. Demzufolge
ist die Nutzungseffizienz des zum Anordnen der Sammelschienen genutzten Raums
schlecht.
-
In der Druckschrift
EP 0 887 884 A2 ist eine Sammelschienenstruktur
offenbart, die eine Sammelschienenplatine in einem elektrischen
Anschlußkasten
und eine Anschlußfahne
aufweist, die mit einem Strukturabschnitt der Sammelschiene verbunden
ist. Die Anschlußfahne
ist separat von der Sammelschiene ausgebildet. Der Strukturabschnitt
wird durch einen Laserstrahl mit der Anschlußfahne verschweißt.
-
Das US-Patent 5, 709, 567, das als
Ausgangspunkt für
die vorliegende Erfindung dient, offenbart einen eingestanzten und
preßgepaßten Bus, der
eine elektronische Schaltungsanordnung aufweist, die aus einer oberen
Isolierplatte, einem Draht und einem Gehäuseteil aufgebaut ist, auf
dem die elektronischen Komponenten angeordnet sind. Bei diesem bekannten
Aufbau sind nach oben gerichtete Druckkontakt-Schlitzklemmen bereitgestellt, die mit einem
entsprechenden Draht verbunden werden sollen, indem sie durch eine
Durchgangsöffnung
geführt werden,
die durch den Draht überbrückt wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, die vorstehenden herkömmlichen
technischen Probleme zu lösen
und ein Verfahren zum Bilden einer Schaltung und eine Schaltungsverbindungsstruktur
zu schaffen, die die Abmessungen einer elektronischen Leiterplatte
verringern und die Teilezahl reduzieren können.
-
Gemäß Anspruch 1 wird eine Schaltungsverbindungsstruktur
geschaffen, die folgende Merkmale aufweist: eine elektronische Leiterplatte
mit einer Durchgangsöffnung,
wobei die elektronische Leiterplatte mit Leitungsdrähten oder
elektrischen Drähten von
Elektronikbauteilen versehen ist, die die Durchgangsöffnung überbrücken, und
eine Isolierplatte, die mit Sammelschienen mit nach oben gerichteten Druckkontakt-Schlitzklemmen versehen
ist, die mit den Leitungsdrähten
oder elektrischen Drähten
elektrisch verbunden sind, wobei die elektronische Leiterplatte
und die Isolierplatte aufeinandergestapelt sind, indem beide Platten
relativ nahe aufeinander zu bewegt werden, so daß die Druckkontakt-Schlitzklemmen
durch die Durchgangsöffnung
gelangen; und die Leitungsdrähte
oder elektrischen Drähte
werden an die jeweiligen Druckkontakt-Schlitzklemmen preßgeschweißt.
-
Es wird ein Verfahren zum Bilden
einer Schaltung in einem elektrischen Anschlußkasten gemäß Anspruch 4 geschaffen. Dieser
weist eine elektronische Leiterplatte und eine Isolierplatte auf,
die aufeinandergestapelt sind und in demselben untergebracht sind,
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen von
nicht nur einer Durchgangsöffnung
in der elektronischen Leiterplatte, sondern auch von Leitungsdräh ten oder
elektrischen Drähten
von Elektronikbauteilen in einer Weise, daß die Drähte die Durchgangsöffnung überbrücken; Bereitstellen
der Sammelschienen auf der Isolierplatte, so daß die nach oben gerichteten
Druckkontakt-Schlitzklemmen der entsprechenden Sammelschienen in
einer Position angeordnet werden können, die der Durchgangsöffnung der
Isolierplatte entspricht; und Aufeinanderstapeln der elektronischen Leiterplatte
und der Isolierplatte, indem beide Platten nahe aufeinander zu bewegt
werden, so daß die Druckkontakt-Schlitzklemmen
durch die Durchgangsöffnung
gelangen, und Preßschweißen der
Leitungsdrähte
oder elektrischen Drähte
an die entsprechenden Druckkontakt-Schlitzklemmen.
-
Da die Leitungsdrähte an die entsprechenden Druckkontakt-Schlitzklemmen
preßgeschweißt werden,
die durch die Durchgangsöffnung
geführt werden,
die bei diesem Verfahren zum Bilden einer Schaltung und bei dieser
Schaltungsverbindungsstruktur in der elektronischen Leiterplatte
vorgesehen ist, kann auf den im Stand der Technik beim Montieren
der Buchsensteckanschlüsse
an den Randabschnitt der Platte notwendigen Raum verzichtet werden,
was in der Möglichkeit
resultiert, die Größe der elektronischen
Leiterplatte zu reduzieren. Außerdem
sind die Druckkontakt-Schlitzklemmen direkt an die entsprechenden
Leitungsdrähte
preßgeschweißt, so daß auf die
Buchsensteckanschlüsse und
das Verbindergehäuse,
die im Stand der Technik beides Voraussetzung sind, verzichtet werden
kann, was eine Verringerung der Teilezahl zur Folge hat.
-
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsverbindungsstruktur
sind die Druckkontakt-Schlitzklemmen separat von den entsprechenden
Sammelschienen ausgebildet, und die Druckkontakt-Schlitzklemmen
können
an die entsprechenden Sammelschienen angebracht werden, so daß erstere
mit letzteren verbunden sind.
-
Da bei dieser Anordnung eine beliebige
Anzahl von Druckkontakt-Schlitzklemmen
frei am Endabschnitt oder Mittelabschnitt der Sammelschiene bereitgestellt
werden können,
wird dadurch die Nutzungseffizienz des zum Anordnen der Sammelschienen
genutzten Raums verbessert.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung einer die Erfindung verkörpernden
Sammelschienen-Verbindungsstruktur in einem elektrischen Anschlußkasten.
-
2 ist
eine perspektivische Ansicht der Sammelschienen-Verbindungsstruktur in dem elektrischen
Anschlußkasten
gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
3A ist
ein Seitenaufriß des
Bereichs des preßgeschweißten Abschnitts
der Sammelschienen-Verbindungsstruktur in dem elektrischen Anschlußkasten
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
3B ist
eine vergrößerte Teilansicht
des vorstehenden Abschnitts.
-
4 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine andere Form einer Druckkontakt-Schlitzklemme,
die erfindungsgemäß verwendbar
ist, erläutert.
-
5 ist
eine perspektivische Ansicht einer Sammelschienen-Verbindungsstruktur
in einem herkömmlichen
elektrischen Anschlußkasten.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
-
Es folgt nun eine konkrete Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
-
1 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung einer die Erfindung verkörpernden
Schaltungsverbindungsstruktur in einem elektrischen Anschlußkasten;
und 2 ist eine perspektivische
Ansicht der Schaltungsverbindungsstruktur.
-
Die Schaltungsverbindungsstruktur
wird in einem Raum einbehalten, der zwischen einem unteren Gehäuseabschnitt
und einem oberen Gehäuseabschnitt
(die nicht gezeigt sind) ausgebildet ist, die den elektrischen Anschlußkasten
bilden, wobei eine Isolierplatte 1 auf der unteren Seite
und eine elektronische Leiterplatte 10 auf der oberen Seite
bereitgestellt sind.
-
Eine Mehrzahl von Sammelschienen 2,
im Beispiel von 1 handelt
es sich um drei, sind auf der Oberfläche der Isolierplatte 1 und
in der Breitenrichtung derselben Seite an Seite angeordnet, und der
Randabschnitt jeder Sammelschiene 2 bildet eine nach oben
gerichtete Druckkontakt-Schlitzklemme. Die Druckkontakt-Schlitzklemme 3 weist
einen Schlitz 4 auf, und auf den beiden nach oben gerichteten
Stirnflächen 4a und 4b des
Schlitzes 4 und auf einer zwischen denselben liegenden
bogenförmigen Stirnfläche 4c ist
eine Schlitzklemme ausgebildet. Ferner ist ein zugeschnittener abgeschrägter Führungsabschnitt 4e jeweils
im oberen Randabschnitt der Stirnflächen 4a und 4b ausgebildet.
-
Eine Verdrahtungsstruktur (nicht
gezeigt) ist auf der Unterseite der elektronischen Leiterplatte 10 ausgebildet,
und auf derselben sind eine Anzahl von Elektronikbauteilen 11 montiert,
die mit der vorbestimmten Verdrahtungsstruktur elektrisch verbunden sind.
Bei einem Teil der Elektronikbauteile handelt es sich um Elektronikbauteile 14,
deren jeweilige beiden Seiten jeweils über Leitungsdrähte 12 und 13 als
externe Anschlüsse
verfügen,
und in dem Beispiel von 1 sind
drei der Elektronikbauteile 14 vorgesehen. Die Elektronikbauteile 14 weisen
beispielsweise Widerstände,
Kondensatoren oder Dioden auf.
-
Die Leitungsdrähte 12 und 13 bestehen
aus einem elektrisch leitenden Material, wie z. B. Kupfer und Aluminium,
und weisen, wie in 1 gezeigt, vertikal
verlaufende Abschnitte 12a und 13a bzw. horizontal
verlaufende Abschnitte 12b und 13b auf. Die horizontal
verlaufenden Abschnitte 12b auf der einen Seite sind so
bereitgestellt, daß sie über einer
Durchgangsöffnung 15 verlaufen.
-
Die Elektronikbauteile 14 werden
durch Einbringen der vertikal verlaufenden Abschnitte 12a und 13a in
die in der elektronischen Leiterplatte 10 vorgesehenen Öffnungen
an die elektronische Leiterplatte 10 angebracht und mit
derselben elektrisch verbunden, indem die vertikal verlaufenden
Abschnitte 12a und 13a mit der Verdrahtungsstruktur
(nicht gezeigt), die auf der Unterseite der elektronischen Leiterplatte 10 ausgebildet
ist, verlötet
werden.
-
Die Durchgangsöffnung 15 ist so ausgelegt, daß sie die
Druckkontakt-Schlitzklemmen 3 soweit
in sich aufnimmt, daß die
Schlitzklemmen durch dieselbe hindurchgelangen. Die Breite des Durchgangsöffnung 15 ist
etwas größer als
die Dicke jeder Druckkontakt-Schlitzklemme 3, und die Länge derselben ist
etwas größer als
der Abstand zwischen den Außenseiten 3a und 3a der
beiden äußeren Druckkontakt-Schlitzklemmen 3 der
insgesamt drei Schlitzklemmen.
-
Es kann entweder die Isolierplatte 1 oder
die elektronische Leiterplatte 10 als erstes bearbeitet werden.
-
Von der so angeordneten Isolierplatte 1 und elektronischen
Leiterplatte 10 wird die Isolierplatte 1 in den
unteren Kastenabschnitt (nicht gezeigt) eingesetzt, und im Anschluß daran
wird das Abstandsstück (nicht
gezeigt) eingebracht. Dann wird die elektronische Leiterplatte 10 näher an die
Isolierplatte 1 heranbewegt (abgesenkt), während die
drei Druckkontakt-Schlitzklemmen durch die Durchgangsöffnung 15 geführt werden.
Selbst wenn zu diesem Zeitpunkt die Position der Leitungsdrähte 12 relativ
zu der Position der entsprechenden Schlitze 4 ist, wird
jeder Leitungsdraht mit Hilfe des abgeschrägten, über dem Schlitz 4 ausgebildeten
Führungsabschnitts 4e geführt, um
sicherzustellen, daß die
Leitungsdrähte 12 in
die Schlitze 4 gelangen. Danach werden die Leitungsdrähte 12 des
Elektronikbauteils 14 an die Sammelschienen 2 preßgeschweißt.
-
Unter dem Begriff „Preßschweißen" ist zu verstehen,
daß, wie
in 3A gezeigt ist, der
waagrecht verlaufende Abschnitt 12b von jedem Leitungsdraht 12 die
Innenseite des Schlitzes 4 erreicht und daß, wie in 3B gezeigt ist, der Schlitz 4 mit
dem waag recht verlaufenden Abschnitt 12b des Leitungsdrahtes 12 in
Kontakt gebracht wird, um dadurch zu bewirken, daß der Leitungsdraht 12 des
Elektronikbauteils 14 die Sammelschiene 2 elektrisch
kontaktiert. In diesem Fall wird der aus Isoliermaterial bestehende
Raum (nicht gezeigt) zwischen der Isolierplatte 1 und der
elektronischen Leiterplatte 10 beibehalten, um eine elektrische
Verbindung zwischen der Verdrahtungsstruktur, die auf der Unterseite
der elektronischen Leiterplatte 10 ausgebildet ist, und
den auf der Oberfläche
der Isolierplatte 1 bereitgestellten Sammelschienen 2 zu
vermeiden.
-
Die Schaltungsverbindungsstruktur
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird durch das auf diese Weise implementierte Verfahren zum
Bilden einer Schaltung erzielt.
-
Ferner ist die Abmessung des Abstands
zwischen den Stirnflächen
des Schlitzes 4 etwas kürzer gestaltet
als der Durchmesser des waagrecht verlaufenden Abschnitts 12b von
jedem Leitungsdraht 12, und die Höhe des waagrecht verlaufenden
Abschnitts 12b des Leitungsdrahts 12 von der elektronischen
Leiterplatte 10 ist so angepaßt, daß der Bereich, der unterhalb
der abgeschrägten
Führungsabschnitte 4e der
jeweiligen Stirnflächen 4a und 4b des Schlitzes 4 liegt,
mit dem waagrecht verlaufenden Abschnitt 12b so in Kontakt
gelangt, daß die
Isolierplatte 1 auf der elektronischen Leiterplatte 10 angeordnet
ist.
-
Da die Leitungsdrähte 12 an die jeweiligen Druckkontakt-Schlitzklemmen
preßgeschweißt werden,
die durch die in der elektronischen Leiterplatte 10 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung bereitgestellte Durchgangsöffnung 15 geführt wurden,
kann daher auf den im Stand der Technik zum Montieren der Buchsensteckanschlüsse 108 an
den Randabschnitt der Platine genutzten Raum verzichtet werden,
was die Möglichkeit
eröffnet,
die Größe der elektronischen
Leiterplatte 10 zu reduzieren. Außerdem sind die Druckkontakt-Schlitzklemmen 3 direkt
an die entsprechenden Leitungsdrähte 12 preßgeschweißt, so daß auf die
Buchsensteckanschlüsse 108 und
das Verbindergehäuse 107,
die im Stand der Technik notwendig waren, verzichtet werden kann, was
eine Verringerung der Teilezahl zur Folge hat. Weil die Bereitstellung
von gerade verlaufenden Sammelschienen 2 auf der Isolierplatte 1 keinem speziellen
Zweck dient, können
die Sammelschienen zusätzlich
auch zu gemeinsamen Verwendungszwecken angeordnet werden.
-
Obwohl die Druckkontakt-Schlitzklemme 3 als
Sammelschienenvorsprung im Endabschnitt der jeweiligen Sammelschiene 2 an
sich ausgebildet ist, wie in 1 gemäß dem vorstehenden
Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt, ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung
beschränkt,
sondern kann wie in 4 gezeigt
so angeordnet sein, daß eine
Sammelschiene 20 und eine Druckkontakt-Schlitzklemme 21 separat
ausgebildet sind und die Druckkontakt-Schlitzklemme 21 durch
Preßschweißen an der Sammelschiene 20 montiert
ist. Bei dieser Anordnung kann die Druckkontakt-Schlitzklemme 21 an einer gewünschten
Position der Sammelschiene 20 montiert werden, z. B., wie
in 4 gezeigt ist, in
der Mittelposition oder am Endabschnitt der Sammelschiene 20,
und eine beliebige Anzahl von Druckkontakt-Schlitzklemmen kann an
dieselbe montiert werden. In diesem Fall liegt der Vorteil darin,
daß dadurch
die Nutzungseffizienz des zum Anordnen der Sammelschienen genutzten
Raums verbessert wird.
-
Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Beispiel für
das Preßschweißen der
drei Leitungsdrähte
an die jeweiligen drei Sammelschienen beschrieben worden, wobei die
Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt ist, sondern auf einen
Fall anwendbar ist, in dem ein oder mehrere Leitungsdrähte an die
entsprechende Anzahl von Sammelschienen preßgeschweißt werden.
-
Obwohl eine Beschreibung des Falls
erfolgt ist, in dem blanke Leitungsdrähte mit den Sammelschienen,
die für
einen externen Anschluß an
Elektronikbauteile, wie z. B. einen Widerstand, angeordnet sind,
elektrisch verbunden werden, ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung
beschränkt,
sondern kann gleichermaßen
auf einen Fall angewendet werden, in dem Leiter von Leitungsdrähten als
Elektronikbauteile Drähte
mit Außenisolierung
sind oder elektrische Drähte
mit oder ohne Außenisolierung sind,
die zu Elektronikbauteilen für
einen externen Anschluß geführt werden.
In diesem Fall sollen die Leitungsdrähte mit oder ohne Außenisolierung,
neben der elektrischen Verbindung, zum Tragen der Elektronikbauteile
dienen. Wenn vergleichsweise feste Leitungsdrähte mit den Sammelschienen
elektrisch verbunden sind, besteht keine Notwendigkeit, auf die
Festigkeit des Leitungsdrahtes allzu Rücksicht zu nehmen. Die Leitungsdrähte mit
und ohne Außenisolierung
sind hingegen so beschaffen, daß sie
zum Tragen der Elektronikbauteile nicht stark genug sind, aber vergleichsweise
weich sind und z. B. anstelle der Verdrahtungsstruktur verwendet
werden können.
Wenn vergleichsweise weiche elektrische Drähte in der erfindungsgemäßen Druckkontakttechnologie
eingesetzt werden, sollten diese vorzugsweise eine gewünschte Härte bzw.
Festigkeit aufweisen, wodurch verhindert wird, daß sie wieder
herausspringen, wenn sie in die Druckkontakt-Schlitzklemmen nach unten gedrückt werden.
-
Wenn Leitungsdrähte und elektrische Drähte mit
Außenisolierung
erfindungsgemäß eingesetzt werden,
kann die Isolierwirkung in bezug auf eine beliebige andere Verdrahtungsstruktur
oder ein beliebiges anderes Elektronikbauteil sichergestellt werden, und
dies ist dahingehend vorteilhaft, daß ein Kurzschluß vermieden
werden kann.
-
Da bei diesem Verfahren zum Bilden
einer Schaltung und bei dieser Schaltungsverbindungsstruktur die
Leitungsdrähte,
wie vorstehend angeführt,
an die entsprechenden Druckkontakt-Schlitzklemmen preßgeschweißt sind,
die durch die in der elektronischen Leiterplatte vorgesehene Durchgangsöffnung geführt wurden,
kann auf den im Stand der Technik zum Montieren der Buchsensteckanschlüsse am Randabschnitt
der Platine genutzten Raum verzichtet werden, was die Möglichkeit
eröffnet,
das Format der elektronischen Leiterplatte zu reduzieren. Außerdem sind
die Druckkontakt-Schlitzklemmen
direkt an die entsprechenden Leitungsdrähte preßgeschweißt, so daß auf die im Stand der Technik
erforderlichen Buchsensteckanschlüsse und das Verbindergehäuse verzichtet
werden kann, was in einer Senkung der Teilezahl resultiert.
-
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsverbindungsstruktur
sind die Druckkontakt-Schlitzklemmen separat von den entsprechenden
Sammelschienen ausgebildet, und wenn die Druckkontakt-Schlitzklemmen
so an die entsprechenden Sammelschienen montiert werden sollen,
daß erstere
mit letzteren elektrisch verbunden sind, kann auch eine beliebige Anzahl
von Druckkontakt-Schlitzklemmen frei am Endabschnitt oder in der
Mittelposition der Sammelschiene bereitgestellt werden, wodurch
die Nutzungseffizienz des zum Anordnen der Sammelschienen genutzten
Raums verbessert werden kann.