EP1682386A1 - Method for fixing ribbon cable systems - Google Patents

Method for fixing ribbon cable systems

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Publication number
EP1682386A1
EP1682386A1 EP04797519A EP04797519A EP1682386A1 EP 1682386 A1 EP1682386 A1 EP 1682386A1 EP 04797519 A EP04797519 A EP 04797519A EP 04797519 A EP04797519 A EP 04797519A EP 1682386 A1 EP1682386 A1 EP 1682386A1
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EP
European Patent Office
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assembly
component
conductors
elements
positioning
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04797519A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrich Hartmann
Rudolf Johann
Günther TROGISCH
Sibyll König
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Conti Temic Microelectronic GmbH
SMP Deutschland GmbH
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
Conti Temic Microelectronic GmbH
Peguform GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Carl Freudenberg KG, Conti Temic Microelectronic GmbH, Peguform GmbH filed Critical Carl Freudenberg KG
Publication of EP1682386A1 publication Critical patent/EP1682386A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/0207—Wire harnesses
    • B60R16/0215—Protecting, fastening and routing means therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/02—Details
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    • H05K3/361—Assembling flexible printed circuits with other printed circuits
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K2201/05—Flexible printed circuits [FPCs]
    • H05K2201/053—Tails

Definitions

  • the invention relates to the assembly of electrical circuits on components.
  • a method for assembling circuits on vehicle doors is proposed, whereby after pre-assembly on a carrier element it is possible to fasten the entire circuit on the component in one step.
  • automation of assembly also saves costs for series production with medium to large quantities.
  • DE 100 31 487 A1 relates to a circuit connection structure for various electronic equipment in a vehicle door with a standard circuit unit with a first connection part for connection to another circuit with a switch circuit part.
  • This patent application is limited to networking the switches for window regulators, door lighting and the like in a switching element which is used as a circuit connection structure.
  • the advantage of this arrangement is based on the fact that an optional circuit unit, such as a control of an electric seat adjustment mechanism, can be retrofitted, since a door control unit or standard circuit unit is provided in addition to the circuit connection structure.
  • DE 100 37 263 A1 shows circuit arrangements which are provided both in the door trim and on the door panel side. Among other things, the connection of switches with flexible printed circuit boards is described.
  • the preparation of the component that receives the assembly is carried out by providing fasteners and positioning the component and the assembly in their installed position relative to one another.
  • the method according to this invention offers the possibility of automated assembly and fastening of a line set on a component, such as a door trim.
  • the cable set preferably comprises flexible printed circuit boards, so-called FPC (flexible printed circuits) or as a replacement for the conventional round conductor.
  • a special feature of this cable set is that it does not contain any plug contacts, since the switches and the door control unit are soldered directly to the FPC's.
  • the soldering process can be fully automated through the use of a carrier element and the resulting easy accessibility of all elements of the wiring harness.
  • a decisive advantage of the method according to the invention is the continuous automation of cable assembly and assembly. That means from the FPC production including the integration of the electronics, to the direct contacting of the door control unit and switches by means of a soldering process, for example a laser soldering process, to the assembly of the wiring harness in the door paneling, according to the inventive method, takes place fully automatically.
  • An advantage of the invention is thus the reduction in the weight of the complete wiring harness (FPC + switch + lights + control unit):
  • a housing half of the door control unit can be integrated into the door trim, which can also reduce the weight of the control unit by 15%.
  • the lights are integrated in the form of LEDs on the FPCs. This reduces the weight of the lights by approximately 30%.
  • FPC instead of conventional round conductors, the weight of the cable set is reduced by approximately 85%.
  • Another advantage of the invention is the reduction in the volume of the complete wiring harness. By eliminating the plug contacts, integrating the lights into the FPC and using FPC instead of round conductors, the volume of the cable set can be greatly reduced.
  • the round cable has an extension of 15x35mm at its thickest point.
  • the FPC's are only 0.2mm thick and therefore take up practically no space.
  • FIG. 1 shows a view of a component with built-in circuits, as well as individual elements.
  • Fig. 2 shows the first steps of the assembly process.
  • Fig. 3 shows the connection of conductor ends and control unit.
  • Fig. 4 shows the connection of conductor elements and control unit in detail Connection by means of a soldering method in detail.
  • FIG. 5b shows the soldering method according to a first exemplary embodiment.
  • FIG. 5c shows the soldering method according to a further exemplary embodiment.
  • FIG. 6 shows the removal of the cable set from the carrier element and the installation in a component
  • FIG. 7 shows a possibility of the line set by means of an adhesive process.
  • FIG. 8 shows a possible layout for the process
  • the switching elements are a switch 3 for the adjustment of a rear-view mirror, a switch 4 for a device for opening or closing a window, a switch 9 for an anti-theft device, a switch 12 for adjusting a vehicle seat, and an operating element 10 for opening a trunk of the vehicle as well as lighting elements or signal elements, such as a door handle shell light 5, an entry light 11, a door warning light 8, a diode indicator for theft protection, to mention only a few possibilities.
  • the switching elements are a switch 3 for the adjustment of a rear-view mirror, a switch 4 for a device for opening or closing a window, a switch 9 for an anti-theft device, a switch 12 for adjusting a vehicle seat, and an operating element 10 for opening a trunk of the vehicle as well as lighting elements or signal elements, such as a door handle shell light 5, an entry light 11, a door warning light 8, a diode indicator for theft protection, to mention only a few possibilities.
  • FIG. 2 shows the first steps of the method for assembling the assembly 17.
  • a carrier element 13 contains a plurality of channels 19 and projections 20 which are used to position individual conductors, pre-assembled cable sets with or without switching, operating or signaling elements and individual ones Switching, operating or signaling elements and control units 2 are used.
  • positioning is carried out using one or more robots.
  • an alternative to this or in addition is a manual assembly.
  • the line sets, switching, operating or signaling elements and the control unit which are shown separately in the left-hand illustration, are already positioned. Because on the support element 13 further channels or projections are indicated, further elements can be positioned.
  • FIG. 3 shows the soldering process of the first end regions of the conductors 15 with the control unit 2 by means of a robot 22.
  • the second end regions of the conductors 16 can, if necessary, be soldered to individual elements 14 if no plug connections or the like are to be provided for the second ends. The selection depends on the type of individual element to be installed.
  • Fig. 4 shows a solder joint in detail.
  • the control unit 2 is connected to the carrier element 13 by means of at least one adjustment element, such as a pin.
  • a conductor 7, in this case a foil conductor, is also positioned with the adjusting element 13.
  • the conductor 7 is positioned between the carrier element 13 and the printed circuit board 24, which represents the connection area of the control unit 2.
  • connection pads which contain a solder deposit on their underside, are attached to the printed circuit board 24.
  • the connection pads 25 can be identified by a camera 27 which is mounted on the robot.
  • 5a shows a variant of laser soldering, in which the conductors 7 are positioned on the upper side of the printed circuit board 24 of the control unit 2.
  • 5b and 5c illustrate two alternative embodiments for the conductive regions of the end regions 16 of the conductors.
  • FIG. 5b shows connection pads 25 which are positioned on the film conductor. They can contain the solder deposit.
  • 5c shows connection pads 25 in which the solder depot is integrated into the foil conductor itself.
  • FIG. 6 shows the process steps for removing the assembly 17 from the carrier element, the assembly 17 and the positioning of the assembly 17 in the component 1.
  • the assembly or the component can be prepared in an intermediate station with an adhesive, such as an adhesive.
  • mechanical fastening means such as snap-in connections, snap connections or the like, can be provided in the component in order to hold the assembly 17 in position.
  • FIG. 7 shows the possibility of preparing the locations at which the assembly 17 is to be positioned in the component 1 by means of an adhesive process.
  • a robot 28 applies adhesive in the channels 19 or between protrusions 20 in a line or in points.
  • 8 shows a possible arrangement of the individual method steps for fully automatic assembly and assembly of an assembly 17 in a component 1.
  • conductors or cable sets and switching, operating, lighting and signal elements are positioned on the carrier element 13. Even if not shown in detail, the positioning can be done automatically or manually.
  • the carrier element 13 moves forward on a conveyor belt 37 into the soldering station 30.
  • a robot 22 makes all the soldered connections.
  • the assembly 17 is removed from the carrier element 13 by a robot 36.
  • the robot preferably has gripping elements which operate by means of a vacuum. It is also possible to provide a gripping element which has the shape of the assembly, so that the positioning of each individual element can take place safely and precisely on the component 1.
  • Component 1 is prepared in parallel to these process steps.
  • the component is positioned in a further loading station 31 on a support frame 32.
  • an adhesive is applied to the locations of the component which serve to hold the wiring harness.
  • the conveyor belt 38 then moves up to the loading station 34.
  • the robot 36 removes the assembly 17 from the carrier element 13 and positions it in the component 1.
  • the component 1 is removed in the pick-up station 35 in a subsequent method step.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract

The invention relates to a method for mounting sub-assemblies (17) on components, in particular on vehicle doors (1). Once the elements of the sub-assembly (17) have been pre-assembled on a support element (13), the entire electric or electronic circuit that is contained in the sub-assembly is fixed in one step to the component (1). The almost exclusive use of flexible printed circuits for the connection between individual elements (14), such as switching, control or signal elements and the resultant weight savings, in addition to the automation of the mounting process permit a significant reduction in costs for the mass production of medium to large quantities.

Description

Verfahren zur Befestigung von Flachbandkabelsvstemen Method for fastening ribbon cable systems
Die Erfindung betrifft die Montage von elektrischen Schaltkreisen auf Bauteile. Insbesondere wird ein Verfahren zur Montage von Schaltkreisen auf Fahrzeugtüren vorgeschlagen, wodurch es nach Vormontage auf einem Trägerelement möglich ist, die gesamte Schaltung auf dem Bauteil in einem Schritt zu befestigen. Neben der Möglichkeit des fast ausschließlichen Einsatzes von flexiblen Leiterplatten für die Verbindung zwischen Einzelelementen, wie Schalt- Bedienungs- oder Signalelementen und der daraus folgenden Gewichtseinsparung wird durch die Automatisierung der Montage eine Einsparung von Kosten für eine Serienfertigung mit mittleren bis großen Stückzahlen erreicht.The invention relates to the assembly of electrical circuits on components. In particular, a method for assembling circuits on vehicle doors is proposed, whereby after pre-assembly on a carrier element it is possible to fasten the entire circuit on the component in one step. In addition to the possibility of almost exclusively using flexible printed circuit boards for the connection between individual elements, such as switching, operating or signaling elements, and the resulting weight savings, automation of assembly also saves costs for series production with medium to large quantities.
DE 100 31 487 A1 betrifft eine Schaltungsverbindungsstruktur für verschiedene elektronische Ausrüstungen in einer Fahrzeugtür mit einer Standardschaltungseinheit mit einem ersten Verbindungsteil zur Verbindung mit einer anderen Schaltung mit einem Schalterstromkreisteil. Diese Patentanmeldung beschränkt sich auf die Vernetzung der Schalter für Fensterheber, Türbeleuchtung und dergleichen in einem Schaltelement, welches als ein Schaltungsverbindungsstruktur verwendet wird. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin begründet, dass eine optionale Schaltungseinheit, wie ein Steuerung eines elektrischen Sitzverstellmechanismus, nachträglich montiert werden kann, da zusätzlich zu der Schaltungsverbindungsstruktur ein Türsteuereinheit oder Standardschaltungseinheit vorgesehen ist. DE 100 37 263 A1 zeigt Schaltungsanordnungen, welche sowohl in der Türverkleidung, als auch auf der Türblechseite vorgesehen sind. Beschrieben wird unter anderem die Verbindung von Schaltern mit flexiblen Leiterplatten. Da überwiegend Steckverbindungen gewählt wurden, ist eine sehr zeitraubende Montage erforderlich, insbesondere wenn Standardschaltungen für Fensterheber, Innenleuchten und dergleichen vorgesehen sind, welche um optionale Schaltungen, die für Sitzverstellung, Öffnung des Tankdeckels oder des Kofferraums ergänzt wird. Das Montagekonzept sieht vor zuerst die Steuergeräte zu montieren und dann die einzelnen Schalter mit den Leitern zu verbinden.DE 100 31 487 A1 relates to a circuit connection structure for various electronic equipment in a vehicle door with a standard circuit unit with a first connection part for connection to another circuit with a switch circuit part. This patent application is limited to networking the switches for window regulators, door lighting and the like in a switching element which is used as a circuit connection structure. The advantage of this arrangement is based on the fact that an optional circuit unit, such as a control of an electric seat adjustment mechanism, can be retrofitted, since a door control unit or standard circuit unit is provided in addition to the circuit connection structure. DE 100 37 263 A1 shows circuit arrangements which are provided both in the door trim and on the door panel side. Among other things, the connection of switches with flexible printed circuit boards is described. Since plug connections were predominantly selected, a very time-consuming assembly is required, especially if standard circuits for window regulators, interior lights and the like are provided, which are supplemented by optional circuits which are supplemented for seat adjustment, opening of the fuel cap or the trunk. The assembly concept envisages first assembling the control units and then connecting the individual switches to the conductors.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diese relativ zeitaufwändigen Montagekonzepte durch ein einfacheres Montagekonzept für die Verlegung der gesamten Verkabelungen Schalter inklusive der Steuergeräte zu ersetzen.It is therefore an object of the invention to replace these relatively time-consuming assembly concepts with a simpler assembly concept for the laying of the entire wiring switches, including the control units.
Die Lösung der Aufgabe wird nach folgendem Montagevorgang realisiert: Verfahren zur Verbindung mehrerer Schalter, Bedienungselemente oder Signalelemente oder dergleichen, welche mittels elektrischer Energie versorgt werden sollen, mit einer Steuereinheit und deren automatische Montage auf ein Bauteil, insbesondere einer Fahrzeugtür, wobei zur Übertragung der elektrischen Energie Leiter, insbesondere flexible gedruckte Leiterplatten, verwendet werden. Derartige Leiter umfassen eine Vielzahl von Signalleitungen, welche in einem im wesentlichen ebenen Band angeordnet sind, auf welchem mehrere Leiter unabhängig voneinander angebracht sind, die sich in ihrem Endbereich zu je einem Einzelelement, wie einem Schalter, Bedienungselement, Signalelement oder dergleichen verzweigen können, wobei die Leiter an ihrem anderen Ende an eine Steuereinheit angeschlossen sind. Die folgenden Verfahrensschritte laufen bei der Montage ab: Vorbereitung eines Trägerelements zur Aufnahme aller Einzelelemente, also der Schalter, Bedienungselemente, Signalelemente und dergleichen, sowie der Leiter und der Steuereinheit oder einer Anzahl von Steuereinheiten, Positionierung der Einzelelemente auf dem Trägerelement, Verbindung der Einzelelemente , insbesondere der Schalter, Bedienungselemente, Signalelemente oder dergleichen mit den ersten Endbereichen der Leiter und der Steuereinheit mit den entsprechenden anderen Endbereichen der Leiter, Transport des Trägerelements mit allen Aufbauten in eine nachfolgende Bearbeitungsstation zur Befestigung der Endbereiche der Leiter an der Steuereinheit und bei Bedarf der Endbereiche der Leiter an den Einzelelementen, wobei eine Baugruppe gebildet wird. Sodann oder parallel dazu erfolgt die Vorbereitung des Bauteils, welches die Baugruppe aufnimmt, durch Vorsehen von Befestigungsmitteln und Positionierung des Bauteils und der Baugruppe in ihrer Einbaulage zueinander. Zudem bietet das Verfahren gemäß dieser Erfindung die Möglichkeit einer automatisierten Konfektionierung und Befestigung eines Leitungssatzes auf einem Bauteil, wie einer Türverkleidung. Der Leitungssatz umfasst vorzugsweise flexible Leiterplatten, sogenannte FPC (flexible printed circuits) oder als Ersatz für die herkömmlichen Rundleiter. Des weiteren gehören diverse Bedien- oder Signalelemente, wie Schalter und Leuchten, sowie mindestens eine Steuereinheit, das Türsteuergerät, zu diesem Leitungssatz.The task is solved after the following assembly process: Method for connecting a plurality of switches, operating elements or signal elements or the like, which are to be supplied by means of electrical energy, with a control unit and their automatic assembly on a component, in particular a vehicle door, wherein conductors, in particular flexible printed circuit boards, are used to transmit the electrical energy , Such conductors comprise a multiplicity of signal lines, which are arranged in a substantially flat band, on which a plurality of conductors are attached independently of one another, which can branch into an individual element, such as a switch, operating element, signal element or the like in their end region, whereby the conductors are connected to a control unit at their other end. The following procedural steps take place during assembly: preparation of a carrier element for receiving all the individual elements, i.e. the switches, operating elements, signal elements and the like, as well as the conductor and the control unit or a number of control units, positioning of the individual elements on the carrier element, connection of the individual elements, in particular the switch, operating elements, signal elements or the like with the first end regions of the conductors and the control unit with the corresponding other end regions of the conductors, transport of the carrier element with all structures to a subsequent processing station for fastening the end regions of the conductors to the control unit and, if necessary, the end regions the conductor on the individual elements, forming an assembly. Then or in parallel, the preparation of the component that receives the assembly is carried out by providing fasteners and positioning the component and the assembly in their installed position relative to one another. In addition, the method according to this invention offers the possibility of automated assembly and fastening of a line set on a component, such as a door trim. The cable set preferably comprises flexible printed circuit boards, so-called FPC (flexible printed circuits) or as a replacement for the conventional round conductor. Furthermore, various control or signal elements, such as switches and lights, as well as at least one control unit, the door control unit, belong to this cable set.
Eine Besonderheit dieses Leitungssatzes ist, dass er keine Steckkontakte enthält, da die Schalter und das Türsteuergerät direkt an die FPC's angelötet sind. Das Lötverfahren kann durch die Verwendung eines Trägerelements und die sich daraus ergebende leichte Zugänglichkeit aller Elemente des Leitungssatzes vollständig automatisiert ablaufen. Ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die durchgängige Automatisierung der Leitungssatzkonfektionierung und -montage. Das heißt von der FPC-Herstellung inkl. Integration der Elektronik, über die Direktontaktierung von Türsteuergerät und Schaltern mittels eines Lötverfahrens, beispielsweise eines Laserlötverfahrens bis hin zur Montage des Leitungssatzes in die Türverkleidung läuft nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vollautomatisch ab. Einzelne Verfahrensschritte, können dabei zum Stand der Technik gehören, jedoch ist es bisher nicht gelungen, eine Anordnung von Türverkleidung, Türsteuergerät, Schaltern und Leuchten zu finden, die es in Kombination mit geeigneten Verbindungstechniken wie beispielsweise Laserlöten, Hotmelt-Sprühkleberauftrag, erlaubt, den Leitungssatz (FPC+Leuchten+Türsteuergerät+Schalter) vollautomatisch zu konfektionieren und zu montieren.A special feature of this cable set is that it does not contain any plug contacts, since the switches and the door control unit are soldered directly to the FPC's. The soldering process can be fully automated through the use of a carrier element and the resulting easy accessibility of all elements of the wiring harness. A decisive advantage of the method according to the invention is the continuous automation of cable assembly and assembly. That means from the FPC production including the integration of the electronics, to the direct contacting of the door control unit and switches by means of a soldering process, for example a laser soldering process, to the assembly of the wiring harness in the door paneling, according to the inventive method, takes place fully automatically. Individual process steps can belong to the state of the art, but so far it has not been possible to find an arrangement of door trim, door control unit, switches and lights which, in combination with suitable connection technologies such as laser soldering, hot melt spray adhesive application, allows the wiring harness (FPC + lights + door control unit + switch) to assemble and assemble fully automatically.
Somit ist ein Vorteil der Erfindung die Reduzierung des Gewichts des Komplett- Leitungssatzes (FPC+Schalter+Leuchten+ Steuergerät): Eine Gehäusehälfte des Türsteuergerätes kann in die Türverkleidung integriert werden, wodurch zusätzlich das Gewicht des Steuergerätes um 15% gesenkt werden kann. Die Leuchten werden in Form von LED's auf die FPC's integriert. Dadurch wird das Gewicht der Leuchten um ungefähr 30% gesenkt. Durch den Einsatz von FPC anstatt der herkömmlichen Rundleiter wird das Gewicht des Leitungssatzes um ungefähr 85% gesenkt.An advantage of the invention is thus the reduction in the weight of the complete wiring harness (FPC + switch + lights + control unit): A housing half of the door control unit can be integrated into the door trim, which can also reduce the weight of the control unit by 15%. The lights are integrated in the form of LEDs on the FPCs. This reduces the weight of the lights by approximately 30%. By using FPC instead of conventional round conductors, the weight of the cable set is reduced by approximately 85%.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Reduzierung des Volumens des Komplett- Leitungssatzes. Durch den Wegfall der Steckkontakte, die Integration der Leuchten in die FPC und den Einsatz von FPC anstatt Rundleitern kann das Volumen des Leitungssatzes stark gesenkt werden. Das Rundkabel hat an seiner dicksten Stelle eine Ausdehnung von 15x35mm. Die FPC's sind lediglich 0,2mm dick und beanspruchen somit praktisch keinen Raum.Another advantage of the invention is the reduction in the volume of the complete wiring harness. By eliminating the plug contacts, integrating the lights into the FPC and using FPC instead of round conductors, the volume of the cable set can be greatly reduced. The round cable has an extension of 15x35mm at its thickest point. The FPC's are only 0.2mm thick and therefore take up practically no space.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der Ersatz der Steckkontakte durch Direktkontaktierung. Die vollautomatische Konfektionierung und Montage ermöglicht die Herstellung eines steckerlosen Leitungssatzes. Dadurch werden die Systemsicherheit erhöht und die Kosten deutlich gesenkt. Insbesondere für die Fertigung von Bauteilen in Großserien macht den Kostenvorteil deutlich. Ein weiterer Vorteil ist die Kostensenkung, welche durch die vollautomatische Konfektionierung und Montage, die Integration einer Steuergerätehälfte in die Türverkleidung, den Wegfall aller Steckverbindungen und die Integration der Leuchten auf die FPC erzielt wird. Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Bauteils mit eingebauten Schaltkreisen, sowie Einzelelementen Fig. 2 zeigt die ersten Schritte des Montageverfahrens Fig. 3 zeigt die Verbindung von Leiterenden und Steuereinheit Fig. 4 zeigt die Verbindung von Leiterelementen und Steuereinheit im Detail Fig. 5a zeigt die Verbindung mittels eines Lötverfahrens im Detail Fig. 5b zeigt das Lötverfahren nach einem ersten Ausführungsbeispiel Fig. 5c zeigt das Lötverfahren nach einem weiteren Ausführungsbeispiel Fig. 6 zeigt die Entnahme des Leitungssatzes vom Trägerelement und den Einbau in ein BauteilAnother advantage of the invention is the replacement of the plug contacts by direct contacting. The fully automatic assembly and assembly enables the production of a plug-free cable set. This increases system security and significantly reduces costs. The cost advantage is particularly clear for the production of components in large series. Another advantage is the cost reduction, which is achieved by the fully automatic assembly and assembly, the integration of a control unit half in the door trim, the elimination of all plug connections and the integration of the lights on the FPC. Fig. 1 shows a view of a component with built-in circuits, as well as individual elements. Fig. 2 shows the first steps of the assembly process. Fig. 3 shows the connection of conductor ends and control unit. Fig. 4 shows the connection of conductor elements and control unit in detail Connection by means of a soldering method in detail. FIG. 5b shows the soldering method according to a first exemplary embodiment. FIG. 5c shows the soldering method according to a further exemplary embodiment. FIG. 6 shows the removal of the cable set from the carrier element and the installation in a component
Fig. 7 zeigt eine Möglichkeit der des Leitungssatzes mittels eines Klebeverfahrens Fig. 8 zeigt ein mögliches Layout für das VerfahrenFIG. 7 shows a possibility of the line set by means of an adhesive process. FIG. 8 shows a possible layout for the process
Fig. 1 zeigt ein Bauteil 1, in diesem Ausführungsbeispiel eine Fahrzeugtür mit einer Baugruppe, welche eine Anzahl Leitungssätze 21 umfasst. Derartige Leitungssätze umfassen jeweils mindestens einen Leiter 7, sowie eine Steuereinheit 2 an einem Ende und mindestens ein Bedienelement, Schaltelement oder Signalelement an dem jeweils gegenüberliegenden Ende. In diesem Ausführungsbeispiel sind als Schaltelemente ein Schalter 3 für die Einstellung eines Rückspiegels, ein Schalter 4 für eine Vorrichtung Öffnen oder Schließen eines Fensters, ein Schalter 9 für eine Diebstahlsicherung, einen Schalter 12 für die Verstellung eines Fahrzeugsitzes, ein Bedienungselement 10 zur Öffnung eines Kofferraums des Fahrzeugs sowie Beleuchtungselemente oder Signalelemente, wie eine Türgriffschalenbeleuchtung 5, eine Einstiegsleuchte 11 , eine Türwarnleuchte 8, eine Dioden-Anzeige für eine Diebstahlsicherung, um nur einige Möglichkeiten zu erwähnen.1 shows a component 1, in this exemplary embodiment a vehicle door with an assembly which comprises a number of cable sets 21. Such line sets each comprise at least one conductor 7, as well as a control unit 2 at one end and at least one operating element, switching element or signal element at the opposite end. In this exemplary embodiment, the switching elements are a switch 3 for the adjustment of a rear-view mirror, a switch 4 for a device for opening or closing a window, a switch 9 for an anti-theft device, a switch 12 for adjusting a vehicle seat, and an operating element 10 for opening a trunk of the vehicle as well as lighting elements or signal elements, such as a door handle shell light 5, an entry light 11, a door warning light 8, a diode indicator for theft protection, to mention only a few possibilities.
Fig. 2 zeigt die ersten Schritte des Verfahrens zur Montage der Baugruppe 17. Ein Trägerelement 13 enthält eine Vielzahl von Kanälen 19 und Vorsprüngen 20, welche zur Positionierung von einzelnen Leitern, vorkonfektionierten Leitungssätzen mit oder ohne Schalt-, Bedien- oder Signalelementen und von einzelnen Schalt-, Bedien- oder Signalelementen und Steuereinheiten 2 dienen. Im Rahmen des vollautomatischen Montageverfahrens erfolgt die Positionierung mittels eines oder mehreren Robotern. Für kleine Stückzahlen oder Sonderanfertigungen kann alternativ dazu oder zusätzlich eine händische Bestückung erfolgen. Auf dem in der Fig. 2 rechtsseitig dargestellten Trägerelement 13 sind die in der linksseitigen Darstellung separat dargestellten Leitungssätze, Schalt-, Bedien- oder Signalelemente und die Steuereinheit bereits positioniert. Da auf dem Trägerelement 13 weitere Kanäle oder Vorsprünge angedeutet sind, können noch weitere Elemente positioniert werden. In Fig. 3 ist der Lötvorgang der ersten Endbereiche der Leiter 15 mit der Steuereinheit 2 mittels Roboter 22 dargestellt. Die zweiten Endbereiche der Leiter 16 können bei Bedarf mit Einzelelementen 14 verlötet werden, wenn für die zweiten Enden keine Steckverbindungen oder dergleichen vorzusehen sind. Die Auswahl hängt von dem Typ des einzubauenden Einzelelements ab. Fig. 4 zeigt eine Lötstelle im Detail. Die Steuereinheit 2 ist mittels mindestens eines Justierelements, wie beispielsweise eines Stifts, mit dem Trägerelement 13 verbunden. Ebenfalls mit dem Justiereiement 13 wird ein Leiter 7, in diesem Fall ein Folienleiter, positioniert. Der Leiter 7 ist zwischen Trägerelement 13 und der Leiterplatte 24, welche den Anschlussbereich der Steuereinheit 2 darstellt, positioniert. An der Leiterplatte 24 sind so genannte Anschlusspads angebracht, welche ein Lotdepot auf ihrer Unterseite enthalten. Somit muss durch den Roboter, der die Verlötung durchführt, nur die notwendige Energie aufgebracht werden, um die Lötstelle zwischen Anschlusspad 25 und dem leitenden Bereich 26 des Folienleiters herzustellen. Durch den Energieeintrag, welcher beispielsweise mittels Laser erfolgt, wird somit eine Lötstelle erzeugt. Die Anschlusspads 25 können durch eine Kamera 27 , welche auf dem Roboter angebracht ist, identifiziert werden. In Fig. 5a ist eine Variante der Laserlötung dargestellt, in denen die Leiter 7 auf der Oberseite der Leiterplatte 24 der Steuereinheit 2 positioniert werden. Fig. 5b und Fig. 5c stellen zwei alternative Ausführungsformen für die leitenden Bereiche der Endbereiche 16 der Leiter dar. In Fig. 5b sind Anschlusspads 25 gezeigt, welche auf dem Folienleiter positioniert sind. Sie können das Lotdepot enthalten. In Fig. 5c sind Anschlusspads 25 gezeigt, in welchen das Lotdepot in den Folienleiter selbst integriert ist.Fig. 2 shows the first steps of the method for assembling the assembly 17. A carrier element 13 contains a plurality of channels 19 and projections 20 which are used to position individual conductors, pre-assembled cable sets with or without switching, operating or signaling elements and individual ones Switching, operating or signaling elements and control units 2 are used. As part of the fully automatic assembly process, positioning is carried out using one or more robots. For small quantities or special designs, an alternative to this or in addition is a manual assembly. On the carrier element 13 shown on the right in FIG. 2, the line sets, switching, operating or signaling elements and the control unit, which are shown separately in the left-hand illustration, are already positioned. Because on the support element 13 further channels or projections are indicated, further elements can be positioned. 3 shows the soldering process of the first end regions of the conductors 15 with the control unit 2 by means of a robot 22. The second end regions of the conductors 16 can, if necessary, be soldered to individual elements 14 if no plug connections or the like are to be provided for the second ends. The selection depends on the type of individual element to be installed. Fig. 4 shows a solder joint in detail. The control unit 2 is connected to the carrier element 13 by means of at least one adjustment element, such as a pin. A conductor 7, in this case a foil conductor, is also positioned with the adjusting element 13. The conductor 7 is positioned between the carrier element 13 and the printed circuit board 24, which represents the connection area of the control unit 2. So-called connection pads, which contain a solder deposit on their underside, are attached to the printed circuit board 24. Thus, only the necessary energy has to be applied by the robot that carries out the soldering in order to produce the soldering point between the connection pad 25 and the conductive region 26 of the film conductor. A solder joint is thus generated by the energy input, which is carried out, for example, by means of a laser. The connection pads 25 can be identified by a camera 27 which is mounted on the robot. 5a shows a variant of laser soldering, in which the conductors 7 are positioned on the upper side of the printed circuit board 24 of the control unit 2. 5b and 5c illustrate two alternative embodiments for the conductive regions of the end regions 16 of the conductors. FIG. 5b shows connection pads 25 which are positioned on the film conductor. They can contain the solder deposit. 5c shows connection pads 25 in which the solder depot is integrated into the foil conductor itself.
Fig. 6 zeigt die Verfahrensschritte der Entnahme der Baugruppe 17 aus dem Trägerelement, die Baugruppe 17 und die Positionierung der Baugruppe 17 in das Bauteil 1. Die Baugruppe oder das Bauteil können in einer Zwischenstation mit einem Haftmittel, wie einem Kleber vorbereitet werden. Alternativ dazu können im Bauteil mechanische Befestigungsmittel, wie Rastverbindungen, Schnappverbindungen oder dergleichen vorgesehen sein, um die Baugruppe 17 in ihrer Position zu halten. Fig. 7 zeigt die Möglichkeit, die Stellen, an welchen die Baugruppe 17 im Bauteil 1 positioniert werden soll, mittels eines Klebeverfahrens vorzubereiten. Ein Roboter 28 trägt in den Kanälen 19 oder zwischen Vorsprüngen 20 linienförmig oder punktweise Kleber auf. Fig. 8 zeigt eine mögliche Anordnung der einzelnen Verfahrensschritte zur vollautomatischen Konfektionierung und Montage einer Baugruppe 17 in ein Bauteil 1. In der Beladestation 29 werden Leiter oder Leitungssätze und Schalt- Bedien-, Beleuchtungs- und Signalelemente auf das Trägerelement 13 positioniert. Auch wenn nicht im Detail dargestellt, kann die Positionierung automatisch oder händisch erfolgen. Nach der Bestückung des Trägerelements 13 rückt dasselbe auf einem Förderband 37 vorwärts in die Lötstation 30. In der Lötstation 30 werden von einem Roboter 22 alle Lötverbindungen hergestellt. Nach dem Abschluss des Lötvorgangs erfolgt die Entnahme der Baugruppe 17 vom Trägerelement 13 durch einen Roboter 36. Vorzugsweise weist der Roboter Greifelemente auf, welche mittels Vakuum operieren. Es ist auch möglich, ein Greifelement vorzusehen, welches die Form der Baugruppe aufweist, sodass die Positionierung jedes Einzelelements sicher und präzise auf dem Bauteil 1 erfolgen kann. Parallel zu diesen Verfahrensschritten wird das Bauteil 1 vorbereitet. Das Bauteil wird in einer weiteren Beladestation 31 auf einen Tragrahmen 32 positioniert. In der nachfolgenden Klebestation 33 wird ein Kleber auf den Stellen des Bauteils aufgetragen, welche der Aufnahme des Leitungssatzes dienen. Das Förderband 38 bewegt sich dann bis zur Einlegestation 34 fort. Sobald das Bauteil auf dem Tragrahmen die Einlegestation 34 erreicht hat, entnimmt der Roboter 36 die Baugruppe 17 vom Trägerelement 13 und positioniert sie in dem Bauteil 1. Das Bauteil 1 wird in einem folgenden Verfahrensschritt in der Abholstation 35 entnommen.6 shows the process steps for removing the assembly 17 from the carrier element, the assembly 17 and the positioning of the assembly 17 in the component 1. The assembly or the component can be prepared in an intermediate station with an adhesive, such as an adhesive. Alternatively, mechanical fastening means, such as snap-in connections, snap connections or the like, can be provided in the component in order to hold the assembly 17 in position. FIG. 7 shows the possibility of preparing the locations at which the assembly 17 is to be positioned in the component 1 by means of an adhesive process. A robot 28 applies adhesive in the channels 19 or between protrusions 20 in a line or in points. 8 shows a possible arrangement of the individual method steps for fully automatic assembly and assembly of an assembly 17 in a component 1. In the loading station 29, conductors or cable sets and switching, operating, lighting and signal elements are positioned on the carrier element 13. Even if not shown in detail, the positioning can be done automatically or manually. After the mounting of the carrier element 13, the latter moves forward on a conveyor belt 37 into the soldering station 30. In the soldering station 30, a robot 22 makes all the soldered connections. After the soldering process has been completed, the assembly 17 is removed from the carrier element 13 by a robot 36. The robot preferably has gripping elements which operate by means of a vacuum. It is also possible to provide a gripping element which has the shape of the assembly, so that the positioning of each individual element can take place safely and precisely on the component 1. Component 1 is prepared in parallel to these process steps. The component is positioned in a further loading station 31 on a support frame 32. In the subsequent adhesive station 33, an adhesive is applied to the locations of the component which serve to hold the wiring harness. The conveyor belt 38 then moves up to the loading station 34. As soon as the component on the support frame has reached the insertion station 34, the robot 36 removes the assembly 17 from the carrier element 13 and positions it in the component 1. The component 1 is removed in the pick-up station 35 in a subsequent method step.
Bezugszeichenliste 1. Bauteil, Tür 2. Steuereinheit, Türsteuergerät 3. Schalter Spiegeleinstellung 4. Schalter Fensterheber 5. Türgriffschalenbeleuchtung 6. Dioden Anzeige - Diebstahlsicherung 7. Flachkabelleiter 8. Türwarnleuchte (Dioden Lampe) 9. Schalter Diebstahlsicherung 10. Kofferraumöffner 11. Einstiegsleuchte (Dioden-Einstiegsleuchte) 12. Sitz-Memory Schalter 13. TrägerelementLIST OF REFERENCE NUMERALS 1. component, door 2. control unit, door control device 3. mirror setting switch 4. window lifter switch 5. door handle shell lighting 6. diode display - anti-theft device 7. flat cable ladder 8. door warning lamp (diode lamp) 9. anti-theft device switch 10. trunk opener 11. entry light (diodes - Entry light) 12. Seat memory switch 13. Carrier element
14. Einzelelement14. Single element
15. Endbereich des Leiters15. End area of the conductor
16. Endbereich des Leiters 17. Baugruppe16. End area of the conductor 17. Assembly
18. Befestigungsmittel18. Fasteners
19. Kanal19th channel
20. Vorsprung20th lead
21. Leitungssatz 22. Roboter21. Cable set 22. Robot
23. Justierelement23. Adjustment element
24. Leiterplatte24. Printed circuit board
25. Anschlusspad25. Connection pad
26. leitender Bereich 27. Kamera26. Leading area 27. Camera
28. Roboter28. Robot
29. Beladestation29. Loading station
30. Lötstation30. Soldering station
31. Beladestation Bauteil 32. Tragrahmen31. Loading station component 32
33. Klebestation33. Gluing station
34. Einlegestation34. loading station
35. Abholstation35th pick-up station
36. Roboter 37. Förderband36th robot 37th conveyor belt
38. Förderband38th conveyor belt
39. Entnahmestation 39. removal station

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Verfahren zur Verbindung mehrerer Schalter, Bedienungselemente Signalelemente oder dergleichen, welche mittels elektrischer Energie versorgt werden sollen mit einer Steuereinheit und deren automatische Montage auf ein Bauteil (1), insbesondere einer Fahrzeugtür, wobei zur Übertragung der elektrischen Energie Leiter (7), insbesondere flexible, gedruckte Leiterplatten, verwendet werden, welche eine Vielzahl von Signalleitungen umfassen, welche in einem im wesentlichen ebenen Band angeordnet sind, auf weichem mehrere Leiter unabhängig voneinander angebracht sind, die sich zu je einem Einzelelement (14), wie einem Schalter, Bedienungselement oder Signalelement (3,4,5,6,8,9,10,11,12) verzweigen können, wobei die Leiter (7) an ihrem anderen Ende an eine Steuereinheit (2) angeschlossen sind, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Vorbereitung eines Trägerelements (13) zur Aufnahme aller Einzelelemente (14), also der Schalter, Bedienungselemente, Signalelemente oder dergleichen Leiter und der Steuereinheit, welche den Leitungssatz ergeben, Positionierung der Einzelelemente (14) auf dem Trägerelement (13), Verbindung der Einzelelemente (14), insbesondere der Schalter, Bedienungselemente, Signalelemente oder dergleichen mit den ersten Endbereichen der Leiter (15,16) und der Steuereinheit mit den entsprechenden anderen Endbereichen der Leiter (15,16), Transport des Trägerelements (13) mit allen Aufbauten (17) in eine nachfolgende Bearbeitungsstation zur Befestigung der Endbereiche der Leiter (15) an der Steuereinheit (2) und bei Bedarf der Endbereiche der Leiter (16) an den Einzelelementen (14), wobei eine Baugruppe (17) gebildet wird, Vorbereitung des Bauteils (1), welches die Baugruppe (17) aufnimmt, durch Vorsehen von Befestigungsmitteln (18) , und Positionierung des Bauteils (1) und der Baugruppe (17) in ihrer Einbaulage zueinander. 1. A method for connecting a plurality of switches, control elements, signal elements or the like, which are to be supplied by means of electrical energy with a control unit and their automatic assembly on a component (1), in particular a vehicle door, with conductors (7), in particular, for transmitting the electrical energy flexible, printed circuit boards are used, which comprise a multiplicity of signal lines, which are arranged in a substantially flat band, on which a plurality of conductors are attached independently of one another, each forming a single element (14), such as a switch, control element or Signal element (3,4,5,6,8,9,10,11,12) can branch, the conductors (7) being connected at their other end to a control unit (2), characterized by the following method steps: Preparation of a Carrier element (13) for receiving all individual elements (14), that is, the switches, controls, signal elements or same conductor and the control unit that make up the wiring harness, positioning of the individual elements (14) on the carrier element (13), connection of the individual elements (14), in particular the switches, operating elements, signal elements or the like to the first end regions of the conductors (15, 16 ) and the control unit with the corresponding other end regions of the conductors (15, 16), transport of the carrier element (13) with all structures (17) to a subsequent processing station for fastening the end regions of the conductors (15) to the control unit (2) and Requires the end regions of the conductors (16) on the individual elements (14), an assembly (17) being formed, preparation of the component (1) which accommodates the assembly (17) by providing fastening means (18), and positioning the Component (1) and the assembly (17) in their installed position to each other.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Trägerelement (13) eine dreidimensionale Struktur aufweist, welche die Positionen aller Elemente in ihrer Lage auf dem Bauteil widerspiegelt.2. The method according to claim 1, characterized in that the carrier element (13) has a three-dimensional structure which reflects the positions of all elements in their position on the component.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, dass die Endbereiche der Leiter (15,16) durch ein Lötverfahren befestigt werden. 3. The method according to claim 1, characterized in that the end regions of the conductors (15, 16) are fastened by a soldering process.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Lötverfahren ein mittels Laser arbeitendes Verfahren ist.4. The method according to claim 1, characterized in that the soldering process is a laser-working process.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Positionierung des Bauteils (1) durch Auflage des Bauteils (1) auf die Baugruppe (17) erfolgt.5. The method according to claim 1, characterized in that the positioning of the component (1) by placing the component (1) on the assembly (17).
6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Positionierung des Bauteils (1) und der Baugruppe (17) durch Positionierung der Baugruppe (17) erfolgt.6. The method according to claim 1, characterized in that the positioning of the component (1) and the assembly (17) is carried out by positioning the assembly (17).
7. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, dass die Baugruppe (17) mittels einer Greifvorrichtung auf das Bauteil (1) positioniert wird.7. The method according to claim 1, characterized in that the assembly (17) is positioned on the component (1) by means of a gripping device.
8. Verfahren nach Anspruch 6-8, gekennzeichnet dadurch, dass bei dem Positioniervorgang die Befestigungsmittel (18) zum Eingriff kommen.8. The method according to claim 6-8, characterized in that the fastening means (18) come into engagement during the positioning process.
9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Befestigungsmittel (18) Schrauben, Nieten, Klebstoffe, Klipse und dergleichen sind.9. The method according to claim 1, characterized in that the fastening means (18) are screws, rivets, adhesives, clips and the like.
10. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass Positionierhilfen auf dem Trägerelement (13) werden10. The method according to claim 1, characterized in that positioning aids on the carrier element (13)
11. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass es sich bei den Positionierhilfen um Kanäle (19) handelt11. The method according to claim 1, characterized in that the positioning aids are channels (19)
12. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass es sich bei den Positionierhilfen um Vorsprünge (20) handelt 12. The method according to claim 1, characterized in that the positioning aids are projections (20)
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