NL1026806C2 - Inrichting voor het verschaffen van elektrische of elektronische componenten. - Google Patents

Description

INRICHTING VOOR HET VERSCHAFFEN VAN ELEKTRISCHE OF ELEKTRONISCHE COMPONENTEN

5

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting, welke omvat: een behuizing, waarvan ten minste een gedeelte is vervaardigd uit elektrisch isolerend materiaal; en ten minste één stroomgeleider voor het geleiden van elektrische 10 stroom, welke is aangebracht op of in ten minste één oppervlak van het gedeelte van de behuizing uit elektrisch isolerend materiaal, in het bijzonder kunststof.

Dergelijke inrichtingen zijn algemeen bekend, bij voorbeeld als schakelaareenheid of potentiometer, zoals deze 15 kunnen zijn opgenomen in elektrisch handgereedschap of in motorvoertuigen, bijvoorbeeld voor het aan kunnen sturen van elektromotoren en dergelijke.

Het is in de techniek gebruikelijk, om de behuizing aldus te voorzien van stroomgeleiders. Voor het verschaffen 20 van een schakelfunctie worden op de met stroomgeleiders voorziene gedeelten van de behuizing volledige schakelaars aangebracht. Met dergelijke schakelaars, die dus volledig op of in de behuizing zijn aangebracht, kan selectief contact tot stand worden gebracht tussen stroomgeleiders, die 25 eveneens op of in gedeelten van de behuizing zijn verschaft.

De bekende techniek heeft als nadeel, dat het verschaffen van volledige elektrische of elektronische componenten op of tegen delen van de behuizing nogal kostbaar is, in het bijzonder omdat dergelijke bekende inrichtingen in 30 zeer grote aantallen worden geproduceerd en verkocht.

Derhalve worden ook zeer grote aantallen complete schakelaars en andere elektrische of elektronische componenten, zoals potentiometers, verbruikt.

1026806 f 2

Met de onderhavige uitvinding is beoogd om een verbeterde inrichting ten opzichte van die uit de bekende techniek te verschaffen, waartoe een inrichting volgens de onderhavige uitvinding zich onderscheidt, doordat met de 5 stroomgeleider een element is verbonden, dat als onderdeel van een elektrische of elektronische component toe te passen is.

Aldus is het niet langer noodzakelijk om een volledige component te verschaffen aan, op of tegen de 10 behuizing. In het bijzonder wanneer de behuizing uit afzonderlijke gedeeltes bestaat, kan de elektrische of elektronische component worden voltooid of gecomplementeerd met overige onderdelen van de component, zodat bij het sluiten van de behuizing volledige en bij wijze van spreken 15 geïntegreerde elektrische of elektronische componenten op, aan of tegen de behuizing zijn gevormd.

Hierboven is reeds vermeld, dat inrichtingen als die, waarop de onderhavige uitvinding betrekking heeft, in grote aantallen en in massa geproduceerd worden. Dit zijn juist 20 omstandigheden, waarin het zeer gunstig is om MID-technologie toe te passen, omdat die technologie op zich zeer rendabel is gebleken te zijn, juist bij hoge productie-aantallen. Daarbij of als alternatief kan de stroomgeleider zijn aangebracht op een zich in drie dimensies uitstrekkend oppervlak van de 25 drager. Dit is gebruikelijk bij de MID-technologie, maar kan in elke toepassing worden verwezenlijkt, waar om vigerende overwegingen het gebruik van een vlakke printplaat niet wenselijk is.

Voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting 30 werd in de bekende techniek ook veelal dezelfde technologie toegepast voor het vervaardigen van verschillende soorten geleiders. De toegepaste technologie werd dan ook gekozen op 1026806 ê 3 basis van de geleiders die het zwaarste worden belast, te weten de hoofdstroomgeleiders.

Hierdoor ontstaat een overdimensionering van voor stuurstromen gebruikte stroomgeleiders op basis van voor 5 hoofdstromen benodigde stroomgeleiders, hetgeen de bekende inrichtingen kostbaarder, zwaarder en volumineuzer maakte.

Volgens de uitvinding worden die nadelen vermeden, doordat tenminste een deel van het aantal stuurstroomgeleiders volgens een andere technologie dan de 10 hoofdstroomgeleiders in de schakelaareenheid is aangebracht. Hierdoor ontstaat de mogelijkheid de stuurstroomgeleiders volgens een andere technologie aan te brengen dan de hoofdstroomgeleiders, waardoor de stuurstroomgeleiders kleiner en meer op hun eigen functie toegespitst kunnen 15 worden gedimensioneerd.

Alhoewel het toepassingsgebied van de uitvinding in eerste instantie schakelaars voor het besturen van elektrisch handgereedschap betreft, is de uitvinding geenszins hiertoe beperkt; ook in andere gebieden van de schakelaartechniek, 20 zoals bij schakelaars voor toepassingen in motorvoertuigen, op substraten (gedeeltes van de behuizing) aan te brengen potentiometers en industriële besturingen kan de onderhavige uitvinding met vrucht worden toegepast.

De voordelen van het hierboven genoemde voorstel 25 binnen het kader van de onderhavige uitvinding komen in het bijzonder tot uitdrukking wanneer de stuurstroomgeleiders een kleinere dwarsdoorsnede hebben dan de hoofdstroomgeleiders. Hierdoor wordt een extra besparing aan kostbaar geleidermateriaal, in veel gevallen koper, verkregen, hetgeen 30 eveneens een gunstige uitwerking heeft op volume en massa.

Deze voordelen komen sterk naar voren, wanneer tenminste een deel van de stuurstroomgeleiders volgens de voornoemde MID-technologie is aangebracht.

1026806 » 4 MID staat voor Moulded Interconnect Device. Hieronder wordt verstaan het aanbrengen van geleidende sporen op een niet noodzakelijkerwijs vlak oppervlak van een gedeelte van een behuizing van een elektrisch apparaat, in het onderhavige 5 geval op het onderdeel van een schakelaarbehuizing. Hierbij zij opgemerkt dat de MID-technologie op zich bekend is. Zij is in het bijzonder geschikt voor het aanbrengen van geleiders in de vorm van printsporen, zijnde geleiders met een kleine dwarsdoorsnede, zodat deze technologie zich 10 uiterst goed leent voor het aanbrengen van stuurstroomgeleiders.

Onder stuurstroomgeleiders worden hierbij niet alleen geleiders verstaan waardoorheen stuurstromen vloeien, doch tevens geleiders die onderdeel vormen van een 15 besturingsschakeling of elektronische schakeling. De door deze geleiders heen vloeiende stromen, behoeven geen stuurstromen te zijn Hieronder worden ook schakelaarcontacten verstaan, zoals de zogenaamde contactrivets.

Deze voordelen komen sterk naar voren wanneer de 20 stuurstroomgeleiders zijn aangebracht op een drager die een deel vormt van de behuizing van een schakelaareenheid.

Hiermede vervult deze drager een dubbele functie; hij dient enerzijds als drager voor de geleiders, doch anderzijds kan de drager zijn "normale" functie vervullen, bijvoorbeeld 25 als deel van een huis, als geleider van een schuivend deel binnen de schakelaareenheid of, en dat is geheel in lijn met de onderhavige uitvinding, als drager van schakelcontacten of andere elementen die dienen als onderdelen van elektrische of elektronische componenten, zoals schakelaars en 30 potentiometers.

Omdat een schakelaareenheid kan zijn ingericht voor het schakelen en/of het besturen van de aan een elektromotor toe te voeren stromen, zal de schakelaar voorzien kunnen zijn 1026806 4 5 van hoofdstroomgeleiders. Deze hoofdstroomgeleiders kunnen in de drager zijn opgenomen. Hierbij kan worden gebruik gemaakt van andere technologieën; zoals een technologie, waarbij een frame of raam van veelal van koper vervaardigde 5 hoofdstroomgeleiders wordt gemaakt, en daaromheen, bijvoorbeeld door middel van spuitgiettechniek, een drager van kunststof wordt gevormd. Deze drager kan dan fungeren van volgens de MID-technologie aangebrachte stuurstroomgeleiders.

De hoofdstroomgeleiders kunnen door middel van 10 bijvoorbeeld een zetproces worden omgezet tot hoofdstroomgeleiders met de vereiste configuratie. Alleen door zetten is het niet mogelijk de vereiste configuratie te verkrijgen; het is aantrekkelijk hiervoor gebruik te maken van laserlassen of lasersolderen.

15 Op zich is uit de stand van de techniek bekend, dat gebruik kan worden gemaakt van klassieke technologieën, zoals de 'dikke film-techniek' voor het aanbrengen van de stuurstroomgeleiders. Hierbij vormen zij, evenals bij de uitvinding de drager voor de geleiders van een schakeling, 20 maar geen onderdelen van componenten. Deze drager vervult aldus echter geen dubbele functie.

Een schakelaareenheid zal in het algemeen verscheidene onderdelen omvatten. Volgens de maatregelen van de uitvinding is het mogelijk voor deze onderdelen, of voor 25 tenminste een deel van het aantal onderdelen een gedeelte van de behuizing als drager te gebruiken.

Zoals gesteld, kan een dergelijke inrichting worden toegepast in een elektrisch handgereedschap, of in een ander elektrisch toestel, zoals bijvoorbeeld een keukenmachine. Het 30 is hierbij mogelijk de inrichting op zich zonder behuizing uit te voeren; bijvoorbeeld door een deel van een functie van de behuizing van de inrichting te laten uitvoeren door het 1026800 6 huis van het toestel of het stuk gereedschap; ook hiermee wordt een verdere besparing verkregen.

Dit biedt namelijk niet alleen een verbetering welke zich uitstrekt op het gebied van de inrichting, doch tevens 5 op het gebied van het elektrische toestel; zo is het bijvoorbeeld mogelijk het bedieningselement van een inrichting, bijvoorbeeld een schakelaar, op een relatief grote afstand aan te brengen van de positie van de inrichting. Beide onderdelen kunnen met elkaar zijn verbonden 10 door volgens MID-technologie op het huis van het toestel aangebrachte geleiders.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren, waarin: figuur 1 drie aanzichten toont van een onderdeel van een 15 inrichting volgens de onderhavige uitvinding; en figuur 2 een perspectivisch aanzicht toont van een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding.

In figuur 1 is een drager 1 getoond, welke deel 20 uitmaakt van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding. De drager 1 vormt een deel van een behuizing van en schakelaareenheid. De drager 1 omvat een vlak deel 2 en een zich dwars daarop uitstrekkend deel 3. Twee hoofdstroomgeleiders 4, 5 strekken zich door de drager 1 heen 25 uit. Hierbij is de hoofdstroomgeleider 4 verdeeld in een deel 4a en een deel 4b, waartussen een schakelelement 6 is geschakeld, dat wordt gevormd door bijvoorbeeld een GTO, een thyristor, of een ander stroom-beheerselement.

De hoofdstroomgeleiders 4a, 4b en 5 zijn aangebracht 30 in de vorm van een koperen frame, dat gestanst is, vervolgens gezet is, en dat vervolgens ingegoten is in kunststof door middel van een spuitgiettechniek. Hierbij worden de hoofdstroomgeleiders 4a, 4b en 5 aan bovenzijde omgeven door 1026806 ♦ 7 kunststof, afgezien van die delen 17, welke zich buiten het kunststof uitstrekken.

Verder is een aantal stuurstroomgeleiders 7 aangebracht, welke zijn aangebracht in de vorm van door 5 middel van MID-techniek aangebrachte sporen. Deze sporen 7 strekken zich niet alleen over het vlakke deel 2 van de drager uit, maar evenzeer over het opstaande deel 3, tot in het inwendige van een in het opstaande deel 3 aangebrachte opening 8, zoals in figuur IA is getoond. Hierbij draagt deze 10 geleider zorg voor het toevoeren van spanning aan de loper van een potentiometer. Op het vlakke deel is verder een verhoging 9 aangebracht, waarop een element 10 van weerstandsmateriaal is aangebracht volgens de uitvinding. Dit is het weerstandsmateriaal, waarover een loper van de 15 potentiometer heen glijdt. Het element 10 vormt aldus een onderdeel van de potentiometer, te weten een schuifcontact, die in de inrichting volgens de uitvinding is verwerkt door het spoor 7 te voorzien van het een onderdeel van de potentiometer vormende element 10, waar dat spoor op zichzelf 20 daartoe niet geëigend is.

De loper is bevestigd aan een pen, welke niet in de tekening is weergegeven, maar welke zich op per se voor de vakman bekende wijze door de opening 8 heen uitstrekt, en waaraan spanning wordt toegevoerd door middel van de 25 inwendige geleider van de opening 8, waarheen zich een spoor 7 uitstrekt.

Tenslotte is op de drager een geïntegreerde schakeling 11 aangebracht, welke een regelfunctie vervult.

Het zal duidelijk zijn dat in het onderhavige 30 uitvoeringsvoorbeeld een scheiding tussen de volgens verschillende technologieën aangebrachte, en aan verschillende belastingen blootgestelde geleiders is verkregen.

1026806 * * 8

In figuur 2 is een drager 12 uit elektrisch isolerend materiaal getoond, die een gedeelte uitmaakt van een behuizing 12, 21. De drager 12 is volgens de MID-technologie is vervaardigd. De inrichting is in de hier bij wijze van 5 voorbeeld getoonde uitvoeringsvorm een schakelaar die bedoeld is om in een auto te worden geplaatst voor het bedienen van twee zijramen. Hierbij fungeert de volgens de spuitgiettechniek vervaardigde drager 12 voor het daarop met de MID-techniek aanbrengen van als sporen 13 vormgegeven 10 geleiders. Op deze sporen 13 zijn door middel van "surface mounted technology" sets contactplaten 15, 16, 18, 19 als onderdeel van een elektronische of elektrische component (schakelaars) gesoldeerd.

Naar elke van de sets van de sporen op de drager 12 15 is er één, althans in gebruik, op spanning en dit spoor 23 staat in verbinding met één van de contactplaten van elke set contactplaten 15, 16, 18 en 19. Verder loopt een spoor 24 naar de andere contactplaat van de set 15, loopt een spoor 25 naar de andere contactplaat van de set 16, loopt een spoor 26 20 naar de andere contactplaat van de set 18 en loopt tot slot een spoor 27 naar de andere contactplaat van de set 19.

Op de sporen 13 zijn sets contactplaten 15, 16, 18, 19 aangebracht. Hiervoor is bij voorkeur gebruik gemaakt van reflow solderen of enige andere techniek zoals lasersolderen 25 of laserlassen, doch het is evenzeer mogelijk hiervoor gebruik te maken van andere bevestigingstechnieken. Van belang hierbij is, dat het materiaal van de drager 12 tegen de daarbij heersende temperaturen bestand is.

De sets contactplaten 15, 16, 18, 19 dienen als de 30 vaste contacten van een mechanische schakelaar. In verband met de elektrische en mechanische belasting van deze contacten moeten deze relatief zwaar zijn uitgevoerd, waartoe niet kan worden volstaan met de sporen 13, en hetgeen de 1026806

J

9 reden is om de contactplaten 15, 16, 18, 19 aan te brengen in contact met de sporen 13.

De drager 12 omvat aldus vier sets contactplaten 15, 16, 18 en 19, welke bedoeld zijn voor onderling contact, als 5 een geleidende brug 20 daaroverheen en in contact daarmee geplaatst wordt. Aan de onderzijde van een kantelplaat 21 zijn vier van dergelijke bruggen 20 aangebracht, die respectievelijk overeenkomen met de sets contactplaten 15, 16, 18 en 19. Het samenstel, dat een uitvoeringsvorm van een 10 inrichting volgens de onderhavige uitvinding vormt, van de drager 12 en de kantelplaat vormt aldus een schakelaar 22 met vier schakelstanden, waarbij in elke van de schakelstanden ten minste een van de sets contactplaten 15, 16, 18 en 19 wordt overbrugd door één van de bruggen 20 om een 15 doorverbinding van telkens twee van de geleidende sporen 13 tot stand te brengen. Daartoe is de kantelplaat 21 in de richting van de vier hoeken van de drager 12 te kantelen over een door een uitstulping 23 gevormd kantelpunt. Daarbij kan, en dat verdient de voorkeur, gebruik worden gemaakt van veren 20 of andere veerkrachtige elementen, om de kantelplaat 21 in een neutrale stand te houden of brengen, zolang niet op de kantelplaat 21 een kracht in een richting van een hoek van de drager 12 wordt uitgeoefend door een gebruiker.

In het in fig. 2 getoonde voorbeeld van een 25 inrichting volgens de uitvinding kan contact tot stand worden gebracht tussen de contactplaten van de set 15, waarbij een (niet getoonde) elektromotor in werking kan worden gesteld om het raam in een linker portier van een motorvoertuig omhoog te verplaatsen, terwijl het sluiten van contact over de set 30 contactplaten 16 zal leiden tot het omlaag verplaatsen van datzelfde raam. De contacten 19, 18 vervullen dezelfde functie, maar dan voor het raam in het rechter portier.

1026806 i 4 10

Aldus is volgens de uitvinding vermeden, dat volledige schakelaars op de drager aangebracht moeten worden om één of meer van de schakelfuncties te bewerkstelligen. De schakelaars van de inrichting worden gevormd door de sets 5 contactplaten 15, 16, 18, 19 op de sporen 7, in samenhang met de bruggen 20.

Na kennisneming van het voorgaande zullen zich vele alternatieve en aanvullende uitvoeringsvormen aan de vakman opdringen, die allen dienen te worden beschouwd als gelegen 10 binnen de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding, zoals die is gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies, tenzij hier in wezenlijke mate van wordt afgeweken. Zo is het mogelijk om diverse elektrische of elektronische componenten uit onderdelen te vormen, waarbij de geleidende delen daarvan 15 in verbinding kunnen worden gesteld volgens de onderhavige uitvinding met sporen of geleiders, die bij voorkeur met een ten minste met MID vergelijkbare techniek op een drager of een gedeelte van de behuizing zijn aangebracht. Voorbeelden hiervan zijn potentiometers, etc. Ook in het geval, dat de 20 inrichting volgens de onderhavige uitvinding de functie van een schakelaar vervult, kan een aantal alternatieve of aanvullende uitvoeringsvormen worden voorzien, zoals met meer of minder contacten dan die, welke bijvoorbeeld in fig. 2 zijn weergegeven. Zo kan voor elk raam van de motorvoertuig 25 een afzonderlijke schakelaar voor op en neer van het raam worden verschaft, of zelfs afzonderlijke schakelaars voor zowel de op, als de neerfunctie, en dan wel per raam.

1026806

Claims (15)

1. Inrichting, omvattende: 5. een behuizing, waarvan ten minste een gedeelte is ! vervaardigd uit elektrisch isolerend materiaal; en I - ten minste één stroomgeleider voor het geleiden van j elektrische stroom, welke is aangebracht op of in ten minste één oppervlak van het gedeelte van de behuizing uit 10 elektrisch isolerend materiaal, in het bijzonder kunststof, en waarbij met de stroomgeleider een element (10; 15, 16, 18, 19) is verbonden, welke als een onderdeel van een elektrisch of elektronisch component toe te passen is.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij althans i het merendeel van de overige onderdelen van de component samenhangen met ten minste één van de overige gedeelten van de behuizing.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij 20 tenminste een deel van de stroomgeleider volgens de MID- technologie is aangebracht.

4. Inrichting volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij de stroomgeleider is aangebracht op een zich in drie dimensies uitstrekkend 25 oppervlak van de drager.

5. Inrichting volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij de component er één is uit de groep, die omvat: schakelaars, potentiometers, etc.

6. Inrichting volgens conclusie 5, waarbij het 30 onderdeel er één is uit de groep, die omvat: een set contactpunten, een schuifcontact, etc.

7. Inrichting volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, omvattende meer dan één 1026806 4 V -t stroomgeleider, waarbij de stroomgeleiders hoofd- (4, 5) en stuurstroomgeleiders (7; 13) omvatten, en waarbij tenminste een deel van het aantal stuurstroomgeleiders volgens een andere technologie dan de hoofdstroomgeleiders in de 5 schakelaareenheid is aangebracht.

8. Inrichting volgens conclusie 7, waarbij de stuurstroomgeleiders een kleinere dwarsdoorsnede hebben dan de hoofdstroomgeleiders.

9. Inrichting volgens conclusie 7 of 8, waarbij de 10 hoofdstroomgeleiders in het gedeelte van de behuizing uit elektrisch isolerend materiaal zijn opgenomen.

10. Inrichting volgens ten minste één van de conclusies 7-9, waarbij de hoofdstroomgeleiders door middel van laserlassen met andere geleiders verbonden zijn.

11. Inrichting volgens ten minste één van de voorafgaande conclusies, waarbij de behuizing is ingericht voor montage in een elektrisch handgereedschap.

12. Inrichting volgens een van de conclusies 1-12, waarbij de behuizing is ingericht voor montage in een 20 motorvoertuig.

13. Elektrisch toestel, omvattende: een huis; elektrische apparatuur; en een inrichting volgens een van de conclusies 1-11.

14. Elektrisch toestel volgens conclusie 13, waarbij 25 het elektrische toestel een elektrisch handgereedschap is.

15. Motorvoertuig, omvattende: een chassis; een drijfwerk; een cabine; en in de cabine een inrichting volgens ten minste één van de conclusies 1-10 en 12. 1026806