WO2019201672A1

WO2019201672A1 - Vorrichtung und verfahren zum anschluss eines elektromechanischen bauelements an eine leiterplatte und elektromechanisches system

Info

Publication number: WO2019201672A1
Application number: PCT/EP2019/058935
Authority: WO
Inventors: Hans-Werner NANZ; Jan Szekeres-Kriselius
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2018-04-18
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2019-10-24
Also published as: DE102018205923A1

Abstract

Der vorliegende Ansatz betrifft eine Vorrichtung (100) zum Anschluss eines elektromechanischen Bauelements an eine Leiterplatte, die mindestens eine Kontaktöffnung zur Aufnahme eines Kontaktelements zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauelement und der Leiterplatte aufweist. Die Vorrichtung (100) weist mindestens eine Kontaktkammer (102) zum Aufnehmen mindestens eines Kontaktelements zum Einbringen in die mindestens eine Kontaktöffnung der Leiterplatte auf. Auch weist die Vorrichtung (100) eine die mindestens eine Kontaktkammer (102) zumindest teilweise umgebende Hülse (104) auf. Ferner weist die Vorrichtung (100) mindestens einen durchtrennbaren Steg (106) zum lösbaren Verbinden der mindestens einen Kontaktkammer (102) mit der Hülse (104) auf. Die Vorrichtung (100) ist mit dem Bauelement verbindbar oder verbunden.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Anschluss eines elektromechanischen Bauelements an eine Leiterplatte und elektromechanisches System

Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anschluss eines elekt romechanischen Bauelements an eine Leiterplatte, auf ein und Verfahren zum An schluss eines elektromechanischen Bauelements an eine Leiterplatte und auf ein elektromechanisches System.

Zum Anschluss elektromechanischer Bauelemente an Leiterplatten können bei gro ßen Toleranzen beispielsweise Kabelbäume verwendet werden oder Kontakte mit flexiblen, großen Teilen angebunden werden. Hierbei können insbesondere statische Querkräfte auftreten.

Vor diesem Hintergrund schafft der vorliegende Ansatz eine verbesserte Vorrichtung zum Anschluss eines elektromechanischen Bauelements an eine Leiterplatte, ein verbessertes elektromechanisches System und ein verbessertes Verfahren zum An schluss eines elektromechanischen Bauelements an eine Leiterplatte gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü- chen und der nachfolgenden Beschreibung.

Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere ein Toleranzausgleich für direkt mit einer Leiterplatte zu verbindenden oder verbundenen elektromechanischen Bauele menten realisiert werden. Hierbei können unter anderem beispielsweise eine Kon taktkammer zum Aufnehmen von Kontaktelementen, eine Hülse zum Umschließen, Umfassen oder Umgreifen der Kontaktkammer und mindestens ein die Kontaktkam mer und die Hülse verbindender, aber durchtrennbarer Steg zum Einsatz kommen. Insbesondere kann hierbei eine Kontaktierung zwischen Kontaktelementen und ei nem Bauelement bei intaktem Zustand des mindestens einen Steges vorgenommen werden und kann schließlich zum Anschluss an die Leiterplatte der zumindest eine Steg durchtrennt werden, sodass eine Relativbewegung der Kontaktkammer relativ zu der Hülse ermöglicht werden kann. Vorteilhafterweise können gemäß Ausführungsformen beispielsweise mehrere Elekt romagneten oder Elektromotoren, die mit einem Träger oder gemeinsamen Träger verbunden sind, elektrisch mit einer Leiterplatte verbunden werden. Dabei können Kontaktelemente, beispielsweise Kontaktstifte oder dergleichen, in Kontaktöffnungen wie zum Beispiel Bohrlöcher in der Leiterplatte eingeführt werden. Obwohl diese Kontaktöffnungen meist einen kleinen Durchmesser haben, beispielsweise höchs tens 1 Millimeter, kann gemäß Ausführungsformen erreicht werden, dass die Kontak telemente sicher in die Kontaktöffnungen eingeführt werden können. Durch das Ver binden der Kontaktkammer und der Hülse mittels durchtrennbarer Stege können ins besondere Festigkeit bei einer Verbindung der Kontaktelemente mit dem Bauele ment, beispielsweise einem Spulendraht oder dergleichen, Beweglichkeit beim Kon taktieren der Leiterplatte und eine Vermeidung von statischen Querkräften erreicht werden. Auch können beispielsweise Kostenreduzierung und Fertigungsvereinfa chung bei Montage, Platzierung und Kontaktierung der Leiterplatte realisiert werden.

Es wird eine Vorrichtung zum Anschluss eines elektromechanischen Bauelements an eine Leiterplatte, die mindestens eine Kontaktöffnung zur Aufnahme eines Kontakte lements zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauelement und der Leiterplatte aufweist, vorgestellt, wobei die Vorrichtung mindestens eine Kontakt kammer zum Aufnehmen mindestens eines Kontaktelements zum Einbringen in die mindestens eine Kontaktöffnung der Leiterplatte, eine die mindestens eine Kontakt kammer zumindest teilweise umgebende Hülse und mindestens einen durchtrennba ren Steg zum lösbaren Verbinden der mindestens einen Kontaktkammer mit der Hül se aufweist, wobei die Vorrichtung mit dem Bauelement verbindbar oder verbunden ist.

Die Vorrichtung, das elektromechanische Bauelement, das mindestens eine Kontak telement und die Leiterplatte können Teil eines elektromechanischen Systems sein. Das elektromechanische System kann in einem Fahrzeug oder für ein Fahrzeug vor gesehen sein. Die Vorrichtung ist so zu verstehen, dass die Leiterplatte nicht mit um fasst ist. Die Vorrichtung kann aus einem Kunststoffmaterial ausgeformt sein. Die Kontaktöffnung kann als eine Bohrung oder andere Durchgangsöffnung durch die Leiterplatte hindurch ausgeführt sein. Das Kontaktelement kann einen ersten Ab- schnitt zum Kontaktieren einer elektrischen Leitung des Bauelements und einen zweiten Abschnitt zum Anschluss an die Leiterplatte aufweisen. Der zweite Abschnitt kann als ein Kontaktstift, Anschlussstift oder dergleichen ausgeformt sein. Der zweite Abschnitt kann in einem in der Kontaktkammer aufgenommenen Zustand des Kon taktelements aus der Kontaktkammer und der Hülse herausragen. Die Hülse kann als ein Käfig, ein Mantel, ein Gehäuse oder dergleichen ausgeführt sein. Dabei kann die Hülse röhrenförmig, hohlzylindrisch und zusätzlich oder alternativ an zwei Seiten offen ausgeformt sein. Ein Querschnittsprofil der Hülse kann rund, rundlich, oval, el liptisch oder dergleichen sein. Die Kontaktkammer kann zumindest vier Wände auf weisen.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung in einem intakten Zustand des mindestens einen Steges einstückig ausgeformt sein. Anders ausgedrückt ist die Vorrichtung erst in einem durchtrennten Zustand des mindestens einen Steges zwei teilig. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine elektrische Kontak tierung zwischen einem in der Kontaktkammer aufgenommenen Kontaktelement und dem elektromechanischen Bauelement einfach und zuverlässig vorgenommen wer den kann.

Auch kann die Vorrichtung mit einem Teil des Bauelements einstückig ausgeformt sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung an ein Teil des Bauelements angespritzt oder angegossen sein. Somit kann die Vorrichtung gemäß einer Ausfüh rungsform auch einen Teil des Bauelements aufweisen. Bei dem Teil des Bauele ments kann es sich um ein Gehäuse, einen Träger oder dergleichen handeln, insbe sondere um einen Spulenträger. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Positionsgenauigkeit der elektrischen Kontaktierung zwischen Kontaktele ment und Bauelement erhöht werden kann.

Ferner kann in einem intakten Zustand des mindestens einen Steges zwischen der mindestens einen Kontaktkammer und der Hülse ein Zwischenraum angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Hülse ausgebildet sein, um eine Bewegung der mindestens einen Kontaktkammer entlang einer Erstreckungsebene der Leiterplatte zu begrenzen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Bewe- gungsfreiheit zum Toleranzausgleich gegeben ist. Somit kann eine Übertragung von Querkräften vermieden werden. Auch kann diese Bewegungsfreiheit innerhalb von durch die Hülse definierten Grenzen gegeben sein, um einen Schutz der Kontaktie rung zu ermöglichen.

Zudem kann der mindestens eine Steg ausgebildet sein, um durch eine Kraft quer zu einer Erstreckungsachse des Steges und zusätzlich oder alternativ an einer definier ten Stelle des Steges durchtrennbar zu sein. Die Kraft quer zu der Erstreckungsach se des Steges kann beispielsweise eine Bewegung der Hülse relativ zu der Kontakt kammer bewirken. Bei der definierten Stelle kann es sich um eine Sollbruchstelle bei Überschreitung eines Kräfteschwellenwertes handeln. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine einfach in einen Montageprozess integrierbare Durch trennung ermöglicht werden kann. Auch kann ein genau definiertes Bruchverhalten erreicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform, wobei in der Leiterplatte mindestens eine Zentrier öffnung ausgeformt ist, kann die Vorrichtung mindestens ein Zentrierelement zum Einbringen in die Zentrieröffnung der Leiterplatte aufweisen. Dabei kann das mindes tens eine Zentrierelement ausgeformt und angeordnet sein, um bei einem Einbringen in die Zentrieröffnung ein in der mindestens einen Kontaktkammer aufgenommenes Kontaktelement bezüglich der Kontaktöffnung der Leiterplatte zu zentrieren. Hierbei kann eine Positionsbeziehung zwischen einem Zentrierelement und einem in der Kontaktkammer angeordneten Kontaktelement vordefiniert sein und einer Positions beziehung zwischen Kontaktöffnung und Zentrieröffnung der Leiterplatte entspre chen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein schneller, einfacher, zuverlässiger und treffsicherer Anschluss an die Leiterplatte ermöglicht werden kann.

Dabei kann das mindestens eine Zentrierelement einstückig mit der Kontaktkammer ausgeformt sein. Zusätzlich oder alternativ kann sich das mindestens eine Zentrie relement in einem intakten Zustand des mindestens einen Steges aus der Hülse hin aus erstrecken. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass mittels des mindestens einen vorauseilenden Zentrierelements ein schneller und schadensfreier Anschluss an die Leiterplatte erreicht werden kann. Auch kann dabei das mindestens eine Zentrierelement sich verjüngend und zusätz lich oder alternativ stiftförmig und zusätzlich oder alternativ plattenförmig und zusätz lich oder alternativ dornförmig und zusätzlich oder alternativ domförmig ausgeformt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine einfache und zuver lässige Zentrierung und somit ein einfaches Einbringen des mindestens einen Kon taktelements in die mindestens eine Kontaktöffnung ermöglicht werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform können zumindest zwei Zentrierelemente vorgesehen sein. Dabei können alle Zentrierelemente identisch ausgeformt sein. Alternativ kön nen die Zentrierelemente unterschiedlich ausgeformt sein. Hierbei kann ein erstes der Zentrierelemente einen schmalen Grundriss aufweisen, wobei ein zweites der Zentrierelemente einen rundlichen Grundriss aufweisen kann.

Es wird auch ein elektromechanisches System vorgestellt, das folgende Merkmale aufweist:

eine Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung;

das elektromechanische Bauelement, wobei das Bauelement und die Vorrichtung miteinander verbunden sind;

die Leiterplatte, welche die mindestens eine Kontaktöffnung aufweist; und

das mindestens eine Kontaktelement zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauelement und der Leiterplatte, wobei das mindestens eine Kontak telement in der mindestens einen Kontaktkammer der Vorrichtung aufgenommen und in die mindestens eine Kontaktöffnung der Leiterplatte eingebracht ist.

In dem elektromechanischen System kann somit eine Ausführungsform der vorste hend genannten Vorrichtung vorteilhaft eingesetzt oder verwendet werden, um einen elektrischen Anschluss des Bauelements an die Leiterplatte zu ermöglichen. In ei nem vollständig montierten Zustand des Systems ist der zumindest eine Steg der Vorrichtung durchtrennt.

Bei dem elektromechanischen System kann es sich beispielsweise um einen Elekt romechanischen Drehschalter handeln. Solche Drehschalter können beispielsweise in einem Fahrzeug eingesetzt werden. Ein Drehschalter umfasst beispielsweise eine Benutzerschnittstellenoberfläche, die dazu ausgelegt ist, sich hinsichtlich eines Ge häuses der Einrichtung um eine Drehachse des Drehschalters herum zu drehen, fer ner eine Sensoreinheit zum Überwachen der Ausrichtung und/oder der Drehbewe gung der Benutzerschnittstellenoberfläche hinsichtlich des Gehäuses, eine Verarbei tungseinheit und eine Kommunikationsschnittstelle zum Übermitteln von Steuersigna len gemäß einer Ausgabe von der Verarbeitungseinheit umfasst, wobei die Ausgabe durch die Verarbeitungseinheit auf Basis von Sensordaten von der Sensoreinheit erzeugt wird. Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise auf der Leiterplatte an geordnet werden. Bei dem Bauelement kann es sich beispielsweise um einen an steuerbaren Magnetstößel zur Rastierung der Benutzerschnittstellenoberfläche in einer bestimmten Position handeln.

Ferner wird ein Verfahren zum Anschluss eines elektromechanischen Bauelements an eine Leiterplatte vorgestellt, wobei das Verfahren unter Verwendung einer Ausfüh rungsform der vorstehend genannten Vorrichtung ausführbar ist, wobei das Verfah ren folgende Schritte aufweist:

Anordnen des mindestens einen Kontaktelements in der mindestens einen Kontakt kammer der Vorrichtung;

Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem mindestens einen Kontakte lement und dem Bauelement;

Durchtrennen des mindestens einen Steges; und

Einbringen des mindestens einen Kontaktelements in die mindestens eine Kontakt öffnung der Leiterplatte.

Das Verfahren ist unter Verwendung einer Ausführungsform der vorstehend genann ten Vorrichtung vorteilhaft ausführbar. Der Schritt des Durchtrennens des mindestens einen Steges ist nachfolgend zu dem Schritt des Herstellens der elektrischen Verbin dung ausführbar. Im Schritt des Durchtrennens kann der mindestens eine Steg durchtrennt werden, indem auf die Hülse eine Kraft ausgeübt wird, die eine Relativ bewegung zwischen der Hülse und der mindestens einen Kontaktkammer bewirkt. Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dar gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungs beispiel und eines Teils eines Bauelements;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung und des Teils des Bauele ments aus Fig. 1 ;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Vorrichtung und des Teils des Bauele ments aus Fig. 1 bzw. Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines elektromechanischen Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel ohne Leiterplatte;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des elektromechanischen Systems aus Fig. 4 mit Leiterplatte; und

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Anschluss gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des vorlie genden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 gemäß einem Aus führungsbeispiel und eines Teils 125 eines Bauelements. Die Vorrichtung 100 und das Teil 125 des Bauelements sind hierbei Teil eines elektromechanischen Systems. Bei dem Bauelement handelt es sich um ein elektromechanisches Bauelement. Ge mäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Teil 125 des Bauelements ein Spulenträger für eine Spule eines Elektromagneten. Somit handelt es sich bei dem Bauelement gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Elekt romagneten. Das elektromechanische System ist beispielsweise für ein Fahrzeug vorgesehen bzw. in ein Fahrzeug montierbar.

Die Vorrichtung 100 ist ausgebildet, um einen Anschluss des elektromechanischen Bauelements an eine Leiterplatte des elektromechanischen Systems zu ermöglichen bzw. zu bewirken. Dabei ist die Vorrichtung 100 aus einem Kunststoffmaterial ausge formt. Ferner ist die Vorrichtung 100 mit dem Bauelement bzw. dem Teil 125 des Bauelements verbunden. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 100 mit dem Teil 125 des Bauelements einstückig ausgeformt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung 100 mit dem Bauelement bzw. dem Teil 125 des Bauelements verbindbar ausgeformt sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung an das Teil 125 des Bauelements angespritzt oder angegossen sein.

Die Vorrichtung 100 weist mindestens eine Kontaktkammer 102, eine Hülse 104 und mindestens einen Steg 106 auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 100 eine Kontaktkammer 102, die Hülse 104 und lediglich bei spielhaft vier Stege 106 auf.

Dabei ist die Kontaktkammer 102 ausgeformt, um mindestens ein Kontaktelement aufzunehmen. Die Kontaktkammer 102 ist beispielsweise als mindestens ein Ein schubfach, mindestens eine Aufnahmebucht oder dergleichen ausgeformt. Die Kon taktkammer 102 bildet einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen des mindestens einen Kontaktelement. Dabei ist der Aufnahmeraum an allen bis auf zumindest einer Seite durch Wände der Kontaktkammer 102 begrenzt.

Das mindestens eine Kontaktelement ist hierbei Teil des elektromechanischen Sys tems. Das mindestens eine Kontaktelement ist in mindestens eine Kontaktöffnung der Leiterplatte des elektromechanischen Systems einbringbar. Somit weist die Lei terplatte des elektromechanischen Systems mindestens eine Kontaktöffnung zur Aufnahme des Kontaktelements auf. Das mindestens eine Kontaktelement ist aus gebildet, um einen elektrischen Kontakt zwischen dem elektromechanischen Bau element und der Leiterplatte herzustellen. Das mindestens eine Kontaktelement, das elektromechanische Bauelement und die Leiterplatte sind nachfolgend noch detail lierter gezeigt und beschrieben.

Die Hülse 104 ist die Kontaktkammer 102 zumindest teilweise umgebend ausgeformt und angeordnet. Genauer gesagt ist die Hülse 104 gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Kontaktkammer 102 teilweise umgebend ausgeformt und angeordnet. Somit ist die Kontaktkammer 102 durch die Hülse 104 teilweise umge ben. Anders ausgedrückt ist die Hülse 104 ausgeformt und angeordnet, um die Kon taktkammer 102 zumindest teilweise oder teilweise zu umfassen oder zu umgreifen. Die Hülse 104 ist röhrenförmig ausgeformt.

Jeder der Stege 106 ist durchtrennbar ausgeformt. Auch ist jeder der Stege 106 aus geformt und angeordnet, um die Kontaktkammer 102 und die Hülse 104 lösbar mitei nander zu verbinden. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder der Stege 106 ausgebildet, um durch eine Kraft quer zu einer Erstreckungsachse des Steges 106 durchtrennbar zu sein. Zusätzlich oder alternativ ist jeder der Stege 106 ausgebildet, um an einer definierten Stelle des Steges 106 durchtrennbar zu sein.

Ein solcher Steg 106 kann somit eine Sollbruchstelle aufweisen. In der Darstellung von Fig. 1 sind die Stege 106 in einem intakten Zustand gezeigt.

In dem intakten Zustand der Stege 106 ist die Vorrichtung 100 einstückig. Auch ist in dem intakten Zustand der Stege 106 zwischen der Kontaktkammer 102 und der Hül se 104 ein Zwischenraum, insbesondere ein gleichmäßiger Zwischenraum, angeord net. Insbesondere in einem durchtrennten Zustand der Stege 106 ist die Hülse 104 ausgebildet, um eine Bewegung der Kontaktkammer 102 entlang einer durch alle Stege 106 verlaufenden Querschnittsebene der Kontaktkammer 102, insbesondere entlang einer Erstreckungsebene der Leiterplatte, zu begrenzen.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Kontaktkammer 102 ein längliches Schnittprofil in der Querschnittsebene auf. Genauer gesagt weist das Schnittprofil der Kontaktkammer 102 zwei gegenüberliegende, parallele, gerade Strecken auf, die durch zwei gebogene Abschnitte miteinander verbunden sind. Ein Schnittprofil der Hülse 104 in der Querschnittsebene entspricht oder ähnelt mit Aus nahme von Abmessungen dem Schnittprofil der Kontaktkammer 102.

Die Kontaktkammer 102 und die Hülse 104 weisen ferner jeweils eine Höhe entlang einer Normalenachse normal zu der Querschnittsebene auf. Die Stege 106 sind be zogen auf die Normalenachse an einem ersten Ende der Kontaktkammer 102 und einem ersten Ende der Hülse 104 angeordnet. Das erste Ende der Kontaktkam mer 102 und das erste Ende der Hülse 104 schließen gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel miteinander bündig ab. In der Darstellung von Fig. 1 ist eine schräge Ansicht auf die ersten Enden von Kontaktkammer 102 und Hülse 104 ge zeigt.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 100 zudem mindestens ein Zentrierelement 108 auf. Darstellungsbedingt ist in Fig. 1 beispielhaft lediglich ein Zentrierelement 108 gezeigt. Das mindestens eine Zentrierelement 108 ist an einem zweiten Ende der Kontaktkammer 102 angeordnet. Das zweite Ende der Kontaktkammer 102 ist von dem ersten Ende der Kontaktkammer 102 abgewandt angeordnet. Das mindestens eine Zentrierelement 108 ist einstückig mit der Kontakt kammer 102 ausgeformt. Ferner erstreckt sich hierbei das mindestens eine Zentrie relement 108 in dem intakten Zustand der Stege 106 aus der Hülse 104 bzw. über ein von dem ersten Ende abgewandtes zweites Ende der Hülse 104 hinaus. Das mindestens eine Zentrierelement 108 ist nachfolgend noch detaillierter gezeigt und beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung 100 und des Teils 125 des Bauelements aus Fig. 1. Die Vorrichtung 100 entspricht hierbei der Vorrichtung aus Fig. 1. Die Darstellung in Fig. 2 unterscheidet sich von der Darstellung aus Fig. 1 hinsichtlich der Perspektive. Ferner ist das Teil 125 des Bauelements in der Darstel lung von Fig. 2 vollständig gezeigt. Hierbei ist erkennbar, dass gemäß dem hier dar gestellten Ausführungsbeispiel das Teil 125 des Bauelements ein Spulenträger eines Elektromagneten ist.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung und des Teils des Bau elements aus Fig. 1 bzw. Fig. 2. Die Vorrichtung 100 entspricht hierbei der Vorrich tung aus Fig. 1 bzw. Fig. 2. Die Darstellung in Fig. 3 unterscheidet sich von der Dar stellung aus Fig. 1 bzw. Fig. 2 hinsichtlich der Perspektive. In der Darstellung von Fig. 3 ist eine schräge Ansicht auf zweiten Enden von Kontaktkammer 102 und Hül se 104 gezeigt. Dabei ist in der Darstellung von Fig. 3 erkennbar, dass die Vorrichtung 100 gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Zentrierelemente 108 aufweist. Je des der Zentrierelemente 108 ist sich verjüngend ausgeformt. Gemäß dem hier dar gestellten Ausführungsbeispiel ist ein erstes der Zentrierelemente 108 stiftförmig bzw. plattenförmig ausgeformt. Ein zweites der Zentrierelemente 108 ist dornförmig bzw. domförmig ausgeformt.

Ferner ist in der Darstellung von Fig. 3 eine Einschubseite zum Einschieben des mindestens einen Kontaktelement in die Kontaktkammer 102 erkennbar. Zumindest auf der Einschubseite weist die Kontaktkammer 102 mindestens eine Einschuböff nung auf. Die Einschuböffnung ist hierbei zwischen dem ersten der Zentrierelemen te 108 und dem zweiten der Zentrierelemente 108 angeordnet. Gemäß dem hier dar gestellten Ausführungsbeispiel ist die Einschuböffnung schlitzförmig ausgeformt. Die Kontaktkammer 102 kann für jedes aufzunehmen der Kontaktelement ein eigenes Einschubfach oder Aufnahmefach aufweisen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines elektromechanischen Systems 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel ohne Leiterplatte. Das elektromechanische Sys tem 400 ist beispielsweise zum Einbau in ein Fahrzeug vorgesehen, insbesondere ein Kraftfahrzeug. Das System 400 weist gemäß dem hier dargestellten Ausfüh rungsbeispiel lediglich beispielhaft vier elektromechanische Bauelemente 420 in Ge stalt von Elektromagneten auf. Dabei ist von einem der Bauelemente 420 lediglich zu Veranschaulichungszwecken nur das Teil 125 bzw. der Spulenträger gezeigt. Somit weist das System 400 auch lediglich beispielhaft vier Vorrichtungen 100 zum An schluss der Bauelemente 420 an eine Leiterplatte auf. Jede der Vorrichtungen 100 entspricht der Vorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren.

Jedes der Bauelemente 420 ist mit jeweils einer der Vorrichtungen 100 verbunden. Dabei ist jedes der Teile 125 bzw. jeder der Spulenträger der Bauelemente 420 ein stückig mit jeweils einer der Vorrichtungen 100 ausgeformt.

Ferner weist das elektromechanische System 400 eine Mehrzahl von Kontaktele menten 430 zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen den Bauelemen- ten 420 und der Leiterplatte auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind in jeder der Vorrichtungen 100 jeweils zwei Kontaktelemente 430 angeordnet. Dabei sind die Kontaktelemente 430 in den Kontaktkammern der Vorrichtungen 100 aufgenommen. Jedes Kontaktelement 430 weist einen Vorsprungsabschnitt auf, der aus der jeweiligen Kontaktkammer vorsteht. Der Vorsprungsabschnitt jedes in einer der Kontaktkammern angeordneten Kontaktelement 430 steht weniger weit über die Hülse der jeweiligen Vorrichtung vor als die Zentrierelemente. Anders ausgedrückt eilen die Zentrierelemente den Vorsprungsabschnitten der Kontaktelemente 430 vo raus, wenn eine Vorrichtung 100 mit den Zentrierelementen und den Kontaktelemen ten 430 voraus zu einer Leiterplatte hin bewegt wird. Die Kontaktelemente 430 kön nen auch als Kontaktstifte bezeichnet werden. Die Kontaktelemente 430 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgeformt.

Zudem weist das System 400 gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Halteelement 440 bzw. eine Aufnahme oder einen Träger zum Halten der Bauele mente 420 auf. Dabei weist das Halteelement 440 Halterungsabschnitte für die Bau elemente 420 auf. Ferner ist das Schaltelement 440 ausgebildet, um eine Befesti gung des Systems 400 an einem Einbauort zu ermöglichen.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des elektromechanischen Systems 400 aus Fig. 4 mit einer Leiterplatte 550. Dabei entsprechen das System 400 und die Darstellung in Fig. 5 dem System und der Darstellung aus Fig. 4 mit Ausnahme des sen, dass die Leiterplatte 550 des Systems 400 gezeigt ist.

Die Leiterplatte 550 weist eine Mehrzahl von Kontaktöffnungen 552 auf. Die Kontakt öffnungen 552 sind in der Leiterplatte 550 als Durchgangsöffnungen ausgeformt, beispielsweise in Gestalt von Bohrungen. Jede der Kontaktöffnungen 552 ist ausge bildet, um eines der Kontaktelemente 430 aufzunehmen. Jedes der Kontaktelemen te 430, genauer gesagt jeder der Vorsprungsabschnitte der Kontaktelemente 430, ist in jeweils eine der Kontaktöffnungen 552 der Leiterplatte 550 eingebracht. Somit ist jedes Kontaktelement 430 in einer Kontaktkammer der jeweiligen Vorrichtung 100 aufgenommen und in jeweils eine der Kontaktöffnungen 552 der Leiterplatte 550 ein gebracht. Auch weist die Leiterplatte 550 eine Mehrzahl von Zentrieröffnungen 554 auf. Die Zentrieröffnungen 554 sind in der Leiterplatte 550 als Durchgangsöffnungen ausge formt, beispielsweise in Gestalt von Bohrungen. Die Zentrierelemente 108 der Vor richtungen 100 sind in die Zentrieröffnungen 554 in der Leiterplatte 550 eingebracht. Die Zentrierelemente 108 jeder Vorrichtung 100 sind ausgeformt und bezüglich der in der Kontaktkammer der Vorrichtung angeordneten Kontaktelement 430 angeordnet, um bei einem Einbringen derselben in die Zentrieröffnungen 554 die Kontaktelemen te 430 bezüglich den Kontaktöffnungen 552 zu zentrieren.

Somit ist in Fig. 5 das elektromechanische System 400 in einem Zustand gezeigt, in dem die elektromechanischen Bauelemente 420 mittels der Vorrichtungen 100 an die Leiterplatte 550 angeschlossen sind. Dabei erstrecken sich gemäß dem hier darge stellten Ausführungsbeispiel die Zentrierelemente 108 der Vorrichtungen 100 sowie die Kontaktelemente 430 bzw. deren Vorsprungsabschnitte durch die Öffnungen 552 und 554 durch die Leiterplatte 550 hindurch.

Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Anschluss gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 600 zum Anschluss ist ausführbar, um ein elekt romechanisches Bauelement an eine Leiterplatte anzuschließen. Insbesondere ist das Verfahren 600 auch ausführbar, um eine Mehrzahl elektromechanischer Bau elemente an eine Leiterplatte anzuschließen. Unter einem Anschluss ist hierbei ein elektrischer Anschluss zu verstehen. Das Verfahren 600 zum Anschluss ist unter Verwendung zumindest einer Vorrichtung ausführbar, die der Vorrichtung aus einer der vorstehend gezeigten und beschriebenen Figuren entspricht oder ähnelt.

In einem Schritt 610 des Anordnens wird bei dem Verfahren 600 zum Anschluss das mindestens eine Kontaktelement in der mindestens einen Kontaktkammer der Vor richtung angeordnet. Dabei wird das mindestens eine Kontaktelement beispielsweise in die mindestens eine Kontaktkammer eingeschoben, eingesteckt oder dergleichen.

Nachfolgend wird in einem Schritt 620 des Herstellens eine elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen Kontaktelement und dem Bauelement hergestellt. Hierbei wird die elektrische Verbindung beispielsweise zwischen dem Kontaktele ment und einem elektrischen Leiter des Bauelements hergestellt.

Wiederum nachfolgend wird in einem Schritt 630 des Durchtrennens der mindestens eine Steg der Vorrichtung durchtrennt. Hierbei wird der mindestens eine Steg bei spielsweise an einer vordefinierten Stelle abgeschert. Dazu weist der mindestens eine Steg optional eine Sollbruchstelle auf.

Nachfolgend wird in einem Schritt 640 des Einbringens das mindestens eine Kontak telement in die mindestens eine Kontaktöffnung der Leiterplatte eingebracht. Hierbei werden die Vorrichtung und das Bauelement benachbart zu oder in Anlage gegen die Leiterplatte angeordnet. Somit ist ein vorteilhafter elektrischer Anschluss des elekt romechanischen Bauelements an die Leiterplatte realisierbar.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden bei einer fertigungstechnischen Umset zung im Rahmen oder Zusammenhang mit dem Verfahren 600 in dem Schritt 610 des Anordnens insbesondere zumindest zwei Kontaktelemente bzw. Kontaktstifte in die Vorrichtung eingelegt, wird beispielsweise ein Spulenkörper in einen Spulenträ ger des als Elektromagnet ausgeführten Bauelements eingelegt, wird in dem

Schritt 620 des Herstellens ein Spulendraht in das oder die Kontaktelemente einge presst, wobei eine Isolation durch Herunterdrücken des Spulenkörpers durchtrennt wird, wobei unter Herunterdrücken eine Bewegung zwischen dem Spulenträger und der Hülse relativ zu der Kontaktkammer mit den Kontaktelementen zu verstehen ist, wird in dem Schritt 630 des Durchtrennens der mindestens eine Steg durch weiteres Herunterdrücken abgetrennt und wird dann der fertig kontaktierte Spulenkörper aus geworfen. Hierbei sind die Kontaktelemente innerhalb von Grenzen der Hülse und der Kontaktierung frei bewegbar. Die Hülse dient hierbei nicht nur zur Begrenzung der Bewegung der Kontaktelemente, sondern auch zum Schutz vor einer Beschädi gung.

Anders ausgedrückt werden, Weise nach dem Schritt 620 des Herstellens der elektrischen Verbindung zwischen dem Spulendraht und den Kontaktelementen dann in dem Schritt 630 des Durchtrennens die Stege durchtrennt. Danach sind die Kon- taktelemente in den Kontaktkammern durch den Spulendraht gehalten und die sie umgebende Hülse in Position gehalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sorgen die voreilenden Zentrierelemente beim Kontaktieren der Leiterplatte für eine korrekte Position der Kontaktelemente bezüglich der Kontaktöffnungen, um einen Anschluss bzw. ein Einpressen zu ermöglichen bzw. zu erleichtern. Es sei angemerkt, dass die Magnete bzw. Bauelemente an einer der Kontaktierung gegenüberliegenden Seite geführt sind, um eine funktionale Toleranzkette zu minimieren.

Insbesondere können unter Bezugnahme auf vorstehend dargestellte Figuren gemäß Ausführungsbeispielen somit Anforderungen erfüllt werden, dass die Kontaktkam mern 102 Teil eines Spulenkörpers 125 bzw. Motorlagerschilds oder eines anderen Motorteils sind und fest damit verbunden sind, um ein einfaches Verbinden eines Spulen-/Motordrahtes mit dem Kontaktelement 430 zu ermöglichen, z. B. durch Schneid-/Klemmtechnik oder Wickeln und Löten, dass die Kontaktkammern 102 ei nen Toleranzausgleich gestatten, dass die Kontaktelemente 430 in einem mit der Leiterplatte 550 verbundenen Zustand keine Querkräfte zwischen Leiterplatte 550 und Bauelement 420 bzw. Elektromagnet übertragen und dass die vorstehend ge nannten Anforderungen trotz eines begrenzten verfügbaren Platzes erfüllt werden.

Die Kontaktkammer 102 bzw. Gruppen von Kontaktkammern 102 sind über einen oder mehrere Stege 106 an den Spulenkörper 125 fest angebunden. Die Stege 106 können beliebig geformt und dimensioniert sein. Die Stege 106 sind jedoch ausge formt, um vordefinierte Kräfte und Momente aufzunehmen und an definierter Stelle trennbar zu sein. Somit kann ein unaufwendiger und zuverlässiger Toleranzausgleich bei einer Kontaktierung von Magnetspulen, Elektromotoren oder anderen elektrome chanischen Bauelementen 420 auf Leiterplatten 550 beispielsweise durch Löt- oder Einpresskontakte ermöglicht werden.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur bei spielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausfüh rungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer ande ren als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ers ten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Bezuqszeichen Vorrichtung zum Anschluss

Kontaktkammer

Hülse

Steg

Zentrierelement

Teil eines Bauelements

elektromechanisches System

elektromechanisches Bauelement Kontaktelement

Halteelement

Leiterplatte

Kontaktöffnung

Zentrieröffnung

Verfahren zum Anschluss

Schritt des Anordnens

Schritt des Herstellens

Schritt des Durchtrennens

Schritt des Einbringens

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung (100) zum Anschluss eines elektromechanischen Bauelements (420) an eine Leiterplatte (550), die mindestens eine Kontaktöffnung (552) zur Aufnahme eines Kontaktelements (430) zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauelement (420) und der Leiterplatte (550) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) mindestens eine Kontaktkammer (102) zum Aufnehmen mindestens eines Kontaktelements (430) zum Einbringen in die mindestens eine Kontaktöffnung (552) der Leiterplatte (550), eine die mindestens eine Kontaktkammer (102) zumindest teilweise umgebende Hülse (104) und mindestens einen durch trennbaren Steg (106) zum lösbaren Verbinden der mindestens einen Kontaktkam mer (102) mit der Hülse (104) aufweist, wobei die Vorrichtung (100) mit dem Bau element (420) verbindbar oder verbunden ist.

2. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrich tung (100) in einem intakten Zustand des mindestens einen Steges (106) einstückig ausgeformt ist.

3. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) mit einem Teil (125) des Bauelements (420) einstückig ausgeformt ist und/oder an ein Teil (125) des Bauelements (420) angespritzt oder angegossen ist.

4. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass in einem intakten Zustand des mindestens einen Steges (106) zwischen der mindestens einen Kontaktkammer (102) und der Hülse (104) ein Zwi schenraum angeordnet ist, und/oder wobei die Hülse (104) ausgebildet ist, um eine Bewegung der mindestens einen Kontaktkammer (102) entlang einer Erstreckungs ebene der Leiterplatte (550) zu begrenzen.

5. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der mindestens eine Steg (106) ausgebildet ist, um durch eine Kraft quer zu einer Erstreckungsachse des Steges (106) und/oder an einer definier ten Stelle des Steges (106) durchtrennbar zu sein.

6. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei in der Leiterplatte (550) mindestens eine Zentrieröffnung (554) ausgeformt ist, dadurch ge kennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) mindestens ein Zentrierelement (108) zum Einbringen in die Zentrieröffnung (554) der Leiterplatte (550) aufweist, wobei das mindestens eine Zentrierelement (108) ausgeformt und angeordnet ist, um bei einem Einbringen in die Zentrieröffnung (554) ein in der mindestens einen Kontaktkammer (102) aufgenommenes Kontaktelement (430) bezüglich der Kontaktöffnung (552) der Leiterplatte (550) zu zentrieren.

7. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindes tens eine Zentrierelement (108) einstückig mit der Kontaktkammer (102) ausgeformt ist und/oder sich in einem intakten Zustand des mindestens einen Steges (106) aus der Hülse (104) hinaus erstreckt.

8. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Zentrierelement (108) sich verjüngend und/oder stiftförmig und/oder plattenförmig und/oder dornförmig und/oder domförmig ausgeformt ist.

9. Elektromechanisches System (400), das folgende Merkmale aufweist:

eine Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche;

das elektromechanische Bauelement (420), wobei das Bauelement (420) und die Vorrichtung (100) miteinander verbunden sind;

die Leiterplatte (550), welche die mindestens eine Kontaktöffnung (552) aufweist; und

das mindestens eine Kontaktelement (430) zum Herstellen eines elektrischen Kon takts zwischen dem Bauelement (420) und der Leiterplatte (550), wobei das mindes tens eine Kontaktelement (430) in der mindestens einen Kontaktkammer (102) der Vorrichtung (100) aufgenommen und in die mindestens eine Kontaktöffnung (552) der Leiterplatte (550) eingebracht ist.

10. Verfahren (600) zum Anschluss eines elektromechanischen Bauelements (420) an eine Leiterplatte (550), wobei das Verfahren (600) unter Verwendung einer Vor richtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführbar ist, wobei das Verfah ren (600) folgende Schritte aufweist:

Anordnen (610) des mindestens einen Kontaktelements (430) in der mindestens ei nen Kontaktkammer (102) der Vorrichtung (100);

Herstellen (620) einer elektrischen Verbindung zwischen dem mindestens einen Kon taktelement (430) und dem Bauelement (420);

Durchtrennen (630) des mindestens einen Steges (106); und

Einbringen (640) des mindestens einen Kontaktelements (430) in die mindestens eine Kontaktöffnung (552) der Leiterplatte (550).