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DE3725803A1 - Verfahren der elektrischen verschaltung von elektrischen haushaltskleingeraeten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren der elektrischen verschaltung von elektrischen haushaltskleingeraeten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE3725803A1
DE3725803A1 DE19873725803 DE3725803A DE3725803A1 DE 3725803 A1 DE3725803 A1 DE 3725803A1 DE 19873725803 DE19873725803 DE 19873725803 DE 3725803 A DE3725803 A DE 3725803A DE 3725803 A1 DE3725803 A1 DE 3725803A1
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Juergen H Dr Ing Cammann
Karl Birkert
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SCHMIDT, WILLI J., 5431 NIEDERAHR, DE
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Rowenta Werke GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Haushaltskleingeräten, beispielsweise von Kaffeemaschinen oder wobei innerhalb des der Aufnahme der elektrischen Anschlüsse verschiedener Baugruppen dienenden Gerätehohlraumes die elektrische Verschaltung der Baugruppen miteinander ausgeführt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens.
Zur Gruppe der zahlreichen elektrischen Haushaltskleingeräte gehören z. B. Mixer, Rührer, Bügeleisen, Toaster, Friteusen, Mundduschen, Haarbehandlungsgeräte, Staubsauger, Waffeleisen, Küchenmaschinen, Saftpressen, Zentrifugen oder dergleichen. Die Erfindung betrifft diese Geräte. Dennoch werden im folgenden der Einfachheit halber nur elektrische Kaffeemaschinen erwähnt, weil dabei ein bevorzugter Anwendungsfall dargestellt werden kann. Das Verfahren ist jedoch bei allen elektrischen Haushaltskleingeräten anwendbar, bei denen in einem Hohlraum des Gerätes eine Verschaltung von mehreren Kontaktstellen erforderlich ist.
Es ist bekannt, bei Fertigung von Kaffeemaschinen, d. h. beim Zusammenbau der Einzelteile zu einem Gerät, im Sockelbereich zunächst die vorgesehenen Baugruppen und Module, z. B. Durchlauferhitzer, Thermostat-Schalter, Übertemperatursicherung, Ein- und Ausschalter, Anschlüsse für Zuleitung und ähnliche Teile, einzusetzen und anschließend die elektrische Verschaltung zwischen den einzelnen Kontaktstellen vorzunehmen. Die eingesetzten Baugruppen sind teilweise bereits mit aufgesteckten elektrisch flexiblen Leitungen, sogenannten Litzen, versehen, die mit der zweiten Kontaktstelle im Gerät mit den entsprechenden Gegenkontakten verbunden werden, oftmals auch an schwer zugänglichen Stellen. Bereits in diesem Arbeitsgang vorhergehenden Arbeitsgängen, auch Vormontage genannt, werden alle Drahtabschnitte einzeln vorbehandelt. Die Drahtstücke werden abgelängt, abisoliert und je nach Verwendung mit Aderendhülsen, Kabelschuhen oder dergleichen versehen. Diese aufwendige Vorbereitung wird in Verbindung mit halbautomatischen Vorrichtungen ausgeführt.
Ebenfalls von Hand wird die Endmontage des Gerätes vorgenommen, wobei spezifische Baugruppen, z. B. die Durchlauferhitzer einer weiteren Vormontage entnommen werden. Auch in diesem Fall werden mechanische Bauteile und elektrische Bauteile teilweise gekoppelt angeliefert und am Montageband einmontiert. Insgesamt erweist sich die manuelle Verdrahtung und der erschwerte - weil wechselseitig - Einbau der Baugruppen als besonders arbeitsintensiv. Die Kosten für die Vormontagen und für die Fertigmontage lassen sich exakt ermitteln und stellen produktionsseitig einen erheblichen Anteil an den Fertigungskosten dar. Zur Senkung dieser Montagekosten werden die Betriebsabläufe wie folgt zusammengefaßt:
halbautomatische Vorbereitung der Drahtverbindungen, manuelle Vormontage der Durchlauferhitzer, manuelle Montage der elektrischen Verdrahtung und letztlich manuelle Endmontage des gesamten Gerätes.
Zur Verbesserung dieser Arbeitsabläufe wurde versucht, diese Arbeitsabläufe noch zu automatisieren. Dieses sollte durch eine Festverdrahtung der Baugruppen erfolgen. Durch die Festverdrahtung ist aber nur ein kleiner Teil der gesamten Verdrahtung zu erfassen, so daß automatische Arbeitsschritte nicht zu erreichen waren. Ferner erfordert das automatische Biegen der Einzeldrähte für die Festverdrahtung einen überdurchschnittlichen technischen Aufwand an apparativen Einrichtungen, ohne dem Endziel der Automatisierung wesentlich näher zu kommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Verdrahtung der einzelnen Baugruppen und deren elektrischer Anschlüsse in einem elektrischen Haushaltskleingerät bei geringem Kostenaufwand weitestgehend automatisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Varianten des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 dargelegt. Des weiteren gehört eine Vorrichtung zur Erfindung, deren kennzeichnender Teil in Anspruch 9 aufgeführt wird. Hierzu sind weitere Unteransprüche 10 bis 23 dargelegt. Hierdurch wird erreicht, daß die halbautomatische Vorbereitung der Drahtverbindungen entfällt. Die Verdrahtung der einzelnen Anschlüsse der verschiedenen Baugruppen wird automatisiert. Die Sicherheit eines auf dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengesetzten elektrischen Haushaltskleingerätes wurde wesentlich erhöht.
Bereits bei der Fertigung der einzelnen Baugruppen werden die elektrischen Anschlußenden der einzelnen elektrischen Kontakte derart vorbereitet, daß ihre Anschlüsse nach ihrem Einbau in den Gerätesockel alle in einer Ebene enden. Vollautomatisch werden in dieser Ebene die Verbindungen zwischen den Kontakten hergestellt. Hierbei ist es denkbar, die Verbindungen durch automatisches Verdrahten und Verlöten, Verkleben o. ä. herzustellen. Es ist aber auch möglich, Leiterplatten einzusetzen und diese mit den Kontakten automatisch zu verbinden. Die Sicherheit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten Geräte wird wesentlich erhöht, da durch menschliches Versagen bedingte Montagefehler entfallen und sich die Verbindungsstellen nicht lösen können.
Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 1 bis 6 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Abb. 1 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 9;
Abb. 2 stellt eine Draufsicht der Seitenansicht dar;
Abb. 3 zeigt eine weitere Seitenansicht der Erfindung mit der Darstellung der elektrischen Verbindungen;
Abb. 4 läßt in der entsprechenden Draufsicht ebenfalls die elektrischen Verbindungen und die Kontaktierungen erkennen;
Abb. 5, 6 zeigen eine Variante des Verfahrens.
Im Bereich der dargestellten Fläche 11 enden die Kontakte 1 der zu verschaltenden Baugruppen 6, wobei die Anschlußkontakte 1 ihrerseits als Flachleiter 2 und/oder als Zapfen unterschiedlicher geometrischer Gestaltungsform ausgebildet sein können.
Alle Kontakte 1 sind in der Fügerichtung "A" ausgerichtet. Ihre Länge ist so abgestimmt, daß ihre Enden in dem Flächenbereich der Kontaktebene 4 münden, wobei die Kontaktebene 4 zur Erleichterung der Kontakteinführung in den Durchdringungspositionen sich nach unten erweiternde Durchgangsöffnungen 5 aufweist. Letztere sind dem jeweiligen Profil der Kontakte 1 (Flachleiter 2 und/oder der Zapfen 3) angepaßt, so daß sie nahezu formschlüssig zu den Durchgangsöffnungen 5 - oder umgekehrt - ausgebildet sind.
Bei der Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Kontaktebene 4 auf die Vielzahl der Flachleiter 2 und/oder Zapfen 3 aufgeschoben, wobei nicht dargestellte Justiernocken am Rand der Kontaktebene 4 die Einsetzposition genau fixieren. Die sich nach unten erweiternden Durchgangsöffnungen 5 erleichtern den Fügevorgang, so daß der gewünschte Arbeitsschritt auch automatisch vorgenommen werden kann. An der Bodenplatte angespritzte Arretierungsnocken, die ebenfalls nicht dargestellt sind, haltern die fertigmontierte Kontaktebene in ihrer Position.
In Abb. 1 und Abb. 2 sind beispielsweise Rillen 10 ausgespart, die das pastöse oder flüssige, leitfähige Material aufnehmen. Abb. 1 zeigt die Rillen 10 in den Teilschnitten A-B, C-D, E-F und G-H. Die Rillen 10 enden jeweils an den Durchgangsöffnungen 5.
Mittels einer programmgesteuerten, automatischen Auftrag-Einrichtung wird das pastöse oder flüssige, leitende Material, sowohl in die Rillen 10 gegeben, als auch die Kontaktpunkte 9 mit diesem Material aufgetragen, nach deren Aushärtung die gesamte Verschaltung abgeschlossen ist.
In einem bevorzugten Anwendungsbeispiel des Verfahrens werden die Kontaktebenen 4 in einem vorhergehenden Arbeitsschritt bereits in einer automatischen Einrichtung vorbereitet. Es werden dort die Rillen 10 mit dem pastösen oder flüssigen, leitfähigen Material ausgefüllt, wie nunmehr Abb. 3 und 4 erkennen läßt. Die Kontaktpunkte 9 werden dabei noch nicht aufgetragen. Die so vorgefertigte Kontaktebene 4, welche mittels beispielsweise eines programmierbaren Roboters oder dergleichen behandelt wurde, wird dann mit ihren elektrischen Verbindungen 8 - in einer Station der Montagestraße - in das entsprechende Haushaltsgerät eingefügt, wobei die Flachleiter 2 und die Zapfen 3 nahezu formschlüssig in die Durchgangsöffnungen 5 der Kontaktebenen 4 eingeschoben werden. Die vorher erwähnten Abstützhilfen am Rand sorgen für eine einwandfreie Lage der Kontaktebene 4.
In einer Montagestraße werden hierbei lediglich die Kontaktpunkte 9 mit einer programmgesteuerten, automatischen Einrichtung (Roboter oder Achsen-Handling-System) aufgetragen. Während des Weitertransportes in der Montagestraße härtet das anfangs pastöse und/oder flüssige leitfähige Material aus.
Beliebig erweiterbar und variabel ist auch die Herstellung und Ausgestaltung der Kontaktebenen 4 nach den Vorrichtungsansprüchen 9 bis 23, wobei weder materialseitig noch formatbezogen irgendeine Einschränkung besteht, ebenso kann die Reihenfolge der Arbeitsschritte beliebig variiert werden. Besonders vorteilhaft ist eine standardisierte Ausgestaltung der Kontaktebene 4, wobei alle erforderlichen Rillen und Durchgangsöffnungen 5 für eine Typenreihe vorgesehen werden in den unterschiedlichen Positionen und Dimensionen und wobei letztlich nur die gerätespezifischen Konfiguration mittels der programmgesteuerten Auftragseinrichtung benutzt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 und 4 in Verbindung mit Vorrichtungsanspruch 23 sieht zum Beispiel auch vor, bei genauer Beachtung des kennzeichnenden Teils der Ansprüche die "Kontaktebene" als rein geometrisches Gebilde zu verstehen und die vorgefertigten elektrischen Verbindungen 8 unmittelbar auf die Flachleiter 2 oder die Zapfen 3 aufzuschieben und/oder zu kontaktieren. Dazu ist die körperliche Anwesenheit der Kontaktebene 4 beispielsgemäß und unter bestimmten Voraussetzungen nicht erforderlich. Zur Erläuterung zeigen die Abb. 5 und 6 die gleiche Anordnung der Baugruppen (6, 6′, 6′′, 6′′′) wie in Abb. 1 bis 4 zu erkennen. Ebenso sind die in Abb. 3 und 4 dargestellten elektrischen Verbindungen 8 in der gleichen Ausgestaltung wiedergegeben, wobei die in dieser Variante "vorgefertigten" elektrischen Verbindungen 8 "freitragend" als Brücke von Kontakt zu Kontakt eingesetzt und kontaktiert werden.
Die Ausgestaltung der elektrischen Verbindungen 8 kann auch in anderen Ausführungsformen vorliegen. So ist beispielsweise die Anwendung von Drahtstücken oder dergleichen, wobei die Enden entsprechend mit den Flachleitern 2 und/oder den Zapfen 3 kontaktiert werden, z. B. durch Verschweißen, Verlöten oder Anpunkten.
Wie die vorliegenden Darlegungen zeigen, sind verschiedene Variationsmöglichkeiten des Verfahrens gegeben, wobei, wie bereits erwähnt, stets der Grundgedanke erhalten bleibt, Automatisierungsschritte - in Verbindung mit den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche - zu schaffen.
Bezugszeichen
 1  Kontakte
 2  Flachleiter
 3  Zapfen
 4  Kontaktebene
 5  Durchgangsöffnung
 6  Baugruppe
 7  Oberfläche
 8  Verbindung
 9  Kontaktpunkt
10  Rille
11  Fläche

Claims (24)

1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Haushaltskleingeräten beispielsweise elektrischen Kaffeemaschinen oder dergleichen, wobei innerhalb des der Aufnahme der elektrischen Anschlüsse verschiedener Baugruppen dienenden Gerätehohlraumes die elektrische Verschaltung der Baugruppen untereinander ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschaltenden Anschlußkontakte in vorzugsweise einer gemeinsamen Fügerichtung "A" in dem Flächenbereich einer Kontaktebene enden und mit elektrischen Verbindungen kontaktiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte die Kontaktebene durchdringen und mit elektrischen Verbindungen kontaktiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen aus pastösem oder flüssigem, leitfähigem Material bestehen und aufgetragen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen aus vorgefertigtem, leitendem Material bestehen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung, sowie die Bildung der elektrischen Verbindungen durch Auftragen eines pastösen oder flüssigen, leitfähigen Materials gleichzeitig bewirkt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die "Kontaktierung" durch Auftragen eines pastösen oder flüssigen, leitfähigen Materials bewirkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung durch Verpressen bewirkt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung durch Verschweißen bewirkt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte (1), Flachleiter (2) und/oder Zapfen (3) aufweisen, welche durch ihre Formgebung und Abmessung in den Flächenbereich der Kontaktebenen (4) hineinragen und dort enden.
9a. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktebenen (4) deckungsgleich der Positionierung und Formgebung der Flachleiter (2) und/oder der Zapfen (3) entsprechende Durchgangsöffnungen (5) aufweisen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Baugruppen (6) abgewandte Oberfläche (7) der Kontaktebenen (4) schaltungsgemäße elektrische Verbindungen (8) aufweist, welche jeweils bis an Rand der Durchgangsöffnungen (5) ausgedehnt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach dem Einfügen der Kontaktebenen (4) in die Elektrogeräte die Herstellung der auf der Oberfläche vorgesehenen elektrischen Verbindungen (8) durch Auftragen eines aushärtbaren, pastösen oder flüssigen, elektrisch leitenden Materials erfolgt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das "Auftragen" mittels einer automatischen, programmgesteuerten Auftrag-Einrichtung vorgenommen wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktebenen (4) nach der Montage der Baugruppen (6) in das Elektrogerät eingefügt werden, wobei die Flachleiter (2) und/oder Zapfen (3) nahezu formschlüssig und nahezu bündig in die Durchgangsöffnungen (5) eingeschoben werden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Auftragen eines pastösen oder flüssigen, leitfähigen Materials auf die Position der Durchgangsöffnung (5) der einzelne elektrische Kontakt (9) zwischen der bis an den Rand ausgedehnten elektrischen Verbindung (8) und dem in die Durchgangsöffnung (5) eingeschobenen Flachleiter (2) oder Zapfen (3) hergestellt wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragen eines pastösen oder flüssigen, leitfähigen Materials auf die Position der Durchgangsöffnung (5) mittels einer automatischen, programmgesteuerten Auftrag-Einrichtung vorgenommen wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 3, sowie 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen (8) auf der Kontaktebene (4) aus vorgeformten Material bestehen, wobei rechteckige, quadratische, runde, ovale, vieleckige Querschnitte oder dergleichen vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte (9) durch Stauchen, Verpressen, Vernieten, Anschmelzen, Verschweißen oder dergleichen hergestellt werden.
18. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktebenen (4) zusätzlich eine oder mehrere Kontaktstellen aufweisen, welche von den in vorhergehenden Ansprüchen genannten Kontaktstellen (9) bezüglich der Fügerichtung und der Kontaktierung abweichen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktebenen (4) im Verlauf der schaltungsgemäßen elektrischen Verbindungen (8) mit Rillen (10) versehen sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktebenen (4) durch Spritzgießen, Tiefziehen, Sintern, Ausschneiden, Stanzen, Prägen, Gießen, Fräsen, Pressen oder ähnlichen Verfahren hergestellt werden.
21. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial zur Herstellung der Kontaktebenen (4) Kunststoff, Harz, Keramik, Glas, getränkte Pappe, Tiefziehfolie, Hartgummi, Tonabmischungen, Glaswolle, Steinwolle, Glimmer oder ähnliche Isolierstoffe eingesetzt werden.
22. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktebenen (4) bei ihrer Herstellung eingebrachte Kontaktstellen (9) und/oder elektrische Funktionselemente, z. B. Widerstände, Drosseln, Schmelzsicherungen, Thermo-Schalter oder dergleichen, aufweisen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Flächenbereich einer Kontaktebene endenden Anschlußkontakte (1) mit ihren als Flachleiter (2) oder Zapfen (3) ausgebildeten Enden unmittelbar mit vorgefertigten elektrischen Verbindungen (8) kontaktiert werden.
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