DE4208765A1 - Elektrischer betriebskasten und herstellungsverfahren - Google Patents

Description

Der Fertigungsprozeß eines Betriebskastens mit umgebogenen oder nicht umgebogenen und im Falz "genähten" (mehrfach verbundenen, s. u.) Platinen (gedruckten Schaltungen) besteht wenigstens aus einer der folgenden Operationen: Schneiden und maschinelle Bearbeitung der Stifte, Schneiden, Umbiegen und maschinelle Bearbeitung der Brücken (Steckverbindungen), Einfügung kurzer oder langer Stifte, Anlöten (Schweißen) der Stifte an die Platine (an die Platte der gedruckten Schaltung), Einfügung von Federn und Steckbuchsen und nachfolgendes Anschweißen, Überprüfung des flachen Stromkreises, Umbiegen des Stromkreises und Anbringung eines Trenners, "Nähen" mittels Einfügung langer Stifte, Montage der Kunststoffabdeckungen, Steckerhalterungen und Relais und schließlich Montage der Sicherungen, um anschließend eine letzte Überprüfung durchzuführen.

Dieser Erfindungspatentantrag besteht, wie sein Titel schon sagt, aus einer Reihe von "VERBESSERUNGEN IN DEN FERTIGUNGS- VERFAHREN VON BETRIEBSKÄSTEN UND IHREN TEILEN", deren neue Merkmale hinsichtlich Konstruktion und Formgebung dieser Teile die Aufgabe erfüllen, für die sie in spezifischer Weise mit maximaler Sicherheit und Effektivität entworfen wurden.

Wir können einen Betriebskasten für Autos als zentralisierende Vorrichtung der Anschlüsse des elektrischen Systems des Fahrzeuges definieren.

Dieser Betriebskasten dient als Halterung für die Schutzausrüstung (Sicherungen), sowie für die verschiedenen notwendigen elektrischen Bauteile, wie z. B. Relais, Dioden, elektronische Steuerungsmodule und Stecker.

Alle Anschlüsse der vorher genannten Bauteile sind im Kasten mittels einer oder mehreren Platinen ausgeführt. Sowohl die Platinen als auch die Anschlußklemmen sind mit geeigneten Kunststoffdeckeln abgedeckt, die zum Schutz und als Befestigung dienen.

Die Betriebskästen wirken als Anschlußzentrale, welche die elektrischen und elektronischen Anschlüsse in einem kompakten Modul zusammenfaßt und in der Lage ist, die Leistungs- und Steuerungssignale der verschiedenen Fahrzeug­ teile zu verteilen.

Kästen wie diejenigen, die weiter unten hinsichtlich ihres Fertigungsverfahrens beschrieben werden, wurden teilweise bezüglich diverser Punkte derselben durch Eintragungen desselben Anspruchsberechtigen bereits beschrieben, wie z. B. das Gebrauchsmuster Nr. 2 28 789, dessen Titel "Elektrischer Verteilerkasten für Autos" lautet, Gebrauchsmuster Nr. 2 39 279 für einen "Verbesserten elektrischen Verteilungsblock", Erfindungspatente Nr. 5 33 433 für das "Verbesserte Verfahren zur Fertigung elektrischer Verteilerkästen", Zusatzbescheinigung Nr. 5 34 841 für eingeführte Verbesserungen des Erfindungspatents Nr. 5 33 841 und schließlich Erfindungspatent Nr. 90 01 544 für "Verbesserungen im Verfahren zur Fertigung elektrischer Verteilerkästen".

Die vorherigen Eintragungen enthalten in jeweils teilweiser Form die Gesamtheit der vom Unterzeichner entwickelten Verbesserungen, die auf elektrische Verteilerkästen anwendbar sind und welche eine vorherige Technologie widerspiegeln, die im Zeitverlauf durch diese Eintragungen geschützt wird, wobei der Gegenstand dieses Erfindungspatentantrages darin besteht, in einem einzigen Patent die Verbesserungen zu vereinigen, die bezüglich aller vorherigen Eintragungen durchgeführt wurden, deren Ziel, wie bereits gesagt, darin besteht, verschiedene Fertigungsteile und -verfahren dieser Betriebskästen abzudecken.

Die Betriebskästen stehen mit dem Äußeren über Zwischen­ schaltungselemente in Verbindung, bei denen es sich um Metallteile handelt, die in das Kupfer eingefügt und durch Verschweißen befestigt werden. Der Hauptvorteil jedes neuen Produktes (Betriebskastens) besteht in der Vielseitigkeit der Konstruktion, die eine Reihe von Funktionsänderungen bzw. -verbesserungen zu einem sehr niedrigen Preis erlaubt.

Die weiter unten im einzelnen dargestellten Verbesserungen haben unter anderem den Vorteil, daß sie die Technologie der gedruckten Schaltung verwenden und es sind folgende Vorteile hervorzuheben:

• a) Geringeres Gewicht als das herkömmliche System.
• b) Geringeres Volumen als das herkömmliche System.
• c) Verringerung der Kosten des gegenwärtigen Verkabelungs­ systems.
• d) Leichte Montage des Betriebskastens im Auto.
• f) Sowohl für den Benutzer als auch für die Werkstatt erreichbar.
• g) Sicherheit der Anschlüsse.

Gegenstand dieses Patents ist der Schutz von Verbesserungen, die bezüglich der erwähnten vorherigen Eintragungen durchgeführt wurden, sowie der verschiedenen Teile, aus denen ein Kasten besteht, aber nicht in spezifischer Weise ein bestimmter Kasten, sondern das Produkt, d. h., der Betriebskasten entsteht in der Konstruktionsphase und wird gemäß den Angaben des Kunden und durch Anpassung an die beschriebene Technologie erstellt, die den Kästen aller Art gemeinsam ist.

Die Fertigungsprozesse von Betriebskästen beginnen in einer ersten Phase mit einer Studie des Produktes, unter Beachtung der technischen und größenmäßigen Anforderungen des Kunden. In diesem ersten Schritt beginnt man, die Form der gedruckten Schaltung zu erstellen, sei es in einer einfachen Platine (Platte), Mehrfachplatine, doppelseitigen, umgebogenen oder ähnlichen Platine, sowie der Kunststoffteile, welche die Verbindungen, Verschlüsse Befestigungen und Trennungen zwischen den Platinen unterstützen. Außerdem werden in dieser ersten Studie die äußeren Montagen überprüft, die im Kasten durchgeführt werden, hauptsächlich Stecker, Sicherungen und Relais.

Bei der Fertigung der Platine mit der gedruckten Schaltung geht man von einem Substrat und von einer Leiterplatte, normalerweise Kupfer, die darauf befestigt ist, aus. Das verwendete Substrat ist in der Regel Pappe mit Phenolharzen, als FR-2 bezeichnet, obwohl bei Anwendungen für Automobil- Servicekästen auch das sogenannte FR-4 (Glasfaser mit Epoxiharz) benutzt werden kann. Was das Leitermaterial angeht, wird seine Dicke entsprechend der Stromstärke, die es aushalten muß, ausgewählt, wobei man einen Bereich von normalen Stärken bis zu etwa 400 mm aufwärts verwendet.

Anschließend erfolgt der Schutz des Leitermaterials durch Auftragen einer(s) nicht schweißbaren Maske oder Lackes darüber; zu diesem Zweck werden auch die Kanten der Leiterbahnen oxydiert, da die Oxydationsschutzmaske nicht zu ihnen gelangt.

Um die elektrische Verbindungsfähigkeit zwischen zwei Seiten der gedruckten Schaltung zu erreichen, wird der kurze Stift verwendet. Im Falle, daß in einem Betriebskasten verschiedene verbundene Schichten (Mehrfachplatine) verwendet werden, die ihrerseits ein- oder doppelseitig ausgeführt sein können, werden die Platinen mechanisch durch lange Stifte verbunden, die auch eine elektrische Verbindung herstellen können. Auf diese Weise haben wir in der Praxis vier Kupferseiten, die wir untereinander nach Belieben mittels der langen Stifte verbinden können (zwei Seiten einer Platine mit einer Seite einer anderen, die vier Seiten untereinander, eine von einer Platine mit einer von einer anderen Platine).

Die Anordnung aller dieser langen Stifte erstreckt sich über den ganzen äußeren Umfang der Platinen, um eine gute mechanische Befestigungsverbindung herzustellen, daher wird dieses Einfügen der langen Stifte als "Nähen" bezeichnet.

Es ist auch möglich, daß man aus Gründen des Volumens einen umgebogenen Schaltkreis auswählt; so wird mit derselben praktischen Leiteroberfläche ein kleinerer Raum eingenommen. Auf diese Art haben wir die gedruckte Schaltung auf 90°, 45° und sogar auf 180° umgebogen.

Die verwendeten Kunststoffteile werden gemäß dem Bedarf des Kunden und in Übereinstimmung mit der Gestaltung der Platine konstruiert.

Die wichtigsten Kunststoffteile sind diejenigen der Kunst­ stoffhalterungen (hauptsächlich von Sicherungen, Stecker und Relais).

Die Funktion, welche diese Kunststoffteile ausüben, ist hauptsächlich die, daß die Stecker, Relais und Sicherungen eine mechanische Stütze erhalten und gleichzeitig dienen sie als Lagerung zwischen allen Teilen der Platine, wie später noch ausführlich beschrieben wird. Damit ein Betriebskasten funktionsfähig ist, muß er unter anderem am Fahrzeug befestigt werden; dazu können Schrauben benutzt werden, die direkt am Blech des Behälters angebracht werden, oder Durchführungsschrauben oder geeignete Klammern.

Ein anderes der bei der Montage gedruckter Schaltungen innerhalb der Betriebskästen verwendeten Teile sind die Trennungen; ihre Aufgabe besteht darin, eine elektrische Isolierung zwischen den sich gegenüberstehenden Bahnen der Mehrfachplatinen zu bilden.

Zur Lagerung von Relais, Sicherungen und Steckern ist es notwendig, daß für jedes Bauteil eine Sonderkonstruktion an der Kunststoffhalterung vorgenommen wird, damit dieses Bauteil in dieser Lagerung angebracht werden kann.

Somit wird ein Kasten so konstruiert, daß man Lagerungen für Sicherungen, Stecker, Relais und für die Abziehklemme vorfindet.

Die Platinenbauteile, die bei den genannten Fertigungs­ verfahren am häufigsten verwendet werden, sind die Steckbuchsen, klammerähnliche Teile, die auf die Platine gesteckt werden und die eine Feder lagern bzw. befestigen müssen (im allgemeinen von einer Sicherung, einem Relais oder einem anderen Bauteil), wodurch der elektrische Kontakt hergestellt wird; die Federn sind Bauteile, die in die Platine eingelassen sind und sie dienen als Querverbindung zum Außenbereich; sie sind dadurch gekennzeichnet, daß sie im Verhältnis zu ihrer Dicke eine große Breite und Höhe auf­ weisen. Eine Federgruppe bildet ein Stützverbindungsglied externer Anschlüsse; die Brücken sind Vorrichtungen, um die Bahnen einer gedruckten Schaltung zu verbinden, wenn es aus Platzgründen nicht möglich ist, dieselbe Verbindung mit Hilfe der Bahnen selbst herzustellen.

Ferner werden Drahtbrücken verwendet, welche dieselbe Funktion wie die oben beschriebene Brücke haben, aber sie verbinden Bahnen, die im Winkel von 45°, 90° oder 180° umgebogen sind. Sie werden auf der Seite geschweißt (gelötet), auf der das Substrat eingelassen ist und keine Übertragung stattfindet.

Ein weiteres verwendetes Element ist die Steckleiste für gedruckte Schaltungen. Dabei handelt es sich um irgendeinen Brückentyp, der in die gedruckte Schaltung eingefügt wird, wenn die vorher beschriebene herkömmliche Brücke nicht benutzt werden kann, sei es durch elektrische Mittel oder aufgrund elektrisch bedingter Notwendigkeiten. Schließlich werden auch die Leistungsschrauben benutzt, deren Geometrie und Hauptmerkmale von der Funktion abhängen, die ihnen zugewiesen wird.

Weitere Einzelheiten und Merkmale dieses Erfindungspatent­ antrages werden im Verlauf der nachfolgend gegebenen Beschreibung geliefert, in der wir uns auf die Zeichnungen beziehen, die diesem Bericht beigefügt sind. Darin werden in eher schematischer Form die wichtigsten Einzelheiten des vorher erwähnten Fertigungsverfahrens dargestellt. Diese Einzelheiten werden als Beispiele geschildert, unter Bezugnahme auf einen möglichen Fall praktischer Anfertigung eines allgemeinen Betriebskastens, aber es erfolgt keine Beschränkung auf die Fertigungseinzelheiten, die dort angegeben werden; aus diesem Grunde ist die vorliegende Beschreibung als Veranschaulichung dessen zu sehen, wie die Fertigung eines Betriebskastens aussehen kann, ohne Beschränkung irgendwelcher Art für andere Fertigungen unter­ schiedlicher Konstruktion, die jedoch einen Teil oder die Gesamtheit der beschriebenen Operationen auch enthalten würden.

Nachfolgend geben wir eine genaue Aufstellung der verschiedenen Elemente, die in diesem Erfindungspatentantrag erwähnt werden: (10) Stanzung, (11) Schweißung der Bauteile, (12) Schweißung der Bauteile, (13) Brückeneinfügung, (14) Stifteinfügung, (15) Schweißung bzw. Lötung der Stifte, (16) Überprüfung des Flachstromkreises, (17) Umbiegung, (18) Anbringung von Trennungen, (19) "Nähen", (20) Seitenschweißung, (21) Deckel- und Sicherungsmontage, (21a) Montage der Sicherungshalter-Abdeckungen, (21b) Montage der Relaishalterabdeckungen, (21c) Montage der Steckerhalter­ abdeckungen, (22) Schlußüberprüfung, (22a) Verpackung, (23) Substrat, (24) Leitermaterial-Laminat, (24a) Stift­ umgebung, (25) Kurzstift, (26) Langstift, (27) Steckerhalterung, (27a) kleine Trennwände, (28) Sicherungs- und Relaishalterung, (28a) kleine Trennwände, (29) Betriebskasten, (30) Federn, (31) Platine mit gedruckter Schaltung, (32) Steckbuchsen, (33) Zellen, (34) Zellen, (35) Trennung, (36) Scharnier, (36a) flexibles Laminat, (37) Nasen, (38) Achsen, (39) Sicherungen, (40) Abziehklemme, (40) Flügel, (40b) Dorne, (40c) kleine Krallen, (40d) Überstand (Ansatz), (41) Flügel, (41a) Verstrebung, (42) Brücken, (42a) abgewinkelte Endstücke, (43) Leistungs­ schrauben, (43a) Kopfstück, (43b) Verformungsbereiche, (43c) vielflächiger Körper, (44) Laserstrahl, (45) Spiegel, (46) Prisma, (47) Komponenten, (48) Laserstrahl, (49) Lichtbündel, (49) Schweißmaterial.

Bei Abb. 1 handelt es sich um ein Schema des Fertigungsverfahrens eines Betriebskastens (29).

Abb. 2 ist ein Teilquerschnitt (Aufriß) einer Platine mit gedruckter Schaltung, auf der ein Kurzstift (25) angebracht wurde, sowie in einer anderen Ausführung zwei Platinen (31), die durch Anbringung eines Langstiftes (26) verbunden sind.

Abb. 3 ist eine perspektivische Ansicht von zwei Platinen (31), die durch "Umfangsnähung" mittels Langstiften (26) verbunden sind.

Abb. 4 enthält Teilquerschnitte (Aufrisse) einer Reihe von Platinen (31), die im rechten Winkel, im spitzen Winkel, im Halbkreisbogen und im Winkel von 445° umgebogen sind.

Abb. 5 ist ein teilweiser Längsschnitt (Aufriß) einer Platine (31), auf der eine Fräsung vorgenommen wurde, um die Mehrfachplatine in Einzelplatten aufzuteilen.

Abb. 6 ist ein Längsschnitt (Aufriß) eines Betriebskastens (31), auf dem eine Steckerhalterung (27) und eine Sicherungshalterung (28) angebracht ist, wobei jede von ihnen mit den entsprechenden Zellen (33) und (34) ausgestattet ist; im Inneren bestehen sie aus einem Elementesatz des Kastens.

Abb. 7 ist ein Längsschnitt (Aufriß) einer Trennung (35), mit verschiedenen Abschnitten dieser Trennung mit einer Detaildarstellung von Halterung und Scharnieren.

Abb. 8 ist eine detaillierte Draufsicht einer Klammernhalterung (40), die auf eine Sicherungshalterung (28) montiert ist.

Abb. 9 ist ein(e) Draufsicht, Aufriß und Seitenansicht einer Klammer.

Abb. 10 ist eine Draufsicht und auch ein Aufriß, teilweise in Abschnitte zerlegt, des Stecker­ befestigungssystems an eine Steckerhalterung (27), nachdem sie in die Federn (30) eingeführt wurden.

Abb. 11 ist ein Längsschnitt (Aufriß) einer Platine (31), auf der eine Brücke (42) eingefügt wurde.

Abb. 12 zeigt einen Vorderaufriß, eine Unteransicht und den Verlauf einer Brücke (42).

Abb. 13 zeigt einen Aufriß, teilweise in Abschnitte zerlegt, einer Leistungsschraube (43).

Abb. 14 zeigt einen Aufriß, teilweise in Abschnitte zerlegt, eines Schweißsystems für Laserstrahlen.

Abb. 15 stellt einen Aufriß, teilweise in Abschnitte zerlegt, eines Ultraschall-Schweißsystems dar.

Bei einer der wichtigsten Ausführungen des Gegenstandes dieses Erfindungspatentantrages besteht der Fertigungsprozeß eines Betriebskastens (29) mit umgebogenen oder nicht umgebogenen und "genähten" Platinen (31) aus wenigstens einigen der folgenden Operationen:

• a) Schneiden der kurzen oder langen Stifte (25 und 26) nach Maß und maschinelle Bearbeitung ihrer Endpunkte über einen Endlosstab.
• b) Schneiden der Brücken (42) und Umbiegen der gewinkelten Endstücke (42a) und maschinelle Bearbeitung ihrer Endpunkte.
• c) Einfügung von kurzen (25) oder langen Stiften (26) und der Brücken.
• d) Anlöten der Stifte (25) und (26) an die Platine (31) durch Schwallötung oder durch Ultraschall- bzw. Laserschweißung.
• e) Einsetzung von Bauteilen wie z. B. Federn (30) und Steckbuchsen (32).
• f) Schweißung von Federn (30) und Steckbuchsen (32).
• g) Überprüfung des flachen Stromkreises.
• h) Umbiegung des Stromkreises (31), wobei in der Mitte eine Trennung (35) angebracht wird.
• i) "Nähen" mittels Einsetzung von Langstiften (26) und späterer Umbiegung derselben.
• j) Montage der vorher injizierten Steckerhalterungs- Kunststoffabdeckungen.
• k) Montage der vorher injizierten Relais- und Sicherungs­ halterungs-Kunststoffabdeckungen.
• l) Montage der Sicherungen, um danach eine letzte Überprüfung durchzuführen.

Das Fertigungsverfahren eines Betriebskastens, dessen Platine umgebogen und "genäht" ist, erfolgt in einer Linie, die aus einer Reihe von automatischen Einsetzgeräten der verschiedenen Bauteile besteht, die durch Computer programmierbar sind, Transportlinien und automatisierten Schweißungen sowie einem System mit künstlicher Sicht, das die verschiedenen Farben der Sicherungen an ihren jeweiligen Stellen entdeckt; danach wird die Fertigungsreihe elektrisch gesteuert, wobei die Referenznummer und das Datum auf den Betriebskasten (29) gedruckt wird, wenn das Teil korrekt ist, bzw. jegliche defekten Teile automatisch aus der Fertigungsreihe ausgestoßen werden.

Die Lötungen bzw. Schweißungen erfolgen auf folgende Art, in Abhängigkeit vom durchgeführten Löt- bzw. Schweißtyp:

• a) Schwallöten; die nicht gelötete bzw. geschweißte gedruckte Schaltung (31) durchläuft zuerst die "Fix"- Vorrichtung, um jegliche Verschmutzungen zu entfernen, die sich auf dem Kupfer befinden könnten und um so eine bessere Lötung bzw. Schweißung zu erzielen; danach durchläuft die Schaltung einen Vorheizbereich, wo die Umgebungstemperatur ungefähr 400° beträgt, mit dem Ziel, den Hitzestoß zu verringern, den sie durch die Berührung mit dem Zinn erhält und schließlich durchläuft sie den Zinnschwall, der eine Temperatur von ungefähr 245° aufweist, wodurch der Zinn zum Lötbereich zurückkehrt.

Der gesamte Prozeß kann gesteuert werden, indem bestimmte Variablen wie die Schleppgeschwindigkeit des transportierten Bandes, der Platte oder der Höhe des Zinnschwalls, der die zu lötenden Bereiche abdeckt, verändert werden.

Es ist sogenannter 60-40%-Zinn zu verwenden, d. h. mit einer Zusammensetzung von 63% Zinn und 17% Blei.

• b) Die Laserschweißung, wie in Abb. 14 angegeben, erfolgt durch Laserstrahl (48), der auf ein Prisma (46) trifft, das die Lichtbündel (49) über einige Spiegel (45) absendet, welche diese Bündel auf diejenigen Bereiche (24a) reflektieren, die sich in der Nähe der Stifte befinden, wodurch die Schmelzung stattfindet. Der Strahl (49) kann direkt auf den Stift des zu schweißenden Bauteils treffen, oder auf einen Teil des Stiftes und teilweise auf das Kupfer der Leiterplatte (24) darum herum, d. h. der Bereich (24a).
• c) Die Schweißung kann alternativ auch durch Ultraschall erfolgen, wie aus Abb. 15 zu entnehmen ist, so daß die Stifte (47) der Bauteile mit dem Kupfer oder der Leiterplatte (24), durch Verschmelzung damit aufgrund dieser Ultraschallanwendung, verbunden werden, wobei sich der Vorteil ergibt, daß die der Schweißung entgegengesetzte Seite verwendbar bleibt.

Die Hauptoperationen, die Bestandteil dieses verbesserten Fertigungsverfahrens sind, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In Abb. 2 ist ein Stift (25) zu sehen, der unter Hinzufügung von Schweißmaterial (49) in eine Platine (31) eingeführt ist. Unter Verwendung eines Langstifts (26) kann die elektrische Verbindung von vier Kupferseiten (24), die wir nach Belieben mit Hilfe dieser Langstifte (26) untereinander verbinden können, mit den Varianten von zwei Seiten einer Platine, d. h. den leitenden Teilen (24), einer Platine (31), mit dem leitenden Teil (24) einer anderen Platine (31), verbunden werden. Ferner bestehen folgende Anschlußmöglichkeiten: Die vier leitenden Seiten (24) untereinander oder aber eine leitende Seite (24) einer Platine (31) mit einer Seite (24) der anderen.

Die Anordnung der Langstifte (26) wird so vorgenommen, wie in Abb. 3 dargestellt ist, auf dem ganzen Umkreis der Platinen (31), derart, daß eine gute mechanische Verbindung zwischen ihnen erreicht wird.

Aus Raumgründen ist es auch möglich, daß eine Umformung der Schaltungen (31) durch die entsprechende Umbiegung derselben vorgenommen wird, wodurch dieselbe praktische Oberfläche der Bahnen ein kleineres Volumen einnimmt, oder wir passen uns an die genauen Geometrien an, die für den Automobil­ hersteller erforderlich sind; auf diese Weise haben wir die gedruckte Schaltung (31) auf 90°, 45° und sogar auf 180° umgebogen.

Wie man in Abb. 4 sehen kann, gibt es bei der Umbiegung auf 90° zwei Möglichkeiten: die Umbiegung nach außen oder nach innen, wozu die entsprechende Fräsung des Substrats (23) durchgeführt wird, gemäß den Einzelheiten, die man in Abb. 4 sieht. Je nach dem gewählten Winkel unterscheidet sich die Konfiguration der Fräsung auf dem Substrat (23) in einigen Fällen vollständig von der 90° Fräsung; dieselbe ruft eine Kerbe mit vollkommen geradem Profil hervor, mit vertikalen parallelen Seiten, während bei einer anderen 90°-Verarbeitung die Fräsung im Substrat (23) Seiten produziert, die untereinander einen Winkel von ungefähr 90° bilden.

Wird die Umbiegung auf 45° durchgeführt, haben wir zwei Biegemöglichkeiten, die Umbiegung nach außen und die Umbiegung nach innen. Bei der Umbiegung nach außen produziert die Fräsung eine Kerbe mit vertikalen parallelen Seiten, während bei der Umbiegung nach innen die Fräsung eine Kerbe mit Seiten hervorruft, die einen Winkel von ungefähr 45° bilden.

Bei der Umbiegung auf 180° wird der Abstand zwischen zwei Platinen durch die Fräsbreite bestimmt, so daß dieser Abstand gleich der doppelten Breite, geteilt durch die Zahl Phi, sein muß.

Es ist zu berücksichtigen, daß für alle Biegungsarten des Substrats (23) und, nach dem Fräsprozeß desselben, auf der ungeschnittenen Kupfer- oder Leiterplattenschicht (24) eine kleine Substratschicht (23) bestehen bleiben muß, deren Dicke zwischen 0.02 und 0.01 mm schwankt.

Ein anderes System, das für eine bessere Ausnutzung verwendet wird, ist die Umbiegung und das nachfolgende "Nähen" durch die Kanten, die nicht diejenigen des Falzes sind.

Wenn die Platinen (31) kleine Abmessungen aufweisen, kann man sie zu einer anderen, größeren, zusammenfassen und die Einfügungs- und Schweißprozesse so durchführen, als wenn es sich um eine einzige handeln würde. Um die Mehrfachplatine in Einzelplatinen aufzuteilen, ist eine Fräsung vorzunehmen, wie sie in Abb. 5 zu sehen ist.

Die Kunststoffteile, wie z. B. die Steckerhalterung (27) und die Sicherungshalterung (28) werden gemäß den Anforderungen des Kunden konstruiert, sie passen aber generell ineinander und umgeben, wie in Abb. 6 angegeben, die untereinander verbundenen Platinen, mittels der entsprechenden kurzen (25) oder langen Stifte (26) bzw. Brücken (42), wobei beide Seiten der Leiterplatten (24) Steckbuchsen (32) und Federn (30) aufweisen, die im Inneren von Zellen (33) positioniert sind, die so konstruiert sind, daß sie als Führung für den Eintritt der entsprechenden Stecker oder Sicherungen dienen.

Zwischen den Platinen (31) werden die entsprechenden Abtrennungen (35) angebracht, die, wie Abb. 7 zu entnehmen ist, mit den entsprechenden Scharnieren (36) ausgestattet sind, die über Unterbrechungspunkte verfügen, z. B. die innerhalb eines Punktkreises eingeschlossenen, welche mit einer kleinen biegsamen Lamelle (36a) ausgestattet sind, um ihnen einen stetigen Verlauf zu verleihen, und an den Endpunkten dieser Trennungen (35) befinden sich einige Nasen (37) im Querschnitt in Form von Pfeilen, die sich an den Endpunkten von Achsen befinden. Durch diese Nasen (36) wird die Trennung zwischen zwei Platinen (31) positioniert.

Das Befestigungssystem der Stecker verlangt, daß bei der Konstruktion der Halterung für dieselben (27) einige Flügel (41) vorgesehen werden, die mit Streben (41a) ausgestattet sind und diese Flügel werden an die Zellenwände (33) befestigt, wie Abb. 10 darstellt; dort wird eine Steckerhalterung (27) gezeigt, die über mehrere Flügel (41) und Federn (30) verfügt; ebenfalls in dieser Abb. 10 ist dieselbe Steckerhalterung (27) dargestellt, sobald diese Stecker aufgenommen wurden und diese durch die Streben (41a) arretiert sind.

Die Brücken (42), die automatisch gefertigt werden, bestehen aus dünnen Messing- und Kupferstäben, die in einem ersten Arbeitsgang geschnitten werden, um danach an ihren abgewinkelten Endpunkten (42a) einige Brückenköpfe mit stumpfprismatischer Konfiguration herzustellen.

Schließlich weisen die Leistungsschrauben (43) entsprechend der Darstellung in Abb. 13 einen Körper (43c) mit mehrseitiger (poliedrischer) Seitenfläche auf, der sich oben um einen Kopf (43a) verlängert, während sich im unteren Teil des mehrseitigen Körpers (43c) einige Verformungsbereiche (43b) befinden, die, wie Abb. 13 zeigt, in die gedruckte Schaltung (31) eindringen und mittels der entsprechenden Verformungsoperation wird die Leistungsschraube (43) im Inneren eines Betriebskastens (29) und auch in den Leiterteilen (24) einer Platine (31) arretiert.

Nach Betrachtung der Zeichnungen und den Erläuterungen, die wir dazu gegeben haben, wird klar, daß der Erfindungspatent­ antrag, der dieser Beschreibung zugrundeliegt, eine einfache und effiziente Herstellung ermöglicht, die durch eine Gesamtheit von Operationen mit großer Leichtigkeit durch­ geführt werden kann, was ohne jeglichen Zweifel ein neues Fertigungsergebnis darstellt.

Nachdem in ausreichender Weise beschrieben wurde, woraus dieser Erfindungspatentantrag besteht, in Übereinstimmung mit den beigefügten Abbildungen, ist verständlich, daß darin Detailveränderungen irgendwelcher Art eingeführt werden können, die als zweckmäßig erachtet werden, vorausgesetzt, daß dieselben nicht das Wesen des Patents besitzen, das in den folgenden Patentansprüchen zusammengefaßt ist.

Claims (19)

1. Betriebskasten, insbesondere für Kraftfahrzeuge, ge­ kennzeichnet durch eine oder mehrere durch Isolie­ rungen (35) voneinander getrennte Platinen (31) mit ein- oder beidseitig aufgebrachten gedruckten Schal­ tungen aus leitfähigem Material (24), auf denen Bau­ teile (11) aufgesteckt und angelötet sind, wobei die gedruckten Schaltungen (24) auf den beiden Seiten einer Platine (31) oder die gedruckten Schaltungen (24) mehrerer Platinen (31) mittels Stiften (25, 26) elektrisch leitend verbunden sind.

2. Betriebskasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden leitenden Seiten (24) einer Pla­ tine (31) durch kurze Stifte (25) leitend verbunden sind.

3. Betriebskasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Herstellung einer elektrisch leiten­ den Verbindung zwischen den verschiedenen Platinen (31), die jeweils eine oder zwei leitende Seiten (24) aufweisen können, lange Stifte (26) dienen, die außer­ dem eine mechanische Verbindung herstellen, wodurch vier Leitermaterialseiten (24), zwei Leitermaterial­ seiten (24) einer Platine (31) mit einer Leitermate­ rialseite (24) einer anderen Platine (31) oder eine Leitermaterialseite (24) einer Platine (31) mit einer anderen Leitermaterialseite (24) einer anderen Platine (31) elektrisch verbindbar sind.

4. Betriebskasten nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung zwischen Platinen (31) auf dem gesamten Außenumfang der Platinen (31) mittels langen Stiften (26) er­ folgt.

5. Betriebskasten nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Platinen (31) abgeknickt sind, wobei die beiden Teile der Platine (31) Winkel von +/-45°, +/-90° oder 180° ein­ schließen.

6. Betriebskasten nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Platinen (31) Stecker-, Sicherungs- und Relaishalterungen (27, 28) angeordnet sind, wobei diese Halterungen (27, 28) durch Trenn­ wandungen (27a, 28a) in Gruppen von Zellen (33, 34) aufgeteilt sind.

7. Betriebskasten nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Herausnahme der Sicherungen (39) aus den Sicherungshalterungen (28) Abziehteile (40) mit Flügeln (40a) angeordnet sind, in deren Außenteil und Mitte sich Dorne (40b) befinden, und daß im Innenteil der Flügel (40a) und an ihren Endpunkten kleine Krallen (40c) und an der Spitze dieser Teile (40) Vor­ sprünge (40d) angeordnet sind.

8. Betriebskasten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß senkrecht zur Steckerhalterung (27) die Flügel (41) herausragen, die an ihren Endpunkten mit Verstrebungen (41a) ausgestattet sind, als Vorrichtung zur Arretierung der Stecker, die in eine Zelle (33) zur Verbindung mit Federn (30) einführbar sind.

9. Betriebskasten nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierungen (35) zwischen zwei Platinen (31) aus einer Folie (Platte) aus dünnem nicht leitendem Material bestehen, an deren Endpunkten abwechselnd und senkrecht zu ihrer Vorder- und Rück­ seite vorspringende Nasen (37) angeordnet sind, die sich auf Achsen (38) stützen, wobei beide in einer festgelegten Entfernung von einem Scharnier (36), das mit biegsamer Folie (36a) versehen ist, angeordnet sind.

10. Betriebskasten nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von Drahtbrücken (42) einzelne Leiterbahnen der gedruckten Schaltung (42) miteinander verbindbar sind.

11. Betriebskasten nach einem der Ansprüche 1-10, da­ durch gekennzeichnet, daß er mittels Schrauben an einem Fahrzeug befestigbar ist, wobei die Schrauben (43) einen vielflächigen Hauptkörper (43c) bilden, dessen Oberteil zu einem mit einem Gewinde versehenen Kopfstück (43a) verlängert ist und aus dessen Unter­ teil einige Verformungsbereiche (43b) hervortreten.

12. Verfahren zur Herstellung eines Betriebskastens nach einem der Ansprüche 1-11, gegekennzeichnet durch die Schritte:

• - Einfügen der Bauteile (11) in die Platinen (31)
• - Verlöten der Bauteile (11) mit den Platinen (31)
• - Einfügen und Schweißen oder Löten von Stiften (25, 26) zur Herstellung elektrischer Verbindungen zwischen gedruckten Schaltungen (42) einer oder mehrerer Platinen (31)
• - Einfügen und Schweißen bzw. Löten von Stiften (26) am Umfang von Platinen (31) zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen den Platinen (31)
• - Überprüfung der Stromkreise
• - Anbringen von Abdeckungen
• - Verpackung.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Stifte (25, 26) mittels Laser­ strahl-Schweißung (48) durch ein Prisma (46) erfolgt, das die Lichtbündel (49) aufspaltet und auf Spiegeln (45) bricht.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (25, 26) durch Ultraschall-Schweißen befestigt werden, bei der die Füßchen (47) der Stifte (25, 26) mit Bereichen (24b) der Leitermaterialplatte (24) verschmolzen werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-14 zur Her­ stellung eines Betriebskastens nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Platinen (31) um 90° oder 180° durch Herstellung einer Fräßnut mit rechteckigem Querschnitt in den Platinen (31) ab­ geknickt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Abknicken der Platinen (31) um 180° die beiden Platinenteile einen Abstand aufweisen, der zweimal der Nutbreite geteilt durch π entspricht.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-14 zur Her­ stellung eines Betriebskastens nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einer Abknickung der Platinen (31) um -90° eine Fräßnut auf der Substrat­ schicht (23) der Platine (31) angebracht wird, deren Seitenkanten einen Winkel von ungefähr 90° ein­ schließen.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-14 zur Her­ stellung eines Betriebskastens nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einem Abknicken der Platinen (31) um 45° eine Fräßnut mit parallel ver­ laufenden Seitenkanten in die Substratschicht (23) der Platinen (31) eingebracht wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-14 zur Her­ stellung eines Betriebskastens nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einem Abknicken der Platinen (31) um -45° eine Fräßnut in die Substrat­ schicht (23) der Platine (31) eingebracht wird, deren Seitenkanten einen Winkel von 45° zueinander bilden.