Anordnung mit einem Elektromotor und einer Hauptleiterplatte und Montageverfahren

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Elektromotor und einer Hauptleiterplatte mit Kontaktstellen, welcher E- lektromotor ein Gehäuse und mit den Kontaktstellen in einer elektrisch leitenden Verbindung stehende Anschlusskontakte aufweist, welches Gehäuse eine erste Stirnseite und eine die¬ ser gegenüberliegende zweite Stirnseite aufweist, welche An¬ schlusskontakte im Bereich der zweiten Stirnseite an dem Ge¬ häuse angeordnet sind, wobei der Elektromotor derart zur Hauptleiterplatte angeordnet ist, dass die zweite Stirnseite von der Hauptleiterplatte fort weist. Daneben ist ein Monta¬ geverfahren für eine derartige Anordnung Gegenstand der Er¬ findung.

Herkömmliche Anordnungen eingangs beschriebener Art weisen zahlreiche Nachteile auf, insbesondere hinsichtlich des Auf¬ wandes der Montage und der Funktionsprüfung. Üblicherweise werden für die elektrische Verbindung der Anschlusskontakte mit den Kontaktstellen Kabel verwendet, die mittels Steckver¬ bindungen an den Kontaktstellen und den Anschlusskontakten leitend angebracht werden oder zumindest an einer der beiden Verbindungspunkte zu verlöten sind. Häufig sind die Elektro- motore in Öffnungen oder Ausnehmungen anzuordnen, wobei be¬ reits angebrachte Kabel die Einbringbewegung führend durch diese Öffnungen hindurchgefädelt werden müssen. Aufgrund der unvorhersehbaren Position der Kabel mangels Formstabilität müssen derartige Montageschritte manuell erfolgen. Hierbei kann es dennoch passieren, dass der Vorgang des Einfädeins fehlerhaft erfolgt und zumindest ein Kabel zwischen dem Elektromotor und der Ausnehmungskontur eingeklemmt wird. Daneben erfordert das Herstellen der leitenden Verbindung mittels der Steckkontakte einen ganzen Arbeitsschritt durch das Montagepersonal. Eine Funktionsprüfung macht zur Bestro- mung ein Lösen der Steckkontakte erforderlich. Das Erforder¬ nis des Steckens der Steckkontakte eröffnet außerdem das Feh¬ lerrisiko, dass dieser Montageschritt schlicht vergessen wird, was eine aufwändige Demontage zur Folge hat.

Ausgehend von den Problemen und Nachteilen des Stands der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Aufwand der Serienmontage der eingangs genannten Anordnung kosten¬ günstig zu reduzieren.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art vor mit den Merkmalen den kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Gegenstand der Unteransprüche sind zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäß biegesteife Ausbildung der elektrisch leitenden Verbindung mindestens für Drehmomente, die in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung der Verbindung orien¬ tiert sind, hat zur Folge, dass sich die Montage des Elektro- motors mit den umgebenden Komponenten entscheidend verein¬ facht. Die erfindungsgemäße Formstabilität erleichtert dem Montagepersonal ein etwaiges Einfädeln der Verbindung in Aus¬ nehmungen, da sich dieses Bauelement vorhersehbarer verhält. Der Umgang mit der elektrisch leitenden Verbindung, bei- spielsweise zum Kontaktieren, kann gleichsam blind erfolgen, da sie sich nicht an unerwarteter Stelle befinden kann. Daneben ist das Risiko, dass während des Betriebes nicht mechanische Störungen aufgrund eines Positionswechsels der elektrisch leitenden Verbindung verursacht werden, wegen der Formstabilität stark reduziert.

Eine besonders zweckmäßige erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass die elektrische Verbindung aus mindestens ei¬ ner flexiblen Leiterplatte besteht. Diese Ausbildung ist kos- tengünstig und erfüllt die aufgabengemäßen Anforderungen. Eine andere Variante sieht vor, dass die elektrisch leitende Verbindung von einem Kunststoffspritzgusselement versteifend umgeben ist. Hierbei können metallische Kontaktbleche unter Verwendung der Inserttechnik umspritzt werden, wobei die e- lektrische Verbindung in dem Kunststoffspritzgusselement vor¬ zugsweise mäanderförmig verlaufen kann, um eine Beschädigung der Verbindung infolge von Relativdehnungen der beiden Mate¬ rialien zueinander zu vermeiden.

Mit Vorteil kann das Kunststoffspritzgusselement den Elektro¬ motor zumindest teilweise umgeben, so dass der Elektromotor in einem Hohlraum zwischen der Hauptleiterplatte und dem Kunststoffspritzgusselement gehalten ist. Auf diese Weise er¬ füllt die Versteifung der elektrisch leitenden Verbindung mittels des Kunststoffspritzgusselements nicht nur die Funk¬ tion einer Montagevereinfachung sondern zusätzlich wird der Elektromotor geschützt und gehaltert. Hierzu kann das Kunst¬ stoffspritzgusselement zweckmäßig mit federnden Rasthaken versehen sein, mittels derer es an der Hauptleiterplatte ein- fach befestigt werden kann.

Besonders sinnvoll ist die erfindungsgemäße Anordnung, wenn eine Antriebswelle des Elektromotors sich senkrecht zur Hauptleiterplatte erstreckt und aus der ersten Stirnseite des Gehäuses des Elektromotors herausragt. Bei einer solchen An¬ ordnung ergibt sich nämlich regelmäßig ein großer zu überbrü¬ ckender Abstand zwischen den Kontaktstellen der Hauptleiter¬ platte und den Anschlusskontakten des Elektromotors, der mit¬ tels der elektrisch leitenden Verbindung zu überbrücken ist.

Zur Vermeidung von Steckkontakten und den damit verbundenen, eingangs beschriebenen Nachteilen ist es zweckmäßig, wenn die Kontaktstellen als Federkontakt ausgebildet sind und die elektrisch leitende Verbindung mittels eines relativ zu dem Elektromotor befestigten Formstücks an die Federkontakte elektrisch leitend anpressbar ist. Auf diese Weise kann eine elektrische Kontaktierung bereits zwingend korrekt und unver- gessbar aufgrund des Zusammenfügens der Hauptleiterplatte mit dem Elektromotor erfolgen. Das Formstück kann hierbei eine als erfindungsgemäße leitende Verbindung eingesetzte flexible Leiterplatte versteifend unterstützen oder Teil des zuvor be- schriebenen Kunststoffspritzgusselements sein.

Insbesondere für den Einsatz im Kraftfahrzeug ist es zweckmä¬ ßig, wenn die elektrisch leitende Verbindung im Bereich der leitenden Kontaktierung zu den Federkontakten von einem Schutzgehäuse zumindest teilweise umgeben ist, welches an der Hauptleiterplatte abdichtend anliegt. Dieses Schutzgehäuse kann mit Vorteil einstückig mit dem zuvor beschriebenen Form¬ stück bzw. dem Kunststoffspritzgusselement ausgebildet sein. Eine weitere Reduzierung des Fertigungsaufwandes ergibt sich, wenn die Federkontakte als SMD-Bauteile ausgebildet sind.

Zur Gewährleistung einer stets reproduzierbaren, sicheren La¬ ge der elektrisch leitenden Verbindung im Falle der Ausbil¬ dung als flexible Leiterplatte ist es zweckmäßig, wenn die flexible Leiterplatte mittels Klebung an dem Gehäuse befes¬ tigt ist. Eine andere zweckmäßige Variante der Fixierung der flexiblen Leiterplatte sieht eine Befestigung mittels federn¬ der Rasthaken an dem Gehäuse und/oder dem Formstück vor.

Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihren zweckmäßigen Weiterbildungen ist unterstützt besonders ein Montageverfahren, bei dem in einem ersten Schritt auf ei¬ nem Grundträger ein Elektromotor in einer Montagerichtung aufgesetzt wird, in einem zweiten Schritt eine Hauptleiter- platte, welche eine Ausnehmung für den Elektromotor aufweist, im Wesentlichen parallel zu dem Grundträger in einer Endposi¬ tion angeordnet wird, wobei die Hauptleiterplatte mit Kon¬ taktstellen versehen ist, welche mit Anschlusskontakten des Elektromotors beim Erreichen der Endposition in eine elekt- risch leitende Verbindung treten. Die vorbeschriebene Anordnung mit ihren zweckmäßigen Weiter¬ bildungen findet besonders vorteilhafte Anwendung für einen Chipkarteneinzug eines digitalen Tachographen in einem Kraft¬ fahrzeug, da dort besondere Anforderungen an den Bauraum, die Stabilität und die Montagefreundlichkeit, insbesondere hin¬ sichtlich der extremen thermischen und mechanischen Randbe¬ dingungen gestellt werden.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist in der Folge ein spe- zielles Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher beschreiben. Es zeigen:

Fig. 1: eine flexible Leiterplatte in der Draufsicht,

Fig. 2: eine perspektivische Darstellung einer Hauptlei- terplatte,

Fig. 3: eine perspektivische, teilweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Elektromo¬ tor und einer flexiblen Leiterplatte,

Fig. 4: eine perspektivische Darstellung einer erfin- dungsgemäßen Anordnung mit einem Elektromotor, einer flexiblen Leiterplatte, einem Formstück und einem Grundträger,

Fig. 5: eine perspektivische Darstellung einer erfin¬ dungsgemäßen Anordnung mit einem Elektromotor, einer flexiblen Leiterplatte, einem Grundträger und einer Hauptleiterplatte,

Fig. 6: ein Schnitt durch ein Kunststoffspritzgusselement mit einer erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Verbindung,

Fig. 7: eine perspektivische Darstellung einer erfin¬ dungsgemäßen Anordnung mit einem Elektromotor, einem Kunststoffspritzgusselement, einem Grund¬ träger und einer angedeuteten Hauptleiterplatte. In der Darstellung der Fig. 1 ist eine flexible Leiterplatte mit dem Bezugszeichen 1 versehen und besteht im Wesentlichen aus einem nicht leitenden Trägermaterial 2 und zwei voneinan¬ der getrennt leitenden Leiterbahnen 3. Das Trägermaterial 2 ist mit drei Ausnehmungen 4 versehen, die der Befestigung der flexiblen Leiterplatte 1 dienen und die beiden Leiterbahnen 3 weisen jeweils eine Durchstecköffnung 5 für jeweils einen An¬ schlusskontakt 6 eines beispielsweise in Fig. 3 dargestellten Elektromotors 7 auf.

Eine in Fig. 2 dargestellte Hauptleiterplatte 8 ist neben an¬ deren nicht dargestellten Bauelementen mit zwei Federkontak¬ ten 9 bestückt, mit welchem eine elektrisch leitende Verbin¬ dung 10, beispielsweise die flexible Leiterplatte 1 der Fig. 1 bei der Montage in Kontakt tritt. Benachbart zu den Feder¬ kontakten 9 ist die Hauptleiterplatte 8 mit einer Ausnehmung 10 versehen, in welche beispielsweise der in Fig. 3 darge¬ stellte Elektromotor 7 einsetzbar ist.

In Fig. 3 ist die Zusammenstellung von Elektromotor 7 mit ei¬ ner elektrisch leitenden Verbindung 11, ausgebildet als fle¬ xible Leiterplatte 1 gemäß Fig. 1 dargestellt. Die Anschluss¬ kontakte 6 des Elektromotors 7 sind als Blechstreifen ausge¬ bildet und durch die Durchstecköffnungen 5 der Leiterbahnen 3 hindurchgeführt.

Fig. 4 zeigt die weiterführende erfindungsgemäße Kombination der Elemente der Fig. 3 mit einem Grundträger 16 unter Ver¬ wendung eines Formstücks 13, mittels welchem die elektrisch leitende Verbindung 11 an die nicht sichtbar dargestellten, als Federkontakte 9 ausgebildeten Kontaktstellen 12 ange¬ drückt werden. Die elektrisch leitende Verbindung 11 ist an dem Formstück 13 mittels Rasthaken 15 befestigt, so dass die korrekte Position der Leiterbahnen 3 stets gewährleistet ist.

Fig. 5 zeigt die Kombination der in Fig. 4 dargestellten Ele¬ mente mit der Hauptleiterplatte 8, wobei aus dieser Perspek- tive eigentlich unsichtbar und daher gestrichelt dargestellte Federkontakte 9 auf der Unterseite der Hauptleiterplatte 8 mit den Leiterbahnen 3 der flexiblen Leiterplatte 1 in Ver¬ bindung treten.

In Fig. 6 ist ein Kunststoffspritzgusselement mit einer im Insertverfahren eingebetteten elektrisch leitenden Verbindung 11 dargestellt. Die elektrisch leitende Verbindung 11 ist hierbei als eingespritztes Kontaktblech 21 ausgeführt und weist isolationsfreie Flächen in den Bereichen auf, in denen es gemäß der Darstellung in Fig. 7 mit den Anschlusskontakten 6 des Elektromotors 7 und den Federkontakten 9 eine elekt¬ risch leitende Verbindung eingeht. Das Kunststoffspritzguss¬ element 20 bildet vergleichsweise ein Außengehäuse für den Elektromotor 7, der einseitig der Leiterplatte nahezu voll¬ ständig von selbigem umgeben ist. Auf diese Weise wird sowohl eine elektrische Leitung zwischen der elektrisch leitenden Verbindung 11 und den Anschlusskontakten 6 des Elektromotors 7 erreicht und eine elektrische Leitung zwischen der elekt- risch leitenden Verbindung 11 und den Federkontakten 9 als auch der Elektromotor 7 an der Hauptleiterplatte 8 befestigt. Die Befestigung an der Hauptleiterplatte 8 erfolgt mittels Rasthaken 23.