DE10021635A1 - Verbindungsanordnung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Verbindungsanordnung und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung mit einer über eine Sickenverbindung (18) innenseitig mit einem Anschlußdraht (14) eines Bauelements verbundenen und an einer Lötstelle (28) mantelseitig mit einer Leiterfläche (30) einer Leiterplatte (12) verlöteten Endhülse (16). Um ein prozeßsicheres Verlöten zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, daß die Lötstelle (28) in einem Hülsenabschnitt (24) außerhalb des Bereichs der Sickenverbindung (18) angeordnet ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung mit
einer über eine Sickenverbindung innenseitig mit einem
Anschlußdraht eines Bauelements verbundenen und an ei
ner Lötstelle mantelseitig mit einer Leiterfläche einer
Leiterplatte verlöteten Endhülse. Die Erfindung be
trifft weiter ein Verfahren zur Herstellung einer elek
trischen Verbindung zwischen einem Anschlußdraht eines
Bauelements und einer an einem Gehäuseteil gelagerten
Leiterplatte, bei welchem eine Endhülse durch eine Sic
kenverbindung mit dem Anschlußdraht verbunden und an
einer Lötstelle mit einer Leiterfläche der Leiterplatte
verlötet wird.
Bei elektrischen Baueinheiten für Automobile sind An
ordnungen dieser Art beispielsweise zur Verbindung ei
ner Drosselspule als Bauelement eines Bürstensystems
mit einer Motoransteuerung bekannt. Dabei wird die End
hülse in einem Krimpwerkzeug mit U-förmiger Prägekontur
mit dem Anschlußdraht verbunden, wobei durch die Ver
formung zugleich eine formschlüssige Abstützung der
Endhülse auf einem die Leiterplatte tragenden und mit
einem Durchbruch für den Anschlußdraht versehenen Ge
häuseteil erreicht werden soll. Neben dem nicht prozeß
sicher herstellbaren Rückhaltewiderstand dieser mecha
nischen Verbindung treten beim Herstellen der Lötver
bindung mit der Leiterfläche Probleme aufgrund der re
lativ großen Freiflächen bzw. Lötfugen gegenüber der
Prägekontur auf, was eine aufwendige Sichtkontrolle und
gegebenenfalls ein manuelles Nachlöten erforderlich
macht.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu
grunde, eine Verbindungsanordnung der eingangs angege
benen Art sowie ein Verfahren zu deren Herstellung an
zugeben, womit die zuvor erwähnten Probleme vermieden
werden und auch bei automatisiertem Verfahrensablauf
eine prozeßsichere Fertigung gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser. Aufgabe wird die im Patentanspruch 1
bzw. 12 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird vorgeschlagen,
daß die Lötstelle in einem Hülsenabschnitt außerhalb
des Bereichs der Sickenverbindung angeordnet ist. Damit
kann eine sichere Verbindung des Anschlußdrahts und zu
gleich ein gleichmäßiger Lötspalt sichergestellt wer
den. Zur Halterung eines Bauteils ist es weiter von
Vorteil, wenn die Endhülse eine Bohrung einer Leiter
platte durchgreift, und wenn die Lötstelle in einem
über den Rand der Bohrung überstehenden, im wesentli
chen unverformten freien Endabschnitt der Endhülse an
geordnet ist. Dabei ist es günstig, wenn die Sickenver
bindung im Bereich der Bohrung der Leiterplatte im Ab
stand von der Leiterfläche, vorteilhafterweise im Be
reich eines Mittelabschnitts der Endhülse angeordnet
ist.
Um den Verformungsbereich axial zu begrenzen, ist es
vorteilhaft, wenn die Sickenverbindung symmetrisch
durch mehrere, vorzugsweise vier sternförmig über den
Umfang der Endhülse verteilte Sicken gebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung
sieht vor, daß das Bauelement und gegebenenfalls die
Leiterplatte über die Endhülse als mechanisches Verbin
dungsmittel an einem Gehäuseteil verankert sind.
In besonders bevorzugter Ausführung ist es vorgesehen,
daß die Endhülse an ihrem auf den Anschlußdraht aufge
steckten Anschlußende über eine Schnappverbindung in
einem Wanddurchbruch eines die Leiterplatte tragenden
Gehäuseteils axial verschiebefest gelagert ist. Damit
kann unabhängig von der Sickenverbindung eine Vormonta
ge der Endhülse erfolgen, bei der ein definierter Rück
haltewiderstand gegen rückseitiges Ausdrücken sicherge
stellt ist.
Vorteilhafterweise weist der Wanddurchbruch eine Hin
terschneidung auf, in welche die Endhülse mit einem als
Stirnbund konisch aufgeweiteten Anschlußende auch bei
Durchmessertoleranzen definiert einrastbar ist.
Um ein klemmfreies Einsetzen mittels eines Hilfswerk
zeugs zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn der an
die Hinterschneidung in Einsteckrichtung der Endhülse
anschließende Bereich des Wanddurchbruchs durch eine
Stufenbohrung gebildet ist, wobei der kleine Bohrungs
durchmesser gegebenenfalls mit Toleranzspiel an den
Durchmesser der Endhülse angepaßt ist.
Eine prozeßsichere Lötverbindung wird vorteilhafterwei
se dadurch gewährleistet, daß die Endhülse gegenüber
der Bohrung der Leiterplatte unter Begrenzung eines en
gen ringförmigen Lötspalts ein Untermaß aufweist.
Zur weiteren Verbesserung auch der unter plastischer
Verformung hergestellten Verbindung wird vorgeschlagen,
daß der Anschlußdraht aus Kupfer und die Endhülse aus
verzinntem Messing besteht.
In verfahrensmäßiger Hinsicht wird die eingangs angege
bene Aufgabe dadurch gelöst, daß die Endhülse über eine
Schnappverbindung in einem Durchbruch des Gehäuseteils
verankert wird, und daß der über das Gehäuseteil über
stehende freie Endabschnitt der Endhülse durch eine
Bohrung der Leiterplatte hindurchgeführt und die Löt
verbindung an der außerhalb des Bereichs der Sickenver
bindung liegenden Lötstelle hergestellt wird. Eine wei
tere Verbesserung des Fertigungsablaufs ergibt sich da
durch, daß die Sickenverbindung nach dem Verankern der
Endhülse im Bereich eines über den Durchbruch des Ge
häuseteils überstehenden Mittelabschnitts der Endhülse
hergestellt wird.
Um eine durchgängige galvanische Lötverbindung zwischen
der Leiterfläche und dem Anschlußdraht zu schaffen, ist
es vorteilhaft, wenn die Endhülse über eine Stirnöff
nung ihres freien Endabschnitts innenseitig mit dem An
schlußdraht verlötet wird. Hierbei ist es günstig, wenn
die Lötstelle durch Tauchlöten oder Löten mittels Löt
welle unter Kapillarwirkung eines engen ringförmigen
Lötspalts zwischen der Endhülse und der Leiterfläche
hergestellt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der
Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh
rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine elektrische Verbindungsanordnung mit einer
Endhülse zur Verbindung eines Anschlußdrahts ei
nes Bauelements mit einer an einem Gehäuseteil
gelagerten Leiterplatte in geschnittener Dar
stellung;
Fig. 2 den Verbindungsbereich nach Fig. 1 ausschnitts
weise vergrößert;
Fig. 3 und 4 die mit Sicken bzw. Einprägungen verse
hene Endhülse im Axialschnitt und in einer ent
sprechenden Seitenansicht; und
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der
Fig. 2.
Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung dient zur
mechanischen und elektrischen Verbindung eines nicht
gezeigten elektronischen Bauelements mit einem Gehäuse
teil 10 und einer breitseitig daran gelagerten Leiter
platte 12. Der bevorzugte Einsatzbereich liegt im Be
reich der Automobiltechnik, insbesondere zur Verbindung
der Entstördrosseln von Bürstenmotoren mit einer An
steuerelektronik.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist ein Anschlußdraht 14
des Bauelements in eine hohlzylindrische Endhülse 16
eingeführt und darin über eine Krimp- bzw. Sickenver
bindung 18 in elektrisch leitender Verbindung festge
legt. Die Endhülse 16 durchgreift einen Wanddurchbruch
20 des Gehäuseteils 10 und eine damit fluchtende Boh
rung 22 der Leiterplatte 12 und ist mit ihrem über den
Rand der Bohrung 22 überstehenden freien Ende 24 auf
der Lötseite 26 der Leiterplatte 10 an einer Lötstelle
28 mit einer Leiterfläche 30 verbunden.
Wie am besten aus Fig. 3 bis 5 ersichtlich, ist die
Sickenverbindung 18 durch vier sternförmig über den Um
fang eines Mittelabschnitts 32 der Endhülse 16 verteil
te länglich-muldenförmige Einprägungen bzw. Sicken 34
gebildet, die in Umfangsrichtung durch verbleibende
Stegbereiche 36 voneinander getrennt sind. Unter pla
stischer Verformung auch des Anschlußdrahts im Bereich
des Sickengrunds (der Einfachkeit halber nicht gezeigt)
ergibt sich somit eine unlösbare, starre Verbindung der
Verbindungspartner 14, 16. Im Montagezustand liegt der
verformte Verbindungsbereich innerhalb der Bohrung 22
der Leiterplatte 12, während die Lötstelle 28 außerhalb
davon in dem im wesentlichen unverformten Endabschnitt
24 der Endhülse 16 angeordnet ist. Durch diese Maßnahme
ist es möglich, zwischen der Endhülse 16 und der Lei
terfläche 30 einen definierten engen Lötspalt 38 frei
zuhalten, in welchen das Lot aufgrund der kapillaren
Fülldrucks als ringförmige Löttraube hineingezogen
wird.
Zur Lagesicherung ist die Endhülse 16 an ihrem dem An
schlußdraht 14 zugewandten Anschlußende 40 über eine
Rast- bzw. Schnappverbindung 42 in dem Wanddurchbruch
20 verschiebefest verankert. Zu diesem Zweck ist der
Wanddurchbruch 20 mit einer trichterförmig nach innen
sich verjüngenden Hinterschneidung 44 versehen, mit
welcher ein konisch aufgeweiteter Stirnbund 46 der End
hülse 16 in Eingriff bringbar ist. Um ein lagerichtiges
Einsetzen der Endhülse 16 zu erleichtern, ist der an
die Hinterschneidung 44 anschließende Bereich des Wand
durchbruchs 20 durch eine abgeschrägte Stufenbohrung 48
gebildet, deren kleiner Durchmesser an die Endhülse 16
gegebenenfalls unter Freihaltung eines Toleranzspalts
angepaßt ist.
Bei der Herstellung der Verbindungsanordnung wird in
einer Vormontagestufe die Endhülse 16 mittels eines
Dorns als Hilfswerkzeug in den Durchbruch 20 des als
Spritzgußteil ausgebildeten Gehäuseteils 10 eingesetzt
und über die Schnappverbindung 42 verankert. Sodann
wird der Anschlußdraht 14 in die Endhülse 16 eingeführt
und die Sickenverbindung 18 mittels eines geeigneten
Krimpwerkzeugs hergestellt. Damit wird zugleich eine
lagerichtige Fixierung des Bauteils sichergestellt.
Bei der Endmontage wird die Leiterplatte 12 auf den
überstehenden Mittelabschnitt 32 der Endhülse 16 aufge
setzt und die Lötverbindung an der im wesentlichen un
verformten Lötstelle 28 im Bereich des freien Endab
schnitts 24 vorzugsweise mittels Lötwelle in einem
Schwallbad hergestellt. Dabei wird über die Stirnöff
nung des freien 'Endabschnitts 24 auch eine innenseitige
Lötverbindung zwischen der Endhülse 16 und dem An
schlußdraht 14 erreicht. Die Endhülse stellt zugleich
eine mechanische Verbindung zwischen dem Gehäuseteil 10
und der Leiterplatte 12 sicher.
Claims (15)
1. Verbindungsanordnung mit einer über eine Sickenver
bindung (18) innenseitig mit einem Anschlußdraht
(14) eines Bauelements verbundenen und an einer
Lötstelle (28) mantelseitig mit einer Leiterfläche
(30) einer Leiterplatte (12) verlöteten Endhülse
(16), dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstelle
(28) in einem Hülsenabschnitt (24) außerhalb des
Bereichs der Sickenverbindung (18) angeordnet ist.
2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Endhülse (16) eine Bohrung
(22) einer Leiterplatte (12) durchgreift, und daß
die Lötstelle (28) in einem über den Rand der Boh
rung (22) überstehenden, im wesentlichen unverform
ten freien Endabschnitt (24) der Endhülse (16) an
geordnet ist.
3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Sickenverbindung (18)
im Bereich der Bohrung (22) der Leiterplatte (12)
im Abstand von der Leiterfläche (30) angeordnet
ist.
4. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickenverbindung
(18) im Bereich eines Mittelabschnitts (32) der
Endhülse (16) angeordnet ist.
5. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickenverbindung
(18) durch mehrere, vorzugsweise vier sternförmig
über den Umfang der Endhülse (16) verteilte Sicken
(34) gebildet ist.
6. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauelement und
gegebenenfalls die Leiterplatte (12) über die End
hülse (16) als mechanisches Verbindungsmittel an
einem Gehäuseteil (10) verankert sind.
7. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endhülse (16) an
ihrem auf den Anschlußdraht (14) aufgesteckten An
schlußende (40) über eine Schnappverbindung (42) in
einem Wanddurchbruch (20) eines die Leiterplatte
(12) tragenden Gehäuseteils (10) axial verschiebe
fest gelagert ist.
8. Verbindungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Wanddurchbruch (20) eine Hin
terschneidung (44) aufweist, und daß die Endhülse
(16) beim Einstecken in den Wanddurchbruch (20) mit
ihrem konisch aufgeweiteten Anschlußende (40) in
die Hinterschneidung (44) einrastbar ist.
9. Verbindungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß der an die Hinterschneidung (44)
in Einsteckrichtung der Endhülse (16) anschließende
Bereich des Wanddurchbruchs (20) durch eine Stufen
bohrung (48) gebildet ist, wobei der kleinere Boh
rungsdurchmesser gegebenenfalls mit Toleranzspiel
an den Durchmesser der Endhülse (16) angepaßt ist.
10. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß die Endhülse (16)
gegenüber der Bohrung (22) der Leiterplatte (12)
unter Begrenzung eines engen ringförmigen Lötspalts
(22) ein Untermaß aufweist.
11. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußdraht
(14) aus Kupfer und die Endhülse (16) aus verzinn
tem Messing besteht.
12. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Ver
bindung zwischen einem Anschlußdraht (14) eines
Bauelements und einer an einem Gehäuseteil (10) ge
lagerten Leiterplatte (12), bei welchem eine End
hülse (16) durch eine Sickenverbindung (18) mit dem
Anschlußdraht (14) verbunden und an einer Lötstelle
(28) mit einer Leiterfläche (30) der Leiterplatte
(12) verlötet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
Endhülse (16) über eine Schnappverbindung (42) in
einem Durchbruch (20) des Gehäuseteils (10) veran
kert wird, und daß der über das Gehäuseteil (10)
überstehende freie Endabschnitt (24) der Endhülse
(16) durch eine Bohrung (22) der Leiterplatte (12)
hindurchgeführt und die Lötverbindung an der außer
halb des Bereichs der Sickenverbindung (18) liegen
den Lötstelle (28) hergestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sickenverbindung (18) nach dem Verankern
der Endhülse (16) im Bereich eines über den Durch
bruch (20) des Gehäuseteils (10) überstehenden Mit
telabschnitts (32) der Endhülse (16) hergestellt
wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Endhülse (16) über eine Stirnöff
nung ihres freien Endabschnitts (24) innenseitig
mit dem Anschlußdraht (14) verlötet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß die Lötstelle (28) durch
Tauchlöten oder Löten mittels Lötwelle unter Kapil
larwirkung eines engen ringförmigen Lötspalts (22)
zwischen der Endhülse (16) und der Leiterfläche
(30) hergestellt wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |