Verfahren zum gegenseitigen elektrischen Kontaktieren wenigstens eines Wicklungsdrahts und einer Platine sowie Aktuator für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gegenseitigen elektrischen Kontaktieren wenigstens eines Wicklungsdrahts und einer Platine, wobei der wenigstens eine Wcklungsdraht eine elektrische Isolierung aufweist und mithilfe des wenigstens einen Wcklungsdrahts wenigstens eine Wcklung eines Stators eines Aktuators, insbesondere Hydrostataktuator, für ein Kraftfahrzeug gebildet ist, wobei die Platine zum Steuern einer Bestromung der wenigstens einen Wicklung dient, wobei der wenigstens eine Wicklungsdraht und die Platine miteinander verlötet werden. Außerdem betrifft die Erfindung einen Aktuator, insbesondere Hydrostataktuator, für ein Kraftfahrzeug, der Aktuator aufweisend wenigstens einen Wcklungsdraht und eine Platine, wobei der wenigstens eine Wicklungsdraht eine elektrische Isolierung aufweist und mithilfe des wenigstens einen Wicklungsdrahts wenigstens eine Wcklung eines Stators des Aktuators gebildet ist, wobei die Platine zum Steuern einer Bestromung der wenigstens einen Wicklung dient.
Aus der WO 201 1/127888 A2 ist ein Hydrostataktor bekannt mit einem Geberzylinder insbesondere in einem Kraftfahrzeug enthaltend ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse axial verlagerbaren, eine mit Druckmittel befüllte Druckkammer beaufschlagenden Kolben, der von einem einen drehantreibenden Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor mittels eines den Drehantrieb in eine Axialbewegung wandelnden Planetenwälzgetriebes angetrieben wird, bei dem das Planetenwälzgetriebe in dem Gehäuse zentriert aufgenommen ist und eine vom Elektromotor angetriebene Spindel mittels eines einzigen Radiallagers gegenüber dem Gehäuse abgestützt ist.
Gemäß der WO 201 1/127888 A2 weist der Hydrostataktor einen Elektromotor mit einem Stator sowie eine elektrische Steuereinrichtung auf. Die elektrische Steuereinrichtung ist auf einer Platine angeordnet. Der Hydrostataktor weist ein Gehäuse auf, in dem der Elektromotor und die Platine angeordnet sind. Zur genaueren Information über die Merkmale der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich auf die Veröffentlichung WO 201 1/127888 A2 verwiesen. Die Lehre dieser Veröffentlichung ist als Bestandteil des vorliegenden Dokuments anzusehen. Merkmale dieser Veröffentlichung sind Merkmale des vorliegenden Dokuments.
Aus der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2013 21 1 171.1 ist ein Aktuator bekannt, insbesondere Hydrostataktor, für ein Kraftfahrzeug mit einem Rotor und ei-
nem Stator mit zumindest einer Wicklung und einer eine Bestromung der zumindest einen Wicklung steuernden Platine mit zumindest einem zugentlasteten Anschluss der zumindest einen Wcklung des Stators an die Platine, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wicklungsdraht direkt mit der Platine verbunden ist und zwischen dessen fester Aufnahme an dem Stator und festen Aufnahme an der Platine ein zugentlastender, zwischen den Aufnahmen elastisch ausgebildeter Abschnitt des zumindest einen Wcklungsdrahts vorgesehen ist.
Gemäß der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2013 21 1 171.1 sind zur Steuerung und Stromversorgung der Wicklungen die Wcklungsdrähte aus den isolierenden und die Wicklungsdrähte fest aufnehmenden Aufnahmen an dem Stator erstreckt und mittels Aufnahmen an der Platine fest auf der Platine mit einem Kontakt dieser verklemmt wie gecrimpt. Zur genaueren Information über die Merkmale der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich auf die deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2013 21 1 171.1 verwiesen. Die Lehre dieser Patentanmeldung ist als Bestandteil des vorliegenden Dokuments anzusehen. Merkmale dieser Patentanmeldung sind Merkmale des vorliegenden Dokuments.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Insbesondere soll ein gegenseitiges elektrisches Kontaktieren wenigstens eines Wcklungsdrahts und einer Platine ohne zusätzliche Bauteile ermöglicht werden. Insbesondere soll ein Aufwand zum gegenseitigen elektrischen Kontaktieren wenigstens eines Wcklungsdrahts und einer Platine reduziert werden. Außerdem soll ein eingangsgenannter Aktuator baulich und/oder funktional verbessert werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren zum gegenseitigen elektrischen
Kontaktieren wenigstens eines Wcklungsdrahts und einer Platine, wobei der wenigstens eine Wicklungsdraht eine elektrische Isolierung aufweist und mithilfe des wenigstens einen Wicklungsdrahts wenigstens eine Wcklung eines Stators eines Aktuators, insbesondere
Hydrostataktuator, für ein Kraftfahrzeug gebildet ist, wobei die Platine zum Steuern einer Bestromung der wenigstens einen Wicklung dient, wobei der wenigstens eine Wcklungsdraht und die Platine miteinander verlötet werden, wobei zunächst abschnittsweise die Isolierung entfernt wird, um einen abisolierten Wcklungsdrahtabschnitt zu erhalten, und auf den abisolierten Wicklungsdrahtabschnitt ein Lötvermittler aufgebracht wird und nachfolgend der abisolierte und mit dem Lötvermittler versehene Wcklungsdrahtabschnitt und die Platine miteinander verlötet werden.
Der Lötvermittler kann in einem Lotbad aufgebracht werden. Zum Entfernen der Isolierung und zum Aufbringen des Lötvermittlers kann der wenigstens eine Wcklungsdraht abschnittsweise in ein schmelzflüssiges Lotbad eingetaucht werden. Das schmelzflüssige Lotbad kann
eine Temperatur aufweisen, die unterhalb eines Schmelzpunkts des wenigstens einen Wicklungsdrahts und oberhalb eines Schmelzpunkts der Isolation liegt.
Beim abschnittsweisen Eintauchen des Wicklungsdrahts in das Lotbad kann die Isolierung abschmelzen, auf einer Oberfläche des Lotbads aufschwimmen und abgeschöpft werden. Abgeschmolzenes Isolierungsmaterial kann nach jedem Eintauchvorgang abgeschöpft werden. Abgeschmolzenes Isolierungsmaterial kann jeweils nach mehreren Eintauchvorgängen abgeschöpft werden.
Der Lötvermittler kann als Lötlack aufgebracht werden. Alternativ kann zunächst die Isolierung abschnittsweise mechanisch entfernt werden und nachfolgend kann ein Lötlack aufgebracht werden. Der Lötlack kann als Korrosionsschutz dienen.
Das Lotbad bzw. der Lötlack kann ein Lotmaterial aufweisen. Das Lotmaterial kann eine Metall-Legierung sein. Das Lotmaterial kann insbesondere die Legierungselemente Blei, Zinn, Zink, Silber und/oder Kupfer aufweisen. Das Lotmaterial kann dazu dienen, den wenigstens einen Wcklungsdraht zu verlöten, indem es sich als Schmelze oberflächlich mit diesem verbindet bzw. legiert und nach Abkühlung erstarrt. Das Lotmaterial kann mit dem wenigstens einen Wicklungsdraht und/oder mit der Platine legierbar sein. Das Lotmaterial kann dazu geeignet sein, mit dem wenigstens einen Wcklungsdraht und/oder mit der Platine eine dauerhafte, feste stoffschlüssige Lötverbindung einzugehen.
Der Lötvermittler kann als Korrosionsschutz während einer Lagerung und/oder eines
Transports dienen.
Außerdem erfolgt die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe mit einem Aktuator, insbesondere Hydrostataktuator, für ein Kraftfahrzeug, der Aktuator aufweisend wenigstens einen Wcklungsdraht und eine Platine, wobei der wenigstens eine Wcklungsdraht eine elektrische Isolierung aufweist und mithilfe des wenigstens einen Wcklungsdrahts wenigstens eine Wicklung eines Stators des Aktuators gebildet ist, wobei die Platine zum Steuern einer Bestromung der wenigstens einen Wicklung dient, bei dem der wenigstens eine Wicklungsdraht und die Platine gemäß einem derartigen Verfahren gegenseitig kontaktiert sind.
Der Aktuator kann zum Betätigen einer Reibungskupplungseinrichtung dienen. Der Aktuator kann zum Betätigen eines Getriebes dienen. Die Reibungskupplungseinrichtung und/oder das Getriebe kann in einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs anordenbar sein.
Der Antriebsstrang kann eine Brennkraftmaschine aufweisen. Die Brennkraftmaschine kann eine Ausgangswelle aufweisen. Der Antriebsstrang kann einen Drehschwingungsdämpfer aufweisen. Der Antriebsstrang kann ein Getriebe aufweisen. Das Getriebe kann wenigstens eine Eingangswelle aufweisen. Das Getriebe kann ein Schaltgetriebe sein. Das Getriebe kann wenigstens eine Schalteinrichtung aufweisen. Der Aktuator kann zum Betätigen der wenigstens einen Schalteinrichtung dienen. Der Antriebsstrang kann wenigsten ein antreibbares Rad aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe anordenbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und dem Getriebe anordenbar sein.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens eine Druckplatte aufweisen. Die
Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens eine Anpressplatte aufweisen. Die wenigstens eine Anpressplatte kann zu einer Betätigung zwischen einer eingerückten Betätigungsstellung und einer ausgerückten Betätigungsstellung relativ zu der Druckplatte axial verlagerbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweisen. Die wenigstens eine Kupplungsscheibe kann zum reibschlüssigen Übertragen einer mechanischen Leistung zwischen der wenigstens einen Druckplatte und der wenigstens einen Anpressplatte einklemmbar sein. Der Aktuator kann zum Verlagern der wenigstens einen Anpressplatte dienen.
Der Aktuator kann einen Geberzylinder aufweisen. Der Geberzylinder kann ein Geberzylindergehäuse aufweisen. Der Geberzylinder kann einen Geberkolben aufweisen. Der Geberkolben und das Geberzylindergehäuse können eine Geberdruckkammer begrenzen. Der Geberkolben kann in dem Geberzylindergehäuse axial verschiebbar sein. Mithilfe des Geberkolbens kann ein in der Geberdruckkammer vorhandenes Druckmittel beaufschlagbar sein. Der Aktuator kann einen Nehmerzylinder aufweisen. Der Nehmerzylinder kann ein Nehmerzylinderge- häuse aufweisen. Der Nehmerzylinder kann einen Nehmerkolben aufweisen. Der Nehmerkolben und das Nehmerzylindergehäuse können eine Nehmerdruckkammer begrenzen. Der Nehmerkolben kann in dem Nehmerzylindergehäuse axial verschiebbar sein. Mithilfe eines in der Nehmerdruckkammer vorhandenen Druckmittels kann der Nehmerkolben beaufschlagbar sein. Zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder kann eine hydrostatische Strecke gebildet sein. Zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder kann eine hydraulische Übersetzung gebildet sein.
Der Aktuator kann einen Elektromotor aufweisen. Der Elektromotor kann zum Verschieben des Geberkolbens dienen. Der Elektromotor kann den Stator aufweisen. Der Elektromotor kann einen Rotor aufweisen. Der Aktuator kann ein Getriebe aufweisen. Das Getriebe kann
zum Wandeln einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung dienen. Das Getriebe kann eine Spindel aufweisen. Das Getriebe kann eine Spindelmutter aufweisen. Die Spindel oder die Spindelmutter kann mit dem Geberkolben fest verbunden sein. Die Spindelmutter oder die Spindel kann mit dem Rotor fest verbunden sein. Der wenigstens eine Wicklungsdraht kann aus Kupfer bzw. aus einer Kupferlegierung hergestellt sein. Der wenigstens eine Wicklungsdraht kann ein Ende aufweisen, das mit der Platine elektrisch leitend verbunden wird. Die Isolation kann mit einer Lackschicht gebildet sein.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Verbindung zwischen Stator und Elektronik ohne zusätzliches Element. Die Verbindung kann mit dem schon vorhandenen Draht (Ende einer Statorspulenwicklung) erfolgen. Von den Drähten soll die Isolierschicht entfernt werden. Für einen Lötvorgang (Statordraht zur Platine) kann auf dem Draht eine Vermittlerschicht (z. B. Zinnschicht oder Lötlack) aufgebracht werden. Diese Schicht kann auch eine Korrosion eines abisolierten Kupferdrahts verhindern. Der Stator kann mit den Drähten nach unten in ein Bad mit flüssigem Zinn eingetaucht werden. Das heiße Zinn kann eine Lackschicht des Drahtes verbrennen und beim Herausziehen der Drähte einen Film auf diesen ausbilden. Die Drähte können so abisoliert, verzinnt und korrosionsgeschützt werden mit einem Prozessschritt. Die abgeschmolzene Isolierschicht kann auf dem Zinnbad schwimmen und aus dem Bad abgeschöpft werden. Alternativ können die Drähte mechanisch abisoliert und danach mit einem Lötlack beschichtet werden. Dieser Lack kann vor Korrosion beispielsweise während eines Transports von/zu einem Lieferanten und/oder einer Lagerung schützen und gleichzeitig auch als Vermittler beim Löten des Kupferdrahts mit der Platine dienen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein gegenseitiges elektrisches Kontaktieren wenigstens eines Wcklungsdrahts und einer Platine ohne zusätzliche Bauteile. Ein Aufwand zum gegenseitigen elektrischen Kontaktieren wenigstens eines Wcklungsdrahts und einer Platine wird reduziert.
Mit„kann" sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Figur näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele kön-
nen auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen. Die Figur zeigt schematisch und beispielhaft einen Stator eines Elektromotors.
Der hier ansonsten nicht näher dargestellte Elektromotor dient zur Anordnung in einem Hydrostataktuator zur Betätigung einer Reibungskupplung. Der Hydrostataktuator weist ein bevorzugt aus Aluminium hergestelltes, einseitig offenes und mit einem Deckel verschlossenes Gehäuse auf. In dem Gehäuse ist der Elektromotor mit einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Stator 100 und einem gegenüber diesem oder dem Gehäuse axial fest und verdrehbar gelagerten Rotor angeordnet. Der bevorzugt aus Stahl hergestellte Stator 100 enthält drei Phasen bildende Wicklungen, die aus bevorzugt aus Kupfer hergestellten Wcklungs- drähten 102 gewickelt sind. Zwischen Deckel und Stator 100 ist ein Kunststoffgehäuse verspannt, an dem eine Leistungselektronik und gegebenenfalls eine Steuerelektronik aufgenommen sind. Leistungselektronik und gegebenenfalls Steuerelektronik sind auf zumindest einer Platine implementiert. Zur Steuerung und Stromversorgung der Wcklungen sind die Wicklungsdrähte 102 aus den beispielsweise isolierenden und die Wcklungsdrähte 102 fest aufnehmenden Aufnahmen 104 erstreckt und mit ihren Enden 106 fest auf der Platine mit einem Kontakt dieser verlötet. Zwischen den beiden Aufnahmen 104 und den Enden 106 ist eine Zugentlastung 108 wirksam, die aus einem elastischen Abschnitt gebildet ist. Der elastische Abschnitt wirkt als Feder und ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit beiden Biegungen versehen, sodass die Wcklungsdrähte 102 im Bereich der Aufnahmen 104 und der Enden 106 jeweils entlang einer Drehachse des Elektromotors vertikal und der zu diesen Bereichen senkrecht verlaufende elastische Abschnitt daher waagrecht zu dieser Drehachse ausgebildet ist. Es versteht sich, dass der Abschnitt auch in anderer Weise, beispielsweise spiralförmig, zick-zack-förmig oder in ähnlicher Weise mit einem unterschiedliche Raumrichtungen aufweisenden Verlauf der Wicklungsdrähte außerhalb des Stators 100 ausgebildet sein kann. Die Wicklungsdrähte 102 erstrecken sich außerhalb des Stators 100 aus den Aufnahmen 104 heraus. Die Wcklungsdrähte 102 sind außenseitig mit einer elektrisch isolierenden Lackschicht versehen.
Zum Aufbringen eines Lötvermittlers auf die Enden 106 der Wicklungsdrähte 102 werden diese zunächst in schmelzflüssiges Zinn eingetaucht. Dabei verbrennt das heiße Zinn die Lackschicht. Nachfolgend werden die Enden 106 aus dem Zinnbad herausgezogen. Dabei bleibt eine Zinnschicht haften und verfestigt sich. Verbrennungsrückstände der Lackschicht schwimmen auf dem Zinnbad auf und werden abgeschöpft. Alternativ werden die Enden 106 zunächst mechanisch abisoliert und nachfolgend mit einem Lötlack beschichtet. Nachfolgend werden die Enden 106 und die Platine miteinander verlötet. Dabei entsteht eine flüssige Phase durch Schmelzen des Lötvermittlers oder durch Diffusion an den Grenzflächen. Die
Liquidustemperatur der Wicklungsdrähte 102 bzw. der Platine wird nicht erreicht. Die Wicklungsdrähte 102 und die Platine werden stoffschlüssig gefügt. Das Aufbringen des
Lötvermittlers kann zeitlich und/oder örtlich von einem gegenseitigen Verlöten der Enden 106 und der Platine gesondert erfolgen.
Bezugszeichenliste
100 Stator
102 Wicklungsdraht
104 Aufnahme
106 Ende
108 Zugentlastung