УСТРОЙСТВО С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ И ОСНОВНОЙ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТОЙ И СПОСОБ МОНТАЖА
DEVICE WITH ELECTRIC MOTOR AND MAIN CIRCUIT BOARD AND INSTALLATION METHOD

Изобретение относится к устройству с электродвигателем и основной печатной платой с контактными площадками, причем электродвигатель содержит корпус и соединительные контакты, находящиеся в электропроводном соединении с контактными площадками, причем корпус имеет первую торцевую сторону и противолежащую ей вторую торцевую сторону, при этом соединительные контакты размещены в области второй торцевой стороны на корпусе, причем электродвигатель по отношению к основной печатной плате размещен таким образом, что вторая торцевая сторона обращена в сторону от основной печатной платы. При этом электропроводное соединение, по меньшей мере, для вращающих моментов, которые ориентированы в направлении, перпендикулярном продольной протяженности электропроводного соединения, выполнено жестким на изгиб. Также изобретение относится к способу монтажа для подобного устройства.
Из документа US 4931679 известно устройство с электродвигателем и печатной платой, снабженной контактными площадками, в котором электродвигатель на обеих торцевых сторонах содержит соединительные контакты. При этом соединительный контакт одной торцевой стороны связан с соединительным контактом другой торцевой стороны через электрическое соединение, проходящее внутри корпуса двигателя.
В документе US 5658165 описано штекерное соединение для электрического соединения электрических компонентов с гибкой печатной платой. Для этого на электрическом компоненте предусмотрена охватываемая часть штекерного соединителя, которая имеет возможность соединения с находящейся на гибкой печатной плате охватывающей частью штекерного соединителя. В охватывающей части штекерного соединителя закреплен под клемму ответвляющийся от гибкой печатной платы и снабженный проводящими дорожками полосковый элемент.
Другая возможность соединения электрического компонента с гибкой печатной платой описана в публикации № 11204912 рефератов к патентам Японии.
Обычные устройства имеют ряд недостатков, в частности, связанных с затратами на монтаж и проверку функционирования. Обычно для электрического соединения соединительных контактов с контактными площадками применяются кабели, которые посредством штекерных соединений на контактных площадках и соединительных контактах приводятся в проводящее соединение или, по меньшей мере, на одном из обоих мест соединения должны соединяться пайкой. Часто электродвигатели необходимо размещать в отверстиях или выемках, причем уже присоединенные кабели для выполнения операции ввода должны продеваться через эти отверстия. Ввиду того, что из-за непрогнозируемого размещения кабель характеризуется недостаточной стабильностью формы, подобные монтажные операции должны выполняться вручную. При этом все же может случиться, что процесс продевания кабеля выполняется ошибочным образом, и, по меньшей мере, один кабель окажется зажатым между электродвигателем и контуром выемки. Наряду с этим создание проводящего соединения посредством штекерных контактов требует целого рабочего этапа, выполняемого монтажником. Проверка функционирования, касающаяся протекания тока, требует разъединения штекерных контактов. Потребность в замыкании штекерных контактов влечет за собой, кроме того, риск ошибок, заключающихся в том, что данный этап монтажа будет просто упущен из виду, следствием чего является демонтаж, требующий дополнительных затрат.
Исходя из проблем и недостатков уровня техники, задачей изобретения является снижение затрат на монтаж в серийном производстве вышеупомянутого устройства.
Соответствующее изобретению решение предусматривает устройство вышеуказанного типа с признаками отличительной части пункта 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Жесткое на изгиб выполнение электропроводного соединения, по меньшей мере, для вращающих моментов, которые ориентированы в направлении, перпендикулярном продольной протяженности соединения, приводит к тому, что монтаж электродвигателя с окружающими компонентами существенным образом упрощается. Стабильность формы облегчает монтажнику требуемое пропускание соединения через выемки, так как этот компонент ведет себя прогнозируемым образом. Обращение с электропроводящим соединением, например, для обеспечения контакта может осуществляться вслепую, так как оно не может оказаться на неожиданном месте. Наряду с этим ввиду стабильности формы сокращается риск появления в процессе работы немеханических помех ввиду смены местоположения электропроводного соединения.
Для исключения штекерных контактов и связанных с ними вышеуказанных недостатков целесообразно, если контактные площадки выполняются как пружинный контакт, и электропроводное соединение реализуется посредством того, что фасонная деталь, закрепленная относительно электродвигателя, прижимается к пружинным контактам с образованием электропроводного соединения. Таким способом создание электрического контакта может осуществляться на основе состыковывания основной печатной платы с электродвигателем уже принудительно корректным образом и не может быть упущено. При этом фасонная деталь может в качестве элемента жесткости поддерживать гибкую печатную плату, введенную в качестве соответствующего изобретению проводящего соединения или представлять собой часть описанного выше литого элемента из пластика.
Особенно предпочтительный вариант осуществления изобретения предусматривает, что электрическое соединение состоит из, по меньшей мере, одной гибкой печатной платы. Это выполнение является экономичным и выполняет требования, соответствующие решаемой задаче.
Другой вариант предусматривает, что электропроводное соединение окружено упомянутым литым элементом из пластика как элементом жесткости. При этом металлические контактные пластины могут облицовываться с применением метода вставок, причем электрическое соединение в литом элементе из пластика может проходить предпочтительно в форме меандра, чтобы избежать повреждения соединения вследствие относительного расширения обоих материалов.
Предпочтительным образом, литой элемент из пластика может окружать электродвигатель, по меньшей мере, частично, так что электродвигатель удерживается в полости между основной печатной платой и литым элементом из пластика. Таким способом придание жесткости электропроводному соединению посредством литого элемента из пластика выполняет не только функцию упрощения монтажа, но и дополнительно обеспечиваются защита и крепление электродвигателя. С этой целью литой элемент из пластика может быть снабжен фиксирующими крючками, посредством которых он может просто закрепляться на основной печатной плате.
Особенно предпочтительным является такое выполнение соответствующего изобретению устройства, при котором приводной вал электродвигателя проходит перпендикулярно основной печатной плате и выступает от первой торцевой стороны корпуса электродвигателя. При таком выполнении устройства регулярным образом образуется большой промежуток для перекрытия между контактными площадками основной печатной платы и соединительными контактами электродвигателя, который должен перекрываться посредством электропроводного соединения.
В частности, для использования на автомобиле целесообразно, если электропроводное соединение в области проводящего контакта с пружинными контактами окружено, по меньшей мере частично, защитным корпусом, который с уплотнением прилегает к основной печатной плате. Этот защитный корпус может предпочтительным образом быть выполнен за одно целое с вышеописанной фасонной деталью или литым элементом из пластика. Дальнейшее снижение затрат на изготовление обеспечивается в том случае, если пружинные контакты выполнены как компоненты для поверхностного монтажа (SMD-компоненты).
Для обеспечения всегда воспроизводимого, надежного положения электропроводного соединения в случае выполнения в виде гибкой печатной платы целесообразно, если гибкая печатная плата закреплена на корпусе посредством приклеивания. Другой целесообразный вариант фиксации гибкой печатной платы предусматривает крепление посредством пружинящих фиксирующих крючков на корпусе и/или фасонной детали.
Вышеописанное соответствующее изобретению устройство с его целесообразными вариантами осуществления поддерживается, в частности, соответствующим способом монтажа, при котором на первом этапе на основной держатель помещается электродвигатель в направлении монтажа; на втором этапе основная печатная плата, которая имеет выемку для электродвигателя, размещается, по существу, параллельно по отношению к основному держателю в конечном положении, причем основная печатная плата снабжена контактными площадками, которые вступают в электропроводное соединение с соединительными контактами электродвигателя при достижении конечного положения.
Описанное устройство с его целесообразными вариантами осуществления находит особенно предпочтительное применение для средства ввода чип-карты цифрового тахографа на автомобиле, так как там предъявляются особые требования к пространству монтажа, стабильности и удобству монтажа, в частности, в отношении экстремальных термических и механических краевых условий.
Для пояснения изобретения далее описывается конкретный пример выполнения со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:
Фиг.1 - гибкая печатная плата на виде сверху,
Фиг.2 - пространственное представление основной печатной платы,
Фиг.3 - пространственное частичное представление соответствующего изобретению устройства с электродвигателем и гибкой печатной платой,
Фиг.4 - пространственное представление соответствующего изобретению устройства с электродвигателем, гибкой печатной платой, фасонной деталью и основным держателем,
Фиг.5 - пространственное представление соответствующего изобретению устройства с электродвигателем, гибкой печатной платой, основным держателем и основной печатной платой,
Фиг.6 - сечение литого элемента из пластика с соответствующим изобретению электропроводным соединением,
Фиг.7 - пространственное представление соответствующего изобретению устройства с электродвигателем, литым элементом из пластика, основным держателем и отмеченной основной печатной платой.
Согласно представлению на фиг.1 гибкая печатная плата 1 состоит, по существу, из непроводящего материала 2 подложки и двух отделенных друг от друга проводящих дорожек 2. Материал 2 подложки снабжен тремя выемками 4, которые служат для крепления гибкой печатной платы 1, и обе проводящие дорожки 3 имеют соответственно сквозное отверстие 5 для соответственно одного соединительного контакта 6 электродвигателя 7, показанного, например, на фиг.3.
Показанная на фиг.2 основная печатная плата 8 наряду с другими, непоказанными элементами снабжена двумя пружинными контактами 9, с которыми при монтаже вступает в контакт электропроводное соединение 10, например гибкая печатная плата 1, показанная на фиг.1. Рядом с пружинными контактами 9 основная печатная плата 8 снабжена выемкой 10, в которую может вставляться электродвигатель 7, показанный, например, на фиг.3.
На фиг.3 представлена компоновка электродвигателя 7 с электропроводным соединением 11, выполненным как гибкая печатная плата 12, согласно фиг.1. Соединительные контакты 6 электродвигателя 7 выполнены как металлические полоски и проведены через сквозные отверстия 5 проводящих дорожек 3.
На фиг.4 показана получаемая далее соответствующая изобретению комбинация элементов по фиг.3 с основным держателем 16 с применением фасонной детали 13, посредством которой электропроводное соединение 11 прижимается к наглядно не показанным контактным площадкам 12, выполненным как пружинные контакты 9. Электропроводное соединение 11 закреплено на фасонной детали 13 посредством фиксирующих крючков 15, так что всегда обеспечивается корректное положение проводящих дорожек 3.
Фиг.5 показывает комбинацию показанных на фиг.4 элементов с основной печатной платой 8, при этом невидимые на этом пространственном представлении и поэтому показанные пунктиром пружинные контакты 9 на нижней стороне основной печатной платы 8 вступают в соединение с проводящими дорожками 3 гибкой печатной платы 1.
На фиг.6 показан литой элемент из пластика с электропроводным соединением 11, внедренным в него методом вставки. Электропроводное соединение 11 выполнено при этом как литая контактная пластина 21 и имеет свободные от изоляции площадки в областях, в которых, согласно представлению на фиг.7, оно входит в электропроводное соединение с соединительными контактами 6 электродвигателя 7 и пружинными контактами 9. Литой элемент 20 из пластика образует внешний корпус для электродвигателя 7, который с одной стороны печатной платы почти полностью окружен ею. Таким способом реализуется как электрическое соединение между электропроводным соединением 11 и соединительными контактами 6 электродвигателя 7 и электрическое соединение между электропроводным соединением 11 и пружинными контактами 9, так и крепление электродвигателя 7 на основной печатной плате 8. Крепление на основной печатной плате 8 выполняется посредством фиксирующих крючков 23.