ITMI960961A1 - Procedimento per la realizzazione di centraline di interconnessione per impianti elettrici di autoveicoli e centralina di interconnessione - Google Patents

Description

Descrizìone del Brevetto per Invenzione Industriale avente per tìtolo:

"PROCEDIMENTO PER LA REALIZZAZIONE DI CENTRALINE DI INTERCONNESSIONE PER IMPIANTI ELETTRICI DI AUTOVEICO-LI E CENTRALINA DI INTERCONNESSIONE REALIZZATA CON IL PROCEDIMENTO

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un procedimento per la realizzazione di centraline di interconnessione per impiantì elettrici di autoveìcoli e una centralina dì interconnessione realizzata con il procedimento.

La rapida crescita dì complessità degli impiantì elettrici per auto e la riduzione degli spazi a disposizione necessitano di nuove tecnologìe realìzzative per le centraline dì interconnessione dell’impianto elettrico delle vetture.

Inoltre, il proliferare dì versioni differenti Nel secondo caso, la tecnologìa di realizzazione delle centraline tranciate prevede di eseguire le connessioni elettriche interne con piste di rame ricoperto in lega di stagno.

Le piste sono ricavate da una lamina dì spessore adeguato con operazioni di tranciatura e sagomatura.

Con questa tecnologìa è possibile realizzare circuiti complessi, in quanto i vari strati possono essere sovrapposti ed isolati, gli uni agli altri, con separatori plastici.

Entrambe le tecniche realìzzatìve delle centraline interconnettive attualmente in uso richiedono grossi investimenti sìa in fase di progettazione sìa

Inoltre, sì deve sottolineare che apportare delle variazioni allo schema originale significa talvolta rìprogettare interamente il circuito.

Oggi, tuttavìa, è sempre più frequente il caso di piccole serie per vetture di nìcchia, differenziate dalle vetture originali e dì grande serie, per livelli diversi di accessori opzionali, dì allestimenti. ecc.

La tecnologia delle centraline tranciate ha un grado di affidabilità superiore alle centraline a circuito stampato flessìbile e si può lavorare quasi all’interno dello stesso segmento dì vetture, dì accessori opzionali e di allestimenti personalizzati, rende necessario dotarsi dì prodotti e di tecnologie di produzione sempre più flessìbili, in grado di contribuire alla riduzione del cosiddetto "Time to Market” e di ridurre gli investimenti in attrezzature ed i costì delle modifiche.

Le centraline di interconnessione attualmente disponibili sul mercato sono dì due tipi: centraline a circuito stampato flessìbile o rìgido e centraline tranciate.

Nel primo caso, le centraline comprendono un guscio protettivo esterno, ricavato per stampaggio, sul quale sono impiantate lamine metalliche per ricavare i contatti per connettori dì uscita per i fusibili e per ì relè.

Internamente al guscio protettivo sono disposti i circuiti realizzati con un circuito stampato flessìbile o rìgido che presentano un lato attivo elettricamente e uno passivato, che funge da ìsolante, in modo da potere sovrapporre più strati gli uni agli altri per realizzare circuiti complessi.

Le connessioni tra ì terminali ed il circuito stampato sono realizzate mediante un processo dì saldatura ad onda.

completamente in automatico, ma purtroppo richiede investimenti estremamente elevati.

Al contrario, la tecnologia del circuito stampato richiede investimenti più bassi, ma comporta anche l'utilizzo di solventi e bagni chimici tossici ed altamente inquinanti; ci sono norme ecologiche di sicurezza severe che obbligano di lavorare in condizioni protette e rimane comunque il problema dello smaltimento delle sostanze chimiche.

Il compito che si propone il presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, attuando un procedimento che consenta di realizzare, in modo completamente automatizzato, centraline di ìntei— connessione per autoveicoli con investimenti contenuti.

Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del presente trovato è quello di mettere a punto un procedimento che consenta di realizzare, su una stessa linea produttiva, centraline aventi circuiti elettrici differenti, con modifiche di semplice attuazione e di costo estremamente contenuto sull'impianto di produzione.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento che consenta di produrre centraline di interconnessione, con un elevato grado dì affidabilità.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello dì realizzare una centralina di interconnessione,che possa essere prodotta con costì competitivi.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che, eventualmente, potranno apparire meglio evidenziati in seguito, vengono conseguiti da un procedimento per la realizzazione dì centraline di interconnessione per impianti elettrici di autoveìcoli, caratterizzato dal fatto che esso consìste nella stesura di fili conduttori, rivestiti con ìsolante, costituenti ì circuiti elettrici interni della centralina, sulla faccia di un supporto provvista dì mezzi per il trattenimento dei fili conduttori dopo la loro stesura e nel connettere tali fili conduttori a lamelle di connessione fissabili al suddetto supporto e collegabili al cablaggio esterno.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del procedimento per la realizzazione di centraline di intei— connessione, che costituisce l'oggetto del presente Brevetto di Invenzione, risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della descrizione di una forma dì esecuzione preferita, ma non esclusiva, del procedimento medesimo, illustrata a tìtolo indicativo, ma non limitativo, con l’ausilio dei disegni allegati, in cui:

la figura 1 illustra, schematicamente, una fase intermedia di esecuzione dì una centralina di interconnessione per autoveìcoli con il procedimento secondo il trovato;

la figura 2 illustra il supporto della centralina in vista prospettica;

la figura 3 illustra, schematicamente, una porzione della centralina, vista in pianta dall’alto; la figura 4 è una sezione ingrandita della figura 3 eseguita lungo l’asse IV-IV;

le figure 5 e 6 illustrano, in vista prospettica, due lamelle dì connessione utilizzabili per la realizzazione dì centraline di interconnessione con il procedimento secondo il trovato;

la figura 7 illustra, in sequenza, la connessione elettrica tra un filo conduttore, rivestito con isolante, ed una lamella dì interconnessione, attuata mediante spostamento dì ìsolante;

la figura 8 illustra, schematicamente, la fase di stesura dì un filo conduttore su una faccia del supporto della centralina;

le figura 9 e 10 illustrano, in vista prospettica, due varianti dì esecuzione delle lamelle dì connessione, fissabili al supporto della centralina; la figura 11 illustra, in vista prospettica, la lamella di connessione della figura 10, durante il suo collegamento con un filo conduttore.

Con particolare riferimento ai sìmboli numerici delle suddette figure, il procedimento in oggetto consiste sostanzialmente nell'eseguire la stesura dei fili conduttori 1, rivestiti con isolante, che costituiscono i circuiti elettrici interni della centralina, sulla faccia di un supporto 2, che è provvista dì mezzi per il trattenimento dì tali fili conduttori 1, successivamente alla loro stesura.

I fili conduttori vengono connessi a lamelle dì connessione 3. che vengono fissate, prima a dopo la stesura dei fili conduttori 1, al supporto 2.

Più particolarmente, il supporto 2 è costituito da un corpo in materiale sintetico, stampato mediante un procedimento di stampaggio per iniezione.

Sulla faccia del supporto 2 che è destinata a ricevere i fili conduttori 1, sono previste torrette 4, a conformazione sostanzialmente cilindrica, che sporgono da tale faccia e che sono opportunamente distanziate regolarmente tra loro, in modo da definire, negli interspazi esistenti tra le varie torrette 4, una pluralità di piste 5 all'interno delle quali possono essere disposti ì fili conduttori 1.

Le torrette 4 sono disposte in modo che i vari rami delle piste si intersechino perpendicolarmente tra loro.

Inoltre, le torrette 4 sono dimensionate e disposte in modo che le piste 5 presentino una larghezza sufficiente a consentire la posa dei fili conduttori 1 e tale da operare, successivamente alla loro posa, il loro trattenimento sul supporto 2.

In funzione della gravosità dell’applicazione, il fondo delle piste 5 può essere ricoperto con un leggero strato 6, ad esempio dello spessore dì circa 0,1 mm, di resina epossìdica che funge da collante e che può essere attivato durante la stesura dei fili conduttori 1, come meglio apparirà evidenziato in seguito.

Alcune zone 7 del supporto 2 non sono occupate dalle torrette 4 e sono destinate a ricevere le lamelle di connessione 3.

La centralina è completata da un guscio superiore di fissaggio 8.

Normalmente, la centralina in oggetto sì compone di un solo supporto 2, ma potrebbero essere presentì anche più supporti, in funzione della complessità del circuito elettrico interno.

La lamelle dì connessione 3, come è illustrato in particolare nelle figure 5 e 6, comprendono: una zona di contatto, costituita da una lamella esterna 9, il cui compito è quello di realizzare il contatto maschio che va ad accoppiarsi con il contatto femmina, montato sul cablaggio; una zona di tenuta 10, il cui compito è quello dì inserirsi ad espansione nel corpo plastico del supporto 2 e dì fissarsi stabilmente a questo grazie alla particolare configurazione del suo profilo esterno 11; una zona di connessione 12, il cui compito è quello dì realizzare la connessione elettrica tra la lamella 3 e il filo 1, attraverso un sistema che è conosciuto con il termine di "interconnessione a spostamento di isolante".

Tale interconnessione è resa possìbile dalla particolare conformazione della zona dì connessione 10, che comprende almeno una aletta 13, nella quale è definita una sede a "V” 14, nella quale viene inserito a pressione il filo 1.

Come è illustrato in particolare nella figura 7, 1*inserimento del filo 1 nella sede a "V“ 14 ottiene la lacerazione dell’isolante, che riveste il filo 1, ed il successivo sfregamento dei fianchi della sede 14 contro il conduttore del filo 1, che ottiene la rimozione dell’eventuale strato di ossido presente assicurando un ottimo collegamento elettrico durevole nel tempo.

Quale filo conduttore può essere utilizzata una treccia di rame flessibile ed isolata, con il filo dì rame ottenuto mediante trafilatura secondo procedimenti che garantiscono una elevata compattazione dei singoli trefoli di rame e con un isolamento che viene depositato sul rame attraverso un processo dì estrusione.

Per la stesura dei fili conduttori 1 sul supporto 2 può essere utilizzata una testina di stesura, indicata globalmente con il numero dì riferimento 20 nella figura 8, che comprende uno stilo 21 attraverso il quale viene erogato il filo conduttore 1, proveniente da una bobina dì alimentazione, non illustrata per semplicità, ed un punzone 22 che è disposto in prossimità dello stilo 21 e che è dotato di una rotella 23, mediante la quale il filo 1 viene pressato sul supporto 2_

La testina 20 può essere dotata anche di una sorgente ad ultrasuoni 24, che viene utilizzata per attivare lo strato dì collante 6, deposto nelle piste del supporto 2, durante la stesura dei fili conduttori 1.

Nelle figure 9 e 10 sono illustrate ulteriori varianti delle lamelle dì connessione, destinate ad essere utilizzate qualora l’applicazione delle stesse venga eseguita successivamente alla stesura dei fili conduttori 1 sul supporto 2.

Le lamelle di connessione illustrate nelle figure 9 e 10 sono indicate globalmente con i numeri di riferimento 25 e 26. Per le partì che corrispondono a quelle precedentemente descrìtte in riferimento alle lamelle di connessione illustrate nelle figure 5 e 6 si sono utilizzati gli stessi numeri dì riferimento di tali figure.

A differenza delle lamelle dì connessione illustrate nelle figure 5 e 6, le sedi 14 delle lamelle di connessione 25 e 26, sono rivolte in direzione della faccia del supporto 2, sulla quale sono definite le piste 5 per i fili conduttori, in modo che il fissaggio delle lamelle 25 e 26 al supporto 2 ottenga anche il collegamento elettrico, mediante spostamento di isolante, delle lamelle di connessione con ì fili conduttori 1.

Il procedimento di realizzazione di centraline di interconnessione secondo il trovato è il seguente.

Inizialmente, si esegue l’inserzione delle lamelle di connessione 3 nel supporto 2.

Una volta volta inserite tutte le lamelle dì connessione 3, inizia la fase di deposito dei fili conduttori 1.

Questa operazione viene eseguita dalla testina 20, che è controllata e guidata da un organo di comando e controllo di tipo elettronico programmabile e che esegue la stesura dei fili conduttori 1 per lunghezze e percorsi che sono stati preprogrammatì in funzione della tipologia delle centraline di intei— connessione da realizzare.

In questo modo, è possibile realizzare, su una stessa linea di produzione, centraline di interconnessione che hanno circuiti elettrici differenti l’una dall’altra, senza richiedere praticamente maggiori investimenti nella realizzazione di tali linee dì produzione. In questo modo, sì riesce a risolvere uno dei limiti delle centraline dì interconnessione, generalmente utilizzate sui veicoli.

Una volta completata la deposizione dei fili conduttori, questi vengono tagliati nell’opportuna lunghezza e la rotella 23 del punzone 22 spinge i fili 1 dall’alto verso il basso all’interno delle sedi 13. per attuare il collegamento dei fili conduttori 1, con le lamelle di connessione 3 mediante spostamento di isolante, come si è già descritto.

Qualora sia necessario utilizzare lo strato dì collante 6 per conferire all’assemblaggio maggiori doti dì robustezza, la sorgente di ultrasuoni 24. modulabile in frequenza, provocherà l’attivazione dì tale collante.

L’azione della sorgente ad ultrasuoni 24 porta allo stato pastoso la resina collante sottostante, consentendo allo stilo 21 di esercitare una bassa pressione sul filo stesso, il quale sì crea una culla nella resina. Il collante impedisce al filo, una volta depositato, qualsiasi tipo di movimento e la bassa pressione impedisce allo stilo di deformare la sezione del filo.

Al termine della inserzione dì tutti ì terminali. si chiude la centralina con il coperchio 4, che permette di mantenere serrati tutti gli elementi costituenti la centralina - (conduttori e terminali).

Con le lamelle di connessione 25 e 26, il fissaggio di tali lamelle dì connessione al supporto 2 può essere eseguito successivamente alla completa stesura dei fili conduttori 1 sul supporto 2. In questo caso, può essere semplificata la conformazione della testina 20 nella quale può essere assente il punzone 22, in quanto non è richiesta la pressatura dei fili nelle sedi 14 delle lamelle di connessione.

Da quanto descrìtto in precedenza e dall’analìsi delle varie figure dei disegni allegati, risulta evidente come il trovato raggiunga pienamente gli scopi proposti.

In particolare, si desidera sottolineare che il procedimento secondo il presente trovato consente di eseguire centraline di interconnessione con circuiti elettrici diversi a seconda delle esigenze e che possono essere prodotte su una stessa linea di produzione in modo completamente automatizzato.

In tale modo, è possibile produrre una svariata tipologia dì centraline di interconnessione, che può soddisfare le più svariate esigenze di impiego con costì di produzione competitivi.

Ovviamente, tale procedimento è stato precedentemente descrìtto ed illustrato a puro tìtolo dì esempio indicativo, ma non limitativo, ed al solo scopo di dimostrazione della pratica attuabilità e delle caratteristiche generali della presente invenzione.

Allo stesso potranno essere apportate opportune varianti e modifiche, alla portata di un esperto del ramo, e suscettibili di rientrare nell’ambito dei concetti innovativi sopra esposti.

Claims (21)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Procedimento per la realizzazione di centraline di interconnessione per impianti elettrici di autoveicoli, caratterizzato dal fatto che esso consiste nella stesura di fili conduttori rivestiti con isolante, costituenti i circuiti elettrici interni della centralina, sulla faccia di un supporto provvista di mezzi di trattenimento dei fili conduttori, dopo la loro stesura e nel connettere detti fili conduttori a lamelle di connessione fissabili al suddetto supporto e collegabili al cablaggio esterno.
2. 2. Procedimento, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le lamelle di connessione vengono fissate al supporto prima della stesura dei fili conduttori.
3. 3. Procedimento, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le lamelle di connessione vengono fissate al supporto dopo la stesura dei fili conduttori.
4. 4. Procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il collegamento tra i fili conduttori e le lamelle di connessione vengono eseguite mediante spostamento di isolante .
5. 5. Procedimento come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la stesura dei fili conduttori viene eseguita mediante una testina comandata da un organo di comando e controllo programmabile, per muovere la suddetta testina sul supporto lungo un percorso programmato.
6. 6. Procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la stesura dei fili conduttori ed il collegamento dì tali fili conduttori alle lamelle di connessione è eseguita in modo completamente automatizzato.
7. 7. Procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi dì trattenimento comprendono un collante disposto sul suddetto supporto ed attivabile durante la stesura dei fili conduttori.
8. 8. Centralina di interconnessione per impianti elettrici di autoveicoli, caratterizzato dal fatto che ì circuiti elettrici interni sono costituiti da fili conduttori, rivestiti con ìsolante, stesi, secondo percorsi prefissati, su una faccia di un supporto provvista di mezzi per il trattenimento dei fili conduttori e dal fatto di comprendere lamelle dì connessione, fissate al suddetto supporto e collegate elettricamente ai fili conduttori, per i cablaggi esterni.
9. 9. Centralina, come alla rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che ì suddetti mezzi dì trattenimento comprendono torrette sporgenti dalla faccia del supporto e definenti tra loro piste di posa per ì fili conduttori, dette torrette essendo atte a trattenere per interferenza i fili conduttori disposti in dette piste.
10. 10. Centralina, come alle rivendicazioni 8 e 9, caratterizzata dal fatto che ì suddetti mezzi di trattenimento comprendono un collante deposto sulla faccia del supporto lungo le piste, detto collante essendo attivabile durante la stesura dei fili conduttori.
11. 11. Centralina, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le torrette presentano una conformazione sostanzialmente cilìndrica e sono disposte in modo atto a definire sulla faccia del supporto tratti dì piste perpendicolari tra loro.
12. 12. Centralina, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che, sulla suddetta faccia del supporto, sono previste zone libere da torrette, per l’inserzione delle lamelle dì connessione.
13. 13. Centralina, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il supporto è costituito da un pezzo in materiale sintetico stampato con le torrette ricavate direttamente in fase di stampaggio.
14. 14. Centralina, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le lamelle di connessione sono provviste di mezzi dì collegamento elettrico a spostamento dì ìsolante per ì fili conduttori.
15. 15. Centralina, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le suddette lamelle di connessione comprendono: una zona di contatto destinata a fuoriuscire dal supporto, per attuare il collegamento con il cablaggio esterno, una zona di tenuta inseribile nel supporto e una zona dì collegamento elettrico a spostamento di isolante.
16. 16. Centralina, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la suddetta zona di collegamento a spostamento dì ìsolante comprende almeno una aletta con definita una sede a "V”, atta a ricevere una porzione di un filo conduttore.
17. 17. Centralina, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dì comprendere un guscio di fissaggio associabile al supporto sulla faccia portante ì fili conduttori.
18. 18. Testina per la stesura dì fili conduttori per la realizzazione dì centraline di interconnessione per impianti elettrici di autoveìcoli, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto dì comprendere uno stilo dì erogazione del filo conduttore atto a premere il filo conduttore nelle piste definite dalle torrette.
19. 19. Testina, come alla rivendicazione 18, caratterizzata dal fatto di comprendere un punzone atto a premere il filo conduttore nelle sedi a "V" delle lamelle di connessione.
20. 20. Testina, come alle rivendicazioni 18 e 19, caratterizzata dal fatto dì comprendere una sorgente di ultrasuoni, per 1’attivazione del collante posto sulle piste del supporto.
21. 21. Procedimento per la realizzazione di centraline di interconnessione per impianti elettrici dì autoveìcoli e centralina di interconnessione realizzata con il procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti, il tutto, in sostanza, come più ampiamente descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.