具有集成信号传输功能的部件及其制造方法

文档序号:1955381 发布日期:2021-12-10 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 具有集成信号传输功能的部件及其制造方法 (Component with integrated signal transmission function and method for producing the same ) 是由 克里斯蒂安·克拉克森贝格 于 2021-06-08 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于制造具有集成信号传输功能的部件(10)的方法,其中提供了具有多个电导体(14)的信号传输结构(12),且将信号传输结构(12)嵌入在电绝缘的载体材料(16)中,其中,在部件(10)上至少制造一个用于将信号馈送到导体(14)中和/或用于从导体(14)中读出信号的接口(18)。此外,本发明还涉及一种具有集成信号传输功能的部件(10)。(The invention relates to a method for producing a component (10) having an integrated signal transmission function, wherein a signal transmission structure (12) having a plurality of electrical conductors (14) is provided, and the signal transmission structure (12) is embedded in an electrically insulating carrier material (16), wherein at least one interface (18) for feeding signals into the conductors (14) and/or for reading signals out of the conductors (14) is produced on the component (10). The invention further relates to a component (10) having an integrated signal transmission function.)

具有集成信号传输功能的部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有集成信号传输功能的部件的方法以及一种具有集成信号传输功能的部件。

背景技术

传输在组成元件内的信号通常需要相对较高的成本,此外对组成元件的机械承载能力的要求也会增加。通常,在这样的组成元件中使用常规的布线组件或柔性电路板。这通常需要在制造过程中进行人工操作,且产生相应的成本。

发明内容

因此,本发明所要解决的技术问题是提供一种解决方案,通过该解决方案可以以尤其简单和可靠的方式在部件中实现信号传输功能。

在根据本发明的用于制造具有集成信号传输功能的部件的方法中,提供了一种具有多个电导体的信号传输结构,且所述信号传输结构被嵌入在电绝缘的载体材料中,其中在所述部件上制造有至少一个用于将信号馈送到导体中的接口和/或至少一个用于从导体中读出信号的接口。

所制造的部件例如可以是所谓的用于电力驱动机动车辆的高压箱。然而原则上,所述的部件可以是具有集成信号传输功能的任何部件。在所述的通常由铝制压铸壳体组成的高压箱的情况下,借助根据本发明的方法可以通过具有载体材料形式的塑料材料来代替这种高压箱,在该载体材料中已经嵌入了用作信号传输结构的电导体。

被嵌入在载体材料中的电导体构成具有信号传输功能的信号传输结构,尤其是与被填充有常规填料的部件相比,该嵌入在载体材料中的电导体可以实现所制造部件的高的机械承载能力。因此,通常被制造为铝制压铸壳体的部件可以借助根据本发明的方法通过具有集成金属栅格的塑料部件代替,其中金属栅格通过信号传输结构构成,且所述塑料部件由电绝缘的载体材料构成。此外,在根据本发明所制造的部件中提高了EMC(电磁兼容性)性能。此外,例如控制器等也可以被集成到部件中,所述控制器与几个或全部电导体以信号技术方式连接到一起。

通过根据本发明的方法可以,将信号传输功能集成在所述部件中。由此,通常可以将所需的布线组件部分地或全部地替换。从而可以降低用于实现这种信号传输功能的人工操作,从而能够降低过程风险。尤其是可以全自动化地实施根据本发明的方法。

换句话说,信号传输结构的被嵌入在绝缘载体材料中的导体构成一种“模制数据信号线”。信号传输结构的电导体显示出信号过程、信号截取和信号分配点。因此,通过根据本发明的方法,可以以尤其简单和可靠的方式提供具有集成的信号传输功能的部件。

所述方法的一种可能的实施方式规定,通过将导体编织成构成信号传输结构的金属编织网来制造信号传输结构。因此可以以尤其节省资源的方式来制造出信号传输结构。在信号传输结构的制造中,因为仅需提供导体(如有必要,将导体偏转继而将其编织成金属编织网),所以没有或几乎没有废料。

本发明的一种可能的替代性实施方式规定,通过将被设计为汇流排的导体从金属板中分离的方式由金属板制成信号传输结构。尤其可以通过激光将导体从金属板中分离。金属板可以例如是铝板或铜板,其中可以借助于激光装置切割出对应的汇流排走向。在此,最大优点是可以灵活地体现出任何轮廓,由此可以以单个装置快速地实现多个不同的变型和变更。为创建新的变型,对此仅需要重新编程对应的用于剪切的激光软件。

本发明的另一种可能的实施方案规定,在导体被编织成金属编织网后或者导体从金属板分离后,导体被成型为三维结构,且继而被嵌入载体材料中。因此,如果在信号传输结构中仅需要二维形廓,则可以将导体直接嵌入在绝缘的载体材料中。另一方面,如果需要或期望由电导体组成的信号传输结构具有三维轮廓,则可以规定,在将导体编织成金属编织网后或在将导体从金属板分离后,将导体成型为所述三维结构,接着首先将导体嵌入在载体材料中。在三维成型之后可以通过嵌入到载体材料中的导体来确保这种三维结构仍得到保持。

在本发明的另一可能的设计方案中规定,通过压印或模压成型将导体成型为三维结构。所述的成型可以被灵活地且模块化地搭建,以便其可以在生产过程中自动地调整变更和变型。

本发明的另一可能的设计方案规定,通过借助注塑成型工艺以载体材料来注塑包覆导体,或者通过使载体材料是其中嵌入有导体的热塑粘合剂,或者通过使载体材料是布置在导体上的薄膜,使得导体被嵌入到载体材料中。如果导体通过载体材料被注塑包覆,则导体和信号传输结构有助于部件的机械稳定性,在此原则上由导体构成的相应的轨被视作为填充物。为代替以载体材料注塑包覆的信号传输结构的导体,还可以将载体材料嵌入热塑粘合剂中或将载体材料嵌入薄膜中。在这两种情况下,都可以将导体固定在所需的模型中。

本发明的另一可能的设计方案规定,通过将信号传输结构嵌入载体材料中,首先制造出一个中间组成元件,所述中间组成元件被安装在部件构造中的其它组成元件上以形成该部件。因此,被嵌入到载体材料中的信号传输结构以中间组成元件的形式构成一种装配零件或装配组件。接着,中间组成元件原则上可以被任意安装在另一个组成元件上,由此构成该部件。当然,也可以以集成的信号传输结构来制造出多个这样的中间组成元件,且在构造部件的同时将它们安装在另一个组成元件上。也可替代地的是,在信号传输结构被嵌入到载体材料中时,也可以例如通过注塑成型工艺,直接制造成品部件。在后一种情况下,具有集成信号传输结构的整个部件可以通过单个工艺步骤来生产。

本发明的另一可能的实施方案规定,导体至少部分地由铝或铜制成。例如也可以由各种的铝合金或铜合金制出导体。导体可以例如具有圆形的但也可具有角形的横截面。例如,导体也可以具有六角形的横截面。在导体的角形横截面的情况下,有助于将导体尤其牢固地嵌入在载体材料中。根据应用,导体也可以具有不同的横截面或宽度。因此,不仅可以通过导体来传输信号,而且在希望且必要时,导体例如也可以具有更高的电流。

根据本发明的具有集成的信号传输功能的部件包括具有多个导体的信号传输结构,所述导体被嵌入在电绝缘的载体材料中,其中部件具有至少一个用于将信号馈送到导体中的接口和/或至少一个用于从导体读出信号的接口。所述的方法的可能的实施方案应被认为是所述部件的可能的实施方案,反之亦然。所述部件原则上可以是任何一个部件,其中尤其是一种用于机动车辆的部件,例如以高压箱或类似物的形式。

本发明的其它优点、特征和细节可以从以下可能的实施例的描述中,以及参考附图得出。以上在说明书中所述的特征和特征组合,以及以下在

附图说明

和/或仅在附图中单独示出的特征和特征组合,仅在不脱离本发明范围的情况下,不仅可以以分别指定的组合使用,还可以以其它的组合或以单独的方式使用。

附图说明

附图示出:

图1是示出了具有集成的信号传输功能的部件的高度示意性的示图,所述功能通过具有多个电导体的信号传输结构来实现,该电导体被嵌入在电绝缘的载体材料中。

图2是示出了信号传输结构的示意性示图

图3是示出了部件的另一可能的实施方式的高度示意性的示意图,其中被嵌入在绝缘载体材料中的信号传输结构是中间组成元件,在构造所述部件时已经将该中间组成元件安装在另一个组成元件上。

附图中相同的或功能相同的元件被设置为相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中,以高度示意性的图示示出了具有集成信号传输功能的部件10。部件10包括具有多个电导体14的信号传输结构12,其中为了清楚起见,并非所有电导体都被设置有附图标记。构成部件10的信号传输结构12的电导体14被嵌入在电绝缘的载体材料1中。部件10还包括多个接口18,用于将信号馈送到相应的导体14中和/或用于从导体14中读出信号。此外,部件10具有中央处理器19,其中汇聚了所有的导体14。

接口18可以部分地用作于截取信号,或例如还用作为测量点。几个接口18还可以用作于将电流馈送到部件10中或从部件10输出。在此示出的部件10例如可以是用于电力驱动车量的高压箱。然而原则上,在此处示出的部件10可以是在其中嵌入了具有在此示意性地示出的信号传输结构12的形式的信号传输功能的任意一个部件。

在图2中,以示意图示出了信号传输结构12。信号传输结构12可以例如通过将各个导体14编织成构成信号传输结构12的金属编织网来制造。替代地也可以,通过将被构造成汇流排的金属导体从金属板分离,由在此未示出的金属板制造出信号传输结构12。所述的分离可以例如借助于激光完成。

根据边界条件或应用,也可以将信号传输结构12制造成具有三维形廓。在这种情况下可以规定,在将导体14编织成金属编织网后或在将导体14从所述金属板中分离后,例如通过压印或模压成型将导体14成形为三维结构,然后嵌入载体材料16中。

在载体材料16中嵌入对应的导体14可以以多种方式进行。例如可以规定,将信号传输结构12的导体14通过注塑成型工艺以载体材料16注塑包覆。也可以替代地是,将载体材料16规定为具有热塑粘合剂的形式,在所述热粘合剂中嵌入有导体14。载体材料16也可以是其上布置有导体14的薄膜。

构件10尤其可以通过注塑成型在单个工艺步骤中直接制造,其中通过注塑成型工具制造出部件10的最终形廓,其中例如先前制造的信号传输结构12被布置有相应的导体14,且继而以载体材料16注塑包覆。

在图3中,高度示意性地示出了部件10的另一可能的实施方案。也可以首先通过将信号传输结构12嵌入载体材料16中来制造中间组成元件20,该中间组成元件可以在构造部件10时被安装在其它在此示意性示出的组成元件22上。例如,还可以制造具有相应的集成信号传输结构12的多个这样的中间组成元件20,以便能够在构造部件10时将多个这样的中间组成元件20安装在例如其它组成元件22上。但是,如已经提到的,也可以直接将信号传输结构12作为部件10的集成组成部分来制造,尤其是通过注塑成型将信号传输结构12以载体材料16注塑包覆,部件10的剩余部分例如也可以由此制成。

用于信号传输的电导体14例如可以由铝、铝合金、铜、铜合金或其它的导电材料制成。在此,导体14可以具有任何横截面形状,例如圆形、六角形或其他形状。导体14在部件10内构成一类栅格,且有助于提高部件10的机械承载能力。除了信号传输功能之外,导体14还有助于部件10的机械稳定性。

附图标记列表

10 部件

12 信号传输结构

14 导体

16 载体材料

18 接口

19 中央处理器

20 中间组成元件

22 其它组成元件

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