CN109565924B - 具有热熔断路器的电子组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子组件(2)，特别是电动马达的电子组件，电子组件具有电路板(4)，电路板包括具有两个彼此间隔开的电流迹线端部(6a、6b)的引导电流的电流迹线(6)，电流迹线端部形成借助作为热熔断路器的特别是无预应力地制造的接触弓形件(8)来跨接的中断部位(10)，其中，接触弓形件(8)具有多重弯曲的、敞口的弓形件环状部(12)以及接触腿(14)和固定腿(16)，接触腿利用焊料与两个电流迹线端部(6a、6b)接触，固定腿具有插入电路板开口(22)的腿端部(20)，并且其中，固定腿(16)的腿端部(20)具有相对于电路板开口(22)的过盈，并且其中，在产生内部预应力的情况下对接触弓形件(8)施加变形。

Description

具有热熔断路器的电子组件
技术领域
本发明涉及一种电子组件，特别是用于机动车中的调节系统的电动马达的电子组件，其具有电路板，电路板包括具有两个彼此间隔开的电流迹线端部的引导电流的电流迹线，这些电流迹线端部形成借助作为热熔断路器的一件式接触弓形件来跨接的中断部位。
背景技术
作为机动车部件的电动马达驱动的调节系统，例如车窗升降机构、座椅调节机构、车门与天窗驱动器或散热器风扇驱动器，通常具有受控的电动马达。为此，例如公知无刷式电动马达，其中由旋转磁场驱动以能相对于定子转动的方式受支承的转子。为此，向定子的相绕组加载借助作为电子组件的(马达)电子器件来控制并调控的相应旋转电流或马达电流。
电子组件通常包括电子控制单元(电子器件)，该电子控制单元常包括呈钎焊部位或钎焊连接形式的弹簧加载的热熔断路器作为过载保护。在过载电流流经特定时间后，在钎焊部位上发生放热。钎焊部位的焊料随之熔融，从而因热熔断路器的弹性应力，导体迹线自发地中断。
参阅DE 10 2005 014 601 A1公知一种前述类型的电子组件，其具有带多重弯曲的敞口的弓形件环状部的接触弓形件，其中，该接触弓形件具有利用焊料与电流迹线端部接触的第一接触腿和第二接触腿。其中一个接触腿以未详细说明或描述的方式插入电路板开口中。在无预应力地组装电路板之后，接触弓形件变形，用以产生或建立内部(机械)预应力。
在热事件中，例如随着环境中的温度或过载电流上升，电路板与接触弓形件之间的焊料熔融并且接触弓形件转变到它的消除应力的位置。由此，中断了在电子器件中向元件或构件的电流输送。但在公知的热熔断路器中，无法确保并无法排除在特定的热事件和/或不利的热作用下是接触弓形件的第一接触腿的钎焊连接熔融还是它的第二接触腿的钎焊连接熔融，因此该接触弓形件无法与电路板充分固定或居于不受控的位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子组件(控制单元)，其包括特别适用的特别是能以简单的方式组装的热熔断路器。特别是，即使在热触发的情况下，热熔断路器的接触弓形件也会始终保持在电路板上的受控位置。
根据本发明利用权利要求1的特征达成上述目的的解决方案。有利的实施方案和改进方案参阅从属权利要求的主题。
为此，特别是电动马达或用于电动马达的电子组件(电子控制单元、电子器件)具有电路板，该电路板包括具有两个彼此间隔开的电流迹线端部的(引导电流的)电流迹线。在电流迹线端部之间形成借助作为热熔断路器的接触弓形件来跨接的中断部位。适当地，接触弓形件是优选无应力制成的冲压弯曲部分。带锡涂层的铜材料特别适合于作为基础材料用于SMD(表面贴装器件)技术中与电路板的钎焊过程。
接触弓形件具有多重弯曲的、朝向电路板敞口的弓形件环状部以及接触腿和固定腿。接触腿利用焊料与两个电流迹线端部接触，其中，电流迹线端部优选配设或涂覆有焊盘。优选不与其中任何电流迹线端部接触的固定腿具有插入电路板开口中的腿端部。此外，在最终组装中，固定腿同样可以借助焊料固定在电路板上。固定腿的腿端部具有相对于电路板开口的过盈，并且在组装过程中用于接触弓形件的定向，从而用于电路板上的热熔断路器的定向。
在组装过程中，在产生或建立内部预应力的情况下对接触弓形件施加变形，其中，当接触弓形件因其变形而(已经)受预应力时，优选同时将固定腿的腿端部压入电路板开口中，因此在最终组装时特别是以压配合的方式将该腿端部压入电路板开口中。
接触弓形件在形成单侧敞口的弓形件环状部的情况下具有多个、优选至少三个、更优选至少四个弯曲部位。优选设置在面向固定腿的环状部侧的区域内的弯曲部位中的一个弯曲部位近乎用作使接触弓形件变形的预定弯曲部位。适当地，该预定弯曲部位在弓形件环状部的从电路板向上突起的环状部子区段与外弯的环状部子区段之间形成。
由弓形件环状部的至少三个弯曲部位以及在上弯的且自电路板向上突起的环状部区段之间形成的中间的环状部区段并不覆盖中断部位，而是优选位于中断部位旁边。
在触发热熔断路器的情况下，如果焊料由于相应的放热而熔融，则接触弓形件的接触腿由于在变形过程中引入的内部预应力所致的弹簧复位力而自发地被抬起离开电路板并离开两个电流迹线端部，从而特别可靠地中断电流迹线。在触发的情况下，一方面，接触弓形件与电流迹线或电流迹线的置于中断部位两侧的电流迹线端部之间不再存在接触连接。另一方面，由于固定腿机械固定在电路板或相应的电路板开口中，同时确保接触弓形件不会居于非限定的位置，因为导致触发热熔断路器的发热实际上不会产生使接触弓形件与电路板的机械连接松脱的影响。
适当地，接触弓形件的弓形件环状部的中间的环状部区段与上弯的环状部区段或接触腿相比具有更大的区段宽度。通过这种方式，有利地针对不同的载流性能和/或不同的功率等级能够使用近乎相同的冲压弯曲部分作为接触弓形件。在此情形下，只有跨接中断部位的接触腿就其冲压几何形状而言在宽度上需要调整(横截面调整)。这种调整可以通过冲压弯曲组合工具中的工具插件实现。有利地，这种变型方案对相应的激活几何形状(Aktivierungsgeometrie)没有影响，并且接触弓形件的压模宽度对于所有变型方案而言均相同。
在适宜的实施方案中，在弓形件环状部的中间的环状部区段中引入优选长孔状的冲压开口。适宜地，该冲压开口至少延伸经过中间的环状部区段的三个弯曲部位中的一个弯曲部位。特别有利地，冲压开口大致从中间的环状部区段的中央延伸到邻接固定腿的上弯的并在那外弯的环状部子区段。由此，能够特别有利地且特别限定地使接触弓形件变形，用以产生其内部预应力。因此，还产生结构空间上相对较小的热熔断路器。
在特别有利的实施方案中，固定腿具有放置在电路板上、特别是此处的焊盘上的贴靠区段和上弯的腿区段。上弯的腿区段具有比贴靠区段更小的区段宽度，其中，上弯的腿区段的区段端部形成固定腿的插入电路板开口的腿端部。特别适宜地，接触弓形件的固定腿的上弯的腿区段构造成大致S形。
适当地，固定腿的上弯的腿区段形成用于产生接触弓形件变形的激活工具(Aktivierungswerkzeug)的贴靠面或放置面。
此外，该腿端部为了形成相对于电路板开口的过盈在几何形状上例如按照压配合方式或按照钝箭头方式构造。
特别有利地，固定腿的上弯的腿区段呈S形。由于腿区段优选的 S形，形成特别适用于产生接触弓形件变形的激活工具的贴靠面或放置面，其中，一方面激活工具使弓形件环状部变形，用以产生接触弓形件的内部预应力，并且优选另一方面激活工具使固定腿的腿端部在S 形腿区段同时变形的情况下压入相应的电路板开口中。
利用本发明实现的优势尤其在于，借助作为用于电子组件的热熔断路器的一件式接触弓形件能够实现SMD元件的固定，而无需额外的单独部件。从相同的组装方向实现了将接触弓形件固定在电路板上以及实现了使接触弓形件通过其变形激活而建立内部弹簧预应力。此外，通过这种方式实现的热熔断路器特别节省结构空间并节约成本。在工具中能够实现不同的功率等级，其中，能实现借助工具插件相应更改接触弓形件的接触腿的宽度。
一方面，特别有利地在电路板组装过程中可靠地对接触弓形件进行定向。另一方面，在采用压配合将固定腿的腿端部组装到对应的电路板开口之后，不依赖于热影响地，实现特别可靠地机械固定热熔断路器的位置。
接触弓形件的组装以及热熔断路器的组装包括其通过产生接触弓形件的内部预应力的激活，这可以特别有利地借助同一激活工具来实现，其方式是：该激活工具不仅可以设置和用在弓形件环状部处，用以使接触弓形件变形，并且可以设置和用在固定腿的腿端部处，用以建立该腿端部在电路板开口中的压配合。另外，易于实现借助固定腿的腿端部可靠地固定接触弓形件，其方式是：这种用来建立压配合的腿端部适当地作为接触弓形件的组成部分。在此有利地，S形的腿区段与固定腿适当地以材料接合的方式连接并因此作为优选制成冲压弯曲部分的接触弓形件的一件式的组成部分。
附图说明
下面参照附图详细说明本发明的具体实施例。在附图中：
图1示出包括电路板的电子组件的局部透视图，该电路板包括具有两个彼此间隔开的电流迹线端部的引导电流的电流迹线，这些电流迹线端部形成借助作为热熔断路器的一件式接触弓形件来跨接的中断部位；
图2示出如图1所示的接触弓形件处于变形和压紧状态的视图；
图3示出如图1所示的接触弓形件处于热熔断路器的触发状态的视图；
图4示出用于压配合紧固(Press-Fit-Befestigung)在电路板的电路板开口中的接触弓形件的固定腿的放大细节图；
图5至图8示出接触弓形件变形并受预应力的侧视图；
图9示出如图4所示的固定腿的第一替代实施方案的视图；
图10示出具有固定腿的第二替代实施方案的组件的透视图；以及
图11示出具有固定腿的第三替代实施方案的组件的透视图。
在各附图中相互对应的零件和尺寸均标有相同的附图标记。
具体实施方式
图1截段式示出用于机动车的调节驱动器的未详细示出的电动马达的电子组件2。组件2包括配备有(未示出的)电气部件的电路板4，该电路板具有截段式示出的电流迹线6。电流迹线6还具有热熔断路器 8。热熔断路器8在运行期间保护电动马达免于过热和火灾危险。如果电动马达过热，则触发热熔断路器8，从而中断流向电动马达的电流。
热熔断路器8通过电流迹线6的中断部位10使引导马达电流的电流迹线端部6a和6b彼此连接。在图1的实施例中，特别是通过电路板4的长孔状的留空部在电流迹线端部6a和6b之间形成中断部位10。热熔断路器8实施为接触弓形件并且在下文中也称为接触弓形件。
接触弓形件8是具有多重弯曲的、敞口的弓形件环状部12的冲压弯曲部分，其在环状部端部侧上实施为在一侧具有接触腿14而在另一侧具有固定腿16。如图1至图3所示，可以清楚地看出，接触腿14桥状地搭接中断部位10。换言之，仅利用接触腿14跨接电流迹线端部 6a和6b之间的中断部位10。
在(未触发的)组装状态中，片状的接触腿14分别借助钎焊连接在一侧紧固在电流迹线端部6a上而在另一侧紧固在电流迹线端部6b 上。由此形成的钎焊部位通过接触腿14使电流迹线端部6a和6b电接触并且使接触腿14与电路板4机械连接。
接触弓形件8优选由带锡涂层的铜材料无预应力地制成，以便特别是在SMD技术中能够制成接触腿14与电流迹线端部6a和6b的钎焊连接。这里，接触腿14的腿宽度或区段宽度的尺寸设计与马达电流的在正常运行中出现的电流强度相匹配。这就表明，接触腿14在正常运行中的焦耳放热不足以使电流迹线端部6a和6b之间的钎焊部位熔融。
为了实现接触弓形件8的熔断器功能，在无预应力的电路板组装之后，设置接触弓形件8的变形，用以产生或建立内部(机械)预应力(图2)。
接触弓形件8在组装状态下借助固定腿16通过钎焊连接机械接驳至焊盘18。此外，固定腿16具有舌状的腿端部20。在图4中详细示出的腿端部20能插入圆柱体的电路板开口22中，用于将接触弓形件8 紧固在电路板4上。这里，腿端部20具有如下腿宽度，该腿宽度参照电路板开口22的直径至少区段式地过盈地制造。为了紧固，腿端部20 被压入电路板开口22中。
在触发情况下，电流迹线端部6a和6b与接触腿14之间的钎焊部位以及焊盘18与固定腿16之间的钎焊部位因放热而熔融，接触腿14 则因接触弓形件8受预应力而枢转到非接触的部位(图3)。这里，通过借助腿端部20实现的机械固定确保了接触弓形件8即使在触发情况下也始终保持在电路板4上的限定位置。
下面结合图5至图8详细说明接触弓形件8的组装。
如图5至图8的侧视图所示，可以较清楚地看出，接触弓形件8 在该实施例中在形成弓形件环状部12的情况下基本上具有四个弯曲部位24a、24b、24c和24d。通过弯曲部位24a、24b、24c和24d，基本上形成弓形件环状部12的五个子区段，在下文中也称为环状部区段 12a、12b、12c、12d和12e。这里，环状部区段12a一体式或单片式过渡至接触腿14，并且环状部区段12e一体式或单片式过渡至固定腿16。弓形件环状部12在这些过渡区域中均具有未详细标出的弯曲部位，电路板4的弓形件环状部12借助这些弯曲部位基本上竖立。
在如图5所示的接触弓形件8的无压状态下，环状部区段12a和 12e基本上垂直于电路板4取向。环状部区段12a和12e在形成朝向电路板4取向的环口的情况下彼此平行且间隔开布置。较长的环状部区段12a借助基本上直角的弯曲部位24a过渡至环状部区段12b。这里，环状部区段12b平行于电路板4取向。
环状部区段12b与12c之间的弯曲部位24b具有基本上直角的弯曲角度。由此，环状部区段12c基本上平行于环状部区段12a和12e 取向。弯曲角度在下文中特别是称为弯曲部位弯曲的角度。这是两个相邻环状部区段之间的夹角，其中，特别是弓形件环状部12的环轮廓之内的角度称为弯曲角度。
环状部区段12c与12d之间的弯曲部位24c具有钝角的弯曲角度，即90°至180°的弯曲角度。由此，环状部区段12d相对于电路板4倾斜延伸或斜向延伸至弯曲部位24d。这里，弯曲部位24d具有优角的弯曲角度，即大于180°的弯曲角度。
这里，图1至图4中的接触弓形件8的实施例在环状部区段12d 的区域内具有两个附加的、为详细标记的弯曲部位，在受预应力过程中以这两个弯曲部位形成阶梯状凸肩作为预定弯曲部位。附加地，将长孔状的冲压开口26引入到弓形件环状部12中。特别是如图1至图3 可以看出，冲压开口26基本上从环状部区段12c经过弯曲部位24b、环状部区段12d和弯曲部位24c延伸至环状部区段12d。
环状部区段12a和12e形成弓形件环状部12的上弯的区域，其中，环状部区段12b、12c和12d基本上构成弓形件环状部12的布置在环状部区段12a与12e之间的中间区段。如图1至图3可以看出，该中间区段具有比接触腿14和固定腿16更宽的区段宽度。在这个加宽的区段宽度的区域内引入冲压开口26。
固定腿16具有紧固在焊盘18上的贴靠区段16a以及上弯的腿区段16b。特别是如图1至图4中所示，腿区段16b具有比贴靠区段16a 更小的区段宽度或腿宽度。腿区段16b在自由端侧过渡至腿端部20。这里，腿区段16b在贴靠区段16a与腿端部20之间具有基本上S形的弯曲轮廓。
在组装过程中，借用激活工具或压模28在产生或建立内部预应力 (弹簧预应力)的情况下对接触弓形件8施加变形(图6和图7)。弯曲部位24d在变形期间用作接触弓形件8的预定弯曲部位。
如图7和图8所示，弯曲部分24d的弯曲角度弯成约270°的优角，使得环状部区段12d基本上平行于电路板4取向。在变形过程中，环状部区段12a与接触腿14之间的弯曲部位如此掰开，使得环状部区段 12a相对于电路板4以一定倾斜角度斜向延伸。
在变形或受预应力过程期间，优选同时地，固定腿16的腿端部 20被压入电路板开口22中，因此在最终组装(图8)时特别是按照压配合方式紧固于该电路板开口中。为此，压模28压在腿区段16b的与电路板4间隔开的水平的S形腿上。换言之，水平的S形腿用作用于压模28的贴靠面或放置面16c。压模28使腿区段16b变形，从而锻扁或压缩腿区段16b的S形的轮廓(图7)。由此，同时将腿端部20压入电路板开口22中。
为了组装接触弓形件8，压模28基本上具有用于使弓形件环状部12变形并受预应力的第一压模区域28a以及用于使固定腿16变形并同时将腿端部20压入电路板开口22中的凸起状的第二压模区域28b。当弓形件环状部12变形时，其弯曲使得环状部区段12b、12c和12d至少区段式搭接固定腿16。这里，冲压开口26用作用于压模区域28b的留空部，从而使该压模区域可靠地作用于固定腿16。换言之，如图7 所示，压模区域28b至少部分地置入弓腿12的冲压开口26内。这就表明，冲压开口26用作有利于组装的用于激活工具28的自由空间。
在图9的实施例中示出固定腿16或腿端部20‘处于压入电路板开口22内的状态下的替代实施方案。在该实施例中，腿端部20‘在几何形状上基本上构建为钝箭头。这里，大致叶尖状的腿端部20‘具有从钝头延伸到头底部32的两个倾斜的外侧或侧翼30。这里，头底部32相对于电路板开口22为了压配合紧固而具有过盈。
在图10和图11中示出在接触弓形件8处于部分组装状态下的固定腿16的另外两种实施方式。在这些实施例中，电路板开口22至少区段式被焊盘18围住。
在图10的实施例中，固定腿16具有用于压模区段28a的加宽的贴靠面16c。由此，将腿端部20压入电路板开口22中变得简单。这里，将冲压开口34引入贴靠面16c中。
图11的实施例示出具有腿端部20的固定腿16，该腿端部在贴靠面16c的区域内具有两个沿周侧突出的冲压凸片36。因而，腿端部20 基本上具有T形的造型，其中，冲压凸片36形成水平的T形腿，并且能压入电路板开口22中的杆体形成竖直的T形腿。冲压凸片36会改进在压入电路板开口22过程中的力作用。这样就能改善大致S形的腿区段16b组装期间的折叠特性。
本发明不限于前述实施例。确切而言，在不脱离本发明主题的情况下，本领域技术人员能够从中得出本发明的其他变型方案。特别地，所有结合实施例描述的单独特征皆能以不同方式彼此组合，而不脱离本发明的主题。
附图标记列表
2 组件
4 电路板
6 电流迹线
6a、6b 电流迹线端部
8 热熔断路器/接触弓形件
10 中断部位
12 弓形件环状部
12a、12b、12c、12d、12e 环状部区段
14 接触腿
16 固定腿
16a 贴靠区段
16b 腿区段
16c 贴靠面，放置面
18 焊盘
20、20‘ 腿端部
22 电路板开口
24a、24b、24c、24d 弯曲部位
26 冲压开口
28 激活工具/压模
28a、28b 压模区域
30 侧翼/外侧
32 头底
34 冲压开口
36 冲压凸片

Claims (13)

1.电子组件(2)，所述电子组件具有电路板(4)，所述电路板包括具有两个彼此间隔开的电流迹线端部(6a、6b)的引导电流的电流迹线(6)，所述两个彼此间隔开的电流迹线端部形成借助作为热熔断路器的接触弓形件(8)来跨接的中断部位(10)，
-其中，所述接触弓形件(8)具有多重弯曲的、敞口的弓形件环状部(12)以及接触腿(14)和固定腿(16)，所述接触腿利用焊料与两个电流迹线端部(6a、6b)接触，所述固定腿具有插入电路板开口(22)的腿端部(20)；并且
-其中，所述固定腿(16)的腿端部(20)具有相对于所述电路板开口(22)的过盈；并且
-其中，在产生内部预应力的情况下对所述接触弓形件(8)施加变形，
电子组件具有所述接触弓形件(8)的固定腿(16)的S形上弯的腿区段(16b)，
腿端部在所述电路板开口的入口和出口之间被限制在电路板开口内，并且S形上弯的腿区段完全设置在电路板的开口的边界之外。
2.根据权利要求1所述的电子组件(2)，
其特征在于，
当所述接触弓形件(8)因其变形而受预应力时，所述固定腿(16)的腿端部(20)压入所述电路板开口(22)中。
3.根据权利要求1或2所述的电子组件(2)，
其特征在于，
所述接触弓形件(8)的弓形件环状部(12)在面向所述固定腿(16)的环状部侧上具有外弯的环状部区段(12d)，以形成用于所述接触弓形件(8)的变形的预定弯曲部位(24d)。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的电子组件(2)，
其特征在于，
在所述接触腿(14)与所述固定腿(16)之间形成所述接触弓形件(8)的弓形件环状部(12)的上弯的环状部区段(12a、12e)和具有至少三个弯曲部位(24a、24b、24c、24d)的中间的环状部区段(12b、12c、12d)。
5.根据权利要求4所述的电子组件(2)，
其特征在于，
所述弓形件环状部(12)的中间的环状部区段(12b、12c、12d)与所述接触腿(14)和/或所述固定腿(16)相比具有更大的区段宽度。
6.根据权利要求4所述的电子组件(2)，
其特征在于，
在所述弓形件环状部(12)的中间的环状部区段(12b、12c、12d)中引入冲压开口(26)。
7.根据权利要求6所述的电子组件(2)，
其特征在于，
所述冲压开口(26)延伸经过所述中间的环状部区段(12b、12c、12d)的三个弯曲部位(24b、24c、24d)中的至少一个弯曲部位。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的电子组件(2)，
其特征在于，
所述固定腿(16)包括放置在所述电路板(4)上的贴靠区段(16a)和与所述贴靠区段(16a)相比具有减小的区段宽度的上弯的腿区段(16b)，所述上弯的腿区段的区段端部形成插入所述电路板开口(22)中的腿端部(20)。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的电子组件(2)，
其特征在于，电子组件是电动马达的电子组件。
10.根据权利要求8所述的电子组件(2)，
其特征在于，
所述固定腿(16)的S形上弯的腿区段(16b)形成用于产生所述接触弓形件(8)的变形的激活工具(28)的贴靠面或放置面(16c)。
11.根据权利要求1至2中任一项所述的电子组件(2)，
其特征在于，
所述固定腿(16)包括放置在焊盘(18)上的贴靠区段(16a)和与所述贴靠区段(16a)相比具有减小的区段宽度的上弯的腿区段(16b)，所述上弯的腿区段的区段端部形成插入所述电路板开口(22)中的腿端部(20)。
12.根据权利要求1至2中任一项所述的电子组件(2)，
其特征在于，接触弓形件是无预应力地制造的。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的电子组件(2)用于机动车的调节系统或调节驱动器的电动马达的用途。
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