DE102006046594A1 - Elektrische Schaltungsanordnung, insbesondere für einen elektrischen Schalter - Google Patents

Elektrische Schaltungsanordnung, insbesondere für einen elektrischen Schalter Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung (3) mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen (4) und mit einem Trägersubstrat (5), wobei die Bauelemente (4) auf dem Trägersubstrat (5) angeordnet sind, sowie mit einem Metallteil (7) in der Art eines Kühlkörpers, an dem das Trägersubstrat (5) wärmeleitend anliegt. Das Metallteil (7) weist Federklammern (8, 8') auf, derart, daß das Trägersubstrat (5) durch Einschieben zwischen die Federklammern (8, 8') und dem Metallteil (7) am Metallteil (7) gehalten ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Auf einem Trägersubstrat angeordnete elektrische Schaltungen besitzen einen weiten Einsatzbereich, beispielsweise in Steuergeräten, Elektrohaushaltsgeräten oder Elektrowerkzeugen. Insbesondere sind solche Schaltungen, die zur Ansteuerung eines Elektromotors in einem Elektrowerkzeug dienen, mit dem Trägersubstrat im Gehäuse des Schalters für das Elektrowerkzeug angeordnet.
  • Eine derartige elektrische Schaltungsanordnung besteht aus elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen. Die Bauelemente sind auf einem Trägersubstrat angeordnet. Ein Schalter für ein Elektrowerkzeug, und zwar für ein Akku-Elektrowerkzeug, in dessen Gehäuse das Trägersubstrat der Ansteuerschaltung untergebracht ist, ist beispielsweise in der DE 41 14 854 A1 gezeigt.
  • Während des Betriebs der elektrischen Schaltungsanordnung wird Wärme in den Bauelementen erzeugt. Diese Verlustwärme muß abgeführt werden, um thermische Beschädigungen der Bauelemente und dadurch eine Zerstörung der Schaltungsanordnung zu verhindern. Dies geschieht über ein Metallteil in der Art eines Kühlkörpers, mit dem das Trägersubstrat, gegebenenfalls über einen Leistungshalbleiter und dessen Kühlfahne, in wärmeleitender Verbindung steht.
  • Es hat sich herausgestellt, daß bei Schaltungsanordnungen mit höherer Verlustwärme, die effektive Abfuhr der Wärme begrenzt ist. Insbesondere bei elektrischen Schaltern für Elektrowerkzeuge mit großer Leistung, bei denen eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung, zur Drehmomentabschaltung o. dgl. im Gehäuse des Schalters angeordnet ist, haben sich entsprechende Beeinträchtigen bis hin zum vorzeitigem Ausfall des Schalters ergeben. Vor allem ist dieses Problem bei Akku-Elektrowerkzeugen relevant, wo hohe Ströme durch den Schalter fließen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltungsanordnung mit einer verbesserten Wärmeabfuhr zu schaffen. Insbesondere soll ein elektrischer Schalter, der beispielsweise in einem Elektrowerkzeug mit hoher Leistung eingesetzt wird, in dieser Hinsicht verbessert werden.
  • Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen elektrischen Schaltungsanordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung weist das Metallteil wenigstens eine Federklammer auf, derart daß das Trägersubstrat durch Einschieben zwischen die Federklammer und dem Metallteil am Metallteil gehalten ist. Eine derartige Schaltungsanordnung gestattet eine besonders effiziente Abfuhr der in den Bauelementen erzeugten Verlustwärme. Zudem bilden das Trägersubstrat mit den elektrischen Bauelementen und das Metallteil als Kühlkörper eine kompakte und in einfacher sowie kostengünstiger Weise vormontierbare Einheit. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei dem Trägersubstrat kann es sich in bekannter Art und Weise um eine Leiterplatte, eine Platine, ein Keramikmodul o. dgl. handeln. Das Trägersubstrat läßt sich einfach zwischen die Federklammern und dem Metallteil einschieben. Die Federklammern besitzen eine in Richtung auf das Trägersubstrat wirkende Elastizität, derart daß das Trägersubstrat an das Metallteil angepreßt sowie fixiert wird. Trotz der Einfachheit wird dadurch eine hohe Funktionssicherheit erzielt. Ergänzend kann wenigstens eine der Federklammern eine elektrische Anschlußfläche, die in der Art eines Kontaktpads, einer Leiterbahn o. dgl. ausgestaltet ist, auf dem Trägersubstrat elektrisch kontaktieren. Die Federklammer wirkt dann gleichzeitig als federnder Kontaktarm, wobei aufgrund des Anpreßdrucks des Kontaktarms eine gute sowie sichere elektrische Kontaktierung gewährleistet ist.
  • In einer besonderen Ausgestaltung ist ein weiteres elektrisches Bauteil, das im Betrieb eine hohe Verlustwärme erzeugt, direkt am Metallteil befestigt. Bei diesem weiteren elektrischen Bauteil kann es sich beispielsweise um einen Leistungshalbleiter, eine Freilaufdiode o. dgl. handeln, das durch Verlöten am Metallteil befestigt ist. Selbstverständlich können auch mehrere dieser weiteren elektrischen Bauteile auf dem als Kühlkörper dienenden Metallteil befestigt sein. Ein solches weiteres elektrisches Bauteil liegt mit einem Anschluß, einer Anschlußfläche o. dgl. auf dem elektrischen Potential des Metallteils. Ergänzend bietet es sich an, daß wenigstens ein elektrischer Anschluß des weiteren elektrischen Bauteils über die eine Federklammer mit der einen elektrischen Anschlußfläche auf dem Trägersubstrat elektrisch verbunden ist, um so in einfacher Weise eine elektrische Verbindung des weiteren elektrischen Bauteils zur elektrischen Schaltung auf dem Trägersubstrat herzustellen. Der elektrische Anschluß des weiteren elektrischen Bauteils ist mit der Federklammer verlötet, verschweißt o. dgl., und zwar derart daß die Federklammer am elektrischen Anschluß fixierend befestigt ist.
  • Kostengünstig läßt sich die Federklammer durch Stanzen am Metallteil und/oder Umbiegen in Richtung auf das Metallteil herstellen. Dabei fixieren zunächst Zwischenstege die Federklammern untereinander und/oder am Metallteil. Falls erforderlich lassen sich durch weiteres Biegen Abwinklungen, Abkantungen o. dgl. an den Federklammern erzeugen. Anschließend werden dann die der elektrischen Kontaktierung zu den elektrischen Anschlußflächen auf dem Trägersubstrat dienenden Federklammern nach deren Verlöten mit den elektrischen Anschlüssen am weiteren elektrischen Bauteil freigestanzt. Dabei werden also die Zwischenstege an den Federklammern ausgestanzt, derart daß eine Trennung vom elektrischen Potential des Metallteils gegeben ist. Es erfolgt somit einer sichere Kontaktierung zwischen dem Trägersubstrat und dem weiteren elektrischen Bauteil über die freigestanzten Leitungsbahnen des Metallteils.
  • Je nach Erfordernis in dem Gerät, in dem die Schaltungsanordnung zum Einsatz kommt, kann das Metallteil als ebener, abgewinkelter, eine Freiformfläche aufweisender o. dgl. Kühlkörper ausgestaltet sein. Das Metallteil läßt sich aus einem Metallblech herstellen. Wird zur Erzeugung der Federklammern ein Stanzprozeß vorgesehen, so handelt es sich also bei dem Metallteil um eine Art von Stanzgitterkühlkörper.
  • Zusammenfassend ist für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung festzustellen, daß das weitere elektrische Bauteil, und zwar ein Leistungshalbleiter, auf einem Stanzgitterkühlkörper durch Löten aufgebracht wird. Anschließend werden die Zwischenstege an den Kontaktarmen ausgestanzt und die Platine wird eingeschoben. Hierbei kommt es zu einer sicheren Kontaktierung von Platine und weiterem elektrischen Bauteil über die freigestanzten Leitungsbahnen des Stanzgitterkühlkörpers. Da die Kontaktarme des Stanzgitterkühlkörpers federn, wird das Modul angepreßt, womit eine gute Kontaktierung gewährleistet und das Modul zur Modulbefestigung am Stanzgitterkühlkörper fixiert wird.
  • Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung läßt sich besonders vorteilhaft bei einem elektrischen Schalter einsetzen. Ein solcher Schalter findet vor allem in Elektrowerkzeugen, wie in einem mit Gleichspannung betriebenen Akku-Elektrowerkzeug oder einem mit Wechselspannung betriebenen Elektrowerkzeug Verwendung, kann jedoch auch in sonstigen Elektrogeräten, Hausgeräten o. dgl. eingesetzt sein. Der Schalter besitzt ein Gehäuse, in der die elektrische Schaltungsanordnung derart angeordnet ist, daß das Metallteil zur Wärmeabfuhr von der Schaltungsanordnung und/oder einem am Metallteil befestigten weiteren elektrischen Bauteil, insbesondere einem Leistungshalbleiter, einer Freilaufdiode o. dgl., aus dem Gehäuse herausragt. Ein solcher elektrischer Schalter, bei dem eine besonders effiziente Wärmeabfuhr gewährleistet ist, ist einfach aufgebaut und spart daher Kosten.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine verbesserte Wärmeabfuhr mit optimaler Kühlleistung aus der Schaltungsanordnung gegeben ist. Dadurch arbeitet die Schaltungsanordnung betriebssicherer. Es kommt zu weniger vorzeitigen Ausfällen und die Lebensdauer der Schaltungsanordnung wird verlängert. Wird die erfindungsgemäße elektrische Schaltungsanordnung für einen elektrischen Schalter verwendet, so ist dieser für den Betrieb mit hoher Leistung geeignet.
  • Desweiteren ist eine gute elektrische Verbindung vom weiteren elektrischen Bauteil zur Platine mit einfachen Mitteln gegeben. Dabei wird ein zusätzliches Kabel o. dgl., das nachträglich anzulöten wäre, gespart. Das weitere elektrische Bauteil kann auf dem Kühlkörper an einer fast beliebigen Position sitzen, und zwar auch außerhalb des Gehäuses sowie entfernt von der Platine, falls dies notwendig ist.
  • Die Form und Baugröße der gesamten Einheit, die eine stabile Baugruppe darstellt, kann in einfacher Weise flexibel den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden. Die Platine mit den zugehörigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen und der Kühlkörper mit dem weiteren elektrischen Bauteil können unabhängig voneinander gefertigt werden. Bei der Endmontage ist lediglich die Platine an den Federklammern des Kühlkörpers einzuschieben. Vor allem bei großen Stückzahlen handelt es sich um eine sehr kostengünstige Lösung.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 einen elektrischen Schalter in Seitenansicht,
  • 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1,
  • 3 das Metallteil in perspektivischer Ansicht von der einen Seite gesehen, in der die Schaltungsanordnung sichtbar ist,
  • 4 das Metallteil in perspektivischer Ansicht von der anderen Seite gesehen, in der das weitere elektrische Bauteil sichtbar ist,
  • 5 einen Ausschnitt aus 3 in vergrößerter Darstellung und
  • 6 einen Ausschnitt aus 4 in vergrößerter Darstellung bei der Herstellung des Metallteils.
  • In 1 ist ein elektrischer Schalter 1 zu sehen, der für ein Elektrowerkzeug, und zwar insbesondere für ein mit Gleichspannung betriebenes Akku-Elektrowerkzeug zu verwenden ist. Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2, ein in der Art eines Drückers ausgebildetes, am Gehäuse 2 beweglich angeordnetes Betätigungsorgan 13 für die manuelle Betätigung des Elektrowerkzeugs durch den Benutzer, ein in der Art eines Umschalthebels ausgebildetes Betätigungselement 14 zur Umschaltung des Rechts-Links-Laufs für das Elektrowerkzeug sowie am Gehäuse 2 angeordnete Anschlußklemmen 15 zur elektrischen Verbindung mit dem Akku. Selbstverständlich kann ein solcher Schalter 1 bei entsprechender Ausgestaltung auch für ein mit Wechselspannung betriebenes Elektrowerkzeug verwendet werden.
  • Wie weiter in 2 schematisch dargestellt ist, ist im Gehäuse 2 eine elektrische Schaltungsanordnung 3 zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors im Elektrowerkzeug angeordnet. Die Schaltungsanordnung 3 kann auch eine Drehmomentabschaltung des Elektromotors, die beispielsweise für Schraubarbeiten mit dem Elektrowerkzeug verwendbar ist, oder eine sonstige Funktionalität des Elektrowerkzeugs beinhalten. Die Schaltungsanordnung 3 enthält damit zumindest einen Teil der Steuerelektronik für den Elektromotor des Elektrowerkzeugs. Das Gehäuse 2 nimmt in bekannter Weise noch weitere Teile des Schalters 1 auf, wie das Kontaktsystem o. dgl., was jedoch nicht weiter gezeigt ist.
  • Die in der Art eines Moduls ausgestaltete Schaltungsanordnung 3 weist elektrische und/oder elektronische Bauelemente 4 auf, die auf einem Trägersubstrat 5 angeordnet sind. Auf dem Trägersubstrat 5, bei dem es sich um eine Leiterplatte, eine Platine, einen Keramikträger o. dgl. handelt, befinden sich weiterhin die zu den Bauelementen 4 o. dgl. führenden, und deren elektrische Verbindung herstellenden Leiterbahnen 6, was auch näher aus 5 ersichtlich ist. Das Trägersubstrat 5 liegt wärmeleitend an einem Metallteil 7 an, das mittels Halterungen 17 im Gehäuse 2 befestigt ist. Das Metallteil 7 dient zur Wärmeabfuhr und ist in der Art eines Kühlkörpers, und zwar eines nachfolgend noch näher erläuterten Stanzgitterkühlkörpers, ausgestaltet. Hierzu ist die Schaltungsanordnung 3 mitsamt dem Metallteil 7 derart im Gehäuse 2 angeordnet, daß das Metallteil 7 aus dem Gehäuse 2 herausragt. Zur Befestigung des Trägersubstrats 5 am Metallteil 7 weist das Metallteil 7 Federklammern 8, 8' auf, derart daß das Trägersubstrat 5 durch Einschieben zwischen die Federklammern 8, 8' und dem Metallteil 7 am Metallteil 7 gehalten ist.
  • Wie man anhand der 3 oder 5 sieht, besitzen die Federklammern 8, 8' eine in Richtung auf das Trägersubstrat 5 wirkende Elastizität, so daß das eingeschobene Trägersubtrat 5 an das Metallteil 7 angepreßt wird. Die Federklammern 8, 8' dienen jedoch nicht nur zum Fixieren des Moduls 3. Wenigstens eine Federklammer 8 dient zusätzlich zur elektrischen Kontaktierung einer elektrischen Anschlußfläche 9 auf dem Trägersubstrat 5. Die elektrische Anschlußfläche 9 kann in der Art eines Kontaktpas, einer Leiterbahn o. dgl. ausgestaltet sein. Somit wirkt die Federklammer 8 zusätzlich als Kontaktarm. Da die Kontaktarme 8 des Stanzgitterkühlkörpers 7 eine federnde Elastizität aufweisen, ist aufgrund des Anpreßdrucks des Kontaktarms 8 an die Anschlußfläche 9 eine gute elektrische Kontaktierung gewährleistet.
  • Ein weiteres elektrisches Bauteil 10 mit einer hohen Verlustwärmeerzeugung ist direkt am Metallteil 7 befestigt, was in 4 zu sehen ist. Bei dem weiteren elektrischen Bauteil 10 handelt es sich um einen Leistungshalbleiter, eine Freilaufdiode o. dgl., wobei das weitere elektrische Bauteil 10 mit einem Anschluß 11', einer Anschlußfläche o. dgl. auf dem elektrischen Potential des Metallteils 7 liegt. Dadurch kann das weitere elektrische Bauteil 10 durch Verlöten mit diesem Anschluß 11' bzw. mit dieser Anschlußfläche auf dem Metallteil 7 befestigt werden. In 4 ist zwar nur ein einziges weiteres elektrisches Bauteil 10 gezeigt, selbstverständlich können auch mehrere solche weiteren elektrischen Bauteile auf dem Kühlkörper 7 befestigt sein, falls diese auf demselben elektrischen Potential liegen. Wenigstens ein weiterer elektrischer Anschluß 11 des weiteren elektrischen Bauteils 10 ist über die eine Federklammer 8 mit der in 5 sichtbaren einen elektrischen Anschlußfläche 9 auf dem Trägersubstrat 5 elektrisch verbunden, so daß der Kontaktarm 8 die elektrische Verbindung für das weitere elektrische Bauteil 10 zum Trägersubstrat 5 bewirkt. Der elektrische Anschluß 11 des weiteren elektrischen Bauteils 10 ist mit der Federklammer 8 verlötet, verschweißt oder in sonstiger Weise verbunden, derart daß die Federklammer 8 am elektrischen Anschluß 11 fixierend befestigt ist.
  • Je nach Erfordernis kann das Metallteil 7 als ebener, abgewinkelter, eine Freiformfläche aufweisender oder eine sonstige zweckmäßige Form besitzender Kühlkörper ausgestaltet sein. Am Kühlkörper 7 befinden sich die Federklammern 8, 8' zur Fixierung des Trägersubstrats 5. Ein derartiges mit Federklammern 8, 8' versehenes Metallteil 7 läßt sich besonders einfach und kostengünstig aus einem Metallblech in der Art eines Stanzgitterkühlkörpers herstellen, wie nachfolgend näher erläutert ist.
  • Am Metallteil 7 werden zuerst die Federklammern 8, 8' durch Stanzen als langgestreckte Teile hergestellt. Dabei fixieren zunächst Zwischenstege 12 die Federklammern 8, 8' untereinander und/oder am Metallteil 7, wie in 6 gezeigt ist. Die langgestreckten Teile werden dann in Richtung auf das Metallteil 7 zur eigentlichen Federklammer 8, 8' umgebogen. Um die Federkraft weiter zu erhöhen, können gegebenenfalls durch weiteres Biegen Abwinklungen 16, Abkantungen o. dgl. an den Federklammern 8, 8' erzeugt werden. Die der elektrischen Kontaktierung zu den elektrischen Anschlußflächen 9 auf dem Trägersubstrat 5 dienenden Federklammern 8 werden dann mit den elektrischen Anschlüssen 11 am weiteren elektrischen Bauteil 10 verlötet. Da dann diese Federklammern 8 an den Anschlüssen 11 fixiert sind, können danach die Federklammern 8 freigestanzt werden, indem die Zwischenstege 12 an den Federklammern 8 ausgestanzt werden. Dadurch ist auch eine Trennung dieser Federklammern 8 vom elektrischen Potential des Metallteils 7 gegeben. Es ist somit eine sichere Kontaktierung des weiteren elektrischen Bauteils 10 mit dem Trägersubstrat 5 über die freigestanzten Kontaktarme 8 des Stanzgitterkühlkörpers 7 gewährleistet. Die eine Federklammer 8' schließlich bleibt mit dem Metallteil 7 elektrisch verbunden und überträgt damit das elektrische Potential des Metallteils 7 auf das Modul 3, wie man anhand von 3 und 4 erkennt.
  • Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung 3 im Gehäuse 2 des elektrischen Schalters 1 beschränkt. Genausogut kann diese Schaltungsanordnung 3 auch an sonstiger zweckmäßiger Stelle im Elektrowerkzeug an sich angeordnet sein. Die Erfindung umfaßt auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. So kann die Erfindung nicht nur für elektrische Schalter und Elektrowerkzeuge Verwendung finden, sondern kann vielmehr auch bei Schaltungsanordnungen auf Trägersubstraten für Steuergeräte, Elektrohaushaltsgeräte, Elektrogartengeräte, sonstige Elektrogeräte, Werkzeugmaschinen o. dgl. eingesetzt werden.
  • 1
    elektrischer Schalter
    2
    Gehäuse
    3
    elektrische Schaltungsanordnung/Modul
    4
    Bauelement
    5
    Trägersubstrat
    6
    Leiterbahn
    7
    Metallteil/Kühlkörper/Stanzgitterkühlkörper
    8, 8'
    Federklammer/Kontaktarm
    9
    (elektrische) Anschlußfläche (auf Trägersubstrat)
    10
    (weiteres elektrisches) Bauteil
    11, 11'
    (elektrischer) Anschluß (von weiterem elektrischen Bauteil)
    12
    Zwischensteg
    13
    Betätigungsorgan
    14
    Betätigungselement
    15
    Anschlußklemme
    16
    Abwinklung (an Federklammer)
    17
    Halterung (für Metallteil)

Claims (6)

  1. Elektrische Schaltungsanordnung mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen (4), mit einem Trägersubstrat (5), wobei die Bauelemente (4) auf dem Trägersubstrat (5) angeordnet sind, und mit einem Metallteil (7) in der Art eines Kühlkörpers, wobei das Trägersubstrat (5) mit dem Metallteil (7) in wärmeleitender Verbindung steht, beispielsweise am Metallteil (7) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (7) wenigstens eine Federklammer (8, 8') aufweist, derart daß das Trägersubstrat (5) durch Einschieben zwischen die Federklammer (8, 8') und dem Metallteil (7) am Metallteil (7) gehalten ist.
  2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Trägersubstrat (5) um eine Leiterplatte, eine Platine, ein Keramikmodul o. dgl. handelt, daß vorzugsweise die Federklammern (8, 8') eine in Richtung auf das Trägersubstrat (5) wirkende Elastizität besitzen, derart daß das Trägersubstrat (5) an das Metallteil (7) angepreßt wird, und daß weiter vorzugsweise wenigstens eine Federklammer (8, 8') eine elektrische Anschlußfläche (9), insbesondere in der Art eines Kontaktpads, einer Leiterbahn o. dgl., auf dem Trägersubstrat (5) elektrisch kontaktiert.
  3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres elektrisches Bauteil (10), insbesondere ein Leistungshalbleiter, eine Freilaufdiode o. dgl., am Metallteil (7), beispielsweise durch Verlöten, befestigt ist, daß vorzugsweise das weitere elektrische Bauteil (10) mit einem Anschluß (11'), einer Anschlußfläche o. dgl. auf dem elektrischen Potential des Metallteils (7) liegt, daß weiter vorzugsweise wenigstens ein elektrischer Anschluß (11) des weiteren elektrischen Bauteils (10) über die eine Federklammer (8) mit der einen elektrischen Anschlußfläche (9) auf dem Trägersubstrat (5) elektrisch verbunden ist, und daß noch weiter vorzugsweise der elektrische Anschluß (11) des weiteren elektrischen Bauteils (10) mit der Federklammer (8) verlötet, verschweißt o. dgl. ist, insbesondere derart daß die Federklammer (8) am elektrischen Anschluß (11) befestigt ist.
  4. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federklammer (8, 8') durch Stanzen am Metallteil (7), wobei insbesondere Zwischenstege (12) die Federklammern (8, 8') untereinander und/oder am Metallteil (7) fixieren, und/oder Umbiegen in Richtung auf das Metallteil (7) sowie gegebenenfalls weiteres Biegen zur Erzeugung von Abwinklungen (16), Abkantungen o. dgl. hergestellt wird, und daß vorzugsweise die der elektrischen Kontaktierung zu den elektrischen Anschlußflächen (9) auf dem Trägersubstrat (5) dienenden Federklammern (8) nach Verlöten mit den elektrischen Anschlüssen (11) am weiteren elektrischen Bauteil (10) freigestanzt werden, insbesondere indem die Zwischenstege (12) an den Federklammern (8) ausgestanzt werden, derart daß eine Trennung vom elektrischen Potential des Metallteils (7) gegeben ist.
  5. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (7) als ebener, abgewinkelter, eine Freiformfläche aufweisender o. dgl. Kühlkörper ausgestaltet ist, und daß vorzugsweise das mit Federklammern (8, 8') versehene Metallteil (7) in der Art eines Stanzgitterkühlkörpers aus einem Metallblech hergestellt ist.
  6. Elektrischer Schalter, insbesondere für ein Elektrowerkzeug, wie ein mit Gleichspannung betriebenes Akku-Elektrowerkzeug oder ein mit Wechselspannung betriebenes Elektrowerkzeug, für ein Elektrogerät, für ein Hausgerät o. dgl., mit einem Gehäuse (2), und mit einer elektrischen Schaltungsanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei insbesondere die Schaltungsanordnung (3) derart im Gehäuse (2) angeordnet ist, daß das Metallteil (7) zur Wärmeabfuhr von der Schaltungsanordnung (3) und/oder einem am Metallteil (7) befestigten weiteren elektrischen Bauteil (10), insbesondere einem Leistungshalbleiter, einer Freilaufdiode o. dgl., aus dem Gehäuse (2) herausragt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008004961A1 (de) * 2008-01-18 2009-07-23 Marquardt Gmbh Kühlkörper für einen Elektrowerkzeugschalter
EP3007527A1 (de) * 2014-10-09 2016-04-13 Continental Automotive Systems, Inc. Anordnung und verfahren zum verbinden eines elektrischen bauelements mit einem schaltkreisteil

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008004961A1 (de) * 2008-01-18 2009-07-23 Marquardt Gmbh Kühlkörper für einen Elektrowerkzeugschalter
EP3007527A1 (de) * 2014-10-09 2016-04-13 Continental Automotive Systems, Inc. Anordnung und verfahren zum verbinden eines elektrischen bauelements mit einem schaltkreisteil
US10539585B2 (en) 2014-10-09 2020-01-21 Continental Automotive Systems, Inc. Arrangement and method for connecting an electrical component to a leadframe

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