DE102009046489A1 - Protection device for electrical circuit, has spring element exhibiting two areas that are flexibly connected with each other, where one of areas is mechanically connected with carrier element i.e. conductor plate - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für eine elektrische Schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a protective device for an electrical circuit according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Schutzeinrichtung ist bereits bekannt und dient bei einer Leiterplatte in einem elektrischen Gerät, insbesondere einem Steuergerät, dazu, eine elektrische Leitung beim Auftreten einer Überlast beziehungsweise einer thermischen Überbeanspruchung aufzutrennen, damit der Stromfluss unterbrochen wird und weitere Beschädigungen zum Beispiel an Bauelementen zu vermeiden. Die bekannte Schutzeinrichtung weist hierzu ein bügelförmiges Federelement auf, das an seinen beiden Enden jeweils plane Auflagenflächen aufweist, die mit einer Seite der Leiterplatte durch eine Lötverbindung verbunden werden. Hierbei ist der erste Bereich derart ausgelegt, dass er die beiden stromführenden Kontaktflächen der elektrischen Leitung miteinander verbindet, während der andere Bereich unter Vorspannung mit der Leiterplatte verbunden ist. Beim Auftreten einer Überlast kommt es hierbei zu einem Überschreiten einer kritischen Temperatur, bei der sich die Lötverbindung an dem ersten Bereich auflöst und somit den ersten Bereich infolge der Vorspannung des Federelements von der Leiterplatte ablöst. Hierdurch wird der Stromfluss in der elektrischen Leitung wunschgemäß unterbrochen.Such a protective device is already known and used in a printed circuit board in an electrical device, in particular a control unit, to separate an electrical line in the event of overload or thermal overload, so that the current flow is interrupted and to avoid further damage, for example, to components. The known protective device has for this purpose a bow-shaped spring element which has at its two ends in each case planar support surfaces which are connected to one side of the circuit board by a solder connection. Here, the first region is designed such that it connects the two current-carrying contact surfaces of the electrical line with each other, while the other region is connected under prestress with the circuit board. When overload occurs, a critical temperature is exceeded at which the solder joint dissolves at the first region and thus detaches the first region from the printed circuit board as a result of the prestressing of the spring element. As a result, the flow of current in the electrical line is interrupted as desired.
Nachteilig hierbei ist, dass die bekannte Schutzeinrichtung nur beschränkt für einen beidseitigen Lötprozess an einer Leiterplatte eingesetzt werden kann. Das resultiert daher, dass beim Verbinden des vorbekannten Federelements mit einer Seite der Leiterplatte die Gefahr besteht, dass beim Umdrehen der Leiterplatte und dem anschließenden Verlöten von Bauteilen auf der zweiten Leiterplattenseite die Verbindungsstellen des Federelements auf der ersten Leiterplattenseite durch Überschreiten deren Löttemperatur zerstört werden und somit das Federelement von der Leiterplatte zum Beispiel abfällt. Darüber hinaus ist es nachteilhaft, dass im Auslösefall für die Sicherungseinrichtung die Gefahr besteht, dass das Federelement sich komplett von der Leiterplatte löst und somit sich im Steuergerät undefiniert bewegt.The disadvantage here is that the known protective device can be used only limited for a double-sided soldering on a circuit board. The result, therefore, that when connecting the prior art spring element with one side of the circuit board there is a risk that when turning the circuit board and the subsequent soldering of components on the second circuit board side, the junctions of the spring element on the first circuit board side are destroyed by exceeding their soldering temperature and thus the spring element from the printed circuit board drops, for example. In addition, it is disadvantageous that in the case of triggering the safety device there is a risk that the spring element will be completely detached from the circuit board and thus moves undefined in the control unit.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung für eine elektrische Schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Schutzeinrichtung bei Leiterplatten verwendet werden kann, welche auf beiden Seiten Lötverbindungen aufweisen beziehungsweise einem Lötprozess unterzogen werden. Diese Aufgabe wird bei einer Schutzeinrichtung für eine elektrische Schaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt hierbei die Idee zugrunde, dass durch eine mechanische, insbesondere kraft- oder formschlüssige Verbindung des zweiten Bereichs mit dem Trägerelement das Federelement fest mit dem Trägerelement verbindbar ist. Dadurch kann diese mechanische Verbindung durch später auftretende Temperatureffekte im Gegensatz zum Stand der Technik, bei der auch der zweite Bereich verlötet ist, nicht mehr gelöst werden.Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a protective device for an electrical circuit according to the preamble of claim 1 such that the protective device can be used in circuit boards, which have solder joints on both sides or be subjected to a soldering process. This object is achieved in a protective device for an electrical circuit with the features of claim 1. The invention is based on the idea that by a mechanical, in particular non-positive or positive connection of the second region with the carrier element, the spring element is firmly connected to the carrier element. As a result, this mechanical connection can no longer be solved by later occurring temperature effects, in contrast to the prior art, in which the second area is also soldered.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung für eine elektrische Schaltung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the protective device according to the invention for an electrical circuit are specified in the subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.
Um den zweiten Bereich mechanisch mit dem Trägerelement zu verbinden, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zweite Bereich wenigstens ein Befestigungselement aufweist, das form- und/oder kraftschlüssig mit dem Trägerelement verbunden ist.In order to mechanically connect the second region to the carrier element, it is provided according to the invention that the second region has at least one fastening element which is positively and / or non-positively connected to the carrier element.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das mindestens eine Befestigungselement als Befestigungspin ausgebildet ist, der in eine Öffnung des Trägerelements eingreift. Dadurch lässt sich eine kompakte und sichere Verbindung des Federelements mit dem Trägerelement bewerkstelligen.In a particularly preferred embodiment, it is provided that the at least one fastening element is designed as a fastening pin, which engages in an opening of the carrier element. This makes it possible to accomplish a compact and secure connection of the spring element with the carrier element.
Insbesondere ist es herbei vorgesehen, dass das Trägerelement als eine die elektrische Schaltung tragende Leiterplatte und die Öffnung als Durchgangsbohrung in der Leiterplatte ausgebildet ist.In particular, it is provided forth that the carrier element is designed as a circuit board carrying the electrical circuit and the opening is formed as a through hole in the circuit board.
Um eine mechanisch sichere Verbindung des Befestigungspins mit der Leiterplatte zu ermöglichen, ist es hierbei besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Befestigungspin wenigstens einen Verriegelungsbereich aufweist, der gegen die der dem Federelement gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte umlegbar ist.In order to enable a mechanically secure connection of the fastening pin to the printed circuit board, it is particularly preferred that the fastening pin has at least one locking region, which can be folded against the side of the printed circuit board opposite the spring element.
Um Lot- beziehungsweise Montageprozesse der Leiterplatte auf der dem Federelement gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte möglichst wenig zu behindern, ist es darüber hinaus besonders vorteilhaft, wenn der Befestigungspin eine Länge aufweist, bei der dieser mit seiner Spitze bei mit der Leiterplatte verbundenem erstem Bereich die Öffnung in der Leiterplatte vor der Befestigung des zweiten Bereichs mit der Leiterplatte auf der dem Federelement gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte nicht überragt.To impede soldering or assembly processes of the printed circuit board on the opposite side of the printed circuit board as little as possible, it is also particularly advantageous if the mounting pin has a length at which this with its tip when connected to the circuit board first area the opening in the printed circuit board does not protrude above the printed circuit board on the side of the printed circuit board opposite the spring element before the second region is fastened.
Eine besonders einfache und wirtschaftliche Herstellbarkeit, bei der das Filterelement zudem eine hohe Vorspannkraft aufweisen kann wird ermöglicht, wenn das Federelement als einstückiges Stanzbiegeteil ausgebildet ist und einen die beiden Bereiche verbindenden Zwischenbereich aufweist, der insbesondere gebogen geformt ist.A particularly simple and economical manufacturability, in which the filter element also a high biasing force can be made possible when the spring element is formed as a one-piece stamped and bent part and has an intermediate region connecting the two regions, which is in particular bent.
Um eine maschinelle Bestückung des Federelements an der Leiterplatte zu ermöglichen, bei der das Federelement ähnlich wie andere Bauteile, zum Beispiel SMD-Bauteile, mittels eines Saug- oder Haltegreifers bestückt werden kann, ist es darüber hinaus besonders vorteilhaft, wenn der erste Bereich wenigstens eine plane Haltefläche für eine Handhabungseinrichtung aufweist.In order to enable a machine assembly of the spring element on the circuit board, in which the spring element similar to other components, for example, SMD components, can be equipped by means of a suction or holding gripper, it is also particularly advantageous if the first region at least one having plane holding surface for a handling device.
Hierbei ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Schwerpunkt des Federelements bei auf dem ersten Bereich stehendem Federelement innerhalb des ersten Bereichs angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass das Federelement, wenn dieses von der Handhabungseinrichtung freigegeben wird, auf der Leiterplatte nicht kippt beziehungsweise ortsfest stehen bleibt und somit relativ problemlos mit der Leiterplatte verlötet werden kann.In this case, it is particularly preferably provided that the center of gravity of the spring element is arranged within the first region when the spring element is stationary on the first region. This ensures that the spring element, when this is released by the handling device, does not tilt on the circuit board or remain stationary and thus can be soldered relatively easily to the circuit board.
Eine besonders sichere Verbindung des ersten Bereichs mit der Leiterplatte wird ermöglicht, wenn der erste Bereich wenigstens eine zusätzliche, von den Kontakten der elektrischen Leitung örtlich getrennte Verbindungsstelle mit dem Trägerelement aufweist.A particularly secure connection of the first region to the printed circuit board is made possible if the first region has at least one additional connection point, which is spatially separate from the contacts of the electrical line, with the carrier element.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings. These show in:
In den
In der
Der erste Bereich
Das Federelement
Beabstandet zu den beiden Kontakten
Zur Montage des Federelements
Anschließend kann die soweit mit dem Federelement
Sollte es während des Betriebs der elektrischen Schaltung zu einer thermischen Überlastung, zum Beispiel infolge eines überhöhten Stroms oder aufgrund eines anderen Grundes an den beiden Kontakten
Die soweit beschriebene Schutzeinrichtung
Claims (10)
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