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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei dem elektrischen Bauelement kann es sich um einen elektrischen Schalter handeln, der in elektrischen Baugruppen Verwendung finden kann. Beispielsweise kann es sich bei einer solchen Baugruppe um ein elektrisches Schloss, eine elektrische Lenkungsverriegelung, ein elektrisches Zündschloss, ein Steuergerät o. dgl. in einem Kraftfahrzeug handeln.
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Ein derartiges elektrisches Bauelement besitzt wenigstens einen elektrischen Anschluss. Der elektrische Anschluss ist in einer Aufnahme an einem Träger ansteckbar und/oder einsteckbar. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatte handeln. Anschließend wird eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Bauelement und einer Kontaktfläche auf dem Träger, bei der es sich beispielsweise um eine Leiterbahn handelt, durch Verlöten hergestellt. Das Verlöten stellt ein zusätzlicher, Kosten verursachender Prozess bei der Herstellung dar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das elektrische Bauteil derart weiterzuentwickeln, dass das Verlöten nicht erforderlich ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Bauelement durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen elektrischen Bauelement weist der elektrische Anschluss eine derartige Einpressgeometrie auf, dass das Bauelement durch Reib- und/oder Kraft- und/oder Formschluss am Träger fixierbar sowie mit der Kontaktfläche am Träger kontaktierbar ist. Insbesondere ist der Anschluss am elektrischen Bauelement als ein Einpress-Stift in der Art eines Action-Pins, welcher bisher für Stecker verwendet wird, ausgestaltet, so dass das elektrische Bauelement auf dem Träger steck- und/oder verrastbar ist, ohne dass Löten erforderlich ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einer besonders funktionssicheren, aber dennoch einfachen Ausgestaltung kann die Einpressgeometrie einen Durchbruch sowie zwei am Rand des Durchbruchs befindliche Stegelemente aufweisen. Aufgrund des Durchbruchs ist eine elastische Verformung der Stegelemente beim Einstecken in die Aufnahme ermöglicht. Anschließend liegen die Stegelemente mit einem gewissen Anpressdruck an der Wandung der Aufnahme an, womit diese klemmend in der Aufnahme befestigt sind. Außerdem gewährleistet der Anpressdruck eine zuverlässige elektrische Kontaktierung.
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In einer weiteren funktionssicheren Ausgestaltung kann die Einpressgeometrie einen Steckstift mit wenigstens einem Rastelement umfassen. Das Rastelement kann insbesondere in der Art eines Widerhakens ausgebildet sein. Dadurch ist eine Verrastung beim Einstecken in die Aufnahme ermöglicht, so dass eine gute Fixierung des Bauelements am Träger gewährleistet ist.
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In einer kostengünstigen Ausgestaltung kann die Einpressgeometrie eine verformbare Abkantung und/oder eine Querschnittsverringerung aufweisen. Dadurch ist eine elastische Verformung an der Abkantung und/oder an der Querschnittsverringerung beim Einstecken in die Aufnahme ermöglicht. Somit ist wiederum eine gute Fixierung des Bauelements am Träger gewährleistet.
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Der Anschluss kann aus Metall bestehen. Insbesondere bietet sich hierfür Kupfer, Kupfer-Beryllium o. dgl. an. Der einfachen sowie kostengünstigen Herstellbarkeit halber kann der Anschluss als ein Stanzteil und/oder als ein Stanz-Biegeteil ausgestaltet sein. Insbesondere kann es sich bei dem elektrischen Bauelement um einen elektrischen Mikroschalter handeln.
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Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung ist nachfolgendes festzustellen.
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Viele Automobilhersteller möchten in Zukunft möglichst auf das Wellenlöten und/oder die THT(Through-Hole-Technology)-Technologie bei der Herstellung von elektrischen Baugruppen für ihre Anwendungen verzichten. Da im allgemeinen Mikroschalter und/oder diverse andere Bauteile nicht als SMD-Bauteile verfügbar sind, müssen teuere Technologien wie das Laserlöten, das Hand- und/oder Selektivlöten, eingesetzt werden, um diese Bauteile verwenden zu können. Ziel ist es eine lötfreie Alternative zu finden.
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Bei der Erfindung erfolgt das Anbringen einer geeigneten Einpressgeometrie am Anschluss, welche es erlaubt, dass das Bauteil durch Reib- und/oder Formschluss auf der Leiterplatte gehalten und kontaktiert werden kann.
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Geschaffen ist mit Hilfe der Erfindung die Anwendung einer Einpressstiftkontur für ein Verfahren zur lötfreien Montage von Mikroschaltern oder sonstigen Bauteilen auf Leiterplatten ohne ein Zusatzelement.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei der Herstellung von elektrischen Baugruppen unter Verwendung von erfindungsgemäßen elektrischen Bauelementen auf das Hand- und/oder Wellen- und/oder Selektivlöten verzichtet werden kann. In kostengünstiger Weise ist dadurch eine zuverlässige Fixierung sowie auch elektrische Kontaktierung des Bauelements auf dem Träger geschaffen. Aufgrund des Verzichts auf das Löten werden mit Hilfe der Erfindung auch Kosten eingespart.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
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1 einen elektrischen Schalter in Seitenansicht,
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2 den Schalter aus Richtung II in 1 gesehen,
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3 den Schalter aus Richtung III in 1 gesehen,
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4 den Schalter aus Richtung IV in 1 gesehen,
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5 den elektrischen Anschluss des Schalters aus 1 in einer ersten Ausgestaltung,
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6 den elektrischen Anschluss des Schalters aus 1 in einer zweiten Ausgestaltung und
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7 den elektrischen Anschluss des Schalters aus 1 in einer dritten Ausgestaltung, wobei in den 5 bis 7 der Anschluss jeweils in Seitenansicht sowie im Querschnitt dargestellt ist.
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In 1 ist ein elektrisches Bauelement 1, bei dem es sich vorliegend um einen elektrischen Schalter, und zwar um einen elektrischen Mikroschalter, handelt, in Seitenansicht zu sehen. Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2, wobei an der Oberseite ein Betätigungsorgan 3 aus dem Gehäuse 2 ragt. Mittels des Betätigungsorgans 3 ist eine schaltende Einwirkung auf ein im Gehäuse 2 befindliches, nicht weiter gezeigtes Kontaktsystem ermöglicht. An der Unterseite des Gehäuses 2 ragt wenigstens ein elektrischer Anschluss 4 zur Spannungsversorgung des Kontaktsystems aus dem Gehäuse 2 heraus. Vorliegend ragen drei elektrische Anschlüsse 4 aus dem Gehäuse 2 heraus.
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Der Schalter 1 ist an einem Träger 5, bei dem es sich vorliegend um eine Leiterplatte handelt, befestigbar, wie schematisch in 2 gezeigt ist. Hierzu sind am Gehäuse 2 Fixierzapfen 6 befindlich, die in korrespondierende Löcher 7 am Träger 5 eingreifen. Desweiteren ist auch der elektrische Anschluss 4 in eine Aufnahme 8 am Träger 5 ansteckbar und/oder einsteckbar, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Schalter 1 und einer Kontaktfläche 9 am Träger 5 hergestellt wird. Vorliegend ist die Kontaktfläche 9 in der Aufnahme 8 befindlich. Die Kontaktfläche 9 setzt sich wiederum in einer Leiterbahn auf dem Träger 5 fort. Wie man weiter in 3 und 4 sieht, weist der elektrische Anschluss 4 eine derartige Einpressgeometrie 10 auf, dass der Anschluss 4 und somit auch der Schalter 1 durch Reibschluss und/oder Kraftschluss und/oder Formschluss auf dem bzw. am Träger 5 fixierbar sowie mit der Kontaktfläche 9 kontaktierbar ist.
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Wie man weiter anhand von 3 oder 4 erkennt, weist die Einpressgeometrie 10 einen Durchbruch 11 sowie zwei am Rand des Durchbruchs 11 befindliche Stegelemente 12 auf. Diese Ausbildung ermöglicht eine elastische Verformung der Stegelemente 12 beim Einstecken in die Aufnahme 8. Die Elastizität der Stegelemente 12 bewirkt nach dem Einstecken in die Aufnahme 8 die Fixierung des Anschlusses 4 in der Aufnahme 8 und damit auch die Befestigung des Schalters 1 am Träger 5. Desweiteren bewirkt die Elastizität der Stegelemente 12 eine Anpresskraft an der Kontaktfläche 9, womit eine gute elektrische Kontaktierung des Anschlusses 4 an der Kontaktfläche 9 gewährleistet ist.
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Diverse Ausgestaltungen des in die Aufnahme 8 einpressbaren elektrischen Anschlusses 4 sind in den 5 bis 7 gezeigt. So sind in der 5 Ausgestaltungen des elektrischen Anschlusses 5 mit einem Durchbruch 11 und zwei federnden Stegelementen 12 zu sehen. In 6 umfasst die Einpressgeometrie 10 am Anschluss 4 einen Steckstift 13 mit wenigstens einem Rastelement 14. Das Rastelement 14 kann in der Art eines Widerhakens ausgebildet sein. Mittels des Rastelements 14 ist somit eine Verrastung beim Einstecken des Anschlusses 4 in die Aufnahme 8 zur Fixierung sowie Kontaktierung ermöglicht. In 7 weist die Einpressgeometrie 10 eine verformbare Abkantung 15 und/oder eine Querschnittsverringerung 16 auf, wodurch eine elastische Verformung an der Abkantung 15 und/oder an der Querschnittsverringerung 16 beim Einstecken in die Aufnahme 8 zur Fixierung sowie Kontaktierung ermöglicht ist.
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Der Anschluss 4 besteht aus Metall. Besonders geeignet sind gut elektrisch leitfähige und/oder eine gewisse Eigenelastizität besitzende Metalle, wie Kupfer oder Kupfer-Beryllium. Zur Herstellung des Anschlusses 4, und insbesondere zur Einbringung der Einpressgeometrie 10 kann der Anschluss als ein Stanzteil ausgestaltet sein. Wie anhand von
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2 zu erkennen ist, ist der Anschluss 4 abgebogen ausgestaltet, so dass sich dessen Herstellung als ein Stanz-Biegeteil anbietet. Falls gewünscht, kann der Anschluss 4 noch mit einer Beschichtung versehen sein, beispielsweise galvanisch mit einem Edelmetall, wie Silber, Gold o. dgl. beschichtet sein.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Erfindung umfasst weiterhin auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der Patentansprüche. So kann die Erfindung nicht nur bei Kraftfahrzeugen sondern auch in sonstigen Bereichen, beispielsweise bei Hausgeräten, Elektrowerkzeugen o. dgl., Verwendung finden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- (elektrisches) Bauelement/(elektrischer) Schalter
- 2
- Gehäuse
- 3
- Betätigungsorgan
- 4
- (elektrischer) Anschluss
- 5
- Träger
- 6
- Fixierzapfen
- 7
- Loch
- 8
- Aufnahme
- 9
- Kontaktfläche
- 10
- Einpressgeometrie (an Anschluss)
- 11
- Durchbruch
- 12
- Stegelement
- 13
- Steckstift
- 14
- Rastelement
- 15
- Abkantung
- 16
- Querschnittsverringerung
