DE102016009018A1 - Electric device - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird ein elektrisches Gerät mit wenigstens zwei parallel zueinander angeordneten Leiterplatten, wobei die beiden Leiterplatten Durchkontaktierungsbohrungen aufweisen, die senkrecht zu den Leiterplattenflächen zueinander fluchtend angeordnet sind, wobei zumindest zwei der zueinander fluchtend angeordneten Durchkontaktierungsbohrungen durch ein stiftförmiges metallenes Verbindungselement elektrisch miteinander verbunden sind, und wobei das Verbindungselement federelastische Abschnitte aufweist, die in die Durchkontaktierungsbohrungen eingesetzt sind, wobei das Verbindungselement durch eine längsgeschlitzte Metallhülse gebildet wird, in die ein längsgeschlitzter federelastischer Spannstift eingeschoben ist.Described is an electrical device having at least two printed circuit boards arranged parallel to one another, wherein the two printed circuit boards have through-holes which are aligned perpendicular to the printed circuit board surfaces, wherein at least two of the aligned through holes are electrically connected to each other by a pin-shaped metal connecting element, and wherein the connecting element has resilient portions which are inserted into the through-hole, wherein the connecting element is formed by a longitudinally slotted metal sleeve, in which a longitudinally slid resilient elastic pin is inserted.
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät mit wenigstens zwei parallel zueinander angeordneten Leiterplatten, wobei die beiden Leiterplatten Durchkontaktierungsbohrungen aufweisen, die senkrecht zu den Leiterplattenflächen zueinander fluchtend angeordnet sind, wobei zumindest zwei der zueinander fluchtend angeordneten Durchkontaktierungsbohrungen durch ein stiftförmiges metallenes Verbindungselement elektrisch miteinander verbunden sind, und wobei das Verbindungselement federelastische Abschnitte aufweist, die in die Durchkontaktierungsbohrungen eingesetzt sind.The invention relates to an electrical device having at least two printed circuit boards arranged parallel to one another, wherein the two printed circuit boards have through holes which are aligned perpendicular to the printed circuit board surfaces, wherein at least two of the aligned through holes are electrically connected to each other by a pin-shaped metal connecting element, and wherein the connecting element has resilient portions which are inserted into the through-holes.
Ein derartiges elektrisches Gerät ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
Charakteristisch für derartig ausgebildete Stifte ist, dass beim Verbinden mit den Leiterplatten Steckkräfte in der Einpressrichtung aufzubringen sind. Bei Stiften mit einem verhältnismäßig geringen Querschnitt, die zum Leiten relativ geringer Stromstärken vorgesehen sind, sind die aufzubringenden Einpresskräfte im Allgemeinen unproblematisch.Characteristic of such trained pins is that when connecting to the PCB insertion forces are applied in the press-in. For pins with a relatively small cross-section, which are provided for conducting relatively low currents, the applied press-in forces are generally unproblematic.
Sind dagegen höhere Stromstärken zu übertragen, so ist auch der Querschnitt der Einpresskontakte entsprechend zu vergrößern, wodurch auch die Federkräfte in den Einpresszonen deutlich ansteigen. Hierdurch können die bei der Montage aufzubringenden axialen Steckkräfte unangenehm hoch werden, wodurch auch Beschädigungen an den zu verbindenden Leiterplatten nicht auszuschließen sind.If, on the other hand, higher current intensities are to be transmitted, then the cross-section of the press-fit contacts must be correspondingly increased, as a result of which the spring forces in the press-fit zones also increase significantly. As a result, the applied during assembly axial insertion forces can be uncomfortably high, which also damage to the circuit boards to be connected can not be excluded.
Es stellte sich die Aufgabe, ein gattungsgemäßes elektrisches Gerät zu schaffen, bei dem bei der Montage der Verbindungselemente keine hohen axialen Steckkräfte aufzubringen sind.It set itself the task of creating a generic electrical device in which when mounting the fasteners no high axial insertion forces are applied.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verbindungselement durch eine längsgeschlitzte Metallhülse gebildet wird, in die ein längsgeschlitzter federelastischer Spannstift eingeschoben ist.This object is achieved in that the connecting element is formed by a longitudinally slotted metal sleeve into which a längsgeschlitzter spring-elastic clamping pin is inserted.
Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Gerät sind die elektrischen Verbindungselemente somit zweiteilig ausgeführt. Die äußere Metallhülse hat die Funktion, gut leitende Verbindungen zu Durchkontaktierungen in den Leiterplatten herzustellen. Sie besteht vorzugsweise aus einem elektrisch gut leitenden Metall und kann daher besonders vorteilhaft als Kupferhülse ausgeführt werden.In the electrical device according to the invention, the electrical connecting elements are thus made in two parts. The outer metal sleeve has the function to produce good conductive connections to vias in the circuit boards. It preferably consists of a highly electrically conductive metal and can therefore be carried out particularly advantageous as a copper sleeve.
Der in die Metallhülse eingesetzte federelastische Spannstift erfüllt die Funktion, die Metallhülse federelastisch an die Innenseiten der Durchkontaktierungsbohrungen der beiden zu verbindenden Leiterplatten anzupressen.The spring-loaded roll pin inserted into the metal sleeve fulfills the function of resiliently pressing the metal sleeve against the insides of the through-holes of the two printed circuit boards to be connected.
Vorteilhafterweise kann hierzu ein handelsüblicher Spannstift verwendet werden, wie er beispielsweise durch die
Vorteilhaft ist auch, dass handelsübliche Spannstifte zumeist an wenigstens einem ihrer Enden kegelförmig angefast sind, was das Einsetzen eines Spannstifts in eine Metallhülse zur Ausbildung eines Verbindungselements erleichtert. Der Durchmesser des Spannstifts wird so gewählt, dass er im eingebauten Zustand um ein gewünschtes Maß zusammengedrückt ist und so eine radiale Kraft auf die Innenflächen der Metallhülse ausübt.It is also advantageous that commercially available dowel pins are usually chamfered conically on at least one of their ends, which facilitates the insertion of a dowel pin into a metal sleeve to form a connecting element. The diameter of the clamping pin is chosen so that it is compressed in the installed state by a desired amount and so exerts a radial force on the inner surfaces of the metal sleeve.
Damit die Metallhülse nach dem Einfügen nicht wieder aus den Durchkontaktierungsbohrungen herausfällt beziehungsweise durch das Einsetzen des Spannstifts aus den Durchkontaktierungsbohrungen herausgeschoben wird, ist es zweckmäßig, die Metallhülse während des Einsetzens des Spannstifts axial abzustützen. Hierzu kann nahe der Außenfläche der, bezüglich der Einfügerichtung des Spannstifts, zweiten Leiterplatten ein Stützelement vorgesehen werden. Das Stützelement kann entweder als Montagestütze nur temporär während der Montage angefügt sein, oder alternativ auch als Teil eines Gehäuses des elektrischen Geräts ausgebildet sein kann.So that the metal sleeve does not fall out of the through-connection holes after insertion or is pushed out of the through-holes by inserting the clamping pin, it is expedient to support the metal sleeve axially during the insertion of the clamping pin. For this purpose, near the outer surface of, with respect to the insertion direction of the clamping pin, second circuit boards, a support member may be provided. The support member may either be attached as a mounting post only temporarily during assembly, or alternatively may be formed as part of a housing of the electrical device.
Vorzugsweise ist der Durchmesser der geschlitzten Metallhülse ein wenig geringer als der Durchmesser der Durchkontaktierungsbohrungen, so dass die Metallhülse ohne Kraftaufwand in die Durchkontaktierungsbohrungen eingefügt werden kann und erst durch den eingesetzten Spannstift in den Durchkontaktierungsbohrungen befestigt wird.Preferably, the diameter of the slotted metal sleeve is a little smaller than the diameter of the through-holes, so that the metal sleeve can be inserted without force in the through-hole and is fixed only by the inserted dowel pin in the through-hole.
Beim Einsetzen eines Spannstifts in eine Metallhülse entstehen praktisch keine axialen Kräfte auf die Leiterplatten, da diese Kräfte durch das erwähnte Stützelement aufgenommen werden. Nach dem Einsetzen sind von den Leiterplatten lediglich die radialen Kräfte der Spannstifte aufzunehmen, welche über die Außenfläche der Metallhülse auf die inneren Flächen der Durchkontaktierungsbohrungen wirken.When inserting a clamping pin in a metal sleeve arise virtually no axial forces on the circuit boards, as these forces are absorbed by the mentioned support element. After insertion, only the radial forces of the dowel pins are to be received by the printed circuit boards, which act on the outer surfaces of the metal sleeve on the inner surfaces of the through-holes.
Das Prinzip der Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnung dargestellt und erläutert werden. Die einzige Figur zeigt dazu einen Ausschnitt aus einem elektrischen Gerät in einer Schnittdarstellung. Dargestellt sind hierbei nur Komponenten des elektrischen Geräts, die für die erfindungsgemäße Ausgestaltung entweder erforderlich oder nützlich sind.The principle of the invention will be illustrated and explained below with reference to the drawing. The single figure shows a section of an electrical device in one Sectional view. Shown here are only components of the electrical device that are either required or useful for the inventive design.
Abgebildet sind zwei Leiterplatten
Die Leiterplatten
Die Durchkontaktierungsbohrungen
Als Verbindungselement
Das Verbindungselement
Die Montage des Verbindungselements
Als Montagehilfe ist zwischen den Leiterplatten
Bei der Montage wird in einem ersten Schritt die geschlitzte Metallhülse
Wenn die untere Stirnkante der Metallhülse
Ein besonderer Vorteil dieses Aufbaus ist, dass die Einschubkräfte des Spannstifts
Bei der Montage des Verbindungselements
Der trichterförmige Kunststoffeinsatz
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10, 2010, 20
- LeiterplattenPCBs
- 11, 2111, 21
- Durchkontaktierungsbohrungenvia holes
- 12, 2212, 22
- LeiterplattenflächenPCB surfaces
- 13, 2313, 23
- Metallisierungenmetallization
- 3030
- Verbindungselement(e)Connection element (s)
- 3131
- Metallhülsemetal sleeve
- 3232
- Spannstiftdowel pin
- 3333
- Anfasungenchamfers
- 4040
- KunststoffeinsatzPlastic insert
- 5050
- Abstandshalter (Gehäuseteile)Spacers (housing parts)
- 6060
- Stützelement (Montagestütze)Support element (mounting post)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006000959 A1 [0002] DE 102006000959 A1 [0002]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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-
2016
- 2016-07-23 DE DE102016009018.9A patent/DE102016009018B4/en active Active
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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DIN EN ISO 13337 |
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