DE102017100251A1

DE102017100251A1 - Vorrichtung zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen

Info

Publication number: DE102017100251A1
Application number: DE102017100251.0A
Authority: DE
Inventors: Bernadette Goebbels; Stephan Werker; Sandra Moravek
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2037-01-10
Also published as: KR102041336B1; US10804686B2; KR20180082323A; US20180198267A1; DE102017100251B4; CN108307592A; CN108307592B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Aufnehmen von Stromschienen (2) als elektrische Verbindungselemente zu einer Leiterplatte (1). Die Vorrichtung (10) ist in einem Zwischenraum zwischen der Leiterplatte (1) und einer Gehäusewandung (7) an der Leiterplatte (1) und an der Gehäusewandung (7) anliegend angeordnet und weist ein mindestens eine Stromschiene (2) aufnehmendes Gehäuse auf, welches an einem ersten Ende mit einem Abstützelement (15) zum Haltern der Vorrichtung an der Gehäusewandung (7) ausgebildet ist. Dabei sind die Gehäusewandung (7) mit einem Schraubsockel (6) einer Schraubverbindung (4) und das Abstützelement (15) in Form einer Öse derart ausgebildet, dass das Abstützelement (15) den Schraubsockel (6) zumindest teilweise umschließt und die Leiterplatte (1) an einer Stirnseite des Schraubsockels (6) mit der Gehäusewandung (7) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen als elektrische Verbindungselemente zu einer Leiterplatte.
Bei der Installation von Leiterplatten, auch als Leiterkarten, Platinen oder gedruckte Schaltungen, kurz PCB für englisch „printed circuit board“, bezeichnet, für Anwendungen in der Hochstromtechnik mit Stromstärken > 10 A werden zum elektrischen Verbinden einzelner Baugruppen häufig Stromschienen genutzt. Die Stromschienen sind meist als Stanzbiegeelemente ausgebildet und weisen an den Enden Kontakte oder Einsteckhülsen auf.
Die Leiterplatten dienen als Träger für elektronische Elemente sowie deren mechanischer Befestigung und elektrischer Verbindung. Bei der Montage beziehungsweise beim Verbinden einzelner Elemente zu einer Baugruppe werden die Leiterplatten und andere zu verbindende Elemente zusammengesteckt. Dabei werden entweder die Leiterplatten und andere einzelne elektronische Elemente in die Stromschienen oder die Stromschienen in die Leiterplatten beziehungsweise in die elektronischen Elemente gesteckt.
Aus dem Stand der Technik ist zudem bekannt, die Stromschienen zum Vorfixieren in einer aus einem Kunststoff oder einem anderen elektrisch nichtleitenden Material ausgebildeten Komponente einzubetten. Damit sind die Lage und die Anordnung der Stromschiene in einer bestimmten Position definiert. Die Komponenten zum Fixieren der Stromschienen dienen außerdem als elektrische Isolatoren der Stromschienen untereinander oder zu anderen benachbart angeordneten elektronischen Elementen.
Die herkömmlichen aus einem Kunststoff ausgebildeten Komponenten zum Fixieren der Stromschienen in einer bestimmten Position verhindern einen einfachen Toleranzausgleich zwischen den einzelnen Elementen einer Baugruppe, welcher jedoch für eine an mechanischen Spannungen freie oder zumindest arme Montage der Elemente notwendig ist.
Bei der Montage der Leiterplatten, Stromschienen und elektronischen Elemente zu Baugruppen können durch die auftretenden Steckkräfte zudem erhebliche Belastungen, beispielsweise auf die Leiterplatte, einwirken. Damit besteht bereits bei der Montage die Gefahr von Beschädigungen der Leiterplatte oder anderer Bauelemente auf der Leiterplatte. Das Risiko von Beschädigungen durch große mechanische Spannungen ist insbesondere dann sehr hoch, wenn die Leiterplatte durch das Anziehen von Schrauben in einer Einbauposition fixiert wird und gleichzeitig Stromschienen in die Leiterplatte eingesteckt werden.
1 zeigt ein System, bestehend aus einer Leiterplatte 1' und an der Leiterplatte 1' fixiert angeordneten Stromschienen 2'. Die Stromschienen 2' weisen Klemmvorrichtungen 3' zum Aufnehmen von Stiftverbindungen 8 beispielsweise eines elektrischen Motors eines Verdichters auf. Die Stiftverbindungen 8 sind durch eine Gehäusewandung 7 des Verdichters isoliert hindurchgeführt ausgebildet.
Die Leiterplatte 1' ist über seitlich angeordnete Schraubverbindungen 4 mit der Gehäusewandung 7 verschraubt. Die Schraubverbindungen 4 weisen jeweils eine Schraube 5 auf, welche durch eine in der Leiterplatte 1' ausgebildete Durchgangsöffnung in die Gehäusewandung 7 eingeschraubt ist. Im Bereich der Schraubverbindungen 4 ist die Gehäusewandung 7 mit Schraubsockeln 6' ausgebildet, sodass die Schrauben 5 der Schraubverbindungen 4 in die Schraubsockel 6' eingreifen. Die Klemmvorrichtungen 3' der an der Leiterplatte 1' fixierten Stromschienen 2' sind im Wesentlichen mittig zwischen den Schraubverbindungen 4 angeordnet.
Bei der Montage der Leiterplatte 1' mit den Stromschienen 2' und den Stiftverbindungen 8 des Verdichters wird die Leiterplatte 1' in Montagerichtung 9 zur Gehäusewandung 7 mit den aus der Gehäusewandung 7 hervorstehenden Stiftverbindungen 8 bewegt. Die Leiterplatte 1' wird durch Anziehen der Schrauben 5 der jeweils seitlich angeordneten Schraubverbindungen 4 zur Gehäusewandung 7 gedrückt, während die Stiftverbindungen 8 in die Klemmvorrichtungen 3' der an der Leiterplatte 1' fixierten Stromschienen 2' eingreifen. Die beispielsweise als Federhülsen ausgebildeten Klemmvorrichtungen 3' werden auf die Enden der Stiftverbindungen 8 aufgesteckt. Dabei wirken die durch die Schrauben 5 aufgebrachten Kräfte F in Richtung der Montagerichtung 9. Die beim Einstecken der Stiftverbindungen 8 in die Klemmvorrichtungen 3' auftretenden Kräfte F wirken jedoch entgegen der Montagerichtung 9. Die Leiterplatte 1' wird stark belastet und gebogen, was zu Beschädigungen der Leiterplatte 1' und an der Leiterplatte 1' fixierter Elemente führen kann. Die bei der Montage der Stromschienen 2' mit den Stiftverbindungen 8 auftretenden Kräfte werden über die Leiterplatte 1' übertragen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Abstützen und Fixieren von Stromschienen in einer bestimmten Position in Bezug auf eine Leiterplatte. Mit dem Einsatz der Vorrichtung soll der Ausgleich von Toleranzen der Fertigung und Anordnung einzelner Komponenten möglich sein, um mechanische Spannungen zu verhindern. Zudem sollen insbesondere bei der Montage einer Baugruppe auf die Leiterplatte einwirkende Kräfte, welche zu mechanischen Spannungen führen, verhindert oder zumindest minimiert werden. Die Vorrichtung soll somit sowohl ein ausreichendes Fixieren der Stromschienen während der Montage, insbesondere einer Serienfertigung, als auch einen lateralen Toleranzausgleich für Fertigungstoleranzen ermöglichen. Zudem sollen die Stromschienen untereinander als auch zu anderen Komponenten der Baugruppe elektrisch isoliert sein. Die Kosten für die Herstellung und das Gewicht der Vorrichtung sollen minimal sein. Auch der Bauraum der Vorrichtung soll minimal sein.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen als elektrische Verbindungselemente zu einer Leiterplatte gelöst.
Nach der Konzeption der Erfindung ist die Vorrichtung in einem Zwischenraum zwischen der Leiterplatte und einer Gehäusewandung an der Leiterplatte und an der Gehäusewandung anliegend angeordnet und weist ein mindestens eine Stromschiene aufnehmendes und abstützende Gehäuse auf, welches an einem ersten Ende mit einem Abstützelement zum Haltern der Vorrichtung an der Gehäusewandung ausgebildet ist.
Dabei sind erfindungsgemäß die Gehäusewandung mit einem Schraubsockel einer Schraubverbindung und das Abstützelement in Form einer Öse derart ausgebildet, dass das Abstützelement den Schraubsockel zumindest teilweise umschließt und die Leiterplatte an einer Stirnseite des Schraubsockels mit der Gehäusewandung verbunden, insbesondere verschraubt, ist.
Eine Schraube ist vorteilhaft durch die Leiterplatte hindurch in den Schraubsockel derart eingeschraubt, dass die Leiterplatte zwischen einem Kopf der Schraube und einer Stirnseite des Schraubsockels beziehungsweise dem Abstützelement fixiert und verspannt ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind eine Innenseite des in Form einer Öse ausgebildeten Abstützelements konisch und eine Außenseite des Schraubsockels konisch beziehungsweise der Schraubsockel selbst kegelstumpfförmig ausgebildet, sodass die Innenseite des Abstützelements und die Außenseite des Schraubsockels miteinander korrespondieren und flächig aneinander anliegen.
Die freie Stirnseite des Schraubsockels weist bevorzugt eine geringere Querschnittsfläche beziehungsweise einen geringeren Durchmesser als die mit Gehäusewandung verbundene Grundfläche des Schraubsockels auf.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse der Vorrichtung aus einem ersten Gehäuseelement und einem zweiten Gehäuseelement ausgebildet.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die mindestens eine Stromschiene an einem ersten Ende eine Klemmvorrichtung aufweist und die Vorrichtung an einer zur Gehäusewandung hin ausgerichteten Seite mit mindestens einer mit der Anordnung der Klemmvorrichtung korrespondierenden Durchgangsöffnung derart ausgebildet ist, dass eine aus der Gehäusewandung hervorragende Stiftverbindung durch die Durchgangsöffnung hindurch in die Klemmvorrichtung einsteckbar ist.
Die vorteilhaft am ersten Gehäuseelement ausgebildete mindestens eine Durchgangsöffnung zum Durchführen der Stiftverbindung weist bevorzugt eine konische Form auf, wobei sich die Durchgangsöffnung in Bewegungsrichtung der Stiftverbindung beim Zusammenstecken der Komponenten verjüngt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die mindestens eine Stromschiene an einem zweiten Ende eine Steckverbindung aufweist und die Vorrichtung an einer zur Leiterplatte hin ausgerichteten Seite mit mindestens einer mit der Anordnung der Steckverbindung korrespondierenden Durchgangsöffnung derart ausgebildet ist, dass die Steckverbindung durch die Durchgangsöffnung hindurch in Richtung der Leiterplatte aus der Vorrichtung hervor ragend angeordnet ist.
Die mindestens eine Durchgangsöffnung zum Durchführen der Steckverbindung ist bevorzugt am zweiten Gehäuseelement ausgebildet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung zum Aufnehmen und Abstützen von drei Stromschienen vorgesehen.
Das Gehäuse der Vorrichtung ist vorteilhaft aus einem elektrisch nicht leitenden Material, insbesondere einem Kunststoff, ausgebildet.
Die Gehäuseelemente weisen bevorzugt Rastelemente zum miteinander Verklipsen oder Verrasten auf.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Abstützelement einen Schlitz auf und ist in Form einer offenen Öse ausgebildet. Der Schlitz erstreckt sich folglich in Richtung der Längsachse der Öse. Das Abstützelement ist bevorzugt am zweiten Gehäuseelement angeordnet.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Gehäuse der Vorrichtung eine als Durchgangsbohrung ausgebildete Befestigungsöse zum Aufnehmen eines Stiftes oder einer Schraube aufweist, welche an einem zweiten, zum ersten Ende distalen Ende der Vorrichtung angeordnet ist.
Die Befestigungsöse ist vorteilhaft am ersten Gehäuseelement angeordnet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse der Vorrichtung mit Durchgangsöffnungen zum Durchführen und Vorfixieren von elektrischen Anschlüssen von auf der Gehäusewandung angeordneten elektronischen Komponenten zum Verbinden mit der Leiterplatte ausgebildet.
Bei den elektronischen Komponenten kann es sich beispielsweise um Halbleiterelemente handeln.
Die Durchgangsöffnungen zum Durchführen und Vorfixieren der elektrischen Anschlüsse, insbesondere der Halbleiterelemente, sind vorteilhaft am zweiten Gehäuseelement ausgebildet.
Das Gehäuse der Vorrichtung kann als Abstandshalter ausgebildete Ausformungen aufweisen, sodass die Vorrichtung mit Ausformungen an der Gehäusewandung und/oder mit Ausformungen sowie dem Abstützelement an der Leiterplatte anliegt.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Verwendung der Vorrichtung in Verbindung mit einem elektrisch angetriebenen Verdichter eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere einer Klimaanlage zum Konditionieren der Luft eines Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen weist zusammenfassend weitere diverse Vorteile auf:

- Fixieren der Stromschienen in einer bestimmten Position in Bezug auf die Leiterplatte,
- Ausgleichen von lateralen Toleranzen der Fertigung und Anordnung einzelner Komponenten in Bezug zur Leiterplatte, dadurch geringere Anforderungen an die Fertigungstoleranzen der Komponenten,
- mechanisch spannungsfreie Montage der Komponenten, insbesondere der Leiterplatte,
- damit auch schnelle und sichere Montage der Einzelkomponenten sowie minimaler Produktionsausschuss,
- elektrische Isolation der Stromschienen sowohl untereinander als auch zu anderen Komponenten der Baugruppe sowie
- minimale Kosten für die Herstellung, minimales Gewicht und minimaler Bauraum.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

2: Vorrichtung zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen mit einem Abstützelement und Durchgangsöffnungen für Stiftverbindungen,
3a: Anordnung von Stromschienen, beispielsweise einer dreiphasigen Stromversorgung,
3b: einzelne Stromschiene einer Anordnung von Stromschienen aus 3a,
4: Vorrichtung zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen im montierten Zustand in einer Schnittdarstellung sowie
5: Vorrichtung zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen im montierten Zustand in einer Draufsicht ohne Leiterplatte.

In 2 ist eine Vorrichtung 10 zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen mit einem Abstützelement 15 und Durchgangsöffnungen 16 für Stiftverbindungen gezeigt. Die aus einem Kunststoff oder einem anderen elektrisch nicht leitenden Material ausgebildete Vorrichtung 10 weist ein erstes Gehäuseelement 11 und ein zweites Gehäuseelement 12 auf, welche jeweils in Form einer Halbschale ausgebildet sind, sich im zusammengesetzten Zustand ergänzen und ein Volumen umschließen.
Die Gehäuseelemente 11, 12 werden nach dem Einlegen beziehungsweise Einbetten der nicht dargestellten Stromschienen miteinander verbunden, sodass die im Inneren zwischen den Gehäuseelementen 11, 12 angeordneten Stromschienen fest fixiert sind. Die Gehäuseelemente 11, 12 der Vorrichtung 10 werden miteinander verklipst beziehungsweise verrastet. Dabei greifen an den Gehäuseelementen 11, 12 ausgebildete Rastelemente 13, 14 ineinander und fixieren das erste Gehäuseelement 11 am zweiten Gehäuseelement 12. Das am zweiten Gehäuseelement 12 hakenförmig ausgebildete erste Rastelement 13 greift durch eine Öffnung durch die Wandung des ersten Gehäuseelements 11 hindurch. Dabei verrastet der Haken des ersten Rastelements 13 an der Wandung des zweiten Gehäuseelements 12 der Vorrichtung 10. Die zweiten Rastelemente 14 sind derart ausgebildet, dass am zweiten Gehäuseelement 12 der Vorrichtung 10 ausgebildete Schlaufen beim Zusammenstecken der Vorrichtung 10 über am ersten Rastelement 13 ausgebildete Haken gleiten und einrasten. Dabei verrasten die Schlaufen des zweiten Rastelements 14 mit den an der Wandung des ersten Gehäuseelements 12 der Vorrichtung 10 ausgebildeten Haken.
Die Vorrichtung 10 weist eine langgestreckte Form mit sich im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichteten Seitenkanten und einem sich gleichmäßig erweiternden ersten Ende auf, an welchem das als eine Abstützöse ausgebildete Abstützelement 15 angeordnet ist. Das Abstützelement 15 ist am zweiten Gehäuseelement 12 ausgebildet. Die Öse des Abstützelements 15 weist in Längsrichtung einen Schlitz auf und ist geöffnet. Die Längsrichtung entspricht dabei der axialen Richtung der als Öse ausgebildeten Durchgangsbohrung.
Das erste Gehäuseelement 11 der Vorrichtung 10 weist im Bereich der gleichmäßigen Erweiterung drei Durchgangsöffnungen 16 zum Aufnehmen von nicht dargestellten Stiftverbindungen auf. Die Stiftverbindungen sind im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung 10 am Einbauort durch die Durchgangsöffnungen 16 hindurch in die Vorrichtung 10 eingesteckt und innerhalb der Vorrichtung 10 mit den Stromschienen elektrisch und mechanisch verbunden. Die Durchgangsöffnungen 16 sind zum besseren Einführen der Stiftverbindungen in die Vorrichtung 10 konisch beziehungsweise kegelförmig ausgebildet, wobei die größeren Umfänge der Durchgangsöffnungen 16 bei der Montage jeweils in Richtung der in die Vorrichtung 10 einzusteckenden Enden der Stiftverbindungen ausgerichtet sind.
Aus 3a geht eine Anordnung 20 von Stromschienen 2, beispielsweise einer dreiphasigen Stromversorgung, innerhalb der Vorrichtung 10 hervor. In 3b ist eine einzelne Stromschiene 2 einer Anordnung 20 der Stromschienen 2 aus 3a dargestellt.
Die Stromschienen 2 weisen jeweils ein erstes Ende mit einer Klemmvorrichtung 3 auf. Die Klemmvorrichtung 3 ist dabei als eine Öffnung, insbesondere eine Durchgangsöffnung, bevorzugt als eine Einpresshülse oder als eine Federhülse, zum Aufnehmen von Stiftverbindungen 8 ausgebildet. Die im ersten Gehäuseelement 11 der Vorrichtung 10 ausgebildeten Durchgangsöffnungen 16 und die Klemmvorrichtungen 3 der Stromschienen 2 sind miteinander korrespondierend angeordnet, sodass die durch die Durchgangsöffnungen 16 in die Vorrichtung 10 eingesteckten Stiftverbindungen 8 auch in die Klemmvorrichtungen 3 der Stromschienen eingesteckt sind. Die Stromschienen 2 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass die mit den Klemmvorrichtungen 3 ausgebildeten Enden aufgefächert sind und dem sich gleichmäßig erweiternden ersten Ende der Vorrichtung 10 angepasst sind.
Die Stromschienen 2 weisen zudem jeweils einen geraden Bereich auf, welche im montierten Zustand innerhalb der langgestreckten Form mit sich im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichteten Seitenkanten der Vorrichtung 10 angeordnet sind. Am zum ersten Ende distalen zweiten Ende sind die Stromschienen 2 jeweils mit einer Steckverbindung 21 ausgebildet. Im montierten Zustand der Vorrichtung 10 ragen die Steckverbindungen 21 aus der Vorrichtung 10 heraus, insbesondere durch das zweite Gehäuseelement 12 hindurch.
Am zum ersten Ende der Vorrichtung 10 distalen zweiten Ende weist die Vorrichtung 10, gemäß 2, eine weitere Befestigungsöse 17 auf, welche als Durchgangsbohrung zum Aufnehmen eines Stiftes oder einer Schraube ausgebildet ist. Während das Abstützelement 15 am zweiten Gehäuseelement 12 der Vorrichtung 10 ausgebildet ist, ist die Befestigungsöse 17 am ersten Gehäuseelement 11 der Vorrichtung 10 angeordnet. Sowohl das Abstützelement 15 als auch die Befestigungsöse 17 dienen dem Verbinden der Vorrichtung 10 mit einer Gehäusewandung, beispielsweise eines Verdichters.
Die Vorrichtung 10 ist im montierten Zustand zwischen einer Leiterplatte und der Gehäusewandung angeordnet. Dabei liegt die Vorrichtung 10 mit dem ersten Gehäuseelement 11 an der Gehäusewandung und mit dem zweiten Gehäuseelement 12 an der Leiterplatte an. Zum beabstandeten und sicheren Aufliegen an der Gehäusewandung weist das erste Gehäuseelement 11 als Abstandshalter ausgebildete Ausformungen 19 auf. Die Ausformungen 19 weisen dabei je nach Position und Ausbildung der korrespondierenden Auflagefläche der Gehäusewandung unterschiedliche Ausgestaltungen, wie punktförmige oder streifenförmige Auflagen, auf.
Das zweite Gehäuseelement 12 der Vorrichtung 10 ist zum Fixieren weiterer Anschlüsse, beispielsweise von ebenfalls mit der Leiterplatte zu verbindenden Halbleiterelementen, mit weiteren Durchgangsöffnungen 18 versehen. Die Durchgangsöffnungen 18 sind dabei in einem vom ersten Gehäuseelement 11 streifenförmig hervorragenden Bereich ausgebildet. Die Durchgangsöffnungen 18 sind zum besseren Durchführen der Anschlüsse konisch beziehungsweise kegelförmig ausgebildet, wobei die größeren Umfänge der Durchgangsöffnungen 18 bei der Montage jeweils in Richtung der durch die Durchgangsöffnungen hindurchzuführenden Enden der Anschlüsse ausgerichtet sind.
Aus 4 geht die Vorrichtung 10 zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen im montierten Zustand in einer Schnittdarstellung hervor. Die nicht dargestellten Stromschienen verbinden nicht dargestellte aus der Gehäusewandung 7 hervorragende Stiftverbindungen mit einer Leiterplatte 1 und sind im montierten Zustand der Vorrichtung 10 im Wesentlichen parallel zur Leiterplatte 1 und damit in einer Längsausrichtung der Vorrichtung 10 angeordnet.
Dabei sind die Stromschienen 2 an den ersten Enden, gemäß 3a oder 3b, über die Klemmvorrichtungen 3 mit den Stiftverbindungen 8 mechanisch und elektrisch gekoppelt. Die durch die in der Wandung des ersten Gehäuseelements 11 gemäß 2 ausgebildeten Durchgangsöffnungen 16 hindurch gesteckten Stiftverbindungen 8 ragen in die Durchgangsöffnungen der Klemmvorrichtungen 3 hinein.
Die an den zweiten Enden der Stromschienen 2 ausgebildeten Steckverbindungen 21 sind durch in der Wandung des zweiten Gehäuseelements 12 ausgebildete Durchgangsöffnungen 23 hindurch gesteckt und erstrecken sich bis zur Leiterplatte 1. Im Bereich der Steckverbindungen 21 sind die Stromschienen 2 mit der Leiterplatte 1 mechanisch und elektrisch gekoppelt.
Die Vorrichtung 10 ist mit dem am ersten Ende ausgebildeten Abstützelement 15 über eine Schraubverbindung 4 sowie mit der am zweiten Ende ausgebildeten Befestigungsöse 17 mit der Gehäusewandung 7, beispielsweise eines Gehäuses eines Verdichters, verbunden. Die Gehäusewandung 7 weist einen Schraubsockel 6 als Teil der Schraubverbindung 4 auf.
Die über die Rastelemente 13 gerastet oder verklipst miteinander verbundenen Gehäuseelemente 11, 12 sind sich jeweils gegen die Gehäusewandung 7 beziehungsweise die Leiterplatte 1 abstützend angeordnet.
Das erste, zur Gehäusewandung 7 hin ausgerichtete Gehäuseelement 11 liegt zum einen im Bereich der als Abstandshalter ausgebildeten Ausformungen 19 und zum anderen im Bereich der Befestigungsöse 17 an der Gehäusewandung 7 an. Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise über einen durch die Befestigungsöse 17 hindurchgesteckten Stift oder eine Schraube an der Gehäusewandung 7 fixiert sein.
Das zweite, zur Leiterplatte 1 hin ausgerichtete Gehäuseelement 12 liegt zum einen im Bereich von ebenfalls als Abstandshaltern ausgebildeten Ausformungen 22 und zum anderen im Bereich des Abstützelements 15 an der Leiterplatte 1 an. Die Ausformungen 22 sind dabei im Wesentlichen punktförmig ausgebildet, können aber auch jeweils eine Streifenform aufweisen.
Die Vorrichtung 10 ist folglich zwischen der Leiterplatte 1 und der Gehäusewandung 7, welche die Leiterplatte 1 und die Vorrichtung 10 aufnimmt, in der Montagerichtung 9 unterhalb der Leiterplatte 1 angeordnet.
Die über eine Schraubverbindung 4 mit der Gehäusewandung 7 verschraubte Leiterplatte 1 ist zwischen dem Kopf einer Schraube 5, welche in den an der Gehäusewandung 7 ausgebildeten Schraubensockel 6 eingeschraubt ist, und der Stirnseite des Schraubsockels 6 verspannt. Die dabei wirkenden Kräfte werden direkt an das unter der Leiterplatte 1 angeordnete Abstützelement 15 der Vorrichtung 10 und somit im Bereich des Abstützelements 15 an die Vorrichtung 10 übertragen.
Das als eine Öse, bevorzugt als eine offene Öse, ausgebildete Abstützelement 15 der Vorrichtung 10 ist in den Abmessungen derart ausgebildet, bei der Montage der Vorrichtung 10 in der Montagerichtung 9 über den konischen beziehungsweise kegelstumpfförmigen Schraubsockel 6 hinwegzugleiten. Der Durchmesser des Schraubsockels 6 und der Durchmesser des Abstützelements 15 sind sich in der Richtung entgegen der Montagerichtung 9 jeweils verjüngend ausgebildet.
Während der Montage werden die Stromschienen 2, gemäß 3a und 3b, in die Vorrichtung 10 eingebettet und die Gehäuseelemente 11, 12 derart verschlossen, dass die Stromschienen 2 fixiert sind sowie die Steckverbindungen 21 der Stromschienen 2 durch die Durchgangsöffnungen 23 aus dem zweiten Gehäuseelement 12 hervorstehen. Die Steckverbindungen 21 greifen später in die Leiterplatte 1 ein.
Anschließend wird die Vorrichtung 10 mit den innen liegenden Stromschienen 2 im Bereich des Abstützelements 15 über den Schraubsockel 6 der Gehäusewandung 7 geschoben. Die Klemmvorrichtungen 3 der Stromschienen 2 werden über die aus der Gehäusewandung 7 hervorstehenden Stiftverbindungen 8 gesteckt. Die Vorrichtung 10 ist mit den Stromschienen 2 von der Leiterplatte 1 und den Stiftverbindungen 8 getrennt ausgebildet. Die mechanischen und elektrischen Verbindungen werden lediglich einerseits über die Klemmvorrichtungen 3 der Stromschienen 2 mit den Stiftverbindungen 8 und andererseits über die Steckverbindungen 21 der Stromschienen 2 mit der Leiterplatte 1 gewährleistet.
Bei der Montage der Vorrichtung 10 wird durch eine entsprechend ausgelegte Passung zwischen der konisch und offen oder geschlossen ausgebildeten Öse des Abstützelements 15 der Vorrichtung 10 und des kegelstumpfförmigen Schraubsockels 6 ein lateraler Toleranzausgleich der Vorrichtung 10 und damit der Stromschienen 2, insbesondere der Klemmvorrichtungen 3 in Bezug zu den Stiftverbindungen 8 und der Steckverbindungen 21 zur Leiterplatte 1, sichergestellt.
Das Abstützelement 15 dient bei der Montage der Stromschienen 2 als Verbindungselemente zwischen den aus der Gehäusewandung 7 hervorragenden Stiftverbindungen 8 und der Leiterplatte 1 vor allem auch dazu, die auf die Leiterplatte 1 übertragenen mechanischen Spannungen zu minimieren.
Die Klemmvorrichtungen 3 der Stromschienen 2 sind am ersten Ende der Vorrichtung 10 und damit im Bereich des Abstützelements 15 angeordnet, sodass beim Zusammenstecken der Stiftverbindungen 8 mit den Klemmvorrichtungen 3 in der Montagerichtung 9 oder entgegen der Montagerichtung 9 wirkende Kräfte unmittelbar benachbart zum Abstützelement 15 und der Schraubverbindung 4 eingeleitet werden. Damit wird die Leiterplatte 1 mechanisch nicht oder lediglich minimal belastet, die Leiterplatte 1 unterliegt keinen mechanischen Spannungen. Durch die Übertragung und Einleitung der Kräfte in unmittelbar benachbart angeordneten Bereichen, üben die Kräfte keine Hebelwirkungen, insbesondere auf die Leiterplatte 1, aus, welche ebenfalls zu mechanischen Spannungen in der Leiterplatte 1 oder in der Vorrichtung 10 führen können. Die bei der Montage der Stromschienen 2 mit den Stiftverbindungen 8 auftretenden Kräfte werden in die Vorrichtung 10 und nicht über die Leiterplatte 1 übertragen.
Infolge des möglichen lateralen Toleranzausgleichs der Vorrichtung 10 in Bezug auf die Gehäusewandung 7, insbesondere die daraus hervorstehenden Stiftverbindungen 8, und in Bezug auf die Leiterplatte 1 treten während der Montage zudem keine lateralen Kraftverteilungen auf. Eine Durchbiegung der Leiterplatte 1 wird verhindert.
5 zeigt die Vorrichtung 10 zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen im montierten Zustand in einer Draufsicht ohne Leiterplatte. Die Leiterplatte ist oberhalb der Vorrichtung 10 angeordnet.
Die Vorrichtung 10 ist im zusammengebauten Zustand mit den zwischen den Gehäuseelementen 11, 12 und damit innen liegenden Stromschienen 2 mit dem ersten Gehäuseelement 11 in Richtung der Gehäusewandung 7 angeordnet. Dabei ist die Vorrichtung 10 an den Enden zum einen mit dem Abstützelement 15 am Schraubsockel 6 der Schraubverbindung 4 und zum anderen mit der Befestigungsöse 17 über eine Schraubverbindung fixiert.
Durch die im zweiten Gehäuseelement 12 ausgebildeten Durchgangsöffnungen 23 ragen die Steckverbindungen 21 der Stromschienen 2 zum weiteren Verbinden mit der Leiterplatte 1 hervor. Zudem sind Anschlüsse von ebenfalls auf der Gehäusewandung 7 angeordneten elektronischen Komponenten, insbesondere von Halbleiterelementen 24, durch die Durchgangsöffnungen 18 hindurchgeführt und vor der Montage der Leiterplatte 1 zum Verbinden mit der Leiterplatte 1 vorfixiert.
Die aus der Vorrichtung 10 hervorragenden Steckverbindungen 21 der Stromschienen 2 und Anschlüsse der Halbleiterelemente 24 greifen bei der Montage der Leiterplatte 1 von unten in die Leiterplatte 1 ein und können beispielsweise verlötet werden.
Mittels der als Abstandshalter ausgebildeten Ausformungen 22 und der Ausbildung des Abstützelements 15 liegt die Leiterplatte 1 lediglich in bestimmten Bereichen, insbesondere punktuell, auf der Vorrichtung 10 auf.
Bezugszeichenliste

1', 1: Leiterplatte
2', 2: Stromschiene
3', 3: Klemmvorrichtung
4: Schraubverbindung
5: Schraube
6', 6: Schraubsockel
7: Gehäusewandung
8: Stiftverbindung
9: Montagerichtung
10: Vorrichtung
11: erstes Gehäuseelement Vorrichtung 10
12: zweites Gehäuseelement Vorrichtung 10
13: erstes Rastelement
14: zweites Rastelement
15: Abstützelement
16: Durchgangsöffnung Stiftverbindung
17: Befestigungsöse
18: Durchgangsöffnung Anschluss
19: Ausformung erstes Gehäuseelement 11
20: Anordnung Stromschienen 2
21: Steckverbindung Stromschiene 2
22: Ausformung zweites Gehäuseelement 12
23: Durchgangsöffnung Steckverbindung 21
24: Halbleiterelement
F: Kraft

Claims

Vorrichtung (10) zum Aufnehmen und Abstützen von Stromschienen (2) als elektrische Verbindungselemente zu einer Leiterplatte (1), wobei die Vorrichtung (10) - in einem Zwischenraum zwischen der Leiterplatte (1) und einer Gehäusewandung (7) an der Leiterplatte (1) und an der Gehäusewandung (7) anliegend angeordnet ist, sowie - ein mindestens eine Stromschiene (2) aufnehmendes und abstützendes Gehäuse aufweist, welches an einem ersten Ende mit einem Abstützelement (15) zum Haltern der Vorrichtung (10) an der Gehäusewandung (7) ausgebildet ist, wobei die Gehäusewandung (7) mit einem Schraubsockel (6) einer Schraubverbindung (4) und das Abstützelement (15) in Form einer Öse derart ausgebildet sind, dass das Abstützelement (15) den Schraubsockel (6) zumindest teilweise umschließt, und die Leiterplatte (1) an einer Stirnseite des Schraubsockels (6) mit der Gehäusewandung (7) verbunden ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenseite des in Form einer Öse ausgebildeten Abstützelements (15) konisch und eine Außenseite des Schraubsockels (6) konisch ausgebildet sind, sodass die Innenseite des Abstützelements (15) und die Außenseite des Schraubsockels (6) miteinander korrespondieren und flächig aneinander anliegen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Vorrichtung (10) aus einem ersten Gehäuseelement (11) und einem zweiten Gehäuseelement (12) ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stromschiene (2) an einem ersten Ende eine Klemmvorrichtung (3) aufweist und die Vorrichtung (10) an einer zur Gehäusewandung (7) hin ausgerichteten Seite mit mindestens einer mit der Anordnung der Klemmvorrichtung (3) korrespondierenden Durchgangsöffnung (16) derart ausgebildet ist, dass eine aus der Gehäusewandung (7) hervorragende Stiftverbindung (8) durch die Durchgangsöffnung (16) hindurch in die Klemmvorrichtung (3) einsteckbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stromschiene (2) an einem zweiten Ende eine Steckverbindung (21) aufweist und die Vorrichtung (10) an einer zur Leiterplatte (1) hin ausgerichteten Seite mit mindestens einer mit der Anordnung der Steckverbindung (21) korrespondierenden Durchgangsöffnung (23) derart ausgebildet ist, dass die Steckverbindung (21) durch die Durchgangsöffnung (23) hindurch in Richtung der Leiterplatte (1) aus der Vorrichtung (10) hervorragend angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Vorrichtung (10) aus einem elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseelemente (11, 12) mit Rastelementen (13, 14) zum miteinander Verklipsen oder Verrasten ausgebildet sind.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (15) einen Schlitz aufweist und in Form einer offenen Öse ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Vorrichtung (10) eine als Durchgangsbohrung ausgebildete Befestigungsöse (17) zum Aufnehmen eines Stiftes oder einer Schraube aufweist, welche an einem zweiten, zum ersten Ende distalen Ende der Vorrichtung (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Vorrichtung (10) mit Durchgangsöffnungen (18) zum Durchführen und Vorfixieren von elektrischen Anschlüssen von auf der Gehäusewandung (7) angeordneten elektronischen Komponenten zum Verbinden mit der Leiterplatte (1) ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Vorrichtung (10) als Abstandshalter ausgebildete Ausformungen (19) aufweist, sodass die Vorrichtung (10) mit den Ausformungen (19) an der Gehäusewandung (7) anliegt.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Vorrichtung (10) als Abstandshalter ausgebildete Ausformungen (22) aufweist, sodass die Vorrichtung (10) mit den Ausformungen (22) und dem Abstützelement (15) an der Leiterplatte (1) anliegt.
Verwendung einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 an einem elektrisch angetriebenen Verdichter eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere einer Klimaanlage zum Konditionieren der Luft eines Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges.