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Die Erfindung betrifft eine Leistungselektronikanordnung umfassend eine Leiterplatte und wenigstens ein an der Leiterplatte befestigtes Leistungsmodul, das ein oder mehrere mittels einer Vergussmasse vergossene elektronische Bauteile aufweist, wobei wenigstens eine Modulanschlussstelle des Leistungsmoduls mit wenigstens einer Plattenanschlussstelle der Leiterplatte elektrisch kontaktiert ist.
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Bezüglich der Kontaktierung der elektrischen Anschlüsse eines Leistungsmoduls an eine Leiterplatte, die beispielsweise eine dem Leistungsmodul zugeordnete Treiberschaltung umfasst, sind aus dem Stand der Technik mehrere Kontaktierungskonzepte bekannt. Die beiden nachfolgend beschriebenen Kontaktierungskonzepte finden insbesondere bei gemoldeten Leistungsmodulen Anwendung. Gemoldet ist hierbei als ein Synonym dafür zu verstehen, dass elektronische Bauteile des Leistungsmoduls, insbesondere Transistoren und/oder Kondensatoren oder dergleichen, mittels einer Vergussmasse vergossen sind.
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So ist bei einem ersten Kontaktierungskonzept vorgesehen, dass seitlich abstehende und L-förmige, in dieselbe Richtung weisende Kontaktierungspins des Leistungsmoduls an die Leiterplatte angelötet werden. Bezüglich dieses selektiven Lötens treten jedoch mehrere Probleme auf. So ergeben sich beispielsweise im Zusammenhang mit einem ausreichenden Lotdurchstieg häufig Probleme, was beispielsweise eine nicht ausreichende Kontaktierung zur Folge haben kann. Ferner ist der Lötprozess mit der Entstehung weiterer Fertigungskosten verbunden, da hierbei entsprechende Lötvorrichtungen und dergleichen benötigt werden. Ein weiteres Problem hinsichtlich der Lötverbindung ist, dass die Lötstellen in typischer Weise mechanische Schwachstellen des Systems darstellen, die insbesondere gegenüber Vibrationen störanfällig sind. Die Lebensdauer des Systems kann hierdurch erheblich reduziert werden. Ganz grundsätzlich sollten die Lötstellen von Leistungselektronikanordnungen daher keinen allzu hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sein.
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Ein weiteres Kontaktierungskonzept betrifft die sogenannte Press-Fit Verbindung. Hierbei weisen die Leistungs- bzw. Powermodule seitlich abstehende, L-förmige, in die selbe Richtung weisende Kontaktierungspins auf. Die Kontaktierungspins werden in die Leiterplatte bzw. entsprechende Kontaktierungsstellen der Leiterplatte eingepresst, wodurch die elektrischen Verbindungen ausgebildet werden. Hierbei ist es erforderlich, dass das Leistungsmodul beim Einpressen bezüglich der Leiterplatte mittels eines entsprechenden Werkzeugs ausgerichtet wird, wobei während des Einpressens eine Abstützung an den Pins erforderlich ist. Andernfalls könnten sich die Pins aufgrund der beim Einpressen typischerweise auftretenden Kräfte verformen bzw. verbiegen. Um ein entsprechendes Abstützen der Pins zu ermöglichen, können diese beispielsweise seitlich abstehende Schultern aufweisen, auf die beim Einpressen die hierzu erforderliche Kraft einwirkt.
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Bei beiden vorstehend beschriebenen Kontaktierungskonzepten ergeben sich hohe Anforderungen an die Toleranz bezüglich der Ausrichtung der Kontaktierung- bzw. Signalpins. Sowohl das selektive Löten als auch das Einpressen ist nur möglich, wenn diese hohen Toleranzanforderungen eingehalten werden. Zusätzlich zu den soeben erläuterten gemoldeten Leistungsmodulen sind bei Leistungsmodulen, deren elektronische Bauteile lediglich in einem hohlen Gehäuse aufgenommen sind und ein Vergießen dieser Bauteile mit einer Vergussmasse nicht vorgesehen ist, aus dem Stand der Technik weitere Kontaktierungskonzepte bekannt. In diesem Zusammenhang können die Kontaktierungspins bzw. Anschlusselemente beispielsweise teilweise innerhalb des Gehäuses beweglich und federnd angeordnet sein. Derartige Konzepte für ungemoldete Leistungsmodule sind beispielsweise aus
DE 10 2007 006 212 A1 ,
DE 103 40 297 A1 oder
DE 10 2017 117 665 A1 bekannt.
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Aus
DE 10 2011 121 943 A1 ist ein Ansteuerelektronik eines bürstenlosen Elektromotors bekannt. Die Ansteuerelektronik umfasst eine der Anzahl an Phasen einer Feldwicklung des Elektromotors entsprechende Anzahl an auf einer Leiterplatte angebrachten Schneidklemmkontakten mit jeweils einer Schneidklemme, in der ein Phasendraht einer Feldwicklung des Elektromotors aufgenommen ist.
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In vergleichbarer Ausgestaltung ist aus
DE 10 2011 112 821 A1 ein bürstenloser Elektromotor bekannt, mit einer Umrichterelektronik umfassend eine Leiterplatte mit daran angeordneten Schneidklemmkontakten, in denen Wicklungsenden einer Drehfeldwicklung aufgenommen sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Konzept zur elektrischen Kontaktierung gemoldeter Leistungsmodule an zugehörigen Leiterplatten anzugeben, insbesondere hinsichtlich eines vereinfachten Herstellungsprozesses sowie verbesserter mechanischer Eigenschaften.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Leistungselektronik der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die elektrische Kontaktierung mittels eines Schneid-Klemm-Verbinders, der zur Kontaktierung mit einem drahtförmigen Kontaktabschnitt, in diesen einschneidend und diesen klemmend, zusammenwirkt, realisiert ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Leistungselektronikanordnung erfolgt die elektrische Kontaktierung der miteinander zu verbindenden Anschlussstellen mittels eines Schneid-Klemm-Verbinders, der bei der Montage in Wirkverbindung mit einem drahtförmigen Kontaktabschnitt, der am jeweils anderen Bauteil vorgesehen ist, tritt. Dies geschieht, indem das Leistungsmodul und die Leiterplatte relativ zueinander bewegt werden, sodass der drahtförmige Kontaktabschnitt in den Schneid-Klemm-Verbinder eingeführt wird. Der Schneid-Klemm-Verbinder, der zweckmäßiger Weise zwei gewinkelt zueinander verlaufende Klingen aufweist, zwischen die der drahtförmige Kontaktabschnitt eingeführt wird, schneidet mit den scharfen Klingen bereits bei geringem Druck hinreichend tief in das weiche Material des drahtförmigen Kontaktabschnitts, der beispielsweise aus Kupfer besteht, ein. Durch dieses Einschneiden ergibt sich eine hinreichende mechanische und damit auch gleichzeitig elektrische Verbindung des Schneid-Klemm-Verbinders zu dem drahtförmigen Kontaktabschnitt, wobei neben dem Einschneiden auch eine Verklemmung zwischen beiden stattfindet, sodass darüber hinaus auch eine entsprechende Fixierung innerhalb der elektrischen Kontaktverbindung gegeben ist. Natürlich ist das Leistungsmodul an der Leiterplatte über separate mechanische Verbindungstechniken wie Schraub- oder Klebverbindung oder dergleichen fixiert. Gleichwohl ist innerhalb der Schneid-Klemm-Verbindung ein hohes Maß an mechanischer Stabilität gegeben, was dazu führt, dass diese elektrische Verbindung auch problemlos etwaigen mechanischen Belastungen wie Vibrationen oder dergleichen standhält.
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Die erfindungsgemäße Leistungselektronikanordnung zeigt gegenüber den bisher bekannten Anordnungen respektive Verbindungskonzepten eine Reihe von Vorteilen. So entfällt jedweder im Zusammenhang mit der Herstellung von Lötverbindungen erforderliche Aufwand, wie natürlich auch die entsprechenden, sich aus dem Verlöten ergebenden Schwierigkeiten (Lotdurchtritt, geringe mechanische Belastbarkeit der Lötverbindung). Auch sind zur Montage keine speziellen Hilfsmittel erforderlich, wie beispielsweise bei der Herstellung des Press-fits in Bezug auf die Abstützung, da sich die mechanische und elektrische Verbindung bei Einsatz des Schneid-Klemm-Verbinders mit sehr geringem Druck erzielen lässt, resultierend aus der Schneidwirkung des Schneid-Klemm-Verbinders in das weiche Material des drahtförmigen Kontaktabschnitts. Schließlich sind auch keine erhöhten Toleranzanforderungen an die Ausrichtung der miteinander zu kontaktierenden Kontaktelemente gegeben, da kein Einfädeln in Platinenbohrungen wie bei der Herstellung eines Press-fits erforderlich ist oder dergleichen. Vielmehr können Toleranzen problemlos ausgeglichen werden, da mit dem Schneid-Klemm-Verbinder, der einen sich nach außen öffnenden und zum Schneidbereich zusammenlaufenden Aufnahmeabschnitt aufweist, problemlos etwaige Positionierungstoleranzen ausgeglichen werden können.
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Wie beschrieben weist der Schneid-Klemm-Verbinder zweckmäßigerweise zwei gewinkelt zueinander verlaufende Klingen auf, zwischen denen der drahtförmige Kontaktabschnitt aufgenommen ist. Beim Verbinden von Leistungsmodul und Leiterplatte werden beide wie beschrieben relativ zueinander bewegt, während welcher Bewegung der Kontaktabschnitt in den sich zum Kontaktabschnitt hin im Wesentlichen V-förmig öffnenden Schneid-Klemm-Verbinder eingeführt wird und hierbei in den Schneid- und Klemmbereich gelangt. Die Herstellung der mechanisch wie elektrisch sicheren Verbindung ist daher denkbar einfach.
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Bei der erfindungsgemäßen Leistungselektronik kommt es wie beschrieben auf das Zusammenwirken des Schneid-Klemm-Verbinders mit dem drahtförmigen Kontaktabschnitt an, wobei sich hinsichtlich der Anordnung derselben an den beteiligten Bauteilen, also der Leiterplatte und dem Leistungsmodul, unterschiedliche Ausgestaltungsvarianten ergeben. Dabei kann gemäß einer ersten Ausgestaltungsalternative der Schneid-Klemm-Verbinder an der Leiterplatte angeordnet sein, wobei der drahtförmige Kontaktabschnitt von einem vom Leistungsmodul zur Leiterplatte laufenden Pin gebildet ist. Hier wird also bei einer Bewegung des Leistungsmoduls zur Leiterplatte hin der Pin in den Schneid-Klemm-Verbinder eingeführt, sodass es zur Schneid-Klemm-Fixierung kommt. Dabei kann der Schneid-Klemm-Verbinder auf die Leiterplattenoberfläche aufgesetzt und dort mit einem entsprechenden Kontaktbereich der Leiterplatte elektrisch kontaktiert und fixiert sein. Zweckmäßigerweise jedoch ist der Schneid-Klemm-Verbinder in einer Bohrung aufgenommen, sodass er nicht allzu hoch auf die Leiterplatte aufbaut.
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Der Pin, der sich von dem Leistungsmodul zur Leiterplatte und dort in den Schneid-Klemm-Verbinder erstreckt, ragt bevorzugt seitlich aus der Vergussmasse und läuft gewinkelt zur Leiterplatte, das heißt, er weist eine gewinkelte Geometrie mit einem Winkel von ca. 90° auf, wobei ein erster Schenkel aus der Vergussmasse abragt und in einen abgewinkelten zweiten Schenkel übergeht, der in den Schneid-Klemm-Verbinder läuft.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann der Schneid-Klemm-Verbinder an dem Leistungsmodul angeordnet sein, wobei der drahtförmige Kontaktabschnitt dann an der Leiterplatte vorgesehen ist. Hier wird also der Schneid-Klemm-Verbinder bei einer Bewegung des Leistungsmoduls auf die Leiterplatte hin gegen den Kontaktabschnitt bewegt. Dieser Kontaktabschnitt kann unterschiedlicher Gestalt sein, wie auch der Schneid-Klemm-Verbinder respektive dessen Orientierung.
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Der drahtförmige Kontaktabschnitt kann gemäß einer ersten Variante als U-förmiger Drahtbügel ausgeführt sein, der an der Leiterplattenoberfläche angeordnet ist und von dieser etwas absteht. Der zur Leiterplatte hin offene, V-förmige Schneid-Klemm-Verbinder läuft also bei einer vertikalen Aufsetzbewegung des Leistungsmoduls in Richtung der Leiterplatte senkrecht auf die Leiterplatte zu und demzufolge senkrecht auf den parallel zur Leiterplattenoberfläche liegenden Schenkel des U-förmige Drahtbügels. Dies ermöglicht eine besonders einfache und auch größere Toleranzen ausgleichende Kontaktierung.
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Dabei kann in diesem Fall der Schneid-Klemm-Verbinder zweckmäßigerweise an einem entsprechend stabilen Kontaktarm des Leistungsmoduls angeordnet sein, der, anders als ein dünner Pin, etwas stärker ausgeführt ist, da der Schneid-Klemm-Verbinder aufgrund seiner Klingengeometrie, die den dünnen Drahtkontaktabschnitt aufnimmt, ein etwas größer ausgelegtes Bauteil ist. Bei dem Kontaktarm handelt es sich gleichwohl um einen Anschlusspin, also einen Steuerpin. Der Schneid-Klemm-Verbinder ist folglich in den Kontaktarm bzw. Pin integriert bzw. der Kontaktarm bzw. Pin ist als Schneid-Klemm-Verbinder ausgeführt. Dieser Kontaktarm kann nun an der Leiterplattenunterseite abstehen, das heißt, dass an der Montagestellung der Kontakt unterhalb des Leistungsmoduls stattfindet. Bevorzugt jedoch findet der Kontakt seitlich des Leistungsmoduls statt, wozu der am Leistungsmodul vorgesehene Kontaktarm einen seitlich aus der Vergussmasse ragenden ersten Schenkel und einen zu diesem gewinkelt verlaufenden zweiten Schenkel aufweist, wobei am zweiten Schenkel der Schneid-Klemm-Verbinder vorgesehen ist. Wie bei bisher üblichen Pin-Konfigurationen am Leistungsmodul mit L-förmig gewinkelten Pins ist auch hier ein L-förmig gewinkelter Kontaktarm, der wie gesagt etwas stabiler ist als ein dünner Pin, vorgesehen, an dessen freiem Ende der Schneid-Klemm-Verbinder ausgebildet ist und der im Rahmen der Montage mit seiner V-förmigen Öffnung gegen die Leiterplatte und damit gegen den dortigen drahtförmigen Kontaktabschnitt bewegt wird.
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Alternativ ist es auch denkbar, wenn der Kontaktarm am Leistungsmodul lediglich seitlich aus der Vergussmasse ragt und sich nur horizontal zur Leiterplatte erstreckt, wobei der Schneid-Klemm-Verbinder am Ende des Kontaktarms angeordnet ist. Der drahtförmige Kontaktabschnitt, der an der Leiterplatte vorgesehen ist, wird in diesem Fall von einem einfachen, im Wesentlichen vertikal von der Leiterplatte abstehenden Pin gebildet, der in geeigneter Weise mit einem Fußabschnitt an der Leiterplatte oberflächlich oder in einer Bohrung fixiert ist. Zur Montage wird nun das Leistungsmodul quasi parallel zur Leiterplattenoberfläche bewegt, sodass der Pin in den seitlich offenen Schneid-Klemm-Verbinder eingeführt wird und von diesem eingeschnitten und geklemmt wird.
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Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Leistungselektronikanordnung, egal welcher Ausgestaltung im Hinblick auf die Anordnung des Schneid-Klemm-Verbinders sowie des drahtförmigen Kontaktabschnitts am Leistungsmodul oder an der Leiterplatte, ein sehr einfaches, problemloses Kontaktieren, das einen sehr guten elektrischen Kontakt erwirkt, bei gleichzeitiger hoher mechanischer Stabilität der Kontaktverbindung aufgrund des mechanischen Einschneidens und Klemmens des Schneid-Klemm-Verbinders in den drahtförmigen Kontaktabschnitt.
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Neben der Leistungselektronikanordnung betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug umfassend eine Leistungselektronik der vorstehend beschriebenen Art. Die Leistungselektronikanordnung ist bevorzugt zur Wechselrichtung einer von einem Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs bereitgestellten Gleichspannung vorgesehen. Das Kraftfahrzeug selbst ist bevorzugt ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug.
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Daneben betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungselektronikanordnung, wobei eine Leiterplatte und wenigstens ein Leistungsmodul, das ein oder mehrere mittels einer Vergussmasse vergossene elektronische Bauteile aufweist, verwendet wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass an der Leiterplatte oder dem Leistungsmodul ein Schneid-Klemm-Verbinder vorgesehen ist, der bei einer Bewegung des Leistungsmoduls relativ zur Leiterplatte in Wirkverbindung mit einem drahtförmigen Kontaktabschnitt am Leistungsmodul oder an der Kontaktplatte tritt und diesen dabei einschneidet und gleichzeitig klemmt.
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Sämtliche im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Leistungselektronikanordnung erläuterten Merkmale sowie Vorteile sind auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar und bilden, soweit zweckmäßig, diese weiter.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikanordnung,
- 2 eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikanordnung, und
- 3 eine Prinzipdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikanordnung.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikanordnung 1 mit einer Leiterplatte 2 und einem an der Leiterplatte 2 befestigten Leistungsmodul 3. Das Leistungsmodul 3 weist mehrere elektronische Bauteile 4 auf, die mittels einer Vergussmasse 5 vergossen und mithin in der Vergussmasse 5 eingekapselt bzw. von dieser ummantelt sind. Die elektronischen Bauteile 4 sind beispielsweise Transistoren, Kondensatoren und weitere zur Realisierung eines Leistungsmoduls 3 erforderliche Komponenten, die entsprechend miteinander verschaltet sind. Die Leiterplatte 2 hingegen umfasst beispielsweise eine nicht näher gezeigte Treiberschaltung für das Leistungsmodul 3. Die Leistungselektronikanordnung 1 ist Teil einer Schaltungsanordnung, insbesondere einer Steuerungseinrichtung, eines Kraftfahrzeugs, die z.B. im Rahmen einer Wechselrichtung einer von einem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs bereitgestellten Gleichspannung verwendet werden kann.
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Eine Modulanschlussstelle 6 ist mit einer Plattenanschlussstelle 7 der Leiterplatte 2 elektrisch kontaktiert. Diese Kontaktierung erfolgt mittels eines drahtförmigen Kontaktabschnitts 8, hier in Form eines L-förmig gewinkelten Pins 9, der an der Modulanschlussstelle 6 befestigt ist respektive, wenn diese Anschlussstelle 6 in der Vergussmasse 5 liegt, mit seinem Ende in diese eingebettet ist und aus dieser hinausläuft. Der erste Schenkel 10 verläuft hierbei in der Montagestellung quasi horizontal zur Leiterplatte 2, der zweite Schenkel 11 vertikal hierzu.
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Im Bereich der Plattenanschlussstelle 7 ist in einer Bohrung 12 ein Schneid-Klemm-Verbinder 13 aufgenommen, in den der Schenkel 11 eingesetzt ist. Der Schneid-Klemm-Verbinder 13 weist zwei scharfe Klingen 14 auf, die sich V-förmig öffnen respektive entsprechend aufeinander zulaufen.
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Im Rahmen der Montage des Leistungsmoduls 3 wird dieses quasi senkrecht gegen die Leiterplatte 2 bewegt. Hierbei wird der Schenkel 11 des Pins 9 in die entsprechende, in der Bohrung 12 aufgenommene Aufnahme 15 des Schneid-Klemm-Verbinders 13 eingeführt, die deutlich größer ist als der Durchmesser des Schenkels 11, sodass in diesem Bereich ein beachtlicher Toleranzausgleich möglich ist. Bei einer weiteren Einschiebebewegung wird der Schenkel 11 gegen die Klingen 14 geführt, die sodann in das weiche Material des Schenkels 11 einschneiden, wodurch sich einerseits eine stabile mechanische und elektrische Verbindung ergibt, wodurch aber auch andererseits eine Klemmung erfolgt, sodass sich insgesamt eine mechanisch sehr feste elektrische Verbindung erwirken lässt.
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Selbstverständlich sind an dem Leistungsmodul 3 eine Mehrzahl weiterer Kontaktabschnitte 8 vorgesehen, die separat über entsprechende Schneid-Klemm-Verbinder 13 kontaktiert und geklemmt werden, wobei all diese Verbindungen simultan beim Montieren des Leistungsmoduls 3 geschnitten und geklemmt werden.
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Die Fixierung erfolgt auf einfache Weise durch bloßes Bewegen des Leistungsmoduls 3 in Richtung der Leiterplatte 2, worüber automatisch die Pins 9 in die Schneid-Klemm-Verbinder 13 eingeführt und dort geschnitten und geklemmt werden. Es sind keine spezifischen Hilfswerkzeuge oder Montagehilfsmittel oder dergleichen erforderlich, da das Einschneiden und Klemmen mit geringem Anpressdruck möglich ist, sodass ein Verbiegen oder Ähnliches der Pins 9 ausgeschlossen ist. Da auch kein aufwendiges Einfädeln in vom Durchmesser her gleiche oder sogar etwas kleinere Bohrungen wie beim Press-fit-Verbinden erforderlich ist, können auch beachtliche Toleranzen ausgeglichen werden, um den Steuerpin 9 zu kontaktieren.
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Eine zweite erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Leistungselektronikanordnung 1 zeigt 2, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier ist eine Leiterplatte 2 sowie ein Leistungsmodul 3 mit in die Vergussmasse 5 eingegossenen Bauteilen 4 vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung ist das drahtförmige Kontaktelement 8 an der Leiterplatte 2 in Form eines U-förmigen Drahtbügels 16 angeordnet, der mit seinen Füßen entsprechend fixiert und an Leiterbahnen kontaktiert ist. Der Schneid-Klemm-Verbinder 13 befindet sich bei dieser Erfindungsausgestaltung am Leistungsmodul 3, wozu dieses einen entsprechend im Vergleich zu dem Steuerpin 9 stärker dimensionierten Kontaktarm 17, der letztlich wiederum einen Art Steuerpin darstellt, aufweist, der mit einem ersten Schenkel 18 an der Modulanschlussstelle 6 angeschlossen ist respektive aus der Vergussmasse 5 läuft, und der in einem zweiten Schenkel 19 um ca. 90° abgewinkelt ist, an dessen Ende der Schneid-Klemm-Verbinder 13 angeordnet ist. Der Schneid-Klemm-Verbinder 13 weist wiederum zwei scharfe Klingen 14 auf, die sich quasi V- oder U-förmig zum Drahtbügel 16 hin öffnen. Wird nun das Leistungsmodul 3 in Richtung der Leiterplatte 2 bewegt, so wird der Drahtbügel 16 zwischen die Klingen 14 bewegt, diese schneiden den Drahtbügel ein und klemmen ihn, worüber wiederum die mechanisch stabile elektrische Kontaktierung gegeben ist.
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In der Figur sind zur Darstellung der Klingenform die beiden Klingen 14 als in der Zeichenebene liegend dargestellt. Tatsächlich liegen die Klingen 14 um 90° verdreht senkrecht zur Zeichenebene, um den Draht bzw. den Drahtbügel 16 zwischen sich aufzunehmen.
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Wiederum erfolgt hier das Verbinden auf einfache Weise durch eine simple Relativbewegung von Leistungsmodul 3 zur Leiterplatte 2 und einem toleranzausgleichenden Einführen des Drahtbügels 16 zwischen die Klingen 14. Es sind auch hier keine zusätzlichen Hilfs- oder Montagewerkzeuge oder Ähnliches erforderlich, wie auch die Schneid-Klemm-Verbindung durch geringen Druck bereits erwirkbar ist.
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Wiederum ist auch hier natürlich das Leistungsmodul 3 mit einer Vielzahl entsprechender Kontaktarme 17 mit daran angeordneten Schneid-Klemm-Verbindern 13 versehen, wie auch die Platine 2 eine entsprechende Anzahl an Drahtbügeln 16 aufweist.
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Schließlich zeigt 3 eine dritte Variante einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikanordnung 1, mit einer Leiterplatte 2 und einem Leistungsmodul 3 mit in einer Vergussmasse 5 vergossenen Bauelementen 4.
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Auch bei dieser Ausgestaltung ist, ähnlich wie bei 2, an der Leiterplatte 2 der drahtförmige Kontaktabschnitt 8 angeordnet, hier in Form eines Pins 20, der vertikal von der Leiterplattenoberfläche 2 in Richtung des Leistungsmoduls absteht. Er ist in einer Bohrung 21 eingesetzt und dort verklemmt oder Ähnliches, in jedem Fall aber kontaktiert.
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Das Leistungsmodul 2 weist an der Modulanschlussstelle 6 respektive aus der Vergussmasse 5 kommend wiederum einen Kontaktarm 17 auf, der sich hier jedoch nur seitlich und damit horizontal zur Leiterplattenfläche erstreckt. An seinem Ende befindet sich wieder der Schneid-Klemm-Verbinder 13 mit seinen beiden Klingen 14, die in diesem Fall zwangsläufig zur Seite hin offen sind. Bei einer Montage wird das Leistungsmodul 3 horizontal zur Leiterplatte 2 bewegt, sodass der zum Pin 20 hin offene Schneid-Klemm-Verbinder 13 gegen den Pin 20 bewegt wird, der zwischen die Klingen 14 geführt und dabei eingeschnitten und geklemmt wird. Wiederum erfolgt auch hier die Schneid-Klemm-Verbindung über eine einfache lineare Bewegung, die zum Zusammenwirken von Schneid-Klemm-Verbinder 13 und dem drahtförmigen Kontaktabschnitt 8 und zu dessen Schneid-Verklemmung führt.
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Auch in dieser Figur sind zur Darstellung der Klingenform die beiden Klingen 14 als in der Zeichenebene liegend dargestellt. Tatsächlich liegen die Klingen 14 auch hier um 90° verdreht senkrecht zur Zeichenebene, um den Pin 20 zwischen sich aufzunehmen.
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Selbstverständlich weist auch hier das Leistungsmodul 3 wieder eine Mehrzahl solcher Kontaktarme 17 nebst Schneid-Klemm-Verbindern 13 auf, wie auch die Platine 2 eine Vielzahl entsprechender Pins 20 aufweist.
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Das Leistungsmodul 3 selbst wird, wenngleich nicht näher dargestellt, über geeignete Schraub- oder Klemm- oder Klebverbindungen oder Ähnliches an der Leiterplatte 2 mechanisch fixiert.
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Die erfindungsgemäßen Kontaktierungsvarianten ermöglichen eine elektrische Verbindung, die gleichzeitig mechanisch sehr robust ist, das heißt, dass auch im Betrieb wirkende mechanische Belastungen wie Vibrationen oder dergleichen sich nicht nachteilig auf die Qualität der elektrischen Verbindung über den Schneid-Klemm-Verbinder 13 auswirken. Die Montage erfolgt sehr einfach, da keine komplexen selektiven Lötprozesse erforderlich sind oder die Verwendung zusätzlicher Hilfswerkzeuge und Ausrichtwerkzeuge, wie auch keine Einpressunterstützung und Ähnliches erforderlich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007006212 A1 [0005]
- DE 10340297 A1 [0005]
- DE 102017117665 A1 [0005]
- DE 102011121943 A1 [0006]
- DE 102011112821 A1 [0007]
