DE102020207398A1 - Contacting piece - Google Patents

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Abdullah Hoshmeh
Tim Killinger
Manuela Kohnle
Florian Müller
Chris Papke
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Mahle International GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktierungsstück (1) für eine elektrisch leitende Verbindung (10) einer Leiterplatte (11) und eines Flachleiters (12). Das Kontaktierungsstück (1) ist aus einem plattenförmigen elektrisch leitenden Materialstück gebogen. Das Kontaktierungsstück (1) umfasst: drei in einer Abstützebene (AE) liegende Abstützbeine (2); einen Federbereich (3), der mit den Abstützbeinen (2) zusammenhängend ausgeführt und parallel zur Abstützebene (AZE und von den Abstützbeinen (2) beabstandet ist; und einen Verbindungsbereich (4), der an dem Federbereich (3) senkrecht zur Abstützebene (AE) und von der Abstützebene (AE) abgewandt ausgebildet ist.Die Erfindung betrifft auch die elektrisch leitende Verbindung (10) der Leiterplatte (11) und des Flachleiters (12). Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum automatisierten Herstellen der elektrisch leitenden Verbindung (10).The invention relates to a contacting piece (1) for an electrically conductive connection (10) between a printed circuit board (11) and a flat conductor (12). The contacting piece (1) is bent from a plate-shaped, electrically conductive piece of material. The contacting piece (1) comprises: three support legs (2) lying in a support plane (AE); a spring portion (3) integral with the support legs (2) and parallel to the support plane (AZE and spaced from the support legs (2); and a connection portion (4) attached to the spring portion (3) perpendicular to the support plane (AE ) and facing away from the support plane (AE).The invention also relates to the electrically conductive connection (10) of the printed circuit board (11) and the flat conductor (12). The invention also relates to a method for automatically producing the electrically conductive connection (10 ).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktierungsstück für eine elektrisch leitende Verbindung einer Leiterplatte und eines Flachleiters. Die Erfindung betrifft auch die elektrisch leitende Verbindung der Leiterplatte und des Flachleiters. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum automatisierten Herstellen der elektrisch leitenden Verbindung.The invention relates to a contacting piece for an electrically conductive connection of a printed circuit board and a flat conductor. The invention also relates to the electrically conductive connection of the printed circuit board and the flat conductor. The invention also relates to a method for the automated production of the electrically conductive connection.

Insbesondere in Kraftfahrzeugen werden aktuell immer öfter leistungsintensive Verbraucher verbaut, was ein Anheben des Spannungsniveaus mit sich bringt. Die Leistungselektronik ist üblicherweise auf einer Leiterplatte - einem sogenannten PCB (PCB: Printed Circuit Board) - angeordnet und der zugeordnete Verbraucher liegt üblicherweise auf einer anderen Befestigungsebene. Als Verbindungsleitungen werden dabei Sammelschienen mit mehreren Flachleitern - sogenannte Busbars - oder Leitungen verwendet. Die Herausforderung ist dabei, eine zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Verbraucher herzustellen. Da der Verbraucher und die Leiterplatte in einem Kraftfahrzeug üblicherweise starken Vibrationen ausgesetzt sind, soll insbesondere mechanischer Stress auf die Verbindung reduziert werden. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Verbindungsleitungen mit der Leiterplatte über einen Steckkontakt zu verbinden. Nachteiligerweise ist ein Steckkontakt nur sehr schwer in einem automatisierten Verfahren applizierbar. Weiterhin bleibt das Risiko des sogenannten Frettings bestehen, bei dem durch Mikrobewegungen im Stecker oxidiertes Material zwischen den Kontaktflächen aufgebaut wird und den elektrischen Kontakt einschränkt. Bekannt ist auch, als Verbindungsleitung eine Stromschiene zu verwenden und diese mit der Leiterplatte direkt zu verlöten. Hier entsteht nachteiligerweise eine starre Verbindung, über die mechanische Kräfte auf die Leiterplatte übertragen werden. Eine weitere Herausforderung ist, dass in der elektrisch leitenden Verbindung unterschiedliche Materialkombinationen überbrückt werden.In particular in motor vehicles, more and more power-intensive consumers are currently being installed, which brings about an increase in the voltage level. The power electronics are usually arranged on a printed circuit board - a so-called PCB (PCB: Printed Circuit Board) - and the associated consumer is usually on a different mounting level. Busbars with several flat conductors - so-called busbars - or lines are used as connecting lines. The challenge here is to create a reliable, electrically conductive connection between the circuit board and the consumer. Since the consumer and the circuit board in a motor vehicle are usually exposed to strong vibrations, mechanical stress on the connection in particular should be reduced. It is known from the prior art to connect the connecting lines to the circuit board via a plug contact. Disadvantageously, a plug contact can only be applied with great difficulty in an automated process. Furthermore, there is still the risk of so-called fretting, in which micro-movements in the connector build up oxidized material between the contact surfaces and restrict electrical contact. It is also known to use a busbar as a connecting line and to solder this directly to the circuit board. The disadvantage here is a rigid connection via which mechanical forces are transmitted to the circuit board. Another challenge is that different material combinations are bridged in the electrically conductive connection.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine elektrisch leitende Verbindung einer Leiterplatte und eines Flachleiters eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Insbesondere soll ein Kontaktierungsstück für die elektrisch leitende Verbindung bereitgestellt werden, das ein Übertragen von Strömen bis zu 40A ermöglicht, mechanischen Stress in der Verbindung vermindert, automatisiert applizierbar ist und kein Fretting aufweist. Zudem ist es die Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum automatisierten Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem derartigen Kontaktierungsstück bereitzustellen.The object of the invention is therefore to provide an improved or at least alternative embodiment for an electrically conductive connection of a printed circuit board and a flat conductor, in which the disadvantages described are overcome. In particular, a contacting piece is to be provided for the electrically conductive connection which enables currents up to 40A to be transmitted, reduces mechanical stress in the connection, can be applied automatically and has no fretting. In addition, it is the object of the invention to provide a corresponding method for the automated production of an electrically conductive connection with such a contacting piece.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, these objects are achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Kontaktierungsstück ist für eine elektrisch leitende Verbindung einer Leiterplatte und eines Flachleiters vorgesehen. Der Flachleiter kann dabei einer Sammelschiene - einem sogenannten Busbar - zugeordnet sein. Das Kontaktierungsstück ist dabei aus einem plattenförmigen elektrisch leitenden Materialstück gebogen. Das Kontaktierungsstück umfasst drei in einer Abstützebene liegende Abstützbeine zum Abstützen des Kontaktierungsstücks auf der Leiterplatte. Das Kontaktierungsstück umfasst ferner einen Federbereich, der mit den Abstützbeinen zusammenhängend ausgeführt ist. Der Federbereich ist dabei parallel zur Abstützebene und von den Abstützbeinen beabstandet. Das Kontaktierungsstück umfasst zudem einen Verbindungsbereich zum stoffschlüssigen Verbinden des Flachleiters, wobei der Verbindungsbereich an dem Federbereich senkrecht zur Abstützebene und von der Abstützebene abgewandt ausgebildet ist.A contacting piece according to the invention is provided for an electrically conductive connection of a printed circuit board and a flat conductor. The flat conductor can be assigned to a busbar - a so-called busbar. The contacting piece is bent from a plate-shaped, electrically conductive piece of material. The contacting piece comprises three support legs lying in a support plane for supporting the contacting piece on the circuit board. The contacting piece further comprises a spring area which is designed to be connected with the support legs. The spring area is parallel to the support plane and at a distance from the support legs. The contacting piece also comprises a connection area for the material connection of the flat conductor, the connection area on the spring area being formed perpendicular to the support plane and facing away from the support plane.

Die Abstützbeine gehen dabei integral in den Federbereich über und der Verbindungsbereich ist an dem Federbereich ausgebildet. Der Federbereich ist parallel zu der Abstützebene ausgerichtet und verbindet die Abstützbeine und den Verbindungsbereich federnd. Mit anderen Worten gehen die Abstützbeine über den Federbereich in den Verbindungsbereich über. Auf diese Weise sind die Abstützbeine und der Verbindungsbereich über den Federbereich federnd miteinander gekoppelt. Dadurch können mechanische Bewegungen zwischen dem Verbindungsbereich und den Abstützbeinen nur stark gedämpft übertragen werden. Das Kontaktierungsstück ist aus dem Materialstück gebogen und kann kostengünstig als ein Stanz- oder Biegeteil hergestellt sein. Das Materialstück ist dabei plattenförmig bzw. flach, so dass verständlicherweise alle Elemente des Kontaktierungsstücks auch plattenförmig bzw. flach sind.The support legs merge integrally into the spring area and the connection area is formed on the spring area. The spring area is aligned parallel to the support plane and resiliently connects the support legs and the connection area. In other words, the support legs merge into the connecting area via the spring area. In this way, the support legs and the connecting area are resiliently coupled to one another via the spring area. As a result, mechanical movements between the connection area and the support legs can only be transmitted in a strongly damped manner. The contacting piece is bent from the piece of material and can be manufactured inexpensively as a stamped or bent part. The piece of material is plate-shaped or flat, so that understandably all elements of the contacting piece are also plate-shaped or flat.

Nach der Montage des Kontaktierungsstücks auf der Leiterplatte liegen die Abstützbeine an der Leiterplatte. Wenigstens eins der Abstützbeine ist dabei mit einer elektrisch leitenden Leitung der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden. Vorzugsweise sind alle Abstützbeine mit der elektrisch leitenden Leitung der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden. So kann das wenigstens ein Abstützbein mit der Leitung der Leiterplatte verlötet sein. Der Verbindungsbereich steht von der Leiterplatte senkrecht ab und weist keinen unmittelbaren Kontakt mit der Leiterplatte auf. Der Flachleiter ist dabei mit dem Verbindungsbereich elektrisch leitend verbunden. So kann der Flachleiter mit dem Verbindungsbereich beispielweise verschweißt sein. Insgesamt ist dadurch der Übergangswiderstand in der elektrisch leitenden Verbindung stark reduziert. Ferner werden mechanische Bewegungen zwischen dem Flachleiter in dem Verbindungsbereich und der Leiterplatte stark gedämpft, wodurch auch der mechanische Stress in der elektrisch leitenden Verbindung reduziert ist. Das Kontaktierungsstück ermöglicht dadurch eine sichere und zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Flachleiter und der Leiterplatte.After the contacting piece has been mounted on the circuit board, the support legs are on the circuit board. At least one of the support legs is connected in an electrically conductive manner to an electrically conductive line on the printed circuit board. All support legs are preferably connected in an electrically conductive manner to the electrically conductive line of the printed circuit board. So the at least one support leg can be soldered to the line of the circuit board. The connection area protrudes vertically from the circuit board and has no direct contact with the circuit board. The flat conductor is connected to the connection area in an electrically conductive manner. For example, the flat conductor can be welded to the connection area. Overall, the contact resistance is in the electrically conductive Connection greatly reduced. Furthermore, mechanical movements between the flat conductor in the connection area and the printed circuit board are strongly damped, which also reduces the mechanical stress in the electrically conductive connection. The contacting piece thereby enables a safe and reliable electrically conductive connection between the flat conductor and the circuit board.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Kontaktierungsstück zwei senkrecht zur Abstützebene ausgerichtete Führungselemente zum drehsicheren Anordnen des Kontaktierungsstücks in der Leiterplatte umfasst. Die Führungselemente sind von dem Verbindungsbereich abgewandt ausgebildet und ragen über die Abstützebene hinaus. Die Führungselemente können bei der Montage des Kontaktierungsstücks auf der Leiterplatte durch die Leiterplatte hindurch geführt werden und dadurch das Kontaktierungsstück drehsicher bzw. toleranzarm auf der Leiterplatte vorpositioniert werden. Dadurch kann die elektrisch leitende Verbindung besonders einfach und automatisiert hergestellt werden.It can advantageously be provided that the contacting piece comprises two guide elements aligned perpendicular to the support plane for the non-rotatable arrangement of the contacting piece in the circuit board. The guide elements are designed to face away from the connection area and protrude beyond the support plane. The guide elements can be guided through the circuit board during the assembly of the contacting piece on the circuit board and the contacting piece can thereby be prepositioned on the circuit board in a rotationally secure manner or with little tolerance. As a result, the electrically conductive connection can be established in a particularly simple and automated manner.

Vorteilhafterweise kann in dem Verbindungsbereich eine Ausformung zum Definieren eines Verbindungspunkts für den Flachleiter ausgebildet sein. Die Ausformung kann dabei nutenartig oder rund sein. Die Form und die Größe der Ausformung hängen dabei von den Eigenschaften des Flachleiters ab. Alternativ kann die Ausformung in dem Flachleiter ausgeformt bzw. in den Flachleiter integriert sein. Die Ausformung liegt dann an dem Verbindungsbereich an, der keine Ausformungen und demnach flach bzw. eben ausgeführt ist.A recess for defining a connection point for the flat conductor can advantageously be formed in the connection area. The formation can be groove-like or round. The shape and size of the formation depend on the properties of the flat conductor. Alternatively, the formation can be formed in the flat conductor or integrated into the flat conductor. The formation then rests against the connection area which has no formations and is therefore flat or planar.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das elektrisch leitende Materialstück und dadurch das Kontaktierungsstück aus Metall oder aus beschichtetem Metall oder aus einer Metalllegierung oder aus einer beschichteten Metalllegierung oder aus einer Metallverbindung geformt sind. So kann das Materialstück beispielweise aus Kupfer sein und eine Zinn-Beschichtung aufweisen. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Materialien und Materialkombinationen denkbar. It can advantageously be provided that the electrically conductive piece of material and thereby the contacting piece are formed from metal or from coated metal or from a metal alloy or from a coated metal alloy or from a metal compound. For example, the piece of material can be made of copper and have a tin coating. In principle, however, other materials and material combinations are also conceivable.

Vorteilhafterweise kann das Kontaktierungsstück einen mittleren Formbereich und zwei seitliche und zueinander identische Formbereiche umfassen. Der mittlere Formbereich und die seitlichen Formbereiche hängen dabei über den Federbereich zusammen. Die Aufteilung in die Formbereiche erfolgt dabei quer zur Abstützebene und quer zum Verbindungsbereich. Der mittlere Formbereich umfasst dann eins der Abstützbeine sowie den Verbindungsbereich und der jeweilige seitliche Formbereich umfasst dann jeweils eins der anderen Abstützbeine sowie eins der Führungselemente.The contacting piece can advantageously comprise a central shaped area and two lateral shaped areas which are identical to one another. The central shaped area and the lateral shaped areas are connected via the spring area. The division into the shaped areas takes place transversely to the support plane and transversely to the connection area. The middle shaped area then comprises one of the support legs and the connecting area and the respective lateral shaped area then each includes one of the other support legs and one of the guide elements.

Vorteilhafterweise kann in dem mittleren Formbereich das jeweilige Abstützbein über den Federbereich in den Verbindungsbereich integral übergehen. In dem jeweiligen seitlichen Formbereich kann das jeweilige Abstützbein über den Federbereich in das jeweilige Führungselement integral übergehen. Die Abstützbeine der seitlichen Formbereiche und das Abstützbein des mittleren Formbereichs sind dabei beidseitig an und parallel zu dem Verbindungsbereich angeordnet.Advantageously, the respective support leg can merge integrally into the connecting area via the spring area in the central shaped area. In the respective lateral shaped area, the respective support leg can merge integrally into the respective guide element via the spring area. The supporting legs of the lateral shaped areas and the supporting leg of the central shaped area are arranged on both sides of and parallel to the connecting area.

Die Erfindung betrifft eine elektrisch leitende Verbindung für einen elektrischen Heizer oder Hochvoltheizer, insbesondere für einen Luftheizer. Die Verbindung umfasst eine Leiterplatte und wenigstens einen Flachleiter. Der Flachleiter kann dabei einer Sammelschiene - einem sogenannten Busbar - zugeordnet sein. Die Verbindung umfasst ferner wenigstens ein Kontaktierungsstück, das wie oben beschrieben ausgestaltet ist. Die Leiterplatte und der jeweilige Flachleiter sind über das jeweilige Kontaktierungsstück stoffschlüssig und elektrisch leitend miteinander verbunden.The invention relates to an electrically conductive connection for an electric heater or high-voltage heater, in particular for an air heater. The connection comprises a printed circuit board and at least one flat conductor. The flat conductor can be assigned to a busbar - a so-called busbar. The connection further comprises at least one contacting piece which is configured as described above. The circuit board and the respective flat conductor are materially and electrically conductively connected to one another via the respective contacting piece.

Vorteilhafterweise kann das Kontaktierungsstück sich mit den Abstützbeinen an der Leiterplatte abstützen, so dass die Abstützebene mit einer Oberfläche der Leiterplatte zusammenfällt. Die Abstützbeine sind dann mit der Leiterplatte stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verlötet. Dabei ist wenigstens eins der Abstützbeine mit einer elektrisch leitenden Leitung der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden. Vorzugsweise sind alle Abstützbeine mit der elektrisch leitenden Leitung der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden. Der Flachleiter durchdringt die Leiterplatte über eine Durchführungsöffnung zwischen den seitlich angeordneten Abstützbeinen und ist mit dem Verbindungsbereich des Kontaktierungsstücks stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt. Als Schweißverfahren kommen hier Widerstandspunktschweißen oder Ultraschallschweißen oder andere gängige Schweißverfahren in Frage. Der Flachleiter ist mit der Leiterplatte ausschließlich durch das Kontaktierungsstück verbunden. Mit anderen Worten bleibt der Flachleiter in der Durchführungsöffnung der Leiterplatte auch nach dem stoffschlüssigen Verbinden mit dem Verbindungsbereich des Kontaktierungsstücks beweglich.The contacting piece can advantageously be supported on the circuit board with the support legs, so that the support plane coincides with a surface of the circuit board. The support legs are then materially connected to the circuit board, preferably soldered. At least one of the support legs is connected in an electrically conductive manner to an electrically conductive line on the printed circuit board. All support legs are preferably connected in an electrically conductive manner to the electrically conductive line of the printed circuit board. The flat conductor penetrates the circuit board via a feed-through opening between the laterally arranged support legs and is materially connected, preferably welded, to the connection area of the contacting piece. Resistance spot welding or ultrasonic welding or other common welding processes can be used here as welding processes. The flat conductor is connected to the circuit board exclusively through the contacting piece. In other words, the flat conductor remains movable in the lead-through opening of the circuit board even after the material connection with the connection area of the contacting piece.

Vorteilhafterweise kann das Kontaktierungsstück zwei senkrecht zur Abstützebene ausgerichtete Führungselemente umfassen, die von dem Verbindungsbereich abgewandt ausgebildet sind und über die Abstützebene hinausragen. Die Führungselemente können die Leiterplatte durchdringen und können dadurch das Kontaktierungsstück beim automatisierten Herstellen der Verbindung verdrehsicher und toleranzarm an der Leiterplatte anordnen.Advantageously, the contacting piece can comprise two guide elements which are aligned perpendicular to the support plane, are designed facing away from the connection area and protrude beyond the support plane. The guide elements can penetrate the printed circuit board and can thereby arrange the contacting piece on the printed circuit board in a manner secure against rotation and with low tolerances during the automated production of the connection.

Vorteilhafterweise kann das elektrisch leitende Materialstück und dadurch das Kontaktierungsstück sowie der Flachleiter aus demselben Material geformt sein. Dadurch kann Kontaktkorrosion in der Verbindung vermieden werden. Das Material kann Metall oder beschichtetes Metall oder eine Metalllegierung oder eine beschichtete Metalllegierung oder eine Metallverbindung sein. Der Flachleiter kann beispielweise aus einer Metallverbindung aus zwei unterschiedlichen Metallen bestehen und durch unterschiedliche Fertigungsprozesse hergestellt sein. Hier können beispielweise chemisches Beschichten, Galvanisieren, thermisches Spritzen, Walzplattieren und andere Fertigungsprozesse in Frage kommen. Vorteilhafterweise können dadurch auch andere Metalle als Kupfer kontaktiert werden.The electrically conductive piece of material and thereby the contacting piece and the flat conductor can advantageously be formed from the same material. This can prevent contact corrosion in the connection. The material can be metal or coated metal or a metal alloy or a coated metal alloy or a metal compound. The flat conductor can for example consist of a metal connection made of two different metals and be produced by different manufacturing processes. For example, chemical coating, electroplating, thermal spraying, roll cladding and other manufacturing processes can be considered here. In this way, other metals than copper can advantageously also be contacted.

Das erfindungsgemäße Kontaktierungsstück ermöglicht ein einfaches Handling und eine einfache Verarbeitung auch bei hohen Stückzahlen in der Serienproduktion. Ferner ist das Kontaktierungsstück aus einem Materialstück gebogen und kann kostengünstig als ein Stanz- oder Biegeteil hergestellt sein. Die erfindungsgemäße elektrisch leitende Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Kontaktierungsstück beinhaltet keine beweglichen elektrischen Kontakte, wodurch die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der elektrisch leitenden Verbindung erhöht werden. Ferner werden in der elektrisch leitenden Verbindung Korrosion und Fretting vermieden. Die elektrisch leitende Verbindung weist zudem einen geringen Bauraumbedarf auf.The contacting piece according to the invention enables simple handling and simple processing even with large numbers in series production. Furthermore, the contacting piece is bent from a piece of material and can be manufactured inexpensively as a stamped or bent part. The electrically conductive connection according to the invention with the contacting piece according to the invention does not contain any movable electrical contacts, as a result of which the reliability and the service life of the electrically conductive connection are increased. Furthermore, corrosion and fretting are avoided in the electrically conductive connection. The electrically conductive connection also requires little installation space.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum automatisierten Herstellen einer oben beschriebenen elektrisch leitenden Verbindung. In dem Verfahren erfolgt zuerst ein Anordnen des Kontaktierungsstücks an der Leiterplatte. Dabei wird das Kontaktierungsstück durch Führungselemente verdrehsicher und toleranzarm an der Leiterplatte angeordnet und mit den Abstützbeinen an der Leiterplatte abgestützt. Danach erfolgt in dem Verfahren ein stoffschlüssiges Verbinden, vorzugsweise Verlöten, der Abstützbeine mit der Leiterplatte. Dabei wird wenigstens eins der Abstützbeine mit einer elektrisch leitenden Leitung der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden. Vorzugsweise werden alle Abstützbeine mit der elektrisch leitenden Leitung der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden. Danach erfolgt ein Anordnen des Flachleiters an dem Verbindungsbereich des Kontaktierungsstücks. Der Flachleiter kann dabei einer Sammelschiene - einem sogenannten Busbar - zugeordnet sein. Dabei wird der Flachleiter über eine Durchführungsöffnung in der Leiterplatte zwischen den seitlich angeordneten Abstützbeinen durch die Leiterplatte hindurch geführt und an dem Verbindungsbereich anliegend angeordnet. Anschließend erfolgt ein stoffschlüssiges Verbinden, vorzugsweise Verschweißen, des Flachleiters und des Verbindungsbereichs des Kontaktierungsstücks. Als Schweißverfahren kommen hier Widerstandspunktschweißen oder Ultraschallschweißen oder andere gängige Schweißverfahren in Frage. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird an dieser Stelle in Bezug auf die Ausgestaltung und die Vorteile des Kontaktierungsstücks und der elektrisch leitenden Verbindung auf die obigen Ausführungen verwiesen.The invention also relates to a method for the automated production of an electrically conductive connection described above. In the method, the contacting piece is first arranged on the circuit board. In this case, the contacting piece is arranged on the printed circuit board so as to be non-rotatable and with little tolerance by means of guide elements and is supported on the printed circuit board with the support legs. Then, in the process, a material connection, preferably soldering, takes place between the support legs and the circuit board. In this case, at least one of the support legs is connected in an electrically conductive manner to an electrically conductive line on the printed circuit board. All support legs are preferably connected in an electrically conductive manner to the electrically conductive line of the printed circuit board. The flat conductor is then arranged on the connection area of the contacting piece. The flat conductor can be assigned to a busbar - a so-called busbar. In this case, the flat conductor is guided through the circuit board via a feed-through opening in the circuit board between the laterally arranged support legs and is arranged adjacent to the connection area. This is followed by an integral connection, preferably welding, of the flat conductor and the connection area of the contacting piece. Resistance spot welding or ultrasonic welding or other common welding processes can be used here as welding processes. In order to avoid repetition, reference is made at this point to the above statements with regard to the configuration and the advantages of the contacting piece and the electrically conductive connection.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures on the basis of the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch

  • 1 und 2 Ansichten eines erfindungsgemäßen Kontaktierungsstück;
  • 3 eine erfindungsgemäße elektrisch leitende Verbindung einer Leiterplatte und eines Flachleiters über das erfindungsgemäße Kontaktierungsstück.
It show each schematically
  • 1 and 2 Views of a contacting piece according to the invention;
  • 3 an electrically conductive connection according to the invention of a printed circuit board and a flat conductor via the contacting piece according to the invention.

1 und 2 zeigen Ansichten eines erfindungsgemäßen Kontaktierungsstück 1. Das Kontaktierungsstück 1 ist dabei aus einem plattenförmigen elektrisch leitenden Materialstück 2 gebogen und als Biege- oder Stanzteil hergestellt. Das Kontaktierungsstück 1 umfasst dabei drei Abstützbeine 2, die in einer Abstützebene AE liegen. Die Abstützbeine 2 gehen dabei in einen Federbereich 3 über, der parallel und beabstandet zur Abstützebene AE ist. Das Kontaktierungsstück 1 umfasst zudem einen Verbindungsbereich 4, der an dem Federbereich 3 senkrecht zur Abstützebene AE und von der Abstützebene AE abgewandt ausgebildet ist. Dabei gehen die Abstützbeine 2 über den Federbereich 3 integral in den Verbindungsbereich 4 über. Durch diese Ausgestaltung ist der Verbindungsbereich 4 federnd mit den Abstützbeinen 2 verbunden und mechanische Kräfte zwischen den Abstützbeinen 2 und dem Verbindungsbereich 4 werden nicht oder nur geringfügig übertragen. Ferner weist das Kontaktierungsstück 1 zwei Führungselemente 5 auf, die senkrecht zur Abstützebene AE ausgerichtet sind. Die Führungselemente 5 sind dabei dem Verbindungsbereich 4 abgewandt an dem Federbereich 3 ausgebildet und ragen über die Abstützebene AE hinaus. 1 and 2 show views of a contacting piece according to the invention 1 . The contacting piece 1 is made of a plate-shaped, electrically conductive piece of material 2 bent and manufactured as a bent or stamped part. The contacting piece 1 includes three support legs 2 that are in a support plane AE lie. The support legs 2 go into a feather area 3 above, which is parallel and spaced from the support plane AE is. The contacting piece 1 also includes a connection area 4th that on the feather area 3 perpendicular to the support plane AE and from the support level AE is designed facing away. The support legs go 2 about the feather area 3 integral in the connection area 4th over. This configuration makes the connection area 4th resilient with the support legs 2 connected and mechanical forces between the outriggers 2 and the connection area 4th are not or only slightly transferred. Furthermore, the contacting piece 1 two guide elements 5 on, which is perpendicular to the support plane AE are aligned. The guiding elements 5 are the connection area 4th turned away from the spring area 3 formed and protrude over the support level AE out.

Das Kontaktierungsstück 1 kann quer zur Abstützebene AE und quer zum Verbindungsbereich 4 in einen mittleren Formbereich 6 und in zwei seitliche und zueinander identische Formbereiche 7 aufgeteilt sein. Die Aufteilung in die Formbereiche 6 und 7 ist hier und weiter mit durchbrochenen Linien angedeutet. Der mittlere Formbereich 6 umfasst dabei eins der Abstützbeine 2 und den Verbindungsbereich 4, wobei das Abstützbein 2 mit dem Verbindungsbereich 4 über den Federbereich 3 verbunden ist. Der jeweilige seitliche Formbereich 7 umfasst dann jeweils eins der anderen Abstützbeine 2 und eins der Führungselemente 5. Dabei sind die Abstützbeine 2 über den Federbereich 3 mit den Führungselemente 5 verbunden. Der mittlere Formbereich 6 und die seitlichen Formbereiche 7 hängen dabei an zwei Kontaktstellen 8 innerhalb des Federbereichs 3 zusammen. Die Abstützbeine 2 der seitlichen Formbereiche 7 und das Abstützbein 2 des mittleren Formbereichs 6 sind dabei beidseitig und parallel zu dem Verbindungsbereich 4 angeordnet. An dem Verbindungsbereich 4 ist zudem eine Ausformung 9 geformt. Weitere Eigenschaften und Vorteile des Kontaktierungsstücks 1 werden anhand 3 beschrieben.The contacting piece 1 can be perpendicular to the support level AE and across the connection area 4th in a middle mold area 6th and in two lateral and mutually identical shape areas 7th be divided. The division into the shape areas 6th and 7th is indicated here and further with broken lines. The middle shape area 6th includes one of the support legs 2 and the connection area 4th , with the support leg 2 with the connection area 4th about the feather area 3 connected is. The respective lateral form area 7th then each includes one of the other support legs 2 and one of the guide elements 5 . Here are the support legs 2 about the feather area 3 with the guide elements 5 connected. The middle shape area 6th and the side molding areas 7th hang on two contact points 8th within the spring area 3 together. The support legs 2 of the side molding areas 7th and the support leg 2 of the middle shape area 6th are on both sides and parallel to the connection area 4th arranged. At the connection area 4th is also a formation 9 shaped. Further properties and advantages of the contacting piece 1 are based on 3 described.

3 zeigt eine erfindungsgemäße elektrisch leitende Verbindung 10 einer Leiterplatte 11 und eines Flachleiters 12 über das erfindungsgemäße Kontaktierungsstück 1. Die elektrisch leitende Verbindung 10 ist dabei für einen elektrischen Heizer oder Hochvoltheizer, insbesondere für einen Luftheizer, vorgesehen. Das Kontaktierungsstück 1 stützt sich dabei mit den Abstützbeinen 2 an der Leiterplatte 11 ab, so dass die Abstützebene AE mit einer Oberfläche OF der Leiterplatte 11 zusammenfällt. Die Abstützbeine 2 sind dabei mit der Leiterplatte 11 stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verlötet. Dabei sind alle Abstützbeine 2 mit einer elektrisch leitenden Leitung der Leiterplatte 11 - hier nicht gezeigt - elektrisch leitend verbunden. Der Flachleiter 12 durchdringt die Leiterplatte 11 zwischen den Abstützbeinen 2 der seitlichen Formbereiche 7 über eine Durchführungsöffnung 13 und ist mit dem Verbindungsbereich 4 des Kontaktierungsstücks 1 stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt. Vorzugsweise sind das Kontaktierungsstück 1 und der Flachleiter 12 aus demselben Material geformt. Die an dem Verbindungsbereich 4 ausgeformte Ausformung 9 definiert dabei ein Verbindungspunkt für den Flachleiter 12. Die Führungselemente 5 durchdringen die Leiterplatte 11 und ermöglichen ein sicheres und toleranzarmes Vorpositionieren des Kontaktierungsstücks 1 an der Leiterplatte 11. Dadurch kann die Verbindung 10 automatisiert hergestellt werden. 3 shows an electrically conductive connection according to the invention 10 a circuit board 11th and a flat conductor 12th via the contacting piece according to the invention 1 . The electrically conductive connection 10 is provided for an electric heater or high-voltage heater, in particular for an air heater. The contacting piece 1 supports itself with the support legs 2 on the circuit board 11th so that the support plane AE with a surface OF the circuit board 11th coincides. The support legs 2 are included with the circuit board 11th firmly connected, preferably soldered. All support legs are included 2 with an electrically conductive line of the circuit board 11th - not shown here - electrically connected. The flat conductor 12th penetrates the circuit board 11th between the support legs 2 of the side molding areas 7th via a feed-through opening 13th and is with the connection area 4th of the contacting piece 1 materially connected, preferably welded. The contacting pieces are preferably 1 and the flat conductor 12th molded from the same material. The ones at the connection area 4th molded formation 9 defines a connection point for the flat conductor 12th . The guiding elements 5 penetrate the circuit board 11th and enable a safe and low-tolerance prepositioning of the contacting piece 1 on the circuit board 11th . This allows the connection 10 can be produced automatically.

In der Verbindung 10 sind die Leiterplatte 11 und der Flachleiter 12 über den Federbereich 3 des Kontaktierungsstücks 1 federnd miteinander verbunden. Dadurch kann die Leiterplatte 11 und der Flachleiter 12 nicht oder nur geringfügig mechanische Kräfte aufeinander übertragen. Im Übrigen beinhaltet die Verbindung 11 keine beweglichen elektrischen Kontakte. Insgesamt sind dadurch die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der elektrisch leitenden Verbindung 11 erhöht. Ferner werden in der elektrisch leitenden Verbindung 11 Korrosion und Fretting vermieden. Die elektrisch leitende Verbindung 10 weist zudem einen geringen Bauraumbedarf auf.In connection 10 are the circuit board 11th and the flat conductor 12th about the feather area 3 of the contacting piece 1 resiliently connected to each other. This allows the circuit board 11th and the flat conductor 12th not or only slightly transfer mechanical forces to each other. Incidentally, the connection includes 11th no moving electrical contacts. Overall, this increases the reliability and service life of the electrically conductive connection 11th elevated. Furthermore, in the electrically conductive connection 11th Corrosion and fretting avoided. The electrically conductive connection 10 also has a small footprint.

Claims (11)

Kontaktierungsstück (1) für eine elektrisch leitende Verbindung (10) einer Leiterplatte (11) und eines Flachleiters (12), - wobei das Kontaktierungsstück (1) aus einem plattenförmigen elektrisch leitenden Materialstück gebogen ist, - wobei das Kontaktierungsstück (1) drei in einer Abstützebene (AE) liegende Abstützbeine (2) zum Abstützen des Kontaktierungsstücks (1) auf der Leiterplatte (11) umfasst, - wobei das Kontaktierungsstück (1) einen Federbereich (3) umfasst, der mit den Abstützbeinen (2) zusammenhängend ausgeführt, parallel zur Abstützebene (AE) und von den Abstützbeinen (2) beabstandet ist, - wobei das Kontaktierungsstück (1) einen Verbindungsbereich (4) zum stoffschlüssigen Verbinden des Flachleiters umfasst, und - wobei der Verbindungsbereich (4) an dem Federbereich (3) senkrecht zur Abstützebene (AE) und von der Abstützebene (AE) abgewandt ausgebildet ist.Contacting piece (1) for an electrically conductive connection (10) of a circuit board (11) and a flat conductor (12), - wherein the contacting piece (1) is bent from a plate-shaped, electrically conductive piece of material, - wherein the contacting piece (1) comprises three support legs (2) lying in a support plane (AE) for supporting the contacting piece (1) on the circuit board (11), - wherein the contacting piece (1) comprises a spring area (3) which is designed to be coherent with the support legs (2), parallel to the support plane (AE) and at a distance from the support legs (2), - wherein the contacting piece (1) comprises a connection area (4) for the material connection of the flat conductor, and - The connection area (4) on the spring area (3) being designed perpendicular to the support plane (AE) and facing away from the support plane (AE). Kontaktierungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass das Kontaktierungsstück (1) zwei senkrecht zur Abstützebene (AE) ausgerichtete Führungselemente (5) zum drehsicheren Anordnen des Kontaktierungsstücks (1) in der Leiterplatte (11) umfasst, und - dass die Führungselemente (5) von dem Verbindungsbereich (4) abgewandt ausgebildet sind und über die Abstützebene (AE) hinausragen.Contacting piece according to Claim 1 , characterized in that - that the contacting piece (1) comprises two guide elements (5) aligned perpendicular to the support plane (AE) for the rotationally secure arrangement of the contacting piece (1) in the circuit board (11), and - that the guide elements (5) from the connecting area (4) are designed facing away and protrude beyond the support level (AE). Kontaktierungsstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verbindungsbereich (4) eine Ausformung zum Definieren eines Verbindungspunkts für den Flachleiter (12) ausgebildet ist.Contacting piece according to Claim 1 or 2 , characterized in that a recess for defining a connection point for the flat conductor (12) is formed in the connection area (4). Kontaktierungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Materialstück und dadurch das Kontaktierungsstück (1) aus Metall oder aus beschichtetem Metall oder aus einer Metalllegierung oder aus einer beschichteten Metalllegierung oder aus einer Metallverbindung geformt sind.Contacting piece according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the electrically conductive piece of material and thereby the contacting piece (1) are formed from metal or from coated metal or from a metal alloy or from a coated metal alloy or from a metal compound. Kontaktierungsstück nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, - dass das Kontaktierungsstück (1) einen mittleren Formbereich (6) und zwei seitliche und zueinander identische Formbereiche (7) umfasst, wobei der mittlere Formbereich (6) und die seitlichen Formbereiche (7) über den Federbereich (3) zusammenhängen, und - dass der mittlere Formbereich (6) eins der Abstützbeine (2) und den Verbindungsbereich (4) und der jeweilige seitliche Formbereich (7) jeweils eins der anderen Abstützbeine (2) und eins der Führungselemente (5) umfassen.Contacting piece according to one of the Claims 2 until 4th Characterized in that - the contacting piece (1) has a central mold section (6) and two lateral, mutually identical shape portions (7), wherein the middle mold portion (6) and the side mold portions (7) connected on the spring portion (3) - That the middle shaped area (6) one of the support legs (2) and the connecting area (4) and the respective lateral shaped area (7) each comprise one of the other support legs (2) and one of the guide elements (5). Kontaktierungsstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, - dass in dem mittleren Formbereich (6) das jeweilige Abstützbein (2) über den Federbereich (3) in den Verbindungsbereich (4) integral übergeht, - dass in dem jeweiligen seitlichen Formbereich (7) das jeweilige Abstützbein (2) über den Federbereich (3) in das jeweilige Führungselement (5) integral übergeht, und - dass die Abstützbeine (2) der seitlichen Formbereiche (7) und das Abstützbein (2) des mittleren Formbereichs (7) beidseitig an und parallel zu dem Verbindungsbereich (4) angeordnet sind.Contacting piece according to Claim 5 , characterized in that - in the central shaped area (6) the respective support leg (2) merges integrally into the connecting area (4) via the spring area (3), - that in the respective lateral shaped area (7) the respective support leg (2) merges integrally into the respective guide element (5) via the spring area (3), and - that the supporting legs (2) of the lateral shaped areas (7) and the supporting leg (2) of the central shaped area (7) on both sides on and parallel to the connecting area ( 4) are arranged. Elektrisch leitende Verbindung (10) für einen elektrischen Heizer oder Hochvoltheizer, insbesondere für einen Luftheizer, - wobei die Verbindung (10) eine Leiterplatte (11) und wenigstens einen Flachleiter (12) umfasst, - wobei die Verbindung (10) wenigstens ein Kontaktierungsstück (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst, und - wobei die Leiterplatte (11) und der jeweilige Flachleiter (12) über das jeweilige Kontaktierungsstück (1) stoffschlüssig und elektrisch leitend miteinander verbunden sind.Electrically conductive connection (10) for an electric heater or high-voltage heater, in particular for an air heater, - wherein the connection (10) comprises a printed circuit board (11) and at least one flat conductor (12), - wherein the connection (10) comprises at least one contacting piece (1) according to one of the preceding claims, and - The printed circuit board (11) and the respective flat conductor (12) being connected to one another in a materially and electrically conductive manner via the respective contacting piece (1). Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, - dass das Kontaktierungsstück (1) sich mit den Abstützbeinen (2) an der Leiterplatte (11) abstützt, so dass die Abstützebene (AE) mit einer Oberfläche (OF) der Leiterplatte (11) zusammenfällt, und dass die Abstützbeine (2) mit der Leiterplatte (11) stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verlötet, sind, und - dass der Flachleiter (12) die Leiterplatte (11) zwischen den seitlich angeordneten Abstützbeinen (2) durchdringt und mit dem Verbindungsbereich (4) des Kontaktierungsstücks (1) stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist.Connection after Claim 7 Characterized in that - the contacting piece (1) is supported with the Abstützbeinen (2) on the printed circuit board (11), so that the support plane (AE) having a surface (OF) of the circuit board (11) coincides, and that the support legs (2) are firmly connected to the circuit board (11), preferably soldered, and - that the flat conductor (12) penetrates the circuit board (11) between the laterally arranged support legs (2) and with the connecting area (4) of the contacting piece (1 ) cohesively connected, preferably welded, is. Verbindung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, - dass das Kontaktierungsstück (1) zwei senkrecht zur Abstützebene (AE) ausgerichtete Führungselemente (5) umfasst, die von dem Verbindungsbereich (4) abgewandt ausgebildet sind und über die Abstützebene (AE) hinausragen, und - dass die Führungselemente (5) die Leiterplatte (11) durchdringen und dadurch das Kontaktierungsstück (1) beim Herstellen der Verbindung (10) verdrehsicher an der Leiterplatte (11) anordnen.Connection after Claim 7 or 8th , characterized in that - that the contacting piece (1) comprises two guide elements (5) aligned perpendicular to the support plane (AE), which are designed facing away from the connection area (4) and protrude beyond the support plane (AE), and - that the guide elements ( 5) penetrate the circuit board (11) and thereby arrange the contacting piece (1) on the circuit board (11) so that it cannot rotate when the connection (10) is established. Verbindung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, - dass das elektrisch leitende Materialstück und dadurch das Kontaktierungsstück (1) sowie der Flachleiter (12) aus demselben Material geformt sind, und - dass das Material Metall oder beschichtetes Metall oder eine Metalllegierung oder eine beschichtete Metalllegierung oder eine Metallverbindung ist.Connection to one of the Claims 7 until 9 , characterized in - that the electrically conductive piece of material and thereby the contacting piece (1) and the flat conductor (12) are formed from the same material, and - that the material is metal or coated metal or a metal alloy or a coated metal alloy or a metal compound. Verfahren zum automatisierten Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung (10) nach dem Anspruch 7, umfassend folgende Schritte: - Anordnen des Kontaktierungsstück (1) an der Leiterplatte (11), wobei das Kontaktierungsstück (1) durch Führungselemente (5) verdrehsicher an der Leiterplatte (11) angeordnet wird und mit den Abstützbeinen (2) an der Leiterplatte (11) abgestützt wird; - Stoffschlüssiges Verbinden, vorzugsweise Verlöten, der Abstützbeine (2) mit der Leiterplatte (11); - Anordnen des Flachleiters (12) an dem Verbindungsbereich (4) des Kontaktierungsstücks (1), wobei der Flachleiter (12) zwischen den seitlich angeordneten Abstützbeinen (2) durch die Leiterplatte (11) hindurch geführt und an dem Verbindungsbereich (4) anliegend angeordnet wird; - Stoffschlüssiges Verbinden, vorzugsweise Verschweißen, des Flachleiters (12) mit dem Verbindungsbereich (4) des Kontaktierungsstücks (1).Method for the automated production of an electrically conductive connection (10) according to the Claim 7 , comprising the following steps: - Arranging the contacting piece (1) on the printed circuit board (11), the contacting piece (1) being arranged on the printed circuit board (11) in a manner secure against rotation by guide elements (5) and with the support legs (2) on the printed circuit board ( 11) is supported; - Cohesive connection, preferably soldering, of the support legs (2) to the circuit board (11); - Arranging the flat conductor (12) on the connecting area (4) of the contacting piece (1), the flat conductor (12) being passed through the circuit board (11) between the laterally arranged support legs (2) and being arranged adjacent to the connecting area (4) will; Substantive connection, preferably welding, of the flat conductor (12) to the connection area (4) of the contacting piece (1).
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US20140028417A1 (en) 2010-12-22 2014-01-30 Valeo Systemes De Controle Moteur Electronic circuit comprising electrical connections resistant to a severe environment
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