DE102021215046A1

DE102021215046A1 - Elektrisches Bauteil

Info

Publication number: DE102021215046A1
Application number: DE102021215046.2A
Authority: DE
Inventors: Beda Erzinger; Luigi Naturale; Johannes Brandt
Original assignee: Lenze SE
Current assignee: Lenze SE
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-06-29
Anticipated expiration: 2041-12-28
Also published as: DE102021215046B4

Abstract

Elektrisches Bauteil (100), aufweisend:- eine Leiterplatte (1), wobei die Leiterplatte (1) eine Durchgangsbohrung (2) aufweist,- einen Kühlkörper (3), und- einen ersten Kontaktstift (4),- wobei der erste Kontaktstift (4) mechanisch mit dem Kühlkörper (3) verbunden ist, und- wobei der erste Kontaktstift (4) durch die Durchgangsbohrung (2) hindurch gesteckt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauteil.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Bauteil zur Verfügung zu stellen, das eine möglichst einfache und sichere elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Bauteil und weiteren Komponenten ermöglicht.
Das elektrische Bauteil weist mindestens eine herkömmliche Leiterplatte auf, wobei die Leiterplatte eine Durchgangsbohrung aufweist, insbesondere eine kreiszylindrische Durchgangsbohrung aufweist.
Das elektrische Bauteil weist weiter einen herkömmlichen Kühlkörper auf. Der Kühlkörper kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, auf der Leiterplatte angeordnete, wärmeerzeugende Bauelemente zu kühlen.
Das elektrische Bauteil weist weiter einen ersten, elektrisch leitfähigen Kontaktstift (auch als Pin bezeichnet) auf, wobei der erste Kontaktstift mechanisch mit dem Kühlkörper verbunden ist. Der erste Kontaktstift ist durch die Durchgangsbohrung hindurch gesteckt.
In einer Ausführungsform ist der durch die Durchgangsbohrung hindurch gesteckte erste Kontaktstift von der Leiterplatte bzw. von auf der Leiterplatte verlaufenden elektrischen Leiterbahnen oder von auf der Leiterplatte angeordneten Bauelementen elektrisch isoliert.
In einer Ausführungsform ist der Kühlkörper elektrisch leitfähig, wobei der erste Kontaktstift elektrisch leitend mit dem Kühlkörper verbunden ist.
In einer Ausführungsform ist der erste Kontaktstift mittels einer Schraubverbindung mechanisch mit dem Kühlkörper verbunden.
In einer Ausführungsform ist der erste Kontaktstift mittels einer Einpressverbindung mechanisch mit dem Kühlkörper verbunden.
In einer Ausführungsform weist das elektrische Bauteil weitere Kontaktstifte auf, wobei die weiteren Kontaktstifte jeweils mit der Leiterplatte mechanisch verbunden sind. Das elektrische Bauteil kann beispielsweise vier oder sechs weitere Kontaktstifte aufweisen. Die weiteren Kontaktstifte können mit korrespondierenden auf der Leiterplatte verlaufenden elektrischen Leiterbahnen und/oder auf der Leiterplatte angeordneten elektrischen Bauelementen elektrisch verbunden sein. Eine Längserstreckung des ersten Kontaktstifts und eine jeweilige Längserstreckung der weiteren Kontaktstifte verlaufen rechtwinklig zu einer Leiterplattenebene.
In einer Ausführungsform sind der erste Kontaktstift und die weiteren Kontaktstifte Teil eines Steckkontaktes des elektrischen Bauteils. Auf diesen Steckkontakt kann dann in einfacher Art und Weise ein korrespondierender Buchsenstecker aufgesteckt werden, um alle notwendigen elektrischen Kontakte bzw. Verbindungen mit Leiterbahnen bzw. Bauelementen der Leiterplatte und zusätzlich mit dem Kühlkörper herzustellen.
In einer Ausführungsform sind der erste Kontaktstift und die weiteren Kontaktstifte derart angeordnet, dass der erste Kontaktstift zwischen mindestens zwei der weiteren Kontaktstifte angeordnet ist, insbesondere mittig zwischen den mindestens zwei weiteren Kontaktstiften angeordnet ist.
In einer Ausführungsform sind der erste Kontaktstift und die weiteren Kontaktstifte derart angeordnet, dass sie geometrisch mit Buchsen-Kontakten eines normierten Buchsen-Einsatzes korrespondieren, wobei bevorzugt der erste Kontaktstift der mittlere Kontakt des Buchsen-Einsatzes ist.
In einer Ausführungsform ist der erste Kontaktstift bestimmungsgemäß mit einem Bezugspotential, insbesondere Schutzerde, zu verbinden.
In einer Ausführungsform weist das Bauteil eine Halterung zur mechanischen Fixierung des ersten Kontaktstifts und/oder der weiteren Kontaktstifte auf, wobei die Halterung elektrisch nicht leitfähig ist, und wobei die Halterung einen zylindrischen, insbesondere kreiszylindrischen, Abschnitt aufweist, wobei der zylindrische Abschnitt durch die Durchgangsbohrung hindurch gesteckt ist, wobei der erste Kontaktstift im Inneren des zylindrischen Abschnitts verläuft.
In einer Ausführungsform bildet der zylindrische Abschnitt einen Abstandshalter zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper.
Das elektrische Bauteil kann weiter mindestens einen zweiten (dritten, vierten, ...) elektrisch leitfähigen Kontaktstift aufweisen, wobei der zweite Kontaktstift ebenfalls mechanisch mit dem Kühlkörper verbunden ist. Die Leiterplatte weist für diesen Fall eine weitere Durchgangsbohrung auf, wobei der zweite Kontaktstift durch die weitere Durchgangsbohrung hindurch gesteckt ist. Die oben genannten Eigenschaften betreffend den ersten elektrisch leitfähigen Kontaktstift können für den zweiten elektrisch leitfähigen Kontaktstift entsprechend gelten.
Mittels des erfindungsgemäßen elektrischen Bauteils kann beispielsweise der mittlere Pin eines Steckers durch die Leiterplatte hindurch direkt mit dem Kühlkörper (PE/Erde) ohne Verbindung zur Leiterplatte elektrisch kontaktiert werden. Die elektrische PE/Erde-Verbindung muss dann nicht mehr über die Leiterplatte geführt werden, so dass hierfür keine hoch strombelastbare Leiterbahn auf der Leiterplatte vorgesehen werden muss. Dies löst Probleme wie Spannungsabstände, Mindestleiterbahnbreiten, etc. Durch Einschrauben/Einpressen des Kontaktstifts bzw. Pins in den Kühlkörper (oder auch mittels einer anderen entsprechend elektrisch leitfähigen mechanischen Verbindung) kann der erste Kontaktstift bzw. der mittlere Kontakt mit dem Kühlkörper elektrisch leitend verbunden werden und somit der PE/Erde-Kontakt hergestellt werden, ohne dass das PE/Erde-Potential über die Leiterplatte geführt werden muss.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert beschrieben. Hierbei zeigt:

1 schematisch einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauteils mit einer Leiterplatte, einem Kühlkörper und einer Anzahl von Kontaktstiften, die einen Steckkontakt für einen korrespondierenden Buchsenstecker bilden.

1 zeigt schematisch einen Querschnitt eines elektrischen Bauteils 100.
Das elektrische Bauteil 100 weist eine Leiterplatte 1 auf, wobei die Leiterplatte 1 eine Durchgangsbohrung 2 aufweist. Das elektrische Bauteil 100 weist weiter einen elektrisch leitfähigen Kühlkörper 3 auf. Das elektrische Bauteil 100 weist weiter einen ersten Kontaktstift 4 auf, wobei der erste Kontaktstift 4 mechanisch und elektrisch mittels einer Schraubverbindung mit dem Kühlkörper 3 verbunden ist. Der erste Kontaktstift 4 ist durch die Durchgangsbohrung 2 hindurch gesteckt. Der durch die Durchgangsbohrung 2 hindurch gesteckte erste Kontaktstift 4 ist von der Leiterplatte 1 bzw. deren Komponenten elektrisch isoliert.
Das elektrische Bauteil 100 weist weitere Kontaktstifte 5 auf, wobei die weiteren Kontaktstifte 5 jeweils mit der Leiterplatte 1 mittels einer Lötverbindung verbunden sind, wobei eine Längserstreckung LE des ersten Kontaktstifts 4 und eine jeweilige Längserstreckung LE der weiteren Kontaktstifte 5 rechtwinklig zu einer Leiterplattenebene verlaufen. Die weiteren Kontaktstifte 5 können mit Leiterbahnen auf der Leiterplatte 1 elektrisch verbunden sein. Es versteht sich, dass mehr als die beiden exemplarisch dargestellten weiteren Kontaktstifte 5 vorgesehen sein können.
Der erste Kontaktstift 4 und die weiteren Kontaktstifte 5 sind Teil eines Steckkontaktes des elektrischen Bauteils und korrespondieren mit einem Gegenstecker mit Buchsen-Kontakten 6. Der erste Kontaktstift 4 ist mittig zwischen den weiteren Kontaktstiften 5 angeordnet.
Der erste Kontaktstift 4 und damit auch der Kühlkörper 3 ist bestimmungsgemäß über den Gegenstecker mit einem Bezugspotential, insbesondere (Schutz-) Erde, zu verbinden bzw. verbunden.
Das elektrische Bauteil 100 weist weiter eine elektrisch isolierende Kunststoff-Halterung 8 zur mechanischen Fixierung mindestens des ersten Kontaktstifts 4 und/oder der weiteren Kontaktstifte 5 auf.
Die Halterung 8 weist einen innen holen zylindrischen Abschnitt 9 auf, wobei der zylindrische Abschnitt 9 durch die Durchgangsbohrung 2 hindurch gesteckt ist, wobei der erste Kontaktstift 4 im Inneren des zylindrischen Abschnitts 9 verläuft. Der zylindrische Abschnitt 9 bildet weiter einen Abstandshalter zwischen der Leiterplatte 1 und dem Kühlkörper 3.

Claims

Elektrisches Bauteil (100), aufweisend: - eine Leiterplatte (1), wobei die Leiterplatte (1) eine Durchgangsbohrung (2) aufweist, - einen Kühlkörper (3), und - einen ersten Kontaktstift (4), - wobei der erste Kontaktstift (4) mechanisch mit dem Kühlkörper (3) verbunden ist, und - wobei der erste Kontaktstift (4) durch die Durchgangsbohrung (2) hindurch gesteckt ist.
Elektrisches Bauteil (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - der durch die Durchgangsbohrung (2) hindurch gesteckte erste Kontaktstift (4) von der Leiterplatte elektrisch isoliert ist.
Elektrisches Bauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kühlkörper (3) elektrisch leitfähig ist, wobei der erste Kontaktstift (4) elektrisch leitend mit dem Kühlkörper (3) verbunden ist.
Elektrisches Bauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Kontaktstift (4) mittels einer Schraubverbindung mechanisch mit dem Kühlkörper (3) verbunden ist.
Elektrisches Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Kontaktstift (4) mittels einer Einpressverbindung mechanisch mit dem Kühlkörper (3) verbunden ist.
Elektrisches Bauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das elektrische Bauteil (100) weitere Kontaktstifte (5) aufweist, wobei die weiteren Kontaktstifte (5) jeweils mit der Leiterplatte (1) mechanisch verbunden sind, wobei eine Längserstreckung (LE) des ersten Kontaktstifts (4) und eine jeweilige Längserstreckung (LE) der weiteren Kontaktstifte (5) rechtwinklig zu einer Leiterplattenebene verlaufen.
Elektrisches Bauteil (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Kontaktstift (4) und die weiteren Kontaktstifte (5) als Teil eines Steckkontaktes des elektrischen Bauteils (100) ausgebildet sind.
Elektrisches Bauteil (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Kontaktstift (4) und die weiteren Kontaktstifte (5) derart angeordnet sind, dass der erste Kontaktstift zwischen mindestens zwei der weiteren Kontaktstifte (5) angeordnet ist, insbesondere mittig angeordnet ist.
Elektrisches Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Kontaktstift (4) und die weiteren Kontaktstifte (5) derart angeordnet sind, dass sie geometrisch mit Buchsen-Kontakten (6) eines Buchsen-Einsatzes (7) korrespondieren, wobei bevorzugt der erste Kontaktstift (4) der mittlere Kontakt des Buchsen-Einsatzes (7) ist.
Elektrisches Bauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Kontaktstift (4) bestimmungsgemäß mit einem Bezugspotential, insbesondere Schutzerde, zu verbinden ist.
Elektrisches Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass - das elektrische Bauteil (100) eine Halterung (8) zur mechanischen Fixierung des ersten Kontaktstifts (4) und/oder der weiteren Kontaktstifte (5) aufweist, - wobei die Halterung elektrisch nicht leitfähig ist, und - wobei die Halterung (8) einen zylindrischen Abschnitt (9) aufweist, wobei der zylindrische Abschnitt (9) durch die Durchgangsbohrung (2) hindurch gesteckt ist, wobei der erste Kontaktstift (4) im Inneren des zylindrischen Abschnitts (9) verläuft.
Elektrisches Bauteil (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - der zylindrische Abschnitt (9) einen Abstandshalter zwischen der Leiterplatte (1) und dem Kühlkörper (3) bildet.