DE4226172C2 - Stromversorgungselement für Leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Stromversorgungselement für Lei­ terplatten mit durchkontaktierten Bohrungen.

Leiterplatten mit durchkontaktierten Bohrungen sind bei elek­ tronischen Geräten üblich. Neben den mit geringen Strömen ar­ beitenden elektronischen Schaltungen ist es aber auch erfor­ derlich, in die Leiterplatten hohe Ströme einzuspeisen, wozu spezielle Stromversorgungselemente dienen.

Es ist bereits ein Anschlußelement für Leiterplatten in Einpreßtechnik bekannt (DE 34 33 038 A1), das einen im wesentlichen plattenartigen Leiter, eine Vielzahl von Kon­ taktstiften, die auf einer Seite des Leiterkörpers angeordnet und mit diesem einstückig sind und entsprechend den Bohrungen in der Leiterplatte angeordnet sind sowie ein Anschlußelement für einen anzuschließenden Gegenstand aufweisen. Bei dem Anschlußelement handelt es sich entweder um einen Lötstütz­ punkt oder um eine Steckkabelschuhzunge. Diese sind auf der gleichen Seite der Leiterplatte angeordnet, von der aus die Befestigung des Anschlußelements erfolgt. Das Anschlußelement weist nur eine geringe mechanische Belastbarkeit auf.

Weiterhin ist eine Kontaktbrücke bekannt (DE 34 44 667 C2), mit deren Hilfe zwei in gleicher Ebene angeordnete Leiter­ platten elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden sollen. An der Kontaktbrücke können Anschlußelemente zur Anbringung einer Stromversorgungsleitung o. dgl. ange­ bracht sein. Hier wird die mechanische Festigkeit bei der Verbindung zweier Leiterplatten miteinander durch eine Vergrößerung der Zahl von Kontaktbrücken erreicht.

Weiterhin ist ein Verbindungselement zur Verbindung eines Bauelements mit einer gedruckten Schaltung bekannt (DE 19 83 582 U), das als metallische Buchse mit einem vorderen zylindrischen Ansatz ausgebildet ist. Der Ansatz wird in eine Ausnehmung einer Leiterplatte eingesteckt und auf der gegenüberliegenden Seite mit der dort vorhandenen gedruckten Schaltung vernietet und verlötet. An dem Verbin­ dungselement kann ein Gegenstand angeschraubt werden.

Weiterhin ist es bekannt (US 4 863 389), eine richtige Metallplatte mit jeweils einem abgewinkelten Bein an jeder Ecke und einem zentralen Loch in Bohrungen einer Leiterplatte einzustecken und mit einer gedruckten Schaltung zu verlöten. Von der gegenüberliegenden Seite kann eine Schraube durch ein Loch der Leiterplatte und durch das Loch der Metallplatte hindurchgesteckt und in ein Gewinde des zu befestigenden Bauteils eingeschraubt werden. Die Löcher in der Leiterplatte sind dabei größer als die Schraubenköpfe, so daß der zu befestigende Bauteil nur an der Metallplatte angeschraubt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufge­ bautes, kostengünstig herzustellendes und leicht einzusetzen­ des Stromversorgungselement für hohe elektrische und mechani­ sche Belastung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Stromver­ sorgungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Wei­ terbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem anzuschließenden Gegenstand kann es sich beispiels­ weise um eine Stromeinleitung, einen Kühlkörper, einen Lei­ stungstransistor oder dgl. handeln.

Der Leiterkörper wird mit den Kontaktstiften in die durchkon­ taktierten Bohrungen eingepreßt. Aufgrund der Vielzahl von Kontaktstiften wird ein guter hochbelastbarer Übergang ge­ schaffen, wobei gleichzeitig auch eine hohe mechanische Festigkeit gegeben ist. Die Kontaktstifte stellen beim Ein­ pressen in die durchkontaktierten Bohrungen einen mechani­ schen und elektrischen Kontakt mit den Wänden der Bohrungen her, so daß das Einpressen zur Befestigung ausreicht. Selbst­ verständlich kann, wenn dies im Einzelfall gewünscht wird, auch eine Verlötung durchgeführt werden.

Der anzuschließende Gegenstand kann dann mit Hilfe des An­ bringungselementes an dem relativ großen, vorzugsweise aber flachen Leiterkörper angebracht werden.

Beispielsweise kann das Anbringungselement ein Stift, insbe­ sondere ein Gewindestift sein, der mit dem Leiterkörper ver­ bunden oder verbindbar ist. Der Stift kann sich dabei sowohl von der den Kontaktstiften abgewandten Seite des Leiterkör­ pers als auch von der gleichen Seite erstrecken, falls die Leiterplatte an dieser Stelle ein Loch hat, so daß er auf der gegenüberliegenden Seite aus ihr herausragt.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das Anbringungselement als eine in das Loch des Leiterkörpers einsetzbare Buchse ausgebildet ist, die mit dem Leiterkörper durch Einpressen verbindbar ist.

Die Buchse kann eine glatte Innenbohrung aufweisen, so daß die Verbindung durch eine durchgesteckte Schraube mit Mutter ver­ stärkt werden kann. Ebenfalls möglich ist es, daß die Innen­ bohrung der Buchse ein Gewinde aufweist, so daß in die in das Stromversorgungselement eingesetzte Buchse nachträglich ein Gegenstand eingeschraubt werden kann.

Die Kontaktstifte sind vorzugsweise in zwei Reihen längs zweier gegenüberliegender Seitenkanten des plattenförmigen Leiterkörpers angeordnet, wobei jede Reihe mindestens drei Kontaktstifte, vorzugsweise jedoch fünf Kontaktstifte auf­ weist.

Die Erfindung schafft ein einfach zu fertigendes und einfach einzusetzendes hochbelastbares Stromversorgungselement.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Stromversorgungselements;

Fig. 2 eine mit dem Stromversorgungselement der Fig. 1 zu­ sammenwirkende und in eingebautem Zustand einen Teil des Stromversorgungselements bildende Einpreß­ buchse;

Fig. 3 eine Aufsicht auf das Stromversorgungselement der Fig. 1 von rechts in Fig. 1;

Fig. 4 in einem gegenüber den Fig. 1 bis 3 verkleinerten Maßstab einen Ausschnitt aus einer Leiterplatte.

Das in Fig. 1 dargestellte Stromversorgungselement wird von einem plattenförmigen Leiterkörper 1 gebildet, der aus einem leitenden Material hergestellt ist. Er weist die Form einer relativ flachen Platte auf. An seiner einen Seitenfläche 2 sind rechtwinklig zu dieser Fläche mehrere Kontaktstifte 3 angeordnet, die alle identisch aufgebaut sind und in einem bestimmten Rastermaß angeordnet sind. Die Kontaktstifte sind vorzugsweise einstückig mit dem Leiterkörper 1 hergestellt. Die Kontaktstifte 3 sind im Querschnitt rechtwinklig und ha­ ben daher jeweils vier relativ scharfe Seitenkanten 4. Die Kontaktstifte 3 sind zum Einsetzen in durchkontaktierte Boh­ rungen in einer Leiterplatte bestimmt, wobei die Kontakther­ stellung dadurch geschieht, daß die scharfen Seitenkanten 4 in die Wandung der Löcher eindringen. Zum Erleichtern des Einsetzens sind die Stirnseiten 5 der Kontaktstifte 3 daher verjüngt ausgebildet, beispielsweise pyramidenstumpfförmig.

Der Leiterkörper 1 enthält zentral eine Bohrung 6, die sich von ihrer die Kontaktstifte aufweisenden Seitenfläche 2 zu der gegenüberliegenden Seitenfläche 7 erstreckt.

Fig. 2 zeigt ein Anbringungselement 8, das mit dem Leiterkör­ per 1 des Stromversorgungselements in Eingriff bringbar ist und das in zusammengesetzten Zustand dann die Möglichkeit bietet, beispielsweise einen Leistungstransistor, einen Kühl­ körper oder dgl. anzuschließen. Das Anbringungselement 8 ist in Fig. 2 gegenüber dem Leiterkörper 1 in der Anbringungspo­ sition ausgerichtet dargestellt. Es könnte also durch Links­ verschieben in Eingriff mit dem Leiterkörper 1 gebracht wer­ den.

Das Anbringungselement 8 ist als Einpreßbuchse 9 ausgebildet. Die Einpreßbuchse weist einen mit einer Rändelung 10 versehe­ nen Einpreßabschnitt 11 auf, dessen Durchmesser etwas größer als der Innendurchmesser die Bohrung 6 des Leiterkörpers 1 ist. An den Einpreßabschnitt schließt sich ein Mittelteil 12 an, dessen Außenseite glatt ist. Begrenzt wird die Einpreßbuchse 9 durch einen Flansch 13. Die Einpreßbuchse 9 weist eine durch­ gehende Innenbohrung 14 auf. Die Innenbohrung 14 kann entwe­ der glattwandig ausgebildet oder mit einem Gewinde versehen sein. Der Querschnitt der Einpreßbuchse 9 ist an allen Stel­ len kreisförmig.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf den Leiterkörper von rechts in Fig. 1. Es ist zu sehen, daß der Leiterkörper 1 als qua­ dratische Platte ausgebildet ist, bei dem die Bohrung 6 mittig angeordnet ist. Im Bereich zweier Seiten 15, 16 erstrecken sich die Kontaktstifte 3 in zwei Reihen von je 5 Kontaktstif­ ten. Diese Reihen reichen bis etwa zum Rand des Leiterkörpers 1, so daß die Fläche des Leiterkörpers 1 gut ausgenutzt wird.

Fig. 4 zeigt in einem gegenüber den Fig. 1 bis 3 verkleiner­ ten Maßstab eine Aufsicht auf einen Ausschnitt aus einer Lei­ terplatte 17. Die Leiterplatte 17 weist zwei Reihen von durchkontaktierten Bohrungen 18 auf, die parallel zueinander verlaufen. Mittig zu den beiden Reihen von Bohrungen 18 ist ein Loch 19 vorhanden. An dieser Stelle soll das Stromversor­ gungselement nach der Erfindung angebracht werden. Zu diesem Zweck wird der Leiterkörper 1 auf die eine Seite der Leiter­ platte 17 gebracht und mit seinen Kontaktstiften 3 gegenüber den Bohrungen 18 ausgerichtet. Dann wird der Leiterkörper 1 eingepreßt, wobei die scharfen Seitenkanten 4, wie bereits erwähnt, den elektrischen Kontakt herstellen. Da bei jedem Kontaktstift vier Seitenkanten zur Herstellung des Kontakts zur Verfügung stehen, ist die Kontaktfläche durch das Vorhan­ densein der insgesamt zehn Kontaktstifte relativ groß, so daß ein guter elektrischer Übergang hergestellt wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, von der gegenüberliegenden Seite, aus der die Kontaktstifte etwas herausragen, eine Ver­ lötung vorzunehmen. Im einfachsten Fall reicht der Leiterkör­ per 1 als Stromversorgungselement aus. Ein anzubringender Ge­ genstand, beispielsweise ein Leistungstransistor, kann mit einer Schraube, die durch die Bohrung 6 und das mit dieser ausgerichtete Loch 19 hindurchgeht, befestigt werden.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn von der gegenüberlie­ genden Seite der Leiterplatte 17, also von der Seite, auf der die Kontaktstifte 3 gerade etwas herausragen, die in Fig. 2 dargestellte Einpreßbuchse 9 eingepreßt wird. Sie wird so eingepreßt, daß ihr Einpreßabschnitt 11 in die Bohrung 6 einge­ preßt wird, bis die axiale Schulter 20 im Übergangsbereich zwischen dem Einpreßabschnitt 11 und dem Mittelteil 12 an der Seitenfläche 2 des Leiterkörpers 1 anliegt. Nun steht eine relativ lange Bohrung, nämlich die Innenbohrung 14 des An­ bringungselements 8, zur Anbringung des anzubringenden Gegen­ stands zur Verfügung, so daß auch hier aufgrund der großen Fläche ein guter Übergang gegeben ist.

Es könnte auch ein Einpreßelement verwendet werden, das keine Innenbohrung 14, sondern im axialen Endbereich auf einer von zwei Seiten einen mit einem Gewinde versehenen Stift auf­ weist.

Claims (7)

1. Stromversorgungselement für Leiterplatten (17) mit durchkontaktierten Bohrungen (18), mit

• 1.1 einem im wesentlichen plattenartigen Leiter­ körper (1),
• 1.2 einer Vielzahl von Kontaktstiften (3),
• 1.2.1 die auf einer Seite (2) des Leiterkörpers (1) angeordnet und vorzugsweise mit diesem ein­ stückig sind, und
• 1.2.2 eine der Anordnung der Bohrungen (18) entspre­ chende Anordnung aufweisen, sowie mit
• 1.3 einem Anbringungselement (8) für einen anzu­ schließenden Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß,
• 1.4 im Leiterkörper (1) eine Bohrung (6) vorgese­ hen ist und
• 1.5 der Leiterkörper (1) und das Anbringungsele­ ment (8) so gestaltet sind, daß das Anbrin­ gungselement (8) in diese Bohrung (6) einpreß­ bar ist.

2. Stromversorgungselement nach Anspruch 1, bei dem das Anbringungselement als eine in die Bohrung (6) des Leiterkörpers (1) eingreifende, insbesondere einpreßbare Buchse (9) ausgebildet ist.

3. Stromversorgungselement nach Anspruch 2, bei dem die Buchse (9) eine durchgehende Innenbohrung (14) aufweist.

4. Stromversorgungselement nach Anspruch 3, bei dem die Innenbohrung (14) ein Gewinde aufweist.

5. Stromversorgungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Anbringungselement von der dem Leiterkörper (1) gegenüberliegenden Seite der Leiter­ platte (17) her mit dem Leiterkörper (1) verbindbar ist.

6. Stromversorgungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktstifte (3) in zwei Reihen längs zweier Seiten (15, 16) des Leiterkörpers (1) angeordnet sind.

7. Stromversorgungselement nach Anspruch 6, bei dem zwei Reihen von je mindestens drei Kontaktstiften (3), vorzugsweise fünf Stiften (3) vorhanden sind.