WO2007041737A2 - Montagemethode ung kupplungselement für einen hochleistungskontakt, sowie batterieladegerät mit einer kupplungsvorrichtung - Google Patents

Montagemethode ung kupplungselement für einen hochleistungskontakt, sowie batterieladegerät mit einer kupplungsvorrichtung Download PDF

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WO2007041737A2
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coupling
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Andreas Ehrengruber
Wilhelm Presslmair
Andreas Prielinger
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Fronius International Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a mounting method for at least one high-performance contact, a coupling element for a high-performance contact and a battery charger with a coupling device on a printed circuit board, as described in the preambles of claims 1, 13 and 17.
  • the disadvantage here is that several additional steps are required to complete functioning of the circuit board, such as the wiring of the connecting cables. This also has a negative effect on the current transition and additionally increases the power loss. It is also disadvantageous that thereby the space requirement is substantially increased.
  • the object of the invention is to provide a mounting method for a high-performance contact, which allows automated assembly and manufacture of the electrical connection and the contact is made by the end user from the outside. Thus, the disadvantages of the prior art are efficiently avoided.
  • the object of the invention is achieved in that the high-performance contact is electrically connected to the circuit board via an opening in the circuit board or via a contact surface with the conductor, wherein the opening is surrounded at least on one side of the circuit board with a conductor through which the electrical Connection with the high performance contact is made, and that the breakthrough is arranged on the circuit board, that the inclusion of the Kupplungsele- mentes is possible.
  • the object of the invention is achieved in that the housing of the coupling element consists of at least two parts which are detachably connectable to each other, designed to receive the contact elements, which are arranged corresponding to the high-performance contacts, and that the housing is designed to receive a connection coupling is.
  • control device is at least one coupling device which is accessible from the outside, connected to the coupling device, a module for any extension of the base circuit on the circuit board and / or an extension of the control or Control functions and / or an extension of the functions of the battery charger or a change of the software is executed and the module is plugged from the outside.
  • the advantage here is that the high-performance contact is located directly on the circuit board, which essentially serves the base of the high-performance contact as a current transition. From this area for the current transition results that the high current is optimally forwarded to the consumers connected to the high-performance contacts.
  • the high-performance contact is made of materials with very good solderability, in particular made of tin, silver or gold, this is advantageously used for optimum current transfer between high-performance contacts and printed conductors.
  • the high-performance contact is preferably made of copper or brass, whereby an optimal current transition is ensured at the contact points.
  • Another advantage is that the assembly of the high-performance contact or the high-performance contacts on the circuit board and the production of the electrical connection with the printed circuit board conductors is automated, which together in a manufacturing step with the assembly of other automa- tivated equippable components and the production of electrical connection with the tracks of the entire circuit board takes place.
  • the breakthrough ensures that the high-performance contacts are positioned for the automated assembly and production of the electrical connection. Likewise, the breakthrough causes a large contact area, which forwards the current to the high-performance contacts.
  • the measure that a connection contact is arranged in the region of the high-performance contacts ensures that a data exchange can take place and that the data connection is established as soon as the consumer is connected to the high-performance contacts.
  • Fig. 1 is an exemplary representation of a plan view of a printed circuit board
  • FIG. 2 shows the circuit board in a sectional side view along the lines H-II in Fig. 1.
  • FIG. 3 is a schematic representation of the high-performance contact according to the invention in an oblique view
  • FIG. 5 shows the circuit board with assembled components in a sectional side view along the lines H-II in Fig. 1.
  • FIG. 6 shows the printed circuit board after the final assembly of all components in a sectional side view according to the lines H-II in Fig. 1st
  • a printed circuit board 1 is shown, on which electronic circuits, such as a controller, are realized.
  • various mounting methods are used for at least one component 2, which are required for an electronic circuit.
  • the components 2 are arranged according to the circuit board 1 and interconnected.
  • the connections between the components 2 are integrated in the printed circuit board 1, whereby the printed circuit board 1 is produced correspondingly for a circuit.
  • the printed circuit board 1 is basically constructed of several layers. This is better seen from a section through the circuit board 1, as shown in Fig. 2. It can be seen that the circuit board 1 consists of a base plate 3, an electrically conductive layer 4 and at least one insulating layer 5.
  • the conductive layer 4 is arranged on the underside of the base plate 3 and protected with an underlying insulating layer 5.
  • the base plate 4 may be protected above with an insulating layer 5. This results in two different sides of a printed circuit board 1, the so-called component side 6 and solder side 7.
  • the component side 6 is above the base plate 3 and the solder side 7 below the insulating layer. 5
  • the component side 6 of the solder side 7 can not be strictly separated, since the components 2 can be attached to both sides.
  • From the electrically conductive layer 4 results during the manufacturing process of the connections between the components 2 one or more tracks 8.
  • the tracks 8 are circular at the ends. These circular formations are referred to as so-called pads 9 and preferably for conventional components 2, ie, components 2 with wired connection contacts 10, such as a resistor 11 and a capacitor 12, used.
  • a component 2 Since a component 2 has at least two connection contacts 10, a component 2 connects at least two pads 9, which are not connected to one another via a conductor track 8.
  • the pad 9 may have a different shape, for example, square or rectangular, as is the case for more novel components 2, the so-called SMD components 2, such as a coil 13.
  • the pads 9, and thus also the conductor tracks 8, serve subsequently to assemble the components 2 for producing firm connections to the components 2 or the connection contacts 10 of the components 2.
  • the insulating layer 5 is responsible for the size of the Pads 9 interrupted.
  • the pads 9 for the assembly of conventional components 2 have a bore 14 in their center, through which the connection contacts 10 are guided on the soldering side 7. On the solder side 7, the connection between the connection contacts 10 and the pads 9 takes place in a further consequence.
  • the output terminals 15 of the circuit are preferably designed as so-called high-performance contacts 16 (see FIGS. 3 to 5). About the output terminals 15 can accordingly via a coupling element 20 (see Fig. 6), that is, for example, a plug, a consumer to be connected.
  • the high-performance contacts 16 are preferably fastened to a housing 17 and are correspondingly connected to the conductor tracks 8 of the printed circuit board 1, wherein this is usually done via connecting lines.
  • the connecting leads are then connected on the soldering side 7 with the pads 9, that is, the tracks 8. Since these are high currents, the conductor tracks 8 are correspondingly wider.
  • the high-performance contacts 16 are preferably used for higher powers, ie higher currents, whereby a larger area is required for the current transfer between the conductor track 8 and the high-performance contact 16. For this reason, the pads 9 for the high-performance contacts 16 instead of the bore 14 on a breakthrough 18 in the circuit board 1, in order to achieve a more effective power transition.
  • the opening 18 is adapted in shape and size corresponding to the high-performance contact 16 in order to prevent slippage and, if necessary, to minimize the overall height.
  • the high-performance contact 16 is preferably tubular, thus has an inner bore 19 for receiving the coupling element 20, as shown in Fig. 3. For example, this results in a diameter of the inner bore 19 in the range of 4 mm and an outer diameter of the high-performance contact 16 in the range of 7 mm.
  • the inner bore 19 of the contact so the current transition, made on the coupling element 20.
  • the outer surface of the inner bore 19, which may have lamellae, for example, gold plated, so that an optimal current transition is ensured.
  • the entire high-performance contact 16 is electrically conductive to allow a current transition in the inner bore 19.
  • the high-performance contact 16 is made of copper or brass, for example, and coated with tin, silver or gold, for example.
  • the tubular high-performance contact 16 results in a rectangular base area, which essentially corresponds to the size of the opening 18. ' So that the inner bore 19 remains freely accessible to the coupling element 20, the size of the opening 18 is reduced accordingly, so that the inner bore 19 has a corresponding distance to the component side 6. It follows for the size of the aperture 18 that this is, for example, seventy percent of the base area of the high-performance contact 16 and thus enables optimum soldering in the automated method.
  • the opening 18 is surrounded by a conductor 8, that is to say the soldering eye 9, so that an electrical connection to the high-performance contact 16 can be established. This is done, for example, such that the high-power contact 16 in the breakthrough _
  • the high-performance contact 16 rests on the longer sides of the rectangular opening 18 on the component side 6, a small part of the high-performance contact 16 being covered by the printed circuit board 1 and projecting in the direction of the soldering side 7.
  • the electrical connection between the high-power contact 16 and the corresponding conductor 8 on the solder side 7 can be made. This is done via a so-called solder, which connects the conductor tracks 8 with the terminal contacts of the components 2 and in particular with the high-performance contacts 16.
  • that part of the high-power contact 16 is preferably connected to the conductor 8, which protrudes through the circuit board 1. This creates a large area for the current transition, which ensures an optimal current transfer.
  • the electrical connection and the assembly of the high-performance contact 16 are automated, preferably with the SMD method known from the prior art. The high-performance contacts 16 are thus assembled together in one step with the other components 2 on the circuit board 1 and then made all electrical connections.
  • the high-performance contact 16 is fixed on the printed circuit board 1, whereby it can receive the coupling element 20.
  • the distance between the high-performance contacts 16 must be adapted accordingly to the coupling element 20.
  • the openings 18 for the high-performance contacts 16 are accordingly at the edge of the printed circuit board 1 to place, so that from the outside via the coupling element 20, a consumer, an energy storage ,, a power generator, etc. can be connected to the high-performance contacts 16 located in the housing 17.
  • the coupling element 20 is located in a preferably two detachably connectable parts 26, 27 existing housing.
  • the contact elements 21 are preferably inserted into the inner bore 19 of the high-performance contact 16, whereby a current transition takes place.
  • the coupling element 20 is then fixed to the housing 17, so that during the supply of the consumer, the current transition and the supply is ensured.
  • the coupling element 20 via longer contact elements 21.
  • the high-performance contact 16 is executed accordingly in the rear area.
  • a switch is integrated in the rear area, which causes the user to be informed whether the contact has been made optimally. This prevents the contact elements 21 strigen by the high current.
  • the contact elements 21 fix themselves in the high-performance contact 16.
  • the high-performance contacts 16 are specially designed, for example, narrowed in the rear area or the contact elements 21 hooked.
  • an additional connection coupling 22 can be integrated in the coupling element 20, via which, for example, data can be exchanged.
  • connection contact 23 is correspondingly arranged between the high-performance contacts 16.
  • the connection contact 23 is essentially formed by two conductor tracks 8, which produce the contact for the connection coupling 22, and a part 24 of the circuit board 1.
  • the conductor tracks 8 have at the edge of the part 24, ie between the high-performance contacts 16 on the edge of the printed circuit board 1, a so-called open end, which form the contact for the connection coupling 22.
  • connection contact 23 receive the connection coupling 22 and a contact can be made
  • terminal contact 23 is separated on both sides in the direction of the high-power contacts 16 by a groove 25, so that the part 24 of the circuit board 1 is formed.
  • the length of the groove 25 preferably corresponds to the length of the high-performance contacts 16.
  • the printed circuit board 1 may have a plurality of connection contacts 23 or parts 24 in the region of the high-performance contacts 16, which parts are contacted in common via the coupling element 20 with the high-performance contacts 16.
  • Such a contact terminal 23 is arranged independently of high-performance contacts 16, that is, the contact by its own connection coupling 22, which is not integrated in the coupling element 20, takes place.
  • the coupling element 20 of course, a protective device, so that the polarity of the high-performance contacts 16 is correctly passed to the coupling element 20.
  • the described mounting method according to the invention for the high-performance contacts 16 can, of course, be used for all types of printed circuit boards known from the prior art.
  • a double-sided circuit board 1 in which both sides of the base plate 3 is a conductive layer 4 and the resulting conductor tracks 8.
  • the shape of the high-performance contacts 16 can be adapted to the requirements. This results, for example, in a rectangular, round or square high-performance contact 16.
  • the arrangement of the high-performance contacts 16 of the application is adapted.
  • a vertical arrangement of the high-performance contacts 16 is conceivable, that is to say that a high-performance contact 16 is arranged on the component side 6 and, correspondingly, the second high-performance contact 16 is arranged below the first, on the soldering side 7.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Montagemethode für zumindest einen Hochleistungskontakt (16), welcher mit zumindest einer auf der Leiterplatte (1) befindlichen Leiterbahn (8) elektrisch verbunden ist und zur Aufnahme eines Kupplungselementes (20) ausgebildet ist. Der Hochleistungskontakt (16) ist auf der Leiterplatte (1) über einen Durchbruch (18) in der Leiterplatte (1) oder über eine Kontaktfläche mit der Leiterbahn (8) elektrisch verbunden, wobei der Durchbruch (18) zumindest auf einer Seite der Leiterplatte (1) mit einer Leiterbahn (8) umgeben ist, durch welche die elektrische Verbindung mit dem Hochleistungskontakt (16) hergestellt ist, und dass der Durchbruch (18) derart auf der Leiterplatte angeordnet ist, dass die Aufnahme des Kupplungselementes (20) möglich ist.

Description

J- —
Montaqβmethode und Kupplunqselement für einen Hochleistunqskontakt, sowie Batterieladeqerät mit einer Kopplungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Montagemethode für zumindest einen Hochleistungskontakt, ein Kupplungselement für einen Hochleistungskontakt und ein Batterieladegerät mit einer Kupplungsvorrichtung auf einer Leiterplatte, wie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 13 und 17 beschrieben ist.
Aus dem Stand der Technik sind Montagemethoden für Hochleistungskontakte bekannt, bei denen beispielsweise die Hochleistungskontakte in einer Seitenwand eines Gehäuses montiert sind. Hierbei wird die elektrische Verbindung zu einer Leiterplatte, welche beispielsweise am Boden des Gehäuses befestigt ist, über eigene Anschlussleitungen hergestellt.
Ebenso ist bekannt, dass die Hochleistungskontakte in eine im Gehäuse vorhandene Kupferschiene eingeschraubt wird.
Nachteilig ist hierbei, dass mehrere zusätzliche Arbeitsschritte bis zur vollständigen Funktionstüchtigkeit der Leiterplatte erforderlich sind, wie die Verdrahtung der Anschlussleitungen. Dies wirkt sich des weiteren negativ auf den Stromübergang aus und erhöht zusätzlich die Verlustleistung. Ebenso ist nachteilig, dass dadurch der Platzbedarf wesentlich erhöht wird.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Montagemethode für einen Hochleistungskontakt zu schaffen, welche eine automatisierte Montage und Herstellung der elektrischen Verbindung ermöglicht und die Kontaktierung durch den Endanwender von außen erfolgt. Somit werden die Nachteile aus dem Stand der Technik effizient vermieden.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Hochleistungskontakt auf der Leiterplatte über einen Durchbruch in der Leiterplatte oder über eine Kontaktfläche mit der Leiterbahn elektrisch verbunden ist, wobei der Durchbruch zumindest auf einer Seite der Leiterplatte mit einer Leiterbahn umgeben ist, durch welche die elektrische Verbindung mit dem Hochleistungs- kontakt hergestellt ist, und dass der Durchbruch derart auf der Leiterplatte angeordnet ist, dass die Aufnahme des Kupplungsele- mentes möglich ist.
Weiters wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass das Gehäuse des Kupplungselementes aus zumindest zwei Teilen besteht, welche lösbar miteinander verbindbar sind, zur Aufnahme der Kontaktelemente ausgebildet ist, welche korrespondierend zu den Hochleistungskontakten angeordnet sind, und dass das Gehäuse zur Aufnahme einer Anschlusskupplung ausgebildet ist.
Auch wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass mit der Steuervorrichtung zumindest eine Kupplungsvorrichtung, die von außen zugänglich ist, verbunden ist, wobei an die Kupplungsvorrichtung ein Modul für eine beliebige Erweiterung der Basisschaltung auf der Leiterplatte und/oder eine Erweiterung der Steuer- oder Regelfunktionen und/oder eine Erweiterung der Funktionen des Batterieladegerätes bzw. eine Änderung der Software ausgeführt ist und das Modul von außen ansteckbar ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass sich der Hochleistungskontakt direkt auf der Leiterplatte befindet, wodurch im Wesentlichen die Grundfläche des Hochleistungskontaktes als Stromübergang dient. Aus dieser Fläche für den Stromübergang resultiert, dass der hohe Strom optimal an den an den Hochleistungskontakten angeschlossenen Verbraucher weitergeleitet wird.
Durch die Maßnahme, dass der Hochleistungskontakt aus Materialien mit sehr guter Lötfähigkeit, insbesondere aus Zinn, Silber oder Gold überzogen ist, wird dies in vorteilhafter Weise zum optimalen Stromübergang zwischen Hochleistungskontakten und Leiterbahnen genutzt. Hierbei ist der Hochleistungskontakt bevorzugt aus Kupfer oder Messing hergestellt, wodurch ein optimaler Stromübergang an die Kontaktpunkte gewährleistet ist.
Von Vorteil ist auch, dass die Bestückung des Hochleistungskontaktes bzw. der Hochleistungskontakte auf der Leiterplatte und die Herstellung der elektrischen Verbindung mit den Leiterbahnen der Leiterplatte automatisiert erfolgt, wodurch dies gemeinsam in einem Fertigungsschritt mit der Bestückung sonstiger automa- tisiert bestückbarer Bauelemente und der Herstellung der elektrischen Verbindung mit den Leiterbahnen der gesamten Leiterplatte erfolgt.
In vorteilhafter Weise wird durch den Durchbruch erreicht, dass die Hochleistungskontakte für die automatisierte Montage und Herstellung der elektrischen Verbindung positioniert sind. Ebenso bewirkt der Durchbruch eine große Kontaktfläche, welche den Strom an die Hochleistungskontakte weiterleitet.
In vorteilhafter Weise wird durch die Maßnahme, dass im Bereich der Hochleistungskontakte ein Anschlusskontakt angeordnet ist, erreicht, dass ein Datenaustausch erfolgen kann und dass die Datenverbindung hergestellt ist, sobald der Verbraucher an die Hochleistungskontakte angeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
Fig. 1 eine exemplarische Darstellung einer Draufsicht einer Leiterplatte;
Fig. 2 die Leiterplatte in geschnittener Seitenansicht gemäß den Linien H-II in Fig. 1;
Fig. 3 in schematischer Darstellung den erfindungsgemäßen Hochleistungskontakt im Schrägriss;
Fig. 4 in schematischer Darstellung die Positionierung des Plättchens auf der Leiterplatte;
Fig. 5 die Leiterplatte mit bestückten Bauelementen in geschnittener Seitenansicht gemäß den Linien H-II in Fig. 1; und
Fig. 6 die Leiterplatte nach der Endmontage aller Bauelemente in geschnittener Seitenansicht gemäß den Linien H-II in Fig. 1.
Einführend wird festgehalten, dass gleiche Teile des Ausfüh- rungsbeispiels mit gleichen Bezugszeichen versehen werden.
In Fig. 1 ist eine Leiterplatte 1 dargestellt, auf welcher elektronische Schaltungen, beispielsweise eine Steuerung, realisiert werden. Bei der dargestellten Leiterplatte 1 werden verschiedene Montagemethoden für zumindest ein Bauelement 2, welche für eine elektronische Schaltung benötigt werden, eingesetzt. Je nach den Anforderungen der Schaltung werden die Bauelemente 2 entsprechend auf der Leiterplatte 1 angeordnet und untereinander verbunden. Die Verbindungen zwischen den Bauelementen 2 sind in der Leiterplatte 1 integriert, wodurch entsprechend für eine Schaltung die Leiterplatte 1 hergestellt wird. Zur Herstellung der elektrischen Verbindungen unter den Bauelementen 2, ist die Leiterplatte 1 grundsätzlich aus mehreren Schichten aufgebaut. Dies ist besser aus einem Schnitt durch die Leiterplatte 1 ersichtlich, wie in Fig. 2 dargestellt. Hieraus ist zu erkennen, dass die Leiterplatte 1 aus einer Grundplatte 3, einer elektrisch leitenden Schicht 4 und zumindest einer Isolierschicht 5 besteht. Bevorzugt ist die leitende Schicht 4 an der Unterseite der Grundplatte 3 angeordnet und mit einer darunter liegenden Isolierschicht 5 geschützt. Ebenso kann die Grundplatte 4 auch oberhalb mit einer Isolierschicht 5 geschützt sein. Dadurch ergeben sich zwei unterschiedliche Seiten einer Leiterplatte 1, die sogenannte Bauelementseite 6 und Lötseite 7. Hierbei befindet sich die Bauelementseite 6 oberhalb der Grundplatte 3 und die Lötseite 7 unterhalb der Isolierschicht 5.
Selbstverständlich kann die Leiterplatte 1 aus mehreren elektrisch leitenden Schichten 4, den sogenannten Layern, bestehen. Bei derartigen Ausführungen, auf welche nicht näher eingegangen wird, kann die Bauelementseite 6 von der Lötseite 7 nicht strikt getrennt werden, da die Bauelemente 2 beidseitig angebracht werden können. Aus der elektrisch leitenden Schicht 4 ergeben sich während dem Herstellungsprozess der Verbindungen zwischen den Bauelementen 2 eine oder mehrere Leiterbahnen 8. Hierbei sind die Leiterbahnen 8 an den Enden kreisförmig ausgebildet. Diese kreisförmigen Ausbildungen werden als sogenannte Lötaugen 9 bezeichnet und bevorzugt für herkömmliche Bauelemente 2, d.h., Bauelemente 2 mit bedrahteten Anschlusskontakten 10, wie beispielsweise ein Widerstand 11 und ein Kondensator 12, verwendet. _ _
Da ein Bauelement 2 zumindest zwei Anschlusskontakte 10 aufweist, verbindet ein Bauelement 2 zumindest zwei Lötaugen 9, welche nicht miteinander über eine Leiterbahn 8 verbunden sind. Ebenso kann das Lötauge 9 eine andere Form aufweisen, beispielsweise quadratisch oder rechteckig, wie dies für neuartigere Bauelemente 2, die sogenannten SMD Bauelemente 2, wie beispielsweise eine Spule 13, der Fall ist. Die Lötaugen 9, und somit auch die Leiterbahnen 8, dienen in weiterer Folge nach Montage der Bauelemente 2 zur Herstellung fester Verbindungen zu den Bauelementen 2 bzw. den Anschlusskontakten 10 der Bauelemente 2. Damit dies ermöglicht wird, ist die Isolierschicht 5 für die Größe der Lötaugen 9 unterbrochen. Weiters weisen die Lötaugen 9 für die Montage herkömmlicher Bauelemente 2 in ihrem Mittelpunkt eine Bohrung 14 auf, durch welche die Anschlusskontakte 10 auf die Lötseite 7 geführt werden. Auf der Lötseite 7 erfolgt in weiterer Folge die Verbindung zwischen den Anschlusskontakten 10 und den Lötaugen 9.
Ist die elektronische Schaltung auf der Leiterplatte 1 für hohe Ausgangsströme, beispielsweise 5OA bis 120A, dimensioniert, sind die Ausgangsklemmen 15 der Schaltung bevorzugt als sogenannte Hochleistungskontakte 16 (siehe Fig. 3 bis 5) ausgeführt. Über die Ausgangsklemmen 15 kann entsprechend über ein Kupplungselement 20 (siehe Fig. 6) , sprich beispielsweise einen Stecker, ein Verbraucher angeschlossen werden. Die Hochleistungskontakte 16 werden bevorzugt an einem Gehäuse 17 befestigt und sind entsprechend mit den Leiterbahnen 8 der Leiterplatte 1 verbunden, wobei dies meist über Anschlussleitungen erfolgt. Die Anschlussleitungen werden dann auf der Lötseite 7 mit den Lötaugen 9, also den Leiterbahnen 8, verbunden. Da es sich hierbei um hohe Ströme handelt, sind die Leiterbahnen 8 dementsprechend breiter ausgeführt .
Erfindungsgemäß wird die Montagemethode für die Hochleistungskontakte 16 nun derart erweitert, dass diese direkt an der Leiterplatte 1 befestigt werden. Bevorzugt werden die Hochleistungskontakte 16 für höhere Leistungen, d.h. höhere Ströme, eingesetzt, wodurch eine größere Fläche für den Stromübergang zwischen der Leiterbahn 8 und dem Hochleistungskontakt 16 erforderlich ist. Aus diesem Grund weisen die Lötaugen 9 für die Hochleistungskontakte 16 anstelle der Bohrung 14 einen Durchbruch 18 in der Leiterplatte 1 auf, um einen effektiveren Stromübergang zu erzielen.
Damit dies erreicht wird, ist der Durchbruch 18 in Form und Größe entsprechend dem Hochleistungskontakt 16 angepasst, um ein Verrutschen zu verhindern und gegebenenfalls die Bauhöhe zu minimieren.
Der Hochleistungskontakt 16 ist bevorzugt rohrförmig, weist also eine Innenbohrung 19 zur Aufnahme des Kupplungselementes 20 auf, wie in Fig. 3 dargestellt. Beispielsweise ergibt sich daraus ein Durchmesser der Innenbohrung 19 im Bereich von 4 mm und ein Außendurchmesser des Hochleistungskontaktes 16 im Bereich von 7 mm. Somit wird über die Innenbohrung 19 der Kontakt, also der Stromübergang, auf das Kupplungselement 20 hergestellt. Hierzu ist die Außenfläche der Innenbohrung 19, welche Lamellen aufweisen kann, beispielsweise vergoldet, damit ein optimaler Stromübergang gewährleistet ist. Des weiteren ist es erforderlich, dass der gesamte Hochleistungskontakt 16 elektrisch leitfähig ist, um einen Stromübergang in der Innenbohrung 19 zu ermöglichen. Hierzu ist der Hochleistungskontakt 16 beispielsweise aus Kupfer oder Messing gefertigt und beispielsweise mit Zinn, Silber oder Gold überzogen.
Aus dem rohrförmigen Hochleistungskontakt 16 ergibt sich eine rechteckige Grundfläche, welche im Wesentlichen der Größe des Durchbruchs 18 entspricht.' Damit die Innenbohrung 19 für das Kupplungselement 20 frei zugänglich bleibt, wird die Größe des Durchbruchs 18 dementsprechend reduziert, sodass die Innenbohrung 19 einen entsprechenden Abstand zur Bauelementseite 6 aufweist. Daraus ergibt sich für die Größe des Durchbruchs 18, dass diese beispielsweise siebzig Prozent der Grundfläche des Hochleistungskontaktes 16 beträgt und somit eine optimale Lötung beim automatisierten Verfahren ermöglicht.
Der Durchbruch 18 ist mit einer Leiterbahn 8, also dem Lötauge 9, umgeben, sodass eine elektrische Verbindung zum Hochleistungskontakt 16 hergestellt werden kann. Dies erfolgt beispielsweise derart, dass der Hochleistungskontakt 16 in den Durchbruch _
I _
18 gelegt wird. Dadurch liegt der Hochleistungskontakt 16 an den längeren Seiten des rechteckigen Durchbruchs 18 an der Bauelementseite 6 auf, wobei ein geringer Teil des Hochleistungskontaktes 16 von der Leiterplatte 1 überdeckt wird und in Richtung der Lötseite 7 ragt.
Somit kann die elektrische Verbindung zwischen dem Hochleistungskontakt 16 und der entsprechenden Leiterbahn 8 auf der Lötseite 7 hergestellt werden. Dies erfolgt über ein sogenanntes Lot, welches die Leiterbahnen 8 mit den Anschlusskontakten der Bauelemente 2 und insbesondere mit den Hochleistungskontakten 16 verbindet. Dabei wird bevorzugt auch jener Teil des Hochleistungskontaktes 16 mit der Leiterbahn 8 verbunden, welcher durch die Leiterplatte 1 ragt. Dadurch wird eine große Fläche für den Stromübergang hergestellt, wodurch ein optimaler Stromübergang gewährleistet ist. Erfindungsgemäß erfolgt das Herstellen der elektrischen Verbindung sowie die Bestückung des Hochleistungskontaktes 16 automatisiert, bevorzugt mit dem aus dem Stand der Technik bekannten SMD - Verfahren. Die Hochleistungskontakte 16 werden also gemeinsam in einem Arbeitsschritt mit den weiteren Bauelementen 2 auf der Leiterplatte 1 bestückt und anschließend alle elektrischen Verbindungen hergestellt.
Ebenso wird durch das Herstellen der elektrischen Verbindung der Hochleistungskontakt 16 auf der Leiterplatte 1 fixiert, wodurch dieser das Kupplungselement 20 aufnehmen kann.
Damit die "ein oder mehrere, bevorzugt zwei, Hochleistungskontakte 16 ein Kupplungselement 20 aufnehmen können, ist entsprechend der Abstand zwischen den Hochleistungskontakten 16 an das Kupplungselement 20 anzupassen bzw. umgekehrt. Ebenso sind die Durchbrüche 18 für die Hochleistungskontakte 16 dementsprechend am Rand der Leiterplatte 1 zu platzieren, damit von außen über das Kupplungselement 20 ein Verbraucher, ein Energiespeicher,, ein Energieerzeuger, usw. an die im Gehäuse 17 befindlichen Hochleistungskontakte 16 angeschlossen werden kann.
Damit über das Kupplungselement 20 beispielsweise ein Verbraucher versorgt werden kann, weist dieses entsprechende Kontaktelemente 21 auf. Die Anzahl der Kontaktelemente 21 entspricht der Anzahl der Hochleistungskontakte 16, welche für einen Verbraucher erforderlich sind. Das Kupplungselement 20 befindet sich in einem aus vorzugsweise zwei lösbar miteinander verbindbaren Teilen 26, 27 bestehenden Gehäuse.
Die Kontaktelemente 21 werden dementsprechend bevorzugt in die Innenbohrung 19 des Hochleistungskontaktes 16 gesteckt, wodurch ein Stromübergang erfolgt. Bevorzugt wird anschließend das Kupplungselement 20 am Gehäuse 17 fixiert, sodass während der Versorgung des Verbrauchers der Stromübergang bzw. die Versorgung gewährleistet ist.
Außerdem besteht die Möglichkeit, das Kupplungselement 20 über längere Kontaktelemente 21 zu fixieren. Hierzu ist beispielsweise der Hochleistungskontakt 16 im hinteren Bereich dementsprechend ausgeführt. Beispielsweise ist im hinteren Bereich ein Schalter integriert, welcher bewirkt, dass der Benutzer darüber informiert wird, ob die Kontaktierung optimal erfolgt ist. Dadurch wird verhindert, dass die Kontaktelemente 21 durch den hohen Strom verschmoren.
Ebenso ist es möglich, dass sich die Kontaktelemente 21 im Hochleistungskontakt 16 selbst fixieren. Hierzu sind die Hochleistungskontakte 16 speziell ausgeführt, beispielsweise im hinteren Bereich verengt oder die Kontaktelemente 21 eingehakt.
Zusätzlich kann im Kupplungselement 20 eine zusätzliche Anschlusskupplung 22 integriert sein, über welche beispielsweise Daten ausgetauscht werden können.
Hierzu ist entsprechend zwischen den Hochleistungskontakten 16 ein Anschlusskontakt 23 angeordnet. Der Anschlusskontakt 23 wird im Wesentlichen bevorzugt durch zwei Leiterbahnen 8, welche den Kontakt für die Anschlusskupplung 22 herstellen, und einen Teil 24 der Leiterplatte 1 gebildet. Die Leiterbahnen 8 weisen am Rand des Teils 24, also zwischen den Hochleistungskontakten 16 am Rand der Leiterplatte 1, ein sogenanntes offenes Ende auf, welche den Kontakt für die Anschlusskupplung 22 bilden.
Damit der Anschlusskontakt 23 die Anschlusskupplung 22 aufnehmen und ein Kontakt hergestellt werden kann, ist der Anschlusskontakt 23 beidseitig in Richtung der Hochleistungskontakte 16 durch eine Nut 25 getrennt, sodass der Teil 24 der Leiterplatte 1 gebildet wird. Bevorzugt entspricht die Länge der Nut 25 der Länge der Hochleistungskontakte 16.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Leiterplatte 1 im Bereich der Hochleistungskontakte 16 mehrere Anschlusskontakte 23 bzw. Teile 24 aufweist, welche gemeinsam über das Kupplungselement 20 mit den Hochleistungskontakten 16 kontaktiert werden.
Ebenso ist es möglich, dass ein derartiger Änschlusskontakt 23 unabhängig von Hochleistungskontakten 16 angeordnet ist, also die Kontaktierung durch eine eigene Anschlusskupplung 22, welche nicht im Kupplungselement 20 integriert ist, erfolgt.
Im Allgemeinen weist das Kupplungselement 20 selbstverständlich eine Schutzvorrichtung auf, damit die Polung der Hochleistungskontakte 16 korrekt an das Kupplungselement 20 weitergegeben wird.
Im Allgemeinen sei erwähnt, dass die beschriebene, erfindungsgemäße Montagemethode für die Hochleistungskontakte 16 selbstverständlich für alle aus dem Stand der Technik bekannten Leiterplattentypen verwendet werden kann. Beispielsweise auch für eine doppelseitige Leiterplatte 1, bei welcher sich beidseitig der Grundplatte 3 eine leitende Schicht 4 und die daraus resultierenden Leiterbahnen 8 befinden.
Ebenso ist auch die Form der Hochleistungskontakte 16 an die Anforderungen anpassbar. Daraus ergibt sich beispielsweise ein rechteckiger, runder oder quadratischer Hochleistungskontakt 16.
Selbstverständlich ist die Anordnung der Hochleistungskontakte 16 der Anwendung anzupassen. Beispielsweise ist eine senkrechte Anordnung der Hochleistungskontakte 16 denkbar, dass heißt, dass ein Hochleistungskontakt 16 auf der Bauelementseite 6 angeordnet ist und entsprechend der zweite Hochleistungskontakt 16 unterhalb des ersten, auf der Lötseite 7 angeordnet ist.

Claims

Patentansprüche :
1. Montagemethode für zumindest einen Hochleistungskontakt (16), welcher mit zumindest einer auf der Leiterplatte (1) befindlichen Leiterbahn (8) elektrisch verbunden ist und zur Aufnahme eines Kupplungselementes (20) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochleistungskontakt (16) auf der Leiterplatte (1) über einen Durchbruch (18) in der Leiterplatte (1) oder über eine Kontaktfläche mit der Leiterbahn (8) elektrisch verbunden ist, wobei der Durchbruch (18) zumindest auf einer Seite der Leiterplatte (1) mit einer Leiterbahn (8) umgeben ist, durch welche die elektrische Verbindung mit dem Hochleistungskontakt
(16) hergestellt ist, und dass der Durchbruch (18) derart auf der Leiterplatte angeordnet ist, dass die Aufnahme des Kupplungselementes (20) möglich ist.
2. Montagemethode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochleistungskontakt (16) aus einem Material mit sehr guter Lötfähigkeit, insbesondere aus Zinn, überzogen ist.
3. Montagemethode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (18) zur Aufnahme des Hochleistungskontaktes
(16) ausgebildet ist, wobei seine Größe und Form an den Hochleistungskontakt (16) angepasst ist.
4. Montagemethode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestückung des Hochleistungskontaktes (16) auf der Leiterplatte (1) und die Herstellung der elektrischen Verbindung mit den Leiterbahnen (8) der Leiterplatte (1) automatisiert erfolgt.
5. Montagemethode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochleistungskontakt (16) in einem Gehäuse (17) angeordnet ist und das Kupplungselement (20) von außen aufnimmt .
6. Montagemethode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (17) geschlossen ist.
7. Montagemethode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Hochleistungskontakt (16) steckbar ausgebildet ist und das Kupplungselement (20) lösbar aufnimmt.
8. Montagemethode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Hochleistungskontakte (16) zur Aufnahme eines Kupplungselementes (20) auf der Leiterplatte (1) angeordnet sind.
9. Montagemethode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Hochleistungskontakte (16) zumindest ein Anschlusskontakt (23) vorgesehen ist.
10. Montagemethode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskontakt (23) zwischen den Hochleistungskontakten (16) angeordnet ist.
11. Montagemethode nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskontakt (23) bevorzugt steckbar ausgebildet ist.
12. Montagemethode nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskontakt (23) aus einem Teil (24) der Leiterplatte (1) und der Leiterbahnen (8) gebildet ist, welche Teil (24') durch eine Nut (25) von den Hochleistungskontakten (16) getrennt ist.
13. Kupplungselement (20) für einen auf einer Leiterplatte (1) befestigten Hochleistungskontakt (16) , mit einem Gehäuse und zumindest einem Kontaktelement (21) , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Kupplungselementes (20) aus zumindest zwei Teilen (26, 27) besteht, welche lösbar miteinander verbindbar sind, und zur Aufnahme des zumindest einen Kontaktelements (21) ausgebildet ist, welcher korrespondierend zum Hochleistungskontakt
(16) angeordnet ist, und dass das Gehäuse zur Aufnahme einer Anschlusskupplung (22) ausgebildet ist.
14. Kupplungselement (20) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskupplung (22) korrespondierend zum Anschlusskontakt (23) ausgebildet ist.
15. Kupplungselement (20) nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskupplung (22) zwischen den Kontaktelementen (21) im Gehäuse angeordnet ist.
16. Kupplungselement (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kontaktierung der Hochleistungskontakte (16) diese nach den Ansprüchen 1 bis 12 montiert sind.
17. Batterieladegerät mit einer Kupplungsvorrichtung auf einer Leiterplatte (1) , auf welcher eine elektronische Basisschaltung angeordnet ist, wobei die Basisschaltung mit Bauelementen (2) und Leiterbahnen (8) realisiert ist und bevorzugt einen Mikro- kontroller aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuervorrichtung zumindest eine Kupplungsvorrichtung, die von außen zugänglich ist, verbunden ist, wobei an die Kupplungsvorrichtung ein Modul für eine beliebige Erweiterungen der Basisschaltung auf der Leiterplatte (1) und/oder eine Erweiterung der Steueroder Regelfunktionen und/oder eine Erweiterung der Funktionen des Batterieladegerätes bzw. eine Änderung der Software ausgeführt ist und das Modul von außen ansteckbar ist.
18. Batterieladegerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung aus einem Teil der Leiterplatte (1) gebildet ist und der Kontakt über die Leiterbahn (8) hergestellt ist.
19. Batterieladegerät nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrokontroller das von der Kupplungsvorrichtung aufgenommene Modul automatisch erkennt.
20. Batterieladegerät nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kupplungsvorrichtungen angeordnet sind.
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