Die Erfindung betrifft ein Stromversorgungselement für Leiterplatten mit durchkontaktierten Bohrungen.
Leiterplatten mit durchkontaktierten Bohrungen sind bei elektronischen Geräten üblich. Neben den mit geringen Strömen arbeitenden elektronischen Schaltungen ist es aber auch erforderlich, in die Leiterplatten hohe Ströme einzuspeisen, wozu spezielle Stromversorgungselemente dienen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes, kostengünstig herzustellendes und leicht einzusetzendes Stromversorgungselement für hohe elektrische und mechanische Belastung zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Stromversorgungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei dem anzuschliessenden Gegenstand kann es sich beispielsweise um eine Stromeinleitung, einen Kühlkörper, einen Leistungstransistor oder dgl. handeln.
Der Leiterkörper wird mit den Kontaktstiften in die durchkontaktierten Bohrungen eingepresst. Aufgrund der Vielzahl von Kontaktstiften wird ein guter hochbelastbarer Übergang geschaffen, wobei gleichzeitig auch eine hohe mechanische Festigkeit gegeben ist. Die Kontaktstifte stellen beim Einpressen in die durchkontaktierten Bohrungen einen mechanischen und elektrischen Kontakt mit den Wänden der Bohrungen her, sodass das Einpressen zur Befestigung ausreicht. Selbstverständlich kann, wenn dies im Einzelfall gewünscht wird, auch eine Verlötung durchgeführt werden.
Der anzuschliessende Gegenstand kann dann mithilfe des Anbringungselementes an dem relativ grossen, vorzugsweise aber flachen Leiterkörper angebracht werden.
Beispielsweise kann das Anbringungselement ein Stift, insbesondere ein Gewindestift sein, der mit dem Leiterkörper verbunden oder verbindbar ist. Der Stift kann sich dabei sowohl von der den Kontaktstiften abgewandten Seite des Leiterkörpers als auch von der gleichen Seite erstrecken, falls die Leiterplatte an dieser Stelle ein Loch hat, sodass er auf der gegenüberliegenden Seite aus ihr herausragt.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Leiterkörper des Stromversorgungselements ein Loch aufweist, beispielsweise eine Bohrung. Diese kann zum Anschrauben von Gegenständen verwendet werden, wobei sie ggf. ein Gewinde aufweist. Das Loch ist vorzugsweise derart angeordnet, dass es von der Seite des Leiterkörpers, an dem die Kontaktstifte an gebracht sind, ausgeht und auf der gegenüberliegenden Seite mündet.
Die Erfindung schlägt in Weiterbildung vor, dass das Anbringungselement mit dem Leiterkörper verbindbar ausgebildet ist, wobei die Verbindung insbesondere erst nach der Befestigung des Leiterkörpers mit den Kontaktstiften an der Leiterplatte erfolgen kann.
Die Verbindbarkeit kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das Anbringungselement in ein Loch des Leiterkörpers eingreift. Das Eingreifen kann beispielsweise ein Gewindeeingriff sein, jedoch ist auch ein kraftschlüssiger Eingriff durch ein Einpressen möglich.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Anbringungselement als eine in das Loch des Leiterkörpers einsetzbare Buchse ausgebildet ist, die mit dem Leiterkörper beispielsweise durch Zusammenschrauben oder Einpressen verbindbar ist.
Die Buchse kann eine glatte Innenöffnung aufweisen, sodass die Verbindung durch eine durchgesteckte Schraube mit Mutter verstärkt werden kann. Ebenfalls möglich ist es, dass die Innenöffnung der Buchse ein Gewinde aufweist, sodass 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 aufweist.
Die Erfindung schafft ein einfach zu fertigendes und einfach einzusetzendes hochbelastbares Stromversorgungselement.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Stromversorgungselements nach der Erfindung;
Fig. 2 eine mit dem Stromversorgungselement der Fig. 1 zusammenwirkende und in eingebautem Zustand einen Teil des Stromversorgungselements bildende Einpressbuchse;
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 haben daher jeweils vier relativ scharfe Seitenkanten 4. Die Kontaktstifte 3 sind zum Einsetzen in durchkontaktierte Bohrungen in einer Leiterplatte bestimmt, wobei die Kontaktherstellung 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 ein Loch 6, das sich von seiner die Kontaktstifte aufweisenden Seitenfläche 2 zu der gegenüberliegenden Seitenfläche 7 erstreckt.
Fig. 2 zeigt ein Anbringungselement 8, das mit dem Leiterkörper 1 des Stromversorgungselements in Eingriff bringbar ist und das in zusammengesetzten Zustand dann die Möglichkeit bietet, beispielsweise einen Leistungstransistor, einen Kühlkörper oder dgl. anzuschliessen. Das Anbringungselement 8 ist in Fig. 2 gegenüber dem Leiterkörper 1 in der Anbringungsposition ausgerichtet dargestellt. Es könnte also durch Linksverschieben in Eingriff mit dem Leiterkörper 1 gebracht werden.
Das Anbringungselement 8 ist als Einpressbuchse 9 ausgebildet. Die Einpressbuchse weist einen mit einer Rändelung 10 versehenen Einpressabschnitt 11 auf, dessen Durchmesser etwas grösser als der Innendurchmesser des Lochs 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 durchgehende Innenbohrung 14 auf. Die Innenbohrung 14 kann entweder glattwandig ausgebildet oder mit einem Gewinde versehen sein. Der Querschnitt der Einpressbuchse 9 ist an allen Stellen kreisförmig.
Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf den Leiterkörper von rechts in Fig. 1. Es ist zu sehen, dass der Leiterkörper 1 als quadratische Platte ausgebildet ist, bei dem das Loch 6 mittig angeordnet ist. Im Bereich zweier Seiten 15, 16 erstrecken sich die Kontaktstifte 3 in zwei Reihen von je 5 Kontaktstif ten. Dies Reihen reichen bis etwa zum Rand des Leiterkörpers 1, sodass die Fläche des Leiterkörpers 1 gut ausgenutzt wird.
Fig. 4 zeigt in einem gegenüber den Fig. 1 bis 3 verkleinerten Massstab eine Aufsicht auf einen Ausschnitt aus einer Leiterplatte 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 Stromversorgungselement nach der Erfindung angebracht werden. Zu diesem Zweck wird der Leiterkörper 1 auf die eine Seite der Leiterplatte 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 Vorhandensein der insgesamt zehn Kontaktstifte relativ gross, sodass ein guter elektrischer Übergang hergestellt wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, von der gegenüberliegenden Seite, aus der die Kontaktstifte etwas herausragen, eine Verlötung vorzunehmen. Im einfachsten Fall reicht der Leiterkörper 1 als Stromversorgungselement aus. Ein anzubringender Gegenstand, beispielsweise ein Leistungstransistor, kann mit einer Schraube, die durch die ausgerichteten Löcher 6 und 19 hindurchgeht, befestigt werden.
Besonders günstig ist es jedoch, wenn von der gegenüberliegenden 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 das Loch 6 eingepresst 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 Anbringungselements 8, zur Anbringung des anzubringenden Gegenstands zur Verfügung, sodass auch hier aufgrund der grossen Fläche ein guter Übergang gegeben ist.
Anstelle der Einpressbuchse 9 könnte auch eine Buchse verwendet werden, die in ihrem vordern Bereich 11 ein Gewinde aufweist, mit dem sie in das mit einem Gewinde versehene Loch 6 des Leiterkörpers eingeschraubt wird.
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 aufweist.
The invention relates to a power supply element for printed circuit boards with plated-through holes.
Printed circuit boards with plated-through holes are common in electronic devices. In addition to the electronic circuits working with low currents, it is also necessary to feed high currents into the printed circuit boards, for which purpose special power supply elements are used.
The invention has for its object to provide a simply constructed, inexpensive to manufacture and easy to use power supply element for high electrical and mechanical stress.
To achieve this object, the invention proposes a power supply element with the features of claim 1. Further developments are the subject of the dependent claims.
The object to be connected can be, for example, a current introduction, a heat sink, a power transistor or the like.
The conductor body is pressed into the plated-through holes with the contact pins. Due to the large number of contact pins, a good, heavy-duty transition is created, while at the same time providing high mechanical strength. The contact pins make a mechanical and electrical contact with the walls of the holes when they are pressed into the plated-through holes, so that the pressing is sufficient for fastening. Of course, if this is desired in individual cases, soldering can also be carried out.
The object to be connected can then be attached to the relatively large, but preferably flat, conductor body with the aid of the attachment element.
For example, the attachment element can be a pin, in particular a threaded pin, which is connected or can be connected to the conductor body. The pin can extend both from the side of the conductor body facing away from the contact pins and from the same side if the printed circuit board has a hole at this point so that it protrudes from it on the opposite side.
In a further development of the invention it can be provided that the conductor body of the power supply element has a hole, for example a bore. This can be used to screw on objects, whereby it may have a thread. The hole is preferably arranged in such a way that it starts from the side of the conductor body on which the contact pins are brought in and opens out on the opposite side.
The invention proposes in a further development that the attachment element is designed so as to be connectable to the conductor body, the connection being able to take place in particular only after the conductor body has been fastened to the contact pins on the circuit board.
The connectivity can be achieved, for example, in that the attachment element engages in a hole in the conductor body. The engagement can be, for example, a thread engagement, but a non-positive engagement by pressing is also possible.
In particular, it can be provided that the attachment element is designed as a socket which can be inserted into the hole in the conductor body and which can be connected to the conductor body, for example by screwing or pressing.
The socket can have a smooth inner opening, so that the connection can be reinforced by a screw with a nut. It is also possible that the inner opening of the socket has a thread, so that an object can subsequently be screwed into the socket inserted into the power supply element.
The contact pins are preferably arranged in two rows along two opposite side edges of the plate-shaped conductor body, each row having at least three contact pins, but preferably five contact pins.
The invention provides an easy-to-manufacture and easy-to-use heavy-duty power supply element.
Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and from the drawing. Here show:
Figure 1 is a side view of a power supply element according to the invention.
FIG. 2 shows a press-in bushing which interacts with the power supply element of FIG. 1 and forms a part of the power supply element in the installed state;
Fig. 3 is a plan view of the power supply element of Fig. 1 from the right in Fig. 1;
Fig. 4 on a reduced scale compared to Figs. 1 to 3, a section of a circuit board.
The power supply element shown in Fig. 1 is formed by a plate-shaped conductor body 1, which is made of a conductive material. It is in the form of a relatively flat plate. On one side surface 2, a plurality of contact pins 3 are arranged at right angles to this surface, all of which are constructed identically and are arranged in a certain grid dimension. The contact pins are preferably made in one piece with the conductor body 1. The contact pins 3 are rectangular in cross section and therefore each have four relatively sharp side edges 4. The contact pins 3 are intended for insertion into plated-through holes in a printed circuit board, the contact being established by the sharp side edges 4 penetrating into the wall of the holes.
To facilitate insertion, the end faces 5 of the contact pins 3 are therefore tapered, for example in the shape of a truncated pyramid.
The conductor body 1 contains a hole 6 centrally, which extends from its side surface 2 having the contact pins to the opposite side surface 7.
2 shows an attachment element 8 which can be brought into engagement with the conductor body 1 of the power supply element and which then in the assembled state offers the possibility of connecting, for example, a power transistor, a heat sink or the like. The attachment element 8 is shown in FIG. 2 aligned with the conductor body 1 in the attachment position. It could therefore be brought into engagement with the conductor body 1 by moving it to the left.
The attachment element 8 is designed as a press-in bush 9. The press-in bushing has a press-in section 11 provided with knurling 10, the diameter of which is somewhat larger than the inside diameter of the hole 6 of the conductor body 1. A central part 12 adjoins the press-in section, the outside of which is smooth. The press-in bush 9 is delimited by a flange 13. The press-in bush 9 has a continuous inner bore 14. The inner bore 14 can either be smooth-walled or be provided with a thread. The cross section of the press-in bush 9 is circular at all points.
FIG. 3 shows a top view of the conductor body from the right in FIG. 1. It can be seen that the conductor body 1 is designed as a square plate, in which the hole 6 is arranged in the center. In the area of two sides 15, 16, the contact pins 3 extend in two rows of 5 pins each. These rows extend approximately to the edge of the conductor body 1, so that the area of the conductor body 1 is well utilized.
FIG. 4 shows, on a scale reduced compared to FIGS. 1 to 3, a top view of a section of a printed circuit board 17. The printed circuit board 17 has two rows of plated-through holes 18 which run parallel to one another. A hole 19 is present in the center of the two rows of bores 18. At this point, the power supply element is to be attached according to the invention. For this purpose, the conductor body 1 is brought to one side of the circuit board 17 and aligned with its contact pins 3 with respect to the bores 18. Then the conductor body 1 is pressed in, the sharp side edges 4, as already mentioned, making the electrical contact.
Since there are four side edges available for each contact pin to make the contact, the contact area is relatively large due to the presence of a total of ten contact pins, so that a good electrical transition is produced. It is of course also possible to carry out soldering from the opposite side, from which the contact pins protrude somewhat. In the simplest case, the conductor body 1 is sufficient as a power supply element. An item to be attached, such as a power transistor, can be attached with a screw that passes through the aligned holes 6 and 19.
However, it is particularly favorable if the press-in bush 9 shown in FIG. 2 is pressed in from the opposite side of the printed circuit board 17, that is to say from the side on which the contact pins 3 are just protruding somewhat. It is pressed in such a way that its press-in section 11 is pressed into the hole 6 until the axial shoulder 20 bears against the side surface 2 of the conductor body 1 in the transition region between the press-in section 11 and the central part 12. Now there is a relatively long bore, namely the inner bore 14 of the attachment element 8, for attaching the object to be attached, so that a good transition is also given here due to the large area.
Instead of the press-in bushing 9, a bushing could also be used which has a thread in its front region 11, with which it is screwed into the threaded hole 6 in the conductor body.
A press-in element could also be used which does not have an inner bore 14, but instead has a threaded pin in the axial end region on one of two sides.