CN1443369A - 外壳器件及其中所用的接触单元 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提高外壳器件(1)的灵活性,该外壳器件用于装填电路装置(2)。外壳(3)中的区域设计用来在多个位置上接收接触单元(20),对于每个位置(5),都通过设计使得接触单元(20)能够安置在外壳器件中,并可具有多个取向(6a、6b)。

Description

外壳器件及其中所用的接触单元
本发明涉及一种外壳器件,其如权利要求1中的前序技术特征部分所述,并涉及一种用于外壳器件中的接触单元,其如权利要求11中的前序技术特征部分所述。
连接有电子元件的电路装置经常被装填到外壳中或者外壳器件中,从而——举例来说——可使电路装置免于受到不良影响。在此情况下,可在外壳器件中使用插件、焊料和/或螺纹触点,从而例如可使用户能从外部获得特定的电气参数,和/或提供在相邻外壳区域之间的电气连接。
插件结构或者其他外壳区域通常为此目的而设置在外壳器件中,在其中所谓的引脚、***部件或者类似物被装填在凹槽或类似部分中,然后产生对于电路装置的电气连接,比如,通过所谓的焊线进行连接。
这样一来,这些传统的外壳器件存在问题,即引脚或者***部件的效用受到限制,并只能被嵌入到上述外壳区域中。比如,某个引脚通常只能在其一端连接到外壳区域。而且,用于为外壳和外壳器件提供机械强度的支架,使得在不同区域之间的电气连接更加困难。
而且,采用传统喷涂或者推入式触点将导致在焊接中的焊线附着过程中,在触点与外壳材料之间产生自然振荡,这是由于制造过程中所产生的微小间隙所造成的,它对所要形成的焊接的质量有不利影响。当在固定凹槽中使用插件触点时,也会产生同样的自然振荡问题。
在过去,为了解决这些问题,采用焊线敷设来实现各电路区域的灵活连接,该电路区域设置在不同的外壳区域中。这就另外增加了制造的复杂性,不符合自动化生产过程的要求,因为各个焊接需要单独进行。
为了避免在焊接成型过程中所产生的自然振荡,直到本发明以前都需要采用特殊的设备,用来使自然振荡减少到最低程度。在另一方面,当使用喷涂触点(sprayed-in contact)时,在焊接过程中需要用特别的喷涂技术来形成特别好的支座,以避免自然振荡。这也同样增加了制造的复杂性,导致更多的生产成本。
本发明的目标是确定一种外壳器件和用于安装在该外壳器件中的接触单元,通过它们来实现特别灵活的和机械性能可靠的电气连接。
对于这种通用类型的外壳器件,该目标可通过权利要求1中的特征部分的技术特征来实现。而且,对于这种通用类型的接触单元,该目标可根据本发明,通过权利要求11中的技术特征来实现。根据本发明的外壳器件和根据本发明的接触单元的有利改进则分别见于各附属权利要求的主题内容。
这种通用普通类型的外壳器件至少用于装填一个电路装置,特别是电源半导体模块或类似物。在该外壳器件中设计有外壳区域,该外壳区域尤其是用来放置带电的接触单元,并且其每个都提供有多个此类放置位置。
根据本发明的外壳器件的特征在于——尤其是考虑到其尺寸和/或形状——在其中设计有外壳区域,使得接触单元能够设置在每个安放位置的多个方向上。
因此本发明的基本思想是,设计外壳器件的外壳区域,其用来根据尺寸大小和形状不同而容纳接触单元,从而使接触单元在所装入的外壳区域上可以以多于一个方向安放。这使得接触单元可以通过多种灵活的方式***到外壳区域中去。
这样一来,在本发明所提供的外壳区域中,其形式可以是插件结构区域形式、支架区域形式、加固区域形式、边缘或边界区域形式和/或类似的区域形式。这种措施使得有可能将接触单元***到外壳器件区域中的大量位置中使用。尤其是,对用于增加外壳器件机械强度的支架和加固区,要根据接触单元的尺寸和/或形状来设计,从而使得在它们中能够安放接触单元。因此,除了提供机械强度以外,这些区域同时也具有保持接触的功能,从而进一步提高了根据本发明的外壳器件的灵活性。
在根据本发明,在外壳器件的一个特定的优选实施例中,所提供外壳区域在各种情况下均至少部分地和/或局部地基本为线形——至少在一个延展方向上,并且优选取网模(web)单元、壁单元或片单元的形式。这样一来,更为优选的是将每个外壳区域都近似地沿延展方向设置在一个装填平面中——该平面中包括有各自的延展方向,,并且优选将外壳区域设计成基本上关于该装填平面镜像对称。采用这些措施,可使得用于装填接触单元的外壳区域具有非常简单的设计。尤其是,基本上关于该装填平面镜像对称,这意味着对于在安放位置上的接触单元来说,其方向的数目同样也能够设计为基本上关于该装填平面镜像对称。
在为外壳区域所提供的更为优选的实施例中,每个外壳区域都设计为由开口与网模单元的交替序列所组成,开口与网模单元各自被设计为基本相同和/或具有相同的效果,尤其是在几何形状上和/或机械特性上。这就意味着各接触单元在各种情况下均能够装填到各开口中。如果需要,开口和网模单元的交替序列原则上可保持外壳的机械强度,而同时准确地为在大量开口中安放接触单元提供了灵活性。在这种情形下,本发明同样规定,每个安放位置原则上由开口或凹陷的位置所确定。
如果每个外壳区域都建立在一个基本区域之上,该基本区域最好是扁平的或者取片状,并且基本上形成于一个基平面上,该基平面与装填平面成直角,这样可进一步提高机械强度。这种设置意味着,外壳区域具有一个截面,其大体上是一个倒写的T形状,而基本区域则比如可处于一个外壳表面的横切方向上,从而给外壳区域以足够的机械强度,以便在外壳中进行设置。
本发明进一步提供一个切口,其在各种情况下均设置于基本区域上,设计用来对接触单元的某个区域(最好是其接触区域)实现互锁和/或压配合装填和/或固定,尤其是通过负公差尺寸或者推入配合方式。提供切口以及与其对应的互锁和/或压配合,确保了待装填接触单元的特别可靠的机械固定和附着力,从而可将自然振荡从触点成型中减少,甚至在进一步形成触点的过程中避免它,比如在焊接过程中等。
有利地提供了进一步的附着措施,使每个网模单元中至少有一个凹槽,设计用来与接触单元的至少一个附着区域实现互锁和/或压配合装填。这可供选择地或额外地增强了待装填接触单元的机械上可靠的附着力。为了增加灵活性,在这里作出规定,每个网模单元要设计成基本上成镜像对称,最好近似为双T支座的形状。通过这种方式在网模区域中形成的凹槽,即因此而形成了某种类型的导轨,以便于待装入的接触单元的***和取出。
在外壳器件中使用和装入的此种通用类型的接触单元中,至少具有一个接触区域,设计用来实现电气上导通并与接触元件保持接触,以便于在该外壳器件的外壳区域装入该接触单元。另外,这种通用类型的接触单元至少有一个附着区域,设计用来在接触单元装入外壳器件的外壳区域的时候,使该接触单元附着在外壳区域上。
根据本发明的接触单元,使用并装入到根据本发明的外壳器件中,其特征在于,对接触区域和/或附着区域的尺寸和/或形状的选择,使得当接触单元装入外壳器件的外壳区域时,在外壳器件的外壳区域的安放位置上可以以多个方向安置。
因此,根据本发明的接触单元的基本构思是利用接触单元的尺寸和/或形状,来确保在外壳器件的外壳区域中,该接触单元能够以特别灵活的方式、按多种方向装填到给定安放位置上。
这样一来,有利地规定接触区域和/或附着区域至少部分地设计为外壳器件的外壳区域中所提供的安装区域(尤其是网模单元)的互补,目的是当接触单元装入外壳器件的外壳区域时,保持互锁和/或压配合方式。这可确保实现极为简易的方式,不仅使接触单元的安装具有最大可能的灵活性,而且它们在机械上能够可靠地固定,并保持连接,尤其可以排除在进一步形成触点过程中和在焊接成型过程中的自然振荡。
在本实施例中,特别优选的是接触单元,尤其是其第一接触区域,具有基本上为平面的接触片,优选为***片。在本实施例中,接触片本身可以形成实际的整个接触单元,或作为它的一部分。不管怎样,这种平面接触片的规定可被认为是接触区域的极为简单的改进形式。
在本实施例中,进一步优选的是在接触片上至少形成一个凹陷,尤其是作为第一附着区域。在每个实施例中,该凹陷可设置在接触片的边缘区域和/或中央区域。在每个实施例中,该凹陷都设计成与外壳区域中(优选带有一个相应的网模单元)相应的配套部分至少以一种局部互补的方式接合,目的是当它被装填到外壳器件的外壳区域时,能够适当地保持和固定接触单元。
在此实施例中,尤为有利的是使接触片具有这样的尺寸和形状:当接触单元装填到外壳器件的外壳区域时,它能够至少在两个相邻安放位置的区域之间停止,并且在此过程中基本上至少围绕着外壳区域的一个网模单元,尤其是其凹陷。随后,相应的网模单元以一种特别简单同时又可靠的方式基本上经过待装填的接触单元,从而以合适的方式固定和保持在外壳区域中被。
根据本发明,在接触单元的进一步优选的实施例中,使接触片具有这样的尺寸和/或形状:当接触单元装填到外壳器件的外壳区域时,接触片在两个网模单元之间停止。在这一设置方案中,接触单元在两个相邻的网模单元之间被有效地夹紧,并且各网模单元至少部分地以一种配合方式与该接触片的凹陷轮廓接合,该接触片基本上设置成互补的形状。这同样使得要装填到外壳区域中的接触单元具有特别可靠的机械保持力和固定,同时排除了在焊接过程中的自然振荡。
更为优选的是,当在外壳器件的外壳区域装填接触单元时,尤其是基于其尺寸和/或形状进行装填时,在接触单元中提供一个区域,其能够与外壳区域推入配合,该区域作为附着区域,特别是在接触片的区域。推入配合的规定允许接触单元能够以一种特别简单的方式被装配在外壳器件的外壳区域中,并且进一步确保其可靠地在机械上保持和固定,同时避免在焊接过程中产生自然振荡。
根据本发明,在接触单元的更为有利的实施例中,提供一个基本导电的抽头区域,该抽头区域设计用来引出电压和/或电流,作为可能的另一种接触区域。这一措施意味着,在某些环境中使用期间所需要的电气参数可通过相应的抽头区域而以一种特别简单的方式从外部得到。
在本实施例中,有利的是,在所有情形下,抽头区域与任何可能提供的接触片大体成直角而延展。由于接触片通常基本上为平面,并被设计为与外壳器件的基本区域平行,从而抽头区域与该基本区域成直角地延展,因此所需要的电气参数能够以特别有利的方式提供,尤其是对外部提供。
在本实施例中,更为优选的是,抽头区域基本上取片状形式,并且优选具有边缘区域,当在外壳器件的外壳区域装填接触单元时,其能够以一种互锁和/或压配合方式与相应的外壳区域中网模单元的凹槽相接合。这同时也提供了特别可靠的机械固定和保持力,同时避免了自然振荡。
在以下文字中,将根据优选的示范性实施例,并参照示意图,对本发明作更详细的叙述。其中:
图1显示根据本发明的一个外壳器件示范性实施例中的外壳区域平面图。
图2显示图1中所示外壳区域的局部剖面侧视图。
图3A~C显示图1和图2中的外壳区域中网模单元的剖面侧视图。
图4A~C显示根据本发明所设计接触单元的三个实施例的平面图。
图5A和B显示根据本发明的接触单元的进一步示范性实施例的侧视图和正视图。并且
图6显示电路装置的平面图,其中采用了根据本发明所设计外壳器件的一个实施例,并采用根据本发明所设计的相应接触单元实施例。
图1显示根据本发明的外壳器件1的一个示范性实施例的平面图,其具有外壳区域3,该外壳区域3在第一延展方向7上延展,它由一个基本区域12和一个网模区域10所构成,基本区域12在第一平面13上延伸,网模区域10在此基本区域12上形成,并在第二平面8上与第一平面13成直角延展。网模区域10由网模单元10a和设置在其间的开口9的交替序列所形成。每个网模单元10和开口9都具有完全相同的几何形状。网模单元10a基本上是双T形状的支座并沿具有直角延展的凹陷或称凹槽15。在相应的辅助设计中,基本区域12中也可选择设置凹陷14,以用作***接触单元时的推入配合的基础。
图2显示图1中所示外壳区域3准确地沿着图1中的剖切线II-II的示意性的局部剖面侧视图。从中可以看出,基本区域12实质上形成外壳区域3中一个狭窄的平面底部区域。在基本区域12中设置有凹陷14,以用于推入配合。从左到右,可以看到网模区域10的4个网模单元10a,在其间设置有开口9或凹陷。
左边第一个网模单元10a显示了在其后表面上所取剖面。接下来的一个网模单元显示了从中央所取剖面,而且从实际剖切表面的左侧或右侧可看见凹陷或凹槽15的区域。从左到右方向上的下一个网模单元10a显示了在其前表面的区域上所取剖面,其中凹槽15的区域的边缘用竖直的虚线表示。在图2中最右边的网模单元10a没有剖视,仅显示了正视图,其中凹槽15区域同样用竖直虚线表示。
从图2中还可看到,网模区域10及其网模单元10a在装填方向或装填平面8上延伸,其与整个外壳区域3的延展方向或延展平面7成直角。
图3A、3B和3C显示,分别精确地沿剖面A、B和C(已标于图1中)所得到的在图1和图2中所采用的网模单元10a的剖面侧视图。
图3A显示图1中沿剖面A得到的视图,网模单元10a只剖面显示了其基本区域12。结果显示了实际的带有凹槽15的网模单元10a的侧视图。
在图3B中,同时取基本区域12和实际的网模单元10a的区域的剖面,其中凹槽15的侧壁区域做了剖切,并将凹槽15的后壁以平面图的形式显示出来。
最后,在图3C中显示沿图1中剖面C所得到的剖面图,其精确地处于网模单元10a的中央区域。
图4A到4C中,显示了根据本发明的接触单元20的三个示范性实施例的平面图。在使用中,所有这些接触单元20都特别地可起到不同区域之间的连接或者衬套的作用。每个接触单元20都可形成为一个整体,而作为所谓的接触片23或者***部件或者片状物,并作为接触区域21使用。在各种情况下均设置每个凹陷24作为附着区域22,并且当接触片23或者接触单元20被设置在外壳区域3中时,可用于与相对的网模单元10a的外形以某种方式接合。
在图4A中所显示的实施方案示例中,凹陷24取附着区域22的形式,该附着区域22处于接触片23或接触单元20的中央区域25中。接触单元20具有一个近似长方形或正方形的基本区域,其边缘区域26是完整的。
与此相对照,在图4B中所示的示范性实施例中,接触单元20或接触片23的中央区域25是完整的,但设置在与相应凹陷24(作为附着区域22)相对的边缘区域26却不是这样。
在图4C中所显示的实施例中具有两个凹陷24,其位置处于接触单元20、40或接触片23的中央区域25,接触片23用作接触区域21。该接触区域21用作附着区域22,而且它们依次设计成与图1中显示的网模单元10a的基本区域大致互补,目的是当接触单元20、40到位后,用来与网模单元10a的外形接合。
在图4A中显示的实施例中,当装填到外壳区域3时,网模单元10a的边缘在垂直方向上为完全环绕,而两个相邻的开口9同时在基本区域12的位置上至少局部地被接触单元20所覆盖。
另一方面,在图4B所示示范性实施例中,外壳区域3的直接相邻的网模单元10a的凹槽15的各相对区域,在接触单元20安装以后,与接触单元20中的凹陷相接合,并且接触片23停止在对应的各个网模单元10a之间的基本区域12,作为接触单元20的接触单元21。
图4C中所显示的实施例与在图4A中所显示的实施例类似,但是其外壳区域3的两个相邻网模单元10a的凹槽15与接触单元20、40的两个凹陷24相接合。
在图4A到4C中显示的各实施例具有共同的特点:有助于桥接设置中的外壳区域3的网模区域10,其中的电气连接,特别是取所谓的焊线形式的电气连接,能够同时在网模区域10的一侧和接触片23的相对的另一侧(在基本导电的接触片23上)焊接完成。
通过侧面示意图和正面示意图,根据本发明的接触单元20、50的另一实施例显示在图5A和5B中。
在图5A和5B中所显示的实施例是所谓的接触引脚50的实施例。作为接触单元20,这个接触引脚50具有一个接触片23,其同时用作第一接触区域21和附着区域22。首先,当引脚50被设置在外壳区域3中时,在作为第一接触区域21的接触片23上可以焊接电气连接。其次,使接触片23成形,从而令其起到附着区域22的作用,其中,比如,它能够被推入并保持在基本区域12内的凹陷14中(其显示在图1和图2中),而形成一种推入配合。
在另一方面,根据本发明,作为接触单元20的引脚50有一个抽头区域27,它与接触片23成直角延展,而且其厚度经过选择,从而当引脚50被设置作为根据本发明的接触单元20时,至少抽头区域27的边缘区域28能够***到外壳区域3中(比如***到两个相邻网模单元10a的凹槽15中,该网模单元10a例如为图1和图2所示)。按这种方式,除了形成推入配合之外,引脚50可进一步通过凹陷14和第一附着区域21固定。根据本发明,抽头区域的边缘区域28能用作接触单元20,用户然后能够在抽头区域27的上部29(形成一个点)引出合适的电气参数。
图6显示根据本发明的外壳器件1的一个实施例中的装置平面示意图,其中采用了根据本发明的接触单元20、40和50。
根据本发明的外壳器件1具有一个外壳区域3,其基本上由一个基本区域12所形成,并在其上形成有一个网模区域10。网模区域10中具有网模单元10a以及在网模单元10a之间设置的开口9所组成的交替序列。每个网模单元10a都具有一个凹槽15。
电路装置2被装填到外壳器件1。该电路装置2是由电气元件60、电气接触区域61和适当设计的电气连接器件62(尤其是以焊线的形式)所组成。该电路装置2进一步被外壳区域3和(尤其是)网模区域10划分为第一下面部分63和第二上面部分64。
一个大体上具有如图4C所示形状的***单元40,被引入到网模区域10的右边区域中作为接触单元20,目的是跨过分立的外壳区域3将电路装置2的两个部分63和64连接起来。在区域63和64中的合适连接器件62使电路装置2的两个区域63和64相互连接。
为了引出电路装置2的电气参数(其由区域63和64提供),将两个引脚50嵌入到网模区域10的左边区域(如图6所示),作为在第一方向6a上的根据本发明的接触单元20(如图5A和5B所示形式),目的是从电路装置2的区域63中提供电气参数。在另一方面,两个引脚50被设置为在网模区域10中央的接触单元20,处于第二方向6b上,显示如图5A和5B中的形式,目的是使得有可能从电路装置2的区域64中引出电气参数。
参考符号清单
1外壳器件
2电路装置
3外壳区域
5安放位置
6a方向
6b方向
7延展方向
8装填平面
9开口
10网模区域
10a网模单元
12基本区域
13基平面
14切口
15凹槽
20接触单元
21接触区域
22附着区域
23接触片
24凹陷
25中央区域,接触片
26边缘区域,接触片
27抽头区域
28边缘区域,抽头区域
40***片
50引脚
60元件
61接触区域
62接触器件,焊线
63下部电路区域
64上部电路区域

Claims (19)

1.一种外壳器件(1),用于装填至少一个电路装置(2),尤其是一个电力半导体模块或类似物,其具有外壳区域(3),该外壳区域(3)设计用于带电接触单元(4)的装填,且每个外壳区域(3)为此目的而设置有多个安放位置(5),而且基本上在一个延展方向(7)上成直线分布,其中每个所述外壳区域(3)由开口(9)和网模单元(10a)的交替序列组成,该外壳器件的特征在于:
每个所述外壳区域(3)都近似地设置在一个装填平面(8)中的所述延展方向(7)上,该外壳区域(3)包含对应的延展方向(7),所述外壳区域(3)构造为基本上关于所述装填平面(8)成镜像对称,尤其是所述网模单元(10a)基本上镜像对称,
从而接触单元(4)能够在每个安放位置(5)上以多个方向(6a、6b)设置。
2.如权利要求1所述的外壳器件,其特征在于:
每个所述外壳区域(3)的形式为插件结构区域、支架区域、加固区域、边缘区域或边界区域、和/或类似区域。
3.如前述权利要求之一所述的外壳器件,其特征在于:
每个所述外壳区域(3)至少部分地和/或局部地取网模或壁单元的形式。
4.如前述权利要求之一所述的外壳器件,其特征在于:
每个所述开口(5)和/或所述网模单元(10a)均设计成在几何外形上和/或机械特性上基本相同和/或具有相同的效果。
5.如前述权利要求之一所述的外壳器件,其特征在于:
每个所述安放位置(5)都基本上可由开口(9)的位置所确定。
6.如前述权利要求之一所述的外壳器件,其特征在于:
每个所述外壳区域(3)都基于一个基本区域(12),该基本区域优选为基本扁平,并基本上形成于与所述装填平面(8)成直角的一个基平面(13)上。
7.如权利要求6所述的外壳器件,其特征在于:
在每种情况下在所述基本区域(12)中均设置有切口(14),并且其设计成特别是通过负公差尺寸或者推入配合的方式,而与接触单元(20)中的一个区域,优选是其接触区域(21),互锁和/或压配合装填和/或固定。
8.如前述权利要求之一所述的外壳器件,其特征在于:
每个网模单元(10a)至少具有一个凹槽(15),其设计用于与接触单元(20)的至少一个附着区域(22)进行互锁和/或压配合装填。
9.如权利要求9所述的外壳器件,其特征在于:
每个网模单元(10a)近似为双T支座的形状。
10.一种接触单元,其使用和/或装填于如权利要求1到9之一所述的外壳器件中,该接触单元:
具有至少一个接触区域(21),其基本上是导电的并设计用来与接触器件保持接触,以便将接触单元(20)装填到所述外壳器件(1)的外壳区域(3)中,并且具有至少一个附着区域(22),该附着区域设计用于当所述接触单元(20)装填到所述外壳器件(1)的外壳区域(3)时,附着在所述外壳器件(1)的外壳区域(3)上,
其特征在于:
所述接触区域(21)和/或附着区域(22)设计为至少部分地与网模单元(10a)互补,该网模单元设置在所述外壳器件(1)的外壳区域(3)中,以便当所述接触单元(20)装填到所述外壳器件(1)的外壳区域(3)时,通过一种互锁和/或压配合的方式保持,从而使所述接触单元(20)能够以多个方向(6a、6b)而设置在所述外壳器件(1)的外壳区域(3)内的安放位置(5)上。
11.如权利要求10所述的接触单元,其特征在于:
该接触单元(20)具有一个基本平面的接触片(23),其优选为一个***片,尤其是作为第一接触区域(21)。
12.如权利要求11所述的接触单元,其特征在于:
在所述接触片(23)中至少设置有一个凹陷(24)作为附着区域(22)。
13.如权利要求12所述的接触单元,其特征在于:
所述凹陷(24)在各种情况下均形成于所述接触片(23)的边缘(25)和/或中央区域(26)。
14.如权利要求10到13之一所述的接触单元,其特征在于:
所述接触片(23)具有尺寸和/或形状使得其在所述接触单元(20)装填到所述外壳器件(1)的外壳区域(3)中时,它至少能够在两个相邻的安放位置(5)之间停止,并且在此情况下,尤其是以其凹陷(24)来环绕至少一个网模单元(10a)。
15.如权利要求10到14之一所述的接触单元,其特征在于:
所述接触片(23)具有尺寸和/或形状使得其在接触单元(20)装填到所述外壳器件(1)的外壳区域(3)中时,它能够大体在两个网模单元(10a)之间停止。
16.如权利要求10到15之一所述的接触单元,其特征在于:
有一个区域设置为所述附着区域(22),其特别是处于所述接触片(23)中,当所述接触单元(20)装填到所述外壳器件(1)的外壳区域(3)中时,该区域能够与该外壳区域(3)通过推入配合,特别是基于其尺寸和/或形状而接合。
17.如权利要求10到18之一所述的接触单元,其特征在于:
设置有一个基本导电的抽头区域(27),其可能进一步作为接触区域(21),该抽头区域设计用于引出电压和/或电流。
18.如权利要求17所述的接触单元,其特征在于:
所述抽头区域(27)大体上与所述接触片(23)成直角延展。
19.如权利要求17或18之一所述的接触单元,其特征在于:
所述抽头区域(27)基本上取片状并且优选具有边缘区域(28),当所述接触单元(20)装填到所述外壳器件(1)的外壳区域(3)中时,该边缘区域能够与该外壳区域(3)中的至少一个网模单元(10a)的凹槽(15)以互锁和/或压配合的方式接合。
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