具有含于设备壳体中的电路板及与其连接以连至电连接导体的连接件的电子设备的生产方法与流程

1.本发明涉及一种用于制造电子设备的方法，所述电子设备特别地应用于开关柜内，所述电子设备具有包括在所述设备壳体中的电路板以及与所述电路板连接的、用于连接到电连接导体的连接元件。本发明还涉及一种设备壳体，可用于制造具有电路板和与所述电路板连接的、用于连接到电连接导体的连接元件的电子设备，所述电子设备特别地应用于开关柜内。本发明还涉及可以通过上述方法之一制造的电子设备。


背景技术：

2.现在电子设备通常由一个或多个电路板、壳体和用于为设备提供能量和/或信号或数据等的适当的连接技术装置组成。特别是在具有足以在开关柜中使用的防护等级的设备领域中，通常通过钎焊到电路板上或电路板内的连接元件进行连接。然后将设置有连接元件的电路板安装在相应的壳体中。
3.由连接的电缆引入到连接元件上的机械力要么通过电路板消散到壳体上，要么通过将连接元件附接到壳体上而直接从连接元件消散到壳体上。特别是在纯smd(表面安装设备)组装组件的情况下，特别是在连接元件smd钎焊在电路板上的情况下，此处有必要将在组装到设备壳体中后施加到连接元件上的力通过壳体消散，以避免在smd焊点上施加不允许的或过大的力。为了将连接元件钎焊到电路板上，电路板包括相应设计的接触元件，例如设计为接触销的接触元件，接触元件钎焊到设置在电路板上的焊盘上。在上述所有情况下，连接元件由相应的单个元件组装，并相应地钎焊在电路板上。如果电路板上的组件在焊炉中进行钎焊，则连接元件必须承受这种温度。如果不是这种情况，则需要相应的附加处理步骤以将接触元件应用到电路板上(例如选择性钎焊)。
4.在对于电路板(特别是配备有smd的电路板)、连接元件和壳体的组合的当前的方案中可以看出，根据程序，特定工艺步骤必须执行多次。例如，用于将连接元件组装在电路板上的单个组装步骤以及随后在设备壳体中的组装必须被钎焊步骤反复中断。如果连接元件在焊炉中与接触元件钎焊在一起，特别是使用smd接触元件或thr接触元件(thr：通孔回流焊技术)时，则壳体的材料也存在限制，因为并非每种塑料都可以经受此过程而没有不期望的变化。众所周知，与smd技术不同，在thr技术中，将接触销插入设置有焊膏的相应接触孔中，然后进行钎焊。
5.此外仍然存在这样的问题，如果没有相应的、更广泛的连接元件、电路板和壳体的设计，在连接元件的接触元件和电路板之间的钎焊点或触点不被破坏的情况下，通过连接元件附接连接导体时引入的力不能被安全地吸收和安全地消散。


技术实现要素：

6.本发明的目的之一是提供一种用于制造特别地用于开关柜内的电子设备的简化方法，所述方法在最简单的电子设备生产中显著减少甚至防止在连接元件和电路板之间的
接触点上的破坏性机械应力。
7.本发明提出一种具有独立专利权利要求1的特征的方法作为解决方案。此外，本发明提出一种适用于这种方法的根据权利要求7的设备壳体，以及可以用这种方法制造的根据权利要求11的电子设备。
8.根据本发明的其他有利配置是从属权利要求的主题。
9.因此，本发明提出一种用于制造电子设备的方法，其中为电子设备设置的连接元件首先被集成在为所述电子设备设置的设备壳体内，然后为所述电子设备设置的电路板被插入到设备壳体中，并且所述连接元件与所述电路板连接，即特别是电子的和机械的连接。
10.根据本发明的解决方案的主要优点在于仅需要一个连续的组装过程和可能的随后的钎焊工艺。此外，还确保在制造之后和在附接连接导体时通过连接元件引入的机械力直接传递到设备壳体，使得在连接元件和电路板之间的接触点上的破坏性机械应力不再出现，或至少显著减少。
11.对于特别适用于制造根据本发明的这种电子设备的设备壳体，还提出将所述设备壳体一方面设计成用于集成连接元件，所述连接元件被设置用于所述电子设备，并且提供通孔，可以通过所述通孔将电连接导体从外部输送到所述壳体中的所述连接元件，以建立与所述连接元件的连接，或者所述连接元件可以通过所述通孔延伸出所述壳体，以连接到电连接导体。另一方面，在已经集成有连接元件的情况下，所述设备壳体设计成用于将为所述电子设备设置的电路板插入所述设备壳体中。
12.所述方法有利地适用于不同设计的组件，因此可以以通用和灵活的方式使用。特别地可以规定，在插入电路板时，至少部分地实现连接元件与电路板和连接技术装置的电子机械连接，或者仅在插入电路板后在单独的工艺步骤中执行或至少完成连接元件和电路板的完全的电子机械连接。
13.附加地或替代地，通过插入电路板，其本身可以形成壳体的一部分，或者设备壳体可以包括至少两个待相互连接的壳体部分，其中连接元件集成在所述壳体部分中的一个壳体部分中，并且在电路板插入同一或另一个壳体部分中之后，连接两个壳体部分。
14.根据本发明的有利进一步方案，可以使用具有接触销的连接元件，所述接触销压入电路板中的相应地设计的接触孔中以建立连接，和/或可以使用具有接触弹簧的连接元件，所述接触弹簧压在电路板中的相应地设计的接触面上以建立连接。
15.附加地或替代地，使用具有足够耐热以经受钎焊工艺的材料的设备壳体，并且连接元件至少部分地设置有smd或thr接触元件，这些接触元件通过钎焊工艺钎焊以与电路板中相应地设计的接触面或孔钎焊建立完整的、特别是电气的且机械的连接。
16.根据本发明的进一步有利的进一步方案，所使用的连接元件是适用于连接单个导线芯的连接元件，特别是具有为此设置的螺纹连接或夹具连接的连接元件。
17.相应地产生了为上述进一步方案而设计的设备壳体的优点。
18.特别地，根据设备壳体的进一步有利的改进方案规定，当壳体部分结合在一起时，所述设备壳体设计成在连接元件和电路板之间产生至少部分的连接，特别是电气的和/或机械的连接。
附图说明
19.本发明的这些和其他特征和优点也来自实施例，所述实施例将在下面参考附图更详细地解释。在示意图中显示：
20.图1示出可根据本发明制造的电子设备的第一实施例；
21.图2示出可用于通过根据本发明的方法制造的图1中示出的电子设备的电子壳体的3个视图；
22.图3示出根据图2的电子壳体，其中集成有连接元件；
23.图4示出用于制造根据图1的电子设备的可插入到电子壳体中的电路板；
24.图5示出根据本发明制造的电子设备的另一个实施例的2个视图；以及
25.图6示出用于根据图2的电子设备壳体的第二壳体部分的示例。
具体实施方式
26.图1以局部截面图示出了可以根据本发明生产的特别是用于开关柜内的电子设备100的第一实施例的示例，具有包括在设备壳体300中的电路板200以及与其连接的用于连接电连接导体500的连接元件400，设备通过下面详细描述的方法生产。连接元件400又通过由其包括的接触元件430(在图1中以虚线示出)与电路板200的电导体接触。在此在电路板上设置相应的接触点210，通过接触点产生与连接元件400的接触元件430的接触。当然，也可以包括不止路板200。所示的设备壳体300是用于安装在安装轨上的多部分设备壳体的示例。在此可以看到第一壳体部分，其中连接元件400已经被集成并且电路板也已经被插入。这种用于制造图1所示电子设备的设备壳体300，特别是其第一壳体部分在图2中以三个视图示出，但是没有集成连接元件并且没有插入电路板。视图2a从后面示出了设备壳体，视图2b从侧面示出，视图2c从前面示出。在图6中以示例的方式示出了例如作为盖补全设备壳体的第二壳体部分350，第二壳体部分连接到图1和图2中所示的第一壳体部分。在当前情况下，两个壳体部分可以适当地粘合在一起。然而替代地或附加地，也可以设置单独的连接装置，特别是用于产生螺纹连接、夹具连接或卡扣连接。
27.图1中所示的连接元件400以及待与其连接的连接导体500例如被设计用于连接单个导线芯，并且连接导体500因此被设计为多个单独的线芯。可以通过这种或类似的连接技术装置为电子设备提供能量，信号和/或数据等，如本领域技术人员本身已知的。
28.为了将电连接导体500连接到连接元件400，设备壳体提供通孔310(图2)，通过通孔可以将连接元件400从外部输送到壳体300中。附加地或替代地，但为了清楚起见未在图中单独示出，连接元件还可以通过这样的或类似的通孔至少部分地延伸出壳体300以连接到电连接导体500。当电连接导体500连接到连接元件400时，以本身已知的方式在连接导体500和接触元件430之间产生接触。为了保持连接导体500并与相应的接触元件430接触，根据实施例，连接元件400在有利的实施例中设置有合适的保持和/或压紧装置420，在特别有利的实施例中，例如设置有螺纹连接或夹具连接。在手动操作保持和/或按压装置420的情况下，例如也通过工具，特别是通过螺纹连接或夹具连接，设备壳体为此设置另外的通孔311(图2)，通过通孔可以保证从外部进入。
29.图2还示例性地示出了用于集成连接元件的六个位置，在这些位置处可以集成连接元件。为此设备壳体可以例如设置有一种类型的凹口或结构320，其中可以容纳连接元件
(也参见图1或图3)。
30.图3示例性地示出了具有已经集成的连接元件400但电路板尚未插入的设备壳体300。连接元件400与其接触元件430和保持和/或按压装置420在这里被容纳以集成在设备壳体的结构320中。示例性结构320以及因此设备壳体300在此也可以形成例如用于连接元件400的壳体本身的功能。
31.为电子设备设置的电路板200在图4中示例性示出，并且可以根据图1至图3所示的设备壳体实施例从前面，即根据视图2c从图纸平面方向上插入。
32.连接元件400以这样的方式集成在设备壳体中，使得为电子设备设置的电路板200的接触点210和连接元件的接触元件430可以在电路板200被插入后进行接触，并且因此可以电子和机械地相互连接。
33.在本发明的框架内存在产生连接元件400与电路板200的电子和机械连接的多种选择。特别地，这种连接可以至少部分地在插入电路板200时实现，或者连接元件400和电路板200的完全的电子和机械连接只能在插入电路板200之后以单独的程序步骤进行或至少完成。
34.例如，接触元件430可以设计为接触销，而接触点210设计为接触孔，使得在插入电路板时(参见图1至图3)接触销已经被压入孔中，并且至少部分地电子和机械相互连接。
35.或者，接触元件430可以设计为接触弹簧，而接触点210可以设计为接触表面，以便例如在插入电路板时(参见图1至图3)接触弹簧受压以至少部分地与接触表面电子和机械连接。
36.如果在根据图1至图3的实施例的变体中，电路板没有和连接元件插入同壳体部分中，而是插入另一个壳体部分中，另一个壳体部分随后与集成有连接元件的壳体部分连接，上述至少部分的电子的和机械的连接例如仅在组合壳体部分时实现，特别是通过向接触元件和电路板施加适当的力。
37.附加地或替代地，连接元件400的接触元件430也可以设计为smd接触元件，使得完全的连接仅通过随后的钎焊工艺产生，为了清楚起见未在图中示出。在这个变体中，设备壳体300为此设计成特别由足够耐热的材料制成，使得设备壳体可以承受钎焊工艺(例如在钎焊炉中)而不会损坏。
38.作为使用smd技术的替代方案，也可以使用例如thr技术。在这种情况下，接触元件430设计为thr触点，并且电路板200的接触点210设计为thr孔。完全的连接也仅通过钎焊工艺建立。
39.图5以两个视图示例性地示出了可以根据本发明制造的电子设备100
‘
的另一实施例。视图5a在侧视图中示出了在组装之前的电子设备，即特别是在分解视图中。视图5b从上方示出了电子设备，其中部分内部组件可见(虚线)。
40.在根据图1至图3的实施例的变体中，设备壳体300
‘
基本上完全承担了连接元件壳体的功能用于集成连接元件。只有根据图5设计为销的接触元件430
‘
以及保持和按压装置420
‘
从第一壳体部分325
‘
突出并且可从外部进入。
41.为电子设备100
‘
设置的电路板200
‘
可以根据图5从下方以简单的方式插入到同一壳体部分325
‘
中以制造电子设备。通过插入电路板200
‘
，壳体300
‘
的一部分已经可以由其本身形成。替代地，可以设置另一个壳体部分350
‘
，在此前电路板200
‘
插入时，壳体部分以
盖的形式连接到第一壳体部分325
‘
。在另一替代实施例中还可以规定，首先将电路板200
‘
插入另一壳体部分350
‘
中，然后将两个壳体部分相互连接。
42.总之，本发明因此还基于这样的想法，即作为连接元件的一部分的接触元件430或430
‘
被集成为设备壳体300或300
‘
的部件，使得设备壳体300或300
‘
为此目的设计成可以容纳接触元件430或430
‘
以及用于将连接的连接导体保持和压紧到接触元件上的装置，并且设备壳体还为此具有连接元件壳体的功能，特别是包括壳体绝缘的功能和/或将由连接元件包括的组件保持在一起的功能。