本发明涉及一种用于使电信号从具有第一电连接端子的第一电模块向具有第二电连接端子的第二电模块循环通过的环路电桥。
背景技术：
在自动化技术中，具体地在接口技术中，电信号通常从第一电模块向第二电模块循环通过。例如，电信号由电压供应输出。
为了使电信号循环通过，通常使用具有例如横截面积为1.5mm2的铜芯的电连接线，其中在铜芯的端部处，附接了双芯端套筒以用于单个铜芯的电连接。此外，可使用用于使电信号循环通过的环路电桥。在公开文献WO2015/091001A1中描述了用于使电信号循环通过的环路电桥。
通常，相应的电模块具有相应的电连接端子，其中环路电桥的梳齿或芯端套筒可各自通过接触力夹紧。为了将接触力传输到梳齿或芯端套筒，通常必须满足标准，例如，标准IEC 60947-7-1的第7.1章节或者标准VDE 0609(具体地是标准VDE 0609的第8.2章节和第8.10章节)。
技术实现要素：
本发明的基本目标是创建一种环路电桥，其中在环路电桥的梳齿被夹紧在电连接端子中时施加在梳齿上的接触力可被有效地传输。
这个目标通过具有根据独立权利要求的特征的主题来实现。本发明的有利实施方案是附图、说明书和从属权利要求的主题。
本发明基于以下发现：施加在梳齿上的接触力可被梳齿的金属支撑部分有效地传输或吸收。以这种方式，可由金属支撑部分吸收接触力，并且从而可从环路电桥的印刷电路板的绝缘材料去除载荷。
根据本发明的一个方面，目标通过一种用于使电信号从具有第一电连接端子的第一电模块向具有第二电连接端子的第二电模块循环通过的环路电桥实现，其中第一电连接端子和第二电连接端子分别具有压力件，其中所述环路电桥包括具有梳状线结构的印刷电路板，其中所述梳状线结构包括以下特征：相互电连接的第一梳齿和第二梳齿，其中第一梳齿可插入到所述第一电连接端子中，所述第二梳齿可插入到所述第二电连接端子中，所述第一梳齿具有用于支撑第一电连接端子的压力件的第一金属支撑部分，并且所述第二梳齿具有用于支撑第二电连接端子的压力件的第二金属支撑部分。由此实现了以下优点：借助于相应的电连接端子的压力件施加在相应的梳齿上的接触力可被有效地传输。此外，可在相应的梳齿的区域中从梳齿的印刷电路板的绝缘材料去除载荷。
此外，环路电桥可具有多个第一梳齿和多个第二梳齿，其中第一梳齿和第二梳齿各自成对地电连接，并且相应的梳齿各自具有相应的金属支撑部分。例如，多个指的是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个。在此，多个电信号可以从具有多个第一电连接端子的第一电模块向具有多个第二电连接端子的第二模块循环通过。
各所述电模块可以是传感器、致动器或电子装置。另外，电信号可由电流供应装置或电压供应装置输出。此外，电信号可以是控制信号。另外，各所述电连接端子可以是螺钉端子或弹簧端子。
印刷电路板可以是单层或多层印刷电路板。例如，印刷电路板由FR-4印刷电路板材料制得。第一梳齿和第二梳齿可以通过电连接线彼此电连接。在此，电连接线可以布置在印刷电路板上或布置在印刷电路板的两个连续印刷电路板层之间。
根据一个实施方案，各所述梳齿可具有多个相应的金属支撑部分。例如，各所述梳齿可具有介于5个与20个之间的相应的金属支撑部分。
在环路电桥的一个有利实施方案中，第一梳齿具有其中设置有第一金属支撑部分的第一孔隙，并且第二梳齿具有其中设置有第二金属支撑部分的第二孔隙。由此实现了以下优点：各所述金属支撑部分可以有效地插入相应的梳齿中。
各所述孔隙可以具有圆形、椭圆形、矩形或正方形横截面。此外，各所述孔隙可通过相应的梳齿中的钻孔形成。例如，各所述孔隙由直径为0.5mm至1.5mm的钻孔形成。
根据一个实施方案，各所述梳齿可具有其中分别设置有相应的金属支撑部分的多个相应的孔隙。例如，各所述梳齿具有介于5个与20个之间的相应的孔隙。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，各所述孔隙居中布置在相应的梳齿中。由此实现了以下优点：可增加各所述梳齿的机械稳定性。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，各所述孔隙横向于相应的梳齿的横向轴线进行延伸。由此实现了以下优点：压力件的接触力可被有效地传输。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，各所述金属支撑部分是金属套筒或金属圆柱体。由此实现了以下优点：可以高效且成本有效地生产金属支撑部分。
金属套筒或金属圆柱体可以用铜制成。例如，金属套筒或金属圆柱体的外径为0.5mm至1.5mm。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，各所述金属支撑部分是形成在相应的梳齿中的相应的馈通件。由此实现了以下优点：可使用印刷电路板制造技术的标准流程将各所述金属支撑部分特别有效地集成在相应的梳齿中。
各所述馈通件可通过相应的梳齿中的金属化钻孔形成。例如，钻孔的直径为0.5mm至1.5mm，并且钻孔用铜进行金属化。此外，各所述馈通件可以横向于相应的梳齿的横向轴线进行延伸。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，各所述馈通件填充有导电填充材料。由此实现了以下优点：可增加各所述馈通件的导电率和机械稳定性。
导电填充材料可以是固化的金属胶。例如，金属胶是铜-树脂化合物或银-树脂化合物。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，各所述馈通件居中布置在相应的梳齿中。由此实现了以下优点：可增加各所述梳齿的机械稳定性。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，各所述金属支撑部分至少部分地围绕相应的梳齿进行侧向接合，或者各所述金属支撑部分的侧壁至少部分地覆盖相应的梳齿的侧壁。由此实现了以下优点：可以省去各所述梳齿的昂贵孔隙。此外，可由此增加各所述梳齿的机械稳定性。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，各所述金属支撑部分由相应的梳齿的侧壁的金属涂层形成。由此实现了以下优点：可使用印刷电路板制造技术的标准流程特别有效地提供各所述金属支撑部分。
金属涂层可形成布置在相应的梳齿的一侧上的金属接触表面。此外，金属涂层可以是铜涂层。例如，金属涂层的厚度为50μm至500μm。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，各所述梳齿在其上侧和其下侧上具有电接触表面，以用于电接触相应的电连接端子。由此实现了以下优点：可以有效的方式电接触相应的电连接端子。电接触表面可通过各所述梳齿的铜涂层形成。
根据一个实施方案，可在各所述梳齿的表面上和/或在电接触表面的表面上提供腐蚀防护。例如，为了实现腐蚀防护，各所述梳齿的表面和/或电接触表面的表面是被锡涂覆的，具体地具有50μm至250μm的层厚度。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，电接触表面至少部分地覆盖相应的金属支撑部分。由此实现了以下优点：电接触表面可以通过相应的金属支撑部分以导电方式进行连接。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，第一梳齿和第二梳齿通过电连接线以导电方式彼此连接，并且电连接线以导电方式连接相应的金属支撑部分。由此实现了以下优点：电信号可以从第一电连接端子向第二电连接端子有效地循环通过。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，第一梳齿和第二梳齿通过电连接线以导电方式彼此连接，印刷电路板具有多个印刷电路板层，并且电连接线布置在多个印刷电路板层的两个连续印刷电路板层之间。由此实现了以下优点：可增加环路电桥的电气强度。
在环路电桥的另一个有利实施方案中，各所述梳齿为矩形或圆形。由此实现了以下优点：各所述梳齿可以特别容易地插入到相应的电连接端子的端子主体中。
附图说明
本发明的实施方案在附图中示出并在下面进一步详细描述。
在附图中：
图1示出根据一个实施方案的环路电桥的图解示意图；
图2示出根据一个实施方案的第一梳齿的剖视图；
图3示出根据另一个实施方案的第一梳齿的立体图；并且
图4示出具有第一梳齿和第一电连接端子的布置。
附图标号列表
100 环路电桥
101 第一梳齿
103 第二梳齿
105 第一金属支撑部分
107 第二金属支撑部分
109 第一馈通件
111 第二馈通件
201 印刷电路板层
203 印刷电路板层
205 电连接线
207 电接触表面
209 第一孔隙
211 金属套筒
301 金属涂层
400 第一电连接端子
401 端子主体
403 开口
405 压力件
407 螺钉
具体实施方式
图1示出根据一个实施方案的环路电桥100的图解示意图。环路电桥100具有第一梳齿101和第二梳齿103。在此，第一梳齿101具有第一金属支撑部分105。此外，第二梳齿103具有第二金属支撑部分107。在此，第一金属支撑部分105由第一馈通件109形成，第二金属支撑部分107由第二馈通件111形成。
用于使电信号从具有第一电连接端子的第一电模块向具有第二电连接端子的第二电模块循环通过的环路电桥100(其中，第一电连接端子和第二电连接端子各自具有压力件)包括具有梳状线结构的印刷电路板，其中所述梳状线结构具有以下特征：彼此电连接的第一梳齿101和第二梳齿103，其中第一梳齿101可插入到第一电连接端子中，第二梳齿103可插入到第二电连接端子中，第一梳齿101具有用于支撑第一电连接端子的压力件的第一金属支撑部分105，第二梳齿103具有用于支撑第二电连接端子的压力件的第二金属支撑部分107。
此外，环路电桥100可具有多个第一梳齿101和多个第二梳齿103，其中第一梳齿101和第二梳齿103各自成对地以导电方式连接，并且相应的梳齿101、103各自具有相应的金属支撑部分105、107。例如，多个指的是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个。在此，多个电信号可以从具有多个第一电连接端子的第一电模块向具有多个第二电连接端子的第二模块循环通过。
相应的电模块可以是传感器、致动器或电子装置。另外，电信号可由电流供应装置或电压供应装置输出。此外，电信号可以是控制信号。另外，相应的电连接端子可以是螺钉端子或弹簧端子。
印刷电路板可以是单层或多层印刷电路板。例如，印刷电路板由FR-4印刷电路板材料制成。第一梳齿101和第二梳齿103可以通过电连接线彼此电连接。在此，电连接线可以布置在印刷电路板上或布置在印刷电路板的两个连续印刷电路板层之间。
相应的金属支撑部分105、107可以居中布置在相应的梳齿101、103中。此外，相应的金属支撑部分105、107可以横向于相应的梳齿101、103的横向方向进行延伸。
相应的馈通件109、111可以通过相应的梳齿101、103中的金属化钻孔形成。例如，钻孔的直径为0.5mm至1.5mm，并且钻孔用铜进行金属化。
根据一个实施方案，相应的馈通件109、111可填充有导电填充材料。导电填充材料可以是固化的金属胶。例如，金属胶是铜-树脂化合物或银-树脂化合物。
图2示出根据一个实施方案的第一梳齿101的剖视图。第一梳齿101具有第一印刷电路板层201和第二印刷电路板层203，其中，在第一印刷电路板层201与第二印刷电路板层203之间布置电连接线205，所述电连接线205由垂直导电层形成。此外，第一梳齿101在其上侧和其下侧上分别具有电接触表面207。另外，第一梳齿101具有第一孔隙209，第一金属支撑部分105以金属套筒211的形式被插入到所述第一孔隙中。第一孔隙209居中布置在第一梳齿101中并且横向于第一梳齿101的横向方向进行延伸。在此，电接触表面207可至少部分地覆盖金属套筒211，以便在电接触表面207与金属套筒211之间形成导电连接。此外，金属套筒211可分别在第一梳齿101的上侧和下侧上形成支撑环。
第一孔隙209具有圆形横截面。例如，第一孔隙209由直径为0.5mm至1.5mm的钻孔形成。此外，金属套筒211的外径可以选择为使得金属套筒211与第一孔隙209过盈配合且平齐。另外，金属套筒211可以用铜制成。此外，电接触表面207的厚度可分别为50μm至500μm。另外，借助于电接触表面207，可实现第一电连接端子的电接触。此外，相应的印刷电路板层201、203可以用绝缘材料(例如，FR-4印刷电路板材料)制成。
根据一个实施方案，代替金属套筒211，金属圆柱体可布置在第一孔隙209中。
根据另一个实施方案，电连接线205可以通过金属套筒211以导电方式连接到电接触表面207。
图3示出根据另一个实施方案的第一梳齿101的立体图。第一梳齿101包括第一印刷电路板层201和第二印刷电路板层203，其中，在第一印刷电路板层201与第二印刷电路板层203之间布置电连接线205，所述电连接线205由垂直导电层形成。此外，第一梳齿101在其上侧和其下侧上具有电接触表面207。在第一梳齿101的侧壁上，布置了呈金属涂层301的形式的第一金属支撑部分105。金属涂层301部分覆盖第一梳齿101的侧壁。此外，金属涂层301可形成垂直导电层或金属接触表面。另外，金属涂层301可以是铜涂层。例如，金属涂层301的厚度为50μm至500μm。
金属涂层301从第一梳齿101的上侧延伸到下侧。因此，第一电连接端子的压力件可借助于金属涂层301来支撑。
根据一个实施方案，第一梳齿101可具有多个不同的金属支撑部分105。例如，第一梳齿101具有：第一馈通件109，第一馈通件109填充有导电填充材料；第一孔隙209，金属套筒211插入到第一孔隙中，金属圆柱体插入到第一孔隙209中；和/或金属涂层301，所述金属涂层被第一梳齿101的侧壁部分覆盖。
图4示出具有第一梳齿101和第一电连接端子400的布置。图4所示的梳齿101具有图2所示的第一梳齿101的实施方案的具体特征。第一电连接端子400具有带有开口403的端子主体401，第一梳齿101通过所述开口403被部分地引入或插入到端子主体401中。此外，电连接端子400具有压力件405，所述压力件405可借助于螺钉407压靠着第一梳齿101，以便将第一梳齿101拧紧或紧固在第一电连接端子400中。
根据一个实施方案，相应的梳齿101、103可形成连接齿或接触齿。
根据另一个实施方案，借助于相应的金属支撑部分105、107，可以吸收在将相应的梳齿101、103拧紧到相应的电连接端子400中期间产生的力，并且由此可以从相应的印刷电路板层201、203或从印刷电路板的绝缘材料去除载荷。
根据另一个实施方案，相应的金属支撑部分105、107可以是插入套筒，具体地是插入相应的梳齿101、103中的金属套筒211。
根据另一个实施方案，相应的金属支撑部分105、107可以通过相应的馈通件109、111(具体地通过相应的梳齿101、103的相应的馈通件109、111)形成。
根据另一个实施方案，相应的金属支撑部分105、107可以通过相应的馈通件109、111(具体地通过相应的梳齿101、103的填充有导电填充材料(诸如固化的金属胶)的相应的馈通件109、111)形成。
根据另一个实施方案，相应的梳齿101、103可侧向设置有金属接触表面，具体地是金属涂层301，通过所述金属涂层可吸收力。
结合本发明的单个实施方案解释和示出的所有特征可在根据本发明的主题中以不同的组合来提供，以便同时实现其有益效果。