AT406107B

AT406107B - Befestigungselement für zumindest eine zusatzleiterplatte auf einer mutterleiterplatte

Info

Publication number: AT406107B
Application number: AT160297A
Authority: AT
Inventors: Roland Ing Schmid
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 2000-02-25
Also published as: DE19842237A1; ATA160297A; DE19842237B4

Description

AT 406 107 B

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Befestigung einer Zusatzleiterplatte auf einer Mutterleiterplatte, mit einer Verbindungsstruktur zum Anbringen an der Zusatzleiterplatte, eine Zusatzleiterplatte zur Verwendung mit einem Befestigungselement und einer Mutterleiterplatte sowie einen Leiterplattennutzen.

Bei den bisherigen Konstruktionen zur Anbringung von mitgeschwallten Zusatzleiterplatten, die meist senkrecht auf die Mutterieiterplatten angeordnet sind, ist eine zu geringe mechanische Stabilität der beiden Leiterplatten zueinander gegeben. Die bisher verwendeten, zusätzlichen mechanischen Teile, beispielsweise Führungsschienen od. dgl., sind nicht nur teuer und aufwendig zu montieren, sondern stellen auch, da meistens aus Metall angefertigt, in der Leistungselektronik mit Kriech- und Luftstrecken ein Problem dar bzw. ist deren Verwendung dabei nicht möglich.

Ein Befestigungselement der eingangs genannten Art, welches aus der US 4 764 414 A hervorgeht, ist als Dreiecksverstrebung ausgebildet, welche mit einem Schenkel über Abstandshalter auf der Mutterplatte aufliegt. Ein anderer Schenkel, die Hypotenuse besitzt eine Aufnahmestruktur für eine einschiebbare Zusatzleiterplatte, die direkt, nämlich mit ihren elektrischen Anschlüssen mit der Mutterplatte verlötet wird. Dadurch ist das Befestigungselement, das mit der Mutterplatte weiter nicht verbunden ist, an seinem Platz gehalten.

Die US 5 449 297 A offenbart einen Stecksockel für Zusatzleiterplatten, der an eine Mutterieiterplatte angeiötet ist. Seitliche Winkelstücke, die sich an der Mutterleiterplatte abstützen oder mit einer Schnapp Verbindung in diese eingreifen können, sorgen für eine stabilere Verbindung des Sockels mit der Mutterplatte.

Aus der US 4 542 441 A gehen Führungen für Steckkarten hervor, wobei unterschiedlich lange Ausschneidungen an den Karten in Zusammenwirken mit unterschiedlich langen Schlitzen der Führungen ein versehentliches Verstecken der Karten verhindern sollen.

Gemäß der US 5 338 207 werden Steckermodule für Zusatzleiterplatten mit Hilfe von auf eine Mutterplatte aufschraubbaren Kunststoff-Endkappen an ihrem Platz gehalten.

Die EP 0 546 804 A2 betrifft Steckerteile für Zusatzleiterplatten, wobei diese Steckerteile durch die Mutterplatte schiebbare Füße besitzen, die auch zur elektrischen Verbindung verlötet werden.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt daher in der Schaffung eines Befestigungselements, das die angerührten Nachteile der bekannten Ausführungen vermeidet, rasch und einfach zu montieren ist und auch bei Schaltungen der Leistungselektronik problemlos anwendbar ist. Die Herstellung des Befestigungselements soll einfach und billig erfolgen können.

Einer weiteren Aufgabe der Erfindung zufolge soll eine Leiterplatte geschaffen werden, die optimal für die Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement ausgelegt ist und eine rasche und einfache Verbindung damit und zumindest einer weiteren Leiterplatte gestattet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin einen Leiterplattennutzen zu schaffen, der eine wirtschaftliche Herstellung der erfindungsgemäßen Befestigungselemente und Leiterplatten erlaubt.

Die erstgenannte Aufgabe wird ausgehend von einem Befestigungselement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, das Befestigungselement mit der Mutterleiterplatte und/oder der Zusatzleiterplatte veriötbar ist, wobei es zumindest eine Verbindungsstruktur zum Anbringen an der Mutterleiterplatte besitzt. Damit ist eine einfache, rasche und sichere Verbindung von Befestigungselement und Leiterplatten ohne zusätzlich notwendige Bauteile oder zusätzlichen Aufwand möglich und durch die Materialgleichheit bzw. - gleichartigkeit von Befestigungselement und Leiterplatten sind auch keine Probleme bezüglich Kriech- und Luftstrecken zu befürchten.

Um eine einfache Verbindung zu realisieren ist vorgesehen, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen als Zapfen ausgebildet ist, der in eine entsprechende Ausnehmung der jeweiligen Leiterplatte eingeschoben werden kann.

Alternativ dazu kann eine ebenfalls einfach herzustellende Verbindung dadurch verwirklicht sein, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen als Bohrung ausgebildet ist in die ein entsprechender Zapfen der jeweiligen Leiterplatte einsetzt werden kann.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen als Schlitz ausgebildet ist, der in eine Leiterplatte eingeschoben werden kann. Damit kann eine sehr sichere, weil über einen langen Kontaktbereich erfolgende Verbindung hergestellt werden.

Wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zumindest eine der Verbindungsstrukturen mit dem entsprechenden Gegenstück einer Leiterplatte eine Rastverbindung bildet, sind keinerlei zusätzliche Maßnahmen oder Bauteile für eine Arretierung der Leiterplatten und der Befestigungselemente notwendig. 2

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Zur Gewichtsersparnis, als Luftdurchlaß, als Kabelhalterung oder zum Durchführen anderer Elemente ist das erfindungsgemäße Element vorteilhafterweise mit zumindest einer durchgehenden Öffnung versehen.

Eine besonders ökonomische Herstellung wird ermöglicht, falls es aus dem selben Material wie die zumindest eine Zusatzleiterplatte besteht.

Die zweitgenannte gestellte Aufgabe wird ausgehend von einer Zusatzleiterplatte zur Verwendung mit einem Befestigungselement und einer Mutterleiterplatte gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch gelöst, daß zumindest eine Verbindungsstruktur zur Verbindung mit zumindest einem Befestigungselement, vorzugsweise mit zwei Befestigungselementen, an oder in der Leiterplatte ausgebildet ist. Damit ist eine einfache und rasche Verbindung des Befestigungselements und der zu koppelnden Leiterplatten ohne zusätzlich notwendige Bauteile oder zusätzlichen Aufwand möglich und durch die Materialgleichheit bzw. - gleichartigkeit von Befestigungselement und Leiterplatten sind auch keine Probleme bezüglich Kriech- und Luftstrecken zu befürchten.

Vorteilhafterweise bildet zumindest eine der Verbindungsstrukturen mit dem entsprechenden Gegenstück des Befestigungselementes oder zumindest einer weiteren Leiterplatte eine Rastverbindung. Dann sind keinerlei zusätzliche Maßnahmen oder Bauteile für eine Arretierung der Leiterplatten und der Befestigungselemente mehr notwendig.

Eine einfach herzustellende und sehr funktionssichere Verbindungsstruktur ist verwirklicht, wenn die Rastverbindung durch einen Widerhaken auf einer elastisch ausfederbaren Zunge gebildet ist, welcher Widerhaken in eine korrespondierende Ausnehmung der weiteren Leiterplatte bzw. des Befestigungselementes eingreift.

Die drittgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Leiterplattennutzen gelöst, bei welchem darin Zusatzleiterplatten und Befestigungselemente gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind, vorzugsweise zwei Befestigungselemente pro Leiterplatte.

In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen • Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Systems aus zwei erfindungsgemäßen Leiterplatten, die mittels zweier erfindungsgemäßer Befestigungselemente gekoppelt sind, und • Fig. 2 eine Draufeicht auf einen Leiterplattennutzen, in dem Zusatzplatinen zusammen mit

Befestigungselementen ausgebildet sind.

Eine noch zu bestückende und zu verlötende Mutterieiterplatte 1 ist mit einer dazu senkrechtstehenden Zusatzplatine 2 zu verbinden, die ebenfalls noch bestückt und dann gemeinsam mit der Mutterleiterplatte 1 verlötet werden soll. Die Stabilität der beiden Leiterplatten 1, 2 wird durch mitschwallbare Befestigungseiemente 3 erreicht, die beispielsweise aus Leiterplattenmaterial FR4 angefertigt sind.

Vorzugsweise werden, wie in Fig. 2 dargestellt, die Befestigungselemente 3 gemeinsam mit der Zusatzleiterplatte 2 als ein einziger Leiterplattennutzen N hergestellt, von dem dann beide Bauteile zum Bestücken und Verlöten abgetrennt und mit der Mutterleiterplatte 1 gekoppelt werden. Vorzugsweise werden zum Erreichen der bestmöglichen Stabilität bei minimalem Materialeinsatz auf dem Leiterplattennutzen N pro Zusatzleiterplatte 2 zwei Befestigungselemente 3 ausgebildet.

Am Befestigungselement 3 ist ein Zapfen 4 ausgebildet, der in eine Bohrung 5 in der Mutterleiterplatte 1 eingesetzt werden kann und eine erste, bereits relativ sichere Fixierung des Elementes 3 auf der Mutterleiterplatte 1 sicherstellt.

Die Zusatzleiterplatte 2 wird in einen Schlitz 6 im Befestigungselement 3 eingesetzt und darin fixiert, wobei eine noch stabilere Verbindung erreicht werden kann, wenn auch in der Zusatzleiterplatte 2 zumindest ein Schlitz vorgesehen ist, der einen Teil des Befestigungselementes 3 aufnimmt, der in Verlängerung von dessen Schlitz 6 liegt. Damit ist bereits eine sehr gute und stabile Verbindung von Mutterleiterplatte 1 und Zusatzleiterplatte 2 über die Befestigungselemente 3 gegeben. Der Schlitz 6 kann im Prinzip beliebig gegenüber der Senkrechten auf die Mutterleiterplatte 1 geneigt sein, wie immer die Stellung der Zusatzleiterplatte 2 gegenüber der Mutterleiterplatte 1 gewünscht wird.

Eine weitere Stabilisierung und Verbindung der beiden Leiterplatten 1, 2 kann über Verbindungselemente erzielt werden, die die beiden Leiterplatten 1, 2 direkt verbinden, beispielsweise durch eine Gruppe von Bohrungen 8 in der Mutterleiterplatte 1 realisiert, die auch als elektrische Übergänge fungieren können. In die Bohrungen 8 können an der Zusatzleiterplatte 3

Claims

AT 406 1 07 B ausgebildete Zapfen 9 eingesetzt werden. Zur sicheren Arretierung ohne weitere notwendige Bauteile dienen elastisch ausfederbare Streifen 10 an den der Mutterleiterplatte 1 zugekehrten Rändern der Zusatzleiterplatte 2, an welchen Streifen 10 Enden 11 mit widerhakenartigen Strukturen versehen sind. Diese Widerhaken-Enden 11 schnappen beim Aufschieben der Zusatzleiterplatte 2 in dafür vorgesehene Ausnehmungen 12 der Mutterleiterplatte 1 ein und ergeben so eine unfreiwillig kaum lösbare Arretierung der beiden Leiterplatten 1, 2 miteinander, wobei auch die Befestigungselemente 3 durch diese Arretierung unentfembar gehalten sind. Ausnehmungen 13 in den Befestigungselementen 3 helfen mit, deren Gewicht zu verringern und können auch als Luftdurchlaß zu Kühlung der Leiterplatten 1, 2, als Kabelhalterung oder zur Durchführung anderer Elemente genutzt werden. Das erfindungsgemäße Befestigungselement 3 ist ohne Werkzeug zusammenbaubar und bei Ausführung mit Rastvorrichtungen selbst direkt mit einer oder beiden Leiterplatten 1, 2 fixierbar. Wenn nur eine oder beide Leiterplatten 1, 2 mit Verbindungseinrichtungen mit Rastanordnungen versehen sind, ergibt sich die Fixierung erst nach dem Zusammenbau der gesamten Leiterplatten-Befestigungselement-Anordnung, ist aber auch in diesem Fall ohne weitere Bauteile und ohne Werkzeug durchführbar. In diesen Fällen der Rast- oder Widerhaken-Verwendung sind auch beim Löten keine Zusatzhalterungen oder andere Vorrichtungen notwendig, um die Zusatzleiterplatte 2 in ihrer Position zu halten. Selbstverständlich können die hier beispielhaft dargestellten und erläuterten Verbindungseinrichtungen beliebig kombiniert sein und auch die genaue Anordnung ist je nach Bedarf wählbar. So kann etwa die Position von Bohrungen und Zapfen umgekehrt werden, können die Streifen mit den Widerhaken 11 auch an der Mutterleiterplatte 1 oder auch an den Befestigungselementen 3 selbst ausgebildet sein. Des weiteren können selbstverständlich auch mehr als zwei Leiterplatten 1, 2 über die Befestigungselemente 3 miteinander verbunden werden, beispielsweise, wenn diese mit mehr als einem Schlitz 6 versehen sind oder wenn überhaupt mehrere Befestigungselemente 3 eingesetzt werden. Auch mehr als zwei Befestigungselemente 3 pro Leiterplatten-Paar sind möglich. Bei entsprechenden Verbindungseinrichtungen, die eine gewisse Stabilität garantieren, kann auch mit einem Befestigungselement 3 pro Leiterplatten-Paar das Auslangen gefunden werden. Patentansprüche: 1. Befestigungselement (3) zur Befestigung einer Zusatzleiterplatte (2) auf einer Mutterleiterplatte (1), mit einer Verbindungsstruktur (6) zum Anbringen an der Zusatzleiterplatte, dadurch gekennzeichnet, daß 2. das Befestigungselement (3) mit der Mutterleiterplatte (1) und/oder der Zusatzleiterplatte (2) verlötbar ist, wobei es zumindest eine Verbindungsstruktur (4) zum Anbringen an der Mutterleiterplatte (1) besitzt.
3. Befestigungselement (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen als Zapfen (4) ausgebildet ist, der in eine entsprechende Ausnehmung (5) der jeweiligen Leiterplatte (1) eingeschoben werden kann.
4. Befestigungselement (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen als Bohrung (5) ausgebildet ist, in die ein entsprechender Zapfen (4) der jeweiligen Leiterplatte einseW werden kann.
5. Befestigungselement (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen als Schlitz (6) ausgebildet ist, der in eine Leiterplatte (2) eingeschoben werden kann.
6. Befestigungselement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen (11, 12) mit dem entsprechenden Gegenstück einer Leiterplatte eine Rastverbindung bildet.
7. Befestigungselement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es mit zumindest einer durchgehenden Öffnung (13) versehen ist
8. Befestigungselement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es aus dem selben Material wie die zumindest eine Zusatzleiterplatte (2) besteht. 4 AT 406 107 B
9. Zusatzleiterplatte (2) zur Verwendung mit einem Befestigungselement (3) und einer Mutterleiterplatte (1), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Verbindungsstruktur (7) zur Verbindung mit zumindest einem Befestigungselement (3), vorzugsweise mit zwei Befestigungselementen, an oder in der Leiterplatte (2) ausgebildet ist.
10. Zusatzleiterplatte (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen (11, 12) mit dem entsprechenden Gegenstück des Befestigungselementes oder zumindest einer weiteren Leiterplatte eine Rastverbindung bildet.
11. Zusatzleiterplatte (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastverbindung durch einen Widerhaken (11) auf einer elastisch ausfederbaren Zunge (10) gebildet ist welcher Widerhaken in eine korrespondierende Ausnehmung (12) der weiteren Leiterplatte (I) bzw. des Befestigungselementes eingreift.
12. Leiterplattennutzen, dadurch gekennzeichnet, daß darin Zusatzleiterplatten (2) und Befestigungselemente (3) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind, vorzugsweise zwei Befestigungselemente pro Leiterplatte. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 5