DE10059807C2 - Einsteckplatine für einen Computer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einsteckplatine mit einer Befestigungs­ schiene zur Befestigung der Platine an einem Computer nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Typische Einsteckplatinen für verschiedene Computeranwendungen beinhalten eine Viel­ zahl von integrierten Schaltungen (z. B. Prozessoren, Graphikcontroller, Speicherbausteine usw.), die über gedruckte Leiterbahnen miteinander verbunden sind. Eine Befestigungs­ schiene, die vorzugsweise aus Metall besteht, dient der Fixierung der Einsteckplatine an ei­ nem Gehäuse. Durch verschiedene Öffnungen der Befestigungsschiene hindurch können Stecker von Peripheriegeräten an entsprechende Anschlüsse auf der Einsteckplatine ange­ schlossen werden. Zu den heute üblichen Arten von Peripherieanschlüssen gehört seit ei­ niger Zeit der Universal Serial Bus (USB)-Anschluss. Der USB ist ein verhältnismäßig neuer Computerstandard, der von etlichen Computer- und Peripheriegeräteherstellern unterstützt wird. Die Vorteile des USB liegen in der Fähigkeit, Peripheriegeräte ohne Ausschalten und Neustarten des gesamten Systems anzuschließen oder zu entfernen. Mit einem universel­ len Anschlussdesign können serielle, parallele, Keyboard-, Maus- und Spieleports realisiert werden. Die mit dem USB erreichten Datenraten reichen bis 12 Megabit pro Sekunde.

Für den Anschluss der USB-Stecker wird eine Vielzahl von Steckerbuchsen angeboten. Ei­ ne häufig verwendete Lösung ist die sogenannte Doppeldeckerbuchse vom Typ A, wie sie beispielsweise in dem Versandkatalog der Firma CONRAD ELECTRONIC, August 1999, S. 1038, für eine Print-Montage gezeigt ist.

Um zu vermeiden, dass eine separate Befestigungsschiene für den USB-Anschluss vorge­ sehen werden muss, werden die USB-Steckerbuchsen heute meist neben den sonstigen Peripherieanschlüssen am Rand der Einsteckplatine angeordnet und können ebenfalls durch dieselbe Befestigungsschiene hindurch kontaktiert werden wie beispielsweise der PS/2-Anschluss für eine Maus oder ein Keyboard. Die Monographie Mueller, Scot: PC- WERKSTATT, Addison-Wesley, 1992, S. 509-511, zeigt solche seriellen Anschlussbuch­ sen, deren Verbindung mit der Platine über Anschlüsse erfolgt, die den nach außen ge­ führten Anschlüssen gegenüberliegen.

Bei Verwendung einer Standardbefestigungsschiene mit einer Breite von 18,5 mm ergibt sich jedoch im Fall der Doppeldeckerausführung vom Typ A aufgrund der geometrischen Abmessungen des USB-Anschlusses das Problem, dass für ein korrektes Einstecken des Steckers des Peripheriegerätes eine so große Öffnung in der Befestigungsschiene vorge­ sehen werden müsste, dass die mechanische Stabilität der Befestigungsschiene nicht mehr gewährleistet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einsteckplatine mit einer Befesti­ gungsschiene zur Befestigung der Platine an einem Computer anzugeben, die eine univer­ selle Einsetzbarkeit genormter Steckerbuchsen gewährleistet und darüber hinaus eine billi­ ge Herstellung und vereinfachte Montage der Komponenten erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch eine Einsteckplatine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil dieser erfindungsgemäßen Einsteckplatine besteht darin, dass durch eine neuartige Anordnung der Steckerbuchse genormte Standardsteckerbuchsen verwendet werden können ohne die Befestigungsschiene durch unnötig große Ausschnitts­ öffnungen zu schwächen. Dadurch dass die Standardsteckerbuchsen direkt auf der Ein­ steckplatine montiert werden, reduziert sich die Anzahl der benötigten Befestigungsschie­ nen, und das Vorsehen einer zusätzlichen Kabelverbindung wird unnötig.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand mehrerer Unteransprüche.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Steckkontakte der Steckerbuchse über eine von der Einsteckplatine getrennte zusätzliche Platine elektrisch kontaktiert. Die zusätzliche Platine ist über geeignete Verbindungsmittel, z. B. ein Flachbandkabel oder einen Kontaktstift mit der Einsteckplatine elektrisch verbunden. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass sich die für den Einbau in eine Platine konfigurierten Steckkontakte auf diese Weise besonders einfach und effizient kontaktieren lassen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steckerbuchse als eine ge­ normte USB-Steckerbuchse ausgebildet. Die Verwendung genormter Teile besitzt ganz allgemein den Vorteil, dass auf kostengünstige Massenprodukte zurückgegriffen werden kann.

Ist die USB-Steckerbuchse als Doppeldeckerbuchse vom Typ A ausgebildet, so hat dies den Vorteil, dass zwei USB-Stecker auf engstem Raume kontaktiert werden können.

Umgibt man das Gehäuse der Steckerbuchse mit einer metallischen Schirmung, so kann weitgehend die Einstreuung elektromagnetischer Störungen in das übermittelte Signal ver­ mieden werden.

Die metallische Schirmung darf in der direkten Umgebung der Steckkontakte das Gehäuse jedoch nicht umgeben, um einen Kurzschluss der Steckkontakte auszuschließen.

Federlaschen, die zur mechanischen Fixierung der metallischen Schirmung an dem Ge­ häuse vorgesehen sind, ermöglichen eine sichere Befestigung der metallischen Schirmung bei gleichzeitiger einfacher Montierbarkeit.

Sieht man an der Anschlussseite des Gehäuses Befestigungsmittel zur Fixierung der zu­ sätzlichen Platine vor, so hat dies den Vorteil, dass die Steckkontakte sicher und zuverläs­ sig elektrisch kontaktiert werden und die Verbindung nicht unbeabsichtigt gelöst werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Befestigungsmittel als Schnappha­ ken ausgebildet, die in entsprechende Öffnungen der zusätzlichen Platine einrasten. Diese Lösung hat den Vorteil, dass das Einstecken der Steckkontakte und die Sicherung der zu­ sätzlichen Platine in einem Arbeitsgang erfolgen können.

Werden in dem Einführtrichter der Steckerbuchse Federlaschen zur mechanischen Fixie­ rung eines Steckers angeordnet, so hat dies den Vorteil, dass der Stecker gegen unbeab­ sichtigtes Lösen der Verbindung gesichert ist, ohne jedoch eine arbeitsaufwändige Ver­ schraubung zu benötigen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Einsteckplatine in dem Bereich, in dem die Anlagefläche der Steckerbuchse aufliegt, keine nichtisolierten Leiterbahnen auf. Dadurch kann vermieden werden, dass über die metallische Schirmung der Steckerbuchse laufende elektrische Leiterbahnen kurzgeschlossen werden.

Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausgestaltungen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Einsteckplatine zum Einbau in einen Compu­ ter;

Fig. 2 den Ausschnitt einer Einsteckplatine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 3 eine Ansicht einer auf der Einsteckplatine montierten USB-Steckerbuchse nach dem Stand der Technik in direktem Vergleich zur erfindungsgemäßen Anordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und

Fig. 4 verschiedene Ansichten der erfindungsgemäßen USB-Steckerbuchse.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben. Ähn­ liche oder korrespondierende Einzelheiten des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, werden Einsteckplatinen zum Einbau in einen Computer über eine Befestigungsschiene 102 am Gehäuse 101 befestigt. Die Befestigungsschiene 102 weist Öffnungen 103 zum Anschluss eines Steckers an dahinterliegende, auf der Einsteckplatine 100 befestigte Steckerbuchsen 104 bis 110 auf. Über nach außen geführte Leiterbahnkon­ takte 112 wird die Einsteckplatine 100 mit einer Substratplatine 114, der sogenannten Backplane, verbunden. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird an der Befesti­ gungsschiene 102 neben einem Ethernetanschluss 104, einem PS/2-Anschluss 108 und einem VGA-Anschluss 110 ein USB-Anschluss 106 nach außen geführt. Üblicherweise be­ sitzt die Befestigungsschiene 102 an der Schmalseite Abmessungen von ca. 18,5 mm.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt der erfindungsgemäßen Einsteckplatine 100 gemäß einer bevor­ zugten Ausführungsform gezeigt. Die Steckerbuchse ist hierbei eine genormte USB- Steckerbuchse 106, die als Doppeldeckerbuchse vom Typ A mit zwei Einführtrichtern 200A und 200B zum Einführen der Stecker ausgebildet ist. Die USB-Steckerbuchse 106 besitzt ein Gehäuse 204 bestehend aus einem dielektrischen Material. Eine metallische Schirmung 206 umgibt alle Seitenflächen des Gehäuses mit Ausnahme der direkten Umgebung der Steckkontakte 208. Diese Steckkontakte sind an einer Anschlussseite 210 des Gehäuses 204 angeordnet. Erfindungsgemäß stimmt diese Anschlussseite 210 nicht mit einer Anlagefläche 212 überein, mit der die Steckerbuchse 106 auf der Einsteckplatine aufliegt. Damit durch das Aufliegen der metallischen Schirmung 206 auf der Steckplatine 100 keine dar­ unter befindlichen Leiterbahnen kurzgeschlossen werden, darf die Einsteckplatine 100 un­ mittelbar unter der Anlagefläche 212 der USB-Steckerbuchse keine offenen Leiterbahnen aufweisen. Um die Steckkontakte 208 elektrisch mit der Einsteckplatine 100 zu verbinden, ist eine zusätzliche Platine 202 vorgesehen, die über Verbindungsmittel mit der Einsteck­ platine 100 elektrisch verbunden ist.

Jeder Einführtrichter 200A, 200B weist insgesamt vier Federkontakte 214 auf. Zur mecha­ nischen Fixierung des USB-Steckers sind in dem Einführtrichter 200A, 200B Federlaschen 216 für die mechanische Fixierung des eingeschobenen USB-Steckers angeordnet.

Die Fig. 3A und 3B zeigen die Anordnung der Steckerbuchse nach dem Stand der Technik im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Lösung. Da aufgrund der geometrischen Anordnung der übrigen Anschlussbuchsen 104, 108 und 110 die Position der Unterkante der Befestigungsschiene 102 genau festgelegt ist, würde das Vorsehen einer Öffnung für den USB-Anschluss 106 bei einer Montage nach dem Stand der Technik, wie in Fig. 3A dargestellt, dazu führen, dass die Befestigungsschiene 102 nicht mehr die ausreichende mechanische Stabilität behält. Die Fig. 3B zeigt, dass bei einer erfindungsgemäßen Anord­ nung der USB-Steckerbuchse 106, bei der die Anlagefläche 212 nicht mit der Anschluss­ seite 210 übereinstimmt, dieses geometrische Problem nicht auftritt.

In Fig. 4 sind verschiedene Ansichten der erfindungsgemäßen USB-Steckerbuchse zu­ sammengefasst. Aus den Seitenansichten sind Federlaschen 218 erkennbar, die an der metallischen Schirmung angeformt sind, um diese mechanisch am Gehäuse zu fixieren. An der Anschlussseite 210 des Gehäuses sind Befestigungsmittel 220 für die Befestigung ei­ ner die Steckkontakte kontaktierenden Platine vorgesehen. Diese Befestigungsmittel 220 können als Schnapphaken ausgebildet sein, die in entsprechende Öffnungen der kontaktie­ renden Platine einrasten.

Claims (13)

1. Einsteckplatine mit einer Befestigungsschiene (102) zur Befestigung der Platine (100) an einem Computer, wobei
die Befestigungsschiene (102) Öffnungen (103) zum Anschluss eines Steckers an eine dahinterliegende, auf der Einsteckplatine (100) befestigten Steckerbuchse (104-110) aufweist und
die Steckerbuchse (104-110) ein aus dielektrischem Material bestehendes Ge­ häuse (204) sowie wenigstens einen Steckkontakt (208) aufweist, wobei die Steckkontakte (208) auf einer Anschlussseite (210) des Gehäuses (204) zum An­ schluss an die Einsteckplatine (100) nach außen geführt sind, und eine Anlageflä­ che (212) des Gehäuses (204) in unmittelbarer Anlage zur Einsteckplatine (100) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anschlussseite (210) der Anlagefläche (212) gegenüber liegt.

2. Einsteckplatine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Einsteckplatine (100) getrennte zusätzliche Platine (202) die Steckkontakte (208) elektrisch kontaktiert und dass die zusätzliche Platine (202) über Verbindungs­ mittel mit der Einsteckplatine (100) elektrisch verbunden ist.

3. Einsteckplatine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerbuchse (104-110) als eine genormte USB-Steckerbuchse (106) mit mindestens einem Einführtrichter (200) zum Einführen der Stecker ausgebildet ist.

4. Einsteckplatine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die USB- Steckerbuchse (106) als Doppeldecker-Buchse vom Typ A mit zwei Einführtrich­ tern (200A, 200B) zum Einführen der Stecker ausgeführt ist.

5. Einsteckplatine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (204) der USB-Doppeldecker-Buchse (106) vom Typ A Außenabmessungen von etwa 16,96 mm × 15,62 mm × 14,5 mm aufweist.

6. Einsteckplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (204) der Steckerbuchse (104-110) beinahe vollständig von einer metallischen Schirmung (206) umgeben ist.

7. Einsteckplatine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schirmung (206) das Gehäuse (204) in der direkten Umgebung der Steckkontakte (208) nicht umgibt.

8. Einsteckplatine nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der metallischen Schirmung (206) Federlaschen (218) zur mechanischen Fixierung der metallischen Schirmung (206) an dem Gehäuse (204) angeformt sind.

9. Einsteckplatine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Anschlussseite (210) des Gehäuses (204) Befestigungsmittel (220) zur Fixierung der zusätzlichen Platine (202) angeformt sind.

10. Einsteckplatine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befesti­ gungsmittel (220) als Schnapphaken ausgebildet sind, die in entsprechende Öff­ nungen der zusätzlichen Platine (202) einrasten.

11. Einsteckplatine nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vier Federkontakte (214) in jedem Einführtrichter (200) angeordnet sind.

12. Einsteckplatine nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einführtrichter (200) Federlaschen (216) zur mechanischen Fixierung des Steckers angeordnet sind.

13. Einsteckplatine nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteckplatine (100) in einem Bereich, in dem die Anlagefläche (212) der Steckerbuchse (104-110) aufliegt, von nichtisolierten Leiterbahnen frei­ gehalten ist.