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Die
Erfindung betrifft ein elektronisches hochfrequenztechnisches Gerät mit einem
Gehäuse aus
einem elektrisch leitfähigen
Material gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
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In
diesem Gehäuse
des elektronischen Gerätes
ist zur Realisierung der Funktion des elektronischen Gerätes zumindest
ein elektronisches Modul, insbesondere mehrere Teilmodule, untergebracht. Diese
Teilmodule können
auf einer gemeinsamen Leiterplatte (Motherboard) angeordnet werden.
Diese Anordnung kann beispielsweise über Steckverbinder erfolgen,
so dass die Teilmodule, die ihrerseits aus Leiterplatten mit elektronischen
Bauteilen bestehen, auf das Motherboard aufgesteckt werden. Aufgrund
der Anwendung des elektronischen Gerätes im Hochfrequenzbereich
ist es erforderlich, die einzelnen Module untereinander abzuschirmen,
um Störungen
bei deren Funktion und gegenseitige Beeinflussungen zu vermeiden.
Hierzu ist schon vorgeschlagen worden, die einzelnen Module untereinander
mittels Abschirmbleche hochfrequenzmäßig voneinander zu trennen
bzw. mit einem Abschirmgehäuse
zu umgeben. Diese Abschirmbleche bzw. Abschirmgehäuse werden
auf dem Motherboard mit Masse kontaktiert, was zu einem gewissen
Grad an Abschirmung führt,
der allerdings noch nicht befriedigend ist. Außerdem ist es bekannt, dass
die Abschirmteile unlösbar
mit der Leiterplatte verbunden werden. Dies hat im Defektfall den
Nachteil, dass das Abschirmteil nur unter Zerstörung von der Leiterplatte gelöst werden
kann oder der Ablöseprozess äußerst aufwändig ist.
Dies hat zur Folge, dass sich der Austausch eines defekten elektronischen
Modules oder Teilmodules nicht mehr lohnt, da er zu teuer ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Gerät mit einem
Gehäuse für hochfrequenztechnische
Anwendungen bereitzustellen, bei dem die Abschirmung von Modulen
oder Teilmodulen innerhalb des Gehäuses verbessert ist, um gegenseitige
Beeinflussungen deutlich zu reduzieren, sowie bei dem einfache Montage-
und auch Demontageschritte gegeben sind.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das Abschirmteil Mittel zur lösbaren Befestigung an einer in
dem Gehäuse
angeordneten Leiterplatte aufweist. Dadurch ist die Möglichkeit
gegeben, das Abschirmteil schnell und einfach an der Leiterplatte
zu befestigen, d.h. auf dieser anzuordnen, aber auch wieder zu demontieren.
Die lösbare
Befestigung ist in besonders vorteilhafter Weise eine Rastverbindung,
wozu das Abschirmteil zumindest ein Rastmittel, insbesondere eine
Rastnase aufweist, die in eine entsprechende Ausnehmung in der Leiterplatte
eingesteckt wird und nach dem vollständigen Einstecken verrastet.
Dabei sind die Rastmittel, insbesondere die Rastnase und die korrespondierende
Ausnehmung in der Leiterplatte so ausgestaltet, dass nach der Verrastung
das Abschirmteil zuverlässig
und dauerhaltbar an der Leiterplatte festgelegt ist, aber im Falle
der Demontage zwecks Austausch des elektronischen Modules einfach
gelöst
werden kann. Auch der umgekehrte Fall, dass die Leiterplatte einen
Vorsprung aufweist und das Abschirmteil mit einer korrespondierenden
Ausnehmung versehen ist, ist denkbar, aber auf Grund der aufwändigeren
Konstruktion nicht bevorzugt. Denn es bietet sich in besonders vorteilhafter
Weise an, dass das Abschirmteil, genau so wie schon die Mittel zur
elektrischen Kontaktierung zwischen dem Gehäuse und dem Abschirmteil, aus
einem elektrisch leitfähigen
Blechmaterial bestehen und mittels eines Stanzverfahrens zwecks
Formgebung bearbeitet werden. So können das Abschirmteil (Abschirmblech
oder Abschirmgehäuse
oder dergleichen) aus einem Blech ausgestanzt, gegebenenfalls umgeformt
werden, wobei bei diesem Stanzvorgang auch gleichzeitig die Rastmittel
mit angeformt werden. Bei der Formgebung der Rastmittel kommen unterschiedliche
Varianten in Betracht, so dass die Rastnase beispielsweise als laschenförmiges Element
ausgebildet ist, welches einen bogen-, laschen- oder punktförmigen Vorsprung
aufweist. Mit diesen Vorsprüngen
wird die Rastnase zuverlässig
an der Leiterplatte festgelegt.
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Mehrere
Ausführungsbeispiele
für die
erfindungsgemäße einfache
und kostengünstige
Kontaktierung zwecks Herstellung einer elektrischen Masseverbindung
bzw. Montage oder Demontage, auf die die Erfindung jedoch nicht
beschränkt
ist, sind im Folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.
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Es
zeigen:
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1 bis 4:
verschiedene Ausgestaltungen einer Rastanase,
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5 und 6:
Ausgestaltungen von Drucklaschen an dem Abschirmteil,
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7 und 8:
Ansicht und Detailansicht eines als Abschirmkäfig ausgebildeten Abschirmteiles.
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1 betrifft,
soweit im Einzelnen dargestellt, ein Gehäuse eines elektronischen Gerätes für hochfrequenztechnische
Anwendungen, so zum Beispiel ein TV-Tuner für den Fernsehempfang, hier
insbesondere wieder zur Anwendung bei Fahrzeugen. Dieses Gehäuse ist
Bestandteil eines mehrteiligen Gesamtgehäuses, das beispielsweise aus
dem Gehäuse
als Deckel und einem damit verbindbaren Boden besteht. Der Boden
nimmt eine Grundplatine (Motherboard) auf, auf der wiederum mittels
Steckverbindungen Teilmodule angeordnet sind. Diese Teilmodule sind
beispielsweise senkrecht auf der Grundplatine angeordnet und stehen
somit von dieser ab. Bekannt ist es, diese Teilmodule mit einer
Abschirmung zu versehen, wobei diese Abschirmung beispielsweise
als zwischen den Teilmodulen angeordnete Abschirmbleche ausgebildet
ist. Ergänzend oder
alternativ dazu können
die Teilmodule von einem Abschirmgehäuse umgeben sein. Diese Abschirmbleche
oder Abschirmgehäuse
sind elektrisch mit einer Masse der Grundplatine kontaktiert.
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Die 1 bis 4 zeigen
ausschnittweise ein Abschirmteil 10, das auf einer Leiterplatte 11 des elektronischen
Modules innerhalb des Gehäuses
anzuordnen ist. Zu diesem Zweck weist die Leiterplatte 11 eine
Ausnehmung 12 auf, die zur Aufnahme einer Rastnase 13 des
Abschirmteiles 10 ausgebildet ist. Diese Rastnase 13 ist
Bestandteil des Abschirmteiles 10 und kann mit diesem mittels
eines Stanzvorganges aus einem Blechteil hergestellt werden. Die
Abmessungen der Rastnase 13 sind zunächst so gewählt, dass die Rastnase 13 durch
die Ausnehmung 12 in der Leiterplatte 11 geführt werden
kann. Allerdings ist die Länge
der Rastnase 13 größer als
die Dicke der Leiterplatte 11, so dass die Rastnase 13 über die
Leiterplatte 11 übersteht.
Damit ist zunächst
das Abschirmteil 10 an der Leiterplatte 11 lagefixiert,
allerdings noch nicht gegen eine Herausbewegung aus der Ausnehmung 12 gesichert.
Zu diesem Zweck ist gemäß 1 an
der Rastnase 13 ein ausgestanzter bogenförmiger Vorsprung 14 vorhanden.
Dieser Vorsprung 14 wird beim Einsetzen der Rastnase 13 in die
Ausnehmung 12 kurzzeitig zurückgedrückt, springt aber nach dem
vollständigen
Einsetzen der Rastnase 13 in die Ausnehmung 12 wieder
in seine Ursprungsposition (1, linke
Darstellung) zurück, so
dass dadurch das Abschirmteil 10 an der Leiterplatte 11 festgelegt
ist. Es kann nunmehr auch nicht ohne Weiteres abgenommen werden,
dann dazu bedarf es einer solchen Kraft, dass der federnde Vorsprung 14 wieder
so weit zurückgedrückt wird,
dass die Rastnase 13 aus der Ausnehmung 12 herausgezogen
werden kann. Diese Federkraft muss aber eine solche Größe aufweisen,
die im normalen Betrieb des elektronischen Gerätes nicht vorkommt. Weiterhin
ist in 1 noch gezeigt, dass das Abschirmteil 10 einen
Absatz 15 aufweist, der gewährleistet, dass das Abschirmteil 10 mit
seiner der Leiterplatte 11 zugewandten unteren umlaufenden
Kante nicht vollständig
auf der Leiterplatte 11 aufliegt, sondern ein Abstand gegeben
ist. Dieser Absatz 15 ist gemäß 1 rechts
und links von der Rastnase 13 angeordnet, kann aber auch
an beliebigen anderen Stellen an der Unterkante des Abschirmteiles 10 vorhanden
sein.
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2 zeigt
eine ähnliche
Ausgestaltung wir bei 1, jedoch ist hier ein ausgestanzter
laschenförmiger
Vorsprung 16 vorhanden, der ebenfalls beim Einsetzen der
Rastnase 13 in die Ausnehmung 12 zurückweicht
und nach dem vollständigen
Einsetzen wieder zurück
springt, so dass dadurch die Rastnase 13 an der Leiterplatte 11 festgesetzt
ist. Auch der laschenförmige
Vorsprung 16 kann mittels eines Stanzverfahrens einfach
und kostengünstig
hergestellt werden.
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3 zeigt
ebenfalls eine Rastnase 13, die in die Ausnehmung 12 der
Leiterplatte 11 eingesetzt wird, allerdings weist die Rastnase 13 hier
zumindest einen punktförmigen
Vorsprung 17 (insbesondere zwei Vorsprünge), die durch Druckverformung
herstellbar sind und so an der Rastnase 13 angeordnet werden,
dass sie nach vollständigen
Einsetzen der Rastnase 13 in die Ausnehmung 12 an
der Unterkante der Leiterplatte 11 zur Anlage kommen, um
damit, genau so wie die Vorsprünge 14 und 16,
das Abschirmteil 10 an der Leiterplatte 11 sicher
festlegen.
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In 4 ist
gezeigt, dass die Rastnase 13 federnd ausgebildet ist.
Zu diesem Zweck weist die Rastnase 13 zumindest einen Schlitz 18 auf,
wodurch sich zwei Laschen 19 bilden, die eine größere Längserstreckung
haben, als die Längserstreckung der
Ausnehmung 12. Dabei ist die Längserstreckung der beiden Laschen 19 und
die Breite des Schlitzes 18 so gewählt, dass beim Einsetzen der
Rastnase 13 in die Ausnehmung 12 die beiden Laschen 12 zusammengedrückt und
damit die Rastnase 13 durch die Ausnehmung 12 geführt werden
kann. Nachdem dies erfolgt ist, spreizen sich die beiden Laschen 19 wieder
auseinander, wobei sie in vorteilhafter Weise nicht ihre ursprüngliche
Lage einnehmen, sondern unter Vorspannung bleiben. Damit ist auch
das Abschirmteil 10 unter einer gewissen Vorspannung an der
Leiterplatte 11 festgelegt. Zum Toleranzausgleich weisen
die Laschen 19 in ihrem oberen Bereich Abschrägungen auf,
mit denen sie an der Unterkante der Leiterplatte 11 im
Bereich der Ausnehmung 12 zur Anlage kommen. Zwecks einfacher
Einführung der
Rastnase 13 in die Ausnehmung 12 sind die Laschen 19 schräg ausgeführt, um
eine gewisse Führung
beim Einsetzen zu gewährleisten.
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Obwohl
in den 1 bis 3 jeweils Absätze 15 gezeigt
sind, können
diese in dieser Form vorhanden sein, aber auch an anderer Stelle
an dem Abschirmteil vorhanden sein oder gänzlich entfallen.
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Die 5 und 6 zeigen
Ausgestaltungen dafür,
dass das Abschirmteil 10 mit einer Kontaktfläche an der
Leiterplatte 11 elektrisch kontaktiert wird. Zu diesem
Zweck weist das Abschirmteil 10 zumindest eine Drucklasche 20 auf,
die beispielsweise wieder aus dem Abschirmteil ausgestanzt und geformt
sein kann. Dabei steht die ausgestanzte und vorgeformte Drucklasche 20 in
gewissem Maß über der
unteren Kante des Abschirmteiles 10 hervor, so dass sie
mit einer Kontaktfläche 21 der
Leiterplatte 11 unter Vorspannung zur Anlage kommt und
eine elektrische Verbindung zwischen dem Abschirmteil 10 und
der Kontaktfläche 21 (Masseverbindung)
herstellt. 5 zeigt eine einzige Drucklasche 20,
die an ihrem Endbereich leicht abgewinkelt ist. 6 zeigt zwei
gegenüberliegende
Drucklaschen 20, die jeweils mit einer Kontaktfläche 21 auf
der Leiterplatte 11 kontaktiert sind. Das Vorhandensein
von mehr als einer Drucklasche 20 hat den Vorteil, dass
die Kontaktsicherheit gesteigert ist, für den Fall, dass eine Drucklasche 20 nicht
ausreichend die Kontaktfläche 21 kontaktiert
oder z.B. auf Grund einer Beschädigung
verformt ist und somit keine Kontaktierung gegeben ist.
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In
den 7 und 8 ist gezeigt, dass das Abschirmteil 10 als
Abschirmkäfig
ausgebildet ist. Dieser Abschirmkäfig wird auf der Leiterplatte
in der vorstehend beschriebenen Weise festgelegt und umgibt damit
das elektronische Modul, d.h., die elektronischen Bauteile, die
auf der Leiterplatte angeordnet sind, zwecks Abschirmung. Mit diesem
Abschirmkäfig
wird also wirksam verhindert, dass einerseits von dem elektronischen
Modul Störstrahlungen
ausgesandt werden, andererseits wird aber auch wirksam verhindert,
dass Störstrahlungen
von außerhalb,
z.B. von anderen elektronischen Modulen, in das mit dem Abschirmkäfig abgeschirmte
elektronische Modul einstrahlen können. Zwecks Abschirmung ist
es also erforderlich, dass zumindest eine elektronische Modul innerhalb
des Gehäuses
mit dem Abschirmkäfig zu
versehen. Im Regelfall werden innerhalb des Gehäuses mehrere elektronische
(Teil-) Module angeordnet sein, die jeweils einen Abschirmkäfig aufweisen
oder zwischen denen ein Abschirmblech angeordnet ist. Da zur Sicherstellung
der Abschirmung das Abschirmteil auf einem bestimmten elektrischen Potenzial
(insbesondere Masse) liegen muss, werden erfindungsgemäß die beiden
Alternativen zur Montage und gleichzeitige elektrischen Kontaktierung
vorgeschlagenen Lösungen
realisiert. Mit Blick auf die 7 und 8 kann
also ein solches Abschirmteil 10 mit den entsprechend ausgebildeten Rastnasen 13 einfach
und schnell auf der Leiterplatte 11 (hier nicht dargestellt)
montiert und demontiert werden. Die elektrische Kontaktierung des
Abschirmteiles 10 erfolgt dann über die Drucklaschen 20,
die mit Kontaktflächen 21 auf
der Leiterplatte 11 korrespondieren und/oder über das
Federblech 6, welches an dem Abschirmteil 10 oder
an der Innenseite des Gehäuses
vorhanden ist, und das Abschirmteil 10 elektrisch mit dem
Gehäuse
kontaktiert. Diese Kontaktierung erfolgt in besonders vorteilhafter
Weise, wenn das elektronische Modul mit dem Abschirmteil 10 in
das Gehäuse
eingesetzt wird bzw. das elektronische Modul schon auf einer Grundplatte
des Gehäuses
montiert ist und anschließend
das Gehäuse zum
Verschließen
montiert wird.
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Die
erfindungsgemäßen Mittel
zur elektrischen Kontaktierung zwischen dem Abschirmteil 10 und
dem Gehäuse
haben in allen Varianten den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig, insbesondere
in einem Stanzverfahren oder einem Stanzbiegeverfahren, herstellbar
sind und gleichzeitig eine Demontage bestehen bleibt, ohne dass
es zu einer aufwändigen
Demontage oder einer Zerstörung
der beteiligten Teile kommt.
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- 10
- Abschirmteil
- 11
- Leiterplatte
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Rastnase
- 14
- ausgestanzter
bogenförmiger
Vorsprung
- 15
- Absatz
- 16
- ausgestanzter
laschenförmiger
Vorsprung
- 17
- punktförmiger Vorsprung
- 18
- Schlitz
- 19
- Lasche
- 20
- Drucklasche
- 21
- Kontaktfläche