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Die
Erfindung betrifft eine Leiterplatten-Schirmblech-Anordnung und
insbesondere eine miniaturisierte Leiterplatten-Schirmblech-Anordnung zum
Einbau in ein Stecker- oder Buchsenteil einer kontaktlos arbeitenden
Steckverbindung.
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Zum
Hintergrund der Erfindung ist festzuhalten, dass derartige miniaturisierte
Leiterplatten-Schirmblech-Anordnungen in kontaktlos arbeitenden
Steckverbindungen eingesetzt werden, die zur beispielsweise induktiven Übertragung
von Mess- und Energieversorgungssignalen zwischen elektrochemischen
Sensoren, wie etwa pH-, Leitfähigkeits-
oder Sauerstoffsensoren der Analysenmesstechnik einerseits und Messumformern
andrerseits eingesetzt werden. Um die kontaktlose Signalübertragung
zu realisieren, sind in den zu verbindenden Stecker- und Buchsenteilen
miniaturisierte Leiterplatten vorgesehen, die mit entsprechenden
Bauelementen zur Generierung einer das Energieversorgungssignal
darstellenden Trägerfrequenz
und einer der Messsignalübertragung
dienenden, darauf aufmodulierten Signalfrequenz dienen. Ein Beispiel
für entsprechende
Bauelemente ist eine Modulator-Demodulator-Einheit. Um die entsprechende
elektronische Schaltung vor äußeren Einflüssen zu
schützen, ist
die Leiterplatte mit der elektronischen Schaltung elektrisch abzuschirmen.
Hierzu dienen Schirmbleche oder Schirmfolien, die die Leiterplatte
mit der Schaltung üblicherweise
ober- und unterseitig überspannen
und mit einer entsprechenden Erdung über einen Masseanschluß versehen
sind.
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Aus
dem Stand der Technik ist es bekannt, Schirmbleche mit in der Blechebene
vorspringenden Füßen zu versehen,
die in entsprechende Bohrungen im Randbereich der Leiterplatte eingesteckt
und dort mit einer Kontaktflä che
auf der Leiterplatte verlötet werden.
Alternativ dazu können
die Schirmbleche mit abgekanteten, federnden Lötzungen versehen sein, die
auf entsprechenden metallischen Kontaktflächen an der Ober- und Unterseite
der Leiterplatte aufgesetzt und dort wiederum verlötet werden.
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Bei
beiden bekannten Befestigungsarten wird ein relativ breiter Randstreifen
der Leiterplatte für
die Lötbefestigung
der Schirmbleche beansprucht, was den verfügbaren Platz für Bauelemente auf
der Leiterplatte erheblich einschränkt. Ferner ist die automatische
Montierbarkeit mithilfe der SMD-Technik
solcher Schirmbleche aufgrund der generell vorhandenen Unebenheiten
der Lötzungen und
der Leiterplatten problematisch. Da solche Leiterplatten-Schirmblech-Anordnungen
in der Regel vergossen werden, besteht ferner die Gefahr, dass aufgrund
des durch die Vergussmasse erzeugten Drucks die relativ weichen
Lötzungen
durch mechanische Beeinflussung von der Leiterplatte abgehoben und
damit eine Erdung des Schirmbleches verhindert wird.
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Die
oben erwähnten
Schirmfolien werden üblicherweise
um die Leiterplatte gewickelt und mit ihren Enden an eine Massefläche der
Leiterplatte angelötet.
Aufgrund der Materialinstabilität
der Folie sind deren Schirmungseigenschaften nicht genau definiert.
Ferner ist aufgrund der Flexibilität der Folie eine Montierbarkeit
mithilfe von Automaten praktisch unmöglich.
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Aus
der
DE 10 2005
031 238 A1 ist eine Schirmblechanordnung bekannt, bei der
ein Schirmblech auf von der Leiterplatte fixierten, nach oben abstehenden
Kontaktstiften über
entsprechende Fixieraussparungen befestigt ist. Das „Hindurchfädeln" der Kontaktstifte
durch diese Aussparungen ist im Hinblick auf eine automatische Montage
kritisch, da die nach oben aufragenden Ende der Kontaktstifte relativ leicht
verbogen werden können.
In soweit kann ein hoher Justieraufwand für diese Kontaktstifte bei der Fertigung
notwendig sein.
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Ausgehend
von den geschilderten Problemen des Standes der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplatten-Schirmblech-Anordnung so zu verbessern,
dass bei zuverlässiger
Masse-Kontaktgabe und Befestigung des Schirmbleches auf der Leiterplatte
eine einfache, insbesondere automatische Montierbarkeit gewährleistet
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Die
Erfindung sieht demnach vor
- – von einem
Seitenrand der Leiterplatte in der Leiterplattenebene abstehende
Fixiervorsprünge
für das
Schirmblech und
- – Fixieraussparungen
im Schirmblech, in denen jeweils aus dem Schirmblech ausgebogene,
paarweise gegenüberstehende
Fixierzungen angeordnet sind, mit denen das Schirmblech auf die
Fixiervorsprünge
unter mechanischer Verklammerung aufgeschoben ist.
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Da
auf der Seite der Leiterplatte für
die Befestigung des Schirmbleches seitlich abstehende Fixiervorsprünge vorgesehen
sind, bleibt die eigentliche Leiterplattenfläche von Befestigungselementen praktisch
frei, so dass der für
die eigentliche elektronische Schaltung verfügbare Platz praktisch unberührt bleibt.
Der eigentliche Befestigungsvorgang des Schirmbleches besteht in
einem einfachen Aufschieben, was durch Automaten problemlos bewältigt werden
kann. Die dabei entstehende mechanische Verklammerung des Schirmbleches
mit seinen Fixierzungen auf den Fixiervorsprüngen der Leiterplatte ist besonders
stabil, so dass grundsätzlich
kein zusätzliches
Verlöten
der Schirmbleche auf der Leiterplatte vorgenommen werden muss.
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Diese
Befestigungsart bietet darüber
hinaus die Voraussetzung, dass der Masseanschluss des Schirmbleches
durch eine mechanisch gehaltene Kontaktverbindung zu einer entsprechenden
Kontaktfläche
auf der Ober- und/oder
Unterseite der Fixiervorsprünge
der Leiterplatte vorgenommen werden kann, wie dies gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Entsprechende Merkmale, Einzelheiten und Vorteile hierzu ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des
Erfindungsgegenstandes anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird.
Es zeigen:
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1 und 2 eine
perspektivische Ansicht und eine Draufsicht einer Leiterplatten-Schirmblech-Anordnung,
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3 eine
Draufsicht auf die Leiterplatte bei nicht aufgeschobenen Schirmblechen,
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4 und 5 eine
perspektivische Ansicht und eine Draufsicht eines Schirmbleches,
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6 einen
Schnitt quer zur Leiterplattenebene einer Leiterplatten-Schirmblech-Anordnung
gemäß Schnittlinie
VI-VI nach 2, und
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7 einen
vergrößerten Detailschnitt
der Einheit X gemäß 6.
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Wie
aus den Figuren hervorgeht, besteht die Leiterplatten-Schirmblech-Anordnung aus einer
im Wesentlichen rechteckigen Leiterplatte 1, die aus Gründen der Übersichtlichkeit
ohne die auf der Ober- und Unterseite 2, 3 sitzende
elektronische Schaltung dargestellt ist. Es sind lediglich Kontaktierungsflächen 4 bzw. 5 an
den schmalseitigen Rändern
der Leiterplatte 1 in den 1 bis 3 gezeigt,
die zum elektrischen Anschluss des Sensors bzw. der Induktionsspule
des kontaktlosen Übertragungssystems dienen.
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Wie
aus den 1 und 2 hervorgeht,
ist die Leiterplatte 1 bis auf die schmalseitigen Randstreifen
von zwei paarweise symmetrischen Schirmblechen 6 umgeben,
die die Leiterplatte 1 in noch näher zu erläuternder Weise auf ihrer Ober-
und Unterseite 2, 3 unter Freilassung eines die
Schaltung aufnehmenden Raumes überspannen.
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Zur
Befestigung der Schirmbleche 6 sind einerseits an den längsseitigen,
einander abgewandten Seitenrändern 7 der
Leiterplatte 1 in der Leiterplattenebene E abstehende,
nasenartige Fixiervorsprünge 8 vorgesehen,
die bei der Herstellung der Leiterplatte 1 mit ausgeformt
werden. Die Fixiervorsprünge 8 sind
damit einstückig
mit der Leiterplatte 1 ausgebildet. Auf die Ober- und Unterseite 2, 3 der
Fixiervorsprünge 8 sind
jeweils rechteckige verzinnte Kontaktflächen 9 aufgebracht,
die über
nicht näher dargestellte
Leiterbahnen auf der Leiterplatte 1 mit einem entsprechenden
Masseanschluss verbunden sind.
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Die
beiden Schirmbleche 6 sind jeweils als Halbschalen ausgebildet,
indem ihr rechteckiges Metallblech um parallele Biegeachsen so abgekantet
ist, dass ausgehend von einem zentralen Streifen 10 ein schräg einwärts zur
Leiterplatte 1 gerichteter Zwischenstreifen 11 und
zueinander sowie zur Leiterplattenebene E parallel verlaufende Endstreifen 12 ausgeformt
werden. Im zentralen Streifen 10 der Schirmbleche 6 sind
jeweils an den den Fixiervorsprüngen 8 entsprechenden
Positionen im Wesentlichen rechteckförmige Aussparungen 13 vorgesehen, von
deren parallel zur Leiterplattenebene E verlaufenden Rändern nach
außen,
entgegen der Aufschubrichtung A in einem engen Radius mit einem Winkel
von knapp unter 90° ausgebogene,
kurze Fixierzungen 14 abstehen. Diese Fixierzungen 14 stehen
sich paarweise in der Aussparung 13 gegenüber. Beim
Aufschieben der Schirmbleche 6 auf die Fixiervorsprünge 8 der
Leiterplatte 1 umklammern die Fixierzungen 14 diese
Fixiervorsprünge 8 unter
Herstellung einer mechanisch stabilen Verbindung zwischen den Schirmblechen 6 und
der Leiterplatte 1.
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Wie
insbesondere aus 7 hervorgeht, stehen die freien
Kanten 15 der Fixierzungen 14 entgegen der Aufschubrichtung
A ab und „verkrallen" sich mit dem Material
der Leiterplatte 1. Bei Ausübung einer Kraft auf die Schirmbleche 6 entgegen
der Aufschubrichtung A sperren sich die Fixierzungen 14 mit
ihrer freien Kante gegen ein Abgleiten von den Fixiervorsprüngen 8,
was eine mechanisch besonders stabile Verklammerung der Schirmbleche 6 auf
der Leiterplatte 1 hervorruft. Da die Fixierzungen 14 nur um
ein sehr geringes Maß a
von 0,7 mm aus der Ebene der Schirmbleche 6 ausgebogen
sind, sind die Fixierzungen 14 in sich sehr stabil und
können
damit von der nicht näher
dargestellten Vergussmasse in dem von den Schirmblechen 6 überspannten
Raum auf der Ober- und Unterseite 2, 3 der Leiterplatte 1 nicht
abgehoben werden.
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Da
die Schirmbleche 6 auf ihrer Ober- und Unterseite verzinnt
sind, können
die Fixierzungen 14 mit den verzinnten Flächen in
Kontakt mit der Kontaktfläche 9 treten,
was bereits an sich eine gute elektrische Verbindung gewährleistet.
Darüber
hinaus kann – falls
notwendig – eine
Nachverlötung
zwischen den Fixierzungen 14 und den Kontaktflächen 9 auf
der Leiterplatte 1 vorgenommen werden.
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Die
Zwischen- und Endstreifen 11, 12 der Schirmbleche 6 bilden
die Leiterplatte 1 jeweils auf ihrer Ober- und Unterseite 2, 3 überspannende
Flügel 16, 17,
deren einander zugewandten Stirnkanten 18, 19 Kopf-an-Kopf
mit einem schmalen Spalt 20 von Bruchteilen eines Millimeters
einander ge genüberstehen.
Auch eine überlappende
Konfiguration der Stirnkanten 18, 19 kann alternativ
hergestellt werden, wie in den Figuren nicht näher dargestellt ist.