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Die
Erfindung betrifft eine im Patentanspruch 1 angegebene Haltevorrichtung
mit einem Trägerelement
und einer Leiterplatte zum spielfreien Fixieren von Leiterplatten
auf dem Trägerelement.
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Beim
Bau von elektrischen und elektronischen Geräten werden in der Regel bestückte Leiterplatten
im oder am Gehäuse
der Geräte
angeordnet und fixiert. In manchen Fällen müssen lange, ausgedehnte Leiterplatten
auf der Mantelfläche
eines Zylinders oder auf der Innenfläche eines Hohlzylinders fixiert
werden. Insbesondere für
die berührungslose Signalübertragung
in der Computertomographie müssen
Leiterplatten mit Längen
von über
zwei Metern an der Innen- bzw. Außenseite von Ringen mit einem
Durchmesser von größer 1,6
m fixiert werden. Für
gewöhnlich
werden die Leiterplatten dazu auf die Ringe geklebt und/oder mit
diesen verschraubt.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung eine weitere Haltevorrichtung für Leiterplatten
anzugeben, mit welcher lange Leiterplatten einfach und schnell spielfrei
montierbar sind, Fliehkräfte
aufgenommen werden können,
die Leiterplatten einfach austauschbar sind, unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten
kompensierbar und Toleranzen ausgleichbar sind sowie die Signalübertragungseigenschaften nicht
negativ beeinflusst werden.
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Gemäß der Erfindung
wird die gestellte Aufgabe mit der Vorrichtung des unabhängigen Patentanspruchs
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Haltevorrichtung ein Trägerelement
und eine Leiterplatte. Im Trägerelement
ist ein Graben zur Aufnahme der Leiterplatte ausgebildet. An einer
oder beiden Längsseiten der
Leiterplatte ist mindestens ein erstes Klemmelement und/oder im
Graben ist mindestens ein zweites Klemmelement angeordnet, so dass
die vom Graben aufgenommene Leiterplatte im Graben spielfrei fixiert wird.
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Dies
bringt eine Reihe von Vorteilen. Auch lange bzw. ausgedehnte Leiterplatten
können
einfach und rasch montiert bzw. demontiert werden. Bei einer zweiseitigen,
symmetrischen Klemmung ist eine mittige Ausrichtung der Leiterplatte
unabhängig von
Toleranzen gewährleistet.
Längenunterschiede infolge
von Temperatureinflüssen
und unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten
der verwendeten Materialien können
kompensiert werden. Bei einer Anwendung in Datenübertragungssystemen gibt es
keine negativen Auswirkungen auf die Datenübertragungseigenschaften infolge
der Klemmelemente. Die Leiterplatte kann sowohl auf ebenen als auch
auf gekrümmten
Trägerelementen
fixiert werden.
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In
einer Weiterbildung können
die Längsseiten
bzw. Seitenwände
des Grabens das mindestens eine zweite Klemmelement umfassen. Der
Graben kann alternaiv auch durch seitliche Begrenzungselemente gebildet
werden.
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Dies
ermöglicht
eine einfache Herstellung.
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In
einer weiteren Ausführungsform
können die
Längsseiten
des Grabens parallel angeordnet sind.
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Dadurch
ist eine parallele Führung
der Leiterplatte sicher gestellt.
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In
einer Weiterbildung kann das zweite Klemmelement durch eine elastisch
oder plastisch verformbare Verjüngung
des Grabens und/oder einer Fase mindestens einer der Längssseiten
gebildet werden.
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Vorteilhaft
daran ist, dass eine Leiterplatte einfach in den Graben eingebracht
werden kann.
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In
einer Weiterbildung ist die Verjüngung
als Nase oder Schnapphaken ausgebildet ist.
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Dadurch
wird eine sichere, aber trotzdem einfach herzustellende Fixierung
der Leiterplatte erreicht.
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Darüber hinaus
kann in mindestens einer Seitenwand des Grabens eine Nut ausgebildet
sein, in welcher die Leiterplatte einführbar ist.
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Dadurch
wird die Leiterplatte stabil gefasst.
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In
einer Weiterbildung kann auf der Grundfläche des Grabens mindestens
ein zweites Klemmelement derart angeordnet und ausgebildet sein,
dass die Leiterplatte in Grabenquerrichtung wölbbar ist.
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Durch
die Wölbung
entsteht eine Spannung in der Leiterplatte und die Leiterplatte
fixiert sich von selbst im Graben.
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In
vorteilhafter Weise kann das mindestens eine erste Klemmelement
durch eine elastisch oder plastisch verformbare Verbreiterung und/oder
Verdickung der Leiterplatte gebildet werden. Diese kann sowohl über die
gesamte Länge
der Leiterplatte als auch punktuell ausgebildet sein.
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Dies
bringt den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Integration der ersten
Klemmelemente in die Leiterplatte.
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In
einer Weiterbildung kann die Verbreiterung oder Verdickung als Nase
oder Schnapphaken ausgebildet sein.
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Dadurch
wird die Leiterplatte sicher, aber wieder demontierbar im Graben
gehalten.
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Des
Weiteren kann die Leiterplatte durch zusätzliche dritte Klemmelemente
fixiert werden.
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Dies
bietet zusätzlichen
Halt.
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Weitere
Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden
Erläuterungen
mehrerer Ausführungsbeispiele
anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
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Es
zeigen:
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1:
Schnittansicht einer Haltevorrichtung mit beidseitigen Nuten,
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2:
Draufsicht der Haltevorrichtung aus 1,
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3:
Draufsicht einer Leiterplatte mit Nasen und Aussparungen,
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4:
Schnittansicht einer Haltevorrichtung mit gewölbter Leiterplatte,
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5:
Schnittansicht einer Haltevorrichtung mit einseitiger Nut,
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6:
Draufsicht einer Leiterplatte mit Schnapphaken,
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7:
Schnittansicht der Leiterplatte aus 6,
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8:
Schnittansicht einer Haltevorrichtung mit Hinterschnitt,
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9:
Draufsicht einer Haltevorrichtung mit Verjüngungen des Grabens und Verbreiterungen
der Leiterplatte,
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10:
Schnittansicht einer Haltevorrichtung mit dritten Klemmelementen,
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11:
Schnittansicht einer weiteren Haltevorrichtung mit dritten Klemmelementen
und
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12:
Schnittansicht einer weiteren Haltevorrichtung mit dritten Klemmelementen.
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1 zeigt
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung mit einem
Trägerelement 5 und
einer Leiterplatte 4. Die Leiterplatte 4 ist in
einem Graben 6 des Trägerelements 5 angeordnet.
Der Graben 6 wird durch zwei parallele Längsseiten
bzw. Seitenwände 7 begrenzt.
In den beiden Längsseiten 7 sind
Nuten 8 ausgebildet, in welchen die Leiterplatte 4 eingeschoben
ist. Elastische bzw. plastische erste Klemmelemente 1 sind
an den Längsseiten
der Leiterplatte 4 ausgeformt. Durch die ersten Klemmelemente 1 wird
die Leiterplatte 4 spielfrei im Graben 6 fixiert.
Zur Montage der Leiterplatte 4 auf das Trägerelement 5 wird
diese in die Nuten 8 eingeschoben. Dabei verformen sich
die ersten Klemmelemente 1 und verspannen so die Leiterplatte 4 im
Graben 6. Die ersten Klemmelemente 1 können ein
Bestandteil der Leiterplatte 4 sein, das heißt sie sind
mit dieser einstückig
ausgebildet.
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2 zeigt
eine Draufsicht der Haltevorrichtung aus 1. Die Leiterplatte 4 ist
in die beiden parallel angeordneten Nuten 8 des Trägerelements 5 eingeschoben.
Die ersten Klemmelemente 1 sind in Form von Verbreiterungen
der Leiterplatte 4 beidseitig, in regelmäßigen Abständen angeordnet.
Sie sind in Form von schmalen Nasen 1 ausgebildet, um die Reibung
beim Einführen
der Leiterplatte 4 in die Nuten 8 des Grabens
zu minimieren. Optional kann die Leiterplatte 4 in ihren
Randbereichen auch punktuell verdickt sein und dadurch die Leiterplatte 4 in
den Nuten 8 fixieren. Die ersten Klemmelemente 1 können auch
nur einseitig angeordnet sein.
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Anstelle
der Verwendung von regelmäßigen Verdickungen
zur Klemmung der Leiterplatte im Graben kann die Leiterplatte auch
mit relativ viel Spiel in den Graben mit einer ein- oder zweiseitigen
Nut eingezogen werden und durch seitliches Einbringen eines Klebers,
beispielsweise Silikon, spielfrei fixiert werden.
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3 zeigt
eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Leiterplatte 4 mit
ersten Klemmelementen 1, welche aus dem Material der Leiterplatte 4 einstückig mit
dieser gebildet sind. Damit eine Klemmkraft F die ersten Klemmelemente 1 elastisch
verformen kann, befinden sich hinter den ersten Klemmelementen 1 Aussparungen 9 in
der Leiterplatte 4. Dadurch kann im Bereich der ersten Klemmelemente 1 die
Leiterplatte durch die Klemmkraft F elastisch verformt werden. Da durch
ist ein optimaler Sitz der Leiterplatte 4 in einem Graben
eines Trägerelements
gewährleistet.
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In 4 ist
eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Die Figur
zeigt den Querschnitt einer Haltevorrichtung mit einem Trägerelement 5 und
mit einem Graben 6, der durch Längsseiten 7 und Nuten 8 gebildet
wird. Auf der Grabensohle sind zweite Klemmelemente 2 in
Form von hochstehenden Nasen ausgebildet. Diese können elastisch
oder auch starr sein. Eine Leiterplatte 4 wird durch die
Nuten 8 und die zweiten Klemmelemente 2 verklemmt, wobei
die Klemmkraft durch eine Wölbung
der Leiterplatte 4 entsteht.
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5 zeigt
einen Querschnitt durch eine Haltevorrichtung mit einer einseitigen
Nut 8 und gegenüberliegenden
ersten Klemmelementen 1. Insbesondere bei eindimensional
gekrümmten
Trägerelementen 5 kann
so die Leiterplatte 4 einfach im Graben 6 des
Trägerelements 5 fixiert
werden. Auf eine zweite Nut 8 kann dabei verzichtet werden.
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Die 6 und 7 zeigen
eine Ausführungsform
der Haltevorrichtung, bei der die Leiterplatte 4 von oben
in den Graben 6 eines Trägerelements 5 eingepresst
werden kann. Dazu sind die ersten Klemmelemente 1 als Schnapphaken
ausgeführt. 6 zeigt
eine Draufsicht auf eine Leiterplatte 4 mit Schnapphaken 1.
Diese sind als Verbreiterungen der Leiterplatte 4 gebildet.
Zur Gewährleistung
der erforderlichen Elastizität
sind Aussparungen 9 in der Leiterplatte 4 hinter
den Schnapphaken 1 angeordnet. Dadurch kann der Schnapphaken 1 durch
eine Klemmkraft F zusammengedrückt
werden. 7 zeigt die zur 6 gehörige Schnittansicht
der Haltevorrichtung. Im Graben 6 des Trägerelements 5 ist die
Leiterplatte 4 durch beidseitig angeordneten Schnapphaken 1 und
Aussparungen 9 fixiert. Die Seitenwände 7, welche den
Graben 6 bilden, sind mit Nuten 8 versehen. Zum
einfacheren Einschnappen der Leiterplatte in die Nuten 8 des
Grabens 6 sind die Seitenwände. der Längsseiten 7 gefast.
Die Leiterplatte 4 kann dadurch einfach in den Graben 6 von oben
gedrückt
werden.
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In 8 ist
eine Ausführungsform
der Haltevorrichtung im Schnitt gezeigt, bei der bei einer entsprechenden
Elastizität
der Leiterplatte 4 oder des Grabens 6 keine speziell
ausgeformten Schnapphaken erforderlich sind. Die ersten Klemmelemente 1 sind
beispielweise durch eine Verbreiterung der Leiterplatte 4 über die
gesamte Länge
bildbar. Die Leiterplatte 4 wird wiederum von oben in den
Graben 6 des Trägerelements 5 eingepresst
und dann in den Nuten 8 gehalten.
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9 zeigt
die Draufsicht auf eine Haltevorrichtung mit einer Leiterplatte 4 mit
ersten Klemmelementen 1 und einem Trägerelement 5 mit zweiten Klemmelementen 2 und
einem Graben 6, welcher die Leiterplatte 4 aufnehmen
kann. Die zweiten Klemmelemente 2 bilden eine unterbrochene
Nut. Dabei ist eine Unterbrechung mindestens so lang wie das erste
Klemmelement 1 lang ist. Dadurch kann die Leiterplatte 1 von
oben einfach in das Trägerelement 5 eingesetzt
werden. Anschließend
können
die ersten Klemmelemente 1 unter die zweiten Klemmelemente 2 in
Pfeilrichtung geschoben werden, wodurch eine Fixierung der Leiterplatte 4 im
Graben des Trägerelements 5 erfolgt.
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Die 10 bis 12 zeigen
erfindungsgemäße Ausführungsformen
bei denen die Leiterplatte 4 auf dem Trägerelement 5 zusätzlich zu
ersten und oder zweiten Klemmelementen oder ausschließlich mit
dritten Klemmelementen 3 fixiert wird. 10 zeigt
einen Querschnitt durch eine Haltevorrichtung mit einer Leiterplatte 4,
welche einseitig in einer Nut 8 geführt wird. Ein drittes Klemmelement 3,
beispielsweise eine Schraube mit Klemmkeil, fixiert die Leiterplatte 4 auf
dem Trägerelement 5.
Die Klemmkraft kann sowohl in Querrichtung als auch in Normalrichtung
zur Leiterplatte 4 wirken. 11 zeigt
eine Schnittansicht einer Leiterplatte 4 mit ersten Klemmelementen 1,
welche in einen Graben 6 eines Trägerelements 5 eingebracht
ist. Die Leiterplatte 4 wird durch ein Spannelement 3,
beispielsweise ein Band, einen Faden oder einen Draht fixiert. Das
Spannelement 3 kann in eine Nut der Leiterplatte 4 eingelegt sein. 12 zeigt
eine Anordnung, bei der beidseitig dritte Klemmelemente 3 in
Form von Begrenzungselementen angeordnet sind und die Leiterplatte 4 auf dem
Trägerelement 5 fixieren.
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Die
dritten Klemmelemente 3 können durch Klipsen, Schrauben,
Nieten oder Kleben befestigt werden.
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- 1
- erstes
Klemmelement
- 2
- zweites
Klemmelement
- 3
- drittes
Klemmelement
- 4
- Leiterplatte
- 5
- Trägerelement
mit Graben 6
- 6
- Graben
im Trägerelement 5
- 7
- Längsseite/Seitenwand
des Grabens 6
- 8
- Nut
in der Längsseite 7 des
Grabens 6
- 9
- Aussparung
in der Leiterplatte 4
- F
- Klemmkraft