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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halterung, einen Bausatz
und ein Verfahren zur Befestigung einer elektronischen Einheit auf
einer Leiterplatte. Dabei weist die in einem Stück gefertigte Halterung ein
Montageelement sowie daran befestigte Abstandshalter auf, die der
Befestigung der Halterung auf der Leiterplatte dienen. Durch die
flexibel gestaltete Aufhängung
der Abstandshalter an dem Montageelement befinden sich im vormontierten
Zustand die Abstandshalter in der durch das Montageelement definierten
Ebene, wobei die Abstandshalter zur Montage der Halterung auf der
Leiterplatte abgewinkelt werden.
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Es
ist bekannt, dass ein elektronisches Modul, wie beispielsweise ein
Antennenmodul auf einer Leiterplatte mittels Schrauben befestigt
wird. In der Regel sind pro Modul vier Schrauben nötig, die
von oben durch am Modul vorhandene Ösen gesteckt und von unten
mit Beilagscheiben und Muttern gesichert werden. Ein offensichtlicher
Nachteil dieser Befestigungsmethode ist die Notwendigkeit, dass
die Leiterplatte während
des Montagevorgangs einen Zugang zu Ober- und Unterseite der Leiterplatte
erfordert. Somit ist im Falle eines Defekts ein bereits verbautes
Modul nur schwer auszutauschen. Ferner kann durch den Einsatz von
metallischem Werkzeug bei einem Modultausch versehentlich evtl.
ein Kurzschluss auf der Leiterplatte entstehen.
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Um
die Montage eines elektronischen Moduls auch bei Zugang von nur
der oberen Leiterplattenseite zu ermöglichen, ist ferner bekannt,
die Muttern auf der Leiterplattenunterseite bereits vor Montage
fest mit der Leiterplatte zu verbinden bzw. zu verkleben. Vielfach
kommen auch Leiterplatten mit vormontierten Gewindebolzen zum Einsatz,
wobei nach Anbringung des elektronischen Moduls dieses mit Beilagscheiben
und Muttern von der Leiterplattenoberseite fixiert wird. Jedoch
besteht auch hier der Nachteil, dass diese Art der Montage umständlich ist,
da viele Einzelteile sowie Werkzeug benötigt werden.
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Eine
weitere bekannte Methode zum Befestigen elektrischer Module auf
Leiterplatten ist das Anlöten. Diese
Art der Montage ist jedoch umständlich
und lässt
keinen schnellen Austausch im Falle eines Defekt zu. Auch muss im
Falle eines Austausch die Lei terplatte gut zugänglich sein, um ein Ablöten und
erneutes Anlöten eines
Austauschmoduls durchführen
zu können.
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Um
die Montage von elektronischen Modulen auf Leiterplatten zu erleichtern
bzw. einen nachträglichen
Modultausch zu ermöglichen,
kommt bekannterweise oft auch eine Steckverbindung zum Einsatz,
bei der beispielsweise eine auf dem Modul vorhandene feste Steckerleiste
lediglich mit einer festen Buchse auf der Leiterplatte verbunden
wird. Hierbei besteht aber der Nachteil, dass es sich nicht um eine
dauerhafte und feste Verbindung handelt und sich die Steckverbindung
des Moduls sehr leicht lösen
kann, z. B. durch Vibrationen.
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Bekannte
Halterungen für
elektronische Module haben überdies
auch oft den Nachteil, dass beim Montieren auf einer Platine die
Pins der Steckerpaare nicht genau ausgerichtet sind, was verbogene
Steckerpins und damit eine Funktionsstörung zur Folge haben kann.
Insbesondere tritt dieses Problem auf, wenn an schwer zugänglicher
und beispielsweise schlecht einzusehender Stelle auf einer Leiterplatte
ein elektronisches Modul ausgetauscht werden muss. Hierbei reicht
bereits eine leicht verkantete, nicht exakt ausgerichtete Halterung
aus, um die dünnen
und empfindlichen Pins einer Steckerleiste zu verbiegen.
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Die
Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht
darin, eine Halterung der genannten Art zum Verbinden einer elektronischen
Einheit mit einer Leiterplatte dahingehend zu verbessern, dass der Montageprozess
der elektronischen Einheit sicher und mit wesentlich weniger Aufwand
erfolgen kann.
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Diese
Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Dabei
basiert die Erfindung auf der Idee, eine Halterung bereitzustellen,
die kostengünstig
produziert, gelagert und mit elektrischen Bauteilen bestückt werden
kann. Dies wird erreicht, indem die erfindungsgemäße Halterung
aus einem Stück
hergestellt wird und faltbar ausgestaltet ist. Um eine möglichst
einfache Bauteilbestückung
der Halterung zu ermöglichen,
befindet sich diese während
der Bestückung
noch im ungefalteten, zweidimensionalen Zustand. Zur Montage der
Halterung werden dann Seitenteile der Halterung abgeklappt, was
einerseits ein dreidimensionales Gebilde der Halterung ergibt und
andererseits zur Fixierung der eingesetzten Bauteile führt.
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Überdies
erlaubt die erfindungsgemäße, mit
elektrischen Bauteilen bestückte
Halterung eine einfache Montage auf einer Platine mittels selbsteinrastender
Klemmverbindungen. Bedingt durch die Gestaltung der selbsteinrastenden
Klemmverbindung erfolgt während
des Befestigungsprozesses der Halterung auf der Platine zuerst eine
korrekte Positionierung der Halterung und danach erst ein endgültiges Einrasten
der Halterung in die Platine, wobei ein Verrutschen und damit eine
versehentliche Beschädigung
von Pins der Steckerleisten verhindert wird.
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Insbesondere
weist die Halterung ein Montageelement sowie daran befestigte Abstandshalter
zur Befestigung der Halterung auf der Leiterplatte auf, wobei die
Abstandshalter beweglich am Montageelement aufgehängt sind.
Bei entsprechender Ausgestaltung sind am Montageelement vier Abstandshalter
befestigt. Im unmontierten, aufgeklappten Zustand befinden sich
die Abstandshalter und das Montageelement in einer Ebene. Nach Einsetzen
eines elektrischen Moduls in das mit einer Öffnung versehene Montageelement
der Halterung, werden die Abstandshalter abgewinkelt beziehungsweise
heruntergeklappt. Durch die scharnierartige Abwinkelung der Abstandshalter
wird einerseits das Modul am Montageelement fixiert und andererseits
ein durch die Länge
der Abstandshalter definierter Abstand von Modul zur Leiterplatte
sichergestellt. Überdies
verfügen
die Abstandshalter vorzugsweise über
selbsteinrastende Klemmvorrichtungen zur Befestigung auf der Leiterplatte.
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Die
Komplexität
des Montageprozesses einer elektronischen Einheit wird ins Besondere
dadurch reduziert, dass die Halterung mit eingesetzter elektronischer
Einheit auf einfache und schnelle Art und Weise mit einer Hand und
in einem einzigen Arbeitsschritt auf einer Leiterplatte montiert
werden kann und durch die selbsteinrastende, reversible Schnappverbindung
zwischen Abstandshalter und Leiterplatte fest fixiert wird. Da sich
einerseits auf der elektrischen Einheit sowie auf der Leiterplatte
im Montierbereich der Halterung Steckverbinder befinden, wird durch
die Montage der Halterung auf der Leiterplatte die elektronische
Einheit auch gleichzeitig elektrisch mit der Leiterplatte verbunden.
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Die
Montage der elektronischen Einheit auf der Leiterplatte erfordert
daher weder Werkzeug noch weiteres Montagezubehör und stellt gleichzeitig auf
einfache Art und Weise eine elektrische Verbindung zwischen der
elektronischen Einheit und der Leiterplatte her.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung befinden sich die Abstandshalter an zwei
gegenüberliegenden
Kanten des Montageelements, um so mit einer minimalen Anzahl an
Abstandshaltern ausreichende Stabilität der montierten Halterung
zu gewährleisten.
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Der
erfindungsgemäße Aufbau
der Halterung lässt
vorteilhafter Weise auch eine einfache Fixierung der elektronischen
Einheit an der Halterung zu. Dabei kann es sich sowohl um Aussparungen
als auch Vorsprünge
in den Abstandshaltern handeln, die beim Herunterklappen der Abstandshalter
die elektronische Einheit fixieren. Des weiteren kann gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
die elektronische Einheit auch durch den beim Herunterklappen der
Abstandshalter entstehenden und nach der Montage der Halterung weiterhin
anhaltenden seitlichen Anpressdruck zwischen Abstandshalter und
elektronischer Einheit eine Fixierung der elektronischen Einheit
an der Halterung ermöglichen.
Aufgrund der vorgenannten Fixierungsmöglichkeiten der elektronischen
Einheit können
die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Halterung weiter gesenkt
werden.
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Durch
das Einsetzen der elektronischen Einheit in einen mit einer Öffnung versehenen
Rahmen des Montageelements ist zudem durch die Rahmenbreite ein
gewisser Abstand zu benachbarten Bauteilen gegeben. Dieser Abstand äußert sich
vorteilhaft dahingehend, als dass Interferenzen mit benachbarten
Bauteilen und Modulen weitestgehend reduziert werden. Dies bedeutet,
dass potentielle, benachbarte Störer
durch die Rahmenbreite physikalisch von der elektronischen Einheit
abgehalten werden.
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Die
vorliegende Erfindung basiert somit auf der Idee, eine Halterung
für eine
elektronische Einheit bereitzustellen, die im unmontierten Zustand
flach und somit leicht stapelbar beziehungsweise kostengünstig lagerbar
ist und überdies
eine sehr einfache Montage der elektronischen Einheit ermöglicht.
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Dabei
kann gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung die Verbindung zwischen Montageelement und Abstandshalter
durch ein dünnes
Foliengelenk, beziehungsweise Folienscharnier realisiert werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Halterung aus einem Stück und einem
elektrisch isolierenden Material gefertigt. Die oben beschriebene
vorteilhafte Konstruktion der Halterung erlaubt somit eine kostengünstige Herstellung,
die besonders bei der Fertigung mittels Spritzgusstechnik zum Tragen
kommt. Bei diesem Herstellungsverfahren wird ein plastifizierter
Werkstoff, die Spritzgießmasse,
bei Thermoplasten in ein gekühltes,
bei Duroplasten in ein beheiztes Urformwerkzeug, das Spritzgießwerkzeug,
mit hohem Druck eingespritzt, und geht dort unter Druckeinwirkung
in einen festen Zustand über.
Nach dem Übergang
des verarbeiteten Werkstoffs in den festen Zustand wind das Spritzgießwerkzeug
geöffnet
und das Formteil, das Spritzgießteil,
entnommen.
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Eine
weitere Kostenreduktion des Herstellungsprozesses lässt sich
dadurch erzielen, dass anstelle eines separaten Foliengelenks die
flexible Verbindung zwischen Montageelement und Abstandshalter dadurch realisiert
wird, indem das Material an dieser Stelle der Halterung sehr dünn gestaltet
wird und deshalb leicht verformbar und beweglich ist. Hierbei kommt
vorteilhafter Weise die Spritzgusstechnik zum Einsatz, da eine flexible
und bewegliche Scharnierverbindung durch lediglich dünnen Werkstoffauftrag
realisiert werden kann. Erfindungsgemäß kann demnach die Halterung
mit flexibler Verbindung zwischen Abstandshaltern und Montageelement
in einem Stück
effizient und kostengünstig
hergestellt werden.
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Es
ist weiter vorteilhaft, einen Bausatz zur Verfügung zu stellen, der eine Halterung,
eine elektronische Einheit und eine Leiterplatte umfasst. Dabei
kann die elektronische Einheit ein elektronisches Modul, eine Leiterplatte
und einen Stecker umfassen. Bei dem elektronischen Modul kann es
sich zudem um ein Antennenmodul handeln.
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Überdies
ist es von Vorteil, wenn durch das mechanische Befestigen der elektronischen
Einheit auf der Leiterplatte zusätzlich
eine elektrische Verbindung zwischen einem auf der elektronischen
Einheit montierten Stecker und einem auf der Leiterplatte montierten
Stecker hergestellt wird.
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Um
ein Verrutschen und damit eine versehentliche Beschädigung von
Pins der auf der Leiterplatte oder elektrischen Einheit montierten
Steckerleisten zu verhindern, ist es zweckmäßig, eine Einrasttiefe der
in den Durchgangslöchern
einzuführenden
Abstandshaltern größer als
eine Eintauchtiefe der Stecker, die sich auf der Leiterplatte sowie
an der elektronischen Einheit befinden, zu wählen.
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Ferner
ist der Bausatz vorteilhafter Weise so zu gestalten, dass die Abstandshalter
der Halterung an der Leiterplatte erst einrasten, nachdem zwischen
dem Stecker auf der Leiterplatte sowie dem Stecker an der elektronischen
Einheit eine Steckverbindung hergestellt ist.
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Dabei
gliedert sich die erfindungsgemäße Befestigung
der elektronischen Einheit auf der Leiterplatte grundsätzlich in
zwei Schritte.
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Der
erste Schritt umfasst das feste Verbinden der elektronischen Einheit
mit der Halterung. Dies erfolgt durch Montieren der elektronischen
Einheit auf dem Montageelement der Halterung und durch Abwinkeln
einer Vielzahl von Abstandshaltern, die an mindestens zwei Kanten
des Montageelements beweglich befestigt sind.
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Der
zweite Schritt umfasst das Herstellen einer formschlüssigen Verbindung
zwischen der elektronischen Einheit und der Leiterplatte durch Einführen von
nicht am Montageelement befestigten Enden der abgewinkelten Abstandshalter
in die Leiterplatte, wobei durch die formschlüssige Verbindung gleichzeitig
eine elektrische Verbindung zwischen der elektronischen Einheit
und der Leiterplatte zustande kommt unter Verwendung von auf der
elektronischen Einheit sowie auf der Leiterplatte montierten Steckern.
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird diese anhand der in den nachfolgenden Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Dabei
werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen und gleichen Bauteilbezeichnungen
versehen. Weiterhin können
auch einige Merkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten
und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen für sich eigenständige, erfinderische
oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer faltbaren Halterung mit aufgenommener
elektronischer Einheit, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
perspektivische Darstellung einer faltbaren Halterung mit nicht
abgewinkelten Abstandshaltern, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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3 eine
perspektivische Darstellung einer faltbaren Halterung mit abgewinkelten
Abstandshaltern, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine
perspektivische Darstellung einer elektronischen Einheit, gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung;
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5 eine
perspektivische Darstellung einer auf einer Leiterplatte montierten
Halterung mit aufgenommener elektronischer Einheit, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung; und
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6 eine
Darstellung von verschiedenen steckbaren Enden der Abstandshalter,
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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1 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halterung 11 mit
einem Montageelement 13, das einen mit einer Öffnung 22 versehenen
Rahmen aufweist. Die Figur zeigt zudem eine in den Rahmen des Montageelements 13 eingesetzte
elektronische Einheit 12.
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Grundsätzlich kann
die elektronische Einheit 12 auf dem Montageelement 13 direkt
montiert werden. Jedoch weist die angedachte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Halterung 11 ein
Montageelement 13 mit einem Rahmen auf, in das die elektronische
Einheit 12 eingesetzt wird. Die weiteren Ausführungen
beziehen sich daher auf Ausgestaltungen der Halterung 11,
bei der die elektronische Einheit 12 in dem Rahmen des Montageelements 13 eingesetzt
wird.
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Die
hier gezeigte Halterung 11 weist beispielhaft vier Abstandshalter 14 auf,
die erfindungsgemäß direkt
am Rahmen des Montageelements 13 befestigt sind. Wie 1 beispielhaft
zeigt, sind die Abstandshalter 14 beweglich befestigt und
jeweils um 90° gegenüber der
Ebene, die durch den Rahmen des Montageelements 13 definiert
wird, abgewinkelt. Die bewegliche Befestigung der Abstandshalter 14 am
Rahmen des Montageelements 13 kann durch eine beliebige
Ausgestaltung von Gelenken erfolgen. Es können hier unter vielen anderen
Möglichkeiten
etwa Kugelgelenke oder Scharniergelenke zum Einsatz kommen. Durch
die abgewinkelten Abstandshalter 14 Wird die in die Öffnung 22 des
Rahmens des Montageelements 13 eingesetzte elektronische
Einheit 12 mit Hilfe der in den Abstandshaltern 14 vorgesehenen
Aussparungen 21 fixiert.
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Die
in 1 gezeigte elektronische Einheit 12 kann
ferner beispielsweise eine Leiterplatte 41 sowie ein darauf
montiertes elektronisches Modul 42 und einen Stecker 43 umfassen.
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Obwohl
in 1 nur vier Abstandshalter 14 gezeigt
sind, kann selbstverständlich
eine Vielzahl an Abstandshaltern 14 am Rahmen des Montageelements 13 beweglich
befestigt sein. Dabei können
die Abstandshalter auf beliebige Kanten des Rahmens des Montageelements 13 verteilt
und befestigt sein. Auch ist die Abwinkelung der Abstandshalter 14 gegenüber der
durch den Rahmen des Montageelements 13 definierten Ebene
variabel und kann je nach Ausgestaltung der Halterung 11 beliebig
angepasst werden.
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Es
ist somit auch eine Halterung 11 möglich, die lediglich zwei Abstandshalter 14 aufweist,
die beispielsweise auf gegenüberliegenden
Kanten des Rahmens des Montageelements 13 befestigt sind.
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Obwohl
die beliebige Anzahl an Abstandshaltern 14 einzeln am Rahmen
des Montageelements 13 befestigt sein können, zeigt 1 überdies,
dass die paarweise angeordneten Abstandshalter 14 je durch
eine Seitenwand 15 miteinander verbunden sind. Dies hat
vor allem die Vorteile, dass einerseits die Stabilität erhöht wird
und andererseits, dass die elektronische Einheit 12 besser
an der Halterung 11 fixiert werden kann unter Verwendung
einer sich auf der Innenseite befindlichen Aussparung 21.
Details zur Fixierung der elektronischen Einheit 12 an
der Halterung 11 sind der Beschreibung von 2 zu
entnehmen.
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Die
elektronische Einheit 12 kann aufgrund der seitlichen Fixierung
an den Abstandshaltern 14 vorteilhafter Weise zweiseitig
bestückt
sein. Insbesondere kann somit auf der Unterseite der elektronischen
Einheit 12 ein Stecker 43 fest montiert sein,
der dann bei Montage der Halterung 11 mit einem Gegenstecker
auf der Leiterplatte 51 eine elektrische Verbindung der
Leiterplatte 51 mit der elektrischen Einheit 12 ermöglicht.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung sind die Enden 61 der Abstandshalter 14,
die nicht mit dem Rahmen des Montageelements 13 verbunden
sind steckbar ausgestaltet, so dass einerseits eine leichte Montage
der Halterung 11 mit einer Hand möglich ist und andererseits
die Verbindung der Halterung 11 mit der Leiterplatte 51 selbsteinrastend
und reversibel ist. Beispielsweise kann es sich bei dieser Art der
Verbindung um eine selbsteinrastende Schnappverbindung handeln.
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Ferner
kann durch entsprechende Ausgestaltung der Abstandshalter 14 der
Abstand zwischen der elektronischen Einheit 12 und der
Leiterplatte 51 je nach Einsatzgebiet variiert werden.
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2 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halterung 11 mit
nicht abgewinkelten Abstandshaltern 14. Erfindungsgemäß ist die
Halterung 11 so konzipiert, dass vorteilhafter Weise im
nicht montierten Zustand aufgrund der nicht abgewinkelten Abstandshalter 14 die Abstandshalter 14 und
der Rahmen des Montageelements 13 in der gleichen Ebene
liegen. Daraus lässt
sich der große
Vorteil der platzsparenden Aufbewahrung einer nicht gefalteten Halterung 11 erkennen,
was bei allgemein steigenden Lagerhaltungskosten immer wichtiger
wird. Aufgrund des wenigen Platzbedarfs wird auch der Transport
der erfindungsgemäßen Halterung 11 vereinfacht,
was sich letztendlich in niedrigeren Herstellungskosten manifestiert.
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In
diesem Beispiel weist die Halterung 11 ferner vier Abstandshalter 14 auf,
wobei jeweils zwei Abstandshalter 14 ein Abstandshalterpaar
bilden und diese an zwei gegenüberliegenden
Kanten des Rahmens des Montageelements 13 angeordnet sind.
In einer weiteren Ausführungsform
können
diese gegenüberliegende
Kanten des Rahmens des Montageelements 13 auch parallel
zueinander verlaufen.
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2 zeigt
zudem auch die Öffnung 22,
in die die elektronische Einheit 12 eingesetzt wird. Eine
derartige Ausgestaltung der Halterung 11 mit abklappbaren
Abstandshaltern 14 bietet auch den Vorteil, dass beispielsweise
der Bestückungsprozess
der Halterung 11 mit der elektronischen Einheit 12 bereits
herstellerseitig automatisch auf einfach Art und Weise durchgeführt werden
kann, da die flache Bauform der ungefalteten Halterung 11 wie
in 2 gezeigt keine komplizierten Befestigungen oder
Bestückungshilfen
auf z. B. einem Fliessband für
einen solchen Bestückungsprozess
erfordert. Erst kurz vor der Montage der mit der elektronischen
Einheit 12 versehenen Halterung 11 auf der Leiterplatte 51 erfolgt
die Abwinkelung der Abstandshalter 14 und damit der Wechsel
der Halterung 11 zu einem dreidimensionalen Gebilde.
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Ferner
sind in 2 die Aussparungen 21 zu
sehen, die zur Fixierung der in die Öffnung 22 eingesetzten
elektronischen Einheit 12 dienen, nachdem die Abstandshalter 14 heruntergeklappt
beziehungsweise abgewinkelt sind. Hierbei kann die Aussparung 21 sich
auf den Innenseiten der Abstandshalter 14 befinden oder auch
auf den Innen seiten der Seitenwände 15,
die gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung die Abstandshalter 14 verbindet,
die an einer Kante des Rahmens des Montageelements 13 befestigt
sind. Die Aussparung 21 kann etwa als allgemeine Vertiefung,
als Nut oder als Rille ausgestaltet sein und beispielsweise parallel
zu einer Kante des Rahmens des Montageelements 13 verlaufen.
Hierbei kann z. B. die Länge
der Aussparung 21 der Breite der zu fixierenden Leiterplatte 41 der
elektronischen Einheit 12 entsprechen.
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Anstelle
der Aussparung 21 kann sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung auch ein nicht gezeigter Vorsprung auf den Innenseiten
der Abstandshalter 14 befinden, der für die Fixierung der elektronischen
Einheit 12 an der Halterung 11 nach Abwinkeln
der Abstandshalter 14 sorgt. Nach Abklappen der Abstandshalter 14 kann
die Fixierung der elektronischen Einheit 12 beispielsweise
durch Fixierung der Leiterplatte 41 an den Abstandshaltern 14 erfolgen.
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Zum
vorgenannten Vorteil der platzsparenden Lagerung kommt noch hinzu,
dass in einer Ausführungsform
die Halterung 11 in einem Stück produziert wird, wobei der
Rahmen des Montageelements 13 und die Abstandshalter 14 beweglich
miteinander verbunden sind. Die scharnierartige Verbindung in dieser
Ausführungsform
kommt dabei durch entsprechende Gestaltung der Spritzgussform zustande,
die an der Gelenkstelle wenig Material vorsieht, was in einer dünnen und
dadurch flexiblen Stelle resultiert.
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Selbstverständlich kann
die beweglich gestaltete Befestigung der Abstandshalter 14 an
dem Rahmen des Montageelements 13 auch durch ein separates
Folienscharnier erfolgen, das beispielsweise angeklebt wird.
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Da
die Halterung 11 den Betrieb der elektrischen Einheit 12 in
keinster Weise beeinflussen soll, ist die Verwendung eines nicht
leitenden, also isolierenden Materials zur Herstellung der Halterung 11 von
Vorteil.
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3 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halterung 11 wie
in 2 gezeigt, jedoch mit abgewinkelten Abstandshaltern 14.
In der Figur lässt
sich auch erkennen, dass es sich gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung um eine scharnierartige Verbindung handelt.
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4 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung die elektronische Einheit 12 gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, die im Wesentlichen aus einem elektronischen Modul 42 und
einer Leiterplatte 41 der elektronischen Einheit besteht.
In diesem Beispiel ist das elektronische Modul 42 auf der
Oberseite der Leiterplatte 41 montiert. Auf der Unterseite
der elektronischen Einheit 12 befindet sich vorteilhafter
Weise der Stecker 43, der für die elektrische Verbindung
zur Leiterplatte 51 benötigt
wird.
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Selbstverständlich kann
das elektronische Modul 42 auch auf der Unterseite montiert
werden; z. B. direkt neben dem Stecker 43. Es ist aber
auch möglich,
an Ober- und Unterseite der elektronischen Einheit 12 verschiedene
Module zu montieren. Ein solches elektronisches Modul 42 kann
beispielsweise ein Sende-/Empfangsmodul sein. Dies bietet sich ins
Besondere an, da nach Montage der elektronischen Einheit 12 auf
der Leiterplatte 51 die Halterung 11 für eine erfindungsgemäße Beabstandung
der elektronischen Einheit 12 von der restlichen Elektronik
auf der Leiterplatte 51 sorgt und somit ungehinderter Empfang
bzw. ungehindertes Senden möglich
ist. Dieser Vorteil kommt besonders zum Tragen, wenn es sich bei
dem elektronischen Modul 42 um ein GPS-Empfangsmodul handelt.
Bekannterweise soll ein GPS Antennenmodul möglichst ungehindert Satellitensignale
empfangen können,
um eine ordnungsgemäße Funktion
des Moduls zu gewährleisten.
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Bei
dem elektronischen Modul 42 kann es sich beispielsweise
auch um ein portables GPS-Gerät
oder ein portables, zu fixierendes Navigationsgerät bzw. ein
für telematische
Zwecke verwendetes Gerät
handeln.
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5 ist
eine perspektivische Darstellung einer auf der Leiterplatte 51 montierten
Halterung 11 mit aufgenommener elektronischer Einheit 12,
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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Erfindungsgemäß erfolgt
die Montage der Halterung 11 mit eingesetzter und durch
die Abstandshalter 14 fixierten elektronischen Einheit 12 auf
der Leiterplatte 51 mittels steckbar ausgestalteter Abstandshalter 14. Dazu
befindet sich auf der Leiterplatte 51 für jeden Abstandshalter 14 ein
Durchgangsloch 52, in das der jeweilige Abstandshalter 14 eingeführt wird.
Wie bereits beschrieben, erfolgt in einer Ausführungsform der Erfindung mit
Montage der Halterung 11 gleichzeitig ein Verbinden von
dem auf der Leiterplatte 41 der elektronischen Einheit 12 montierten
Stecker 43 mit einem nicht gezeigten Stecker auf der Leiterplatte 51,
der sich idealerweise, aber nicht unbedingt, innerhalb des Montagebereichs
der Halterung 11 auf der Leiterplatte 51 befindet,
um die elektronische Einheit 12 elektrisch an die Leiterplatte 51 anzuschließen. Die
Abstandshalter 14 sorgen also auch für eine vordefinierte Distanz,
die für
die zwischen elektronischer Einheit 12 und Leiterplatte 51 befindliche
Steckverbindung benötigt
wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung befindet sich nach erfolgter Montage der Halterung 11 auf
der Leiterplatte 51 der Rahmen des Montageelements 13 zusammen
mit der eingesetzten elektronischen Einheit 12 waagerecht
zur Ebene der Leiterplatte 51.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann beispielsweise auch
die Steckerverbindung zwischen der Leiterplatte 51 und
der elektronischen Einheit 12 zur Stabilität der montierten
Halterung 11 auf der Leiterplatte 51 beitragen.
In diesem Fall kann dann die Anzahl der für eine ausreichende Stabilität benötigten Abstandshalter 14 weiter
reduziert werden, um eine zusätzliche
Kostenoptimierung zu erreichen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung verfügen die nicht am Rahmen des
Montageelements 13 befestigten Abstandshalter 14 über eine
steckbare, selbsteinrastende Klemmvorrichtung, damit die Halterung 11 durch
einfaches Aufstecken auf die Leiterplatte 51 fest mit dieser
durch eine hierdurch entstehende Schnappverbindung verbunden werden
kann. Ein großer
Vorteil dieser Schnappverbindung besteht in der einfachen Lösbarkeit
ohne der Notwenigkeit eines Werkzeugeinsatzes.
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Ein
Lösen der
Schnappverbindung kann einerseits ermöglicht werden, in dem die Klemmverbindung durch
genügend
hohe Einwirkung einer Zugkraft entgegen der Montagerichtung sich
selbst wieder löst.
Hierzu muss beispielsweise lediglich die Halterung 11 mit
einer Hand umfasst und abgezogen werden. Durch verschiedene Ausführungsformen
der Klemmvorrichtungen der steckbaren Enden 61 kann die
für das
Lösen der Schnappverbindung
benötigte
Kraft variiert werden.
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Andererseits
kann beispielsweise die Schnappverbindung wieder gelöst werden,
indem mit einer Hand an der Halterung 11 gezogen wird und
mit der anderen Hand auf der Unterseite der Leiterplatte 51 die
Klemmeinrichtungen der Abstandshalter 14 waagerecht, d.
h. parallel zur Ebene der Leiterplatte 51 zusammengedrückt werden.
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Alternativ
kann die Halterung 11 auch mit anderen Mitteln an der Leiterplatte 51 befestigt
werden. Hierzu zählen
beispielsweise bereits auf der Leiterplatte 51 montierte
männliche
oder weibliche Stecker, auf die die Abstandshalter 14 z.
B. aufgesteckt oder aufgeschoben werden. Dabei kommt es nicht darauf
an, welcher Abstandshalter 14 auf einen bestimmten weiblichen
oder männlichen
Stecker zu montieren ist.
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Auch
können
z. B. die Abstandshalter 14 über Gewinde an deren nicht
am Rahmen des Montageelements 13 befestigten Enden verfügen, die
in die Durchgangslöcher 52 eingesetzt
werden. Die Gewinde können
hierbei unter anderem aus metallischem Material oder auch aus Kunststoff
bestehen.
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Aufgrund
der einfach durchzuführenden
Montage bzw. Demontage der Halterung 11 auf der Leiterplatte 51 erlaubt
die Erfindung beispielsweise auch einen besonders leichten Austausch
der elektronischen Einheit 12, wie es häufig bei bereits im Betrieb
befindlichen Endgeräten
der Fall ist. Da für
einen solchen Austausch der elektronischen Einheit 12 keinerlei
Werkzeug wie z. B. Lötkolben,
Schraubenzieher, etc. nötig
ist, ist ein Austausch selbst unter erschwerten Bedingungen in einem
engen Arbeitsumfeld bzw. Einsatzort problemlos möglich.
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Ein
weiterer Vorteil, der sich aufgrund der erfindungsgemäßen Halterung 11 ergibt,
sind die nur minimalen Auswirkungen der Halterung 11 auf
z. B. das Antennenrichtdiagramm des elektronischen Moduls 42 im Betrieb,
sofern es sich bei dem elektronischen Modul 42 in diesem
Falle um ein Antennenmodul handelt. Dies ist insofern gegeben, als
dass die Halterung 11 erfindungsgemäß keine metallischen Bestandteile
aufweist, die das Richtdiagramm beeinflussen könnten. Dies äußert sich
zudem in einem besseren Empfangsverhalten des Antennenmoduls, als
dies bei bekannten Halterungen für
elektronische Module möglich
ist.
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Da
vorteilhafter Weise die Abstandshalter 14 aus elektrisch
isolierendem Material bestehen, kann die Halterung 11 bedenkenlos
auch nahe an oder über
andere Bauteile bzw. Module auf der Leiterplatte 51 montiert
werden, da ein Kurzschluss aufgrund eines unbeabsichtigten Kontakts
zwischen Abstandshalter 14 und anderen Bauteilen ausgeschlossen
werden kann. Somit ermöglicht
die erfindungsgemäße Gestaltung
der Halterung 11 einen minimalen Platzbedarf auf der Leiterplatte 51 zur
Montage der elektronischen Einheit 12.
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Ein
weiterer Vorteil, der sich aus der oben beschriebenen, selbsteinrastenden
Schnappverbindung der Halterung 11 auf der Leiterplatte 51 ergibt
ist, dass keine Schrauben oder Muttern zur Befestigung der Halterung 11 nötig sind,
die sich lösen
könnten.
Daher ermöglicht
die erfindungsgemäße Halterung 11 eine
schock- und vibrationsresistente Verbindung der elektronischen Einheit 12 auf
der Leiterplatte 51.
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In 6 sind
verschiedene Ausgestaltungen selbsteinrastender Klemmvorrichtungen
der steckbaren Enden 61 der Abstandshalter 14 dargestellt.
Beide Beispiele in 6 zeigen steckbare Enden 61 der
Abstandshalter 14.
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Gemäß einer
Ausgestaltung handelt es sich bei dem steckbaren Ende 61 um
eine zylindrische Form, die einen Schaft 62 sowie eine
darunterliegende Ausbuchtung 63 aufweist. Ferner ist der
Bereich des Schaftes 62 sowie der Ausbuchtung 63 mit
einem Schlitz 64 versehen, der parallel zur Längsachse
des Abstandshalters 14 verläuft.
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Bei
Einführen
eines Abstandshalters 14 in ein Durchgangsloch 52 wird
das steckbare Ende 61 leicht zusammengepresst, da der Öffnungsdurchmesser
des Durchgangsloches 52 kleiner als der der Ausbuchtung 63,
aber größer als
der des Schaftes 62 gewählt
wird. Nachdem beim Einführen
des Abstandshalters 14 die Ausbuchtung 63 des
steckbaren Endes 61 das Durchgangsloch 52 passiert
hat, dehnt es sich aufgrund des niedrigeren Durchmessers des Schaftes 62 und
der vorherrschenden Vorspannung wieder aus. Durch die Ausdehnung
des steckbaren Endes 61 auf der Unterseite der Leiterplatte 51 entsteht
somit eine selbsteinrastende Schnappverbindung.
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Selbstverständlich kann
der Querschnitt des Schafts 62 sowie der Ausbuchtung 63 eine
beliebige Form aufweisen, wie z. B. rechteckig oder trapezförmig.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung handelt es sich bei dem steckbaren Ende 61 um
ein hakenförmiges
steckbares Ende 61 des Abstandshalters 14. Hierbei
ist ebenfalls ein Schaft 62 sowie eine Ausbuchtung 63 vorhanden,
wobei der Schaft 62 eine beliebige Querschnittsform aufweisen
kann. In diesem Beispiel von 6 handelt
es sich um einen flachen Schaft 62 mit rechteckigem Querschnitt.
Die Ausbuchtung 63 ist keilförmig beziehungsweise hakenförmig ausgestaltet,
die sich beim Einführen
des Abstandshalters 14 in das entsprechend gestaltete Durchgangsloch 52 geringfügig und
reversibel verbiegt und somit eine Vorspannung im steckbaren Ende 61 des
Abstandshalters 14 entsteht. Sobald das steckbare Ende 61 seine
Endposition in der Leiterplatte 51 erreicht, rastet die
keil- oder hakenförmige
Ausbuchtung 63 auf der Leiterplattenunterseite aufgrund
der vorherrschenden Vorspannung ein und stellt somit eine selbsteinrastende
Schnappverbindung dar.
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Das
Durchgangsloch 52 kann selbstverständlich auch eine rechteckige
Aussparung in der Leiterplatte 51 sein.
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Da
zudem die Länge
des Schafts 62 variabel gestaltet werden kann, ist ein
vielseitiger Einsatz der Halterung 11 auch bei unterschiedlichen
Leiterplattenstärken
möglich.
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Aufgrund
der erfindungsgemäßen Konstruktion
der Halterung 11 lässt
sich erkennen, dass sowohl das Einsetzen der elektronischen Einheit 12 in
den Rahmen des Montageelements 13, wie auch das anschließende Fixieren
der elektronischen Einheit 12 am Rahmen des Montageelements 13 durch
Abwinkeln der Abstandshalter 14 und die Montage auf der
Leiterplatte 51 in einem Arbeitsschritt möglich ist
und zudem mit einer Hand und ohne Werkzeugeinsatz erfolgen kann.
Die Erfindung trägt
somit der Vorgabe, eine Halterung zum Verbinden einer elektronischen
Einheit mit einer Leiterplatte dahingehend zu verbessern, dass der
Montageprozess der elektronischen Einheit sicher und mit wesentlich
weniger Aufwand erfolgen kann, Rechnung.
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Überdies
können
durch die Vereinfachung des Montageprozesses der elektronischen
Einheit
12 auf der Leiterplatte
51 mittels Verwendung
der erfindungsgemäßen Halterung
11 die
Gesamtherstellungskosten gesenkt und damit die Wettbewerbsfähigkeit
erhöht
werden. Bezugszeichenliste:
| Bezugsziffer | Beschreibung |
| 11 | Halterung |
| 12 | Elektronische
Einheit |
| 13 | Montageelement |
| 14 | Abstandshalter |
| 15 | Seitenwand |
| 21 | Aussparung |
| 22 | Öffnung im
Rahmen des Montageelements |
| 41 | Leiterplatte
der elektronischen Einheit |
| 42 | Elektronisches
Modul |
| 43 | Stecker |
| 51 | Leiterplatte |
| 52 | Durchgangsloch |
| 61 | Steckbares
Ende eines Abstandshalters |
| 62 | Schaft |
| 63 | Seitliche
Ausbuchtung |
| 64 | Schlitz |