DE102009048527A1 - Anordnung von mehreren Schaltungsträgern und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung - Google Patents
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Abstract
Anordnung zum positionsgenauen Verbinden mehrerer Schaltungsträger (1, 2) und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Verbindung mittels eines Rahmens (3), der einen der mindestens einen Schaltungsträger (1, 2) aufnehmen kann. Dabei umfasst der Rahmen (3) ein aufnehmendes Rahmenteil (3a) und ein fixierendes Rahmenteil (3b), wobei die beiden Rahmenteile (3a, 3b) mittels einer flexiblen Verbindungseinrichtung (4) gegeneinander bewegbar miteinander verbunden sind, und wobei die beiden Rahmenteile (3a, 3b) zur Fixierung eines Schaltungsträgers (1) im Rahmen (3) zwischen den beiden Rahmenteilen (3a, 3b) mittels einer Formschlusseinrichtung (5) miteinander formschlüssig verbindbar sind, und dass das aufnehmende Rahmenteil (3a) eine Montagevorrichtung (6) aufweist, mittels der der Rahmen (3) mit einem weiteren Schaltungsträger (2) positionsgenau mechanisch verbindbar ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anordnung von mehreren Schaltungsträgern sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 10.
- Insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik nimmt der Anteil der Elektronik im Fahrzeug stetig zu. In den entsprechenden Steuergeräten müssen daher nicht selten mehrere Schaltungsträger in einem Gehäuse möglichst Platz sparend angeordnet werden. Dabei sollen die Schaltungsträger insbesondere sowohl elektrisch als auch mechanisch miteinander verbunden werden. Es kommt immer wieder vor, dass zwei Schaltungsträger in einem bestimmten Winkel, in der Regel senkrecht, zueinander angeordnet werden müssen. Am einfachsten geschieht dies, wenn der eine Schaltungsträger den einen Teil einer betreffenden Steckverbindung zwischen den Schaltungsträgern, und der andere Schaltungsträger den entsprechenden anderen Teil der Steckerverbindung enthält und durch Verbinden der beiden Teile der Steckverbindung die beiden Schaltungsträger elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Eine derartige Anordnung hat häufig den Nachteil, dass die Verbindung der beiden Schaltungsträger nichts sehr positionsgenau und mechanisch nicht sehr belastbar ist.
- Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung von mehreren Schaltungsträgern zu schaffen, die es ermöglicht, die Schaltungsträger positionsgenau zueinander zu fixieren und zu so zu verbinden, dass die Anordnung unter Beibehaltung der Position mechanischen Belastungen dauerhaft widersteht.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1.
- Erfindungsgemäß wird die Anordnung zum positionsgenauen Verbinden mehrerer, insbesondere zweier Schaltungsträger mittels eines Rahmens realisiert. Dabei wirkt der Rahmen sowohl als Positionier- als auch als Montagehilfe. Der Rahmen umfasst ein aufnehmendes Rahmenteil, das geeignet ist, mindestens einen Schaltungsträger aufzunehmen, und ein fixierendes Rahmenteil, das geeignet ist, mindestens einen Schaltungsträger, der vom aufnehmenden Rahmenteil aufgenommen ist, im Rahmen zu fixieren. Beide Rahmenteile sind mittels einer flexiblen Verbindungseinrichtung gegeneinander bewegbar miteinander verbunden. Die beiden Rahmenteile sind zur Fixierung des Schaltungsträgers zwischen den beiden Rahmenteilen mittels einer Formschlusseinrichtung miteinander formschlüssig verbindbar. Weiterhin weist das aufnehmende Rahmenteil eine Montagevorrichtung auf, mittels der der Rahmen, mit einem weiteren Schaltungsträger positionsgenau mechanisch verbindbar ist. Die Form der Montagevorrichtung definiert den Winkel zwischen den Schaltungsträgern, nachdem sie miteinander verbunden worden sind. In der Regel werden die Schaltungsträger senkrecht zueinander angeordnet sein.
- Die Schaltungsträger sind insbesondere mittels eines elektrischen Kontaktierungselements mit beliebiger Pinzahl elektrisch miteinander verbindbar sind, wobei das Kontaktierungselement wahlweise an dem einen oder dem anderen Schaltungsträger angeordnet ist. Dabei kann das Kontaktierungselement starr gegenüber dem Schaltungsträger, zum Beispiel als Stanzkamm, ausgestaltet sein. Alternativ dazu kann das Kontaktierungselement auch flexibel gegenüber dem Schaltungsträger, zum Beispiel als Jumper, ausgeführt sein. Vorteilhafterweise wird das Kontaktierungselement des einen Schaltungsträgers bei der Herstellung der elektrischen Verbindung in eine entsprechende Kontaktierungselementaufnahme des weiteren Schaltungsträger eingesetzt. Das Kontaktierungselement kann durch die Wahl der Anzahl der Pins insbesondere so gestaltet werden, dass eine oder beliebig viele elektrische Verbindungen realisieren kann.
- Vorteilhafterweise ist die flexible Verbindungseinrichtung zwischen den gegeneinander bewegbaren Rahmenteilen als Filmscharnier ausgestaltet. Nachdem ein Schaltungsträger in dem aufnehmenden Rahmenteil aufgenommen ist, wird dieser im Rahmen fixiert, indem die beiden Rahmenteile mittels einer Formschlusseinrichtung miteinander verbunden werden, wobei jeweils ein entsprechender Teil der Formschlusseinrichtung am aufnehmenden beziehungsweise am flexiblen Rahmenteil angeordnet ist. Insbesondere kann die Formschlusseinrichtung als eine Klemm- oder als eine Rasteinrichtung ausgestaltet sein, wobei zum Beispiel die Rastnase am bewegbaren Rahmenteil und die entsprechend Rasttasche am aufnehmenden Rahmenteil angeordnet sein kann.
- Die mechanische Verbindung zwischen der am Rahmen, insbesondere am aufnehmenden Rahmenteil, angeordneten Montagevorrichtung und dem weiteren Schaltungsträger kann durch Herstellen eines Kraftschlusses, zum Beispiel durch Verschrauben oder Vernieten, zwischen der Montagevorrichtung und dem weiteren Schaltungsträger realisiert sein. Alternativ könnte die Montagevorrichtung mit dem weiteren Schaltungsträger auch durch Herstellen eines Formschlusses, beispielsweise durch Verschnappen mechanisch verbindbar sein.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Herstellung einer positionsgenauen Verbindung mindestens zweier Schaltungsträger derart zu schaffen, dass die Verbindung unter Beibehaltung der Position mechanischen Belastungen dauerhaft widersteht.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 10.
- Die Vorteile des Verfahrens nach Anspruch 10 entsprechen denjenigen, die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung angegeben wurden.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 Eine Anordnung von zwei Schaltungsträgern vor der Montage, -
2 eine Anordnung gemäß1 nach der Montage. -
1 zeigt eine Anordnung zweier Schaltungsträger1 ,2 vor Herstellung der Verbindung zwischen den beiden. Der erste Schaltungsträger1 befindet sich in einer, nicht gezeigten, Aufnahme eines aufnehmenden Rahmenteils3a . Die nicht gezeigte Aufnahme des aufnehmenden Rahmenteils3a könnte sein ein umlaufender Bundsteg oder auch zum Beispiel eine Aufnahme bestehend aus mindestens vier Stiften, die entsprechend den Abmessungen des ersten Schaltungsträgers1 im aufnehmenden Rahmenteil3a angeordnet sind. Ein fixierendes Rahmenteil3b ist mit dem aufnehmenden Rahmenteil3a durch eine flexible Verbindungseinrichtung4 derart verbunden, dass die beiden Rahmenteil3a ,3b gegeneinander bewegbar sind. Die flexible Verbindungseinrichtung4 ist hier als durchgehendes Filmscharnier dargestellt. Zum Einbringen des ersten Schaltungsträger1 in das aufnehmende Rahmenteil3a ist das fixierende Rahmenteil3b mittels der flexiblen Verbindungseinrichtung4 nach oben geklappt, bzw. entspricht diese Stellung der Ausgangsposition des geöffneten Rahmens. Der Schaltungsträger1 im aufnehmenden Rahmenteil3a ist durch das fixierende Rahmenteil3a im Rahmen3 fixierbar. Zu diesem Zweck wird das fixierende Rahmenteil3b nach unten geklappt und mit dem aufnehmenden Rahmenteil3a formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden. In1 wird der Formschluss durch eine angedeutete Rasteinrichtung5 bewerkstelligt, wobei jeweils ein entsprechendes Teil der Rasteinrichtung5 am aufnehmenden Rahmenteil3a und am fixieren den Rahmenteil3b angeordnet ist. - In
1 ist das elektrische Kontaktierungselement7 mit beliebiger Pinzahl am Schaltungsträger1 angeordnet. Die Darstellung des Kontaktierungselements7 ist schematisch. Es könnte zum Beispiel als Stanzkamm7 ausgeführt sein, also starr gegenüber dem Schaltungsträger1 . Alternativ könnte das Kontaktierungselement7 aber auch als dem Schaltungsträger1 gegenüber flexibler Lötjumper7 ausgeführt sein. Zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den beiden Schaltungsträgern1 ,2 ist insbesondere an dem weiteren Schaltungsträger2 eine entsprechende Kontaktierungselementaufnahme8 angeordnet. Diese Kontaktierungselementaufnahme8 kann zum Beispiel als eine Reihe von Lötaugen ausgestaltet sein, wobei die Anzahl der Lötaugen der Anzahl der Pins des Kontaktierungselement7 entsprechen. Wahlweise könnte die Kontaktierungselementaufnahme8 auch an dem ersten Schaltungsträger1 im Rahmen3 angeordnet sein; das Kontaktierungselement7 wäre dann entsprechend am weiteren Schaltungsträger2 angeordnet. - Am aufnehmenden Rahmenteil
3a des Rahmens3 ist in einem Winkel zum im aufnehmenden Rahmenteil3a angeordneten ersten Schaltungsträger1 eine Montagevorrichtung6 angeordnet. Der Winkel zwischen dem ersten Schaltungsträger1 und der Montagevorrichtung6 ist nach Herstellung der positionsgenauen Verbindung zwischen den beiden Schaltungsträger1 ,2 eben der Winkel zwischen den beiden Schaltungsträgern1 ,2 selbst. In der Regel stehen die beiden Schaltungsträger1 ,2 nach der Montage senkrecht aufeinander. -
2 zeigt die Anordnung der beiden Schaltungsträger1 ,2 nach Herstellen der positionsgenauen Verbindung zwischen den beiden. Das fixierende Rahmenteil3b ist heruntergeklappt und formschlüssig mittels der Formschlusseinrichtung5 mit dem aufnehmenden Rahmenteil3a verbunden. - Beim Aufsetzen des Rahmens
3 mit dem ersten Schaltungsträger1 auf den zweiten Schaltungsträger2 wird das elektrische Kontaktierungselement7 in die entsprechende Kontaktierungselementaufnahme8 eingeführt und in einem weiteren Verfahrensschritt mittels eines Fügeverfahrens, insbesondere durch Löten oder Schweißen, elektrisch mit der Kontaktierungselementaufnahme8 verbunden. Die Reihenfolge der Verfahrensschritte Fügen von Kontaktierungselement7 und Kontaktierungselementaufnahme8 und anschließendem mechanischen, positionsgenauen Verbinden des Rahmens3 mit dem weiteren Schaltungsträger2 kann je nach Art des Kontaktierungselement7 unterschiedlich sein. - Bei einem flexiblen Kontaktierungselement
7 , wie zum Beispiel einem Lötjumper, ist es möglich, die elektrische Verbindung der beiden Schaltungsträger1 ,2 vor dem Herstellen der mechanischen Verbindung durchzuführen. - Bei einem starren Kontaktierungselement
7 , wie zum Beispiel einem Stanzkamm, muss die elektrische Verbindung der beiden Schaltungsträger1 ,2 nach dem Herstellen der mechanischen Verbindung realisiert werden, da ansonsten durch die Positionierung des Rahmens3 auf dem zweiten Schaltungsträger2 die zuvor schon fertig gestellte elektrische Verbindung beschädigt werden könnte. - Zu guter letzt ist es auch möglich, die elektrische Verbindung der beiden Schaltungsträger
1 ,2 und die mechanische Verbindung des Rahmens3 mit dem zweiten Schaltungsträger2 gleichzeitig durchzuführen, indem man als Kontaktierungselement7 ein Press-Fit Element verwendet. - Mittels der Montagevorrichtung
6 kann die positionsgenaue Verbindung zwischen den beiden Schaltungsträgern1 ,2 hergestellt werden. Dies kann zum Beispiel durch Herstellen eines Formschlusses oder eines Kraftschlusses realisiert werden. Als Beispiel eines Kraftschlusses wäre es denkbar, dass die Montagevorrichtung6 mit dem zweiten Schaltungsträger2 verschraubt ist, wobei die Montagevorrichtung6 dann nicht gezeigte Löcher aufweisen könnte, durch die ebenfalls in nicht gezeigte Weise Schrauben durchgeführt würden, die dann in eine entsprechende Gewindebohrung des zweiten Schaltungsträgers2 ein geschraubt würden. - Das Rahmenteil
3b ist in1 und2 ist als geschlossene Fläche ausgestaltet. Es wäre auch denkbar, dass das Rahmenteil3b eine Ausnehmung derart aufweist, dass insbesondere auf dem Schaltungsträger1 angeordneten elektronischen Bauteile auch im geschlossenen Zustand des Rahmens3 zugänglich sind. Dasselbe wäre auch beim aufnehmenden Rahmenteil3a denkbar. - Insbesondere wäre auch eine Anordnung denkbar, bei der im aufnehmenden Rahmenteil
3a mehr als ein Schaltungsträger angeordnet ist. Ebenfalls wäre eine Anordnung denkbar, bei der der Rahmen3 mit einem oder mehreren darin angeordneten Schaltungsträgern1 auf mehr als einem Schaltungsträger2 montiert ist. - Die vorliegende Erfindung wurde anhand der vorstehenden Beschreibung so dargestellt, um das Prinzip der Erfindung und dessen praktische Anwendung bestmöglich zu erklären. Jedoch lässt sich die Erfindung bei geeigneter Abwandlung selbstverständlich in zahlreichen anderen Ausführungsformen realisieren.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Erster Schaltungsträger
- 2
- Zweiter Schaltungsträger
- 3
- Rahmen
- 3a
- Aufnehmendes Rahmenteil
- 3b
- Fixierendes Rahmenteil
- 4
- Flexible Verbindungseinrichtung
- 5
- Formschlusseinrichtung
- 6
- Montagevorrichtung
- 7
- Elektrisches Kontaktierungselement
- 8
- Kontaktierungselementaufnahme
Claims (13)
- Anordnung zum positionsgenauen Verbinden mehrerer Schaltungsträger (
1 ,2 ) mittels eines Rahmens (3 ), der mindestens einen Schaltungsträger (1 ,2 ) aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (3 ) ein aufnehmendes Rahmenteil (3a ) und ein fixierendes Rahmenteil (3b ) umfasst, wobei die beiden Rahmenteile (3a ,3b ) mittels einer flexiblen Verbindungseinrichtung (4 ) gegeneinander bewegbar miteinander verbunden sind, und wobei die beiden Rahmenteile (3a ,3b ) zur Fixierung eines Schaltungsträgers (1 ) im Rahmen (3 ) zwischen den beiden Rahmenteilen (3a ,3b ) mittels einer Formschlusseinrichtung (5 ) miteinander formschlüssig verbindbar sind, und dass das aufnehmende Rahmenteil (3a ) eine Montagevorrichtung (6 ) auf weist, mittels der der Rahmen (3 ) mit einem weiteren Schaltungsträger (2 ) positionsgenau mechanisch verbindbar ist. - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsträger (
1 ,2 ) mittels eines elektrischen Kontaktierungselements (7 ) mit beliebiger Pinzahl elektrisch verbindbar sind, wobei das Kontaktierungselement (7 ) an einem der Schaltungsträger (1 ,2 ) angeordnet ist. - Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Kontaktierungselement (
7 ) starr gegenüber dem Schaltungsträger (1 ,2 ), insbesondere als Stanzkamm ausgeführt ist. - Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Kontaktierungselement (
7 ) flexibel gegenüber dem Schaltungsträger (1 ,2 ), insbesondere als Lötjumper ausgeführt ist. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Verbindungseinrichtung (
4 ) als Filmscharnier ausgestaltet ist. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusseinrichtung (
5 ) zwischen den beiden Rahmenteilen (3a ,3b ) als Klemm- oder Rasteinrichtung ausgestaltet ist. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung zwischen dem Rahmen (
3 ) und dem weiteren Schaltungsträger (2 ) durch Herstellen eines Kraftschlusses realisierbar ist. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung zwischen dem Rahmen (
3 ) und dem weiteren Schaltungsträger (2 ) durch Herstellen eines Formschlusses realisierbar ist. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (
3 ) mit dem mindestens einen Schaltungsträger (1 ) und der weitere Schaltungsträger (2 ) senkrecht zueinander angeordnet sind. - Verfahren zur Herstellung einer positionsgenauen Verbindung mehrerer Schaltungsträger (
1 ,2 ) nach Anspruch 1 mit den Schritten: – Bereitstellen mehrerer Schaltungsträger (1 ,2 ), – Bereitstellen eines Rahmens (3 ), der ein aufnehmendes Rahmenteil (3a ), ein fixierendes Rahmenteil (3b ) und eine flexible Verbindungseinrichtung (4 ), mittels der die beiden Rahmenteile (3a ,3b ) gegeneinander bewegbar miteinander verbunden sind, umfasst, – Einlegen des einen Schaltungsträgers (1 ) in eine entsprechende Aufnahme des aufnehmenden Rahmenteils (3a ), – Fixieren des einen Schaltungsträgers (1 ) im aufnehmenden Rahmenteil (3a ) durch formschlüssiges Verbinden der beiden Rahmenteile (3a ,3b ), – Aufsetzen des Rahmens (3 ) auf den weiteren Schaltungsträger (2 ), – Herstellen einer positionsgenauen mechanischen Verbindung zwischen der Montagevorrichtung (6 ) des Rahmens (3 ) und dem zweiten Schaltungsträger (2 ). - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass, die elektrische Verbindung zwischen den Schaltungsträgern (
1 ,2 ) mittels eines Fügeverfahrens, insbesondere durch Löten oder Schweißen, vor dem Herstellen der positionsgenauen mechanischen Verbindung zwischen der Montagevorrichtung (6 ) des Rahmens (3 ) und dem zweiten Schaltungsträger (2 ) hergestellt wird. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischen den Schaltungsträgern (
1 ,2 ) mittels eines Fügeverfahrens, insbesondere durch Löten oder Schweißen, nach dem Herstellen der positionsgenauen mechanischen Verbindung zwischen der Montagevorrichtung (6 ) des Rahmens (3 ) und dem zweiten Schaltungsträger (2 ) hergestellt wird. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischen den Schaltungsträgern (
1 ,2 ) gleichzeitig mit dem Herstellen der positionsgenauen mechanischen Verbindung zwischen der Montagevorrichtung (6 ) des Rahmens (3 ) und dem zweiten Schaltungsträger (2 ) hergestellt wird.
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