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Die Erfindung betrifft einen Einbaurahmen zur Aufnahme von mindestens einer Slotkarte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiger Einbaurahmen ist zum Einbau in einen aus dem Siemens-Katalog ST PC, Ausgabe 11/2008, Seiten 3/12 bis 3/15 bekannten Industrie-PC geeignet. Dieser Einbaurahmen ist zur Aufnahme einer Vielzahl von Slotkarten bzw. Erweiterungsbaugruppen vorgesehen, wobei diese Baugruppen in eine im Einbaurahmen angeordnete Trägerplatine gesteckt sind. Diese Trägerplatine weist einen Stecker auf, wobei für den Fall, dass der Einbaurahmen in das Gehäuse des Industrie-PC eingebaut ist, die Trägerplatine über geeignete Kontaktierungsmittel mit einer Grundplatine des Industrie-PC elektrisch verbunden ist.
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Der Ausbau eines modularen Gerätes mit hoher Funktionalität, z. B. eines Rechners im Industrieformfaktor 2 Höheneinheiten (2HE) mit 4 Stück Standard-PC-Erweiterungsbaugruppen (Slotkarten), stellt hohe Anforderungen an Kompaktheit und Ausnutzung des vorhandenen Raumes. Die Erweiterungsbaugruppen müssen sehr dicht zusammengerückt angeordnet werden.
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Die Formfaktoren der Erweiterungsbaugruppen einschließlich zulässiger Bereiche für Bauelemente durch den PC-Standard sind durch Normen genau vorgegeben und müssen für die Betriebssicherheit genau eingehalten werden, um Kollisionen der Bauelemente zu vermeiden.
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Hat die Grundplatine eine hohe Anzahl über Steckverbinder herauszuführender Schnittstellen, wird der für Erweiterungsbaugruppen zur Verfügung stehende Bauraum zusätzlich eingeschränkt.
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Die Bestückung mit Erweiterungsbaugruppen und deren Tausch im Wartungsfall soll so einfach und sicher wie möglich und mit hoher Wiederholgenauigkeit erfolgen.
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In einem PC mit 2HE Formfaktor können Erweiterungsbaugruppen nach PC-Standard beispielsweise nur liegend zur Grundfläche des Gerätes untergebracht werden, da die Baugruppen höher als die Gerätehöhe sind.
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Für einen Baugruppentausch muss trotzdem genügend Weg zum Ausrücken der Platinen aus den Direktsteckern verfügbar sein.
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Während des Transports und des Betriebs muss die Position jedoch sicher vor äußeren Einflüssen wie Schock/Vibration sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung der Baugruppe eingehalten werden.
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Äußere Einflüsse wie Schocks und Vibrationen bedingen eine dynamische Belastung der Erweiterungsbaugruppen, die bei nicht ausreichender Dämpfung oder Abstützung zu Bewegungen quer oder längs der Achse führen können.
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Eine Erweiterungsbaugruppe wird dabei in senkrechter Richtung in die Erweiterungssteckplätze der Trägerplatinen gesteckt. Dabei kann der Aufbau so angeordnet sein, dass die Erweiterungsbaugruppe auch liegt. Dadurch hat die Erweiterungsbaugruppe aufgrund des Spiels im Steckverbinder die Neigung, am vom Steckplatz weggewandten Ende der Schwerkraft zu folgen und nach unten zu hängen.
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Dabei können Erweiterungsbaugruppen zur Erhöhung der Kompaktheit auch links und rechts bzw. je nach Geräteeinbaulage auch ober- und unterhalb der Trägerplatinen angeordnet sein, d. h., eine Erweiterungskarte kann ggf. auch in Richtung der Schwerkraft hängend eingebaut sein.
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In dem Siemens-Katalog ST PC, Ausgabe 11/2008, Seiten 3/12 bis 3/15 ist vorgesehen, die Fixierung der Erweiterungskarten über einen auf der Busbaugruppe angeordneten, dort im Fußpunkt angeschraubten Bügel, der die Druckkraft aufnehmen kann, und eine über eine mittels Federzunge gehemmte, verschiebliche Kunststoffzunge zu bewirken.
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Sie lässt sich damit nur in eine Richtung, nämlich zur Baugruppe hin verschieben. Der einmal aufgebaute Druck wird somit beibehalten. Zur besseren Fixierung ist die Baugruppe an der Spitze in Richtung Leiterplatte gekerbt.
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Der Rand der Leiterplatte legt sich beim Hineinschieben der Kunststoffzunge in diese Kerbe und ist somit oben und auch seitlich fixiert. Übermäßige Auslenkung bei Vibrationen quer zur Leiterplatte wird dadurch ebenso vermieden.
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Das Lösen der Fixierung erfordert somit den aufwändigen Ausbau dieses Bügels. Das Einbauen dieses Bügels ist hakelig, Spezialschrauben (gerändelt) können herunterfallen und verloren gehen, der Bügel muss genau positioniert und während des Anschraubens von Hand vor dem Verdrehen fixiert werden. Der Anwender kommt dabei mit Elektronikbaugruppen in Kontakt, durch welche die Schrauben durchgeschoben werden müssen. Eine Demontage wäre daher nur vom Fachmann durchzuführen.
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Der Aufbau kann wegen der Verschraubung im Fußpunkt nur für eine einseitig bestückte Busbaugruppe verwendet werden.
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Ein spiegelbildlicher Aufbau ist nicht oder nur schwer möglich, da die Verschraubung im Fußpunkt durch die Bauelemente der sich gegenüberliegenden Baugruppen versperrt wird.
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Die Fixierung sehr niedriger Baugruppen ist nicht sicher möglich, da die Kunststoffzunge je länger sie ist, umso instabiler gegen Verbiegung wird und seitlich ausweichen kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile in einem Einbaurahmen der eingangs genannten Art zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
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Im Folgenden wird Bezug genommen auf die 1 bis 5.
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Die Erweiterungssteckkarten sind dabei vor unzulässigem Herausfallen durch Schock und/oder Vibration durch eine spezielle, vom Anwender leicht zu schließende und wieder zu öffnende Niederhaltervorrichtung in Form einer klappbaren Schiene geschützt (siehe insbesondere Bezugszeichen 3.1).
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Es ist vorgesehen, über einen Abstandshalter gleichzeitig einen festen Abstand zweier oder bei entsprechender Ausführung mehrerer benachbarter Erweiterungskarten einzustellen. Es wird damit verhindert, dass parallel liegende Erweiterungskarten den Abstand zueinander unzulässig verringern und dabei Bauelemente kollidieren bzw. zerstört werden können oder dass eine einzelne Erweiterungskarte der Schwerkraft folgt und die Kontakte im Fußpunkt unzulässig belastet. Der Abstand ist definiert durch den Abstand der Durchbrüche im Abstandshalter. Durch diese Schlitze können Kunststoffzungen gesteckt werden, die als Druckstange zum Einklemmen der Erweiterungssteckkarten dienen (siehe insbesondere Bezugszeichen 3.2).
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Diese Niederhaltervorrichtung ist zur einfacheren Montage/Demontage über ein Scharnier klappbar und dadurch beim Öffnen nicht verlierbar. Durch den Klappvorgang wird auch das Entfernen der Fixierung erleichtert. Durch Aufklappen wird hierbei die Kunststoffzunge frei zugänglich und kann ohne weitere Demontage des Aufbaus wieder herausgezogen werden (siehe insbesondere Bezugszeichen 3.3).
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Die Achsen des Scharniers können fest angebracht sein, aus Schrauben bestehen oder mit werkzeuglos montierbaren Kunststoffnieten ausgeführt sein. Die letzten beiden Lösungen bieten den Vorteil, die Niederhalterschiene auch problemlos komplett zu entfernen, falls sie bei der Baugruppenmontage im Weg sein sollte (siehe insbesondere Bezugszeichen 3.4).
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Für die Befestigung der Niederhaltervorrichtung genügt jeweils eine Schraube, um den Schwenkbügel mit dem Rahmen zu verbinden und die Konstruktion zu schließen.
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Mit dieser Standardschraube, die z. B. in einem Standard-PC direkt der Slotblechbefestigung dient, werden gleichzeitig der Schwenkbügel und das darunterliegende Slotblech befestigt.
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Dies erspart Montageaufwand in der Fertigung.
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Nach der Verschraubung entsteht ein selbsttragender Aufbau, der es ermöglicht, die Erweiterungsbaugruppen modular zu handhaben (siehe insbesondere Bezugszeichen 3.5).
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Die Niederhaltervorrichtung kann mehrfach in einem System vorhanden sein. Dabei können sich zwei Anordnungen auch spiegelbildlich gegenüberliegen (siehe insbesondere Bezugszeichen 3.6).
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Im Speziellen funktioniert sie dann auch seitenunabhängig für jedes Segment einer Baugruppen-Anordnung, wo sich zwei Gruppen von Erweiterungskarten durch einen Mittelträger getrennt gegenüberliegen können. Baugruppen des einen Segments können fixiert und verriegelt bleiben, während aus dem anderen Segment Baugruppen für die andere Seite gefahrlos entnommen werden können. Öffnen und Schließen ist unabhängig voneinander möglich (siehe insbesondere Bezugszeichen 3.7).
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Die Fixierung sehr niedriger Baugruppen wird durch eine werkzeuglos montierbare und ebenso bei Bedarf wieder entfernbare Stützbrücke stabil ermöglicht. Diese Stützbrücke fasst die Kunststoffzunge an einem der Baugruppe näheren Punkt und stabilisiert diese so, dass ein seitliches Ausweichen verhindert wird. Sie kann dem Gerät als Zubehör beigelegt werden und so den Ausbau mit niedrigeren Baugruppen auch zu einem späteren Zeitpunkt einfach ermöglichen (siehe insbesondere Bezugszeichen 3.8).
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Durch die einfache Entnahme- und Verschließmöglichkeit der Klappverriegelung des Kartenniederhalters ist eine Reparatur oder Umrüstung des Moduls in kurzer Zeit möglich und reduziert so Stillstandszeiten und damit Kosten einer Anlage.
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Werden identische oder mechanisch gleiche Baugruppen eingebaut, wird die erneute Niederhaltung und Verriegelung der eingebauten Karten einfach durch Zuklappen und Verschrauben ohne neue Justage wiederholbar hergestellt. Die Niederhalter-Kunststoffzunge braucht dabei nicht entnommen werden und bleibt an ihrem Platz. Diese Wiederholgenauigkeit ermöglicht eine weitere Zeitersparnis.
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Eine einfache Skalierbarkeit der Erweiterbarkeit eines Rechnersystems ermöglicht es, ein kosten- und funktional optimiertes System zu erstellen.
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Durch den selbsttragenden Aufbau des geschlossenen Rahmens lassen sich vorkonfigurierte Module außerhalb des Rechners für einen schnellen, kompletten Tausch lagern.
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Durch sichere Fixierung der Erweiterungsbaugruppen in den Steckplätzen wird die Betriebssicherheit erhöht.
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Auch ohne größere Fachkenntnisse ist eine gute Handhabbarkeit gegeben.
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Wird eine mechanisch andere Baugruppe eingebaut, genügt der Tausch der verschiebbaren Kunststoffzunge gegen eine neue, um die Höhe anzupassen und erneut zu fixieren.
