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Die Erfindung betrifft eine Halterung für ein elektrisches Bauelement, insbesondere für einen Elektrolytkondensator, mit einem Befestigungselement zur Festlegung der Halterung und mit einer einen Aufnahmeraum umgebenden und eine Innenseite aufweisenden Ringwand zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Bauelements.
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Stand der Technik
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Aus der
JP 08064457 A ist eine Halterung mit einem Haltering bekannt, an dessen Innenseite mehrere, zueinander beabstandete Federarme vorgesehen sind, die in das Innere des Halterings ragen. Wird der Haltering auf einen Elektrolytkondensator aufgesteckt, so werden die Federarme durch den Elektrolytkondensator seitlich federnd weggebogen und der Elektrolytkondensator durch die an ihm anliegenden Federarme in dem Haltering gehalten. Ferner ist an dem Haltering ein Steg ausgebildet, der zur Festlegung des Halterings dient. Die Federarme ermöglichen ein leichtes Aufstecken der Halterung auf den Elektrolytkondensator und die Verwendung der Halterung für Elektrolytkondensatoren, deren Außenkonturen innerhalb eines Fertigungstoleranzbereichs liegen. Jedoch wird mittels der Federarme keine sehr feste Fixierung des Elektrolytkondensators in dem Haltering erzielt, da sie beispielsweise eine durch Vibrationen verursachte Kippbewegung des Elektrolytkondensators relativ zum Haltering zulassen. Außerdem ist der aufwendige Aufbau der Halterung mit hohen Herstellungskosten verbunden.
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Aus der
DE 10 2008 033 205 A1 ist eine Halterung bekannt, die einen Hohlzylinder zum Einsetzen eines elektronischen Bauelements, insbesondere eines Elektrolytkondensators, aufweist. Der im Querschnitt kreisförmige Hohlzylinder besteht aus zwei sich gegenüberliegenden Mantelwandumfangsabschnitten, die im Querschnitt jeweils halbkreisförmig sind. Jeder Mantelwandumfangsabschnitt besteht aus halbkreisförmigen Rippen, die durch halbkreisförmige Freiräume zueinander beabstandet sind. Die Mantelwandumfangsabschnitte sind versetzt zueinander angeordnet, sodass eine Rippe des einen Mantelwandumfangsabschnitts stets mit einem Freiraum des anderen Mantelwandumfangsabschnitts fluchtet. An der Innenseite der Rippen sind sich in Längsrichtung des Hohlzylinders erstreckende, starre Vorsprünge derart ausgebildet, dass sie – im eingesetzten Zustand des Bauelements – an der Umfangswand des Bauelements anliegen und dieses klemmend halten. Am Hohlzylinder zueinander beabstandet angeordnete Befestigungsfüße dienen der Befestigung der Halterung an einem Träger. Nachteilig an der bekannten Halterung ist, dass sie nur für Bauelemente eingesetzt werden kann, die eine an einen durch die Vorsprünge festgelegten Klemmabstand mit enger Toleranz angepasste Außenkontur aufweisen, um die gewünschte Klemmwirkung zu erzielen. Ferner sind relativ hohe Kräfte zum Aufstecken der Halterung erforderlich. Auch ist die Herstellung der Halterung aufgrund ihrer komplexen Form mit hohen Kosten verbunden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Halterung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist dagegen den Vorteil auf, dass sie kostengünstig hergestellt werden kann und eine sichere Fixierung eines elektrischen Bauelements unabhängig von möglichen Fertigungstoleranzen ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem zur Klemmbeaufschlagung des Bauelements zumindest ein Umfangsabschnitt der Ringwand elastisch verformbar ausgebildet ist und die unbestückte Halterung einen derartigen Umfangsverlauf der Ringwand aufweist, dass der Umfangsabschnitt zumindest teilweise von der Projektion der Querschnittsfläche des gedacht in den Aufnahmeraum eingesetzten Bauelements geschnitten wird, wobei die den Aufnahmeraum begrenzende Innenseite der Ringwand vorsprungsfrei ausgebildet ist. Soll die Halterung, insbesondere die Ringwand, auf das Bauelement aufgesteckt beziehungsweise das Bauelement in den Aufnahmeraum eingesetzt werden, so erfolgt aufgrund des Umfangsverlaufs der Ringwand zumindest eine bereichsweise Verformung von dieser. Da im nicht eingesetzten Zustand des Bauelements die Projektion der Querschnittsfläche des Bauelements den Umfangsabschnitt zumindest teilweise schneidet, verformt sich beim Aufstecken der Umfangsabschnitt zumindest teilweise. Dies geschieht durch einen Bereich der Außenseite des Bauelements, der an der Innenseite der Ringwand im Umfangsabschnitt anliegt und diese nach außen drückt, sodass die von der Ringwand eingeschlossene Querschnittsfläche vergrößert wird, um das Bauelement klemmend aufzunehmen. Aufgrund der Elastizitätseigenschaft des Umfangsabschnitts, versucht sich dieser wieder in seine ursprüngliche Form, das heißt die Form im nicht aufgesteckten Zustand der Ringwand, zurückzuverformen. Da dies aufgrund des im Aufnahmeraum befindlichen Bauelements nicht möglich ist, übt der Umfangsabschnitt eine in Richtung des Inneren der Ringwand wirkende Kraft auf das Bauelement aus. Folglich wird das Bauelement sicher, insbesondere nicht verkippbar, in der Ringwand, und somit in der Halterung, fixiert.
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Durch den elastisch verformbaren Umfangsabschnitt der Ringwand kann die Halterung für Bauelemente verwendet werden, deren Querschnittsflächen, insbesondere deren Durchmesser, innerhalb eines relativ großen Fertigungstoleranzbereichs liegen. Dabei wird für alle derartigen Bauelemente, also unabhängig von Fertigungstoleranzen, eine sichere Fixierung in der Ringwand erzielt, da durch die Verformung des Umfangsabschnitts stets eine auf das Bauelement wirkende und dieses fixierende Kraft ausgeübt wird. Ferner wird durch die elastische Ausbildung des Umfangsabschnitts ein leichtes, kraftarmes Aufstecken der Ringwand auf das Bauelement beziehungsweise Einsetzen des Bauelements in die Ringwand ermöglicht. Aufgrund der vorsprungsfrei, das heißt glatt, ausgebildeten Innenseite der Ringwand wird die durch den Umfangsabschnitt ausgeübte Kraft auf eine verhältnismäßig große Außenfläche des Bauelements verteilt, wodurch – im Gegensatz zu einer im Wesentlichen punktuell wirkenden Kraft – vorteilhafterweise ein geringerer Druck auf das Bauelement ausgeübt wird. Da keine beschädigungsanfälligen Elemente zur Fixierung des Bauelements nötig sind, ist eine langfristige Fixierung des Bauelements in der Halterung sichergestellt. Die Halterung, insbesondere die Ringwand, deren Innenseite glatt und ohne zusätzliche, der Fixierung dienende Elemente ausgebildet ist, weist eine äußerst einfache Bauform auf. Dadurch lässt sich die Halterung, insbesondere in einem Spritzverfahren, kostengünstig herstellen. Vorzugsweise ist das Bauelement auf einer Leiterplatte eines elektronischen Geräts angeordnet. Durch die sichere Fixierung des Bauelements mittels der Halterung auf der Leiterplatte führen Vibrationen, die beispielsweise von dem Gerät erzeugt werden, nicht zu unvorteilhaften Belastungen von Lötbeinen beziehungsweise Lötstellen, die das Bauelement elektrisch mit der Leiterplatte verbinden. Folglich werden Defekte der elektrischen Verbindung zwischen dem Bauelement und der Leiterplatte und daraus resultierende Defekte des Geräts verhindert.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Umfangsabschnitt in radialer Richtung der Ringwand elastisch verformbar ist. Wird die Ringwand auf das Bauelement aufgesteckt beziehungsweise das Bauelement in den Aufnahmeraum eingesetzt, so wird der Umfangsabschnitt radial nach außen verformt. Aufgrund der Elastizität des Umfangsabschnitts wird insofern eine auf das Bauelement wirkende Kraft erzeugt, die radial nach innen weist und das Bauelement in dem Aufnahmeraum fixiert.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Ringwand in zumindest einem Umfangsbereich kreisbogenförmig verlaufend und der Umfangsabschnitt sekantenförmig verlaufend ausgebildet ist. Bevorzugt verläuft die Ringwand überall außerhalb des sekantenförmigen Umfangsabschnitts kreisbogenförmig. Sofern mehrere Umfangsabschnitte vorgesehen sind, liegt zwischen jeweils zwei benachbarten Umfangsabschnitten ein kreisbogenförmig verlaufender Umfangsbereich. Vorteilhafterweise ist die Querschnittsfläche des Bauelements kreisförmig ausgebildet, wobei vorzugsweise deren Radius geringfügig kleiner als der Radius der Innenwand der Ringwand in ihrem kreisbogenförmigen Umfangsbereich ist. Dadurch lässt sich die Ringwand einfach und unter Verformung des sekantenförmigen Umfangsabschnitts in radialer Richtung auf das Bauelement aufstecken beziehungsweise das Bauelement in die Ringwand einsetzen.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wandstärke der Ringwand in dem Umfangsabschnitt geringer als die Wandstärke der übrigen Ringwand, insbesondere in dem Umfangsbereich, ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass der Umfangsabschnitt dünner ausgebildet ist als die übrige Ringwand, wodurch die elastische Verformbarkeit des Umfangsabschnitts erzielt wird. Vorzugsweise ist die Wandstärke der übrigen Ringwand derart hoch gewählt, dass die Ringwand in diesem Bereich bei den infolge des Aufsteckens der Ringwand beziehungsweise des Einsetzens des Bauelements auftretenden Kräften unverformbar, das heißt starr, oder weniger verformbar als im Umfangsabschnitt, das heißt relativ starr, ausgebildet ist. Die durch den Umfangsabschnitt erzeugte Kraft wirkt in Richtung des starren Umfangsbereichs, d. h. sie drückt das Bauelement gegen den Umfangsbereich, wodurch eine sichere Fixierung des Bauelements erreicht wird.
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Es ist von Vorteil, wenn das Befestigungselement an dem Umfangsbereich der Ringwand angeordnet oder ausgebildet ist. Das Befestigungselement ist vorzugsweise an der Ringwand befestigt oder einstückig mit der Ringwand ausgebildet. Das Befestigungselement ist an dem starr beziehungsweise relativ starr ausgebildeten Umfangsbereich der Ringwand, insbesondere an deren Außenseite und/oder Stirnseite, vorgesehen. Dadurch wird das der Festlegung der Halterung dienende Befestigungselement von dem der Fixierung des Bauelements in der Ringwand dienenden Umfangsabschnitt räumlich getrennt, wodurch vorteilhafterweise keine negative Wechselwirkung zwischen diesen auftritt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ringwand mindestens zwei – vorzugsweise genau zwei – beabstandet zueinander liegende, elastisch verformbare Umfangsabschnitte aufweist. Durch das Vorsehen von mehreren Umfangsabschnitten wirken auf das Bauelement fixierende Kräfte aus unterschiedlichen, insbesondere radialen, Richtungen, wodurch eine besonders sichere Fixierung des Bauelements in dem Aufnahmeraum realisiert wird. Vorzugsweise wirkt die resultierende Kraft, also die Summe der durch die verschiedenen Umfangabschnitte erzeugten Kräfte, in Richtung eines Umfangsbereichs. Effektiv wird das Bauelement also durch die Umfangsabschnitte gegen den Umfangsbereich gepresst und aufgrund von dessen Unverformbarkeit in dieser Position fixiert.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Umfangsabschnitte unter einem zwischen 60° und 120° liegenden Winkel, vorzugsweise unter einem 90°-Winkel, zueinander verlaufen. Besonders bevorzugt sind zwei Umfangsabschnitte vorgesehen, die einen derartigen Winkel einschließen. Die durch die Umfangsabschnitte auf das Bauelement wirkenden Kräfte schließen ebenfalls den zwischen 60° und 120° liegenden Winkel, vorzugsweise den 90°-Winkel, ein.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Befestigungselement zwischen den Umfangsabschnitten, insbesondere mittig zwischen diesen, an dem Umfangsbereich der Ringwand angeordnet oder ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die durch die Umfangsabschnitte erzeugte resultierende Kraft in Richtung des an dem Umfangsbereich angeordneten oder ausgebildeten Befestigungselements. Durch das Befestigungselement ist der Umfangsbereich dort besonders starr, sodass sichergestellt ist, dass durch die resultierende Kraft keine unerwünschte Verformung des Umfangsbereichs erfolgt.
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Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die Ringwand, insbesondere die gesamte Halterung, aus einem Kunststoff, vorzugsweise Polyamid oder Polycarbonat, besteht. Vorzugsweise wird die Ringwand, insbesondere die gesamte Halterung, in einem Spritzverfahren hergestellt. Dadurch lässt sich die Wandstärke in dem Umfangsabschnitt der Ringwand im Herstellungsprozess auf einfache Weise geringer ausbilden. Ferner ist durch die Materialwahl sichergestellt, dass die Ringwand eine gewisse Elastizität aufweist, sodass bei einer Verformung des Umfangsabschnitts eine in die der Verformung entgegengesetzte Richtung wirkende Kraft erzeugt wird.
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Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, und zwar zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer mit einem Elektrolytkondensator bestückten Halterung,
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2 eine Draufsicht auf die unbestückte Halterung,
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3 eine Schnittansicht der bestückten Halterung entlang der Linie A-A in 2,
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4 einen Ausschnitt der unbestückten Halterung gemäß 2,
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5 einen Ausschnitt gemäß 4 der bestückten Halterung, und
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6 eine Detailansicht eines der Festlegung der Halterung dienenden Elements.
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Die 1 zeigt eine Halterung 1, die eine Ringwand 2 und ein Befestigungselement 3 aufweist. Die Halterung 1 ist zur Fixierung eines auf einer Leiterplatte 4 angeordneten Bauelements 5, das als Elektrolytkondensator 6 ausgebildet ist, mit ihrer Ringwand 2 auf dieses aufgesteckt. Mittels des Befestigungselements 3 ist die Halterung 1 an einer Halteplatte 7 befestigt.
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Die Ringwand 2 der Halterung 1 weist eine glatt, das heißt vorsprungsfrei, ausgebildete Innenseite 8 auf. Die Innenseite 8 begrenzt einen Aufnahmeraum 10 der Halterung 1, in den das Bauelement 5 einsetzbar ist beziehungsweise in den das Bauelement 5 eintritt, wenn die Halterung 1 auf das Bauelement 5 aufgesteckt wird. Die Ringwand 2 weist außerdem zwei zueinander beabstandete Umfangsabschnitte 11 und 12 auf, die – in Draufsicht auf die Halterung 1 gemäß 2 – sekantenförmig, das heißt geradlinig, ausgebildet sind. Die Umfangsabschnitte 11 und 12 verlaufen derart, dass sie einen Winkel α einschließen, der vorliegend 90° beträgt. Die übrige Ringwand 2 bildet zwei, jeweils zwischen den Umfangsabschnitten 11 und 12 liegende Umfangsbereiche 13 und 14 aus, in denen die Ringwand 2, insbesondere deren Innenseite 8, kreisbogenförmig verläuft. Die Wandstärke der Ringwand 2 ist in den Umfangsabschnitten 11 und 12 dünner als in den Umfangsbereichen 13 und 14. Dadurch wird bei einer gewissen Kraftbeaufschlagung der Ringwand 2 in radiale Richtung eine elastische Verformung der Umfangsabschnitte 11 und 12 erzielt, während sich die Umfangsbereiche 13 und 14 bei der gleichen Kraftbeaufschlagung nicht beziehungsweise kaum verformen und insofern im Wesentlichen starr sind. Vorzugsweise nimmt die Wandstärke am Übergang von einem Umfangsabschnitt 11, 12 zu einem Umfangsbereich 13, 14 jeweils kontinuierlich zu.
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Das Befestigungselement 3 ist an einer Außenseite 9 der Ringwand 2 ausgebildet beziehungsweise angeordnet und erstreckt sich über eine Stirnseite 22 der Ringwand 2 hinaus. Es ist am Umfangsbereich 14 vorgesehen und weist den gleichen Abstand zu den Umfangsabschnitten 11 und 12 auf. Das Befestigungselement 3 ist als Aufsteckelement 15 ausgebildet, das auf eine an der Halteplatte 7 vorgesehene Lasche 16 aufsteckbar ist. Das Aufsteckelement 15 ist quaderförmig ausgebildet und weist eine offene Seite 20 auf. An einer Innenseite 15’ des Aufsteckelements 15 ist ein Längssteg 17 vorgesehen, auf dem eine Rastnase 18 ausgebildet ist. Die Rastnase 18 ist bevorzugt halbkugelförmig oder kalottenförmig ausgebildet.
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Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Halteplatte 7 um eine Blechwand, beispielsweise von einem Gehäuse, und bei der Lasche 16 um eine aus der Blechwand geschnittene und durch Biegung geformte Blechlasche, wie sie in 6 dargestellt ist. Die Lasche 16 weist eine Öffnung 19 auf, in die die Rastnase 18 einrasten kann. Aufgrund der Ausbildung aus Blech weist die Lasche eine gewisse Elastizität auf, die das Ein- und Ausrasten der Rastnase 18 ermöglicht. Bevorzugt sind die Stirnseite 20 des Aufsteckelements 15 und die Stirnseite 21 der Lasche 16 angefast ausgebildet, um ein Aufstecken des Aufsteckelements 15 auf die Lasche 16 zu erleichtern.
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Die Stirnseite 22 der Ringwand 2 verläuft relativ zu einer Längsachse 24 der Halterung 1 rechtwinklig. Die dieser gegenüberliegende Stirnseite 23 der Ringwand 2 verläuft schräg relativ zur Längsachse 24 und ist vorteilhafterweise angefast ausgebildet, um ein Aufstecken der Halterung 1 auf das Bauelement 5 zu erleichtern. Vorzugsweise beträgt die Längserstreckung der Ringwand 2 etwa 20 bis 50% der Längserstreckung des Bauelements 5.
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Das als Elektrolytkondensator 6 ausgebildete Bauelement 5 ist kreiszylinderförmig ausgebildet. In 3 ist zu erkennen, dass der Elektrolytkondensator 6 an seiner einen Stirnseite 25 zwei elektrische Anschlüsse 26 und 27, beispielsweise Lötbeine, aufweist, die in jeweils eine Öffnung 28, 29 der Leiterplatte 4 eingesteckt sind. Bei den Öffnungen 28 und 29 handelt es sich vorzugsweise um metallisierte Bohrungen, um eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Elektrolytkondensator 6 und Leiterbahnen der Leiterplatte 4 herzustellen. Das Aufstecken der Ringwand 2 auf den Elektrolytkondensator 6 erfolgt vorzugsweise im Bereich der der Stirnseite 25 gegenüberliegenden Stirnseite 25’.
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In den 4 und 5 ist der in der 2 durch einen strichpunktierten Kreis gekennzeichnete Bereich vergrößert dargestellt. Die 4 und 5 zeigen jeweils den Bereich der Ringwand 2, in dem der Umfangsabschnitt 11 zu erkennen ist. In der 4 ist dieser Bereich der unbestückten Halterung 1 dargestellt, wobei jedoch die Außenkontur der Querschnittsfläche des gedacht in die Halterung 1 eingesetzten Bauelements 5 ebenfalls eingezeichnet ist. Dabei ist zu erkennen, dass die Querschnittsfläche des Bauelements 5 die Ringwand teilweise innerhalb des Umfangsabschnitts 11 schneidet. Die 5 hingegen zeigt den Bereich der bestückten Halterung 1. Es ist ersichtlich, dass die Außenseite 5’ des Bauelements 5 an der Innenseite 8 der Ringwand 2 infolge einer radialen Verformung des Umfangsabschnitts 22 bereichsweise anliegt. Aufgrund der Elastizität versucht der Umfangsabschnitt 11 in seine ursprüngliche Form gemäß 4 zurückzukehren und übt dadurch eine Kraft auf das Bauelement 5 aus.
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Vorzugsweise besteht die Halterung 1 aus einem Kunststoff, insbesondere Polyamid oder Polycarbonat. Bevorzugt wird die Halterung 1, insbesondere die Ringwand 2, einstückig in einem Spritzverfahren hergestellt.
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Es ergibt sich folgende Funktion der Halterung 1: Zur Fixierung des auf der Leiterplatte 4 angeordneten Elektrolytkondensators 6 wird die Halterung 1 in Richtung des in 1 dargestellten Pfeils 30 mit ihrer Ringwand 2 auf den Elektrolytkondensator 6 aufgesteckt. Das Aufstecken wird durch die schräg ausgebildete Stirnseite 23 der Ringwand 2 erleichtert, da es zunächst zu einer Punktberührung zwischen der Ringwand 2 und dem Elektrolytkondensator 6 kommt und von dort ausgehend zu einer ansteigenden Linienberührung. Dadurch wird die erforderliche Aufsteckkraft im Gegensatz zu einer Ringwand mit parallel verlaufenden Stirnseiten 22 und 23 verringert und somit der Aufsteckvorgang erleichtert. Aufgrund des Umfangsverlaufs der Ringwand 2 und der Querschnittskontur des Elektrolytkondensators 6, wird die Ringwand 2 beim Aufstecken in ihren Umfangsabschnitten 11 und 12 durch den Elektrolytkondensator 6 radial nach außen verformt. Durch die Elastizität der Umfangsabschnitte 11 und 12 wird durch die Umfangsabschnitte 11 und 12 jeweils eine radial nach innen, in Richtung der Längsachse 24 wirkende Kraft auf den Elektrolytkondensator 6 ausgeübt, die in der 2 durch die Pfeile 31 und 32 gekennzeichnet sind. Die Summe dieser Kräfte, d. h. die resultierende Kraft, ist durch den Pfeil 33 dargestellt, die vorteilhafterweise in Richtung des am Umfangsbereich 14 angeordneten/ausgebildeten Aufsteckelements 15 wirkt.
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Gleichzeitig mit dem Aufstecken der Ringwand 2 auf den Elektrolytkondensator 6 erfolgt auch die Befestigung der Halterung 1 an der Halteplatte 7, indem das Aufsteckelement 15 auf die Lasche 16 aufgesteckt wird. Die Halterung 1 wird derart weit auf den Elektrolytkondensator in Richtung des Pfeils 30 geschoben, bis die Rastnase 18 des Aufsteckelements 15 in die Öffnung 19 der Lasche 16 der Halteplatte 7 einrastet und somit eine Endposition der Halterung 1 erreicht ist.
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Durch die Halterung 1 wird also eine kraftschlüssige Fixierung des Bauelements 5, insbesondere des Elektrolytkondensator 6, in der Ringwand 2 der Halterung 1 erzielt und gleichzeitig eine räumliche Festlegung der Halterung 1 mittels des Befestigungselements 3 an der Halteplatte 7. Vorzugsweise weist die Halterung 1 nur eine Ringwand 2 auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 08064457 A [0002]
- DE 102008033205 A1 [0003]
