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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Montagerahmen für ein elektronisches Gerät, auf ein elektronisches Gerät und auf ein Verfahren zum Zusammenfügen eines elektronischen Geräts. Ein Beispiel für das elektronische Gerät kann ein Datenverschlüsselungsgerät oder dergleichen sein.
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Elektrische Bauteile erzeugen durch ihre Verlustleistung Wärme. Um eine Leistungsfähigkeit solcher Bauteile nicht zu verschlechtern, muss die Wärme abgeleitet bzw. abgeführt werden. Häufig wird die Wärme der Bauteile mittels einer Wärmeleitpaste oder mittels Wärmeleitpads auf einen zusätzlichen, beispielsweise großflächigen Wärmeträger, wie eine Metallplatte und/oder Leiterplatte geleitet.
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Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung einen verbesserten Montagerahmen für ein elektronisches Gerät, ein verbessertes elektronisches Gerät und ein verbessertes Verfahren zum Zusammenfügen eines elektronischen Geräts, gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Montagerahmen für ein elektronisches Gerät so ausgeformt sein, dass insbesondere sowohl eine Montage einer Leiterplatte sowie einer Wärmeleitplatte an dem Montagerahmen als auch eine Montage einer Anzeigeeinheit bzw. eines Displays auf der Leiterplatte mittels des Montagerahmens ermöglicht ist. Dabei bildet insbesondere ein Abschnitt des Montagerahmens einen Teil einer Sichtfläche des elektronischen Geräts. Somit ist der Montagerahmen als Montagebasis und Sichtteil ausgeformt. Der Montagerahmen kann konstruktiv so gestaltet sein, dass beispielsweise auch weitere Funktionen integriert werden können, wie z. B. eine Wärmeabfuhr von der Leiterplatte bzw. der Wärmeleitplatte in den Montagerahmen und an eine Umgebung. Somit kann der Montagerahmen als kombiniertes Bauteil mehrere Funktionen erfüllen.
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Vorteilhafterweise können zum Beispiel mehrere Funktionen in einem Bauteil, dem Montagerahmen, zusammengefasst werden. So können insbesondere eine Leiterplatte, eine Wärmeleitplatte und ein Display bzw. eine Anzeigeeinheit mittels des Montagerahmens präzise ausgerichtet und an diesem stabil montiert werden. Somit stellt der Montagerahmen ein stabiles Bauteil als Montagebasis für Komponenten des elektronischen Geräts dar. Da elektrische Bauteile durch ihre Verlustleistung Wärme erzeugen, kann beispielsweise durch eine zusätzlich in dem Montagerahmen integrierte Funktion der Ableitung der Wärme ferner die Leistungsfähigkeit solcher Bauteile beibehalten bzw. gesteigert werden. Eine Wärmeabfuhrwirkung mittels des Montagerahmens wird insbesondere durch die Teilhabe des Montagerahmens an einer Außenwand des elektronischen Geräts verbessert.
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Die vorliegende Erfindung schafft einen Montagerahmen für ein elektronisches Gerät, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagerahmen einen Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen zumindest eines Teils einer Anzeigeeinheit des Geräts, einen Halteabschnitt zum Halten einer Leiterplatte des Geräts, wobei die Leiterplatte eine elektrische Schaltung aufweist, einen Trageabschnitt zum Tragen einer Wärmeleitplatte zur Wärmeableitung von der elektrischen Schaltung der Leiterplatte, zumindest einen Anbringungsabschnitt zum Anbringen eines Gehäuseteils des Geräts und einen zumindest teilweise umlaufenden Außenwandabschnitt zum Ausbilden eines Teils einer Außenwand des Geräts aufweist.
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Bei dem elektronischen Gerät kann es sich beispielsweise um ein Datenverschlüsselungsgerät oder dergleichen handeln, das zur Erzeugung und gegebenenfalls Speicherung von verschlüsselten Daten dient. Der Montagerahmen kann einstückig ausgeformt sein. Der Montagerahmen kann ausgebildet sein, um die Anzeigeeinheit, die Leiterplatte und/oder die Wärmeleitplatte zu befestigen bzw. fixieren. Der Montagerahmen kann ausgebildet sein, um beispielsweise einen Schutz vor mechanischer Belastung für die Anzeigeeinheit, die Leiterplatte und/oder die Wärmeleitplatte zu bewirken. Bei der Anzeigeeinheit kann es sich um eine Bildschirmeinheit, eine Displayeinheit oder dergleichen handeln. Die Anzeigeeinheit kann mit der Leiterplatte elektrisch verbindbar sein. Elektrische Anschlüsse der Anzeigeeinheit können mit elektrischen Anschlüssen der Leiterplatte verbindbar sein. Die Anzeigeeinheit kann mit der Leiterplatte lösbar verbunden werden. Der Aufnahmeabschnitt kann ausgebildet sein, um eine Ausrichtung der Anzeigeeinheit bezüglich der Leiterplatte zu bewirken, wenn die Anzeigeeinheit zumindest teilweise in dem Aufnahmeabschnitt aufgenommen ist. Die Anzeigeeinheit kann in dem Aufnahmeabschnitt hinsichtlich zumindest zweier Raumachsen fixiert angeordnet bzw. positioniert sein, wenn die Anzeigeeinheit zumindest teilweise in dem Aufnahmeabschnitt aufgenommen ist. Insbesondere kann die Anzeigeeinheit in einem in dem Aufnahmeabschnitt aufgenommenen Zustand mit der Leiterplatte elektrisch verbunden sein. Der Halteabschnitt kann ausgebildet sein, um die Leiterplatte in einer Halteposition zu befestigen bzw. fixieren. Bei der Leiterplatte kann es sich um eine Schaltungsplatine mit elektrischer Schaltung, Leiterbahnen und Anschlussflächen handeln. Die Leiterplatte kann mehrlagig ausgeführt sein. Auf der Leiterplatte kann die elektrische Schaltung angeordnet sein. Dazu können elektrische Bauelemente in einem Bauelementebereich der Leiterplatte angeordnet sein. Bei den elektrischen Bauelementen kann es sich um Schaltelemente, Logikelemente und weitere geeignete elektrische bzw. elektronische Bauteile handeln. Der Trageabschnitt kann ausgebildet sein, um die Wärmeleitplatte in einer Trageposition zu befestigen bzw. fixieren. Bei der Wärmeleitplatte kann es sich um eine Leiterplatte, eine Leiterplatte mit Metallflächen zur Wärmeleitung, eine Metallplatte oder dergleichen handeln. In dem elektronischen Gerät kann die Wärme beispielsweise mittels sogenannter Wärmeleit-Pads, mittels Wärmeleitpaste oder dergleichen von Bauelementen der elektrischen Schaltung auf eine Leiterplatte mit für die Wärmeableitung ausgebildeten Kupferflächen geleitet werden. Von der Leiterplatte kann beispielsweise auch eine wärmeleitfähige Verbindung zu einer Metallplatte, z. B. einer Aluminiumplatte, erstellt werden. Bei dem Gehäuseteil kann es sich beispielsweise um ein einstückig gebildetes Formteil handeln. Das Gehäuseteil kann zum Beispiel ein Metallteil oder ein Kunststoffteil sein. Das Gehäuseteil kann beispielsweise eine Abdeckung, Schutzabdeckung oder dergleichen sein. Das Gehäuseteil kann ausgebildet sein, um beispielsweise einen Schutz vor mechanischer Belastung für die Anzeigeeinheit, die Leiterplatte und/oder die Wärmeleitplatte zu bewirken. Das Gehäuseteil kann zum Beispiel Teil eines Gehäuses des elektronischen Geräts sein. Das Gehäuseteil kann eine Innenseite und eine Außenseite aufweisen. Die Außenseite des Gehäuseteils kann einen Teil der Außenwand bzw. einer Außenoberfläche des elektronischen Geräts darstellen. Die Innenseite des Gehäuseteils kann beispielsweise der Leiterplatte oder der Wärmeleitplatte zuwendbar oder zugewandt sein. Das Gehäuseteil kann eine Öffnung aufweisen, die im Bereich des Aufnahmeabschnitts bzw. der Anzeigeeinheit angeordnet ist, wenn das Gehäuseteil an dem Anbringungsabschnitt angebracht ist. Die Öffnung kann ausgebildet sein, um ein Betrachten eines auf der Anzeigeeinheit ausgegebenen Bildes zu ermöglichen, wenn die Anzeigeeinheit und das Gehäuseteil an dem Montagerahmen angeordnet sind. Das Gehäuseteil kann an dem Anbringungsabschnitt abnehmbar angebracht sein. Das Gehäuseteil kann an dem Anbringungsabschnitt kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig angebracht sein. Der Außenwandabschnitt kann einen Teil einer Sichtfläche des elektronischen Geräts ausbilden. Der Außenwandabschnitt kann den Aufnahmeabschnitt, den Halteabschnitt, den Trageabschnitt und/oder den Anbringungsabschnitt umgebend angeordnet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Montagerahmen zumindest einen Wärmeabfuhrabschnitt zum Abführen von Wärme von der Wärmeleitplatte zu dem Außenwandabschnitt aufweisen. Der Wärmeabfuhrabschnitt kann ausgebildet sein, um eine Wärmeabfuhr von dem Trageabschnitt zu dem Außenwandabschnitt zu ermöglichen. An dem Außenwandabschnitt kann eine Abgabe der Wärme an die Umgebung erfolgen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Montagerahmen auch eine Wärmeableitung für Wärme erzeugende Komponenten des elektronischen Geräts, insbesondere für die elektrische Schaltung der Leiterplatte über die Wärmeleitplatte, den Wärmeabfuhrabschnitt und den Außenwandabschnitt, ermöglicht. Somit kann eine Leistungsfähigkeit des elektronischen Geräts verbessert werden.
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Auch kann der Montagerahmen zumindest einen ersten Befestigungsabschnitt zur Aufnahme eines Befestigungsmittels zum Befestigen der Wärmeleitplatte an dem Trageabschnitt des Montagerahmens aufweisen. Zudem kann der Montagerahmen zumindest einen zweiten Befestigungsabschnitt zur Aufnahme eines Befestigungsmittels zum Befestigen der Leiterplatte an dem Halteabschnitt des Montagerahmens aufweisen. Dabei kann der zumindest eine erste Befestigungsabschnitt in Gestalt eines Schraubdoms, einer Durchgangsöffnung oder dergleichen ausgeformt sein und/oder kann der zumindest eine zweite Befestigungsabschnitt in Gestalt eines Schraubdoms, einer Durchgangsöffnung oder dergleichen ausgeformt sein. Insbesondere kann der Montagerahmen eine Mehrzahl von ersten Befestigungsabschnitten und/oder eine Mehrzahl von zweiten Befestigungsabschnitten aufweisen. Bei den Befestigungsmitteln kann es sich beispielsweise um Schrauben, Nieten oder dergleichen handeln. Der zumindest eine erste Befestigungsabschnitt Teil des Wärmeabfuhrabschnitts des Montagerahmens sein. Der Wärmeabfuhrabschnitt kann mindestens den zumindest einen ersten Befestigungsabschnitt aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Wärmeleitplatte und die Leiterplatte sicher an dem Montagerahmen befestigbar sind. Zudem kann der zumindest eine erste Befestigungsabschnitt eine Wärmeabfuhr von der Wärmeleitplatte ermöglichen.
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Hierbei kann in einem an dem Trageabschnitt des Montagerahmens befestigten Zustand der Wärmeleitplatte der zumindest eine erste Befestigungsabschnitt im Bereich einer Wärmeabgabeposition der Wärmeleitplatte angeordnet sein. Dabei kann die Wärmeabgabeposition eine Verschraubungsstelle für das Befestigungsmittel aufweisen. Wenn mehrere Verschraubungsstellen der Wärmeleitplatte vorgesehen sind, kann der Montagerahmen pro Verschraubungsstelle einen ersten Befestigungsabschnitt aufweisen. Die Wärmeleitplatte kann Wärmeleitmittel aufweisen, die eine Wärmeleitung zu der zumindest einen Wärmeabgabeposition bzw. Verschraubungsstelle ermöglichen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Wärmeabfuhr von der Wärmeleitplatte über den zumindest einen ersten Befestigungsabschnitt des Montagerahmens und gegebenenfalls auch über Befestigungsmittel erfolgen kann.
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Insbesondere kann der Montagerahmen einen ersten Anbringungsabschnitt zum Anbringen eines ersten Gehäuseteils des Geräts und einen dem ersten Anbringungsabschnitt gegenüberliegend angeordneten, zweiten Anbringungsabschnitt zum Anbringen eines zweiten Gehäuseteils des Geräts aufweisen. Dabei können in einem an den Anbringungsabschnitten angebrachten Zustand der Gehäuseteile die Wärmeleitplatte, die Leiterplatte und zumindest ein Teil der Anzeigeeinheit zwischen den Gehäuseteilen anordenbar sein. Auch können dabei der Außenwandabschnitt und die Gehäuseteile die Außenwand des Geräts ausbilden. Eines der Gehäuseteile kann dabei die Öffnung zum Betrachten eines auf der Anzeigeeinheit angezeigten Bildes aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass mittels des Montagerahmens, insbesondere des Außenwandabschnitts, zusammen mit den Gehäuseteilen ein stabiles Gehäuse für das elektronische Gerät geschaffen werden kann. Der Montagerahmen fungiert auch als eine stabile Montagebasis für die Gehäuseteile.
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Ferner kann der Montagerahmen aus einem wärmeleitfähigen Material hergestellt sein. Das wärmeleitfähige Material kann ein Metall, insbesondere Aluminium aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Stabilität und gegebenenfalls eine Wärmeableitfunktion des Montagerahmens insgesamt sowie ein optisches Erscheinungsbild des Außenwandabschnitts des Montagerahmens verbessert werden können.
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Auch kann der Montagerahmen aus einem Kunststoff hergestellt sein. Der Kunststoff kann hierbei auch glasfaserverstärkt sein. Der Montagerahmen kann auch teilweise aus einem Kunststoff und teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material hergestellt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Montagerahmen gewichtssparender und kostengünstiger herstellbar ist.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein elektronisches Gerät mit folgenden Merkmalen:
einem vorstehend genannten Montagerahmen;
einer Anzeigeeinheit, wobei zumindest ein Teil der Anzeigeeinheit in dem Aufnahmeabschnitt des Montagerahmens aufgenommen ist;
einer Leiterplatte, die eine elektrische Schaltung aufweist, wobei die Leiterplatte an dem Halteabschnitt des Montagerahmens gehalten ist;
einer Wärmeleitplatte zur Wärmeableitung von der elektrischen Schaltung der Leiterplatte, wobei die Wärmeleitplatte an dem Trageabschnitt des Montagerahmens getragen ist; und
zumindest einem Gehäuseteil, das an dem zumindest einen Anbringungsabschnitt des Montagerahmens angebracht ist.
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In Verbindung mit dem elektronischen Gerät kann der oben beschriebene Montagerahmen vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden. Insbesondere kann der oben beschriebene Montagerahmen in Verbindung mit dem elektronischen Gerät vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden, um die Anzeigeeinheit, die Leiterplatte, die Wärmeleitplatte und das zumindest eine Gehäuseteil sicher zu halten bzw. zu befestigen und gegebenenfalls eine Wärmeabfuhrfunktion zu erfüllen. Bei dem elektronischen Gerät kann zwischen der elektrischen Schaltung der Leiterplatte und der Wärmeleitplatte ein Wärmeleitmittel angeordnet sein, wie beispielsweise ein Wärmeleitpad, eine Wärmeleitpaste oder dergleichen. Die Anzeigeeinheit kann an der Leiterplatte angeschlossen sein.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Gerät ein erstes Gehäuseteil aufweisen, das an einem ersten Anbringungsabschnitt des Montagerahmens angebracht ist. Ferner kann das Gerät ein zweites Gehäuseteil aufweisen, das an einem dem ersten Anbringungsabschnitt gegenüberliegend angeordneten, zweiten Anbringungsabschnitt des Montagerahmens angebracht ist. Dabei können die Wärmeleitplatte, die Leiterplatte und zumindest ein Teil der Anzeigeeinheit zwischen den Gehäuseteilen angeordnet sein. Auch können dabei das Außenwandelement des Montagerahmens und die Gehäuseteile die Außenwand des Geräts ausbilden. Insbesondere kann das erste Gehäuseteil eine Öffnung zum Betrachten einer auf der Anzeigeeinheit angezeigten Anzeige, beispielsweise eines Bildes oder einer Schrift, aufweisen. Dabei kann die Anzeigeeinheit zumindest teilweise zwischen der Leiterplatte und dem ersten Gehäuseteil angeordnet sein. Die Leiterplatte kann zwischen der Anzeigeeinheit und der Wärmeleitplatte angeordnet sein. Die Wärme Leitplatte kann zwischen der Leiterplatte und dem zweiten Gehäuseteil angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass mittels des Montagerahmens, insbesondere des Außenwandabschnitts, zusammen mit den Gehäuseteilen ein stabiles Gehäuse für das elektronische Gerät geschaffen werden kann. Der Montagerahmen fungiert hierbei als eine stabile Montagebasis für die Gehäuseteile. So können die Leiterplatte, die Wärmeleitplatte und die Anzeigeeinheit mittels des Montagerahmens zusammen mit den Gehäuseteilen zuverlässig vor mechanischer Belastung und/oder Verunreinigung und dergleichen geschützt werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Zusammenfügen eines elektronischen Geräts, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Montagerahmens, der einen Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen zumindest eines Teils einer Anzeigeeinheit, einen Halteabschnitt zum Halten einer Leiterplatte, die eine elektrische Schaltung aufweist, einen Trageabschnitt zum Tragen einer Wärmeleitplatte zur Wärmeableitung von der elektrischen Schaltung der Leiterplatte, zumindest einen Anbringungsabschnitt zum Anbringen eines Gehäuseteils und einen zumindest teilweise umlaufenden Außenwandabschnitt zum Ausbilden eines Teils einer Außenwand des Geräts aufweist;
Anordnen einer Anzeigeeinheit, einer Leiterplatte, die eine elektrische Schaltung aufweist, und einer Wärmeleitplatte zur Wärmeableitung von der elektrischen Schaltung der Leiterplatte an dem Montagerahmen, wobei zumindest ein Teil der Anzeigeeinheit in dem Aufnahmeabschnitt des Montagerahmens aufgenommen ist, wobei die Leiterplatte an dem Halteabschnitt des Montagerahmens gehalten ist und wobei die Wärmeleitplatte an dem Trageabschnitt des Montagerahmens getragen ist; und
Anbringen zumindest eines Gehäuseteils an dem zumindest einen Anbringungsabschnitt des Montagerahmens, wobei das zumindest eine Gehäuseteil und der zumindest teilweise umlaufende Außenwandabschnitt die Außenwand des Geräts ausbilden.
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Durch die Ausführung des Verfahrens kann ein oben beschriebenes elektronisches Gerät vorteilhaft hergestellt werden. Dabei kann das elektronische Gerät einen vorstehend genannten Montagerahmen aufweisen. Im Schritt des Anordnens kann entweder zuerst die Leiterplatte und dann die Wärmeleitplatte oder zuerst die Wärmeleitplatte und dann die Leiterplatte oder können zugleich die Leiterplatte und die Wärmeleitplatte an dem Montagerahmen angeordnet und gegebenenfalls befestigt werden. Die Anzeigeeinheit kann an dem Montagerahmen angeordnet werden, wenn die Leiterplatte an dem Montagerahmen angeordnet ist. Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Anschließens der Anzeigeeinheit an der Leiterplatte aufweisen. Der Schritt des Anschließens kann einen Teilschritt des Schrittes des Anordnens darstellen. Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Befestigens der Leiterplatte und der Wärmeleitplatte mittels Befestigungsmitteln an dem Montagerahmen aufweisen. Der Schritt des Befestigens kann einen Teilschritt des Schrittes des Anordnens darstellen. Im Schritt des Anbringens kann insbesondere auch ein erstes Gehäuseteil an einem ersten Anbringungsabschnitt des Montagerahmens angebracht werden und kann ein zweites Gehäuseteil an einem dem ersten Anbringungsabschnitt gegenüberliegend angeordneten, zweiten Anbringungsabschnitt des Montagerahmens angebracht werden.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Geräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Seitenansicht des elektronischen Geräts aus 1;
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3 eine Vorderansicht des elektronischen Geräts aus den 1 bis 2;
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4 eine Schnittansicht des elektronischen Geräts aus den 1 bis 3;
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5 eine Schnittansicht des elektronischen Geräts aus den 1 bis 4;
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6 eine perspektivische Vorderansicht des elektronischen Geräts aus den 1 bis 5 ohne Gehäuseteile;
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7 eine perspektivische Rückansicht des elektronischen Geräts aus den 1 bis 6 ohne Gehäuseteile; und
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8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Geräts 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem elektronischen Gerät 100 handelt es sich hierbei beispielhaft um ein Datenverschlüsselungsgerät, das zur Erzeugung und gegebenenfalls Speicherung von verschlüsselten Daten dient. Das elektronische Gerät 100 kann dafür vorgesehen sein, bei seiner Benutzung von einem Anwender in einer Hand gehalten zu werden. Entsprechend kann eine Größe des elektronischen Geräts 100 an eine Größe einer Handfläche des Anwenders angepasst sein. Gezeigt sind ein Fingerabdrucksensor 102, ein elektrischer Anschluss 104, eine Speicherkarte bzw. Chipkarte 106, ein Montagerahmen 110, ein Gehäuseoberteil 120 bzw. ein erstes Gehäuseteil, ein Gehäuseunterteil 130 bzw. ein zweites Gehäuseteil und eine Anzeigeeinheit 140 bzw. ein Display des elektronischen Geräts 100.
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Das Gehäuseoberteil 120 und das Gehäuseunterteil 130 sind an dem Montagerahmen 110 angebracht. Das Gehäuseoberteil 120 weist eine Öffnung bzw. einen Ausschnitt zum Betrachten der Anzeigeeinheit 140 auf. Von dem Montagerahmen 110 ist in 1 lediglich ein Außenwandabschnitt bzw. eine Sichtfläche sichtbar. Das Gehäuseoberteil 120, das Gehäuseunterteil 130 und der Außenwandabschnitt des Montagerahmens 110 bilden eine Außenwand bzw. eine Außenoberfläche eines Gehäuses des elektronischen Geräts 100. Das Gehäuse des elektronischen Geräts 100 weist gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine rechteckige Grundfläche auf. Insbesondere ist das Gehäuse des elektronischen Geräts 100 quaderförmig ausgestaltet. Auch wenn es in 1 nicht vollständig erkennbar ist, so ist der Außenwandabschnitt des Montagerahmens 110 als eine umlaufende Sichtfläche ausgeführt. Der Außenwandabschnitt des Montagerahmens 110 bildet einen Teil von vier Schmalseiten bzw. Seitenoberflächen des Gehäuses des elektronischen Geräts 100. Der Außenwandabschnitt des Montagerahmens 110 kann zumindest eine Aussparung, einen Ausschnitt, eine Einbuchtung oder dergleichen zum Anordnen eines elektrischen Anschlusses oder dergleichen aufweisen. In 1 ist eine derartige Aussparung in dem Außenwandabschnitt des Montagerahmens 110 dargestellt.
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Ferner sind in 1 der Fingerabdrucksensor 102, der mit dem Montagerahmen 110 verbunden und in einer Mulde des Gehäuseoberteils 120 aufgenommen ist, der elektrische Anschluss 104, beispielsweise ein USB-Anschluss, der mit dem Montagerahmen 110 verbunden und in der Aussparung des Außenwandabschnitts des Montagerahmens 110 aufgenommen ist, und eine Speicherkarte bzw. Chipkarte 106 dargestellt, die abnehmbar in einer in 1 nicht gezeigten, mit dem Montagerahmen 110 verbundenen Kartenleseeinrichtung des elektronischen Geräts 100 aufgenommen ist. Mittels des Fingerabdrucksensors 102 kann eine Authentifizierung von Benutzern und/oder Vorgängen ausgeführt werden. Mittels des elektrischen Anschlusses 104 können beispielsweise zu verschlüsselnde Daten von einem externen Gerät empfangen und/oder verschlüsselte Daten an ein externes Gerät, beispielsweise einen Computer, gesendet werden. Dazu kann eine elektrische Leitung mit einem geeigneten Gegenstecker mit dem elektrischen Anschluss 104 verbunden werden. Somit kann der elektrische Anschluss 104 zur Datenübertragung eingesetzt werden. Auch kann über den elektrischen Anschluss 104 eine Energieversorgung des Geräts 100 erfolgen oder eine Batterie des Geräts 100 geladen werden.
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2 zeigt eine Seitenansicht des elektronischen Geräts 100 aus 1. Die Ansicht in 2 ist auf eine in 1 rechts gezeigte Schmalseite des Gehäuses des elektronischen Geräts 100 gerichtet. Gezeigt sind der Montagerahmen 110, genauer gesagt der Außenwandabschnitt des Montagerahmens 110, das Gehäuseoberteil 120 und das Gehäuseunterteil 130 des elektronischen Geräts 100. In 2 ist zu erkennen, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Schmalseite des Gehäuses des elektronischen Geräts 100 durch den Außenwandabschnitt des Montagerahmens 110, einen Abschnitt des Gehäuseoberteils 120 sowie einen Abschnitt des Gehäuseunterteils 130 gebildet ist.
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3 zeigt eine Vorderansicht des elektronischen Geräts 100 aus den 1 bis 2. Die Darstellung in 3 kann das elektronische Gerät 100 in einer Draufsicht auf das Gehäuseoberteil 120 darstellen. Somit sind in 3 von dem elektronischen Gerät 100 der Fingerabdrucksensor 102, die Speicherkarte bzw. Chipkarte 106, das Gehäuseoberteil 120 und die durch die Öffnung des Gehäuseoberteils 120 sichtbare Anzeigeeinheit 140 gezeigt. Das Gehäuseoberteil 120 weist eine rechteckige Grundfläche auf. Die Anzeigeeinheit 140 weist eine rechteckige Grundfläche auf. Beispielhaft beträgt die Grundfläche des Gehäuseoberteils 120 zumindest das Doppelte der Grundfläche der Anzeigeeinheit 140. Ferner sind in 3 eine erste Schnittlinie A-A und eine zweite Schnittlinie B-B dargestellt. Eine Schnittdarstellung des Geräts 100 entlang der ersten Schnittlinie A-A ist in 4 und eine Schnittdarstellung entlang der zweiten Schnittlinie B-B ist in 5 gezeigt. Die erste Schnittlinie A-A verläuft im Wesentlichen parallel zu einer Schmalseitenkante des Gehäuseoberteils 120 und durch die Anzeigeeinheit 140. Die zweite Schnittlinie B-B verläuft im Wesentlichen parallel zu einer Langseitenkante des Gehäuseoberteils 120 und durch die Anzeigeeinheit 140.
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4 zeigt eine Schnittansicht des elektronischen Geräts 100 aus den 1 bis 3 entlang der ersten Schnittlinie A-A aus 3. Gezeigt sind der Montagerahmen 110, das Gehäuseoberteil 120, das Gehäuseunterteil 130, die Anzeigeeinheit 140, beispielhaft bzw. darstellungsbedingt zwei Befestigungsabschnitte 412 bzw. Schraubdome, eine Leiterplatte 450, eine elektrische Schaltung 455 und eine Wärmeleitplatte 460 des elektronischen Geräts 100. In 4 ist erkennbar, dass der Montagerahmen 110, genauer gesagt der Außenwandabschnitt des Montagerahmens 110, das Gehäuseoberteil 120 und das Gehäuseunterteil 130 eine im Wesentlichen geschlossene Außenwand bzw. eine im Wesentlichen geschlossene Außenoberfläche eines Gehäuses des elektronischen Geräts 100 bilden. Die Befestigungsabschnitte 412, die Leiterplatte 450, die elektrische Schaltung 455 und die Wärmeleitplatte 460 sind innerhalb der Außenwand bzw. des Gehäuses des elektronischen Geräts 100 angeordnet. Die Anzeigeeinheit 140 ist zumindest teilweise innerhalb der Außenwand bzw. des Gehäuses des elektronischen Geräts 100 angeordnet.
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Der Montagerahmen 110 ist ausgebildet, um das Gehäuseoberteil 120, das Gehäuseunterteil 130, die Anzeigeeinheit 140, die Leiterplatte 450 und die Wärmeleitplatte 460 zu tragen. Der Montagerahmen 110 weist eine Mehrzahl von Befestigungsabschnitten 412 auf, von denen in 4 darstellungsbedingt lediglich zwei Befestigungsabschnitte 412 gezeigt sind. Die Befestigungsabschnitte 412 sind benachbart zu dem Außenwandabschnitt des Montagerahmens 110 angeordnet. Die in 4 gezeigten Befestigungsabschnitte 412 sind ausgebildet, um Befestigungsmittel, beispielsweise in Gestalt von Schrauben, zur Befestigung der Wärmeleitplatte 460 an dem Montagerahmen 110 aufzunehmen. Die Befestigungsabschnitte 412 sind ausgebildet, um eine Ableitung von Wärme von der Wärmeleitplatte 460 in den Montagerahmen 110, insbesondere in den Außenwandabschnitt des Montagerahmens 110 zu ermöglichen. Somit können die Befestigungsabschnitte 412 einen Wärmeabfuhrabschnitt des Montagerahmens 110 bilden. Der Wärmeabfuhrabschnitt des Montagerahmens 110 kann ferner weitere Abschnitte des Montagerahmens 110 aufweisen, insbesondere auch den Außenwandabschnitt.
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Das Gehäuseoberteil 120 bildet eine Gehäuseschale des Gehäuses des elektronischen Geräts 100, und das Gehäuseunterteil 130 bildet eine Gehäuseschale des Gehäuses des elektronischen Geräts 100. Das Gehäuseoberteil 120 weist die Öffnung zum Betrachten der Anzeigeeinheit 140 auf. Die Öffnung in dem Gehäuseoberteil 120 kann mit einem transparenten Material, beispielsweise Glas, abgedeckt bzw. verschlossen sein. Alternativ kann die Öffnung in dem Gehäuseoberteil 120 nicht abgedeckt bzw. verschlossen sein und kann sich die Anzeigeeinheit 140 durch die Öffnung bis zu einer Ebene einer Außenoberfläche des Gehäuseoberteils 120 erstrecken.
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Die Leiterplatte 450 ist zwischen der Anzeigeeinheit 140 bzw. dem Gehäuseoberteil 120 und der Wärmeleitplatte 460 angeordnet. Die Leiterplatte 450 ist zwischen den beiden in 4 gezeigten Befestigungsabschnitten 412 des Montagerahmens 110 angeordnet. Die Leiterplatte 450 weist die elektrische Schaltung 455 auf. Bei der elektrischen Schaltung 455 kann es sich beispielsweise um einen Prozessor oder dergleichen handeln. Die elektrische Schaltung 455 ist an einer dem Gehäuseunterteil 130 zugewandten Hauptoberfläche der Leiterplatte 450 angeordnet. Die elektrische Schaltung 455 weist zumindest ein Wärme erzeugendes, elektrisches Bauteil auf, beispielsweise in Form eines Chips oder einer integrierten Schaltung.
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Zwischen der elektrischen Schaltung 455 und der Wärmeleitplatte 460 kann ein Wärmeleitmittel, beispielsweise ein Wärmeleitpad, eine Wärmeleitpaste oder dergleichen angeordnet sein. Ein Zwischenraum zwischen der Leiterplatte 450 und der Wärmeleitplatte 460 kann im Bereich der elektrischen Schaltung 455 vollständig durch das Wärmeleitmittel ausgefüllt sein. Somit besteht ein thermischer Kontakt zwischen der elektrischen Schaltung 455 und der Wärmeleitplatte 460. Die Wärmeleitplatte 460 ist zwischen der Leiterplatte 450 und dem Gehäuseunterteil 130 angeordnet. Die Wärmeleitplatte 460 ist ausgebildet, um Wärme, die mittels des Wärmeleitmittels vor der elektrischen Schaltung 455 abgeleitet wird, zu Wärmeabgabepositionen zu leiten. Die Wärmeleitplatte 460 ist ausgebildet, um an den Wärmeabgabepositionen Wärme an die Befestigungsabschnitte 412 des Montagerahmens 110 abzugeben. An den Wärmeabgabepositionen können auch Verschraubungsstellen für die Befestigungsmittel angeordnet sein. Die Wärme kann auch über die Befestigungsmittel auf den Montagerahmen 110 übertragen werden.
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Anders ausgedrückt ist zumindest ein Teil der Anzeigeeinheit 140 in einem Aufnahmeabschnitt des Montagerahmens 110 aufgenommen, ist die Leiterplatte 450 in einem Halteabschnitt des Montagerahmens 110 gehalten, ist die Wärmeleitplatte 460 in einem Trageabschnitt des Montagerahmens 110 getragen und sind das Gehäuseoberteil 120 sowie das Gehäuseunterteil 130 in einem jeweiligen Anbringungsabschnitt des Montagerahmens 110 angebracht. Zwischen der zwischen der Leiterplatte 450 und der Anzeigeeinheit 140 kann ein Bauraum für weitere elektronische Bauteile vorgesehen sein, wie dies in 4 durch einen mittig gezeigten, freibleibenden Bereich in der Schnittdarstellung dargestellt ist.
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5 zeigt eine Schnittansicht des elektronischen Geräts 100 aus den 1 bis 4 entlang der zweiten Schnittlinie B-B aus 3. Gezeigt sind der Montagerahmen 110, das Gehäuseoberteil 120, das Gehäuseunterteil 130, die Anzeigeeinheit 140, beispielhaft bzw. darstellungsbedingt ein Befestigungsabschnitt 412 bzw. Schraubdom, die Leiterplatte 450, die elektrische Schaltung 455, die Wärmeleitplatte 460 und eine Wärmeübergangsfläche 514. Bis auf den Befestigungsabschnitt 412 und die Wärmeübergangsfläche 514 entsprechen Anordnung und Funktion der Elemente in 5 Anordnung und Funktion der Elemente aus 4, sodass auf eine wiederholte Beschreibung an dieser Stelle verzichtet wird. Unterschiede in Einzelheiten der Darstellung ergeben sich aus der bezüglich 4 veränderten Schnittebene in 5. Die Wärmeübergangsfläche 514 ist im Bereich des Befestigungsabschnitts 412 angeordnet. Die Wärmeübergangsfläche 514 umfasst einen Abschnitt des Montagerahmens 110, in dem Wärme von der Wärmeleitplatte 460 bzw. einem in dem Befestigungsabschnitte 412 aufgenommenen Befestigungsmittel auf den Montagerahmen übergeht.
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6 zeigt eine perspektivische Vorderansicht des elektronischen Geräts 100 aus den 1 bis 5 ohne Gehäuseteile. Insbesondere ist das elektronische Gerät 100 bei abgenommenem bzw. nicht angebrachtem Gehäuseoberteil und abgenommenem bzw. nicht angebrachtem Gehäuseunterteil dargestellt. Gezeigt sind der Fingerabdrucksensor 102, der elektrische Anschluss 104, die Speicherkarte bzw. Chipkarte 106, beispielhaft eine weitere Speicherkarte bzw. Chipkarte 606, beispielhaft drei Kartenleseeinrichtungen 608, der Montagerahmen 110, die Anzeigeeinheit 140, die Leiterplatte 450, ein Außenwandabschnitt 616 des Montagerahmens 110 und beispielhaft vier Befestigungsmittel 670, von denen lediglich eines mit Bezugszeichen versehen ist. In 6 ist der Außenwandabschnitt 616 des Montagerahmens 110 in seinem Verlauf bzw. seiner umlaufenden Ausformung gezeigt. Der Außenwandabschnitt 616 ist umlaufend um andere Abschnitte des Montagerahmens 110 angeordnet. Der Außenwandabschnitt 616 ist auch bezüglich der Leiterplatte 450 umlaufend angeordnet. In seinem Verlauf kann der Außenwandabschnitt 616 durchgehend ausgeformt sein oder zumindest einen Ausschnitt, eine Einbuchtung oder dergleichen zur Aufnahme elektrischer Anschlüsse oder Ähnlichem aufweisen. In 6 weist der Außenwandabschnitt 616 einen Ausschnitt zur Aufnahme des elektrischen Anschlusses 104 auf. Der Fingerabdrucksensor 102, der elektrische Anschluss 104, und die Kartenleseeinrichtungen 608 sind an dem Montagerahmen 110 befestigt. Die Chipkarte 106 ist in einer ersten der aufgenommen bzw. eingesteckt. Die weitere Speicherkarte bzw. Chipkarte 606 ist in einer zweiten der Kartenleseeinrichtungen 608 aufgenommen bzw. eingesteckt. Die Kartenleseeinrichtungen 608 können gleichartig oder unterschiedlich sein. Ein in 6 nicht gezeigtes Gehäuseteil des Geräts 100 kann Ausschnitte, Einbuchtungen, Aussparungen oder dergleichen zur Aufnahme bzw. zum Einstecken von Chipkarten in die Kartenleseeinrichtungen 608 aufweisen. Die Befestigungsmittel 670 weisen beispielsweise Schrauben, Nieten oder dergleichen auf. Die Befestigungsmittel 670 dienen insbesondere zum Befestigen der Leiterplatte 450 an dem Montagerahmen 110.
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7 zeigt eine perspektivische Rückansicht des elektronischen Geräts 100 aus den 1 bis 6 ohne Gehäuseteile. Insbesondere ist das elektronische Gerät 100 bei abgenommenem bzw. nicht angebrachtem Gehäuseoberteil und abgenommenem bzw. nicht angebrachtem Gehäuseunterteil dargestellt. Gezeigt sind die Speicherkarte bzw. Chipkarte 106, der Montagerahmen 110, beispielhaft bzw. darstellungsbedingt zwei Befestigungsabschnitte 412 bzw. Schraubdome, die Wärmeleitplatte 460, der Außenwandabschnitt 616 des Montagerahmens 110, darstellungsbedingt eines der Befestigungsmittel 670, ein Batteriefach 707 und beispielhaft bzw. darstellungsbedingt sechs Befestigungsmittel 770, von denen lediglich eines mit Bezugszeichen versehen ist. Die Befestigungsmittel 770 weisen beispielsweise Schrauben, Nieten oder dergleichen auf. Die Befestigungsmittel 770 dienen insbesondere zum Befestigen der Wärmeleitplatte 460 an dem Montagerahmen 110. Das Batteriefach 707 kann als eine in dem Montagerahmen 110 ausgeformte Einbuchtung zum Aufnehmen einer Batterie ausgebildet sein.
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8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 zum Zusammenfügen eines elektronischen Geräts, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 800 weist einen Schritt des Bereitstellens 810 eines Montagerahmens auf. Der Montagerahmen weist einen Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen zumindest eines Teils einer Anzeigeeinheit, einen Halteabschnitt zum Halten einer Leiterplatte, die eine elektrische Schaltung aufweist, einen Trageabschnitt zum Tragen einer Wärmeleitplatte zur Wärmeableitung von der elektrischen Schaltung der Leiterplatte, zumindest einen Anbringungsabschnitt zum Anbringen eines Gehäuseteils und einen zumindest teilweise umlaufenden Außenwandabschnitt zum Ausbilden eines Teils einer Außenwand des Geräts auf. Bei dem Montagerahmen kann es sich um den Montagerahmen aus den 1 bis 7 handeln. Das Verfahren 800 weist ferner einen Schritt des Anordnens 820 einer Anzeigeeinheit, einer Leiterplatte, die eine elektrische Schaltung aufweist, und einer Wärmeleitplatte zur Wärmeableitung von der elektrischen Schaltung der Leiterplatte an dem Montagerahmen auf. Dabei ist zumindest ein Teil der Anzeigeeinheit in dem Aufnahmeabschnitt des Montagerahmens aufgenommen, ist die Leiterplatte an dem Halteabschnitt des Montagerahmens gehalten und ist die Wärmeleitplatte an dem Trageabschnitt des Montagerahmens getragen. Das Verfahren 800 weist auch einen Schritt des Anbringens 830 zumindest eines Gehäuseteils an dem zumindest einen Anbringungsabschnitt des Montagerahmens auf. Dabei bilden das zumindest eine Gehäuseteil und der zumindest teilweise umlaufende Außenwandabschnitt die Außenwand des Geräts aus.
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Durch die Ausführung des Verfahrens 800 kann ein elektronisches Gerät hergestellt werden, wie es in den 1 bis 5 sowie auch 6 und 7 beschrieben ist. Auch wenn es in 8 nicht gezeigt ist, kann das Verfahren 800 auch einen Schritt des Anschließens der Anzeigeeinheit an der Leiterplatte aufweisen. Der Schritt des Anschließens kann einen Teilschritt des Schrittes des Anordnens 820 darstellen. Das Verfahren 800 kann ferner einen Schritt des Befestigens der Leiterplatte und der Wärmeleitplatte mittels Befestigungsmitteln an dem Montagerahmen aufweisen. Der Schritt des Befestigens kann einen Teilschritt des Schrittes des Anordnens 820 darstellen. Im Schritt des Anbringens 830 kann insbesondere auch ein erstes Gehäuseteil an einem ersten Anbringungsabschnitt des Montagerahmens angebracht werden und kann ein zweites Gehäuseteil an einem dem ersten Anbringungsabschnitt gegenüberliegend angeordneten, zweiten Anbringungsabschnitt des Montagerahmens angebracht werden.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 werden im Folgenden zusammenfassend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Aluminiumrahmen als Montagerahmen 110 vorgesehen, der ausgebildet ist, um eine Wärmeabfuhr bzw. Kühlung für elektrische Bauelemente des elektronischen Geräts 100 zu bewirken, und dessen Außenwandabschnitt 616 als ein Sichtteil aus Aluminium ausgeformt ist. Bei einem solchen Montagerahmen 110 sind mehrere Funktionen in einem Bauteil zusammengefasst. So kann der Montagerahmen 110 eine Funktion einer Aufnahme für die Anzeigeeinheit 140 realisieren. Der Montagerahmen 110 wird so zwischen der Leiterplatte 450 und der Anzeigeeinheit 140 platziert, dass die Anzeigeeinheit 140 montiert werden kann. Zudem kann der Montagerahmen 110 eine Funktion einer Wärmeaufnahme von Wärme erzeugenden Bauelementen der elektrischen Schaltung 455, beispielsweise Prozessoren des elektronischen Geräts 100 realisieren. Die Wärme der Prozessoren wird über Wärmeleitpads und die Wärmeleitplatte 460 geführt. Auf der Wärmeleitplatte 460 sorgen beispielsweise Kupferschichten dafür, dass die Wärme zu mehreren Schraubpositionen geleitet wird. Diese Schraubpositionen werden über Befestigungsabschnitte 412 bzw. Schraubdome mit dem Montagerahmen 110 verschraubt. Dadurch kann die Wärme in den Montagerahmen 110 abgeführt werden. Der Montagerahmen 110 kann ferner eine Funktion eines Trägers für die komplette Baugruppe des elektronischen Geräts 100 realisieren. Der Montagerahmen 110 wird beispielsweise so stabil ausgeführt, dass er das tragende Teil für das elektronische Gerät 100 ist. Eine Funktionsbaugruppe mit Sicherheitselementen kann als separate Baugruppe gefertigt werden. Dadurch sind verschiedene Fertigungsstandorte möglich. Bei der Ausführung der Gehäuseteil 120 und 130 bzw. der Gehäuseschalen kann ein optisches Erscheinungsbild frei gestaltet werden. Schließlich kann der Montagerahmen 110 auch eine Funktion eines Sichtteils realisieren. Der Montagerahmen 110 kann so gestaltet werden, dass der Außenwandabschnitt 616 eine optische Erscheinung bzw. wahrnehmbare Wertigkeit des elektronischen Geräts 100 verbessert. Bei der Ausführung in Aluminium kann dies eine Wertsteigerung für das elektronische Gerät 100 bedeuten. Durch den Zugang des Außenwandabschnitts 616 zur Umgebungstemperatur verbessert sich auch eine Wärmeabfuhrfunktion bzw. Kühlungseigenschaft des Montagerahmens 110.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Montagerahmen 110 alternativ auch aus einem Glasfaser verstärkten Kunststoff ohne Sichtteil hergestellt werden. Gemäß doch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Montagerahmen 110 alternativ mit dem Gehäuseoberteil 120 zu einem Teil kombiniert, also zu einem Teil verschmolzen werden. Dies ist sowohl bei Aluminium als auch Kunststoff als Material des Montagerahmens 110 möglich.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- elektronisches Gerät
- 102
- Fingerabdrucksensor
- 104
- elektrischer Anschluss
- 106
- Speicherkarte bzw. Chipkarte
- 110
- Montagerahmen
- 120
- Gehäuseoberteil
- 130
- Gehäuseunterteil
- 140
- Anzeigeeinheit
- A-A
- Schnittlinie
- B-B
- Schnittlinie
- 412
- Befestigungsabschnitt bzw. Schraubdom
- 450
- Leiterplatte
- 455
- elektrische Schaltung
- 460
- Wärmeleitplatte
- 514
- Wärmeübergangsfläche
- 606
- weitere Speicherkarte bzw. Chipkarte
- 608
- Kartenleseeinrichtung
- 616
- Außenwandelement bzw. Sichtfläche
- 670
- Befestigungsmittel (für die Leiterplatte)
- 707
- Batteriefach
- 770
- Befestigungsmittel (für die Wärmeleitplatte)
- 800
- Verfahren zum Zusammenfügen
- 810
- Schritt des Bereitstellens
- 820
- Schritt des Anordnens
- 830
- Schritt des Anbringens
