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Die Erfindung betrifft eine Erweiterungskarte für einen Rechner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Moderne Rechnersysteme können häufig durch Erweiterungskarten ergänzt werden, um zusätzliche Funktionen bereitzustellen. Diese Erweiterungskarten sind vielfach nach dem PCI Express (abgekürzt PCIe) Standard gestaltet, welcher von der Peripheral Component Interconnect Special Interest Group (www.pcisig.com) definiert wird. Hierbei wird die maximal übertragbare Datenrate durch die Anzahl vorhandener Datenleitungen bzw. Lanes bestimmt. Erweiterungskarten mit geringen Anforderungen an die Datenrate können beispielsweise als PCIex1-Karten ausgestaltet werden, welche eine Kontaktfläche mit wenigen elektrischen Kontakten und nur einer PCIe-Lane besitzen. Wenn eine hohe Datenrate erforderlich ist, kann die Erweiterungskarte als PCIex16-Karte mit 16 PCIe-Lanes ausgestaltet werden. Ein häufiger Anwendungsbereich hierfür sind Grafikkarten, weshalb der Slot zum Einstecken derartiger Karten auch als PEG (PCIe for Graphics) Slot bekannt ist. Übliche Chipsätze von Rechnersystemen weisen eine feste Maximalanzahl von Lanes auf, die beispielsweise auf einen oder zwei PEG-Slots und mehrere PCIex1-Slots verteilt werden.
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Die äußeren Abmessungen und das Gewicht einer Erweiterungskarte werden durch die auf der Platine angeordneten Bauteile bestimmt und müssen nicht mit der Anzahl unterstützter PCIe-Lanes korrelieren. Für die bestmögliche Ausnutzung der verfügbaren Datenrate ist es zweckmäßig, eine Erweiterungskarte in den freien Slot zu stecken, welchem die größte Anzahl von PCIe-Lanes zugeordnet ist. Beispielsweise kann es daher für eine PCIex4-Erweiterungskarte mit 4 PCIe-Lanes sinnvoll sein, insbesondere bei Rechnersystemen ohne hohe Grafikanforderungen, diese in den PEG-Slot zu stecken. Hierbei ist es allerdings nicht in allen Fällen sichergestellt, dass die PCIex4-Erweiterungskarte dauerhaft in dem Erweiterungs-Slot fixiert bleibt.
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Die
DE 10 2008 034 704 B3 offenbart ein Datenverarbeitungssystem mit einer Hauptplatine, mit der eine Tochterkarte über eine RISER-Karte elektrisch verbunden werden kann, einem Computergehäuse und einem Trägerblech, welches dazu ausgebildet, die RISER-Karte und die Tochterkarte tragend aufzunehmen. Das Trägerblech umfasst einen Haltebügel, einen Haltewinkel und einen Haltebolzen, um RISER-Karte und Tochterkarte schraubenlos am Trägerblech festzulegen.
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Aus der
DE 10 2007 039 639 B3 ist eine Erweiterungskarte für einen Computer mit einem Slotwinkel und einer Leiterplatte bekannt, wobei der Slotwinkel mindestens eine Haltenase zum Einhängen in eine entsprechende Öffnung der Leiterplatte sowie eine Einrasteinrichtung aufweist. Die Haltenasen weisen jeweils einen weitgehend S-förmigen Querschnitt auf, wobei der durch den S-förmigen Verlauf entstehende Versatz in etwa der Dicke der Leiterplatte entspricht.
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In der
DE 10 2005 056 953 B3 ist ein Computergehäuse mit einem Abschirmblech mit mindestens einer Öffnung zum Durchführen einer Anschlussmöglichkeit beschrieben. Auf dem Abschirmblech ist eine elastische, leitfähige Dichtung angeordnet, die im Bereich der Öffnung ein schirmendes Element aufweist, welches über eine Sollbruchstelle mit der Dichtung verbunden ist.
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Die
DE 92 11 227 U1 offenbart eine in unterschiedlichen Bussystemen verwendbare Rechnerzusatzkarte mit einer Anordnung von Befestigungselementen für ein Slotblech und/oder Anschlußvorrichtungen zum wahlweisen Betrieb der Karte durch entsprechendes Drehen in Rechnern mit unterschiedlichen Bussystemen. Die elektrischen Konnektoren für die unterschiedlichen Bussysteme befinden sich an den Längskanten der Zusatzkarte, wobei die Befestigungselemente für das Slotblech und/oder die Anschlußvorrichtungen an den Hochkanten der Zusatzkarte doppelt vorhanden sind und liniensymmetrisch zur vorgegebenen Drehachse der Zusatzkarte zueinander angeordnet sind.
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Aus der
DE 102014111582 B3 sind ein Computersystem sowie ein Haltebügel bekannt, bei dem eine Einsteckkarte mit Hilfe des Haltebügels an der dem Slotwinkel abgewandten Seite mechanisch an einem Trägerblech gesichert ist. An dem Trägerblech ist die Hauptplatine des Rechnersystems festgeschraubt, so dass die Erweiterungskarte relativ zur Hauptplatine sicher fixiert ist. Nachteilhafterweise sind ein die Erweiterungskarten umgreifender Haltebügel als zusätzliches Bauteil und zusätzliche Befestigungsöffnungen in dem Trägerblech erforderlich.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Stand der Technik weiterzubilden. Insbesondere wäre es wünschenswert, mit geringem Aufwand eine sichere Fixierung einer Erweiterungskarte in einem PEG-Slot zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird durch eine Erweiterungskarte mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
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Es wird also eine Erweiterungskarte für ein Rechnersystem bereitgestellt, mit einer Trägerplatine, welche an der Unterseite eine Kontaktfläche aufweist, die dazu eingerichtet ist, in einen Slot eingesteckt zu werden, wobei eine oder beide Seitenflächen der Trägerplatine zumindest in einer Teilregion der Kontaktfläche eine Vielzahl von elektrischen Kontakten aufweisen, wobei an einer Frontseite der Trägerplatine ein Slotblech angeordnet ist, welches dazu eingerichtet ist, in eine Aufnahmeöffnung eines Rechnergehäuses eingesteckt und/oder mit einer Seitenwandung des Rechnergehäuses verschraubt zu werden. Erfindungsgemäß weist die Trägerplatine an der Unterseite neben der Kontaktfläche auf der vom Slotblech abgewandten Seite eine Haltenase auf, die über eine Sollbruchstelle entfernbar gestaltet ist.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass an einer Hauptplatine des Rechnersystems angeordnete kompakte Haltebügel, welche insbesondere an PEG-Slots vorhanden sind, für die Befestigung der Erweiterungskarte eingesetzt werden können. Diese kompakten Haltebügel können in den Slot integriert sein, beispielsweise indem die die Kontaktfläche der Erweiterungskarte umfassenden Stege seitlich verlängert und als flexible Bügel mit an die Haltenase angepassten Stiften gestaltet werden. Wenn die Erweiterungskarte eingesteckt wird, biegen sich die Bügel zur Seite; bei Erreichen der Endposition treffen die Stifte auf die Aussparung der Haltenase und greifen. Somit ist die Erweiterungskarte auch gegen normal zur Hauptplatine wirkende Kräfte gesichert.
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Über das Befestigen des Slotblechs an einer Gehäusewandung des Rechnersystems und das Fixieren der auf der vom Slotblech abgewandten Seite angeordneten Haltenase ist die Erweiterungskarte an beiden Enden einer Diagonale gesichert und bleibt daher in einem großen Bereich auftretender Kräfte stabil. Dies verhindert zuverlässig ein Lösen der Erweiterungskarte während eines Transports.
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Dadurch, dass die Haltenase über eine Sollbruchstelle entfernbar gestaltet ist, kann die erfindungsgemäße Erweiterungskarte auch in solche Slots gesteckt werden, hinter denen die Hauptplatine zusätzliche Bauteile aufweist, wie beispielsweise Elektrolytkondensatoren, welche mit dem durch die Haltenase eingenommenen Platz kollidieren. Die Erweiterungskarte bleibt also universell verwendbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Erweiterungskarte Abmessungen nach dem PCIe Standard, wobei die Kontaktfläche und die elektrischen Kontakte entsprechend einer PCIex1, PCIex2, PCIex4 oder PCIex8 Erweiterungskarte mit 1, 2, 4 oder 8 PCIe-Lanes gestaltet sind, und das Slotblech ist so angeordnet, dass die Erweiterungskarte in einem PCIe-Slot eingesteckt werden kann. Somit ist die Erweiterungskarte in vielen Rechnersystemen einsetzbar, da viele Standard-PC, aber auch Server oder Echtzeitrechnersysteme, Erweiterungskarten nach dem PCIe-Standard unterstützen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Haltenase in Position und Abmessungen so gestaltet, dass sie für einen PEG-Slot mit 16 PCIe-Lanes geeignet ist. Viele Rechnersysteme weisen Hauptplatinen auf, die einen oder mehrere Steckplätze nach dem PEG-Standard besitzen, wobei bereits ein Haltebügel mit entsprechenden mechanischen bzw. geometrischen Eigenschaften vorhanden ist. Somit können kostengünstige handelsübliche Hauptplatinen ohne spezielle Modifikationen eingesetzt werden. Insbesondere kann auch eine aufgrund der Bestückung und der Größe der Trägerplatine schwere PCIex4-Erweiterungskarte sicher in einem PEG-Slot fixiert werden.
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Vorzugsweise weist die Erweiterungskarte eine Seitenstabilisierung auf, welche zwischen Kontaktfläche und Haltenase angeordnet und ebenfalls abbrechbar gestaltet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Erweiterungskarte noch besser gegen Verschiebung geschützt ist und verringert die auf die Haltenase wirkenden Kräfte. Gleichzeitig kann die Seitenstabilisierung bei Bedarf, also insbesondere einer Kollision mit auf der Hauptplatine angeordneten Bauteilen, von der Erweiterungskarte entfernt werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Seitenstabilisierung einen vorgegebenen Abstand zur Kontaktfläche aufweist. Dadurch wird es möglich, eine erfindungsgemäße Erweiterungskarte in vielen Fällen auch ohne ein Entfernen der Seitenstabilierung in Slots mit wenigen PCIe-Lanes einzustecken.
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Besonders bevorzugt sind die Seitenstabilisierung und die Haltenase fest miteinander verbunden bzw. als ein durchgehendes Stück der Trägerplatine gestaltet und weisen eine gemeinsame Sollbruchstelle auf. Dies ermöglicht eine besonders hohe Stabilität und gewährleistet weiterhin ein einfaches Entfernen.
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Zweckmäßigerweise ist die Sollbruchstelle durch eine Ritzkante der Trägerplatine definiert. Die Ritzkante kann insbesondere mittels eines Fräsers erzeugt werden, der in eine oder beide Seitenflächen der Trägerplatine eine Nut fräst. Prinzipiell kann die Trägerplatine auch mit einer Klinge angeritzt werden. Die verbleibende Dicke der Trägerplatine wird insbesondere nach Maßgabe des Gewichts der Erweiterungskarte und/oder der für das Abbrechen der Haltenase erforderlichen Kraft gewählt. Durch eine seitlich zur Grundfläche der Erweiterungskarte wirkende Kraft kann die Haltenase einfach entfernt werden. Die im Transportfall kritischen, in der Ebene der Grundfläche wirkenden Kräfte, welche ein vollständiges oder teilweises Lösen der Erweiterungskarte aus dem Slot verursachen könnten, werden dennoch zuverlässig aufgenommen.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnungen beschriftet. Die dargestellten Ausführungsformen sind stark schematisiert, d.h. die Abstände und die laterale und die vertikale Ausdehnung sind nicht maßstäblich.
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Darin zeigt:
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1 eine schematische Ansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Erweiterungskarte,
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2 eine schematische Ansicht auf eine Hauptplatine eines Computersystems, und
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3 eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Erweiterungskarte.
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Die Abbildung der 1 zeigt eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Erweiterungskarte. Die Erweiterungskarte 1 umfasst eine Trägerplatine 2 und ein Slotblech 3, welches an einer Frontseite der Trägerplatine 2 angeordnet ist und eine Bohrung 4 besitzt (hier durch eine Achse angedeutet). Auf der im Wesentlichen rechteckigen Trägerplatine 2 sind eine Vielzahl von nicht dargestellten Bauelementen angeordnet. An einer Unterseite der Trägerplatine 2 befindet sich eine Kontaktfläche 5 mit einer Vielzahl von elektrischen Kontakten 6.
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Neben der Kontaktfläche 5, auf der vom Slotblech abgewandten Seite der Trägerplatine 2, befinden sich eine Haltenase 7 und eine Stabilisierungsfläche 8. Die Haltenase 7 und die Stabilisierungsfläche 8 sind über eine Ritzkante 12 abbrechbar gestaltet. Zusätzlich ist in der Abbildung eine seitliche Ansicht einer Hauptplatine 11 eines Rechnersystems dargestellt. An der Hauptplatine 11 sind ein Slot 9 und ein Haltebügel 10 befestigt. Wie durch Pfeile angedeutet, kann der Haltebügel 10 entlang der Schnittlinie der Ebenen von Trägerplatine 2 und Hauptplatine 11 um eine begrenzte Strecke vor und zurück bewegt werden. Dies ermöglicht es, die Erweiterungskarte 1 und den Slot 9 einzustecken und dann mit Hilfe des Haltebügels 10 zu fixieren. Die Mechanik von Haltebügel 10 kann entsprechend dem für PEG-Slots üblichen Stand der Technik gestaltet werden.
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Die Hauptplatine 11 ist in einem nicht gezeigten Rechnergehäuse eines Rechnersystems angeordnet. Das Rechnergehäuse besitzt eine Aussparung für das Slotblech 3 und eine Gewindebohrung, über die eine eingesteckte Erweiterungskarte mit Hilfe von Bohrung 4 und einer nicht gezeigten Schraube fixiert werden kann. Indem dann auch der Haltebügel 10 in die Fixierposition bewegt wird, in welcher er die Haltenase 7 greift, kann die Erweiterungskarte zuverlässig befestigt werden.
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In der Abbildung von 2 ist eine Draufsicht auf eine Hauptplatine 11 eines Rechnersystems dargestellt. Zur Vereinfachung sind in der schematischen Darstellung für die vorliegende Erläuterung nicht benötigte Bauelemente, wie beispielsweise der Prozessor des Rechnersystems, nicht gezeigt.
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Die Hauptplatine 11 weist 4 Erweiterungs-Slots 9a, 9b, 9c, 9d auf. Slot 9a ist ein PEG-Slot, bei dem 16 PCIe-Lanes verbunden sind; ferner weist er einen Haltebügel 10‘ auf. Der dargestellte Haltebügel 10‘ ist als ein flexibler Bügel mit einem Haltepin gestaltet, welcher insbesondere mit den Seitenwänden von Slot 9a ein durchgehendes Bauteil bildet. Prinzipiell sind auch anders gestaltete Haltebügel geeignet, wie beispielsweise der oben schematisch dargestellte Haltebügel 10. Die Slots 9b, 9c, 9d können nach dem PCIexi-Standard, i = 1, 2, 4, 8 gestaltet sein.
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Eine erfindungsgemäße Erweiterungskarte, welche die volle nach dem PCIe-Standard zulässige Länge aufweist, könnte sowohl in den Slot 9a als auch in den Slot 9b eingesteckt werden.
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In dem Slot 9a kann die Erweiterungskarte trotz der von den Slotabmessungen abweichenden Größe der Kontaktfläche mittels der erfindungsgemäßen Haltenase und des Haltebügels 10 sicher befestigt werden.
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Sind die Slots 9a und 9b bereits belegt, so muss die Erweiterungskarte in den Slot 9c oder in den Slot 9d gesteckt werden. Hinter diesen Slots sind auf der Halteplatine Bauelemente 13 angeordnet, welche mit einer Haltenase und/oder einer Stabilisierungsfläche kollidieren würden. Zweckmäßigerweise werden mit Hilfe einer Zange die abbrechbar gestaltete Haltenase und die Stabilisierungsfläche aus der Fläche der Trägerplatine gebogen, so dass das Material an der Sollbruchstelle abbricht. Nach Entfernen der Haltenase kann die Erweiterungsplatine auch in einen der beiden Slots 9c oder 9d eingesteckt.
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Die Abbildung der 3 zeigt eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Erweiterungskarte.
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Hierbei ist ein Ausschnitt der Unterseite von Trägerplatine 2 mit Kontaktfläche 5 dargestellt. Haltenase 7 und Stabilisierungsfläche 8 sind über Ritzkante 12 (gestrichelt) abbrechbar bzw. entfernbar gestaltet.
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Gemäß der Erfindung kann somit in geeigneten Slots eine verbesserte Fixierung der Erweiterungskarte erreicht werden, wobei die Karte dennoch universell einsetzbar bleibt.
