DE102017113508A1

DE102017113508A1 - Vorrichtung zum Befestigen einer Platte

Info

Publication number: DE102017113508A1
Application number: DE102017113508.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kupezki
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2018-12-20
Also published as: KR20200019223A; KR102351769B1; CN110800382B; CN110800382A; US11071217B2; US20200128684A1; WO2018234075A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen einer Platte (2), umfassend eine Aufnahmekonstruktion (1) mit einem Widerlager (3) zur Aufnahme der Platte (2) und Mittel zum Befestigen (4) der Platte (2). Die Vorrichtung soll mit geringem Aufwand zu verwirklichen sein, mittlere Fertigungstoleranzen erlauben und wenig verschleißanfällig sein. Dies wird dadurch erreicht, dass die Mittel zum Befestigen mindestens einen Schnapparm (4) umfassen, der jeweils um eine Achse senkrecht zu einer Hauptfläche der Platte (2) elastisch verschwenkbar ist und die aufgenommene Fig 3
Fig 3FIGPlatte (2) unter Vorspannung gegen das Widerlager drückt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen einer Platte, umfassend eine Aufnahmekonstruktion mit einem Widerlager zur Aufnahme der Platte und Mittel zum Befestigen der Platte.
Solche Vorrichtungen sind an sich bekannt und werden z.B. als elektrische und/oder elektronische Vorrichtung mit einem Gehäuse als Aufnahmekonstruktion und mindestens einer Leiterplatte ausgeführt. Sie werden vielfach z.B. in Kraftfahrzeugen als Sensoren und/oder Steuervorrichtungen eingesetzt.
Zum Befestigen der Leiterplatte in oder an dem Gehäuse sind unterschiedliche Möglichkeiten bekannt wie Schrauben, Kleben, Heißvernieten (Heatstacking) oder Verrasten.
Schrauben und Kleben haben den Nachteil, dass sie relativ aufwändig sind.
Auch das Heißvernieten ist relativ aufwändig und erfordert Spezialwerkzeug. Eine Verbindung zwischen den Nieten und der Platte ist starr, wodurch höhere mechanische Spannungen entstehen können.
Die bekannten Rastverbindungen umfassen Rastmittel, die um eine Achse parallel zu einer Ebene einer Hauptfläche der Platte sind. Hierdurch ist eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit einzuhalten; z.B. können Dickentoleranzen der Platte nicht ausgeglichen werden. Es können beim Betrieb des Kraftfahrzeugs Vibrationen zwischen der Platte und der Aufnahmekonstruktion entstehen, die zu Verschleiß führen können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Befestigung einer Platte zu schaffen, die mit geringem Aufwand zu verwirklichen ist, mittlere Fertigungstoleranzen erlaubt und wenig verschleißanfällig ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Mittel zum Befestigen umfassen mindestens einen Schnapparm, der jeweils um eine Achse senkrecht zu einer Hauptfläche der Platte elastisch verschwenkbar ist und die aufgenommene Platte unter Vorspannung gegen das Widerlager drückt. Die Verschwenkbarkeit jedes der Schnapparme senkrecht zu der Hauptfläche bewirkt, dass ein Abstand zwischen dem Widerlager und einer Anpressfläche - dies ist eine ebene Fläche durch ein dem Widerlager zugewandtes Ende des Schnapparms - kleiner sein kann als eine mittlere Dicke der Platte. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Schnapparme einen vorbestimmten mittleren Druck auf die Platte ausüben. Dies verhindert - selbst bei z.B. Temperaturschwankungen und innerhalb vorgegebener Fertigungstoleranzen - sicher eine Vibration zwischen der Platte und der Aufnahmekonstruktion, die die elektrischen Funktionen stören kann und zu einem schnelleren Verschleiß führt. Die Elastizität vereinfacht die Montage.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
In einer Ausgestaltung ist die Platte eine Leiterplatte. Hierfür ist die Erfindung besonders vorteilhaft einsetzbar.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Aufnahmekonstruktion Teil eines Gehäuses. Hierbei ist die Platte sowohl gehalten als auch vor äußeren Einflüssen geschützt.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Widerlager linienartig ausgebildet und unterstützt einen Randbereich der Platte. Hierbei kann ohne weitere Maßnahmen z.B. ein Rahmen oder Stirnseiten von Wänden für eine Auflage der Platte genutzt werden.
Alternativ ist das Widerlager punktartig ausgebildet, das heißt, mit einer kleinen, runden oder rechteckigen Auflagefläche von z.B. 2 mm². Die Widerlager sind hierbei in Form von Domen gebildet, die aus einer Boden- oder Deckelfläche ragen und ebene Stirnseiten als Auflagefläche aufweisen. Hier wird nur wenig Fläche der Platte für die Lagerung benötigt. Eine Anzahl der punktartigen Widerlager entspricht z.B. der Anzahl der Schnapparme; zusätzlich können Einpressdome vorhanden sein.
Bei der punktartigen Ausbildung der Widerlager ist eine Anlagefläche jedes der Schnapparme vorteilhaft dem zugeordneten Widerlager gegenüberliegend angeordnet. Hierdurch wird eine Anpresskraft des Schnapparms geradlinig über die Leiterplatte in das Widerlager eingeleitet. Dies verhindert die Einleitung von Biegemomenten in die Leiterplatte, so dass diese weitgehend frei von mechanischen Spannungen bleibt und entsprechend preiswerter gefertigt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Schnapparme einstückig mit der Aufnahmekonstruktion gefertigt. Dies vereinfacht die Fertigung.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Schnapparme in ihrer Längserstreckung gekrümmt ausgebildet. Dies erleichtert die Montage der Platte in oder an der Aufnahmekonstruktion.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Schnapparme in Wirkrichtung senkrecht zu der Platte steifer ausgeführt als parallel dazu. Dies wird z.B. durch die Form des Querschnitts der Schnapparme erreicht und bewirkt eine sichere Befestigung der Platte durch ausreichenden Druck, den die Schnapparme ausüben.
Anhand der beigefügten schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuseteils mit einem Schnapparm und einem Widerlager,
2 das Gehäuseteil der 1 mit eingelegter Leiterplatte,
3 eine perspektivische Ansicht eines anderen Gehäuseteils und
4 einen Teilschnitt durch das Gehäuseteil der 3.

Erstes Ausführungsbeispiel
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist in einem Gehäuseteil 1, das nur teilweise dargestellt ist und eine Aufnahmekonstruktion bildet, eine Platte in Form einer Leiterplatte 2 befestigt.
Das Gehäuseteil 1 ist z.B. als wannenartiges Boden- oder Deckelteil eines Gehäuses ausgebildet.
An einem Boden 1a des Gehäuseteils 1 ist eine Vielzahl von z.B. vier Domen 3 angeordnet, die punktartige Widerlager mit jeweils einer Auflagefläche bilden. Alle Auflageflächen befinden sich in einer gemeinsamen Ebene parallel zu dem Boden 1a. Jede der Auflageflächen und somit ein Querschnitt der Dome 3 ist U- förmig, wobei eine Rundung des U von einer Wandung 1b des Gehäuseteils weg weist.
Jedem der Dome 3 ist ein Schnapparm 4 zugeordnet. Jeder der Schnapparme 4 ist unmittelbar einstückig mit und an einer Wandung 1b des Gehäuseteils 1 in dessen Inneres auskragend angeformt. Eine Länge des Schnapparms 4 ist so bemessen, dass sein freies Ende mit vorbestimmtem Abstand im Bereich der zugeordneten Auflagefläche ist und dass elastische Bewegungen des freien Endes parallel und senkrecht zu der Auflagefläche und somit auch parallel zu einer Hauptfläche der Leiterplatte 2 ermöglicht sind. Der Abstand zwischen der Auflagefläche und einer Anpressfläche - das ist eine der Auflagefläche zugewandten Seite im Bereich des freien Endes - ist so bemessen, dass er mit Untermaß einer Dicke der Leiterplatte 2 entspricht. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Schnapparm 4 die Leiterplatte gegen die Auflagefläche drückt.
Ein Querschnitt des Schnapparms 4 ist im Wesentlichen rechteckig und verjüngt sich zu dem freien Ende hin. Hierdurch kann im Zusammenspiel mit einer Länge des Schnapparms 4 und der Materialauswahl die Elastizität des Schnapparms 4 und damit eine Rückstell- und Anpresskraft eingestellt werden. Eine nach den Figuren untere Seite des Schnapparms 4 ist parallel zu dem Boden 1a.
Weiterhin ist eine beim Einlegen der Leiterplatte 2 von dieser berührte (nach den 1 und 2 linke) Seitenfläche des Schnapparms 4 im Bereich des freien Endes so angeschrägt, dass eine Oberseite des Schnapparms 4 schmaler ist als seine Unterseite; ein Querschnitt des freien Endes ist also in etwa trapezförmig. Hierdurch ist eine Montage der Leiterplatte 2 in das Gehäuseteil 1 erleichtert.
Vorzugsweise weist der Schnapparm 4 in der Draufsicht in einem hinteren (von der Einspannung weg gerichteten) Bereich eine Krümmung oder Knickung derart auf, dass das freie Ende näher zu einer entsprechenden Achse der Leiterplatte 2 ist als der übrige Bereich. Hierdurch ragt ein wesentlicher Teil des Schnapparms 4 nicht über die Leiterplatte 2 und ist daher für Bauteile verfügbar.
Im Bereich des freien Endes ist an der Unterseite des Schnapparms 2 die Anpressfläche ausgebildet, die nach unten aus der Unterseite herausragend angeformt ist. Hierdurch wird nur eine vorbestimmte kleine Fläche der Leiterplatte 2 für die Befestigung benötigt. Die Anpressfläche und die Auflagefläche liegen sich gegenüber.
Zwischen der Auflagefläche und der nach den 1 und 2 linken Seitenfläche ist eine nach oben weisende untere Schräge ausgebildet. Dies erleichtert bei der Montage der Leiterplatte 2 ein Gleiten des freien Endes in eine Halteposition des Schnapparms 4.
Zur Montage der Leiterplatte 2 wird diese in der vorgesehenen Ausrichtung in das Gehäuseteil 1 eingeführt. Hierbei werden die Schnapparme 4 elastisch durch ein Werkzeug seitlich ausgelenkt.
Spätestens wenn die Leiterplatte 2 die Auflageflächen berührt, gleiten die Schnapparme 4 in ihre Haltepositionen und fixieren so die Leiterplatte 2 in dem Gehäuseteil 1. Gegebenenfalls muss das Gleiten mechanisch unterstützt werden. Das Untermaß des Abstands zwischen den Auflageflächen und den Anpressflächen gegenüber der Dicke der Leiterplatte 2 bewirkt eine leichte Vorspannung, so dass eine sichere Befestigung gewährleistet ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
Ein zweites Ausführungsbeispiel, das in den 3 und 4 dargestellt ist, unterscheidet sich von dem ersten neben der Form des Gehäuseteils 1 durch Folgendes:
Die Dome 3 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Jeder der Schnapparme 4 ist in einem zugeordneten Eckbereich des in etwa quaderförmigen Gehäuseteils 1 mittelbar über zwei Flügel 5 und eine Stütze 6 befestigt.
Die Stütze 6 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist beabstandet von zugeordneten Wandungen 1b an dem Boden 1a angeformt. Sie ist durch die Flügel 5 stabilisiert, die zwischen den zugeordneten Wandungen 1b und der Stütze 6 gebildet sind. Die Flügel 5 schließen einen rechten Winkel ein.
Das Gehäuseteil 1, die Dome 3, die Schnapparme 4, die Flügel 5 und die Stützen 6 sind einstückig geformt.
Im Übrigen entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten.
Die Montage der Leiterplatte 2 erfolgt wie im ersten Ausführungsbeispiel.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuseteil
1a: Boden
1b: Wandung
2: Leiterplatte
3: Dom
4: Schnapparm
5: Flügel
6: Stütze

Claims

Vorrichtung zum Befestigen einer Platte (2), umfassend eine Aufnahmekonstruktion (1) mit mindestens einem Widerlager (3) zur Aufnahme der Platte (2) und Mittel zum Befestigen (4) der Platte (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Befestigen mindestens einen Schnapparm (4) umfassen, der jeweils um eine Achse senkrecht zu einer Hauptfläche der Platte (2) elastisch verschwenkbar ist und die aufgenommene Platte (2) unter Vorspannung gegen das Widerlager (3) drückt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte eine Leiterplatte (2) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekonstruktion (1) Teil eines Gehäuses ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (3) linienartig ausgebildet ist und einen Randbereich der Platte (2) unterstützt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (3) punktartig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Auflagefläche jedes der Schnapparme (4) dem zugeordneten Widerlager (3) gegenüberliegend angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapparme (4) einstückig mit der Aufnahmekonstruktion (1) und dem Widerlager (3) gefertigt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapparme (4) in ihrer Längserstreckung gekrümmt ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapparme (4) in Wirkrichtung senkrecht zu der Platte (2) steifer ausgeführt sind als parallel dazu.