DE102017129251A1 - Modular system for manufacturing an electronic device - Google Patents
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Abstract
Ein Baukastensystem zum Herstellen eines Elektronikgeräts (1) umfasst ein Gehäuse (10), das einen Aufnahmeraum (15) ausbildet, und eine Leiterplatte (12), die entlang einer Einschubrichtung (E) in den Aufnahmeraum (15) des Gehäuses (10) einsetzbar und in einer Montagestellung in dem Aufnahmeraum (15) aufgenommen ist. Mit der Leiterplatte (12) verbindbare Ansetzteile (13, 13A-13G) weisen jeweils, betrachtet entlang der Einschubrichtung (E), eine Teilung (X1, X2, X3, X6, X9) auf, die einer vorbestimmten kleinsten Teilungseinheit (X1) oder einem ganzzahligen Vielfachen der vorbestimmten kleinsten Teilungseinheit (X1) entspricht. Jedes Ansetzteil (13, 13A-13G) weist eine erste Führungseinrichtung (133) zur Führung an einer zweiten Führungseinrichtung (107) des Gehäuses (10) auf. Eine Kombination von Ansetzteilen (13, 13A-13G) kann entlang der Einschubrichtung (E) aneinander angereiht mit der Leiterplatte (12) verbunden werden.A modular system for producing an electronic device (1) comprises a housing (10) which forms a receiving space (15) and a printed circuit board (12) which can be inserted along an insertion direction (E) into the receiving space (15) of the housing (10) and is received in a mounting position in the receiving space (15). Ansetzteile (13, 13A-13G) connectable to the printed circuit board (12), viewed along the direction of insertion (E), each have a pitch (X1, X2, X3, X6, X9) corresponding to a predetermined smallest division unit (X1) or an integer multiple of the predetermined smallest division unit (X1). Each attachment part (13, 13A-13G) has a first guide device (133) for guiding on a second guide device (107) of the housing (10). A combination of attachment parts (13, 13A-13G) can be connected along the direction of insertion (E) connected to each other with the circuit board (12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem zum Herstellen eines Elektronikgeräts nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Elektronikgeräts unter Verwendung eines Baukastensystems.The invention relates to a modular system for producing an electronic device according to the preamble of
Ein derartiges Baukastensystem zum Herstellen eines Elektronikgeräts umfasst ein Gehäuse, das einen Aufnahmeraum ausbildet, und eine Leiterplatte, die entlang einer Einschubrichtung in den Aufnahmeraum des Gehäuses einsetzbar und in einer Montagestellung in dem Aufnahmeraum aufgenommen ist.Such a modular system for producing an electronic device comprises a housing, which forms a receiving space, and a printed circuit board which can be inserted along an insertion direction into the receiving space of the housing and accommodated in a mounting position in the receiving space.
Ein derartiges Elektronikgerät kann beispielsweise zusammen mit anderen Elektronikgeräten entlang einer Anreihrichtung kombiniert werden, sodass eine Mehrzahl von Elektronikgeräten entlang der Anreihrichtung aneinander angereiht sind. Das Elektronikgerät kann beispielsweise zusammen mit den anderen Elektronikgeräten an einer Tragschiene aufgenommen werden, sodass auf diese Weise eine elektrische Baugruppe geschaffen wird, die beispielsweise Steuer- oder Auswertefunktionen im Rahmen einer industriellen Anlage übernehmen kann.Such an electronic device can, for example, be combined along with other electronic devices along a direction of arrangement, so that a plurality of electronic devices are lined up along the arrangement direction. The electronic device can, for example, be accommodated together with the other electronic devices on a mounting rail, so that an electrical assembly is created in this way, which can take over, for example, control or evaluation functions in the context of an industrial plant.
Elektronische Bauteile sind hierbei auf der Leiterplatte angeordnet, die in das Gehäuse eingesetzt werden kann, um das Elektronikgerät auszubilden. Die Leiterplatte erstreckt sich in der Montagestellung zum Beispiel parallel zu Seitenwandungen des Gehäuses, zwischen denen der Aufnahmeraum gebildet ist, und ist in dem Gehäuse in geschützter Weise eingefasst.Electronic components are in this case arranged on the printed circuit board, which can be inserted into the housing in order to form the electronic device. The circuit board extends in the mounting position, for example, parallel to side walls of the housing, between which the receiving space is formed, and is enclosed in the housing in a protected manner.
Wünschenswert ist eine Elektronikgerät, dass einfach, insbesondere zum Einsetzen und Fixieren der Leiterplatte in dem Gehäuse, montiert werden kann, dabei aber variabel auch in Abhängigkeit von der Ausgestaltung von elektronischen Bauteilen der Leiterplatte zum Beispiel mit Anschlüssen oder anderen Funktionskomponenten bestückbar ist.It is desirable to have an electronic device that can be easily mounted, in particular for inserting and fixing the printed circuit board in the housing, but also variable depending on the design of electronic components of the circuit board, for example, with terminals or other functional components can be equipped.
Bei einem aus der
Bei einem aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Baukastensystem sowie ein Verfahren zum Herstellen eines in Abhängigkeit von der Anwendung konfigurierbaren Elektronikgeräts unter Verwendung eines Baukastensystems bereitzustellen, die eine einfache und somit kostengünstige Montage des Elektronikgeräts bei variabler Bestückbarkeit insbesondere mit elektrischen und/oder mechanischen Anschlüssen ermöglichen.Object of the present invention is to provide a modular system and a method for producing a configurable depending on the application electronic device using a modular system that allow a simple and thus cost-effective installation of the electronic device with variable placement, in particular with electrical and / or mechanical connections.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an article having the features of
Demnach weist das Baukastensystem eine Mehrzahl von mit der Leiterplatte verbindbaren Ansetzteilen auf, die jeweils, betrachtet entlang der Einschubrichtung, eine Teilung aufweisen, die einer vorbestimmten kleinsten Teilungseinheit oder einem ganzzahligen Vielfachen der vorbestimmten kleinsten Teilungseinheit entspricht, wobei jedes Ansetzteil eine erste Führungseinrichtung zur Führung an einer zweiten Führungseinrichtung des Gehäuses aufweist und eine Kombination von Ansetzteilen entlang der Einschubrichtung aneinander angereiht mit der Leiterplatte derart verbindbar ist, dass bei Einsetzen der Leiterplatte in den Aufnahmeraum die Kombination von Ansetzteilen über ihre ersten Führungseinrichtungen an der zweiten Führungseinrichtung des Gehäuses entlang der Einschubrichtung verschiebbar geführt ist.Accordingly, the modular system comprises a plurality of connectable to the circuit board Ansetzteile, each having, viewed along the insertion direction, a pitch corresponding to a predetermined minimum pitch unit or an integral multiple of the predetermined smallest pitch unit, each Ansetzteil a first guide means for guiding a second guide means of the housing and a combination of Ansetzteilen along the insertion direction abutting connected to the circuit board is connected such that when inserting the circuit board in the receiving space, the combination of Ansetzteilen guided on their first guide means on the second guide means of the housing along the insertion direction displaceable is.
Im Rahmen des Baukastensystems sind somit mehrere unterschiedliche Ansetzteile vorhanden, die variabel und in unterschiedlicher Weise miteinander kombiniert werden können. Dadurch, dass die Ansetzteile eine Teilung aufweisen, die einer vorbestimmten kleinsten Teilungseinheit oder einem ganzzahligen Vielfachen der vorbestimmten kleinsten Teilungseinheit entspricht, können grundsätzlich beliebige Kombinationen von Ansetzteilen derart entlang der Einschubrichtung aneinander angereiht werden, dass sich eine Kombination von Ansetzteilen mit einer vorbestimmten Gesamtlänge ergibt, entsprechend zum Beispiel der Länge einer Gehäuseöffnung (gemessen entlang der Einschubrichtung), die durch die Ansetzteile zu verschließen ist. Eine Leiterplatte kann somit mit ganz unterschiedlichen Kombinationen von Ansetzteilen bestückt werden, um zusammen mit den Ansetzteilen in den Aufnahmeraum des Gehäuses eingesetzt zu werden und somit das Elektronikgerät auszubilden.As part of the modular system thus several different Ansetzteile are available, which can be combined variably and in different ways with each other. By virtue of the attachment parts having a pitch which corresponds to a predetermined smallest division unit or an integral multiple of the predetermined smallest division unit, basically any combination of attachment parts can be lined up along the insertion direction in such a way that a combination of attachment parts with a predetermined overall length results, corresponding, for example, the length of a housing opening (measured along the direction of insertion), which is to be closed by the Ansetzteile. A circuit board can thus be equipped with very different combinations of Ansetzteilen to be used together with the Ansetzteilen in the receiving space of the housing and thus form the electronic device.
Durch die Verwendung unterschiedlicher Ansetzteile in Kombination miteinander können unterschiedliche Funktionen an der Leiterplatte bereitgestellt werden, wie dies nachstehend noch erläutert werden soll. Es ergibt sich somit ein flexibel verwendbares Baukastensystem, mittels dessen ganz unterschiedliche Elektronikgeräte in variabler Weise hergestellt und anwendungsbezogen konfiguriert werden können. Die Ansetzteile können hierbei insbesondere eine Geräteschnittstelle von der Leiterplattenbaustufe des hergestellten Elektronikgeräts nach Außen bereitstellen.By using different Ansetzteile in combination with each other different functions can be provided on the circuit board, as will be explained below. This results in a flexibly usable modular system, by means of which completely different electronic devices are produced in a variable manner and configured in an application-specific manner can be. In particular, the attachment parts can provide a device interface from the printed circuit board stage of the manufactured electronic device to the outside.
Die vorbestimmte kleinste Teilungseinheit (kurz: TE; englisch: Unit) definiert eine Grundlänge entlang der Einschubrichtung. Einige Ansetzteile können beispielsweise eine Teilung entsprechend der einfachen Teilungseinheit aufweisen. Andere Ansetzteile können eine Teilung entsprechend der doppelten Teilungseinheit aufweisen, also doppelt so lang wie die Teilungseinheit sein. Wiederum andere Ansetzteile können beispielsweise eine Teilung entsprechend dem Dreifachen der Teilungseinheit aufweisen. Unterschiedliche Ansetzteile können somit entlang der Einschubrichtung miteinander kombiniert werden, um eine Kombination von Ansetzteilen mit einer vorbestimmten Länge zu schaffen. Weist beispielsweise eine Gehäuseöffnung, in die die Kombination von Ansetzteilen einzuschieben ist, eine Länge entsprechend der fünffachen Teilungseinheit auf, so können Ansetzteile derart miteinander kombiniert werden, dass sich die Gesamtlänge entsprechend der fünffachen Teilungseinheit ergibt.The predetermined smallest division unit (TE for short) defines a basic length along the insertion direction. For example, some attachment parts may have a pitch corresponding to the simple division unit. Other attachment parts may have a pitch corresponding to twice the pitch, that is twice as long as the pitch unit. Again other attachment parts may for example have a pitch corresponding to three times the division unit. Different Ansetzteile can thus be combined along the insertion direction with each other to create a combination of Ansetzteilen with a predetermined length. If, for example, a housing opening into which the combination of attachment parts is to be inserted has a length corresponding to five times the division unit, attachment parts can be combined with one another in such a way that the total length results in accordance with the fivefold division unit.
Ein jedes Ansetzteil weist hierbei (zumindest) eine erste Führungseinrichtung auf, über die die Ansetzteile an einer zugeordneten zweiten Führungseinrichtung des Gehäuses geführt werden, wenn die Leiterplatte zusammen mit der daran angeordneten Kombination von Ansetzteilen in den Aufnahmeraum des Gehäuses eingesetzt wird. Das Einsetzen der Leiterplatte in den Aufnahmeraum des Gehäuses erfolgt somit in einer über die Ansetzteile geführten Weise. In der Montagestellung wird die Leiterplatte dann vorzugsweise über die Ansetzteile in Position in dem Aufnahmeraum gehalten.In this case, each attachment part has (at least) a first guide device, via which the attachment parts are guided on an assigned second guide device of the housing, when the circuit board is inserted together with the combination of attachment parts arranged thereon into the receiving space of the housing. The insertion of the circuit board in the receiving space of the housing is thus carried out in a guided over the Ansetzteile way. In the assembled position, the printed circuit board is then preferably held in position in the receiving space via the attachment parts.
In einer Ausgestaltung weist das Gehäuse zwei entlang einer Anreihrichtung zueinander beabstandete, zwischen sich einen Aufnahmeraum ausbildende Seitenwandungen auf. Die Einschubrichtung ist quer zur Anreihrichtung gerichtet. In der Montagestellung ist die Leiterplatte senkrecht zur Anreihrichtung erstreckt und somit parallel zu den Seitenwandungen ausgerichtet und in dieser Weise in dem Aufnahmeraum zwischen den Seitenwandungen aufgenommen.In one embodiment, the housing has two side walls spaced apart from one another along a mounting direction and forming a receiving space between them. The insertion direction is directed transversely to the mounting direction. In the assembled position, the printed circuit board is perpendicular to the direction of arrangement and thus aligned parallel to the side walls and received in this way in the receiving space between the side walls.
Mehrere Ansetzteilen können miteinander kombiniert und zur Herstellung des Elektronikgeräts an der Leiterplatte vormontiert werden, um die Leiterplatte zusammen mit den daran angeordneten Ansetzteilen in das Gehäuse einzusetzen. In der Vormontagestellung sind die Ansetzteile stoffschlüssig (zum Beispiel mittels Löten), kraftschlüssig oder formschlüssig mit der Leiterplatte verbunden und bilden somit zusammen mit der Leiterplatte eine vormontierte Baueinheit, die an das Gehäuse des Elektronikgeräts angesetzt werden kann.Multiple Ansetzteilen can be combined with each other and pre-assembled to the manufacture of the electronic device to the circuit board to insert the circuit board together with the attachment parts arranged thereon in the housing. In the pre-assembly, the Ansetzteile are cohesively (for example by means of soldering), positively or positively connected to the circuit board and thus together with the circuit board form a preassembled unit that can be attached to the housing of the electronic device.
Das Ansetzen dieser vormontierten Baueinheit erfolgt in geführter Weise dadurch, dass erste Führungseinrichtungen der Ansetzteile mit zweiten Führungseinrichtungen zum Beispiel an den Seitenwandungen des Gehäuses in Eingriff gebracht werden, sodass die Baueinheit, also die Ansetzteile zusammen mit der Leiterplatte, in das Gehäuse eingeschoben werden kann und die Leiterplatte in eine definierte Lage innerhalb des Aufnahmeraums gelangt. Jedes Ansetzteil kann hierbei zwei parallel zueinander, entlang der Einschubrichtung erstreckte, erste Führungseinrichtungen aufweisen, während die Seitenwandungen jeweils eine entlang der Einschubrichtung erstreckte, zweite Führungseinrichtung aufweisen.The attachment of this preassembled unit takes place in a guided manner in that first guide means of Ansetzteile be brought to second guide means, for example, on the side walls of the housing, so that the assembly, so the Ansetzteile together with the circuit board, can be inserted into the housing and the printed circuit board passes into a defined position within the receiving space. Each Ansetzteil can in this case have two parallel to each other, along the insertion direction extended, first guide means, while the side walls each have a along the insertion direction extended, second guide means.
In der Montagestellung fixieren die Ansetzteile die Leiterplatte dann in dem Aufnahmeraum, indem die Leiterplatte über die Ansetzteile mit den Seitenwandungen verbunden ist. Die Ansetzteile erstrecken sich hierbei zwischen den Seitenwandungen und verbinden die Seitenwandungen formschlüssig miteinander, sodass das Gehäuse komplettiert ist und die Ansetzteile beispielsweise das Gehäuse nach außen hin abschließen.In the mounting position, the Ansetzteile then fix the circuit board in the receiving space by the circuit board is connected via the Ansetzteile with the side walls. The Ansetzteile extend here between the side walls and connect the side walls form-fitting manner with each other, so that the housing is completed and the Ansetzteile complete example, the housing to the outside.
An die Leiterplatte können ganz beliebige Ansetzteile zur Bereitstellung ganz unterschiedlicher Funktionen angesetzt werden. Die Leiterplatte kann somit, abhängig von einer gewünschten Ausgestaltung und Funktion der durch die Leiterplatte bereitgestellten elektronischen Baugruppe, mit unterschiedlichen Ansetzteilen bestückt werden, um die auf diese Weise geschaffene vormontierte Baueinheit in das Gehäuse einzusetzen und dadurch das Elektronikgerät zu montieren.Any desired attachment parts for providing completely different functions can be attached to the printed circuit board. Thus, depending on a desired configuration and function of the electronic subassembly provided by the printed circuit board, the printed circuit board can be equipped with different attachment parts in order to insert the pre-assembled subassembly thus created into the housing and thereby assemble the electronic device.
Zur Montage können die ersten Führungseinrichtungen der an der Leiterplatte angeordneten Kombination von Ansetzteilen und die zweiten Führungseinrichtungen der Seitenwandungen des Gehäuses vorzugsweise derart miteinander in Eingriff gebracht werden, dass die Ansetzteile in einer senkrecht zur Einschubrichtung erstreckten Ebene fest mit den Seitenwandungen verbunden sind, entlang der Einschubrichtung aber zu den Seitenwandungen verschiebbar sind, bis die Montagestellung erreicht ist und die Leiterplatte zum Beispiel zusätzlich in der erreichten Endposition im Gehäuse verrastet. Die Ansetzteile sind somit in der senkrecht zu Einschubrichtung erstreckten Ebene zu den Seitenwandungen festgelegt, also so mit den Seitenwandungen verbunden, dass eine feste Verbindung zwischen den Ansetzteilen und den Seitenwandungen besteht, die Ansetzteile jedoch entlang der Einschubrichtung zu den Seitenwandungen verschiebbar sind, bis die Montagestellung erreicht ist. Durch den Eingriff der ersten Führungseinrichtungen mit den zweiten Führungseinrichtungen wird somit eine Führung für die an der Leiterplatte angeordnete Kombination von Ansetzteilen an den Seitenwandungen geschaffen, aufgrund derer die Ansetzteile und darüber die Leiterplatte in definierter Weise zu den Seitenwandungen verschiebbar sind, ohne dass sich die Ansetzteile dabei ohne weiteres aus ihrem geführten Eingriff mit den Seitenwandungen lösen können.For assembly, the first guide means of the combination of attachment parts arranged on the printed circuit board and the second guide means of the side walls of the housing can preferably be engaged with one another in such a way that the attachment parts are firmly connected to the side walls in a plane extending perpendicular to the insertion direction, along the direction of insertion but are displaceable to the side walls until the mounting position is reached and the circuit board, for example, additionally locked in the reached end position in the housing. The Ansetzteile are thus defined in the direction perpendicular to the insertion direction plane to the side walls, so connected to the side walls that a firm connection between the Ansetzteilen and the side walls, but the Ansetzteile along the insertion direction to the side walls are displaced until the mounting position is reached. Through the intervention of first guide means with the second guide means thus a guide for the arranged on the circuit board combination of Ansetzteilen is provided on the side walls, due to which the Ansetzteile and about the circuit board in a defined manner to the side walls are displaced, without the Ansetzteile thereby easily their guided engagement with the side walls can solve.
Die Führung der Kombination von Ansetzteilen an den Seitenwandungen kann beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, dass jede erste Führungseinrichtung formschlüssig mit einer zugeordneten zweiten Führungseinrichtung in Eingriff bringbar ist, indem ein Eingriff eines Stegs in eine Nut hergestellt wird im Sinne einer Nut-und-Feder-Verbindung. Eine der Führungseinrichtungen weist somit einen Steg auf, die in eine zugeordnete Nut der anderen Führungseinrichtung eingreift und dadurch eine Führung entlang der Einschubrichtung bereitstellt, gleichzeitig aber die Ansetzteile in der Ebene senkrecht zur Einschubrichtung so miteinander verbindet, dass der Eingriff zwischen den Ansetzteilen und den Seitenwandungen nicht ohne weiteres lösbar ist.The guidance of the combination of attachment parts on the side walls can be provided, for example, in that each first guide device can be brought into positive engagement with an associated second guide device by making engagement of a web into a groove in the sense of a tongue-and-groove connection , One of the guide means thus has a web which engages in an associated groove of the other guide means and thereby provides a guide along the insertion direction, but at the same time the Ansetzteile in the plane perpendicular to the insertion direction together so that the engagement between the Ansetzteilen and the side walls not easily solvable.
In einer konkreten Ausgestaltung weisen die zweiten Führungseinrichtungen der Seitenwandungen jeweils einen Steg auf, während die ersten Führungseinrichtungen eines jeden Ansetzteils jeweils eine mit dem Steg in Eingriff bringbare Nut aufweisen. Ein jedes Ansetzteil weist somit zwei Nuten auf, die mit jeweils einem Steg einer Seitenwandung in Eingriff gebracht werden können, sodass darüber das Ansetzteil an beiden Seitenwandungen verschiebbar geführt ist, dabei aber eine nicht ohne weiteres lösbare Verbindung zwischen dem Ansetzteil und den Seitenwandungen geschaffen wird, sodass das Ansetzteil in einer senkrecht zur Einschubrichtung erstreckten Ebene zu den Seitenwandungen formschlüssig festgelegt ist.In a specific embodiment, the second guide means of the side walls each have a web, while the first guide means of each Ansetzteils each have a engageable with the web engaging groove. Each Ansetzteil thus has two grooves, which can be brought into engagement with a respective web of a side wall, so that about the Ansetzteil is guided displaceably on both side walls, but a not easily detachable connection between the Ansetzteil and the side walls is created, so that the attachment part is fixed positively in a direction perpendicular to the insertion direction extending plane to the side walls.
In alternativer Ausgestaltung ist auch denkbar, dass die ersten Führungseinrichtungen der Ansetzteile jeweils einen Steg und die zweiten Führungseinrichtungen der Seitenwandungen jeweils eine Nut, mit der ein Steg einer zugeordneten ersten Führungseinrichtung in Eingriff bringbar ist, aufweisen.In an alternative embodiment, it is also conceivable that the first guide devices of the attachment parts each have a web and the second guide devices of the side walls each have a groove, with which a web of an associated first guide device can be brought into engagement.
In anderer Ausgestaltung ist auch denkbar, dass das Führungssystem als ganze oder halbe Schwalbenschwanzführung mit schräggestelltem Nut-Steg-System ausgeführt ist.In another embodiment, it is also conceivable that the guide system is designed as a whole or half dovetail guide with inclined groove-web system.
Der Formschluss zwischen den Führungseinrichtungen ist insbesondere derart, dass die Ansetzteile in einer senkrecht zur Einschubrichtung erstreckten Ebene zu den Seitenwandungen festgelegt sind und somit eine Verbindung zwischen den Ansetzteilen und den Seitenwandungen geschaffen ist. Um hierbei zu verhindern, dass ein Ansetzteil entlang einer Querrichtung, die quer zur Anreihrichtung und quer zur Einschubrichtung erstreckt ist, außer Eingriff von einem zugeordneten Steg gelangen kann, kann im Bereich der Nut ein Blockiersteg angeordnet sein, der den Steg in der Nut blockiert und ein Herausrutschen des Stegs aus der Nut entlang der Querrichtung verhindert. Der Steg kann beispielsweise in eine entlang der Querrichtung weisende Eingriffsrichtung in die Nut eingreifen. Der Blockiersteg blockiert ein Herausgleiten des Stegs entgegen der Eingriffsrichtung aus der Nut und sichert somit den Eingriff des Stegs in die Nut.The positive connection between the guide devices is in particular such that the attachment parts are fixed in a direction perpendicular to the insertion direction extending plane to the side walls and thus a connection between the Ansetzteilen and the side walls is created. To prevent this, that a Ansetzteil along a transverse direction which is transverse to the mounting direction and transverse to the insertion direction, can be disengaged from an associated web, a blocking web can be arranged in the region of the groove, which blocks the web in the groove and prevents slipping out of the web from the groove along the transverse direction. The web can, for example, engage in a groove pointing in the transverse direction of engagement in the groove. The blocking web blocks slipping out of the web against the direction of engagement of the groove and thus secures the engagement of the web in the groove.
Um die Ansetzteile in einer senkrecht zur Einschubrichtung erstreckten Ebene fest (aber entlang der Einschubrichtung aber zu den Seitenwandungen bis in die Montagestellung verschiebbar) mit den Seitenwandungen zu verbinden, umgreift die Nut den Führungssteg vorzugsweise an vier Seiten. Stufen, die der Führungssteg mit der zugeordneten Seitenwandung bildet, sind hierbei in Anlage mit dem Blockiersteg und einem Begrenzungsabschnitt der Nut. Der Führungssteg wird somit formschlüssig in Eingriff mit der Nut gehalten und kann in einer Ebene senkrecht zur Einschubrichtung nicht aus der Nut herausbewegt werden.In order to connect the Ansetzteile in a plane perpendicular to the insertion direction fixed (but slidable along the insertion direction but to the side walls to the mounting position) with the side walls, the groove surrounds the guide web preferably on four sides. Steps that form the guide bar with the associated side wall, in this case in contact with the blocking web and a boundary portion of the groove. The guide web is thus held positively in engagement with the groove and can not be moved out of the groove in a plane perpendicular to the insertion direction.
In einer Ausgestaltung sind die Ansetzteile in der Montagestellung entlang der Anreihrichtung zwischen den Seitenwandungen erstreckt. Die Ansetzteile der an die Leiterplatte angesetzten Kombination von Ansetzteilen können sich beispielsweise flächig entlang der Anreihrichtung und der Einschubrichtung erstrecken und können beispielsweise eine Begrenzung des Aufnahmeraums nach außen hin bereitstellen, sodass die Ansetzteile das Gehäuse komplettieren und zusammen mit anderen Gehäuseabschnitten den Aufnahmeraum des Gehäuses nach außen hin abschließen.In one embodiment, the attachment parts are extended in the assembly position along the direction of arrangement between the side walls. The Ansetzteile the attached to the circuit board combination of Ansetzteilen may, for example, extend flat along the mounting direction and the insertion direction and may for example provide a boundary of the receiving space to the outside, so that the Ansetzteile complete the housing and together with other housing sections the receiving space of the housing to the outside complete.
Die Ansetzteile können beispielsweise, betrachtet in einer durch die Anreihrichtung und die Einschubrichtung aufgespannten Ebene, jeweils einen Körper aufweisen, der ein Flächenelement bereitstellt, das betrachtet entlang der Einschubrichtung die Teilung des jeweiligen Ansetzteils definiert. Der Körper kann beispielsweise eine rechteckige Grundform (in einer durch die Anreihrichtung und die Einschubrichtung aufgespannten Ebene) aufweisen, mit einer Teilung, die der Teilungseinheit oder einem ganzzahligen Vielfachen der Teilungseinheit entspricht. Mehrere Ansetzteile können entlang der Einschubrichtung aneinander angereiht und aneinander anschließend an der Leiterplatte angeordnet werden, sodass die Leiterplatte in modularer Weise mit unterschiedlichen Kombinationen von Ansetzteilen bestückt werden kann.The attachment parts, for example, when viewed in a plane spanned by the arrangement direction and the insertion direction, each have a body which provides a surface element which, viewed along the direction of insertion, defines the pitch of the respective attachment part. The body may, for example, have a rectangular basic shape (in a plane spanned by the arrangement direction and the insertion direction), with a pitch corresponding to the division unit or an integral multiple of the division unit. Several attachment parts can be lined up along the insertion direction and then arranged on each other on the circuit board, so that the circuit board can be equipped in a modular manner with different combinations of Ansetzteilen.
In einer Ausgestaltung weist die Leiterplatte entlang der Einschubrichtung erstreckte, einander gegenüberliegende Seitenkanten auf, an denen die Ansetzteile anzuordnen sind. Eine gewünschte Kombination von Ansetzteilen wird somit an den Seitenkanten der Leiterplatte aneinander angereiht und miteinander kombiniert, sodass die Ansetzteile in einem mit der Leiterplatte verbundenen Zustand sich entlang der Seitenkanten der Leiterplatte erstrecken. In one embodiment, the circuit board has along the insertion direction extended, opposite side edges on which the attachment parts are to be arranged. A desired combination of attachment parts is thus lined up at the side edges of the circuit board and combined with each other, so that the Ansetzteile in a state connected to the circuit board extending along the side edges of the circuit board.
Die Ansetzteile sind hierbei derart an der Leiterplatte anzuordnen, dass sie entlang der Anreihrichtung von der Leiterplatte vorstehen. Während die Leiterplatte sich entlang einer durch die Einschubrichtung und die Querrichtung aufgespannten Ebene flächig erstreckt, sind die Ansetzteile an den entlang der Einschubrichtung erstreckten Seitenkanten der Leiterplatte angeordnet und stehen senkrecht zur Ebene der flächig erstreckten Leiterplatte, also entlang der Anreihrichtung, gegenüber der Leiterplatte.The attachment parts are in this case to be arranged on the circuit board, that they protrude along the mounting direction of the circuit board. While the printed circuit board extends flat along a plane spanned by the insertion direction and the transverse direction, the attachment parts are arranged on the side edges of the printed circuit board extending along the insertion direction and perpendicular to the plane of the flat printed circuit board, ie along the mounting direction, with respect to the printed circuit board.
Zur Montage der Leiterplatte in dem Gehäuse wird die Leiterplatte mit einer Kombination von Ansetzteilen bestückt und zusammen mit den Ansetzteilen in das Gehäuse eingesetzt. Hierbei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Leiterplatte in der Montagestellung (ausschließlich) über die Ansetzteile in dem Aufnahmeraum des Gehäuses fixiert ist, sodass eine Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuse (nur) mittelbar über die Ansetzteile geschaffen wird. Die Leiterplatte wird somit über die Ansetzteile in dem Aufnahmeraum des Gehäuses festgelegt.For mounting the circuit board in the housing, the circuit board is equipped with a combination of Ansetzteilen and used together with the Ansetzteilen in the housing. In this case, it can preferably be provided that the printed circuit board is fixed in the mounting position (exclusively) via the Ansetzteile in the receiving space of the housing, so that a connection between the circuit board and the housing (only) is created indirectly via the Ansetzteile. The circuit board is thus determined via the Ansetzteile in the receiving space of the housing.
In einer Ausgestaltung können die Ansetzteile formschlüssig oder kraftschlüssig oder auch stoffschlüssig mit der Leiterplatte zu verbinden sein. Hierzu können die Ansetzteile beispielsweise auf die Leiterplatte aufgesteckt werden, sodass eine stoffschlüssige (zum Beispiel durch Löten), kraftschlüssige oder formschlüssige(beispielsweise rastende) Verbindung zwischen den Ansetzteilen und der Leiterplatte hergestellt wird.In one embodiment, the attachment parts can be positively or non-positively connected or materially connected to the circuit board. For this purpose, the Ansetzteile can for example be plugged onto the circuit board, so that a cohesive (for example, by soldering), non-positive or positive (for example latching) connection between the Ansetzteilen and the circuit board is made.
Beispielsweise können hierzu einige Ansetzteile einen Rasthaken aufweisen, der dazu ausgebildet ist, in eine zugeordnete Rastöffnung der Leiterplatte einzugreifen, um darüber das Ansetzteil an der Leiterplatte festzulegen. Beispielsweise kann zur Verbindung mit der Leiterplatte das Ansetzteil auf eine Seitenkante der Leiterplatte aufzustecken sein, wodurch der Rasthaken rastend in Eingriff mit der zugeordneten Rastöffnung der Leiterplatte schnappt.For example, for this purpose, some attachment parts have a latching hook, which is adapted to engage in an associated latching opening of the circuit board in order to fix the attachment part on the circuit board. For example, for attachment to the circuit board, the attachment part can be plugged onto a side edge of the circuit board, whereby the latching hook snaps into engagement with the associated latching opening of the circuit board.
Die Ansetzteile können ganz unterschiedliche Funktionen übernehmen und hierzu ganz unterschiedlich ausgestaltet sein.The Ansetzteile can take on very different functions and this can be configured very different.
So kann ein Ansetzteil beispielsweise ein Blendenteil für einen mit der Leiterplatte (elektrisch) verbundenen elektrischen Anschluss bereitstellen. Hierzu kann das Ansetzteil beispielsweise eine Öffnung aufweisen über die ein Steckverbinderteil mit dem elektrischen Anschluss verbunden werden kann.For example, an attachment part can provide a diaphragm part for an electrical connection (electrically) connected to the circuit board. For this purpose, the Ansetzteil example, have an opening through which a connector part can be connected to the electrical connection.
In anderer Ausgestaltung kann das Ansetzteil beispielsweise eine Klemmeneinrichtung verwirklichen, die ein oder mehrere Stecköffnungen aufweist, in die elektrische Leiter (zum Beispiel mit abisolierten Leitungsenden) oder optische Leiter (Lichtwellenleiter) zum Zwecke der elektrischen oder optischen Kontaktierung eingesteckt werden können. Eine solche Klemmeneinrichtung kann beispielsweise als Federkraftklemme oder dergleichen verwirklicht sein. Unterschiedliche Klemmeneinrichtungen können hierbei Stecköffnungen zum Einstecken unterschiedlicher elektrischer Leiter mit unterschiedlichem Leitungsquerschnitt aufweisen. Klemmeneinrichtungen verschiedener Poldichte (also einer der Anschlusszahl entsprechenden Polzahl pro Teilungseinheit) zum Anschließen unterschiedlicher Leiter können somit miteinander kombiniert und an der Leiterplatte angeordnet werden.In another embodiment, the Ansetzteil can realize, for example, a terminal device having one or more insertion openings into which electrical conductors (for example, with stripped cable ends) or optical conductors (optical fibers) can be inserted for the purpose of electrical or optical contact. Such a clamping device can be realized, for example, as a spring-loaded terminal or the like. Different terminal devices may in this case have plug openings for inserting different electrical conductors with different cable cross-section. Clamping devices of different pole density (ie one of the number of terminals corresponding number of poles per division unit) for connecting different conductors can thus be combined with each other and arranged on the circuit board.
Denkbar und möglich ist aber auch, dass ein Ansetzteil ein flächiges Wandungselement (ohne weitere elektrische Funktion) zum Verschließen des Gehäuses nach außen verwirklicht. Ein solches flächiges Wandungselement kann beispielsweise einen Abschluss das Gehäuse bereitstellen. Ein solches flächiges Wandungselement kann dabei auch als sogenannter Spacer dienen, um eine räumliche Separierung zwischen elektrischen Bauelementen, zum Beispiel zwischen elektrischen Anschlüssen, bereitzustellen und eine elektrische Wechselwirkung zwischen den elektrischen Bauelementen zu verhindern (im Sinne einer Vergrößerung einer Kriechstrecke).However, it is also conceivable and possible for an attachment part to realize a flat wall element (without further electrical function) for closing the housing to the outside. Such a planar wall element can, for example, provide a closure for the housing. Such a planar wall element can also serve as a so-called spacer in order to provide a spatial separation between electrical components, for example between electrical terminals, and to prevent an electrical interaction between the electrical components (in the sense of increasing a creeping distance).
In wiederum anderer Ausgestaltung kann das Ansetzteil auch ein Gitterelement bereitstellen, über das zum Beispiel eine Kühlung für eine in dem Aufnahmeraum eingefasste elektronische Baugruppe bereitgestellt werden kann.In yet another embodiment, the attachment part can also provide a grid element, via which, for example, a cooling for an enclosed in the receiving space electronic assembly can be provided.
Die Ansetzteile können auch Bedienelemente wie zum Beispiel Schalter (zum Beispiel DIP-Schalter), Regler (zum Beispiel für ein Potentiometer), Anzeigen zum Beispiel in Form von Leuchtdioden oder Displays, eine elektrische Sicherung oder auch mechanische oder elektrische Funktionselemente zum Beispiel in Form eines Schraubanschluss zur Befestigung des Gehäuses an einer anderen Baugruppe, zum Beispiel innerhalb eines Schaltschranks, oder auch in Form einer Schirmungsauflage zum Herstellen einer elektromagnetischen Schirmung oder einer Zugentlastung für ein daran festzulegendes Kabel bereitstellen.The Ansetzteile can also controls such as switches (for example, DIP switches), regulators (for example, for a potentiometer), displays, for example in the form of light-emitting diodes or displays, an electrical fuse or mechanical or electrical functional elements, for example in the form of a Provide a screw for attaching the housing to another assembly, for example, within a cabinet, or in the form of a Schirmungsauflage for producing an electromagnetic shield or a strain relief for a cable to be determined thereon.
Unterschiedliche Ansetzteile können hierbei eine unterschiedliche Farbgebung aufweisen, welche eine elektrotechnische Funktion signalisieren (wie z.B. L/N/PE, EXi, +/-, Signalart, Safety oder dergleichen, die üblicherweise durch eine spezifische Farbkennzeichnung angezeigt werden). Dies hat den technischen Vorteil, dass eine nachträgliche lokale Bedruckung des Gehäuses, wie bei herkömmlichen Elektronikgeräten, entfallen kann. Soll ein Gehäuse eines Elektronikgeräts abschnittsweise eine bestimmte Farbgebung oder Markierung aufweisen, so kann ein entsprechendes Ansetzteil verwendet und an das Gehäuse angesetzt werden, um somit eine gewünschte Farbgebung oder Markierung bereitzustellen. Different Ansetzteile here may have a different color, which signal an electrical function (such as L / N / PE, EXi, +/-, signal type, safety or the like, which are usually displayed by a specific color coding). This has the technical advantage that a subsequent local printing of the housing, as in conventional electronic devices, can be omitted. If a housing of an electronic device sections to have a specific color or mark, so a corresponding Ansetzteil can be used and attached to the housing, thus providing a desired color or marking.
Das Elektronikgerät kann vorzugsweise mit anderen Elektronikgeräten kombiniert werden, indem die Elektronikgeräte entlang der Anreihrichtung aneinander angereiht und zum Beispiel an einer Tragschiene befestigt werden. Das Elektronikgerät kann hierzu eine Befestigungseinrichtung, zum Beispiel in Form einer Rasteinrichtung, aufweisen, über die das Elektronikgerät an der Tragschiene festgelegt werden kann.The electronic device can preferably be combined with other electronic devices by the electronic devices lined up along the mounting direction and secured to, for example, a mounting rail. The electronic device can for this purpose have a fastening device, for example in the form of a latching device, via which the electronic device can be fixed to the mounting rail.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Elektronikgeräts unter Verwendung eines Baukastensystems, bei dem eine Leiterplatte entlang einer Einschubrichtung in einen Aufnahmeraum eines Gehäuses eingesetzt wird und in einer Montagestellung in dem Aufnahmeraum aufgenommen ist. Hierbei wird eine Kombination von Ansetzteilen, die jeweils, betrachtet entlang der Einschubrichtung, eine Teilung aufweisen, die einer vorbestimmten kleinsten Teilungseinheit oder einem ganzzahligen Vielfachen der vorbestimmten kleinsten Teilungseinheit entspricht, entlang der Einschubrichtung aneinander angereiht mit der Leiterplatte verbunden, und die Leiterplatte wird derart in den Aufnahmeraum des Gehäuses derart eingesetzt, dass erste Führungseinrichtungen der Kombination von Ansetzteilen an einer zweiten Führungseinrichtung des Gehäuses der Einschubrichtung verschiebbar geführt werden.The object is also achieved by a method for producing an electronic device using a modular system in which a printed circuit board is inserted along a direction of insertion into a receiving space of a housing and is received in a mounting position in the receiving space. Here, a combination of Ansetzteilen, each having, viewed along the insertion direction, a pitch corresponding to a predetermined smallest division unit or an integral multiple of the predetermined smallest division unit along the insertion direction lined up connected to the circuit board, and the circuit board is so in the receiving space of the housing used such that first guide means of the combination of Ansetzteilen are guided displaceably on a second guide means of the housing of the insertion direction.
Die vorangehend für das Elektronikgerät beschriebenen Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen finden analog auch auf das Verfahren Anwendung, sodass diesbezüglich auf das vorangehend Ausgeführte verwiesen werden soll.The advantages and advantageous embodiments described above for the electronic device are analogously also applied to the method, so that reference should be made in this regard to the above.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Elektronikgeräts; -
2 eine andere perspektivische Ansicht des Elektronikgeräts; -
3 eine Ansicht des Elektronikgeräts bei der Montage; -
4 eine ausschnittsweise vergrößerte Ansicht im Ausschnitt A gemäß3 ; -
5 eine Ansicht des Elektronikgeräts bei der Montage; -
6 eine andere Ansicht des Elektronikgeräts bei der Montage; -
7 eine Ansicht des Elektronikgeräts bei der weiteren Montage; -
8 eine Ansicht des Elektronikgeräts vor der Komplettierung durch einen Gehäusedeckel; -
9 eine Ansicht von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen von Ansetzteilen eines Baukastensystems; -
10 eine Ansicht einer Leiterplatte zusammen mit daran angeordneten Ansetzteilen; -
11 eine Ansicht einer Leiterplatte bei einem Ansetzen eines Ansetzteils an die Leiterplatte; -
12 eine Ansicht der Leiterplatte mit angesetztem Ansetzteil; -
13 eine Schnittansicht der Leiterplatte beim Ansetzen des Ansetzteils; -
14 dieSchnittansicht gemäß 13 , mit angesetztem Ansetzteil; und -
15 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht der Leiterplatte, mit angesetztem Ansetzteil entsprechend der Ansicht gemäß14 .
-
1 a perspective view of an embodiment of an electronic device; -
2 another perspective view of the electronic device; -
3 a view of the electronic device during assembly; -
4 a detail enlarged view in the detail A according to3 ; -
5 a view of the electronic device during assembly; -
6 another view of the electronic device during assembly; -
7 a view of the electronic device in the further assembly; -
8th a view of the electronic device before the completion of a housing cover; -
9 a view of different embodiments of attachment parts of a modular system; -
10 a view of a circuit board together with attachment parts arranged thereon; -
11 a view of a printed circuit board in an attachment of a Ansetzteils to the circuit board; -
12 a view of the circuit board with attached Ansetzteil; -
13 a sectional view of the circuit board when attaching the Ansetzteils; -
14 the sectional view according to13 , with attached attachment part; and -
15 a perspective, partially sectioned view of the circuit board, with attached Ansetzteil according to the view according to14 ,
Das Gehäuse
Wie dies aus
An die Leiterplatte
Das Elektronikgerät
Wie aus
So weisen beispielsweise Ansetzteile
Ebenso weisen bei dem Beispiel gemäß
Wie aus
Die Ansetzteile
Die Ansetzteile
Der Aufnahmeraum
Nach Einsetzen der aus den Ansetzteilen
In der Montagestellung ist die Leiterplatte
Das Ansetzen der Ansetzteile
Ein jeder Führungssteg
Diese Ausgestaltung der Führungseinrichtungen
Wie zum Beispiel aus
Die Ansetzteile
So können Ansetzteile
Unterschiedliche Klemmeneinrichtungen
In alternativer Ausgestaltung können Ansetzteile
In wiederum alternativer Ausgestaltung können Ansetzteile
In wiederum anderer Ausgestaltung können die Ansetzteile
Denkbar möglich sind auch andere Ausgestaltungen von Ansetzteilen
Die Ansetzteile
So können die Ansetzteile
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Das jeweilige Ansetzteil
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen. The idea underlying the invention is not limited to the preceding embodiments, but can also be realized in a completely different manner.
Ein Elektronikgerät der hier beschriebenen Art kann ganz unterschiedliche Funktionen zum Beispiel zum Steuern von elektrischen Maschinen, zum Auswerten von Sensorsignalen, zum Bereitstellen einer Stromversorgung oder dergleichen übernehmen. Ein Elektronikgerät der hier beschriebenen Art kann hierbei mit anderen elektrischen oder elektronischen Baugruppen an einer Tragschiene kombiniert werden, sodass eine komplexe elektrische Anlage zum Beispiel in einem Schaltschrank geschaffen werden kann.An electronic device of the type described here can assume very different functions, for example for controlling electrical machines, for evaluating sensor signals, for providing a power supply or the like. An electronic device of the type described here can in this case be combined with other electrical or electronic assemblies on a mounting rail, so that a complex electrical system can be created for example in a control cabinet.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Elektronikgerätelectronic device
- 1010
- Gehäusecasing
- 100, 101100, 101
- Seitenwandungsidewall
- 102, 103102, 103
- Stirnseitefront
- 104104
- Unterseitebottom
- 105105
- Befestigungseinrichtungfastening device
- 106106
- Öffnungopening
- 107107
- Führungskanteleading edge
- 108108
- Verbindungsstegconnecting web
- 109109
- Wandungsabschnittwall section
- 1111
- Gehäusedeckelhousing cover
- 110110
- Körperbody
- 111111
- Stegweb
- 1212
- Leiterplattecircuit board
- 120120
- Oberflächesurface
- 121, 122121, 122
- Seitenkanteside edge
- 123123
- Kontaktöffnungencontact openings
- 124124
- Rastöffnunglatching opening
- 13, 13A-13G13, 13A-13G
- Ansetzteiladded element
- 130130
- Körperbody
- 131131
- Stegweb
- 132132
- Eingriffsaufnahmeengagement seat
- 133133
- Führungseinrichtungguide means
- 134134
- Stecköffnungplug-in opening
- 135135
- Öffnungopening
- 136136
- Kontaktstiftecontact pins
- 137137
- Fixiernasefixing lug
- 138138
- Blockierstegblocking web
- 139139
- Begrenzungssteglimiting web
- 1414
- Anschlusseinrichtungconnecting device
- 1515
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 1616
- Schraubflanschscrew flange
- 22
- Tragschienerail
- Ee
- Einschubrichtunginsertion direction
- Querrichtungtransversely
- TT
- Anreihrichtungof arrangement
- X1, X2, X3, X6, X9X1, X2, X3, X6, X9
- Teilungdivision
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4428687 C1 [0006]DE 4428687 C1 [0006]
- EP 2399435 B1 [0007]EP 2399435 B1 [0007]
Claims (17)
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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US16/769,246 US11272634B2 (en) | 2017-12-08 | 2018-12-04 | Modular system for producing an electronic device |
PCT/EP2018/083525 WO2019110604A1 (en) | 2017-12-08 | 2018-12-04 | Modular system for producing an electronic device |
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EP18808394.3A EP3721687B1 (en) | 2017-12-08 | 2018-12-04 | Modular system for producing an electronic device |
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Publications (1)
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DE102019123099B3 (en) * | 2019-08-28 | 2020-12-24 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Device and method for producing switching modules with a housing and at least one electronic component inserted therein |
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-
2017
- 2017-12-08 DE DE102017129251.9A patent/DE102017129251A1/en active Pending
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