DE102019219841A1 - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Ausgegangen wird von einer elektronischen Vorrichtung umfassend ein Gehäuse und einen im Gehäuse aufgenommenen Schaltungsträger. Dabei ist eine Positionslage des Schaltungsträgers innerhalb des Gehäuses mittels eines in eine Öffnung des Schaltungsträgers berührend eingreifenden Zentrierelementes in zumindest einer Raumrichtung festgelegt. Ferner ist innerhalb des Gehäuses zumindest ein Anschraubdom mit einem Innengewinde angeordnet. Der Anschraubdom ist dabei nun zusätzlich als das Zentrierelement ausgebildet, welcher an seiner Außendomfläche radial beabstand zum Innengewinde eine Zentriergeometrie aufweist.The starting point is an electronic device comprising a housing and a circuit carrier accommodated in the housing. In this case, a position of the circuit carrier within the housing is determined in at least one spatial direction by means of a centering element which engages in an opening in the circuit carrier and is in contact. Furthermore, at least one screw-on dome with an internal thread is arranged inside the housing. The screw-on dome is now also designed as the centering element, which has a centering geometry on its outer dome surface at a radial distance from the internal thread.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.The invention relates to an electronic device according to the preamble of the independent claim.
Stand der TechnikState of the art
Elektronische Schaltungen werden auf Trägersubstraten ausgebildet, beispielsweise auf einer Standard-Leiterplatte aus FR4-Material.Electronic circuits are formed on carrier substrates, for example on a standard printed circuit board made of FR4 material.
Zum Schutz vor äußeren Umwelteinflüssen, beispielsweise dem Kontakt mit Medien oder dem Einwirken von mechanischen Kräften, sind die entsprechenden Schaltungsträger innerhalb eines Gehäuses aufgenommen und dort befestigt. Eine Befestigung erfolgt beispielsweise, indem der Schaltungsträger mittels Befestigungselementen, beispielsweise Schrauben, mit einem Gehäuseteil fest verbunden wird. Die Befestigung ist dabei in der Regel toleranzbehaftet, so dass die Lageposition des Schaltungsträgers nicht eindeutig festgelegt ist.To protect against external environmental influences, for example contact with media or the action of mechanical forces, the corresponding circuit carriers are accommodated within a housing and fastened there. Fastening takes place, for example, in that the circuit carrier is firmly connected to a housing part by means of fastening elements, for example screws. The fastening is usually subject to tolerances, so that the position of the circuit carrier is not clearly defined.
Zur Lagepositionierung eines Schaltungsträgers ist es bekannt, Zentrierstifte vorzusehen, die in Aussparungen des Schaltungsträgers berührend eingreifen. So zeigt beispielsweise die Schutzrechtsschrift
Offenbarung der Erfindung VorteileDisclosure of Invention Advantages
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lagepositionierung eines Schaltungsträgers innerhalb eines aufnehmenden Gehäuses sicherzustellen unter Beibehaltung einer hohen Bestückfläche.The invention is based on the object of ensuring a positional positioning of a circuit carrier within a receiving housing while maintaining a large mounting surface.
Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst.This object is achieved by an electronic device according to the independent claim.
Ausgegangen wird von einer elektronischen Vorrichtung umfassend ein Gehäuse und einen im Gehäuse aufgenommenen Schaltungsträger. Dabei ist eine Positionslage des Schaltungsträgers innerhalb des Gehäuses mittels eines in eine Öffnung des Schaltungsträgers berührend eingreifenden Zentrierelementes in zumindest einer Raumrichtung festgelegt. Ferner ist innerhalb des Gehäuses zumindest ein Anschraubdom mit einem Innengewinde angeordnet. Der Anschraubdom ist derart ausgebildet, Elemente innerhalb des Gehäuses ortsfest zu halten, beispielsweise den Schaltungsträger. Der Anschraubdom ist dabei nun zusätzlich als das Zentrierelement ausgebildet, welcher an seiner Außendomfläche radial beabstand zum Innengewinde eine Zentriergeometrie aufweist. In vorteilhafter Weise wird eine bereits vorgesehene Verschraubungsöffnung innerhalb des Schaltungsträgers dazu genutzt, zusätzlich die Funktion einer Lagepositionierung des Schaltungsträgers zu erwirken. Auf diese Weise können an anderen Stellen des Schaltungsträgers bisher vorgesehene Zentrieröffnungen für einen Zentrierstift entfallen, wodurch dann zusätzliche Bestückungsfläche auf dem Schaltungsträger frei wird. Anstelle der Zentrierstifte weisen nunmehr die Anschraubdome die entsprechende Zentriergeometrie auf. Die Zentriergeometrie ist an einem Anschraubdom sehr einfach an dessen Außendomflächen funktionsgleich zu übertragen und auszubilden.The starting point is an electronic device comprising a housing and a circuit carrier accommodated in the housing. In this case, a position of the circuit carrier within the housing is fixed in at least one spatial direction by means of a centering element which engages in an opening in the circuit carrier and is in contact. Furthermore, at least one screw-on dome with an internal thread is arranged inside the housing. The screw-on dome is designed to hold elements in a fixed position within the housing, for example the circuit carrier. The screw-on dome is now also designed as the centering element, which has a centering geometry on its outer dome surface at a radial distance from the internal thread. An already provided screw opening within the circuit carrier is advantageously used to additionally achieve the function of positional positioning of the circuit carrier. In this way, previously provided centering openings for a centering pin at other points on the circuit carrier can be omitted, which then frees up additional mounting surface on the circuit carrier. Instead of the centering pins, the screw-on domes now have the corresponding centering geometry. The centering geometry is very easy to transfer and design on a screw-on dome on its outer dome surfaces with the same function.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung möglich.The measures listed in the dependent claims make advantageous developments and improvements of the electronic device according to the invention possible.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der elektronischen Vorrichtung umfasst das Gehäuse zur Aufnahme des Schaltungsträgers zumindest zwei miteinander verschließbare Gehäuseteile. Dabei ist dann an zumindest einem der Gehäuseteile der Anschraubdom abstehend zu einer Gehäuseinnengrundfläche ausgebildet. Auf diese Weise kann der Schaltungsträger sehr einfach in einem der Gehäuseteile eingelegt und mittels des zumindest eines Anschraubdomes in seiner Lage definiert angeordnet werden. Die Lageposition des Schaltungsträgers kann durch das Eingreifen von mindesten zwei Anschraubdomen mindestens in einer Ebene ganz genau festgelegt werden.In an advantageous embodiment of the electronic device, the housing for receiving the circuit carrier comprises at least two housing parts that can be closed with one another. The screw-on dome is then formed on at least one of the housing parts so as to protrude from an inner base surface of the housing. In this way, the circuit carrier can be inserted very easily in one of the housing parts and its position can be arranged in a defined manner by means of the at least one screw-on dome. The position of the circuit carrier can be determined very precisely by the engagement of at least two screw-on domes at least in one plane.
Vorteilhaft sind die zumindest zwei Gehäuseteile mittels des zumindest eines Anschraubdomes zum Verschließen miteinander verschraubbar. Hierbei sind in einem geschlossenen Zustand des Gehäuses beispielsweise eine Abschlussfläche des zumindest eines Anschraubdomes in dem einen Gehäuseteil einer Verschraubungsöffnung gegenüberliegend, die in dem anderen Gehäuseteil ausgebildet ist. Beide Gehäuseteile können dann mittels einer Schraube miteinander verschraubt werden, indem diese durch die eine Verschraubungsöffnung in das Innengewinde des einen Anschraubdomes eingreift. Alternativ oder zusätzlich ist zumindest eines der Gehäuseteile mit einem Befestigungsort der elektronischen Vorrichtung verschraubbar. Beispielsweise kann ein solcher Befestigungsort das Chassis eines Kraftfahrzeuges sein, beispielsweise innerhalb eines Motorraumes.The at least two housing parts can advantageously be screwed to one another for closing by means of the at least one screw-on dome. In this case, in a closed state of the housing, for example, an end face of the at least one screw-on dome in one housing part is opposite a screw connection opening which is formed in the other housing part. Both housing parts can then be screwed to one another by means of a screw by engaging the internal thread of one screw-on dome through one screw opening. Alternatively or additionally, at least one of the housing parts can be screwed to a fastening location of the electronic device. For example, such a fastening location can be the chassis of a motor vehicle, for example within an engine compartment.
Das Innengewinde des zumindest eines Anschraubdomes kann grundsätzlich als Sacklochgewinde ausgebildet sein. Zum Verschrauben mit einem weiteren Gehäuseteil ist dieses dann beispielsweise zum Gehäuseäußeren hin verschlossen. Zum Verschrauben mit einem Befestigungsort ist es dagegen beispielsweise zum Gehäuseinneren hin verschlossen ist. Insgesamt können auf diese Weise Eintrittsöffnungen für flüssige oder gasförmige Medien vermieden werden.The internal thread of the at least one screw-on dome can in principle be designed as a blind hole thread. For screwing to a further housing part, this is then closed, for example, towards the exterior of the housing. For screwing to a fastening location, however, it is closed, for example, towards the interior of the housing. Overall, inlet openings for liquid or gaseous media can be avoided in this way.
In einer Weiterbildung der elektronischen Vorrichtung weist die Zentriergeometrie eine zu einer Mittelachse der zusammenwirkenden Öffnung des Schaltungsträgers konisch verlaufende Zentrierfläche auf. Vorteilhaft ist dadurch ein Einfädeln des Anschraubdomes in die zugeordnete Öffnung des Schaltungsträgers noch vor einem berührenden Eingreifen erleichtert. Ferner kann durch die Konusfläche eine zunehmende Reibkraft erwirkt werden, je stärker die Zentriergeometrie in die Öffnung gedrückt wird. Die Reibkraft kann hierbei vorteilhaft als eine anhaltende Haltekraft zum ortsfesten Halten des Schaltungsträger in seiner festgelegten Lageposition genutzt werden.In a further development of the electronic device, the centering geometry has a centering surface which runs conically to a center axis of the interacting opening in the circuit carrier. This advantageously makes it easier for the screw-on dome to be threaded into the associated opening in the circuit carrier even before it is touched. Furthermore, the conical surface can produce an increasing frictional force the more the centering geometry is pressed into the opening. The frictional force can advantageously be used as a sustained holding force for holding the circuit carrier in a fixed position in its fixed position.
In einer bevorzugten Ausführungsform der elektronischen Vorrichtung weist die Zentriergeometrie zumindest zwei Zentrierstege auf, die von der Außendomfläche abstehen. Auf diese Weise wird beim Eingreifen der Zentriergeometrie in die Öffnungen des Schaltungsträgers die Berührfläche auf die Zentrierstege reduziert. Dadurch erhöht sich eine Flächenpressung, die im Bereich der Zentrierstege konzentriert ist. Durch die erhöhte Flächenpressung kann eine Haltefunktion des Anschraubdomes weiter erhöht werden. Dies kann auch daraus resultieren, das die Zentrierstege im berührenden Bereich der Öffnungen in den Schaltungsträger plastisch leicht eindringen und sich dadurch verkeilen. Bevorzugt sind dabei die Zentrierstege winkel- und/oder rotationssymmetrisch um eine Mittelachse des Anschraubdomes angeordnet. Dadurch kann zum einen die Zentrierwirkung verbessert werden. Zum anderen wird eine räumlich ausgeglichene Belastung innerhalb der Öffnung des Schaltungsträgers erreicht.In a preferred embodiment of the electronic device, the centering geometry has at least two centering webs which protrude from the outer dome surface. In this way, when the centering geometry engages in the openings in the circuit carrier, the contact surface on the centering webs is reduced. This increases a surface pressure that is concentrated in the area of the centering webs. The holding function of the screw-on dome can be further increased by the increased surface pressure. This can also result from the fact that the centering webs easily penetrate into the circuit carrier in the contacting area of the openings and thereby become wedged. The centering webs are preferably arranged angularly and / or rotationally symmetrical about a central axis of the screw-on dome. On the one hand, this can improve the centering effect. On the other hand, a spatially balanced load is achieved within the opening of the circuit board.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der elektronischen Vorrichtung in Hinblick auf eine einfache und genaue Lagezentrierung des Schaltungsträgers zeigt sich darin, dass der Anschraubdom in Schnitten senkrecht zu seiner Mittelachse einen kreisrunden oder einen ovalen Schnittquerschnittsverlauf aufweist.An advantageous embodiment of the electronic device with regard to simple and precise position centering of the circuit carrier is shown in that the screw-on dome has a circular or oval cross-sectional profile in sections perpendicular to its central axis.
Vorteilhaft ist eine Ausführungsform der elektronischen Vorrichtung, bei welcher der Schaltungsträger eine kreisrunde und eine ovale Öffnung aufweist. Diese sind zueinander beabstandet angeordnet. Dabei greift dann jeweils ein Anschraubdom zentrierend in eine der Öffnungen ein mit einer jeweils zur Öffnung korrespondierenden Zentriergeometrie. Hierbei wird das Prinzip eines Festlagers und eines Loslagers umgesetzt. Das Loslager weist dabei noch einen Freiheitsgrad in der Ebene auf.An embodiment of the electronic device is advantageous in which the circuit carrier has a circular and an oval opening. These are arranged at a distance from one another. A screw-on dome then engages in a centering manner in one of the openings with a centering geometry corresponding in each case to the opening. The principle of a fixed bearing and a floating bearing is implemented here. The floating bearing still has a degree of freedom in the plane.
In einer Weiterbildung der elektronischen Vorrichtung durchdringt im geschlossenen Zustand des Gehäuses der zumindest eine Anschraubdom die Öffnung im Schaltungsträger vollständig. Ferner schließt dieser zusätzlich mit diesem eben ab oder steht über diesen noch hinaus. Insgesamt ist dadurch die Zentrierwirkung des Anschraubdomes immer sichergestellt. Zusätzlich kann gegen die Abschlussfläche des Anschraubdomes gegen Block verschraubt werden, beispielswese das andere Gehäuseteil.In a development of the electronic device, when the housing is closed, the at least one screw-on dome completely penetrates the opening in the circuit carrier. Furthermore, it also concludes with this or stands beyond it. Overall, the centering effect of the screw-on dome is thereby always ensured. In addition, it can be screwed against the block against the end surface of the screw-on dome, for example the other housing part.
In einer besonderen Ausführungsform der elektronischen Vorrichtung ist im geschlossenen Zustand des Gehäuses ein dem Anschraubdom zugewandtes Andrückelement innerhalb des Gehäuses angeordnet. Dieses bringt bzw. hält den Schaltungsträger zumindest im Bereich der mit dem Anschraubdom zusammenwirkenden Öffnung kraftbeaufschlagt in Anlagenkontakt mit der Zentriergeometrie des Anschraubdomes. Das Andrückelement kann hierbei beispielsweise als eine Hülse ausgebildet sein, die den vom Schaltungsträger abstehenden Teil des Anschraubdomes im geschlossenen Zustand des Gehäuses aufnehmen kann. Zusätzlich ist die Hülse beispielsweise an einer Anschraubfläche koaxial um eine Verschraubungsöffnung im anderen Gehäuseteil abstehend mit ausgebildet. Die Anschraubfläche wird dabei auf Block mit der Abschlussfläche des zugeordneten Anschraubdomes verschraubt. Zeitgleich wird über das angeformte Andrückelement in Form einer Hülse der Schaltungsträger im Bereich der Öffnung in die Zentriergeometrie des Anschraubdomes kraftbeauftschlagt reingedrückt.In a particular embodiment of the electronic device, when the housing is closed, a pressure element facing the screw-on dome is arranged inside the housing. This brings or holds the circuit carrier in system contact with the centering geometry of the screw-on dome, at least in the area of the opening interacting with the screw-on dome. The pressing element can be designed, for example, as a sleeve which can accommodate the part of the screw-on dome protruding from the circuit carrier in the closed state of the housing. In addition, the sleeve is formed, for example on a screw-on surface, coaxially projecting around a screw opening in the other housing part. The screw-on surface is screwed to the block with the end surface of the assigned screw-on dome. At the same time, the circuit carrier in the area of the opening is pressed into the centering geometry of the screw-on dome with a force applied via the molded-on pressing element in the form of a sleeve.
FigurenlisteFigure list
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
-
1 : eine elektronische Vorrichtung mit geöffneten Gehäusedeckel in einer perspektivischen Darstellung, -
2a : eine beispielhafte Ausführung eines Anschraubdoms mit einer Zentriergeometrie an seiner Außendomfläche in einer perspektivischen Darstellung, -
2b : eine beispielhafte Ausführung eines ovalen Anschraubdomes mit zwei Zentrierstegen an seiner Außendomfläche in einer Draufsicht, -
2c : der runde Anschraubdom aus2a in einer Draufsicht, -
3 : einen Ausschnitt einer elektronischen Vorrichtung mit geschlossenem Gehäuse in einer seitlichen Schnittdarstellung.
-
1 : an electronic device with the housing cover open in a perspective view, -
2a : an exemplary embodiment of a screw-on dome with a centering geometry on its outer dome surface in a perspective view, -
2 B : an exemplary embodiment of an oval screw-on dome with two centering bars on its outer dome surface in a top view, -
2c : the round screw-on dome2a in a plan view, -
3 : a detail of an electronic device with a closed housing in a lateral sectional view.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind funktional gleiche Bauelemente jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, functionally identical components are each identified with the same reference symbols.
In der
Der Gehäuseboden
Die Anschraubdome
In der
In der
Die in der
Die
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 3738545 C2 [0004]DE 3738545 C2 [0004]
Claims (10)
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