HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft ein Befestigungselement einer elektronischen
Schaltplatine, insbesondere ein Befestigungselement zum Sichern einer
elektronischen Schaltplatine, weiter insbesondere einen krallenartigen
Haken zum Sichern einer elektronischen Schaltplatine.
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Beschreibung der relevanten Technik
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Ein krallenartiges Befestigungselement, wie das in Fig. 16 gezeigte, ist
weithin benutzt worden, um eine elektronische Schaltplatine zu befestigen.
Dieses krallenartige Befestigungselement, das in der Zeichnung mit der
Bezugszahl 100 bezeichnet ist, ist aufgebaut aus einem Bein 104, das
während des Einsetzens einer elektronischen Schaltplatine 102 elastisch
verformt wird, und einem Vorsprung 106, der die elektronische
Schaltplatine 102 an einer vorbestimmten Stelle immobilisiert, indem er
deren Bewegung in der vertikalen Richtung begrenzt. Eine seitliche
Bewegung der elektronischen Schaltplatine 102 wird durch das Bein 104
im Zusammenwirken mit einem anderen solchen Bein oder einer
Seitenwand begrenzt.
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Dieses herkömmliche Befestigungselement 100 hat jedoch einen Nachteil
in dem Punkt, dass in der vertikalen Richtung ein Spiel entsteht, sollte die
Dicke der elektronischen Schaltplatine 102 kleiner sein als der Abstand
zwischen der Platinenkontaktoberfläche 106a des Vorsprungs 106 und
einer Montageoberfläche 108 (in der Zeichnung mit der unterbrochenen
Linie angegeben). Spiel entsteht auch in der seitlichen Richtung, sollte der
Abstand zwischen dem Bein 104 und seinem Gegenstück oder der
Seitenwand größer sein als die Breite der elektronischen Schaltplatine 102.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, müssen die Dimensionen des
Befestigungselements 100 und der elektronischen Schaltplatine 102 streng
kontrolliert werden. Jedoch ist eine solche strenge Dimensionskontrolle
vom Kostenaspekt her nachteilig. Zusätzlich unterliegen das
Befestigungselement 100 und die elektronische Schaltplatine 102 einer
wiederholten thermischen Ausdehnung und thermischen Kontraktion, wenn
sie in einer Umgebung benutzt werden, die extremen
Temperaturänderungen unterliegt. Wenn das Befestigungselement 100 auf
der Basis der Dimensionen während der thermischen Ausdehnung
konstruiert ist, kann während während thermischer Kontraktion leicht ein
seitliches und vertikales Spiel entstehen.
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Wenn andererseits die Konstruktion auf den Dimensionen während der
thermischen Kontraktion beruht, kommt, während der thermischen
Ausdehnung, eine übermäßige Belastung auf das Befestigungselement 100
und die elektronische Schaltplatine 102 zur Wirkung. Dies kann das
Befestigungselement 100 brechen und/oder die elektronische Schaltplatine
102 so weit verwerfen, dass deren Verlötung bricht. Zusätzlich wird das
Befestigungselement 100 auch empfindlich auf Beschädigung unter der
Wirkung hoher Belastung, die durch Vibration oder dgl. erzeugt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das vorgenannte
Problem zu überwinden, indem ein Befestigungselement für eine
elektronische Schaltplatine angegeben wird, das einen größeren
Formungsfehler als herkömmliche Befestigungselemente tolerieren kann
und leicht Belastungen aushalten kann, die durch volumetrische
Schwankungen aufgrund Temperaturänderung und durch Vibration erzeugt
werden.
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Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe sieht diese Erfindung in einem
ersten Aspekt ein Befestigungselement für eine elektronische Schaltplatine
vor, enthaltend:
ein elastisch verformbares Bein, das in einem Gehäuse zur Aufnahme der
elektronischen Schaltplatine ausgebildet ist; und
einen Vorsprung, der im Anschluss an das Bein ausgebildet ist, zum Eingriff
mit der elektronischen Schaltplatine, um die elektronische Schaltplatine auf
einer vorgeschriebenen Montagefläche in dem Gehäuse zu befestigen;
wobei die Verbesserung umfasst:
der Vorsprung steht mit der elektronischen Schaltplatine derart in Eingriff,
dass ein vorgeschriebener Winkel zwischen einer Oberfläche des
Vorsprungs, die die elektronische Schaltplatine kontaktiert, ausgebildet ist,
wenn die elektronische Schaltplatine auf der Montagefläche in dem
Gehäuse befestigt ist.
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Die Struktur ist so, dass dann, wenn die elektronische Schaltplatine an der
Montagefläche befestigt wird, ein vorgeschriebener Winkel zwischen der
Oberfläche des Vorsprungs in Kontakt mit der elektronische Schaltplatine
(Platinenkontaktoberfläche) und der elektronischen Schaltplatine gebildet
wird. Insbesondere bilden die Platinenkontaktoberfläche und die
elektronische Schaltplatine den vorgeschriebenen Winkel und kontaktieren
einander tangential. Da die Tangente zwischen der
Platinenkontaktoberfläche und der elektronischen Schaltplatine innerhalb
des Bereichs der Platinenkontaktoberfläche variabel ist, kann ein
Formungsfehler toleriert (absorbiert) werden und kann eine volumetrische
Schwankung, die durch Temperaturänderung erzeugt wird, leicht
aufgenommen werden.
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In einem zweiten Aspekt sieht diese Erfindung ein Befestigungselement für
eine elektronische Schaltplatine vor, worin der vorgeschriebene Winkel auf
der Basis der Belastung bestimmt wird, die zu einer Zeit wirkt, wenn die
elektronische Schaltplatine auf der Montagefläche in dem Gehäuse
befestigt ist.
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Da der vorgeschriebene Winkel entsprechend der Belastung definiert wird,
die (auf die elektronische Schaltplatine und das Befestigungselement) zu
einer Zeit einwirkt, wenn die elektronische Schaltplatine in dem befestigten
Zustand ist, wie etwa der Belastung, die durch volumetrische Veränderung
und/oder Vibration erzeugt wird, können die vorstehenden Wirkungen auf
einem noch höheren Grad erhalten werden, was die Nutzbarkeit in
scheinbar jeder Umgebung möglich macht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in Bezug auf die folgenden
Beschreibungen und Zeichnungen verständlich gemacht, worin:
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Fig. 1 ist eine vergrößerte Ansicht eines Befestigungselements für eine
elektronische Schaltplatine gemäß einer Ausführung dieser Erfindung;
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Fig. 2 ist eine Perspektivansicht, die die einzelnen Elemente eines
Gehäuses zeigt, in dem das in Fig. 1 gezeigte Befestigungselement
gebildet ist;
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Fig. 3 ist eine Draufsicht des Gehäusekörpers des in Fig. 2 gezeigten
Gehäuses;
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Fig. 4 ist eine Unteransicht des Gehäusekörpers des in Fig. 2 gezeigten
Gehäuses;
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Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Gehäusekörpers des in Fig. 2 gezeigten
Gehäuses;
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Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang Linie VI-VI in Fig. 3;
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Fig. 7 ist eine vereinfachte Darstellung von Fig. 6 zur Erläuterung der
Breite einer Platine und des Abstands zwischen Platinenbefestigungskrallen;
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Fig. 8 ist ein Erläuterungsdiagramm ähnlich Fig. 1, das den befestigten
Zustand der in Fig. 2 gezeigten Platine zeigt;
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Fig. 9 ist eine Tabelle, die die Belastung zeigt, die auf die
Platinenbefestigungskrallen wirkt, wenn die in Fig. 2 gezeigte Platine
befestigt wird;
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Fig. 10 ist eine Unteransicht eines Deckels des in Fig. 2 gezeigten
Gehäuses;
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Fig. 11 ist eine Seitenansicht des Deckels des in Fig. 2 gezeigten
Gehäuses;
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Fig. 12 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang Linie XII-XII in Fig.
10;
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Fig. 13 ist eine Draufsicht eines Kühlkörpers des in Fig. 2 gezeigten
Gehäuses;
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Fig. 14 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang Linie XIV-XIV in Fig.
13;
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Fig. 15 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 2 gezeigten
Gehäuses; und
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Fig. 16 ist eine Erläuterungsansicht, die ein Befestigungselement gemäß
dem Stand der Technik zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Ein Befestigungselement für eine elektronische Schaltplatine gemäß einer
Ausführung dieser Erfindung wird nun in Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert.
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Fig. 1 ist eine vergrößerte Ansicht für das Befestigungselement.
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Wie in der Zeichnung gezeigt, ist das Befestigungselement dieser
Ausführung, mit der Bezugszahl 1 bezeichnet, ein krallenartiger Haken,
aufgebaut aus einem Schenkel 1a und einem sich daran anschließenden
Vorsprung 1b. Vor einer Erläuterung dieser Figur wird ein Gehäuse zur
Aufnahme einer elektronischen Schaltplatine (nachfolgend einfach als
"Gehäuse" bezeichnet), in dem das Befestigungselement 1 gebildet ist, in
Bezug auf Fig. 2 und die folgenden Figuren erläutert. Fig. 2 ist eine
Perspektivansicht, die die einzelnen Bauelemente des Gehäuses zeigt (in
den Zeichnungen mit der Bezugszahl 10 bezeichnet). Wie in der Zeichnung
gezeigt, ist das Gehäuse 10 aufgebaut aus einem Gehäusekörper 12, das
aus Kunststoff (PBT) hergestellt ist, einem Deckel 14, der ebenfalls aus
Kunststoff (PBT) hergestellt ist, und einem Kühlkörper 16, der aus einem
Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit (Aluminium) hergestellt ist.
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Fig. 3 ist eine Draufsicht des Gehäusekörpers 12 und Fig. 4 ist eine
Unteransicht davon. (Ein Teil eines später erläuterten Steckverbinders ist
aus diesen Figuren weggelassen worden.) Fig. 5 ist eine Seitenansicht,
die eine elektronische Schaltplatine in deren aufgenommenem Zustand
zeigt. Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang Linie VI-VI in Fig. 3. Der
Gehäusekörper 12 wird nun in Bezug auf die Fig. 2 bis 6 erläutert.
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Der Gehäusekörper 12 ist über nahezu die gesamte Fläche seiner Oberseite
und seiner Unterseite offen. Die Öffnung an der Oberseite wird "erste
Öffnung 18" genannt, und jene an der Unterseite wird "zweite Öffnung
20" genannt. Der Gehäusekörper 12 nimmt in seinem Inneren eine
elektronische Schaltplatine 22 auf, die durch die erste Öffnung 18
eingesetzt wird. Die auf der Platine 22 angebrachten elektronischen
Komponenten sind in der Zeichnung weggelassen.
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Der Gehäusekörper 12 umschließt einen Innenraum, der von oben her
betrachtet allgemein rechteckförmig ist. Eine Mehrzahl (6) Rippen 24 sind
an geeigneten Stellen der Innenraumseite (Innenseite) einer Seitenwand
12a ausgebildet. Da der Deckel 14 auch mit Rippen ausgebildet ist, wie
später erläutert wird, werden die an dem Gehäusekörper 12 ausgebildeten
Rippen "erste Rippen" genannt. Die oberen Endflächen 24a der ersten
Rippen 24 dienen gemeinsam als Montagefläche zum Montieren der Platine
22. Erste Anschläge 24b zum Positionieren der Platine 22 sind an den
Oberseiten der oberen Endflächen 24a zur Außenseite des Gehäuses hin
ausgebildet.
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Eine Mehrzahl von Befestigungselementen 1 zum Befestigen der Platine 22
sind auch an der Innenwand des Gehäusekörpers 12 ausgebildet.
Insbesondere sind vier Befestigungselemente ausgebildet, je zwei an
entgegengesetzten Seiten der Innenwand. Die Befestigungselemente 1
werden nachfolgend Platinenbefestigungskrallen 1 genannt.
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Die Erläuterung wird in Bezug auf Fig. 1 fortgesetzt. Wie oben
herausgestellt, umfasst jedes Befestigungselement 1 ein elastisch
verformbares Bein 1a und einen Vorsprung 1b, der sich an das Bein 1a
anschließt und zu der elektronischen Schaltplatine (der Platine 22) hin
absteht, d. h. in der Richtung des Innenraums des Gehäusekörpers 12. Der
Vorsprung 1b ist an einer Stelle ausgebildet, die von der oberen Endfläche
24a, auf der die Platine 22 montiert wird, um angenähert die Dicke der
Platine 22 nach oben versetzt ist.
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Die Oberfläche, die die Platine 22 bei der Befestigung kontaktiert,
nachfolgend "Platinenkontaktoberfläche 1b1" genannt, ist zu der
Innenraumseite hin abgeschrägt, um einen Winkel von 30 Grad mit der
oberen Endfläche 24a zu bilden. Die Oberfläche 1b2, die durch die Platine
22 beim Einsetzen kontaktiert wird, ist abgeschrägt, um einen Winkel von
30 Grad mit der Einsetzrichtung der Platine 22 zu bilden, um das Einsetzen
zu erleichtern.
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Wie in der Zeichnung gezeigt, beträgt die seitliche Breite der
Platinenkontaktoberfläche 1b1 0,9 mm und seine vertikale Breite (Höhe)
beträgt 0,52 mm. Da, wie oben erläutert, der Winkel relativ zu der oberen
Endfläche 24a, d. h. relativ zur Horizontalen, 30 Grad beträgt, beträgt die
substanzielle Länge der Platinenkontaktoberfläche 1b1 1,04 mm. Der
maximale Abstand in der vertikalen Richtung zwischen der oberen
Endfläche 24a und der Platinenkontaktoberfläche 1b1 beträgt 1,9 mm (der
minimale Abstand ist 1,9-0,52 = 1,38 mm) und die Dicke der Platine 22
beträgt 1,6 mm.
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Fig. 7 zeigt den Abstand zwischen den gegenüberliegenden
Platinenbefestigungskrallen 1 an ihren Beinen 1a und an den Spitzen ihrer
Vorsprünge 1b, und zeigt auch die Breite der Platine 22. Wie in der
Zeichnung gezeigt, sind die Abstände zwischen den gegenüberliegenden
Beinen 1a und zwischen den Spitzen der gegenüberliegenden Vorsprünge
1b kleiner festgelegt als die Breite der Platine 22.
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Fig. 8 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Zustands der
Platinenbefestigungskrallen 1, wenn die Platine 22 befestigt wird. Wie
dargestellt, wird die Platine 22 in einer vorgeschriebenen Stelle befestigt,
indem sie zwischen den oberen Endflächen 24a, an denen sie angebracht
ist, und den Platinenbefestigungskrallen 1 eingeklemmt wird (in Fig. 8 ist
jeweils nur eine gezeigt). Daher kann, solange die Breite und Dicke der
Platine 22 in den Bereich der seitlichen Breite und der vertikalen Breite der
Platinenkontaktoberfläche 1b1 eingesetzt werden kann, die Platine 22
zwischen oberen Endflächen 24a und den Platinenkontaktoberflächen 1b1
eingeklemmt werden, um eine Befestigung an der vorgeschriebenen Stelle
zu erreichen. Die Platinenkontaktoberfläche 1b1 und die Platine 22
kontaktieren mit einem vorgeschriebenen Winkel. In anderen Worten, die
Struktur ist derart, dass die Tangente zwischen der
Platinenkontaktoberfläche 1b1 und der Platine 22 in dem Bereich der
Platinenkontaktoberfläche 1b1 variabel ist. Daher sind ein Formungsfehler
der Platine 22 und der Platinenbefestigungskrallen 1 und eine
volumetrische Schwankung, die durch Temperaturänderung hervorgerufen
wird, in dem Bereich der seitlichen Breite und der vertikalen Breite der
Platinenkontaktoberfläche 1b1 tolerabel. Die die Platine 22 klemmende
Kraft ist von der Elastizität des Beins 1a abhängig.
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Das Befestigen der Platine 22 auf den oberen Endflächen 24a verformt die
Platinenbefestigungskrallen 1, genauer die Beine 1a, elastisch. Dies
verändert den Winkel zwischen den oberen Endflächen 24a und den
Platinenkontaktoberflächen 1 b1. (Der Winkel nach der Änderung, d. h. der
Winkel zwischen der Platine 22 und der Platinenkontaktoberfläche 1b1, ist
definiert als 30 Grad + α Grad.) Aufgrund dieser Winkeländerung ändert
sich auch die seitliche Breite und die vertikale Breite der
Platinenkontaktoberfläche 1b1 und ändert sich auch der maximale Abstand
in der vertikalen Richtung zwischen der oberen Endfläche 24a und der
Platinenkontaktoberfläche 1b1.
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Insbesondere gilt, je größer die elastische Verformung des Beins 1a ist (d. h.
je größer der Winkel zwischen der oberen Endfläche 24a und der
Platinenkontaktoberfläche 1b1 wird), desto größer wird die vertikale Breite
der Platinenkontaktoberfläche 1b1 und der maximale Abstand zwischen der
Platinenkontaktoberfläche 1b1 und der oberen Endfläche 1a (mit +d1
bezeichnet), und desto kleiner wird die seitliche Breite der
Platinenkontaktoberfläche 1b1 (mit -d2 bezeichnet).
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Da sinθ + cosθ maximal wird, wenn θ = 45 Grad, sind ein maximaler
Formungsfehler und eine maximale volumetrische Schwankung zulässig,
wenn die Dimensionen der verschiedenen Bauteile derart definiert sind,
dass der Winkel zwischen der oberen Endfläche 24a und der
Platinenkontaktoberfläche 1b1 45 Grad beträgt, wenn die Platine 22 an den
oberen Endflächen 24a befestigt wird (d. h. derart, dass α = 15 Grad wird).
Anderenfalls kann der Winkel nach der Befestigung gemäß der Belastung,
die auf die Platinenbefestigungskrallen 1 und die Platine 22 ausgeübt wird,
geeignet eingestellt werden.
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Man nehme z. B. an, dass die Platine 22 die Breite von 48,2 mm hat und
die Dicke von 1,6 mm, wie oben angegeben. Dann nehme man einen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 14 × 10-6 und einen
Temperaturschwankungsbereich von -40°C bis 120°C (ΔT = 165°C)
an. Es folgt, dass
Seitliche Änderung = 48,2 × (14 × 10-6 × 165) = 0,11 mm,
Dickenänderung = 1,6 × (14 × 10-6 × 165) = 0,0037 mm.
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Der Winkel nach der Befestigung ist daher bevorzugt auf 45 Grad oder
weniger gesetzt, um eine große seitliche Änderungstoleranz sicherzustellen.
Auch im Falle der Verwendung in einer Umgebung, wenn starke vertikale
Vibration (Belastung) ausgeübt wird, wird der Winkel nach der Befestigung
bevorzugt auf 45 Grad oder weniger gesetzt, um Spiel zu beseitigen, indem
die Platine 22 nach unten gepresst wird. Die Erfinder haben verschiedene
Tests durchgeführt, die die vorstehenden Überlegungen berücksichtigen. Im
Ergebnis lernten sie, dass dann, wenn das Gehäuse 10 in einem Motorraum
eines Fahrzeugs installiert wird - einer Umgebung, die durch extreme
Temperaturänderung und starke vertikale Vibration gekennzeichnet ist - es
möglich ist, leicht mit der Belastung zurechtzukommen, die durch
volumetrische Schwankung aufgrund von Temperaturänderung und durch
Vibration erzeugt wird, und somit die Beschädigung der
Platinenbefestigungskrallen 1 und ein Ablösen der Platine 22 zu verhindern,
indem der Wert von α zwischen 1 und 3 Grad gesetzt wird (d. h. Einstellen
des Winkels nach Befestigung zwischen 31 und 33 Grad).
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Fig. 9 zeigt Messwerte der Belastung, die auf die
Platinenbefestigungskrallen 1 wirkt, wenn die Platine 22 in dem
Gehäusekörper 12 befestigt wird. In dieser Figur bezieht sich der Begriff
"zulässige maximale Belastung beim Einsetzen der Platine" auf die Toleranz
in Bezug auf plötzliche Biegebelastung, und "andere zulässige maximale
Belastung" bezieht sich auf Toleranz in Bezug auf Dauerbelastung
(wiederholte Belastung). Belastung nach dem Anbringen ist der Wert, der
zu der Belastung zu addieren ist, die durch den Vibrationstest erzeugt wird.
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Aus Fig. 9 ist ersichtlich, dass die Platinenbefestigungsklammer 1 dieser
Ausführung in dem Belastungswert, der tatsächlich angelegt werden
könnte, eine gewisse Abdrift relativ zu ihrer Steifigkeitscharakteristik hatte.
Dies Ergebnis kann, während es sich natürlich auch auf die Dimensionen
der Platinenbefestigungskrallen 1 bezieht, in weitem Maße der Tatsache
zugerechnet werden, dass die auf die Platinenbefestigungskrallen 1
wirkende Belastung vertikal und seitlich gelöst wurde, und zwar dank der
Verwendung einer Struktur, die in einem vorgeschriebenen Winkel
resultierte, der zwischen den oberen Endflächen 24a und den
Platinenbefestigungskrallen 1 nach dem Befestigen der Platine 22 gebildet
wird.
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Aus der Tatsache, dass die in dem Vibrationstest erzeugte Belastung gering
war, ist darüber hinaus ersichtlich, dass die Platine 22 nicht aufgrund der
Vibration in Resonanz geriet, sondern durch die Platinenbefestigungskrallen
1 fest immobilisiert war.
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Auch wenn die Platine 22 sich in Antwort auf die Umgebungstemperatur
ausdehnen oder kontrahieren sollte, folgen die Platinenbefestigungskrallen
1, insbesondere die Platinenkontaktoberfläche 1b1, diesen Änderungen, um
die Platine 22 ohne Lose konstant örtlich zu fixieren.
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Die Erläuterung in Bezug auf die Fig. 2 bis 6 wird fortgesetzt. Eine
ringförmige Vertiefung 30 ist an dem Außenumfang der ersten Öffnung 18
ausgebildet. Zwei Flansche 32, die von oben betrachtet dreieckförmig sind,
sind an der Außenseite (Außenfläche) der Seitenwand 12a des
Gehäusekörpers 12 ausgebildet. Jeder Flansch 32 ist mit einem Bolzenloch
34 zum Einsetzen eines Bolzens (nicht gezeigt) und mit zwei ersten
Eingriffslöchern 36 ausgebildet, die Deckelbefestigungskrallen (später
erläutert) aufnehmen und mit ihren Vorsprüngen in Eingriff treten.
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Ein (Steck-)Verbinder 38 ist integral mit der Außenfläche (Außenwand) des
Gehäusekörpers 12 ausgebildet, sodass er von der Seitenwand vorsteht.
Während in dieser Ausführung der Steckverbinder 38 integral mit dem
Gehäusekörper 12 ausgebildet ist, braucht er nur an einer Stelle installiert
werden, wo die vorstehenden Zwecke erreicht werden können, und kann
z. B. als ein separater Körper vorgesehen sein, der durch Bolzen oder dgl.
an dem Gehäusekörper 12 fixiert ist.
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Eine erste ringförmige Rippe 40 ist an dem Außenumfang der zweiten
Öffnung 20 an der Unterseite des Gehäusekörpers 12 ausgebildet.
Zusätzlich sind Kühlkörperbefestigungskrallen (Befestigungselemente) 42
zum Befestigen des Kühlkörpers 16 nahe den ersten Eingriffslöchern 36
ausgebildet. Jede Kühlkörperbefestigungskralle 42 ist, ähnlich der
Platinenbefestigungskralle 1, aus einem elastisch verformbaren Bein 42a
und einem sich daran anschließenden Vorsprung 42b zusammengesetzt.
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Sie ist mit einer Oberfläche 42b2 ausgebildet, die während der Befestigung
mit dem Kühlkörper 16 in Kontakt tritt, und einer Oberfläche, die einen
vorgeschriebenen Bereich (später erläutert) des Kühlkörpers 16 mit einem
vorbestimmten Winkel tangential kontaktiert, nachdem er befestigt worden
ist (nachfolgend "Kühlkörperkontaktoberfläche 42b1 " genannt).
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Die Erläuterung der Oberflächenseite des Gehäusekörpers 12 wird
fortgesetzt. Deckel 44 zum Abdecken der Beine der
Deckelbefestigungskrallen (später erläutert) sind über den ersten
Eingriffslöchern 36 ausgebildet. Dies wird im Detail später erläutert.
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Nun wird der Deckel 14 erläutert. Fig. 10 ist eine Unteransicht des
Deckels 14 (von der Unterseite her gesehen), und Fig. 11 ist eine
Seitenansicht davon. Fig. 12 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang
Linie XII-XII in Fig. 10. Die Erläuterung erfolgt in Bezug auf die Fig. 2,
10 und 12.
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Der Deckel 14 ist so ausgebildet, dass er von unten her betrachtet eine
rechteckige Form hat. Die Unterfläche seiner Seitenwand ist mit dem
Öffnungsrand, der die erste Öffnung 18 des Gehäusekörpers 12 definiert,
kongruent. Ein Teil der Oberfläche steht nach oben vor, um Raum zur
Aufnahme elektronischer Komponenten sicherzustellen, wenn der Deckel
14 an dem Gehäusekörper 12 angebracht ist. Ein Teil der nach oben
vorstehenden Fläche ist mit kreuzweisen Rippen 46 verstärkt.
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Die vorgenannte Bodenfläche der Seitenwand des Deckels 14 ist an einer
Stelle, die der ersten ringförmigen Vertiefung 30 des Gehäusekörpers 12
entspricht, mit einer zweiten Ringrippe 48 ausgebildet, um die erste
ringförmige Vertiefung 30 einzusetzen. Ferner sind eine Mehrzahl (4)
zweiter Rippen 50 an geeigneten Stellen der Innenraumseite (Innenfläche)
der Seitenwand ausgebildet.
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Die zweiten Rippen 50 sind so ausgebildet, dass dann, wenn der Deckel 14
an dem Gehäusekörper 12 angebracht wird, die unteren Endflächen 50a
der zweiten Rippen 50 über den oberen Endflächen 24a der ersten Rippen
24 um einen Abstand gleich der Dicke der Platine 22 angeordnet sind.
Wenn somit der Deckel 14 an dem Gehäusekörper 12 angebracht wird,
wird die Platine 22 zwischen den oberen Endflächen 24a der ersten Rippen
24 und den unteren Endflächen 50a der zweiten Rippen 50 eingeklemmt.
Zweite Anschläge 50b zum Positionieren der Platine 22 sind an
auswärtigen Stellen des Deckels von den unteren Endflächen 50a her
ausgebildet.
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Deckelbefestigungskrallen (Befestigungselemente) 52 sind an der
auswärtigen Seitenwand 14a (Außenwand) des Deckels 14 an Stellen
ausgebildet, die den ersten Eingriffslöchern 36 des Gehäusekörpers 12
entsprechen. Ähnlich der Kühlkörperbefestigungskralle 42 ist jede der
Deckelbefestigungskralle 52 aus einem elastisch verformbaren Bein 52a
und einem sich daran anschließenden Vorsprung 52b zusammengesetzt.
Der Vorsprung 52b ist mit einer Oberfläche 52b2 ausgebildet, die während
der Befestigung des Deckels 14 den Gehäusekörper 12 kontaktiert, und
einer Oberfläche, die einen vorbestimmten Bereich (später erläutert) des
Gehäusekörpers 12 mit einem vorgeschriebenen Winkel tangential
kontaktiert, nachdem der Deckel 14 befestigt worden ist (nachfolgend
"Gehäusekörperkontaktoberfläche 52b1" genannt).
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Fig. 13 ist eine Draufsicht des Kühlkörpers 16, und Fig. 14 ist eine
vergrößerte Schnittansicht davon entlang Linie XIV-XIV in Fig. 13. Der
Kühlkörper 16 wird nun in Bezug auf die Fig. 2, 13 und 14 erläutert.
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Der Kühlkörper 16 ist so ausgebildet, dass er von oben her betrachtet eine
sechseckige Form hat, und ist an entgegengesetzten Seiten mit zwei
allgemein dreieckigen Kühlkörperflanschen 56 ausgestattet. Jeder
Kühlkörperflansch 56 ist mit einem Kühlkörperbolzenloch 58 an einer Stelle
ausgebildet, die einem der Bolzenlöcher 34 des Gehäusekörpers 12
entspricht, und ist auch mit zwei zweiten Eingriffslöchern 60 ausgebildet,
um jeweils eine der Kühlkörperbefestigungskrallen 42 aufzunehmen und mit
dem Vorsprung 42b in Eingriff zu treten.
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Eine zweite ringförmige Vertiefung 62 zur Aufnahme der ersten
ringförmigen Rippe 40 des Gehäusekörpers 12 ist an einer Stelle
ausgebildet, die der ersten ringförmigen Rippe 40 entspricht. Eine Mehrzahl
von (4) Bolzenlöchern 64 zum Befestigen elektronischer Komponenten sind
an geeigneten Stellen des Kühlkörpers 16 ausgebildet, und, wie in Fig. 2
gezeigt, sind wärmeerzeugende elektronische Komponenten, wie etwa
Leistungstransistoren 66, mit Bolzen 68 befestigt.
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Fig. 15 ist eine Schnittansicht (entlang dem gleichen Schnitt wie jene der
Fig. 3, 4, 10 und 13), die den vollständig zusammengebauten Zustand
mit der in dem Gehäuse 10 aufgenommenen Platine 22 zeigt.
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Wie in Fig. 15 gezeigt, ist die Platine 22 zwischen den oberen Endflächen
24a der ersten Rippen 24 und den Vorsprüngen 1b (genauer den
Platinenkontaktoberflächen 1b1) der Platinenbefestigungsklauen 1
eingeklemmt, wodurch sie an der vorgeschriebenen Stelle in dem Gehäuse
immobilisiert wird. Zusätzlich ist der Deckel 14 an dem Gehäusekörper 12
durch den Eingriff der Vorsprünge 52b der Deckelbefestigungskrallen 52
mit den ersten Eingriffslöchern 36 angebracht, genauer den Unterseiten
32a (den vorgenannten vorbeschriebenen Bereichen) der Flansche 32.
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Das Anbringen des Deckels 14 an dem Gehäusekörper 12 klemmt ferner
die Platine 22 zwischen den oberen Endflächen 24a der ersten Rippen 24
und den unteren Endflächen 50a der zweiten Rippen 50 ein. Im Ergebnis ist
die Platine 22 noch zuverlässiger an der vorgeschriebenen Stelle fixiert.
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Das Anbringen des Kühlkörpers 16 an dem Gehäusekörper 12 erfolgt durch
den Eingriff der Vorsprünge 42b der Kühlkörperbefestigungskrallen 42, die
in dem Gehäusekörper 12 ausgebildet sind, mit den zweiten
Eingriffslöchern 60, die in dem Kühlkörper 60 ausgebildet sind, genauer mit
den Eingriffsvorsprüngen 60a (den vorgenannten vorgeschriebenen
Bereichen), die innerhalb der zweiten Eingriffslöcher 60 ausgebildet sind.
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Die Deckel 44 sind ausgebildet, um die Beine 52a der
Deckelbefestigungskrallen 52 über die Gesamtheit oder einen Teil ihrer
Länge abzudecken. Sie verhindern daher, dass ein Arbeiter oder jemand
anderer die Beine 52a berührt, d. h. auf die Beine 52a in Richtung der
Gehäuseinnenseite eine Kraft ausübt (in der Richtung, die das Herausziehen
des Vorsprungs 52b aus dem ersten Eingriffsloch 36 ermöglicht). Das
Abnehmen des Deckels 14 aus dem Gehäusekörper wird daher verhindert.
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Ferner sitzt die zweite ringförmige Rippe 48, die an dem Deckel 14
ausgebildet ist, in der ersten ringförmigen Vertiefung 30, die an dem
Gehäusekörper 12 ausgebildet ist, und wärmehärtender Klebstoff, der
vorab auf die erste ringförmige Vertiefung 30 aufgetragen worden ist,
breitet sich durch einen ersten Spalt 70 aus, der zwischen der ersten
ringförmigen Vertiefung 30 und der zweiten ringförmigen Rippe 48 gebildet
ist. Dies verbessert die Festigkeit und Wasserdichtheit des Gehäuses 10.
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Da der Eingriff der Deckelbefestigungskrallen 52 und der ersten
Eingriffslöcher 36 den Gehäusekörper 12 und den Deckel 14 zusammen
fixiert, ist keine Spannvorrichtung erforderlich, während der Klebstoff 74
aushärtet. Der Klebstoff braucht nicht verwendet zu werden, wenn der
erforderliche Festigkeitsgrad und die erforderliche Wasserdichtheit nicht
besonders hoch sind.
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Ferner verbreitet sich der wärmehärtende Klebstoff, der vorab auf die in
dem Kühlkörper 16 ausgebildete zweite ringförmige Vertiefung 62aufgetragen ist, durch einen zweiten Spalt 72, der zwischen der zweiten
ringförmigen Vertiefung 62 und der ersten ringförmigen Rippe 40
ausgebildet ist. Dies verbessert die Festigkeit und Wasserdichtheit des
Gehäuses 10.
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Da der Eingriff der Kühlkörperbefestigungskrallen 42 und der zweiten
Eingriffslöcher 60 den Gehäusekörper 12 und den Kühlkörper 16
zusammen fixiert, ist keine Spannvorrichtung erforderlich, während der
Klebstoff aushärtet. Der Klebstoff braucht nicht verwendet werden, wenn
der erforderliche Festigkeitsgrad und die erforderliche Wasserdichtheit nicht
besonders hoch sind.
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Ferner sind die Beine 42a der Kühlkörperbefestigungskrallen 42 an der
Seitenwand des Gehäusekörpers 12 ausgebildet, d. h. weiter zum
Gehäuseinneren hin als die Seitenwand 32b der Flansche 32. Da dies
verhindert, dass jemand, wie etwa ein Arbeiter, das Bein 42a berührt,
verhindert es das Ablösen des Kühlkörpers 16 von dem Gehäusekörper 12.
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Die Eingriffsvorsprünge 60a, die mit den Vorsprüngen 42b in Eingriff
stehen, sind innerhalb der zweiten Eingriffslöcher 60 ausgebildet, die in
dem Kühlkörper 16 ausgebildet sind. In anderen Worten, sie sind innerhalb
des Raums ausgebildet, der durch die Außenform des Kühlkörpers 16 an
Stellen definiert ist, die sich an den Außenraum anschließen. Es kann daher
verhindert werden, dass der Kühlkörper 16 sich von dem Gehäusekörper
12 abtrennt, was dessen Abnahme gestattet, indem die Vorsprünge 42b
mit den Fingern betätigt werden, wenn immer es erforderlich ist.
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Das fertige Gehäuse 10 wird an einem gewünschten Ort installiert, wie
etwa einem Fahrzeugmotorraum, indem Bolzen (nicht gezeigt) durch die
Bolzenlöcher 34, die in den Flanschen 32 des Gehäusekörpers 12
ausgebildet sind, und die Kühlkörperbolzenlöcher 58, die in den
Kühlkörperflanschen 56 des Kühlkörpers 16 ausgebildet sind, eingesetzt
werden. Im Falle der Installation in einem Motorraum ist es bevorzugt, die
Festigkeit und Wasserdichtheit der Anordnung nicht nur dadurch zu
verbessern, dass die Baugruppe von Kühlkörper 16, Gehäusekörper 12 und
Deckel 14 befestigt wird, indem die Krallen in Eingriff gebracht werden,
wie im Vorstehenden erläutert, sondern auch dadurch, indem diese durch
Klebstoff miteinander verbunden werden. Wenn andererseits das Gehäuse
10 in einer relativ moderaten Umgebung installiert wird, wie etwa in einem
Fahrzeugpassagierraum, kann eine adäquate Zuverlässigkeit auch dann
erhalten werden, wenn die Baugruppe von Kühlkörper 16, Gehäusekörper
12 und Deckel 14 nur durch den Eingriff der Krallen aneinander befestigt
sind.
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Die Ausführung ist so konfiguriert, dass sie ein Befestigungselement (einen
krallenartigen Haken 1) für eine elektronische Schaltplatine (22) aufweist,
enthaltend: ein elastisch verformbares Bein (1a), das in einem Gehäuse
(10) zur Aufnahme der elektronischen Schaltplatine (22) ausgebildet ist;
sowie einen Vorsprung (1b), der im Anschluss an das Bein (1a) ausgebildet
ist, zum Eingriff mit der elektronischen Schaltplatine (22), um die
elektronische Schaltplatine auf einer vorgeschriebenen Montagefläche
(oberen Endfläche 24a) in dem Gehäuse zu befestigen; wobei die
Verbesserung umfasst: der Vorsprung (1b) steht mit der elektronischen
Schaltplatine (22) derart in Eingriff, das ein vorgeschriebener Winkel.
(insbesondere 31 bis 33 Grad) zwischen einer Oberfläche des Vorsprungs
(1b1), die die elektronische Schaltplatine (22) kontaktiert, ausgebildet ist,
wenn die elektronische Schaltplatine (22) an der Montagefläche (24a) in
dem Gehäuse (10) befestigt ist.
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In dem Befestigungselement wird der vorgeschriebene Winkel auf der Basis
der Belastung bestimmt, die zu der Zeit wirkt (genauer auf die elektronische
Schaltplatine 22 und das Befestigungselement (1) wirkt), wenn die
elektronische Schaltplatine (22) auf der Montagefläche (24a) in dem
Gehäuse (10) befestigt ist.
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Ein Befestigungselement (krallenartiger Haken 1) für eine elektronische
Schaltplatine (22), mit einem elastisch verformbaren Bein (1a), das in
einem Gehäuse (10) zur Aufnahme der elektronischen Schaltplatine (22)
ausgebildet ist, und einem Vorsprung (1b), der im Anschluss an das Bein
(1a) ausgebildet ist, zum Eingriff mit der elektronischen Schaltplatine (22),
um die elektronische Schaltplatine auf einer vorgeschriebenen
Montagefläche (oberen Endfläche 24a) in dem Gehäuse zu befestigen. In
dem Element steht der Vorsprung (1b) mit der elektronischen Schaltplatine
(22) derart in Eingriff, dass ein vorgeschriebener Winkel (insbesondere 31
bis 33 Grad) zwischen einer Oberfläche des Vorsprungs (1b1), die die
elektronische Schaltplatine (22) kontaktiert, ausgebildet ist, wenn die
elektronische Schaltplatine (22) auf der Montagefläche (24a) in dem
Gehäuse (10) befestigt wird. Da hierbei die Tangente zwischen der
Platinenkontaktoberfläche und der elektronischen Schaltplatine innerhalb
des Bereichs der Platinenkontaktoberfläche variabel ist, kann ein
Formungsfehler toleriert (absorbiert) werden und kann eine volumetrische
Schwankung, die durch Temperaturänderung erzeugt wird, leicht
aufgenommen werden.