DE19524047C2 - Vorrichtung zum Sichern einer einen Gegenstand an einen Grundkörper pressenden Klammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtung zum Sichern einer an einem flachen Grundkörper, insbesondere an einem an einer Leiterplatte angeordneten Kühlblech, lösbar befestigten, U-förmigen Klammer, mittels der ein Gegenstand, insbeson­ dere ein elektronisches Bauteil, auf den Grundkörper ge­ preßt wird.

Häufig werden verschiedenartige Gegenstände auf Grundkör­ pern lösbar, beispielsweise durch Verschrauben, befe­ stigt. Andererseits werden unlösbare Verbindungen dadurch realisiert, daß zu befestigende Gegenstände auf einem Grundkörper verklebt werden. Für viele Anwendungsbereiche ist es jedoch erforderlich, die Gegenstände auf einem Grundkörper zu befestigen, die wiederholt ausgetauscht werden sollen. Zu diesem Zweck ist es in montagetechni­ scher Hinsicht aufwendig, Schraubenverbindungen zu ver­ wenden.

Insbesondere in der Halbleiterindustrie werden Leiter­ platten unterschiedlichster Art verwendet, auf denen eine Vielzahl von elektrischen oder elektronischen Bauelemen­ ten aufgebracht werden müssen. Dies geschieht in der Re­ gel durch Verlöten. Für manche Verwendungszwecke ist es jedoch erforderlich, daß die elektrischen oder elektroni­ schen Bauelemente zwecks Erzielung einer ausreichenden Wärmeabfuhr lösbar bzw. austauschbar auf einem an der Leiterplatte angeordneten Kühlblech befestigt werden. Da­ bei ist es meistens aus konstruktiver Sicht nicht mög­ lich, die Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben und Muttern, am elektrischen oder elektronischen Bauele­ ment selbst anzubringen.

Es ist daher beispielsweise aus der DE 42 18 224 A1 be­ kannt, das elektrische oder elektronische Bauelement mit­ tels einer im wesentlichen U-förmigen Klammer an dem Kühlblech festzulegen. Hierbei durchragen und hintergrei­ fen die freien Schenkel der Klammer korrespondierende Öffnungen im Kühlblech, wobei der innere, nach innen ge­ krümmte Basisabschnitt der U-förmigen Klammer gegen das an dem Kühlblech zu haltende Bauelement drückt. In der Praxis kommt es jedoch häufig aufgrund einer mehr oder weniger unsachgemäßen Behandlung des Kühlblechs zu einem unbeabsichtigten Lösen der Klammer, wodurch das Bauele­ ment nicht mehr mit hinreichender Kraft auf das Kühlblech gedrückt wird. So kann der jeweils lange Hebelarm der Schenkel der U-förmigen Klammer ein Verrutschen des zu klemmenden Bauelementes insbesondere bei Vibrationen und Erschütterungen bewirken, so daß sich das Bauelement vom Träger lösen kann. Hinzu kommt, daß durch Betätigen ins­ besondere des das Bauelement klemmenden Schenkels der U- förmigen Klammer das Bauelement oftmals beschädigt werden kann. Darüber hinaus muß beim Ein- und Ausbau der Klammer diese jedesmal mit ihren Schenkeln die gesamte Höhe des Bauelementes und des Trägers überwinden. Dadurch wird die federelastische Vorspannkraft der Klammer bei deren mehr­ maliger Betätigung verringert, so daß die gesamte Klam­ merverbindung ermüdet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die ein selbsttätiges Lösen der Klammer und damit ein Ab­ heben des Gegenstandes von dem Grundkörper vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klammer über zumindest ein separat ausgebildetes Spannelement klipsartig an dem Grundkörper festgelegt ist.

Durch diese Maßnahme ist ein unbeabsichtigtes Lösen der Klammer ausgeschlossen, wodurch der Gegenstand stets mit der erforderlichen Kraft an den Grundkörper gedrückt wird.

Um die Spannwirkung zunächst zu vergrößern, weisen bevor­ zugt die freien Schenkel der U-förmigen Klammer jeweils einen den Grundkörper hintergreifenden Absatz auf, und die Enden der freien Schenkel sind an das jeweilige Span­ nelement anlegbar, ohne dessen Außenkontur zu überragen. Durch letztere Maßnahme wird gewährleistet, daß bei der Handhabung des Grundkörpers keine Verletzungen entstehen, die auftreten können, wenn die Enden der freien Schenkel der Klammer über die Kontur des Spannelementes hinausra­ gen.

Das Spannelement weist zweckmäßigerweise einen die Öff­ nung des Grundkörpers umgreifenden hakenartigen Ab­ schnitt, zumindest einen gegen die dem zu befestigenden Gegenstand entgegengesetzte Unterseite des Grundkörpers anlegbaren Abschnitt und einen den Absatz des jeweiligen freien Schenkels der U-förmigen Klammer formschlüssig an­ greifenden Abschnitt auf. Diese unterschiedlichen Ab­ schnitte des Spannelementes wirken mit unterschiedlichen Abschnitten der Klammer und des Grundkörpers zusammen, um eine besonders effektive und sichere Befestigung eines Gegenstandes an einem Grundkörper zu erzielen.

Der hakenartige Abschnitt des Spannelementes ist nach ei­ ner Weiterbildung der Erfindung mit einer Nut versehen, deren Breite der Dicke des Grundkörpers entspricht. In der Nut wird der Grundkörper aufgenommen. Darüber hinaus weist bevorzugt der hakenartige Abschnitt des Spannele­ mentes eine Nase auf, die die Öffnung des Grundkörpers auf dessen Oberseite, entgegengesetzt zur Klammer, hin­ tergreift. Hierdurch entsteht zwischen der Nase bzw. der Nut am Spannelement und dem Grundkörper eine Art Klips­ verbindung.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der an die Unter­ seite des Grundkörpers anlegbare Abschnitt des Spannele­ mentes entgegengesetzt zu dessen Nase des hakenartigen Abschnittes gerichtet und seitlich am jeweils freien Schenkel der Klammer vorbeigeführt. Somit befindet sich dieser Abschnitt des Spannelementes in unmittelbarer An­ lage an der Unterseite des Grundkörpers, und das Span­ nelement befindet sich in seinem vollständigen Befesti­ gungszustand mit der Klammer und dem Grundkörper.

In einer anderen Ausbildung der Erfindung ist beidseitig des hakenartigen Abschnittes des Spannelementes jeweils ein an die Unterseite des Grundkörpers anlegbarer Ab­ schnitt angeordnet. Dies bewirkt eine größere Stabilität der Befestigungsverbindung.

In einer anderen Ausbildung der Erfindung ist für jeden freien Schenkel der U-förmigen Klammer ein entsprechendes Spannelement vorgesehen.

Weiterhin weist bevorzugt das Spannelement zumindest eine Öffnung zum Eingriff eines Werkzeuges zum Lösen des Span­ nelementes vom Grundkörper auf. Hierdurch wird ein einfa­ ches Lösen der Befestigung erreicht.

Zweckmäßigerweise ist das Spannelement aus Metall oder Kunststoff hergestellt. Dadurch ergibt sich eine einfache Herstellung des Spannelementes. Bei einem aus Metall her­ gestellten Spannelement, insbesondere als Druckgußteil, wird darüber hinaus die Abstrahlfläche für die Wärmeab­ fuhr vergrößert.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in an­ deren Kombinationen oder in Alleinststellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu ver­ lassen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispieles unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnun­ gen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1a bis 1d die Schritte des Befestigens eines Ge­ genstandes auf einem Grundkörper,

Fig. 1e einen Schnitt entlang der Linie A-A ge­ mäß Fig. 1d,

Fig. 2a die Draufsicht auf ein Spannelement der Vorrichtung,

Fig. 2b eine Seitenansicht des Spannelementes der Vorrichtung nach Fig. 2a,

Fig. 2c eine Schnittansicht des Spannelementes entlang der Linie B-B nach Fig. 2a und

Fig. 3 eine Einzeldarstellung der Klammer nach Fig. 1a.

Auf einem Grundkörper 1 (Kühlblech einer Leiterplatte) soll ein Gegenstand 2 lösbar befestigt werden. Zum Befe­ stigen des Gegenstandes 2 auf dem Grundkörper 1 ist eine Vorrichtung vorgesehen, die im wesentlichen aus einer U- förmigen Klammer 3 und zwei Spannelementen 4 besteht. Da­ mit die Klammer 3 und die Spannelemente 4 in gegenseiti­ gen Eingriff gelangen können, sind im Grundkörper 1 ent­ sprechende Öffnungen 5 in Form von Durchbrüchen ange­ bracht. Die Fig. 1a bis 1d zeigen schrittweise die Befe­ stigung des Gegenstandes 2 auf dem Grundkörper 1 mittels der Klammer 3 und den Spannelementen 4, wobei sich das linke Spannelement 4 bereits vollständig mit dem Grund­ körper 1 in Eingriff befindet.

Die Fig. 2a bis 2c zeigen in verschiedenen Ansichten ei­ nes der Spannelemente 4 und die Fig. 3 zeigt eine Klammer 3, jeweils in ihren konstruktiven Ausbildungen. Das Span­ nelement 4 gemäß den Fig. 2a bis 2c besitzt einen die Öffnung 5 des Grundkörpers 1 umgreifenden hakenartigen Abschnitt 6, der mit einer Nut 7 versehen ist, in die der Grundkörper 1 eingreift. Die Breite der Nut 7 entspricht dabei der Dicke des Grundkörpers 1. Weiterhin ist der ha­ kenartige Abschnitt 6 des Spannelementes 4 mit einer Nase 8 versehen, welche die Öffnung 5 des Grundkörpers 1 auf dessen Oberseite 9 entgegengesetzt zur Lage der Klammer 3 hintergreift.

Des weiteren weist das Spannelement 4 einen gegen die dem zu befestigenden Gegenstand 2 entgegengesetzte Unterseite 10 des Grundkörpers 1 anlegbaren Abschnitt 11 auf. An diesem Abschnitt 11 ist eine Öffnung 12 vorgesehen, in die ein nicht dargestelltes Werkzeug zum Lösen des Spannelementes 4 vom Grundkörper 1 einsetzbar ist. Dieses Werkzeug kann ein Schraubendreher sein. Weiterhin ist das Spannelement 4 mit einem Abschnitt 13 versehen, der mit einem bestimmten Bereich der Klammer 3 in einen form­ schlüssigen Eingriff bringbar ist.

Die in Fig. 3 dargestellte Klammer 3 weist eine im we­ sentlichen U-förmige Gestalt auf. Die freien Schenkel 14 der Klammer 3 haben jeweils einen hakenförmigen Absatz 15, der den Grundkörper 1 an dessen Unterseite 10 zu hin­ tergreift. Die den hakenförmigen Absätzen 15 nachgeordne­ ten Enden 16 der freien Schenkel 14 sind leicht nach au­ ßen gebogen und gegen jeweils eine korrespondierende Flä­ che 17 des Abschnittes 13 jedes Spannelementes 4 im mon­ tierten Zustand anlegbar. Der Basisabschnitt 18 der U- förmigen Klammer 3 ist nach innen gekrümmt, um im mon­ tierten Zustand einen gewissen Druck auf den auf dem Grundkörper 1 zu befestigenden Gegenstand 2 auszuüben. Die Klammer 3 ist als Federbauteil und das Spannelement 4 als Druckgußteil ausgebildet.

Gemäß Fig. 1a ist ein Gegenstand 2 in Form eines elektro­ nischen Bauelementes auf den Grundkörper 1 in Form eines an einer Leiterplatte angeordneten Kühlblechs aufgelegt. Die Klammer 3 wird mit ihrem Basisabschnitt 18 auf den Gegenstand 2 gelegt, wobei die freien Schenkel 14 der Klammer 3 durch die korrespondierenden Öffnungen 5 des Grundkörpers 1 hindurchgeführt werden, so daß die haken­ förmigen Absätze 15 der Klammer 3 die Unterseite 10 des Grundkörpers 1 hintergreifen und eine gewisse Vorspannung in zweifacher Hinsicht ausüben, nämlich eine Vorspannung der freien Schenkel 14 gegeneinander und eine Vorspannung des Basisabschnittes 18 gegen den zu befestigenden Gegen­ stand 2. Gemäß Fig. 1a wird das Spannelement 4 mit seinem hakenartigen Abschnitt 6 in die Öffnung 5 von der Unter­ seite 10 her in den Grundkörper 1 eingeführt. Dabei liegt das Ende 16 des freien Schenkels 14 der Klammer 3 zu­ nächst am Abschnitt 13 des einen Spannelementes 4 an.

Beim weiteren Drücken des Spannelementes 4 gemäß den Fig. 1b und 1c gegen die Unterseite 10 des Grundkörpers 1 er­ greift die Nase 8 des hakenartigen Abschnittes 6 des Spannelementes 4 den Rand der zugehörigen Öffnung 5 des Grundkörpers 1, wobei der Grundkörper 1 in die Nut 7 des hakenartigen Abschnittes 6 des Spannelementes 4 ein­ greift. Das Ende 16 des freien Schenkels 14 der Klammer 3 bewegt sich gleichzeitig mit dem hakenförmigen Absatz 15 der Klammer 3 zur Anlagefläche 17 bzw. zum Abschnitt 13 des Spannelementes 4. Ebenso nähert sich der an den Grundkörper 1 anlegbare Abschnitt 11 des Spannelementes 4 der Unterseite 10 des Grundkörper 1.

Fig. 1d zeigt den vollständig montierten Zustand der Vor­ richtung, wobei sich der hakenartige Abschnitt 6 voll­ ständig mit dem Grundkörper 1 in Eingriff befindet und der hakenförmige Absatz 15 am freien Schenkel 14 der Klammer 3 eine formschlüssige Verbindung mit dem Ab­ schnitt 13 des Spannelementes 4 bildet. Gleichzeitig liegt der Abschnitt 11 des Spannelementes 4 an der Unter­ seite 10 des Grundkörper 1 an, um einen Gegendruck auf die Klammer 3 auszuüben. Die freien Schenkel 14 der Klam­ mer 3 sind fest in den Öffnungen 5 des Grundkörpers 1 festgelegt.

Fig. 1e zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 1d, wobei besonders deutlich die Öffnungen 12 zum Eingriff eines nicht dargestellten Werkzeuges zu sehen sind. Wird das Werkzeug, beispielsweise ein Schraubendre­ her, in die Öffnung 12 eingeführt und ein Druck ausgeübt, gelangt das Spannelement 4 außer Eingriff mit der Öffnung 5 des Grundkörpers 1 und lockert damit den Sitz der Klam­ mer 3. Nach dem Entfernen der Spannelemente 4 kann die Klammer 3 gelöst und der Gegenstand 2 entnommen oder aus­ getauscht werden. Eine erneute Befestigung des Gegenstan­ des 2 auf dem Grundkörper 1 erfolgt dann in der oben be­ schriebenen Art und Weise.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Sichern einer an einem flachen Grundkörper, insbesondere an einem an einer Leiter­ platte angeordneten Kühlblech, lösbar befestigten, U-förmigen Klammer, mittels der ein Gegenstand, insbesondere ein elektronisches Bauteil, auf den Grundkörper gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (3) über zumindest ein separat aus­ gebildetes Spannelement (4) klipsartig an dem Grundkörper (1) festgelegt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die freien Schenkel (14) der U-förmigen Klammer (3) jeweils einen den Grundkörper (1) hin­ tergreifenden Absatz (15) aufweisen, und die Enden (16) der freien Schenkel (14) an das jeweilige Spannelement (4) anlegbar sind, ohne dessen Außen­ kontur zu überragen.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) eine Öff­ nung (5) des Grundkörpers (1) umgreifenden hakenar­ tigen Abschnitt (6), zumindest einen gegen die dem zu befestigenden Gegenstand (2) entgegengesetzte Unterseite (10) des Grundkörpers (1) anlegbaren Ab­ schnitt (11) und einen den Absatz (15) des jeweili­ gen freien Schenkels (14) der U-förmigen Klammer (3) formschlüssig angreifenden Abschnitt (13) auf­ weist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der hakenartige Abschnitt (6) des Span­ nelementes (4) mit einer Nut (7) versehen ist, de­ ren Breite der Dicke des Grundkörpers (1) ent­ spricht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hakenartige Abschnitt (6) des Spannelementes (4) eine Nase (8) aufweist, die die Öffnung (5) des Grundkörpers (1) auf dessen Oberseite (9), entgegengesetzt zur Klammer (3), hintergreift.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der an die Unterseite (10) des Grundkörpers (1) anlegbare Abschnitt (11) des Spannelementes (4) entgegengesetzt zu dessen Nase (8) des hakenartigen Abschnittes (6) gerichtet ist und seitlich am jeweils freien Schenkel (14) der Klammer (3) vorbeiführt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß beidseitig des hakenarti­ gen Abschnittes (6) des Spannelementes (4) jeweils ein an die Unterseite (10) des Grundkörpers (1) an­ legbarer Abschnitt (11) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß für jeden freien Schenkel (14) der U-förmigen Klammer (3) ein entsprechendes Spannelement (4) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) zu­ mindest eine Öffnung (12) zum Eingriff eines Werk­ zeuges zum Lösen des Spannelementes (4) vom Grund­ körper (1) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) aus Metall oder Kunststoff hergestellt ist.