DE19842237A1 - Befestigungselement für zumindest eine Zusatzleiterplatte auf einer Mutterleiterplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement für zumindest eine Zusatzleiterplatte auf einer Mutterleiterplatte, eine Leiterplatte zur Verwendung mit einem Befestigungsele­ ment und zumindest einer weiteren Leiterplatte, und einen Leiterplattennutzen.

Bei den bisherigen Konstruktionen zur Anbringung von mitgeschwallten Zusatzleiter­ platten, die meist senkrecht auf die Mutterleiterplatten angeordnet sind, ist eine zu gerin­ ge mechanische Stabilität der beiden Leiterplatten zueinander gegeben. Die bisher ver­ wendeten, zusätzlichen mechanischen Teile, beispielsweise Führungsschienen od. dgl., sind nicht nur teuer und aufwendig zu montieren, sondern stellen auch, da meistens aus Metall angefertigt, in der Leistungselektronik mit Kriech- und Luftstrecken ein Problem dar bzw. ist deren Verwendung dabei nicht möglich.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher ein Befestigungselement, das die angeführten Nachteile der bekannten Ausführungen vermeidet, rasch und einfach zu montieren ist und auch bei Schaltungen der Leistungselektronik problemlos anwendbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine Leiterplatte, die optimal für die Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement ausgelegt ist und eine rasche und ein­ fache Verbindung damit und zumindest einer weiteren Leiterplatte gestattet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Leiterplattennutzen, der eine wirtschaftliche Herstellung der erfindungsgemäßen Befestigungselemente und Leiterplatten erlaubt.

Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Befestigungselement aus lötbarem bzw. einschwallbarem Material angefertigt ist und daß am Befestigungse­ lement zumindest eine Verbindungsstruktur zur Anbringung an der Mutterleiterplatte und zumindest eine Verbindungsstruktur zur Ankopplung der Zusatzleiterplatte ausge­ bildet sind. Damit ist eine einfache und rasche Verbindung von Befestigungselement und den zu koppelnden Leiterplatten ohne zusätzlich notwendige Bauteile oder zusätzlichen Aufwand möglich und durch die Materialgleichheit bzw. -gleichartigkeit von Befesti­ gungselement und Leiterplatten sind auch keine Probleme bezüglich Kriech- und Luft­ strecken zu befürchten.

Um eine einfache Verbindung zu realisieren ist vorgesehen, daß zumindest eine der Ver­ bindungsstrukturen als Zapfen ausgebildet ist, der in eine entsprechende Ausnehmung der jeweiligen Leiterplatte eingeschoben werden kann.

Alternativ dazu kann eine ebenfalls einfach herzustellende Verbindung dadurch verwirk­ licht sein, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen als Bohrung ausgebildet ist, in die ein entsprechender Zapfen der jeweiligen Leiterplatte einsetzt werden kann.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen als Nut ausgebildet ist, der in eine Leiterplatte eingeschoben werden kann. Damit kann eine sehr sichere, weil über einen langen Kontaktbereich erfolgende Verbindung herge­ stellt werden.

Wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zumindest eine der Verbin­ dungsstrukturen mit dem entsprechenden Gegenstück einer Leiterplatte eine Rastverbin­ dung bildet, sind keinerlei zusätzliche Maßnahmen oder Bauteile für eine Arretierung der Leiterplatten und der Befestigungselemente notwendig.

Zur Gewichtsersparnis, als Luftdurchlaß, als Kabelhalterung oder zum Durchführen an­ derer Elemente ist das erfindungsgemäße Element vorteilhafterweise mit zumindest einer durchgehenden Öffnung versehen.

Die zweite gestellte Aufgabe wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung da­ durch gelöst, daß eine Leiterplatte vorgesehen ist, bei der zumindest eine Verbin­ dungsstruktur zur Verbindung mit zumindest einem Befestigungselement, vorzugsweise mit zwei Befestigungselementen, an oder in der Leiterplatte ausgebildet ist. Damit ist eine einfache und rasche Verbindung des Befestigungselements und der zu koppelnden Leiterplatten ohne zusätzlich notwendige Bauteile oder zusätzlichen Aufwand möglich und durch die Materialgleichheit bzw. -gleichartigkeit von Befestigungselement und Lei­ terplatten sind auch keine Probleme bezüglich Kriech- und Luftstrecken zu befürchten.

Vorteilhafterweise bildet zumindest eine der Verbindungsstrukturen mit dem entspre­ chenden Gegenstück des Befestigungselementes oder zumindest einer weiteren Leiter­ platte eine Rastverbindung. Dann sind keinerlei zusätzliche Maßnahmen oder Bauteile für eine Arretierung der Leiterplatten und der Befestigungselemente mehr notwendig.

Eine einfach herzustellende und sehr funktionssichere Verbindungsstruktur ist verwirk­ licht, wenn die Rastverbindung durch einen Widerhaken auf einer elastisch ausfederbaren Zunge gebildet ist, welcher Widerhaken in eine korrespondierende Ausnehmung der weiteren Leiterplatte bzw. des Befestigungselementes eingreift.

Die dritte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Leiterplattennutzen gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß darin Leiterplatten und Befestigungselemente gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind, vorzugsweise zwei Befestigungselemente pro Leiterplatte.

In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Systems aus zwei erfindungsgemäßen Leiterplatten, die mit­ tels zweier erfindungsgemäßer Befestigungselemente gekoppelt sind, und Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Leiterplattennutzen, in dem Zusatzplatinen zusammen mit Befesti­ gungselementen ausgebildet sind.

Eine noch zu bestückende und zu verlötende Mutterleiterplatte 1 ist mit einer dazu senk­ rechtstehenden Zusatzplatine 2 zu verbinden, die ebenfalls noch bestückt und dann ge­ meinsam mit der Mutterleiterplatte 1 verlötet werden soll. Die Stabilität der beiden Lei­ terplatten 1, 2 wird durch mitschwallbare Befestigungselemente 3 erreicht, die beispiels­ weise aus Leiterplattenmaterial FR4 angefertigt sind.

Vorzugsweise werden, wie in Fig. 2 dargestellt, die Befestigungselemente 3 gemeinsam mit der Zusatzplatine 2 als ein einziger Leiterplattennutzen N hergestellt, von dem dann beide Bauteile zum Bestücken und Verlöten abgetrennt und mit der Mutterplatine 1 ge­ koppelt werden. Vorzugsweise werden zum Erreichen der bestmöglichen Stabilität bei minimalem Materialeinsatz auf dem Leiterplattennutzen N pro Zusatzplatine 2 zwei Be­ festigungselemente 3 ausgebildet.

Am Befestigungselement 3 ist ein Zapfen 4 ausgebildet, der in eine Bohrung 5 in der Mutterleiterplatte 1 eingesetzt werden kann und eine erste, bereits relativ sichere Fixie­ rung des Elementes 3 auf der Mutterleiterplatte 1 sicherstellt.

Die Zusatzplatine 2 wird in eine Nut 6 im Befestigungselement 3 eingesetzt und darin fixiert, wobei eine noch stabilere Verbindung erreicht werden kann, wenn auch in der Zusatzplatine 2 zumindest eine Nut vorgesehen ist, die einen Teil des Befestigungsele­ mentes 3 aufnimmt, der in Verlängerung von dessen Nut 6 liegt. Damit ist bereits eine sehr gute und stabile Verbindung von Mutterplatine 1 und Zusatzplatine 2 über die Befe­ stigungselemente 3 gegeben. Die Nut 6 kann im Prinzip beliebig gegenüber der Senk­ rechten auf die Mutterplatine 1 geneigt sein, wie immer die Stellung der Zusatzplatine 2 gegenüber der Mutterleiterplatte 1 gewünscht wird.

Eine weitere Stabilisierung und Verbindung der beiden Leiterplatten 1, 2 kann über Ver­ bindungselemente erzielt werden, die die beiden Leiterplatten 1, 2 direkt verbinden, bei­ spielsweise durch eine Gruppe von Bohrungen 8 in der Mutterplatine 1 realisiert, die auch als elektrische Übergänge fungieren können. In die Bohrungen 8 können an der Zusatzplatine ausgebildete Zapfen 9 eingesetzt werden. Zur sicheren Arretierung ohne weitere notwendige Bauteile dienen elastisch ausfederbare Streifen 10 an den der Mut­ terplatine 1 zugekehrten Rändern der Zusatzplatine 2, an welchen Streifen 10 Enden 11 mit widerhakenartigen Strukturen versehen sind. Diese Widerhaken-Enden 11 schnappen beim Aufschieben der Zusatzplatine 2 in dafür vorgesehene Ausnehmungen 12 der Mut­ terleiterplatte 1 ein und ergeben so eine unfreiwillig kaum lösbare Arretierung der beiden Leiterplatten 1, 2 miteinander, wobei auch die Befestigungselemente 3 durch diese Arre­ tierung unentfernbar gehalten sind.

Ausnehmungen 13 in den Befestigungselementen 3 helfen mit, deren Gewicht zu verrin­ gern und können auch als Luftdurchlaß zu Kühlung der Platinen 1, 2, als Kabelhalterung oder zur Durchführung anderer Elemente genutzt werden.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement 3 ist ohne Werkzeug zusammenbaubar und bei Ausführung mit Rastvorrichtungen selbst direkt mit einer oder beiden Platinen 1, 2 fixierbar. Wenn nur eine oder beide Platinen 1, 2 mit Verbindungseinrichtungen mit Rastanordnungen versehen sind, ergibt sich die Fixierung erst nach dem Zusammenbau der gesamten Leiterplatten-Betestigungselement-Anordnung, ist aber auch in diesem Fall ohne weitere Bauteile und ohne Werkzeug durchführbar. In diesen Fällen der Rast- oder Widerhaken-Verwendung sind auch beim Löten keine Zusatzhalterungen oder andere Vorrichtungen notwendig, um die Zusatzplatine 2 in ihrer Position zu halten.

Selbstverständlich können die hier beispielhaft dargestellten und erläuterten Verbin­ dungseinrichtungen beliebig kombiniert sein und auch die genaue Anordnung ist je nach Bedarf wählbar. So kann etwa die Position von Bohrungen und Zapfen umgekehrt wer­ den, können die Streifen mit den Widerhaken 11 auch an der Mutterleiterplatte 1 oder auch an den Befestigungselementen 3 selbst ausgebildet sein. Des weiteren können selbstverständlich auch mehr als zwei Leiterplatten 1, 2 über die Befestigungselemente 3 miteinander verbunden werden, beispielsweise, wenn diese mit mehr als einer Nut 6 ver­ sehen sind oder wenn überhaupt mehrere Befestigungselemente 3 eingesetzt werden. Auch mehr als zwei Befestigungselemente 3 pro Leiterplatten-Paar sind möglich. Bei entsprechenden Verbindungseinrichtungen, die eine gewisse Stabilität garantieren, kann auch mit einem Befestigungselement 3 pro Leiterplatten-Paar das Auslangen gefunden werden.

Claims (10)

1. Befestigungselement für zumindest eine Zusatzleiterplatte auf einer Mutterleiterplatte, dadurch gekennzeichnet, daß das Betestigungselement (3) aus lötbarem bzw. ein­ schwallbarem Material angefertigt ist und daß am Betestigungselement (3) zumindest eine Verbindungsstruktur (4) zur Anbringung an der Mutterleiterplatte (1) und zu­ mindest eine Verbindungsstruktur (6) zur Ankopplung der Zusatzleiterplatte (2) aus­ gebildet sind.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Ver­ bindungsstrukturen als Zapfen (4) ausgebildet ist, der in eine entsprechende Ausneh­ mung (5) der jeweiligen Leiterplatte (1) eingeschoben werden kann.

3. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Ver­ bindungsstrukturen als Bohrung ausgebildet ist, in die ein entsprechender Zapfen der jeweiligen Leiterplatte einsetzt werden kann.

4. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Ver­ bindungsstrukturen als Nut (6) ausgebildet ist, der in eine Leiterplatte (2) eingescho­ ben werden kann.

5. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen mit dem entsprechenden Gegenstück einer Leiter­ platte eine Rastverbindung bildet.

6. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit zumindest einer durchgehenden Öffnung (13) versehen ist.

7. Leiterplatte zur Verwendung mit einem Befestigungselement und zumindest einer weiteren Leiterplatte, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Verbin­ dungsstruktur (7) zur Verbindung mit zumindest einem Befestigungselement (3), vor­ zugsweise mit zwei Befestigungselementen, an oder in der Leiterplatte ausgebildet ist.

8. Leiterplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Verbindungsstrukturen mit dem entsprechenden Gegenstück des Befestigungsele­ mentes oder zumindest einer weiteren Leiterplatte eine Rastverbindung bildet.

9. Leiterplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastverbindung durch einen Widerhaken (11) auf einer elastisch ausfederbaren Zunge (10) gebildet ist, welcher Widerhaken in eine korrespondierende Ausnehmung (12) der weiteren Lei­ terplatte (1) bzw. des Befestigungselementes eingreift.

10. Leiterplattennutzen, dadurch gekennzeichnet, daß darin Leiterplatten (2) und Be­ festigungselemente (3) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche aus­ gebildet sind, vorzugsweise zwei Befestigungselemente pro Leiterplatte.