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Die
Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Befestigung einer
Leiterplatte auf einer Montageplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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In
elektronischen Geräten
werden Leiterplatten mit elektronischen Bauelementen oftmals durch Schrauben
an einer Montageplatte befestigt, was jedoch mit dem Nachteil verbunden
ist, dass Erschütterungen
und Vibrationen nahezu ungehindert von der Montageplatte auf die
Leiterplatte und die darauf montierten elektronischen Bauelemente
weitergegeben werden. Beim Betrieb von elektronischen Geräten mit
derart schraubmontierten Leiterplatten besteht deshalb die Gefahr,
dass die elektronischen Bauelemente oder deren Kontaktstellen durch
die im Betrieb auftretenden Erschütterungen beschädigt werden,
was zu einem Funktionsausfall des jeweiligen Geräts führen kann.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement
zu schaffen, das eine möglichst
erschütterungsfreie
Befestigung einer Leiterplatte auf einer Montageplatte ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Befestigungselement gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die
Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, anstelle einer
starren Schraube zur Befestigung der Leiterplatte auf der Montageplatte
ein Befestigungselement einzusetzen, das mindestens teilweise aus
einem schwingungsdämpfenden
und elastischen Material besteht.
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Die
Elastizität
des erfindungsgemäßen Befestigungselements
bietet den Vorteil, dass mechanische Stöße, die im Betrieb eines elektronischen
Gerätes
auf das Gehäuse
und damit die Montageplatte wirken, nur abgefedert und damit abgeschwächt auf die
Leiterplatte weitergegeben werden.
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Die
dämpfende
Wirkung des Befestigungselements hat dagegen den Vorteil, dass Schwingungen,
die auf die Montageplatte wirken, nur gedämpft und damit abgeschwächt an die
Leiterplatte weitergegeben werden.
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Im
Ergebnis ist die Leiterplatte also wesentlich geringeren mechanischen
Belastungen ausgesetzt, auch wenn die Montageplatte selbst mechanisch
stärker
belastet wird.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei dem schwingungsdämpfenden und elastischen Material um
Gummi oder eine Gummimischung. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich
des Materials für
das Befestigungselement nicht auf Gummi beschränkt, sondern auch mit anderen
schwingungsdämpfenden
und elastischen Materialien realisierbar.
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Vorzugsweise
sind die schwingungsdämpfenden
und elastischen Eigenschaften des Befestigungselements unter Berücksichtigung
der Masse der Leiterplatte so abgestimmt, dass die befestigte Leiterplatte
eine Eigenfrequenz aufweist, die von den im Betrieb auftretenden
Anregungsfrequenzen abweicht, damit Resonanzen vermieden werden.
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Vorzugsweise
hält das
erfindungsgemäße Befestigungselement
die Leiterplatte mittels eines seitlichen Aufnahmeschlitzes, in
den die Leiterplatte eingeschoben werden kann. Hierbei bildet die
Leiterplatte mit dem Aufnahmeschlitz vorzugsweise eine Presspassung,
um zu verhindern, dass die Leiterplatte aus dem Aufnahmeschlitz
herausrutschen kann.
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Der
Aufnahmeschlitz weist vorzugsweise rechteckige Seitenwände in dem
Befestigungselement auf, so dass der Aufnahmeschlitz in dem Befestigungselement
dreieckig ist, wodurch der Aufnahmeschlitz eine Ecke der Leiterplatte
aufnehmen kann. Zur Montage einer rechteckigen Leiterplatte wird dann
auf alle vier Ecken der Leiterplatte jeweils ein erfindungsgemäßes Befestigungselement
aufgesteckt, indem die Ecke in den Aufnahmeschlitz des Befestigungselements
hineingeschoben wird.
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Vorzugweise
weist das erfindungsgemäße Befestigungselement
einen quaderförmigen
Hauptkörper
auf, in dem der Aufnahmeschlitz seitlich offen angeordnet ist, wobei
sich der Aufnahmeschlitz in seitlicher Richtung über zwei benachbarte senkrechte
Seitenflächen
des Hauptkörpers
erstreckt. Im montierten Zustand umgreift das erfindungsgemäße Befestigungselement
also kappenartig eine Ecke der Leiterplatte.
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Zur
Befestigung an der Montageplatte weist das erfindungsgemäße Befestigungselement
vorzugsweise einen pilzförmigen
ersten Steckfuß auf, der
in eine Aufnahmebohrung in der Montageplatte eingesteckt werden
kann. Der pilzförmige
erste Steckfuß besteht
im Wesentlichen aus einem relativ dicken Kopf und einer dahinter
befindlichen Nut. Beim Einstecken des pilzförmigen ersten Steckfußes in die
Aufnahmebohrung in der Montageplatte wird der relativ breite Kopf
also zunächst
zusammengedrückt,
um sich dann nach dem Passieren der Aufnahmebohrung der Montageplatte
wieder seitlich auszudehnen und das Befestigungselement dann in der
Aufnahmebohrung zu fixieren.
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Zur
Erleichterung des seitlichen Zusammendrückens beim Einstecken in die
Aufnahmebohrung kann der pilzförmige
erste Steckfuß eine
axial verlaufende Quetschbohrung aufweisen.
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Die
Befestigung des erfindungsgemäßen Befestigungselements
an der Leiterplatte muss nicht notwendigerweise durch den vorstehend
beschriebenen Aufnahmeschlitz erfolgen. Stattdessen ist es auch
möglich,
dass das erfindungsgemäße Befestigungselement
einen pilzförmigen
zweiten Steckfuß aufweist,
der in eine zugehörigen
Aufnahmebohrung in der Leiterplatte eingesteckt wird und das Befestigungselement
dadurch an der Leiterplatte fixiert, wobei der Aufbau des pilzförmigen zweiten
Steckfußes dem
Aufbau des vorstehend bereits beschriebenen pilzförmigen ersten
Steckfußes
entspricht, so dass diesbezüglich
auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
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Die
Befestigung de Befestigungselements an der Montageplatte muss ebenfalls
nicht notwendigerweise durch den vorstehend beschriebenen pilzförmigen ersten
Steckfuß erfolgen.
Stattdessen ist es auch möglich,
dass das erfindungsgemäße Befestigungselement
eine Aufnahmebohrung aufweist, die bei der Montage auf einen an
der Montageplatte angebrachten Befestigungsbolzen aufgepresst wird, wobei
die Befestigungsbolzen auf der Montageplatte ein Außengewinde
tragen können,
um eine möglichst belastbare
Verbindung zu erreichen.
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Die
Befestigungsbolzen können
in einfacher Weise in die Montageplatte eingepresst werden, was eine
kostengünstige
Fertigung ermöglicht.
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Die
Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Befestigungselement
in den verschiedenen Varianten beschränkt, sondern umfasst auch ein
Elektrogerät
mit einer Montageplatte und einer Leiterplatte sowie mehreren erfindungsgemäßen Befestigungselementen.
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Andere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1a–1h verschiedene
Varianten eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Befestigungselements
mit einem Aufnahmeschlitz zur Halterung der Leiterplatte und einem
pilzförmigen
Steckfuß zur
Fixierung auf einer Montageplatte, wobei 1f einen
Querschnitt von 1d entlang der Linie A-A zeigt,
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2a–2h ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Befestigungselements
mit einem Aufnahmeschlitz zur Halterung der Leiterplatte und einer
Aufnahmebohrung zum Aufstecken auf einen Befestigungsbolzen auf
der Montageplatte, wobei 2f einen
Querschnitt von 2d entlang der Linie A-A zeigt,
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3a–3g ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Befestigungselements
mit zwei gegenüberliegenden
pilzförmigen Steckfüßen zur
Fixierung an der Leiterplatte bzw. der Montageplatte, wobei 3e einen
Querschnitt von 3d entlang der Linie A-A zeigt,
sowie
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4a–4g ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Befestigungselements
mit einem pilzförmigen
Steckfuß zur
Fixierung an der Leiterplatte und einer Aufnahmebohrung zum Aufstecken
auf einen Befestigungsbolzen an der Montageplatte, wobei 4e einen
Querschnitt von 4d entlang der Linie A-A zeigt.
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Die 1a bis 1h zeigen
eine erste Variante der Erfindung, bei der eine Leiterplatte 1 an
einer Montageplatte 2 befestigt werden kann, wobei die Montageplatte 2 auch
eine Gehäuseinnenwand
eines elektronischen Gerätes
sein kann.
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Zur
Befestigung der Leiterplatte 1 an der Montageplatte 2 dienen
vier baugleiche erfindungsgemäße Befestigungselemente 3–6,
die in den 1d–1h detailliert
dargestellt sind und nachfolgend beschrieben werden.
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Die
einzelnen Befestigungselemente 3–6 bestehen vollständig aus
Gummi und weisen einen quaderförmigen
Hauptkörper 7 auf,
der einen seitlich offenen Aufnahmeschlitz 8 aufweist,
wobei die Befestigungselemente 3–6 bei der Montage
mit dem Aufnahmeschlitz 8 jeweils auf eine Ecke der Leiterplatte 1 aufgeschoben
werden, um die Leiterplatte 1 zu halten. Der Aufnahmeschlitz 8 bildet
hierbei mit der Leiterplatte 1 eine Presspassung, um ein
Herausrutschen der Leiterplatte 1 aus dem Aufnahmeschlitz 8 bzw.
ein Abrutschen der Befestigungselemente 3–6 von
der Leiterplatte 1 zu vermeiden.
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Zur
Aufnahme jeweils einer Ecke der Leiterplatte 1 erstreckt
sich der Aufnahmeschlitz 8 über zwei benachbarte senkrechte
Seitenflächen
des Hauptkörpers 7,
so dass die Leiterplatte 1 über eine Ecke des quaderförmigen Hauptkörpers 7 in
den Aufnahmeschlitz 8 eingeschoben werden kann.
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Zur
Erleichterung der Handhabung bei der Montage weisen die Befestigungselemente 3–6 jeweils
eine senkrecht nach oben abstehende Handhabungslasche 9 auf,
die einstückig
an den Hauptkörper 7 der
Befestigungselemente 3–6 angeformt
ist.
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Zur
Fixierung der Befestigungselemente 3–6 mit der in dem
Aufnahmeschlitz 8 gehaltener Leiterplatte 1 weisen
die Befestigungselemente 3–6 jeweils einen pilzförmigen Steckfuß 10 auf,
der bei der Montage in eine von vier Aufnahmebohrungen 11–14 in der
Montageplatte 2 eingepresst wird.
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Der
pilzförmige
Steckfuß 10 weist
einen Kopf 15 auf, der sich in Einsteckrichtung konisch
verjüngt, um
das Einpressen in die Montagebohrung 11–14 zu erleichtern.
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Hinter
dem Kopf 15 befindet sich eine umlaufende Ringnut 16,
deren Dicke der Dicke der Montageplatte 2 entspricht, da
die Montageplatte 2 im montierten Zustand in der Ringnut 16 gehalten
wird.
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Die
Aufnahmebohrungen 11–14 in
der Montageplatte 2 sind als achterförmige Langlöcher ausgebildet und weisen
einen relativ breiten Bereich und einen angrenzenden, relativ schmalen
Bereich auf. Der breite Bereich der Aufnahmebohrungen 11–14 ermöglicht ein
einfaches Einstecken der pilzförmigen Steckfüße 10,
da die Breite der Aufnahmebohrung 11–14 in dem jeweiligen
breiteren Bereich der Breite des Kopfs 15 der Steckfüße 10 entspricht.
Nach dem Einstecken der Steckfüße 10 in
den breiteren Bereich der Aufnahmebohrungen 11–14 wird
der Steckfuß 10 dann
in Richtung des schmaleren Bereichs der Aufnahmebohrungen 11–14 geschoben,
so dass der Steckfuß 10 nicht
mehr aus der jeweiligen Aufnahmebohrung 11–14 herausgezogen
werden kann, da die Montageplatte 2 dann in der Ringnut 16 gehalten wird.
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Anstelle
achterförmiger
Langlöcher
können die
Aufnahmebohrungen 11–14 jedoch
auch als runde Bohrungen ausgeführt
sein, die vorzugsweise angesenkt sind.
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Darüber hinaus
weist der Steckfuß 10 bei diesem
Ausführungsbeispiel
eine Quetschbohrung 17 auf, die das Hineinstecken des Steckfußes 10 in die
zugehörige
Aufnahmebohrung 11–14 der
Montageplatte 2 erleichtert, da der Steckfuß 10 aufgrund der
Quetschbohrung 17 leichter seitlich zusammengedrückt werden
kann.
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Das
in den 2a–2d dargestellte
Ausführungsbeispiel
stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in den 1a–1h dargestellten
Ausführungsbeispielen überein,
so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung
verwiesen wird, wobei für
entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
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Eine
Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels
besteht in der Fixierung der einzelnen Befestigungselemente 3–6 an
der Montageplatte 2, die hier nicht durch den pilzförmigen Steckfuß 10 erfolgt.
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Stattdessen
befindet sich in dem quaderförmigen
Hauptkörper 7 eine
Aufnahmebohrung 18, während
in die Montageplatte 2 Befestigungsbolzen 19–22 eingepresst
sind, die von der Montageplatte 2 nach oben ragen. Bei
der Montage werden die Befestigungselemente 3–6 mit
der Aufnahmebohrung 18 auf die einzelnen Befestigungsbolzen 19–22 aufgepresst,
wobei eine Presspassung zwischen den Befestigungsbolzen 19–22 und
der jeweiligen Aufnahmebohrungen 18 verhindert, dass die
Befestigungselemente 3–6 von
den Befestigungsbolzen 19–22 abrutschen.
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Die 3a–3g zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das weitgehend mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen übereinstimmt,
so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung
verwiesen wird, wobei für
entsprechende Bauteile im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet
werden.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
erfolgt die Halterung der Leiterplatte 1 nicht durch den
Aufnahmeschlitz 8 der einzelnen Befestigungselemente 3–6.
Stattdessen weisen die Befestigungselemente 3–6 in
diesem Ausführungsbeispiel
einen weiteren pilzförmigen
Steckfuß 23 mit
einem Kopf 24 und einer Ringnut 25 auf, wobei
der Steckfuß 23 in
entsprechende Aufnahmebohrungen 26–29 der Leiterplatte 1 gesteckt
wird.
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Die 4a–4g zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das teilweise mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen übereinstimmt,
so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung
verwiesen wird.
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Eine
Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels
besteht darin, dass die Fixierung der Befestigungselemente 3–6 an
der Leiterplatte 1 durch den Steckfuß 23 erfolgt, während die
Fixierung der Befestigungselemente 3–6 an der Montageplatte 2 durch die
Presspassung zwischen der Aufnahmebohrung 18 und den zugehörigen Befestigungsbolzen 19–22 der
Montageplatte 2 erfolgt.
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten
Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die
ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in
den Schutzbereich fallen.