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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steckbaugruppe
zur Aufnahme in einem Baugruppenträger mit einer Modulschiene
im Frontbereich, umfassend eine Leiterplatte, einen Leiterplattenhalter
und einen Adapter.
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Modular
aufgebaute elektronische Geräte umfassen einen Baugruppenträger,
in den einzelne Module in Form von Steckbaugruppen eingesteckt werden
können. Die Steckbaugruppen weisen an ihrer Rückseite
einen mehrpoligen Stecker auf, der in einen Steckverbinder (Steckeraufnahme)
an der "Backplane" des Baugruppenträgers eingesteckt wird.
Der Stecker der Steckbaugruppe kann entweder ein integrierter Stecker
sein, z. B. eine Steckerleiste, eine Steckerzunge oder ein "Card-Edge-Connector",
oder eine separate Steckerleiste, die an der Steckbaugruppe befestigt
ist.
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Um
die Steckbaugruppen in ihrer Position innerhalb des Baugruppenträgers
zu halten, werden sie durch geeignete Verriegelungselemente befestigt. Übliche
Verriegelungen, die ein unbeabsichtigtes Herauslösen der
Baugruppen verhindern, sind Schrauben oder Schnellverschlüsse.
Dabei wird entweder ein an der Leiterplatte befestigter Hebel oder Hebelziehgriff
verwendet, der mit einer frontseitigen Modulschiene des Baugruppenträgers
zusammenwirkt, oder es wird eine Frontplatte der Steckbaugruppe
mittels einer Schraube an der Modulschiene angeschraubt. Die Steckbaugruppe
wird dazu soweit in den Baugruppenträger hineingeschoben,
bis die Frontplatte an der Modulschiene des Baugruppenträgers
fest anliegt.
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Im
Bereich der modernen Telekommunikationssysteme werden Steckbaugruppen
(Module) nach dem AMC-Standard (Advanced Mezzanin Card) entwickelt,
der von der PIGMG (PCI Industrial Computer Manufacturers Group)
festgelegt wird. Baugruppen dieser Spezifikation sind im Vergleich
zu bekannten 19-Baugruppen relativ klein und haben eine vergleichsweise
kürzere Frontplatte, die in ihrer Höhe die Leiterplatte
der Steckbaugruppe nicht überragt. Die Frontplatte kann
an der Leiterplatte der Steckbaugruppe vormontiert sein. Sie weist
in der Regel einen U-förmigen Querschnitt auf. Der Stecker der
AMC-Steckbaugruppe ist in der Leiterplatte an ihrem hinteren Ende
in Form einer Steckerzunge (Card-Edge-Connector) integriert.
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AMC-Steckbaugruppen
verfügen aufgrund ihrer normativ festgelegten Dimensionen
und zulässigen Toleranzen nicht über die bekannten
Befestigungsflansche an der Frontplatte, da die Steckbaugruppen
auch in so genannte Carrier (Adapter) eingesetzt werden sollen,
die keine korrespondierende Montageebene oder Befestigungsschiene
(Modulschiene) am Baugruppenträger aufweisen. Der Tiefenanschlag
der Module (in Einschubrichtung) innerhalb der Carrier erfolgt über
die hinterste Kante der Leiterplatte. Der Tiefenanschlag ist für
eine sichere Kontaktübergabe der einzelnen Kontaktreihen
der Steckerzunge mit dem Steckverbinder (Steckeraufnahme) des Carriers
notwendig. Ein besonderer normativ spezifizierter Verriegelungsmechanismus
dieser Module (Card-Edge-Systeme) sichert deren Endposition. Durch
die gestiegenen Anforderungen in Bezug auf Schock- und Vibrationsfestigkeit
der Systeme gelangen die bekannten Befestigungsmöglichkeiten
jedoch an ihre Grenzen.
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Aufgrund
der in der Norm festgelegten und zugelassenen Toleranzen der einzelnen
Bauteile der AMC-Systeme, insbesondere der Steckbaugruppen und Baugruppenträger,
ist es nicht ohne weiteres möglich, Befestigungsflansche
an der Frontplatte vorzusehen, die an einer Befestigungsschiene
des Baugruppenträgers anschlagen und auf diese Weise gleichzeitig
die Kontaktierung der Steckbaugruppe mit dem Baugruppenträger
sicher stellen. Beispielsweise würde ein Festschrauben
der Frontplatte an dem Baugruppenträger einen möglicherweise
zu hohen Druck auf den integrierten Stecker der Steckbaugruppe oder
das Steckergehäuse des Steckverbinders ausüben,
so dass die Leiterplatte oder die Steckerzunge der Steckbaugruppe
beschädigt oder zerstört werden könnte.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Steckbaugruppen, insbesondere
nach dem AMC-Standard, vorzuschlagen, die in Baugruppenträgern
aufgenommen werden können und eine zuverlässige
Befestigung bieten.
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Gelöst
wird die vorliegende Aufgabe durch eine elektronische Steckbaugruppe
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Befestigungsvorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
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Die
erfindungsgemäße Steckbaugruppe zur Aufnahme in
einen Baugruppenträger mit einer Modulschiene im Frontbereich
umfasst eine Leiterplatte, einen Leiterplattenhalter und einen Adapter.
Der Leiterplattenhalter ist im vorderen Eckbereich der Leiterplatte
an dieser befestigt. Er weist eine Kupplungsstruktur auf, die an
ein korrespondierendes Kupplungselement des Adapters ankoppelt,
so dass eine Kopplung zwischen dem Leiterplattenhalter und dem Adapter
gebildet wird. Der bevorzugt abgewinkelte Adapter hat zusätzlich
eine Aufnahme für ein Befestigungselement, damit der Adapter
an der Modulschiene des Baugruppenträgers befestigbar ist. Durch
die Verbindung von Adapter und Baugruppenträger sowie die
Kopplung zwischen Adapter und Leiterplattenhalter wird folglich
die Steckbaugruppe mit dem Baugruppenträger befestigt.
Wenn die Steckbaugruppe vollständig in den Baugruppenträger
eingeschoben ist und sie sich in einer Endposition befindet, wirken
der Adapter und der Leiterplattenhalter derart zusammen, dass die
Steckbaugruppe in ihrer Position in dem Baugruppenträger
gehalten wird.
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Die
aus Adapter und Leiterplattenhalter bestehende erfindungsgemäße
Befestigungsvorrichtung weist den Vorteil auf, dass sie unabhängig
von einer Frontplatte der Steckbaugruppe ist. Insbesondere kann
die Befestigungsvorrichtung auch bei Steckbaugruppen nachgerüstet
werden, deren Frontplatte keine Befestigungsflansche aufweist, um
die Frontplatte und somit die mit der Frontplatte befestigte Steckbaugruppe
in dem Baugruppenträger zu befestigen und fixieren. Die
Befestigungsvorrichtung lässt sich auch auf Steckbaugruppen
anwenden, die keine Frontplatte umfassen.
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In
einer neuen normativen Entwicklung der PICMG werden AMC-Steckbaugruppen
spezifiziert, die zukünftig in "ruggedized MTCA"-Baugruppenträger
verwendet werden sollen, welche in ihrem Frontbereich eine Befestigungsschiene
aufweisen. Derartige Baugruppenträger und AMC-Steckbaugruppen sollen
an die neuen, erhöhten Anforderungen im Hinblick auf Schock-
und Vibrationsbelastungen angepasst sein. Die bisherigen AMC-Module,
die über eine kürzere Frontplatte ohne Befestigungsflansche verfügen,
müssen für den Einsatz in die "ruggedized MTCA"-Baugruppenträger
modifiziert werden. Dies müsste durch Austausch der Frontplatten
der Module geschehen, da die bisherigen Frontplatten keine Frontbefestigung
bieten. Derart modifizierte Frontplatten mit Befestigungsflanschen
könnten dann an der Befestigungsschiene fixiert werden,
wie es in der
EP 08 000 146.4 (EP-Anmeldung)
beschrieben ist.
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Die
erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung weist
den Vorteil auf, dass auch "normale" AMC-Module für MicroTCA-Baugruppenträger
aufgerüstet werden können. Die Steckbaugruppen
nach der derzeit gültigen "AMC.0-Norm" mit der verkürzten Frontplatte
ohne Befestigungsflansche können verwendet werden.
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Durch
Verwendung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
kann auf den (teuren) Austausch der (teilweise individualisierten)
Frontplatte verzichtet werden, um eine robuste, starke und zuverlässige
Fixierung der Steckbaugruppe in den Baugruppenträger zu
erzielen. Durch den zusätzlichen Adapter können
die bestehenden Frontplatten beibehalten werden. Die Nachrüstung
ist damit deutlich kostengünstiger als der Austausch der
vorhandenen Frontplatte durch eine modifizierte (verlängerte) Frontplatte.
Für alle AMC-Module können so die gleichen Frontplatten
verwendet und in größerer Stückzahl zu
geringeren Kosten produziert werden.
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Im
Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, dass das Zusammenwirken
von Adapater und Leiterplattenhalter besonders geeignet ist für
Steckbaugruppen, deren Leiterplatte eine integrierte Steckerzunge
(Card-Edge-Connector) umfasst. Bei derartigen Leiterplatten ist
es besonders wichtig, dass die von einer Befestigungsvorrichtung
zum Fixieren und Befestigen der Steckbaugruppe aufgebrachten Kräfte
nicht unkontrolliert auf die Leiterplatte und die Steckerzunge an
deren Ende übertragen sondern kontrolliert werden. Anderenfalls
können Beschädigungen der Leiterplatte auftreten.
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Erfindungsgemäß wird
dieser Aspekt bei der Befestigungsvorrichtung auch die Kopplung
zwischen Leiterplattenhalter und Adapter berücksichtigt, die
eine Relativbewegung der beiden Elemente zulässt. Diese
Relativbewegung ist auch dann möglich, wenn der Adapter
der Befestigungsvorrichtung an der Modulschiene des Baugruppenträgers
befestigt bzw. fixiert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist
eine Relativbewegung zwischen dem Adapter und dem Leiterplattenhalter
(während der Kopplung der beiden Elemente) derart möglich,
dass die Steckbaugruppe (bevorzugt ausschließlich) in Einschubrichtung
im Baugruppenträger bewegbar ist, solange ihre Endposition
im eingeschobenen Zustand nicht erreicht ist. Die Befestigungsvorrichtung
(bestehend aus Adapter und Leiterplattenhalter), insbesondere die
Kopplung zwischen Leiterplattenhalter und Adapter, lässt
eine Relativbewegung zwischen beiden Teilen zu, so dass die auf
die Leiterplatte der Steckbaugruppe übertragene Kraft begrenzt
werden kann.
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Die
Relativbewegung bietet die Möglichkeit, zuerst den Adapter
an die Modulschiene des Baugruppenträgers zu befestigen,
z. B. anzuschrauben, und anschließend die Steckbaugruppe
in den Baugruppenträger hineinzuschieben, bis der Leiterplattenhalter
mit dem Adapter in Eingriff kommt. Durch die besondere Art der Kopplung
ist ein Weiterschieben der Steckbaugruppe in Einschubrichtung auch nach
dem Ineingriffbringen von Adapter und Leiterplattenhalter möglich,
so dass die Steckbaugruppe manuell in ihre Endposition geschoben
werden kann. Nach Erreichen der Endposition ist eine Relativbewegung
der beiden Teile ausgeschlossen, weil der Leiterplattenhalter aufgrund
der Kopplung nicht entgegen der Einschubrichtung bewegt werden kann
(und ein Bewegen in Einschubrichtung in der Endposition ausgeschlossen
ist). Die Steckbaugruppe wird sicher in ihrer Position in dem Baugruppenträger
gehalten. Auch erhöhte Anforderungen an Vibrationen oder Schockbeanspruchungen
werden durch diese Ausführungsform erfüllt.
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Durch
das manuelle Eindrücken der Steckerzunge der Leiterplatte
in die Steckeraufnahme an der Backplane des Baugruppenträgers
kann die aufzubringende Kraft einfach kontrolliert werden. Die Leiterplatte
wird nicht durch überhöhte Kräfte, die
durch Schrauben oder Hebel erzeugt werden, beansprucht.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Steckbaugruppe
ist darin zu sehen, dass durch den vorzugsweise metallischen Adapter
mit dem bevorzugt ebenfalls leitfähigen Leiterplattenhalter
eine leitfähige Kontaktierung der Steckbaugruppe mit dem Baugruppenträger
hergestellt wird. Damit wird gleichzeitig die (elektromagnetischen)
Abschirmung des Baugruppenträgers verbessert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Steckbaugruppe ist
die Befestigungsvorrichtung derart ausgebildet, dass die Kupplungsstruktur
des Leiterplattenhalters eine Raststruktur ist und das korrespondierende
Kupplungselement des Adapters ein Rastelement ist. Die Kopplung
zwischen Leiterplattenhalter und Adapter wird durch eine Rastverbindung
gebildet. Kupplungsstruktur und Kupplungselement sind zwei korrespondierende
Teile, z. B. zwei Ras ten, die ineinander greifen können.
Die Rastverbindung lässt dabei bevorzugt mehrere Stellungen der
beiden Rasten zu. Hierdurch wird auch die relative Bewegung zwischen
dem Adapter und dem Leiterplattenhalter ermöglicht. Die
Kupplungselemente können beispielsweise Rasthaken, Rastnasen
oder federnde Elemente sein, die auf einer Art Zahnschiene als Kupplungsstruktur
angreifen. Bevorzugt greift das Rastelement während des
Einschiebens der Steckbaugruppe in eine in Einschubrichtung vordere Zahnschiene
ein, also in eine Zahnschiene, die möglichst weit von der
Frontseite der Leiterplatte entfernt ist. Erst kurz vor Erreichen
der Endposition wird das Rastelement des Adapters in eine Rastschiene
nahe der Frontseite rastend bewegt.
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Alternativ
kann das Kupplungselement eine Aufnahme sein und die Kupplungsstruktur
eine in die Aufnahme eingreifende und rastende Rastklinke.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Steckbaugruppe wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher
beschrieben. Die darin dargestellten Merkmale können einzeln oder
in Kombination verwendet werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der
Erfindung zu schaffen. Sie stellen keine Beschränkung der
Allgemeinheit der Erfindung dar. Es zeigen:
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1 einen
Baugruppenträger mit zwei Steckbaugruppen;
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2 eine
erfindungsgemäße Steckbaugruppe mit Adapter und
Leiterplattenhalter;
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3 einen
Prinzipschnitt durch einen Baugruppenträger mit der Steckbaugruppe
nach 2;
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4 eine
Ausführungsform einer Steckbaugruppe als Prinzipbild;
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5a–c
eine weitere Ausführungsform einer Steckbaugruppe;
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6a–c
eine Detailzeichnung im Schnitt durch die Steckbaugruppe nach 5 in einem Baugruppenträger.
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1 zeigt
einen Baugruppenträger 1, der als MicroTCA-Baugruppenträger
(Micro Telecommunications Computing Architecture) ausgebildet ist. Zwei
im Frontbereich des Baugruppenträgers 1 angeordnete
Modulschienen 2 erstrecken sich zwischen zwei Seitenwänden 3 mit
je einem Befestigungsflansch 4, um den Baugruppenträger 1 in
einem Schaltschrank befestigen zu können.
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Die
Modulschienen 2 haben je eine zur Vorderseite des Baugruppenträgers 1 ausgerichtete Lochleiste
mit mehreren Bohrungen 2a, in die Befestigungsschrauben
zur Befestigung von Steckbaugruppen eingeschraubt werden können.
Die Lochleiste kann auch als Nut ausgebildet sein, in die Befestigungselemente
mit Schrauben einschraubbar sind, beispielsweise in Klemmmuttern,
die in der Nut angeordnet sind.
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In
dem Baugruppenträger 1 können mehrere Steckbaugruppen 5 aufgenommen
werden, die eine Leiterplatte 6 und eine Frontplatte 7 umfassen,
wobei die Frontplatte 7 mittels eines (hier nicht sichtbaren) Leiterplattenhalters
mit der Leiterplatte 6 verschraubt wird. Um die als AMC-Modul
ausgebildete Steckbaugruppe 5 innerhalb des Baugruppenträgers 1 zu
fixieren, ist ein Verriegelungsmechanismus 8 vorgesehen,
der über einen Verriegelungshebel 9 betätigt wird.
Der Verriegelungshebel 9 betätigt optional auch einen
Schalter auf der Leiterplatte 6.
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Die
Steckbaugruppe 5 wird ausschließlich durch den
Verriegelungsmechanismus 8 in dem Baugruppenträger 1 gehalten.
Die hier gezeigte Frontplatte 7 hat keine Befestigungsflansche,
so dass ein Anschrauben an die Modulschiene 2 nicht möglich
ist und erhöhte Anforderungen an die Vibrationen nicht erfüllt
werden können.
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Um
die Befestigung der Steckbaugruppe 5 in dem Baugruppenträger 1 zu
verbessern und die durch die Modulschiene 2 zur Verfügung
gestellten Befes tigungsmöglichkeiten zu nutzen, muss entweder
die Frontplatte 7 ausgewechselt werden oder die Steckbaugruppe 5 mit
einem Adapter 10 nachgerüstet werden, wie es in 2 gezeigt
ist.
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Eine
erfindungsgemäße Steckbaugruppe 5 in 2 weist
die Leiterplatte 6 und die Frontplatte 7 auf.
Oberhalb und unterhalb der Frontplatte 7 ist je ein abgewinkelter
Adapter 10, der eine als Öffnung 11 ausgebildete
Aufnahme 12 hat, um ein Befestigungselement 13 aufzunehmen.
Das Befestigungselement 13 ist eine Schraube 14,
die in eine der Bohrungen 2a der Modulschiene 2 eingeschraubt
werden kann, um die Steckbaugruppe 5 zuverlässig
in dem Baugruppenträger 1 zu fixieren.
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Die
Leiterplatte 6 hat an ihrem hinteren Ende 15 einen
integrierten Stecker in Form einer Steckerzunge 16, wie
er z. B. bei AMC-Modulen typisch ist.
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Der
Adapter 10 ist mit einem Leiterplattenhalter 17 gekoppelt,
so dass eine Beweglichkeit des Adapters 10 relativ zu dem
Leiterplattenhalter 17 in Längsrichtung der Leiterplatte 6 möglich
ist. Der Leiterplattenhalter 17 ist im vorderen Eckbereich 18 der Leiterplatte 6 angeschraubt
und hält die im Querschnitt U-förmige Frontplatte 7,
deren U-Schenkel sich in Einschubrichtung erstrecken.
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3 zeigt
eine Prinzipskizze als Schnitt durch einen Baugruppenträger 1,
bei dem die Steckbaugruppe 5 in ihrer Funktionsposition
angeordnet ist. Die Funktionsposition ist die Endposition der Steckbaugruppe 5 in
Einschubrichtung, wenn sich die Steckbaugruppe 5 im eingeschobenen
Zustand im Baugruppenträger 1 befindet und die
Steckerzunge 16 der Leiterplatte 6 vollständig
in einen Steckverbinder 20 (Steckeraufnahme) an einer Backplane 21 des
Baugruppenträgers 1 eingesteckt ist. Der obere und
untere Adapter 10 kuppeln an den oberen bzw. unteren Leiterplattenhalter 17 der
Steckbaugruppe 5 an. Gleichzeitig ist der Adapter 10 an
der Modulschiene 2 befestigt. Da die Kopplung zwischen
dem Adapter 10 und dem Leiterplattenhalter 17 keine
Relativbewegung des Leiterplattenhalters 17 entgegen der Einschubrichtung
re lativ zu dem Adapter 10 zulässt, ist die Steckbaugruppe 5 in
ihrer Endposition im Baugruppenträger 1 fixiert.
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In 3 ist
deutlich zu erkennen, dass die ursprüngliche Frontplatte 7 des
AMC-Moduls 5 beibehalten wurde, deren vertikale Ausdehnung
bevorzugt der Höhe der Leiterplatte 6 entspricht.
Die Leiterplatte 6 kann nominal auch etwas kleiner, z.
B. 0,3 mm kleiner als die Frontplatte 7 sein.
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Wie
in den 3–6 gezeigt,
ist der Adapter bevorzugt abgewinkelt und bildet vorzugsweise ein
L im Längsschnitt. Der sich in Längsrichtung der
Leiterplatte 6 erstreckende L-Schenkel 22a des
L-förmigen Adapters 10 weist ein Kupplungselement 23 auf.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform wird die Kopplung zwischen
dem Leiterplattenhalter 17 und dem Adapter 10 durch
eine Rastverbindung gebildet. Das Kupplungselement 23 nach 4 wird von
zwei kufenartigen, sich in Einschubrichtung erstreckenden Kupplungsplatten 24 gebildet,
die bevorzugt mehrere sich ebenfalls in Längsrichtung der Leiterplatte 6 erstreckende
Rasthaken 25 hat. Die Kupplungsplatten 24 sind
an der Außenseite des L-Schenkels 22a angeordnet.
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Der
Leiterplattenhalter 17 ist metallisch ausgebildet und besteht
in der Regel aus Vollmaterial, beispielsweise aus Druckguss. In
Ausführung nach 4 ist der Leiterplattenhalter 17 U-förmig
ausgeführt, wobei die U-Basis eine Kupplungsstruktur 26 aufweist,
die Kupplungsstruktur 26 mit dem Kupplungselement 23 korrespondiert.
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Den 4–6 ist auch zu entnehmen, dass die Kupplungsstruktur 26 bevorzugt
integraler Bestandteil des Leiterplattenhalters 17 ist.
Ebenso ist das Kupplungselement 23 bevorzugt einstückig
an den Adapter 10 angeformt.
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Die
Kupplungsstruktur 26 wird durch zwei sich in Längsrichtung
erstreckende Ausnehmungen 27 gebildet, die bevorzugt (hier
nicht dargestellte) Rasthaken aufweist, die mit den Rasthaken 25 der Kupplungsplatten 24 korrespondieren.
Dabei sind die Kupplungsplatten 24 in ihrer Längsausdehnung
kleiner als die Ausnehmungen 27, so dass die Kupplungsplatten 24 in
den Ausnehmungen 27 beweglich sind. Damit wird die Relativbewegung
zwischen Adapter 10 und Leiterplattenhalter 17 ermöglicht,
wobei durch die Rasthaken 25 nur eine Relativbewegung des
Leiterplattenhalters 17 in Einschubrichtung gegenüber
dem Adapter 10 möglich ist. Eine Relativbewegung
entgegen der Einschubrichtung wird durch die Rasthaken verhindert.
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In
den 5a–c sind Detailaussichten des oberen
Eckbereichs einer Steckbaugruppe 5 mit einer Befestigungsvorrichtung 50,
die aus dem Adapter 10 und dem Leiterplattenhalter 17 besteht,
gezeigt.
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Die
Leiterplatte 6 ist an dem Leiterplattenhalter 17 mittels
einer Halteschraube 28 angeschraubt. Die im Querschnitt
U-förmige Frontplatte 7 wird durch eine Klemmverbindung
an dem Leiterplattenhalter 17 gehalten. Die Breite (Dimension
quer zur Einschubrichtung) des Leiterplattenhalters 17 korrespondiert mit
der lichten Weite zwischen den beiden U-Schenkeln der Frontplatte 7.
Die Klemmverbindung wird durch eine formschlüssige Verbindung
von zwei Haltenasen 19 der Leiterplatten 16 unterstützt,
die in korrespondierende Öffnungen in U-Schenkel der Frontplatte 7 eingeklipst
sind. Leiterplattenhalter 17 und Frontplatte 7 können
auch verschraubt sein. Es ist auch denkbar, dass der Leiterplattenhalter 17 und
die Frontplatte 7 einstückig, z. B. als Druckgussteil,
ausgebildet sind
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Der
Leiterplattenhalter 17 weist an seiner Oberseite 29 eine
(integrierte) Kupplungsstruktur 26 auf, die mit einem Kupplungselement 23 des
Adapters 10 korrespondiert. Als "Oberseite" des Leiterplattenhalters 17 wird
die Außenseite verstanden, die sich horizontal erstreckt
und von der Leiterplatte 6 abgewandt ist. Bevorzugt fluchtet
die Oberseite 29 mit der langen Schmalkante 38 der
Leiterplatte 6.
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Die
Kupplungsstruktur 26 der Oberseite 29 wird durch
eine (feine) Rasterung 30 mit einer Mehrzahl von nebeneinander
angeordneten, zur Frontplatte 7 hin gekippten Rastzähnen 31 gebildet.
Bevorzugt ist der Abstand zweier benachbarter Rastzähne 31 höchstens
1 mm, sehr bevorzugt höchstens 0,5 mm. Besonders bevorzugt
ist eine Rasterung 30, bei der der Abstand zweier benachbarter
Rastzähne 31 höchstens 0,2 mm, sehr bevorzugt
höchstens 0,1 mm beträgt. Jeder einzelne Rastzahn 31 erstreckt sich
bevorzugt über die gesamte Breite des Leiterplattenhalters 17,
so dass er jeweils eine Rastleiste bildet.
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Ebenfalls
an der Oberseite 29 des Leiterplattenhalters 17 sind
zwei Führungsnasen 32 angeordnet, die im Querschnitt
L-förmig sind, wobei sich der horizontale L-Schenkel (Querabschnitt 32a)
parallel zur Oberseite 29 erstreckt. Die beiden Führungsnasen 32 korrespondieren
mit einer Führungsaufnahme 33 des Adapters 10,
wobei die Führungsaufnahme 33 einen verbreiterten
ersten Führungsabschnitt 34 und einen verengten
zweiten Führungsabschnitt 35 aufweist, der zum
vertikalen L-Schenkel 22b des Adapters 10 gerichtet
ist. Der erste Führungsabschnitt 34 der Führungsaufnahme 33 ist
so ausgebildet, dass die Führungsnasen 32 des
Leiterplattenhalters 17 durch den Abschnitt hindurch passen.
Der zweite Führungsabschnitt 35 ist derart ausgebildet,
dass die Führungsnasen 32 in ihm verschoben werden
können, dass jedoch ein Abheben des Adapters (in vertikaler
Richtung) verhindert wird. Auf diese Weise kann der Adapter 10 beweglich
mit dem Leiterplattenhalter 17 gekoppelt werden und ist
dennoch in vorgegebenen Grenzen verschiebbar. Der Adapter 10 weist
an seinem freien Ende des L-Schenkels 22a ein Kupplungselement 23 auf,
das als Rastelement 40 ausgebildet ist. Das Rastelement 40 mit
seiner Rastkante 37 greift in die Rasterung 30 ein,
so dass eine Art Verzahnung gebildet wird. Durch die Schrägstellung
der Rastzähne ist eine rastende Bewegung ausschließlich
in eine Richtung möglich, nämlich derart, dass
der Adapter 10 in Richtung Frontplatte 7 relativ zu
dem Leiterplattenhalter 17 bewegt werden kann.
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Zwischen
den beiden zweiten Führungsabschnitten 35 des
Adapters 10 ist eine elastisch federnde Führungszunge 36 angeordnet,
die auch die beiden ersten Führungsabschnitte 34 trennt.
Die Führungszunge 36 übt eine Kraft auf
den Adapter 10 aus, so dass der Adapter 10 zur
Frontseite der Leiterplatte 6 gekippt ist, 5b.
Hierdurch ist ein rastfreies Verschieben des Adapters 10 gegenüber
dem Leiterplattenhalter 17 möglich. Die oberen
Querabschnitte 32a der Führungsnasen 32 sind
entsprechend abgeschrägt, so dass der horizontale L-Schenkel 22a des
Adapters 10 nach oben verschwenkt werden kann, wobei der
Schwenkpunkt die (abgerundete) Winkelspitze 39 des Adapters 10 ist.
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5c zeigt
die aus Adapter 10 und Leiterplattenhalter 17 gebildete
Befestigungsvorrichtung 50, wenn die Federzunge 36 durch
eine auf den Adapter wirkende Kraft überwunden wird und
der L-Schenkel 22a parallel zur Oberseite 29 ausgerichtet
ist. In dieser Raststellung wirkt die am vorderen Ende des Adapters 10 ausgebildete,
leicht nach unten abgewinkelte Rastkante 37 des Rastelements 40 mit
der Rasterung 30 zusammen, so dass eine Relativbewegung
von Adapter 10 und Leiterplattenhalter 17 nur
noch in eine Richtung möglich ist. Durch die geneigten
Rastzähne 31 wird die Relativbewegung auf eine
Bewegung begrenzt, bei der der Leiterplattenhalter 17 und
damit die Steckbaugruppe in Einschubrichtung relativ zum Adapter 10 beweglich
sind. Eine Relativbewegung entgegen der Einschubrichtung ist ausgeschlossen.
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Die 6a–c
zeigen die Steckbaugruppe 5 aus der 5a–c,
wobei die Steckbaugruppe 5 in einen Baugruppenträger 1 eingeschoben
ist, von dem nur ein Teil der Modulschiene 2 gezeigt ist.
In 6a ist der Adapter 10 in seiner Startposition
angeordnet. Die Führungszunge 36 verschwenkt den
Adapter 10 derart, dass das Rastelement 40 von
der Rasterung 30 beabstandet ist. Der L-Schenkel 22b ist
gegenüber der Vorderseite der Modulschiene 2 geneigt.
Der Adapter 10 ist rastfrei gegenüber dem Leiterplattenhalter 17 verschiebbar,
wobei die Führungsnase 32 in der Führungsaufnahme 33 geführt
wird.
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In 6a ist
die Steckbaugruppe 5 so weit in dem Baugruppenträger 1 eingeschoben,
dass ihre Steckerzunge 16 an der Steckeraufnahme 20 der Backplane 21 anliegt.
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6b zeigt
die Position nachdem der Adapter 10 durch Überwindung
der Federkraft der Führungszunge 36 so weit verschwenkt
worden ist, dass sein L-Schenkel 22b parallel zur Vorderseite
der Modulschiene 2 ausgerichtet ist. Das Rastelement 40 greift
in die Rasterung 30 ein und wirkt mit einem der Rastzähne 31 zusammen.
Der Adapter 10 ist nun mittels der Schraube 14 (von
der das vordere Gewinde aus Übersichtlichkeitsgründen
nicht dargestellt ist) an der Modulschiene befestigt, wobei die
Schraube 14 in die Bohrung 2a eingeschraubt ist.
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6c zeigt
die Steckbaugruppe 5, die nun gegenüber der Position
in 6b um zwei weitere Rastzähne 31 in
Einschubrichtung verschoben ist. In dieser Position steckt die Steckerzunge 16 vollständig
in der Steckeraufnahme 20 und stellt eine zuverlässige
elektrische Kontaktierung her. Deutlich zu erkennen ist, dass aufgrund
der Ausbildung des Rastelements 40 und der geneigten Rastzähne 31 ein
Verschieben der Steckbaugruppe verhindert wird, da der Leiterplattenhalter 17 nicht
entgegen der Einschubrichtung relativ zum Adapter 10 bewegt
werden kann.
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Der
Vergleich der 6b und 6c zeigt jedoch
auch, dass aufgrund der normativ zugelassenen Toleranzen der Steckbaugruppen 5 die
Steckbaugruppen in unterschiedlichen Positionen innerhalb des Baugruppenträgers
fixiert werden können. In 6b wäre
demnach eine längere Leiterplatte 6 verwendet,
so dass sich zwischen der Frontseite der Frontplatte 7 und
der Vorderseite der Modulschiene 2 ein Spaltmaß ergibt.
Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 50 berücksichtigt
ein derartiges Spaltmaß dadurch, dass die Rasterung 30 des
Leiterplattenhalters 17 mehrere Positionen in Längsrichtung
der Steckbaugruppe zulässt.
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Auf
diese Weise kann ein Spalt, der sich ergibt, wenn die Steckbaugruppe 5 mit
ihrer Steckerzunge 16 die Steckeraufnahme 20 der
Backplane 21 vollständig kontaktiert, zwischen
der durch die Modulschiene 2 definierte Montageebene und
der Frontplatte 7 der Steckbaugruppe 5 aufgrund
der Toleranzen berücksichtigt werden. Die Steckbaugruppe 5 muss
in dieser Position gehalten werden, insbesondere darf sie nicht
aus dem Baugruppenträger 1 heraus bewegt werden.
Der sich in dieser Endposition der Steckbaugruppe 5 ergebende
Spalt hat ein Spaltmaß von 0 bis ca. 1,6 mm.
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Anhand
der 6a–c lässt sich das erfindungsgemäße
Verfahren zur Befestigung einer Steckbaugruppe 5 in einem
Baugruppenträger 1 anschaulich beschreiben. Das
Verfahren umfasst den Schritt des Einschiebens der Steckbaugruppe 5 in den
Baugruppenträger 1 in eine Kontaktposition, bis die
integrierte Steckerzunge 16 an der Steckeraufnahme 20 der
Backplane 21 anliegt. Ein weiterer Verfahrensschritt umfasst
das Befestigen des Adapters 10 mittels des als Schraube 14 ausgebildeten
Befestigungselements 13 an der Modulschiene 2 des
Baugruppenträgers 1. Ein weiterer Schritt sieht
vor, dass das Kupplungselement 23 des Adapters 10 mit
der Kupplungsstruktur 26 des Leiterplattenhalters 17 derart
in Eingriff gebracht wird, dass eine Kopplung zwischen dem Leiterplattenhalter 17 und
dem Adapter 10 gebildet wird. Ein weiterer Schritt umfasst
das Bewegen der Steckbaugruppe 5 in Einschubrichtung so weit,
bis die Steckbaugruppe 5 aus der Kontaktposition in die
Endposition (im vollständig eingeschobenen Zustand), in
der das Kupplungselement 23 derart an die Kupplungsstruktur 26 ankoppelt,
dass eine Bewegung der Steckbaugruppe 5 entgegen der Einschubrichtung
verhindert wird.
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Die
oben genannten Verfahrensschritte sind in der Reihenfolge beliebig
(variabel). Es ist möglich und durchaus bevorzugt, dass
der Adapter 10 mit der Modulschiene 2 des Baugruppenträgers 1 verbunden (an
ihr befestigt) wird, bevor die Steckbaugruppe 5 in den
Baugruppenträger 1 eingeschoben wird. Nach der
Befestigung des Adapters 10 an der Modulschiene 2 kann
dann die Steckbaugruppe 5 eingeschoben werden, bis die
Rastkante 37 des Adap ters 10, die das Kupplungselement 23 bildet,
mit der als Rasterung 30 ausgebildeten Kupplungsstruktur 26 in
Kontakt kommt und mit ihr zusammenwirkt. Dabei lässt die
Kopplung zwischen Adapter 10 und Leiterplattenhalter 17 ein
Verschieben der Steckbaugruppe 5 in Einschubrichtung zu.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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