DE2620758C3

DE2620758C3 - Leiterplattenkassette

Info

Publication number: DE2620758C3
Application number: DE19762620758
Authority: DE
Inventors: Gerd V. 8034 Germering Daack; Franz 8000 Muenchen Kerscher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-05-11
Filing date: 1976-05-11
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE2620758B2; DE2620758A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kassette für großflächige Leiterplatten, die in Betriebslage in einem U-förmigen Gehäuserahmen parallel zueinander arretiert und im Fehleifall ohne Lösen von Steckverbindern für Signal- und Potentialanschlüsse über Flachband bzw. Einzclkabcl für eine Fehlersuche und/oder Reparatur voll zugänglich sind.

Es sind vielfältige Formen von Aufbauiechnikcn für elektronische Geräte bekannt, in denen eine Mehrzahl von mit Bauelementen bestückten Leiterplatten in einem eng bemessenen Sicherheitsabstand parallel zueinander in einem Gehäuserahmen angeordnet sind. In vielen Anwcndungsfällen werden dabei aus elektrischen Gründen auch Leiterplatten in Großformalen verwcndcl, insbesondere um b>:\ hoher Packungsdichte kurze .Signalleitungen zu erreiche,,. Trol/ unterschiedlicher konstruktiver Ausbildungen haben die bekannten Anbautechniken für elektronische Geräte folgendes Prinzip gemeinsam: Die fertig bestückten Leiterplatten

werden nach einer Funktionsprüfung in dem Gehäuserahmen montiert und dabei in Halterungen eingeschoben arretiert oder unmittelbar mit dem Gehäuserahmen verschraubt. Signal- b/w. Potentialanschlüsse für die Leiterplatten werdet! diesen über direkt oder indirekt sieckbare. an ihrer Rückseite angeordnete Steckverbindungen zugeführt, die ebenfalls vielfach auch an der Rückwand des Gehauserahmens starr festgelegt sind.

Diesen Aufbautechniken ist eine Eigenschaft iremeinsam: Sobald eine Leiterplatte im Gehäuse montiert ist. sind ihre Bauelemente nicht mehr frei zugänglich. Um Bauteile auf Leiterplatten justieren, auswechseln oder prüfen zu können, müssen deshlh die Leiterplatten gezogen, abgeschraubt und/oder auf Adapter gesteckt

bo werden.

Mit einer wachsenden Vielzahl von Signalanschlüssen bedeutet dies steigende Sleck- bzw. Ziehkräfte und erfordert damit auch die Leiterplatte mit ihren Hallcrungstcilcn zu einem stabilen Rahmen /ti verbin-

''"> den. der diesen Kräften gewachsen ist. Dies bedeutet aber auch erhöhte Kosten auch für Adapter und zusätzliche Montage/eilen, ohne dall Beschädigungen an der Leiterplatte oder Verwechslungen von Steck-

pliit/.en beim Aufsetzen dor Adapter vollkummen ausgeschlossen werden können. LJm wenigstens gewisse Grundfunktionen einer Leiterplatte mich im gesteckten Zustund prüfen zu können, sind deshalb bei bekannten Aufbautechniken zum Teil auch Prüfbaugruppen vorgesehen, die an bestimmten Einbauplätzen der rückwärtigen Verdrahtung der Leiterplatten fest eingebaut sind. Auch durch diese Maßnahme laßt sich aber nicht vermeiden, daß eine Leiterplatte mit einem defekten Bauteil der Reparatur oder justierung gezogen oder abgeschraubi werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kassette für großflächige Leiterplatten der eingangs genannten An zu schaffen, die es bei enger Packungsdichte erlaubt, die Leiterplatten wartungs- und bedienungsfreundlich in ein elektronisches Gerät einzubauen, d. h. insbesondere eine volle Zugänglichkeit der beiden Seiten einer Leiterplatte ohne ein Lösen der Steckverbindungen, also im Betriebszustand.

Bei einer Kassette für großflächige Leiterplatten der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Leiterplatte mit zwei parallelen Seitenkanten auf Plattenhaltern festgelegt ist. die paarweise miteinander fluchtende, ;;arallci zur Leiterplatte nach außen ragende Stifte aufweisen, die als Führungsstifte, jeweils nahe einer der Ecken der Leiterplatte angeordnet, in den parallelen Seitenteilen des Gehäuserahmens in Lagerbohriingen drehbeweglich gelagert sind bzw. als wahlweise in eine von zwei Raststellungen einrastende Rastsiifie ausgebildet sind, die in weitere Ausnehmungen der Seitenteile eingreifen, die bei gleichem Abstand von der zugehörigen Lagerbohrung derart angeordnet sind, daß die Leiterplatte aus dem Gehäuserahmen schwenkbar ist. daß die Lag :rbohrungen bzw. die weiteren Ausnehmungen in den Seitenteilen um jeweils einen von der Hinbauhöhe eine" Leiterplatte abgeleiteten Teilungsabstand gegenein;',ider horizontal und vertikal versetzt sind und daß die ieitenkante nahe der Schwenkachse der Leiterplatte die Steckverbinder zum Zuführen der Signal- und Potent ialanschliisse trägt.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß die einzelnen Leiterplatten aus dem U-förniigcn Gchäuserahmen nacheinander wie die Seiten eines Buches hcrausklappbar sind und damit ohne weiteres beide Seitenflächen einer Leiterplatte für Prüflings- und Wartungsarbciien auch im Betriebszustand zugänglich sind, weil die nahe der Schwenkachse jeder Leiterplatte angeordneten Steckverbindungen bei diesem Vorgang nicht gelöst werden. Line erfindungsgemäß ausgebildete Leilerplatlenkasseite is' daher wesentlich wartungs- und bedienungsfreundlic ler. stellt geringere Anforderungen an die Steckverbindungen, da eine Vielzahl von Zieh- und Steck vorgängen entfallen kann, und erlaubt deshalb auch eine konstruktiv sehr einfache Halterung für die Leiterplatten selbst. Weiterbildungen der Erfindung sind in Untcransprüchen gekennzeichnet.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden AusfühiungsLuspiele im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Dabei /cigt

I'ig. I eine Frontansieht einet- erfindiingsgcmäß ausgebildeten Leiterplattenkassette.

Γ i g. 2 die dazugehörige Seitenansicht.

I ig. 3 einen Ausschnitt aus einem .Seitenteil des Gehäuserahmens mit einer besonders zweckmäßigen Form einer Ausnehmung für die Lagerung der Führungsstifle und

I- i g. 4 und 5 zwei Ansichten einer Ausführiingsform.

bei der entgegen einer Federkraft entriogelbiire Riiststifie verwendet sind.

F i g. I und F i g. 2 zeigen zwei zueinander gehörende Ansichten einer Leiterplattenkasseite mit einem li-fürmig ausgebildeten Gehäuserahmen !,dessen zueinai.der parallele Seitenteile 2 Lagerplaiineu für mehrere, dicht gepackte Leiterplatten 3 bilden. Die Leiterplatten sind an ihren Schmalseiten auf Plattenhaltern 4 mit rechtwinkligem Profil durch Schrauben 5 festgelegt. Die tu Plaiienhalter 4 weisen paarweise miteinander fluchtende, parallel zur Leiterplaltenfläche nach außen ragende Stifte 6, 7 bzw. 8 auf.

Das nahe der unleren Ecke auf dem Plaltenlr.ilter 4 angeordnete Stiltpaar bildet Führungsstifti; 6, die in vertikal ausgerichteten Langlöchern der Seitenteile 2 drehbeweglich und vertikal verschiebbar geführt sind. Oberhalb der Führungsstifle 6 sind auf den PUitienhaltern 4 Rasislifie 7 angeordnet. Diese sind in einer in die Seitenteile 2 eingelassenen, geschlossenen Rastkulisse [0 geführt, die in den Seitenteilen schräg nach oben laufend angeordnet ist und jeweils senkrecht über den Langlöchern 9 gestufte Absätze aufweist. lewcils zwei aufeinanderfolgende Absätze bilden dabei zwei Raststellungen für einen Raststift 7. Die Lage der Langlöcher 9 und der geschlossenen Rastkulisse 10 ist dabei derart aufeinander abgestimmt, daß eine Leiterplatte 3 aus einer senkrechten Betriebslage, auf die mit dem Pfeil 3 hingewiesen ist, über mit einem Pfeil 32 bezeichnete Zwischenstellungen in eine mit einem Pfeil 33 ω bezeichnete horizontale Prüflage aus dem Gehäuserahmen 1 heraus schwenkbar ist.

Um die mit dem Pfeil 31 bezeichnete Betriebslage zu

sichern, ist am oberen Ende der Plattenhaltcr 4 noch ein Paar von Arretierungsstiflcn 8 vorgesehen, die hier als

J5 in die Plattenhalter4 einschraubbare Feststellschrauben 8 ausgebildet sind. Deren Schaft klinkt beim Einrasten einer Leiterplatte 3 in die Betriebslage, in eine senkrecht über den Langlöchern 9 angeordnete Einkerbung am oberen Rand der Seitenteile 2 ein. Durch Anziehen der Feststellschrauben 8 wird diese Betriebslage gesichert.

Wie in F i g. 2 angedeutet, können die einzelnen Leiterplatten 3 nacheinander wie die Seilen eines B .dies aus dem Gehäuserahmen I herausgeschwenkt werden, so daß bei der obersten hcrausgeklapplen Leiterplatte 3 jeweils die auf der Rückseite ungeordneten, in F i g. 1 und F i g. 2 schemalisch angedeuteten, elektrischen Bauelemente 12 frei zugänglich sind. Damit diese auch in der herausgeklappten Lage einer Leiterplatte 3 im Betriebszustand prüfbar sind, sind Steckverbinder 13 für Signal- und Potentialanschlüsse an die Leiterplatte 3 an deren unterer l.ängskantc nahe ihrer Schwenkachse angeordnet und an flexible Flachbandkabel 14 für die Zuführung der Signalleitungen b/w. nicht dargestellte Einzelkabel zur Stromversorting angeschlossen, die ihrerseits mit einem auf dem Boden des Gehäuserahmens 1 angeordneten Sleckblock 15 verbunden sind.

Eine davon etwas abgewandelte Au:,iiihrungsfonu ist

in F i g. J schematise!! dargestellt. Bei im Prinzip

w) gleichem Aufbau der Leitcrplaltenkassette ist die Raslkulisse 10, bei der zwei aufeinanderfolgende Absätze die beiden Raststellungcn für einen Raststift 7 bzw. T bilden, hier etwas steiler aus dem Seitenteil 2 ausgenommen. Die wesentliche Änderung besieht in der

ι.. Ausgestaltung der Lagerbohrung für die Führungsstifte β liier in Form eines stumpfwinkligen Dreiecks mit abgerundeten Eckci.

Wie aus der Darstellung hervorgeht, ist der

Krümmungsmillelpunkt der linieren spitzwinkligen fxke in der dargestellten Betriebslage einer l.eilerplalte 3 mit dem Mittelpunkt des Rihriingsstiftes 6 identisch. In einem vertikalen Abstund ;) dazu liegen die Kriimmungsmittelpunkle für den Scheitel und die andere spitzwinklige (icke des Dreiecks wiederum im Abstand ,·/ voneinander. Sie liegen in gleicher Höhe mit dem Mittelpunkt eines Rastsiiftes 7' in der /weiten feststellung einer Leiterplatte .3. Die Krümnuingsmittclpunktc an der unteren Kckc und im Scheitel der drcieekförmigen l.agerbohriing 9 liegen hier nun nicht wie bei der anhand von Ι-Ί g. 2 beschriebenen Aiisluhrungsforni exakt lotrecht übereinander, sondern aiii einer Verbindungslinie, die gegenüber tier Vertikalen um einen kleinen Winkel λ verdreht ist.

Diese Aiisfiihrungsforni ist kinematisch, gegenüber der anhand von I' i g. 2 beschriebenen Aiisfiihrungsform. /war etwas komnli/ierier. wie ein Vergleich der Diirstellung in I·' i g. 2 und I·'i g. 3 zeigt. Diese Ausgestaltung der l.agerbohriing 9 ermöglicht jetloch eine exakte Parallelität der Leiterplatten 3 in beiden Rastslellungen bei identischem Teiliingsabsland. So erlaubt diese •\tisfiihrungsform eine besonders dichte Packung der ein/einen Leiterplatten 3. weil der aus elektrischen (iiiinden erforderliche minimale Sicherheitsabstand den Teilungsabstand der Leiterplatten 3 bestimmt.

Line dritte Aiisfiihrungsform ist in I'ig. 4 und Γ ig. 5 in zwei Ansichten schematised dargestellt. Der wesentliche Unterschied /u den vorher geschilderten Ausfiihrungsformcn bestellt hierbei darin, daß die Raststifte 7 nicht ,ms den Raststellungen herausgehoben werden, sondern federnil entriegelt werden sollen. Die Rastkulisse 10 ist daher hier in den Seitenteilen 2 des (iehäuserahmcns I /u einfachen Rastbohriingen 101 entartet, die unfeiner unter 4^r> geneigten Verbindungslinie angeordnet sind. |e zwei aufeinanderfolgende Raslbohriingen 101 bilden zwei Lcken eines gleichschenkligen Dreiecks, dessen Scheitelpunkt den Mittelptinkt einer einfachen l.agerbohriing 9 für einen lührungsstifl 6 bildet. Dieser ist hier als Feststellschraube ausgebildet, die damit zugleich die funktion des Arretierungsstifls 8 gemäil Cig. 2 übernimmt, der hier nicht vorgesehen ist.

to leder Raststift 7 ist nun, um ihn entriegeln /ti können, auf einer lilatlfedcr lh festgelegt, die ihrerseits aiii den den Seitenteilen 2 zugekehrten Schmalseiten dei l'latlenhaltcr 4 angeordnet ist. /um |-nlriegeln einer Leiterplatte 3 aus einer tier beulen Rastsk-Iliingen

l¹) werden die I estslellschraiibcn gelöst und die beiden Raslklinken 7 an ilen Schmalseiten tier Leiterplatte 3 nach innen gedrückt. Die Leiterplatte ist dann in dir ■.liniere Raslstellung schwcnkKi>.

Die vorstehend beschriebenen Aus'iihrungsformcn bilden nur Beispiele für eine ciTirulungsgemäl* '-'sgcbildele I. !','.!plattenkassette, denn es sind im Rahmen der Lrfindung weitere Ausgestaltungen denkbar. So ist es /. H. ohne weiteres HiOg¹¹Ch. im Bereich tier Schwenk ac!''->e tier Leiterplatten. TeIIeI- oder Druckfedern einzubauen und damit eine bremsende Wirkung beim Schwenken der Li-iterplaite /u erzielen, so dall sich M>gar '.wisehcnslclliingcn in jeder beliebigen Lage erreichen lassen. Weiterhin können die Plallenhaller zu einem geschlossenen Rahmen ergänzt werden, tier

jo insbesondere bei sehr großen l.eiterplaltenformalen tier Leiterplatte selbst eine höhen· Stabilität verleiht und damit einen weiteren Schul/ gegen Beschädigungen bietet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Kassette für großflächige Leiterplatten, die in Betriebslage in einem U-förmigen Gehäuserahmen parallel zueinander arretiert und im Fehlerfall ohne Lösen von Steckverbindern für Signal- und Polentialanschlüsse über Flachband- bzw. Ein/elkabel für eine Fehlersuche und/oder Reparatur voll zugänglich sind, dadurch gekennzeichnet, dall jede Leiterplatte (3) mit zwei parallelen Seitenkanten auf Plattenhaltern (4) festgelegt ist,die paarweise miteinander fluchtende, parallel zur Leiterplatte nach außen ragende Stifte (6,7 bzw. 8) aufweisen, die als Führungsstiftc (6), jeweils nahe einer der Ecken der Leiterplatte angeordnet, in den parallelen Seitenteilen (2) des Gehäuserahmens (1) in Lagcrbohrungcn (9) drehbeweglich gelagert sind bzw. als wahlweise in eine von zwei Raststellungen einrastende Raststifle (7) ausgebildet sind, die in weitere Ausnehmungen (10, 101) der Seitenteile eingreifen, die bei gleichem Abstand von der zugehörigen Lagerhaltung derart angeordnet sind, daß die Leiterplatte aus dem Gehäuserahmen schwenkbar ist, daß die Lagerbohrungen bzw. die weiteren Ausnehmungen in den Seitenteilen um jeweils einen von der Einbauhöhe einer Leiterplatte abgeleiteten Teilungsabstand gegeneinander horizontal und vertikal versetzt sind und daß die Seitenkar :c nahe der Schwenkachse der Leiterplatte die Steckverbinder (13) zum Zuführen der Signal- und Potentialanschlüsse trägt.

2. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Raststiftc (7) auf den de" Scitcfcilcn (2) des Gehäuserahmens (1) zugekehnen Schmalseiten der Platicnhaltcr (4) derart federnd fe-tgelegt sind, daß sie entgegen einer Federkraft in Richtung der Leiterplatte (3) verschiebbar sind und daß ihnen in den beiden Rastlagcn einer Leiterplatte in die Seitenteile eingelassene Rasibohrungcn(IOI)zugeordnci sind.

3. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstifte (6) als Feststellschrauben ausgebildet sind, die in die Schmalseiten der Platzhalter (4) cinschraubbar sind.

4. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen für die Raststiftc (7) in den Seitenteilen (2) des Gchäuscrahmcns (1) jeweils als eine durchgehende Rastkulissc (10) ausgebildet sind, bei der die schräg gestellte Lauffläche für die Raststifle stufenförmig verläuft, wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Absätze die Raststellungcn (31 bzw. 33) für Betriebs- bzw. Prüflagc einer Leiterplatte (3) bilden, daß die Lagerbohrungen (9) für die Führungsstiflc (6) aufgebohrt sind, so daß eine aus der Betriebslage zu schwenkende Leiterplatte aus dieser Rastsiellung hebbar ist, in der sie ein Paar von Arrelicrungssliftcn (8) hält, die da/.u in am oberen Rand der .Seitenteile eingelassene Einkerbungen (1) eingreifen.

¹J. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arrctierungsstifte (8) als Feststellschrauben ausgebildet sind, die in die Schmalseiten der Plattenteller (4) cinschraubbar sind.

6. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die

Lagerbohrungen (9) für die Führiingssiifte (6) als Langlochbohrungen mit einer vertikal ausgerichteten langen Achse ausgebildet sind.

7. Kassette für grollflächige Leiterplatten nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbohrungen (9) für die Führungssiifie (6) als stumpfwinklige, dreieckförmige Ausnehmungen mit abgerundeten Ecken ausgebildet sind, deren eine eine Kathete des Dreiecks bildende Seitenkante horizontal, die andere mit einem geringen Anstellwinkel gegen die Vertikale geneigt angeordnet ist und in der der Mittelpunkt des Rundungshalbmessers im Scheitelpunkt des Dreiecks zu den Mittelpunkten der beiden anderen Rundungshalbmesser einen identischen horizontalen bzw. vertikalen Abstand besitzt und dall die Lage dieser dreieckförmigen Ausnehmung derart bestimmt ist. daß die Raststifte (7) zu den Führungsstifien (6) bei einem rechtwinkligen Schwenkbereich einer Leiterplatte (3) in den beiden Raststellungen horizontal bzw. vertikal zueinander ausgerichtet sind.