DE4309973C2 - Montagesystem zum Verbinden einer Baugruppe mit einem Baugruppenträger - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Montagesystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die Befestigung von Baugruppen an Baugruppenträgern erfolgt häufig mit Hilfe von Schrauben, welche von der Frontseite der Baugruppe her eingedreht werden. Diese einfache Verbindung gestattet das Aufbringen hoher Verbindungskräfte. Auf diese Weise ist eine sichere Kontaktierung der Steckverbindungen zwischen Baugruppe und Mutterkarte des Baugruppenträgers auch dann gewährleistet, wenn die Steckverbinder sehr viele Einzelanschlüsse aufweisen, und infolgedessen dem Zusammenstecken große Kräfte entgegensetzen. In gleicher Weise wie das Zusammenstecken behindern von hochpoligen Steckverbindungen verursachte Reibungskräfte daneben auch das Trennen einer Baugruppe von einem Baugruppenträger. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit schlägt die DD-PS 79 050 vor, auf den Frontplatte und Baugruppenträger verbindenden Befestigungsschrauben axial nicht verschiebbare Sicherungsscheiben anzuordnen, welche das Trennen der Frontplatte vom Baugruppenträger beim Herausdrehen der Befestigungsschrauben unterstützen. Zur Befestigung der Frontplatte am Baugruppenträger dient eine am Baugruppenträger angeordnete Haltevorrichtung, in welche die Befestigungsschraube greift. Unbefriedigend bei dieser bekannten Lösung ist, daß die Sicherungsscheibe direkt auf die Frontplatte wirkt. Treten sehr hohe Kräfte auf - und dies ist bei heute üblichen vielpoligen Steckverbindungen regelmäßig der Fall - muß entweder eine sehr großflächige Sicherungsscheibe eingesetzt oder die Frontplatte mit einer großen Dicke und/oder aus einem sehr harten Material gefertigt werden, um ein Eindringen der Sicherungsscheibe in die Frontplatte zu vermeiden. Nachteil der ersten Lösung ist ihr großes Bauvolumen, Nachteil der zweiten ein erhöhter Material- und damit Kostenaufwand. Wegen ihres mehrteiligen Aufbaus, wobei die Lage der einzelnen Teile zueinander nicht eindeutig definiert ist, ist die aus der DD-PS 79 050 bekannte Vorrichtung des weiteren auch nicht dazu geeignet, eine gute Masseverbindung zwischen Frontplatte und Baugruppenträger herbeizuführen. Eine solche ist aber Voraussetzung für eine wirksame elektrisch magnetische Schirmung der Baugruppe.

Eine weitere, das Trennen beziehungsweise Verbinden von Baugruppen und Baugruppenträgern mit vielpoligen Steckverbindungen unterstützende Anordnung ist aus der DE-DS 30 28 924 bekannt. Aus der Baugruppe ist dabei ein Befestigungsholm herausgeformt, welcher eine Bohrung aufweist, in der eine Befestigungsschraube gelagert ist. Sie wirkt beim Eindrehen gegen den Befestigungsholm, wodurch die Baugruppe in Schraubenbewegungsrichtung mitgenommen wird. Beim Herausdrehen wirkt die Befestigungsschraube auf eine mit dem Baugruppenträger verbundene Frontplatte, und unterstützt so das Trennen der Baugruppe vom Baugruppenträger. Die Befestigung der Frontplatte an der Baugruppe erfolgt dabei mittels eigener Verbindungsmittel. Hinweise auf die Ausbildung einer Masseverbindung zwischen Frontplatte und Baugruppenträger sind der Schrift nicht entnehmbar.

Kern eines weiteren, aus der DE-PS 37 27 677 bekannten Montagesystems zum Verbinden einer Baugruppe mit einem Baugruppenträger ist ein mit der Baugruppe verbundenes Schneckengetriebe. Es unterstützt gleichermaßen das Verbinden von Baugruppe und Baugruppenträger wie das Trennen. Zur Herbeiführung einer Verbindung der Baugruppe mit einer Frontplatte ist die Anordnung nicht vorgesehen. Entsprechend führt sie auch keine Masseverbindung zwischen Frontplatte und Baugruppenträger herbei.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Montagesystem anzugeben, das sicheres Kontaktieren einer Baugruppe zur Mutterkarte des Baugruppenträgers sowie eine gute elektrische Masseverbindung zwischen Baugruppenfrontplatte und Baugruppenträger gewährleistet, und das ferner Einschieben und Herausnehmen der Baugruppe unterstützt und dabei klein baut.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Montagesystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Das vorgeschlagene System benötigt im wesentlichen nur den Platz, wie ihn eine bekannte, und in der Regel ohnehin vorgesehene Befestigungsschraube benötigt. Es ist einfach aufgebaut und kann sehr weitgehend miniaturisiert werden, insbesondere indem mit Schraubendrehern zu drehende Befestigungsschrauben eingesetzt werden. Infolge seines einfachen Aufbaus ist es wenig fehleranfällig und kostengünstig herstellbar. Das erfindungsgemäße Montagesystem weist zudem eine besonders einfache Handhabung auf. Einschieben, Festziehen und Herausnehmen der Baugruppe erfolgen jeweils durch Drehen der Befestigungsschraube. Ohne zusätzliche Handgriffe beziehungsweise Maßnahmen wird mit dem Festziehen eine einwandfreie, großflächige Masseverbindung zwischen Baugruppenfrontplatte und Baugruppenträger hergestellt, dadurch die elektromagnetische Schirmung von Baugruppe/Baugruppenträger gewährleistet. Erreicht werden diese Eigenschaften durch ein multifunktionell ausgebildetes Verbindungselement, welches zwischen Frontplatte und Baugruppenträger angeordnet ist. Es dient zum einen zur Befestigung der Frontplatte an der Baugruppe, des weiteren ist es Teil der Vorrichtung zur Unterstützung des Einschiebens/Herausziehens der Baugruppe, wobei es nach Art einer Unterlegscheibe die beim Herausziehen auftretenden Kräfte aufnimmt, und drittens bewirkt es eine sichere Masseverbindung zwischen Frontplatte und Baugruppenträger. In letzterer Funktion ist es wesentliches Glied zur Gewährleistung einer vollständigen elektromagnetischen Schirmung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen des vorgeschlagenen Montagesystems ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. So ist es zweckmäßig, das Sichern der Sicherungsscheibe gegen axiales Verrutschen mittels einer in die Befestigungsschraube eingedrehten Nut vorzunehmen. Als zweckmäßig erwiesen hat sich weiter, das baugruppenträgerseitige Gewinde zur Aufnahme der Befestigungsschraube an einem Führungsblech anzubringen, welches lösbar mit dem Baugruppenträger verbunden ist. Vorteilhaft ist es ferner, als Befestigungsschraube eine Rändelschraube zu wählen, welche mit der Hand drehbar ist. Das Verbindungselement besteht zweckmäßig aus nichtrostendem Stahl, die Sicherungsscheibe aus gehärtetem Stahl. Ferner ist die Oberfläche der Sicherungsscheibe zweckmäßigerweise zusätzlich geglättet. Frontplatte und Führungsblech bestehen zweckmäßig aus verzinktem Stahlblech. Das Verbindungselement ist sinnvoll lösbar mit einer Schraube an der Baugruppe befestigt. Zweckmäßig ist außerdem die Frontplatte mittels einer Schraubverbindung an dem Verbindungselement befestigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend in der Beschreibung und anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht des vorgeschlagenen Montagesystems, Fig. 2 eine Explosionszeichnung und Fig. 3 eine Seitenansicht zur Veranschaulichung der Funktionsweise.

Beschreibung

Fig. 1 zeigt einen Eckausschnitt einer Baugruppe 11, die mittels eines Montagesystems an einem ebenfalls ausschnittsweise gezeigten Baugruppenträger befestigt ist, von dem ein Führungsblech 16 und eine Führungsschiene 25 dargestellt sind. An der Baugruppe 11 ist mittels einer quer zur Ebene der Baugruppe 11 angeordneten Schraube 18 ein Verbindungselement 13 befestigt. Zweckmäßig weist das Verbindungselement 13 hierbei eine Anlagefläche 31 auf, zum Beispiel, wie in Fig. 2 dargestellt, in Form einer Ausnehmung, in welche die Baugruppe 11 greift, damit es beim Einstecken beziehungsweise Herausziehen der Baugruppe 11 nicht um die Achse der Schraube 18 verdreht werden kann. Das Verbindungselement 13 ragt, entsprechend der Darstellung in Fig. 1, über die Kante der Baugruppe 11 hinaus. In diesem über die Baugruppe 11 hinausragenden Teil weist das Verbindungselement 13 auf der dem Baugruppenträger 16, 25 zugewandten Seite eine Ausnehmung 21 auf, zum Beispiel in Form einer quer zur Ebene der Baugruppe 11 verlaufenden Nut. Im überstehenden Bereich besitzt das Verbindungselement 13 dadurch ein C-förmiges Längsprofil. Mit den zwei, die Stirnflächen des C bildenden Flachen 29, 29′, die zugleich als Masseverbindung wirken, liegt es auf dem Führungsblech 16 auf. Weiterhin weist das Verbindungselement 13 zwei parallel zur Steckrichtung verlaufende Bohrungen 24 und 22 auf, von denen die erste 22 zur Befestigung einer Frontplatte 20 dient. Sie ist hierzu zweckmäßig als Gewinde ausgeführt, in welches eine Schraube 19 greift. Mit einer, eine großflächige Masseverbindung definierenden Kontaktfläche 30 liegt das Verbindungselement 13 an der Frontplatte 20 an. Die zweite Bohrung 22 ist durch die Bodenfläche 23 der Ausnehmung 21 geführt. Sie dient zur Führung einer Befestigungsschraube 10, welche die Baugruppe 11 über das Verbindungselement 19 mit Frontplatte 20 und Baugruppenträger 16, 25 verbindet.

Am Baugruppenträger 16, 25 ist zur Aufnahme der Befestigungsschraube 10 ein Gewinde 17 angeordnet. Zweckmäßig ist es in oder auf einem Führungsblech 16 angebracht, das seinerseits mittels einer geeigneten Verbindung 26, zum Beispiel einer Schnapp- oder Starrverbindung, mit dem der Führungsschiene 25 verbunden ist. Zur Erleichterung des Einschiebens der Baugruppe 11 kann der Baugruppenträger 12 ferner eine Führungsschiene 25 aufweisen, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.

Im Abschnitt unmittelbar unterhalb des Kopfes 28 der Befestigungsschraube 10, beziehungsweise der Stelle, mit der sie im eingedrehten Zustand von außen auf dem Verbindungselement 13 aufliegt, ist ihr Schaft auf einer Länge, welche nicht ganz der Dicke des Verbindungselements 13 in axialer Richtung entspricht, zweckmäßig glatt ausgeführt. In dem Abschnitt des Schaftes, der sich, wenn die Schraube 10 festgezogen ist, innerhalb der Ausnehmung 21 befindet, weist sie eine Nut 15 auf, über welche eine Sicherungsscheibe 14 gesteckt ist. Die Länge des Schraubengewindes am vorderen Teil der Schraube 10 ist so bemessen, daß die Schraube 10 durch Drehen zumindest über eine Wegstrecke bewegt werden kann, die erforderlich ist, um die Steckverbinder der Baugruppe vom losen Berühren in festen Kontakt zu überführen. Soll Drehen der Befestigungsschraube 10 von Hand möglich sein, ist die Schraube 10 vorteilhaft als Rändelschraube mit dickem, griffigem Kopf 28 ausgeführt, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Anwendungsbedingt kann aber auch die Verwendung herkömmlicher, mit Hilfe eines Schraubendrehers zu drehender Schrauben zweckmäßig sein, wie in Fig. 3 dargestellt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn Schrauben mit möglichst kleinen Köpfen verwendet werden sollen, oder wenn Schrauben mit sehr flachen, sich nicht von der Frontplatte 20 abhebenden Köpfen eingesetzt werden sollen.

Nachfolgend wird der Gebrauch des vorgeschlagenen Montagesystems anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert. Im Sinne einer Vormontage werden, wie in Fig. 2 dargestellt, an der Baugruppe 11 das Verbindungselement 13 mit der Schraube 18 sowie die Frontplatte 20 mittels der Schraube 19 befestigt. Dabei wird über die Kontaktfläche 30 eine großflächige Masseverbindung zwischen Verbindungselement 13 und Frontplatte 20 hergestellt. Danach wird die Befestigungsschraube 10 durch die Frontplatte 20 und die Bohrung 22 gesteckt. Die Nut 15 der Schraube 10 befindet sich daraufhin genau innerhalb der Ausnehmung 21 in Verbindungselement 13. Von der Seite kann jetzt die Sicherungsscheibe 14 in die Nut 15 eingesteckt werden. Ist diese baugruppenseitige Vormontage für alle an einer Baugruppe 11 angeordneten Montagesysteme erfolgt - in der Regel weisen Baugruppen jeweils zwei Montagesysteme an je zwei gegenüberliegenden Kanten auf - wird die Baugruppe 11 in den Baugruppenträger 16, 25 eingeschoben, bis die nicht dargestellten, an der der Frontplatte 20 gegenüberliegenden rückwärtigen Kante der Baugruppe 11 angeordneten Steckkontakte mit den baugruppenträgerseitigen Steckkontakten Verbindung haben. Durch eine Führungsschiene 25 wird das Einschieben unterstützt.

Beim anschließenden Festdrehen der Schraube 10 wandert die Sicherungsscheibe 14 in der Ausnehmung in Richtung auf das Führungsblech 16. Sie ist dabei aber so plaziert, daß sie auch, nachdem die Baugruppe 11 ihre Endlage angenommen hat, nicht auf dem Führungsblech 16 aufliegt und somit keinen Einfluß auf den Befestigungsvorgang hat. Die Verhältnisse bei eingedrehter Baugruppe 11 zeigt Fig. 3a, die Frontplatte 20 wurde dabei der Übersichtlichkeit wegen weggelassen. Das Verbindungselement 13 bewegt sich in Pfeilrichtung, bis es mit den Flächen 29, 29′, welche eine großflächige Masseverbindung zwischen Verbindungselement 13 und Führungsblech 16 herstellen, auf dem Führungsblech 16 aufliegt. Festgedreht bildet das Verbindungselement 13 eine gute Masseverbindung zwischen Frontplatte 20 und Baugruppenträger 16, 25, wodurch eine gute elektromagnetische Schirmung sichergestellt ist. Die Sicherungsscheibe 14 befindet sich ohne Kontakt zu umgebenden Bauelementen am vorderen Rand der Ausnehmung 21.

Um eine Baugruppe 11 aus dem Baugruppenträger 16, 25 wieder zu lösen, wird die Schraube 10 in entgegengesetzter Richtung gedreht. Die Sicherungsscheibe 14 bewegt sich dadurch in Richtung auf die Bodenfläche 23 der Ausnehmung 21, bis sie darauf zu liegen kommt. Beim weiteren Herausdrehen nimmt von diesem Moment an die Sicherungsscheibe 14 die Baugruppe 11 in Ausdrehrichtung mit und löst dabei sowohl die Steckkontakte als auch die Masseverbindung 29, 29′. In Fig. 3b ist die Situation beim Herausdrehen dargestellt, wiederum ohne Frontplatte. Die Sicherungsscheibe 14 liegt am Verbindungselement 13 an, und bewegt dadurch das Verbindungselement 13 mit der Baugruppe 11 in Pfeilrichtung.

Mit Blick auf Stabilität, Verschleißfestigkeit und die sich daraus ergebende Möglichkeit zur Herstellung besonders raumsparender Ausführungen hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, für die Hauptbestandteile des Montagesystems folgende Materialien zu verwenden: Für das Verbindungselement 13 rostfreien Stahl, für die Sicherungsscheibe 14 gehärteten Stahl, für das Führungsblech 16 und die Frontplatte 20 verzinktes Stahlblech. Die Sicherungsscheibe 14 sollte zudem eine möglichst glatte Oberfläche aufweisen. Mit vorstehender Materialwahl kann zum Beispiel die Befestigung einer zwei 295-polige Steckverbinder aufweisenden, 30 × 50 cm großen Baugruppe mittels zweier, jeweils aus einer Befestigungsschraube 10 mit M4-Gewinde, einem in axialer Richtung 3 mm starken Verbindungselement 13, sowie einem 2 mm starken Führungsblech 16 aufgebauter Montagesysteme erfolgen.

Unter Beibehaltung des grundlegenden Gedankens, Ein- und Ausschieben einer Baugruppe mit gleichzeitiger Herstellung einer Masseverbindung durch Verwendung der Elemente Schraube 10, Verbindungselement 13 und Sicherungsscheibe 14 in der vorgeschlagenen Weise zu ermöglichen, sind vielfältige Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Montagesystems möglich. Dies gilt zum Beispiel für die Form des Verbindungselements 13, dessen Plazierung und Befestigung an der Baugruppe 11, oder der Anbringung des Gewindes 17 am Baugruppenträger 16, 25 die nicht notwendig mittels eines Führungsbleches 16 erfolgen muß.

Claims (10)

1. Montagesystem zum Verbinden einer Baugruppe mit einem Baugruppenträger mit Hilfe einer Befestigungsschraube, die zur Unterstützung des Herausziehens der Baugruppe eine axial nicht verschiebbar gelagerte Sicherungsscheibe trägt, welche beim Herausdrehen der Schraube eine Druckkraft gegen die Baugruppe ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein Verbindungselement (13) vorgesehen ist, welches Vorrichtungen (18, 22, 23) zum Herstellen einer lösbaren Verbindung der Baugruppe (11) mit einer Frontplatte (20), zur Führung der Befestigungsschraube (10), sowie zur Aufnahme der beim Herausziehen der Baugruppe über die Sicherungsscheibe (14) übertragenen Druckkräfte aufweist,
• - und daß die Verbindung zwischen Baugruppe (11) und Baugruppenträger (16, 25) erfolgt, indem die Schraube (10) die Frontplatte (20) am Baugruppenträger (16, 25) unter Zwischenlage des Verbindungselements (13) befestigt,
• - wobei die Kontaktflächen (29, 29′, 30) zwischen Verbindungselement (13) und Frontplatte (20) sowie zwischen Verbindungselement (13) und Baugruppenträger (16, 25) eine Massenverbindung herstellen.

2. Montagesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß die Befestigungsschraube (10) zur axialen Fixierung der Sicherungsscheibe (14) eine Nut (15) aufweist.

3. Montagesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Baugruppenträger (16, 25) ein Gewinde (17) fest angeordnet ist, in welches die Schraube (10) eingedreht wird.

4. Montagesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (17) an einem Führungsbereich (16) angeordnet ist, welches mit dem Baugruppenträger (12) verbunden ist.

5. Montagesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschraube (10) eine Rändelschraube ist.

6. Montagesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (13) lösbar mit der Baugruppe (11) verbunden ist, wobei es im befestigten Zustand nicht gegen die Baugruppe (11) beweglich ist.

7. Montagesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (20) mittels einer Schraubverbindung (19) am Verbindungselement (13) befestigt ist.

8. Montagesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (13) aus nichtrostendem Stahl gefertigt ist.

9. Montagesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Oberfläche der Sicherungsscheibe (14) geglättet ist.

10. Montagesystem nach Anspruch 1, mit einer Baugruppe zum Einschub in einen Baugruppenträger, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe (11) zur Befestigung am Baugruppenträger (16, 25) zwei Verbindungselemente (13) aufweist, welche an zwei gegenüberliegenden Seiten der Baugruppe (11) angeordnet sind.