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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufnehmen
eines Einsteckmoduls, z. B. zum Tragen modularerer elektronischer Untersysteme
an elektrischen und elektronischen Geräten, und zum Aufnehmen und
Tragen modularer Geräte,
die in ein Hostgerät
eingebracht sind, wie beispielsweise einen Drucker oder ein anderes
Peripheriegerät.
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Bei
der Herstellung von elektronischen Komponenten war es eine allgemeine
Praxis, eine zusätzliche
funktionale Fähigkeit
in der Form von modularen elektronischen Untersystemen zu liefern,
die ohne Weiteres mit größeren elektronischen
Geräten gekoppelt
werden können.
Ein allgemeines Beispiel betraf die Verwendung von Schriftart-Kassetten
an Laser- und anderen
Druckern in Heim- und Büroumgebungen.
Derartige Schriftart-Kassetten wurden lediglich in den Drucker eingesteckt
und lieferten zusätzliche
Schriftarten für
den Benutzer. Andere Beispiele umfassten Sende/Empfangsgeräteschlitze
an Netzwerkschaltern und in internen Druckservern und Module für Multifunktionsperipheriegeräte, die
abtasten (scannen), faxen, drucken und kopieren konnten. Die Verwendung
von modularen Untersystemen oder Komponenten, um die Funktionalität derartiger
Peripheriegeräte
zu verändern,
war eine zweckmäßige, flexible
und kostengünstige
Alternative zu der Ersetzung derartiger Geräte oder dem Bedarf, viele unterschiedliche
Modelle derartiger Geräte
herzustellen, um unterschiedliche funktionale Bedürfnisse
zu befriedigen.
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Die
Nachteile derartiger bisheriger Lösungen umfassten die Notwendigkeit
eines Verwendens zusätzlicher
Teile, um eine mechanische Unterstützung und Retention des Hilfsmoduls
zu liefern. Dieselben erforderten ferner die Beibehaltung eng bemessener Toleranzen
zwischen der elektrischen Hostverbindung und dem Modulträger. Einigen
der Lösungen fehlte ferner
ein Niedrigimpedanz-Masseweg, der für eine Betriebszuverlässigkeit
wichtig sein kann. Zudem verwendeten einige Lösungen ein Kunststoffharz,
das die Menge an Raum beeinflusste, die erforderlich ist, um eine
ausreichende mechanische Festigkeit zu liefern.
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Die
vorliegende Erfindung versucht, eine verbesserte Vorrichtung zum
Aufnehmen eines Einsteckmoduls gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch
10 zu schaffen.
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Das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
sieht eine Sockelvorrichtung zum Tragen modularer Geräte vor,
die in das Hostgerät
eingebracht sind. Die Vorrichtung ist eine robuste, kostengünstige Lösung zum Tragen
eines Moduls, das in ein Hostgerät
einbringbar ist, und Bereitstellen eines Niedrigimpedanz-RFI-Massewegs
für das
Modul. Die Vorrichtung kann ferner den elektrischen Hostverbinder
tragen und schützen,
die Anzahl von Hostteilen und einer Toleranzreserve minimieren und
Lieferanten, die Module für
eine Verwendung in einem Hostgerät
bereitstellen, eine Entwurfsflexibilität liefern.
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Die
bevorzugte Vorrichtung ist vorzugsweise an einer gedruckten Schaltungsplatine
befestigt, die einen Verbinder aufweist, der an derselben befestigt ist
und angepasst ist, um einen Verbinder in dem Modul aufzunehmen,
das in die Sockelvorrichtung eingebracht ist. Die Sockelvorrichtung
weist eine Trägerstruktur
auf, die eine Mehrzahl von Beinen umfasst, die angepasst sind, um
in Aperturen in der gedruckten Schaltungsplatinen eingebracht und
in Position verschweißt
zu werden. Der Großteil
der Sockelvorrichtung ist über
der gedruckten Schaltungsplatine erhoben, so dass eine wichtige
nutzbare Fläche
zwischen der Sockelstruktur und der Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine
für eine
Platzierung von Schaltungskomponenten in der gedruckten Schaltungsplatine
verwendet werden kann. Die Trägerstruktur
ist entworfen, derart, dass dieselbe eine große Flexibilität hinsichtlich
der Befestigung und Position der Vorrichtung an einer gedruckten
Schaltungsplatine gestattet, die viele verschiedene Konfigurationen
für eine
Verwendung bei unterschiedlichen Typen von elektronischen Geräten aufweisen kann.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind unten lediglich durch ein Beispiel
mit Bezug auf die zugehörigen
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
isometrische Ansicht der Rückseite
eines bevorzugen Ausführungsbeispiels
einer Sockelvorrichtung ist, wobei Abschnitte entfernt sind, aber
zusammen mit einem rechtwinkligen Multianschlussstiftverbinder an
einer gedruckten Schaltungsplatine befestigt gezeigt, und ferner
ein Modul darstellt, das für
eine Einbringung in die Sockelvorrichtung angepasst ist;
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2 eine
isometrische Ansicht eines vorderen Abschnitts der in 1 gezeigten
Sockelvorrichtung ist, die an der gedruckten Schaltungsplatine befestigt
ist, und ferner das einbringbare Modul darstellt;
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3 eine
isometrische Ansicht der vorderen und linken Seite der Sockelvorrichtung
von 1 ist;
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4 eine
vordere Ansicht der in 3 gezeigten Vorrichtung ist;
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5 eine
linke Seitenansicht der in 3 gezeigten
Vorrichtung ist;
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6 eine
rechte Seitenansicht der in 3 gezeigten
Vorrichtung ist;
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7 eine
Draufsicht der in 3 gezeigten Vorrichtung ist;
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8 ein
Querschnitt ist, der allgemein entlang der Linie 8-8 in 6 genommen
ist; und
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9 ein
vergrößertes Detail
des Abschnitts der in 3 gezeigten Vorrichtung ist.
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Das
beschriebene Ausführungsbeispiel
ist allgemein gesagt auf eine Sockelvorrichtung gerichtet, die entworfen
ist, um ein elektronisches Modul aufzunehmen, wobei die Sockelvorrichtung
in einem Hostgerät
installiert ist, wie beispielsweise einem elektronischen Peripheriegerät. Die Sockelvorrichtung
ist vorzugsweise an einer gedruckten Schaltungsplatine befestigt,
die eine Mehrzahl von Komponenten aufweist, die an derselben befestigt
sind, einschließlich
eines Verbinders, der entworfen ist, um eine zusammenpassenden Verbinder
in dem Modul aufzunehmen, das in die Sockelvorrichtung eingebracht
werden soll. Zusätzlich
zu einem Liefern einer Unterstützung
für das
Modul und einem Erleichtern des Koppelns der Verbinder ist die Sockelvorrichtung entworfen,
um eine Niedrigimpedanz-Hochfrequenzmasseweg zu liefern, um eine
elektrische Störung
zu minimieren, die den Betrieb des Hostgeräts und/oder der Modulkombination
nachteilig beeinflussen kann. Es ist deshalb bevorzugt, dass die
Sockelvorrichtung aus einem leitfähigen Metall hergestellt ist,
das relativ dünn
aber fest sein kann und eine geeignete physische Unterstützung für das Einsteckmodul
liefert.
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Die
Sockelstruktur ist entworfen, um an der gedruckten Schaltungsplatine
befestigt zu werden und einen Niedrigimpedanz-Masseweg von der Struktur
zu der gedruckten Schaltungsplatine zu liefern. Der eindeutige Entwurf
liefert eine Unterstützung
und einen Schutz für
den elektrischen Hostverbinder und fördert eine Entwurfeffizienz
und maximiert eine Verwendung der nutzbaren Fläche einer gedruckten Schaltungsplatine.
Dies ist so, weil der Großteil
der Sockelvorrichtung über
der gedruckten Schaltungsplatine erhoben ist, so dass Schaltungskomponenten
in dem Raum zwischen der Sockelvorrichtung und der Oberfläche der
gedruckten Schaltungsplatine befestigt werden können. Das Befestigen der Sockelvorrichtung
an der gedruckten Schaltungsplatine ermöglicht, dass der Entwickler
die Öffnung
in dem Gehäuse
oder der Verkleidung des Hostperipheriegeräts ohne Weiteres entwerfen
kann, so dass das Modul durch einen Benutzer ohne Weiteres eingesteckt
werden kann. Da die Sockelvorrichtung das Modul in Position führt, so
dass die Verbinder für
ein Koppeln ausgerichtet sind, müssen
die Toleranzen der Position der Sockelvorrichtung relativ zu dem
Peripheriegerätechassis
und der äußeren Verkleidung
des Hostperipheriegeräts
nicht besonders eng bemessen sein.
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Unter
jetziger Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 und 2 ist dieses
Ausführungsbeispiel
der Sockelvorrichtung allgemein bei 10 angegeben und ist
an einer gedruckten Schaltungsplatine 12 befestigt gezeigt.
Die gedruckte Schaltungsplatine weist ferner einen Multianschlussstiftverbinder 14 auf,
der an derselben angebracht ist, und derselbe ist ein rechtwinkliger
Verbinder, der von dem Inneren der Sockelvorrichtung 10 zugreifbar
ist. Ein Modul 16 ist gezeigt und dasselbe weist einen
Verbinder 18 auf, der entworfen ist, um mit dem Verbinder 14 zusammenzupassen,
wenn das Modul 16 in die Sockelvorrichtung 10 eingebracht
ist.
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Unter
Bezugnahme auf die vergrößerte isometrische
Ansicht der Sockelvorrichtung 10, die in 3 gezeigt
ist, weist dieselbe eine Öffnung
in dem vorderen Abschnitt auf, durch die das Modul 16 eingebracht
werden kann, und weist eine flache obere Wand 20, eine
linke Seitenwand 22, eine rechte Seitenwand 24,
eine rechte untere Faltung 26 und eine linke untere Faltung 28 auf.
Die Beschreibung der Vorrichtung, auf die in den Zeichnungen, einschließlich 3,
Bezug genommen wird, zeigt eine spezielle dargestellte Ausrichtung,
bei der die Wand 20 beispielsweise als die obere Wand bezeichnet
ist. Es ist klar, dass die Struktur in irgendeiner anderen Ausrichtung
installiert sein kann, beispiels weise horizontal sowie einer vertikalen
Ausrichtung oder Position. Eine Trägerstruktur ist an den unteren
Faltungen 26 und 28 angebracht und ist in der
Form von vertikalen Faltungen 30 und 32, die jeweils
Beine 34 und 36 aufweisen, die sich von denselben
erstrecken. Die Beine 34 weisen eine breiteren oberen Abschnitt
auf, der eine Leiste 38 an gegenüberliegenden Seiten des Beins 34 erzeugt.
Die Leisten 38 sollen die Einbringungstiefe der Beine 34 begrenzen,
wenn dieselben in geeignet proportionierte Aperturen in der gedruckten
Schaltungsplatine eingebracht werden. Die Beine 34 befinden
sich an dem Öffnungsendabschnitt
der Sockelvorrichtung und die Position der Leisten 38 an der
Vorderseite der Vorrichtung steuert die Erhebung des vorderen Abschnitts
der Vorrichtung relativ zu der gedruckten Schaltungsplatine.
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Die
unteren Faltungen 26 und 28 berühren den
unteren Abschnitt des Moduls 16, wenn dasselbe eingebracht
ist, und diese Oberflächen
tragen das Modul in der erhöhten
Position desselben relativ zu der gedruckten Schaltungsplatine 12.
Es ist ersichtlich, dass der Winkel der Faltungen 26 und 28 der Form
des Moduls 16 entsprechen soll und daher abhängig von
der Form des Moduls 16 gradmäßig variieren kann. Aus ähnlichen
Gründen
kann in der Tat die Höhe
der Seitenwände 22 und 24 ähnlich verschieden
sein.
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Wie
bereits erwähnt
steuert die Einbringungstiefe der Beine 34 und 36 die
Erhebung der Sockelvorrichtung über
der gedruckten Schaltungsplatine. Es ist ersichtlich, dass ein Raum
an der gedruckten Schaltungsplatine („nutzbare Fläche") durch das Vorhandensein
der Sockelvorrichtung aus dem Grund nicht erheblich reduziert ist,
dass dieselbe über
der Oberfläche
der gedruckten Schaltungsplatine erhoben ist, so dass elektronische
Komponenten an derselben zwischen der Vorrichtung und der gedruckten
Schaltungsplatine befestigt sein können. Die Sockelvorrichtung
ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt,
wie beispielsweise 0,6 mm dickem kaltgewalztem Stahl, das ferner
elektrisch leitfähig
ist und angepasst ist, um einen Niedrigimpedanzmasseweg von der
Sockelvorrichtung 10 zu der gedruckten Schaltungsplatine
zu liefern. In dieser Hinsicht sind die Beine 34 und 36 vorzugsweise
in die gedruckte Schaltungsplatine gelötet, um eine strukturell feste
Vorrichtung zu liefern. Es ist ferner ersichtlich, dass die Verwendung
von relativ dünnem
Blech eine größere strukturelle
Unterstützung
liefert und weniger Raum erfordert als Kunststoffsockel, die Wanddicken
in dem Bereich von 2–3
mm aufweisen.
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Es
ist ferner bevorzugt, dass die Vorrichtung aus einem unitären Stück Blech
hergestellt ist, das gestanzt, gebogen und anderweitig geeignet
verarbeitet ist, aber es liegt in dem Schutzbereich der Lehren hierin,
mehrere Stücke
des Blechs oder anderen Materials aufzuweisen, die zusammen in einer
geeigneten Weise gefertigt sind, die Durchschnittsfachleuten auf
dem Gebiet gut bekannt ist.
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Mit
Bezug auf den Niedrigimpedanz-RFI-Masseweg, der durch die Vorrichtung
geliefert wird, weisen die Seitenwände 22 und 24 eine Lanze 40 auf,
die sich einen geringen Abstand einwärts erstreckt, wie es in 3, 5, 6, 8 und 9 gezeigt
ist. Um die Lanze zu bilden, wird das Material an dem oberen und
dem unteren Ende desselben geschoren und dann wird das Material zwischen
den Scherlinien einwärts
gepresst, um die dargestellte Erweiterung zu bilden. Die Lanze 40 liefert
einen Massekontakt mit dem Modul 16. In dieser Hinsicht
ist ein Massekontakt vorzugsweise in die Seitenabschnitte des Moduls 16 (nicht
gezeigt) entworfen, so dass, wenn das Modul vollständig eingebracht
ist, die Massekontakte des Moduls sich in Kontakt mit den Lanzen 40 befinden
und eine gute Masseverbindung für
das Modul 16 liefern, um an der gedruckten Schaltungsplatine
geerdet zu sein. Die Seitenwände 22 und 24 weisen
ferner Ausschnitte 42 zum Zusammenwirken mit einem Verriegelungsmechanismus
(nicht gezeigt) auf, der vorzugsweise an dem Modul 16 vorgesehen
ist.
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Unter
Bezugnahme auf den hinteren oder Verbinderabschnitt derselben weist
die Sockelvorrichtung eine Endwand 44 auf, die mit der
oberen Wand 20 verbunden ist, wobei die Endwand 44 einen Faltungsabschnitt 46 mit
näherungsweise
45° und
einen zweiten vertikalen Endfaltungsabschnitt 48 aufweist.
Die Endwand 44 erstreckt sich über den Verbinder 14 und
schirmt denselben zumindest teilweise elektrisch und mechanisch
ab. Ferner weist die Endwand Beine 50 an gegenüberliegenden
Enden derselben auf, wobei die Beine 50 in einer Leiste 52 (ähnlich der
Leiste 38 des Beins 34) enden, die positioniert
ist, um die Einbringungstiefe der Beine 50 in die gedruckte
Schaltungsplatine zu begrenzen.
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Die
tatsächliche
Einbringungstiefe ist jedoch vorzugsweise nicht durch die Leisten 52 sondern durch
Leisten 54 in einem Paar von voneinander beabstandeten,
symmetrischen, hinteren Faltungen 56 gesteuert, die an
der oberen Wand 20 angebracht sind. Die Leisten 54 sind
entworfen, um die obere Oberfläche
des Verbinders 14 zu berühren und die Sockelvorrichtung
relativ zu dem Verbinder genau zu positionieren, wie es erwünscht ist.
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Ein
Paar von seitlichen Faltungen 58 sind an jeder der Seiten 22 und 24 zum
Zweck eines Erhöhens
der Festigkeit der Struktur vorgesehen, und um einen Anschlag gegen
eine Übereinbringung
des Moduls 16 in die Sockelvorrichtung 10 bereitzustellen. Es
ist ferner bevorzugt, dass die Seitenwände 22 und 24 auswärts erweiterte
Klappen 60 an der Vorderseite derselben aufweisen, um eine
Einbringung des Moduls in die Sockelvorrichtung zu führen. Gleichermaßen weist
die obere Wand 20 eine gewinkelte obere Klappe 62 zum
Bereitstellen einer Hineinführung für das Modul 16 auf
und die rechte und die linke untere Faltung 26 und 28 weisen
eine gewinkelte Klappe 64 für den gleichen Zweck auf. Es
ist ferner ersichtlich, dass die Faltungen 60, 62 und 64 nicht
nur eine Führung
oder Hineinführung
für das
Modul 16 bereitstellen, sondern auch die strukturelle Integrität der Abschnitte
erhöhen,
von denen aus dieselben gebogen sind.
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Es
ist ferner bevorzugt, dass die obere Oberfläche 20 ein Paar von
einwärts
vorstehenden Vertiefungen oder geprägten Bereichen 66 aufweist,
die vorgesehen sind, um die Größe einer
Bewegung oder eines Spiels zu reduzieren, die für das Modul 16 existieren
kann, wenn dasselbe eingebracht ist.
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Aus
dem Vorhergehenden ist klar, dass die robuste, wirksame Lösung zum
Tragen eines Einsteckmoduls in einem Hostgerät, wie beispielsweise einem
Peripheriegerät,
gezeigt und beschrieben wurde, die viele Vorteile und erwünschte Attribute
aufweist. Das beschriebene Ausführungsbeispiel
der Sockelvorrichtung sieht einen wirksamen Niedrigimpedanz-RFI-Masseweg vor,
sieht eine Unterstützung für den elektrischen
Hostverbinder vor und minimiert eine Anzahl von Teilen und einer
Toleranzaufstapelung verglichen mit anderen bekannten Lösungen. Die
Vorrichtung kann relativ zu der gedruckten Schaltungsplatine erhoben
sein, so dass ein wertvoller Raum an der Platine durch die Vorrichtung
nicht nennenswert verringert ist. Außerdem erfordert die Tatsache,
dass die Sockelvorrichtung durch eine gedruckte Schaltungsplatine
befestigt und vollständig getragen
sein kann, keine zusätzliche
Unterstützung von
dem Hostgerätechassis
oder durch eine kosmetische Verkleidung oder ein Gehäuse. Dies
umgeht den Bedarf nach zusätzlichen
Teilen und reduziert dadurch die Kosten und minimiert Probleme einer
Toleranzstapelung zwischen zusammenpassenden Teilen an dem Hostgerät. Durch
ein unabhängig
Halten des Modulträgers
von dem Hostgerätechassis
und der Verkleidung sind zusätzlich
weniger Entwurfsbeschränkungen
auf den Host platziert, wodurch ermöglicht wird, dass die Sockelvorrichtung
einfacher in eine breite Vielfalt von Hostgeräten eingegliedert werden kann.
Die Sockelvorrichtung sieht annehmende Modulverriegelungen vor,
die eine positive Retention des Moduls 16 in der Sockelvorrichtung 10 liefern.
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Während verschiedene
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist klar,
dass andere Modifikationen, Substitutionen und Alternativen einem
Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet ersichtlich sind. Derartige Modifikationen,
Substitutionen und Alternativen können vorgenommen werden, ohne
von dem Schutzbereich der beigefügten
Ansprüche
abzuweichen.