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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Zusammenbauen
von elektronischen Komponenten, insbesondere auf eine Elektronik-Baugruppe
mit einem Schraubenbefestigungsmittel.
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Hintergrund
der Erfindung
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Elektronische
Komponenten werden typischerweise innerhalb einer Hülle zusammengebaut, um
die elektronischen Komponenten vor ungünstigen Umgebungseinflüssen zu
schützen.
Die Notwendigkeit, Elektronik-Baugruppen
zu schützen,
ist unter ungünstigen
Umgebungsbedingungen wie z.B. denjenigen, auf die man typischerweise
trifft, wenn sie in Kraftfahrzeuganwendungen genutzt werden, noch evidenter.
Gehäuse
für Elektronik-Baugruppen
umfassen typischerweise einen Metallbehälter mit einer Bodenwand und
vier Seitenwänden
und eine Abdeckung, die am Metallbehälter befestigt wird, oder obere
und untere Abdeckungen, die an einen Behälter mit drei Seitenwänden angebaut
sind, und eine am Behälter
befestigte vordere Platte. Viele Elektronik-Baugruppen umfassen
typischerweise eine oder mehrere Leiterplatten mit einer elektrischen
Schaltungsanordnung und anderen Komponenten, die alle im Allgemeinen
innerhalb des Gehäuses
untergebracht werden.
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Der
Metallbehälter
und eine oder mehr Abdeckungen, die das Gehäuse bilden, werden typischerweise
durch mehrere Befestigungsschrauben aneinander befestigt. Der Zusammenbau
des Behälters und
der Abdeckungen) umfasst typischerweise das Schneiden von Gewinden
in der Innenwand eines Lochs wie z.B. eines extrudierten Lochs,
das in einer Hal terung, einer Nase oder einer Wand ausgebildet ist,
die mit dem Behälter
oder der Abdeckung verbunden ist, und ein Treiben der Befestigungsschrauben durch
die entsprechenden Löcher,
um die Abdeckungen) am Behälter
zu befestigen. Die Löcher
sind typischerweise unbearbeitete Löcher, die anfangs kein Gewinde
haben. Die Gewindeschneidschraube, die Schrauben mit drei Schneidkurven,
Plastite- oder formende Schrauben umfassen kann, erzeugt in dem extrudierten
Loch eine Innenseitenwand mit einem Gewinde, während die Schraube durch das
Material des Lochs mit kleinerem Durchmesser getrieben wird, was
den Gewindeeingriff des Befestigungsmittels herstellt und die Verbindung
der beiden Materialien sicherstellt (siehe US-A-5909819).
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Die
gewindeschneidenden formenden Befestigungsschrauben erzeugen im
allgemeinen bekanntlich Partikel, die gewöhnlich als Splitter oder Späne bezeichnet
werden, welche aufgrund der Kraft und Reibung gebildet werden, die
durch das Treiben der gewindeschneidenden formenden Befestigungsschraube
durch das umgeformte extrudierte Loch erzeugt werden. Die Metallspäne fallen
im Allgemeinen im Gehäuse
an und verbleiben innerhalb der Hülle des Gehäuses. Das Vorhandensein von
Metallpartikel im Gehäuse
kann einen elektrischen Kurzschluss der elektrischen Schaltungsanordnung
wie z.B. der in den elektronischen Komponenten vorhandenen Schaltungsanordnung
hervorrufen. Ein elektrischer Kurzschluss kann eine Störung hervorrufen.
Der elektrische Kurzschluss kann anfangs nach einer Montage der
Elektronik-Baugruppe auftreten oder kann zu einer gewissen späteren Zeit
in der näheren oder
ferneren Zukunft auftreten.
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Es
ist daher wünschenswert,
eine Elektronik-Baugruppe zu schaffen, die die Ablagerung von Metallpartikel
innerhalb eines elektronische Komponenten enthaltenden befestigten
Gehäuses
verhindert, um die Möglichkeit etwaiger
Probleme durch elektrische Kurzschlüsse zu eliminieren. Insbesondere
ist es wünschenswert,
eine Elektronik-Baugruppe mit einem Gehäuse mit gewindeschneidenden
formenden Befestigungsschrauben zu schaffen, die verhindert, dass
Metallspäne
eine elektrische Schaltungsanordnung innerhalb des Gehäuses berühren.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronik-Baugruppe geschaffen, die ein Gehäuse und
eine im Gehäuse
gelegene elektronische Schaltungsanordnung umfasst. Es sind auch ein
erstes und zweites Bauteil und ein in dem ersten und/oder zweiten
Bauteil ausgebildetes Loch vorgesehen. Am Loch greift eine Befestigungsschraube an,
um das erste Bauteil am zweiten Bauteil zu befestigen. Die Elektronik-Baugruppe
enthält
ferner ein dem Loch benachbart angeordnetes Partikelfängerkissen,
um etwaige Partikel zu sammeln, die während eines Eingriffs der Befestigungsschraube
innerhalb des Lochs gebildet werden. In einer Ausführungsform
ist die Befestigungsschraube eine Gewindeschneidschraube. Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der Erfindung sind das erste und zweite Bauteil
Gehäusebauteile,
die das Gehäuse
bilden.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Zusammenbauen einer Elektronik-Baugruppe geschaffen. Das Verfahren
beinhaltet die Schritte: Vorsehen eines Gehäuses und einer elektrischen
Schaltungsanordnung innerhalb des Gehäuses, Vorsehen eines ersten
und zweiten Bauteils und Ausbilden eines Lochs in dem ersten und/oder
zweiten Bauteil. Das Verfahren beinhaltet auch die Schritte: Vorsehen
eines dem Loch benachbarten Partikelfängerkissens und Treiben einer
Befestigungsschraube in das Loch, so dass etwaige Partikel, die während des
Treibschritts gebildet werden, im Partikelfängerkissen gesammelt werden.
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Diese
und andere Merkmale, Vorteile und Aufgaben der vorliegenden Erfindung
werden vom Fachmann unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung,
Ansprüche
und beigefügten
Zeichnungen weiter verstanden und erkannt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nun mit Verweis auf die beiliegenden
Zeichnungen beispielhaft beschrieben, in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Elektronik-Baugruppe mit einem zweiteiligen
Gehäuse
mit einem Partikelfängerkissen
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
auseinandergezogene Ansicht der in 1 gezeigten
Elektronik-Baugruppe ist;
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3 eine
durch Linien von V-V gelegte Querschnittansicht eines Teils der
Elektronik-Baugruppe während
eines Zusammenbaus ist;
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4 eine
durch Linien V-V gelegte Querschnittansicht der Elektronik-Baugruppe
während
eines Zusammenbaus ist; und
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5 eine
durch Linien V-V gelegte Querschnittansicht der zusammengebauten
Elektronik-Baugruppe ist.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 ist
eine Elektronik-Baugruppe 10 als Ganzes mit einem oberen
Gehäusebauteil 12 veranschaulicht,
das über
mehrere Befestigungsmittel 26 an einem unteren Gehäusebauteil 16 befestigt
ist. Die Elektronik-Baugruppe 10,
wie sie hierin dargestellt und beschrieben wird, enthält eine
elektrische Schaltungsanordnung wie z.B. gedruckte Schaltungen und
mehrere elektrische Schaltungskomponenten, die innerhalb einer Gehäusehülle enthalten
sind, die durch die Gehäusebauteile 12 und 16 gebildet wird.
Die Befestigungsmittel 26 sind gewindeschneidende Befestigungsschrauben.
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Die
Elektronik-Baugruppe 10 ist ferner in 2 detaillierter
veranschaulicht. Das obere Bauteil 12 des Gehäuses ist
eine Metallabdeckung, die eine Oberseite und Seitenwände umfasst,
die die obere Wand und Seitenwände
einer Hülle
bilden. In der oberen Wand der Gehäuseabdeckung 12 sind
mehrere ausgenommene Löcher 18 ausgebildet,
die so gestaltet sind, dass sie die Befestigungsschrauben 26 aufnehmen.
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Das
untere Gehäusebauteil
(Behälter) 16 ist ein
Metallbehälter,
der eine Bodenwand und Seitenwände
umfasst. Außerdem
enthält
das untere Gehäusebauteil 16 Halterungen 22,
die von den oberen Rändern
der Seitenwände
einwärts
verlaufen. In jeder der Halterungen 22 ist ein Loch 24 ohne
Gewinde zum Aufnehmen einer der Befestigungsschrauben 26 ausgebildet.
Die Löcher 24 ohne
Gewinde werden anfangs ohne jegliche Rillen oder Gewinde ausgebildet.
Die Löcher 24 können extrudierte
Löcher
oder nicht extrudierte Löcher
umfassen. Die Löcher 24 ohne
Gewinde nehmen gewindeschneidende Befestigungsschrauben 26 mit
größerem Durchmesser auf,
die während
des Zusammenbaus Innenrillen oder ein Innengewinde erzeugen. Die
Schrauben 26 können
gewindeformende oder -schneidende Schrauben umfassen. Während des
Gewindeschneidvorgangs werden die Innenwände in den Halterungen 22,
die die Löcher 24 bilden,
so umgeformt, dass die Rillen geschaffen werden, und können Metallpartikel
wie z.B. Splitter von entweder der Befestigungsschraube 26 oder
der Halterung 22 erzeugen.
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In
der Elektronik-Baugruppe 10 ist eine Platine wie z.B. eine
Leiterplatte 14 eingeschlossen. Die Leiterplatte 14 kann
darauf ausgebildete freigelegte elektrische Schaltungsanordnungen
aufweisen. Außerdem
enthält
die Leiterplatte 14 mehrere elektrische Schaltungskomponenten 20,
die darauf gefertigt wurden, wie dem Fachmann offenkundig sein sollte.
Die elektrischen Komponenten 20 können beliebige Komponenten
von mehreren passiven und aktiven elektrischen, in der Technik bekannten
Schaltungskomponenten umfassen. Wie für den Fachmann offenkundig
sein sollte, schließen
die elektrischen Schaltungskomponenten im Allgemeinen eine elektrische
Schaltungsanordnung, die auf der Oberfläche der Leiterplatte freigelegt
sein kann, und/oder elektronische Komponenten ein.
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Die
vorliegende Erfindung ist dafür
ausgelegt, die Ablagerung von Metallpartikel in Kontakt mit der
elektrischen Schaltungsanordnung zu verhindern, um so eine Beschädigung an
der elektrischen Schaltungsanordnung und den Schaltungskomponenten
zu vermeiden, die andernfalls durch Metallspäne hervorgerufen werden kann.
Um die Ablagerung von Metallspänen
in Kontakt mit der elektrischen Schaltungsanordnung zu verhindern,
nutzt die vorliegende Erfindung ein Partikelfängerkissen 30, das
jedem der in den Halterungen 22 ausgebildeten Löcher 24 benachbart
angeordnet ist. Das Partikelfängerkissen 30 ist
ein weiches formbares Kissen, das von der Befestigungsschraube 26 durchdrungen werden
kann, und eine Tiefe hat, die ausreicht, um das untere Ende der
Befestigungs schraube 26 und während des Gewindeschneidprozesses
gebildete etwaige Partikel aufzunehmen.
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Das
Partikelfängerkissen 30 ist
in 3 bis 5 an die Unterseite einer Halterung 22 unter
einem Loch 24 über
eine Klebschicht 32 angeklebt dargestellt. Die Klebschicht 32 kann
beliebige von mehreren bekannten Klebstoffen wie z.B. Scotch Schichtkleber
(engl. laminating adhesive) Nr. 9692 einschließen, der von 3 M im Handel
erhältlich
ist und gemäß einem
Beispiel eine Dicke im Bereich von etwa 0,005–0,013 cm (0,002–0,005 Inch)
aufweist.
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Das
Partikelfängerkissen 30 kann
ferner ein Schaum- oder Gummikissen umfassen. Das Partikelfängerkissen 30 kann
ein Polymerkissen umfassen, das gemäß einigen Beispielen aus Polyvinylchlorid (PVC),
Vinylschaum, Poron-Urethanschaum oder Silikon bestehen kann. Das
Kissen 30 könnte
mit Rillen abgeformt werden, um über
Nasen zu rutschen, die ferner eine Rotation verhindern können, und
besser an der Halterung 22 befestigt werden. Zusätzlich zum Abformen
könnte
das Partikelfängerkissen 30 in
eine flüssige
Lösung
getaucht oder mit einem Polymermaterial (z.B. Kunststoff) injiziert
werden.
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Wie
in 4 und 5 ersichtlich ist, erstreckt
sich die Befestigungsschraube 26 in eine Öffnung 24 in
der Halterung 22, um eine Gewindeöffnung und eine sichere Verbindung
der Gehäusebauteile 12 und 16 zu
schaffen.
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Während die
Befestigungsschraube 26 durch das Loch 24 ohne
Gewinde getrieben wird, wird das Loch 24 ohne Gewinde zu
einem Gewindeloch 24'.
Während
dieses Gewindeschneidvorgangs können
als Nebenprodukt des Gewindeschneidvorgangs Metallpartikel 40 wie
z.B. Splitter oder Späne gebildet
werden. Die Metallpartikel 40 können Späne von der Befestigungsschraube 26 und/oder
der Halterung 22 sein, während das Gewin deloch 24' gebildet wird.
Die Metallpartikel 40 können
mit der Gewindeschraube 26 in das Partikelfängerkissen 30 befördert werden,
das sich unter der Halterung 22 erstreckt. Aufgrund der
ausgedehnten Höhe
Hp des Partikelfängerkissens 30, die
die Höhe
des Befestigungsmittels HF übertrifft,
werden die Metallpartikel 40 innerhalb des Kissens 30 gefangen
und nicht zur elektrischen Schaltungsanordnung 20 innerhalb
der Hülle
freigesetzt.
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In 6 ist
das Partikelfängerkissen 30 gemäß einer
Ausführungsform
mit einer auf dessen Oberseite ausgebildeten Klebschicht 32 dargestellt. Das
Partikelfängerkissen 30 ist
laut Darstellung rechtwinkelig ausgebildet. Man sollte jedoch erkennen,
dass das Partikelfängerkissen 30 in
irgendeiner von mehreren Formen und Größen ausgeführt sein kann, vorausgesetzt
dass das Kissen 30 weich und ausreichend tief und breit
ist, um an einer Oberfläche zu
haften und die Metallpartikel zu fangen, die während des gewindeformenden
Vorgangs erzeugt werden. Demgemäß eliminiert
oder reduziert die Elektronik-Baugruppe 10 der vorliegenden
Erfindung in vorteilhafterweise Weise das Vorhandensein von Metallfeilstaub
oder -spänen
innerhalb einer Elektronik-Baugruppe, die ansonsten die elektrische
Schaltungsanordnung nachteilig beeinflussen könnten.
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Obgleich
die Elektronik-Baugruppe 10 hierin in Verbindung mit einer
Befestigungsschraube 26, die an einem Loch 24 in
einem ersten und zweiten Gehäusebauteil 12 und 16 angreift,
dargestellt und beschrieben ist, sollte man erkennen, dass die Befestigungsschraube 26 sich
in ein Loch 24 erstrecken kann, das in einem beliebigen
des ersten und zweiten Bauteils mit einem dem Loch 24 benachbart
angeordneten Partikelfängerkissen 30 zum
Fangen von Partikel 40 ausgebildet ist. Zum Beispiel können das erste
und zweite befestigte Bauteil innerhalb des Gehäuses vorgesehene Halterungen
aufweisen.
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Es
versteht sich für
diejenigen, die die Erfindung in die Praxis umsetzen, und den Fachmann, dass
verschiedene Modifikationen und Verbesserungen an der Erfindung
vorgenommen werden können, ohne
vom Geist des offenbarten Konzepts abzuweichen. Der gewährte Schutzumfang
soll durch die Ansprüche
und durch den nach dem Gesetz zulässigen Umfang der Interpretation
bestimmt sein.