-
GEGENSTAND
DER ERFINDUNG
-
Der
Gegenstand der Erfindung ist eine Rahmenstruktur gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft Rahmenstrukturen insbesondere
von Mobilstationen und anderem klein gebauten transportablen Equipment,
das bei hohen Frequenzen arbeitet.
-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Mobiltelefone
verwenden Rahmen- oder Gehäusestrukturen,
an welchen die gedruckte Schaltungsplatte des Telefons befestigt
ist, wobei die Rahmenstruktur allgemein durch Formgießen, typischerweise
Druckgießen,
durch Tiefziehen, durch Biegen eines Metallblechs oder aus mit Kunststoff
beschichtetem Metall hergestellt wird. Üblicherweise enthält die Rahmenstruktur
Partitionen, die die Komponenten oder Komponentengruppen, die an
der gedruckten Schaltungsplatte der Vorrichtung montiert sind, voneinander
separiert, wobei die Partitionen ebenfalls ein RF-Schild bilden, um
die Leistung der Funkfrequenzstrahlung zu verringern, die von der
Komponente oder Komponentengruppe empfangen oder emittiert wird.
Typischerweise machen die Partitionen den Rahmen steifer.
-
Der
Zweck der Rahmenstruktur ist typischerweise, die internen Komponenten
der Vorrichtung zu schützen
und zusätzlich
die gedruckte(n) Schaltungsplatte oder -platten und andere Komponenten der
Vorrichtung zu halten sowie ein Ausbreiten jeglicher störender Strahlung,
die durch die Vorrichtung erzeugt wird, in die Umgebung zu verringern.
Ein Zweck des Rahmens ist es auch, die Komponenten der Vorrichtung
vor externen elektromechanischen Interferenzquellen oder -signalen
zu schützen,
die an die Komponenten gekoppelt werden.
-
Bislang
gibt es viele bekannte Weisen, um Komponenten, wie gedruckte Schaltungsplatten
oder entsprechendes, an der Rahmenstruktur zu befestigen. Gewinde
können
in der Rahmenstruktur, insbesondere in ihren Partitionen, oder in
Stiften erstellt werden, die in der Rahmenstruktur separat bestehen, so
dass das Befestigen mit Schrauben vorgenommen werden kann. Da die
Rahmenstrukturen oft sehr dünn
hergestellt sind, um das Gewicht der Vorrichtung zu minimieren,
müssen
die Partitionen oft mit Ausbauchungen um die Gewinde ausgestattet
sein, so dass es ausreichend Material um die Gewinde gibt, um ein
festes Befestigen zu erzielen. Eine solche Lösung ist in der Anmeldungsveröffentlichung EP-391
020 angegeben, die eine Mobiltelefon-Rahmenstruktur präsentiert.
Bei der durch die Veröffentlichung
präsentierten
Lösung
sind Partitionen in Verbindung mit der Rahmenstruktur ausgebildet,
so dass die Partitionen verdickte Stellen in Partitionsecken und
-enden haben, die ein Befestigen mit einer Schraube ermöglichen.
Bei einer Lösung
dieser Art sind die Komponenten an dem Rahmen mit Hilfe von Schrauben
befestigt, was die Herstellung der Rahmenstruktur und den Zusammenbau
des Equipments verkompliziert. Zuerst muss der Rahmen formgegossen
werden, wonach die erforderlichen Gewinde an verschiedenen Stellen
der Struktur ausgebildet werden müssen. In der Zusammenbauphase
muss die gedruckte Schaltungsplatte genau positioniert werden, so
dass die Befestigungslöcher
in der gedruckten Schaltungsplatte genau mit den Gewinden ausgerichtet
sind, und dann müssen
die Schrauben einzeln eingeschraubt werden. All dies führt zu einer großen Anzahl
von Arbeitsschritten, die wesentliche Kosten bei der Massenproduktion
verursachen.
-
Die
Verwendung von Schrauben zum Befestigen von gedruckten Schaltungsplatten
und anderen Komponenten bedeutet, dass ihre entsprechenden Gewinde
einen gesonderten Raum in der Rahmenstruktur und einen entsprechenden
Raum auch an der gedruckten Schaltungsplatte erfordern, die an jenem
Platz befestigt werden soll, so dass eine Komponente, die an der
gedruckten Schaltungsplatte befestigt ist, nicht zwischen der gedruckten
Schaltungsplatte und dem Befestigungspunkt eingeklemmt wird. Somit
verbraucht eine Schraubenbefestigung eine wesentliche Fläche an der
gedruckten Schaltungsplatte.
-
Bei
der Massenproduktion von Mobilstationen und entsprechenden Vorrichtungen
ist es wesentlich, dass es eine minimale Anzahl von Arbeitsschritten
gibt, und dass sie so schnell wie möglich ausgeführt werden
können.
Ferner ist eine maximal effiziente Verwendung der Fläche der
gedruckten Schaltungsplatte bei klein gebauten Vorrichtungen von
primärer
Bedeutung. Solche Vorrichtungen müssen auch so leicht wie möglich sein,
wobei es ein Ziel ist, die Komponenten der Vorrichtung aus Materialien herzustellen,
die so dünn
und leicht wie möglich
sind, aber dessen ungeachtet muss die resultierende Vorrichtung
so steif wie möglich
sein und Schlägen,
Verschleiß und
Torsion widerstehen.
-
Rahmenstrukturen
wurden zum Beispiel aus Kunststoffen hergestellt, an deren Oberfläche ein dünner Metallfilm
gebildet ist, um elektrische Schutzcharakteristika zu erhalten.
Kunststoff ist ein leichtes Material, aber ein Problem ist die niedrige
Steifigkeit von Kunststoffstrukturen. In solchen Fällen kann
die Steifigkeit mit der Hilfe von Partitionen erhöht werden,
aber dann muss die Größe der Vorrichtung
aufgrund des Raums erhöht
werden, der durch solche gesonderten verstärkenden Strukturen erforderlich ist.
-
Magnesium
wurde ebenfalls als Material für Rahmenstrukturen
verwendet. Vorteile von Magnesium sind seine Leichtigkeit, die Steifigkeit
der daraus hergestellten Strukturen und auch eine Möglichkeit, vielseitige
Formen zu realisieren. Nachteile des Magnesiums sind andererseits
eine niedrige Beständigkeit
gegen Korrosion und die hohen Kosten, und die Gewindebohrungen verursachen
Stabilitätsprobleme.
Ferner muss ein Rahmen, der aus Magnesium besteht, beschichtet sein,
was einen gesonderten Arbeitsschritt verursacht. Die Beschichtung
verschlechtert auch die elektrischen Charakteristika des Magnesiumrahmens,
weil die Beschichtung Verluste verursacht.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben angegebenen Nachteile
zu eliminieren. Ein Ziel der Erfindung ist auch eine einfache, billige
und haltbare Struktur. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine
Rahmenstruktur zu realisieren, die geeignet ist, in Mobilstationen
und anderen entsprechenden Vorrichtungen verwendet zu werden, die
hohe Frequenzen nutzen, wobei die Rahmen eine robuste und steife
Struktur haben müssen,
die als eine effiziente Barriere gegen elektromagnetische Strahlung
wirkt und an welcher die Komponenten der Vorrichtung in einer einfachen,
leichten und zuverlässigen
Weise befestigt oder fixiert werden können.
-
Die
Ziele der Erfindung werden erhalten durch Bilden der Rahmenstruktur
durch Extrusion und durch Bilden der Befestigungs- oder Fixiereinrichtungen,
die zum Befestigen der Komponenten benötigt werden, während der
Extrusion. Solche Befestigungs- oder
Fixiereinrichtungen sind vorzugsweise stiftartige Vorsprünge, die
zu einer Niete gepresst werden können,
was die Komponente fixiert. Solche Befestigungs- oder Fixiereinrichtungen
können
auch streifenartige Klemm- oder Klammerränder sein, die über die
Ränder
der Komponente gebogen werden. Mit Hilfe der Fixiereinrichtungen
dieser Art ist es gleichzeitig möglich,
sowohl eine mechanische Befestigung oder Fixierung als auch einen
guten elektrischen Kontakt zwischen der Komponente und der Rahmenstruktur
zu bilden. Während
der Extrusion ist es auch möglich,
Teile, die aus anderen Materialien beste hen, an der Rahmenstruktur
zu befestigen, wie Befestigungs- oder
Fixiereinrichtungen verschiedener Arten und andere Komponenten,
wie Antennen.
-
Die
Rahmenstruktur gemäß der Erfindung
ist durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruches
betreffend die Rahmenstruktur angegeben ist. Die Erfindung betrifft auch
eine Vorrichtung, die durch das gekennzeichnet ist, was in dem kennzeichnenden
Teil des unabhängigen
Anspruchs betreffend die Vorrichtung angegeben ist. Ferner betrifft
die Erfindung ein Verfahren, die durch das gekennzeichnet ist, was
in dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs betreffend das
Verfahren angegeben ist. Die abhängigen
Ansprüche
geben weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung wieder.
-
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann eine Nietenbefestigung als der Fixier- oder Befestigungsmechanismus
wirken, der die Schraubenbefestigung ersetzt. Dann werden die Nieten
zusammen mit den Partitionen extrudiert, die zu der Struktur gehören, wobei
die Nieten als Vorsprünge
hergestellt werden, die von den Partitionen aufwärts gerichtet sind und eine
Dicke haben, die dieselbe wie jene der Partition sein kann. In Verbindung mit
der Befestigung der gedruckten Schaltungsplatte wird die freie Fläche der
durch die Partitionen separierten Kompartments nicht aufgrund der
Fixier- oder Befestigungseinrichtungen verringert und kann die Fläche der
gedruckten Schaltungsplatte im Vergleich zur herkömmlichen
Verwendung von Schrauben effektiver für Komponenten genutzt werden.
Ein separater Arbeitsschritt, um das Befestigen zu ermöglichen,
zum Beispiel Verschrauben, wird vermieden, weil die Befestigungs-
oder Fixiereinrichtungen bereits während der Extrusion gebildet
werden. Die Verwendung von Nieten, die in den Rahmen integriert sind,
erleichtert auch die Zusammenbauphase, weil es kein Erfordernis
gibt, separate Befestigungseinrichtungen zu montieren. Das Zusammendrücken einer
Niete ist im Vergleich zum Drehen einer Schraube ebenfalls ein schneller Schritt.
Eine der Einrichtungen, die während
der Extrusion gebildet werden, kann auch so kurz belassen werden,
dass sie nicht dicker als die gedruckte Schaltungsplatte ist, wobei diese
Einrichtungen nur als Ausrichteinrichtungen wirken. Die Nieten können gleichzeitig
als Kontakteinrichtungen an der gedruckten Schaltungsplatte wirken,
wobei die Nieten einen elektrischen Kontakt zwischen der Rahmenstruktur
und der zu befestigenden Komponente bilden. Ferner kann die Nietenbefestigung
angewandt werden, um mehrere verschiedene Materialien zu befestigen.
Mit der Hilfe der Nietenlösung
gemäß der Erfindung
ist es möglich,
sowohl harte Materialien, wie Metalle, als auch weiche Materialien,
wie Kunststoffe zu befestigen. Vernieten ist für extrudierte Materialien gut
geeignet, weil sie leicht zu behandeln sind, so dass das Extrusionsmaterial
fast immer ein geeignetes Material für Nieten ist.
-
Vorzugsweise
können
die Befestigungs- oder Fixiereinrichtungen integral mit dem Rahmenstrukturmaterial
sein, wobei das extrudierte Stück
aus einem einzigen Rohling gebildet wird. Die Befestigungs- oder
Fixiereinrichtungen können
auch ein separates Teil sein, das während der Extrusion an der
Struktur befestigt wird. Ein solches Stück, das während der Extrusion befestigt
wird, kann zum Beispiel ein Nietenrohling oder ein Gewindestift
sein, der als Befestigungs- oder Fixiereinrichtungen verwendet werden
kann. Auch andere erforderliche Komponenten, wie Antennen, Verbinder
oder Tragebandhalter und entsprechende Komponenten können während der
Extrusion befestigt werden.
-
Ein
separates Teil, das während
der Extrusion fixiert oder befestigt wird, kann vorteilhafterweise zum
Beispiel verwendet werden, wenn eine bestimmte Stelle Materialcharakteristika
erfordert, die vom Rest der Rahmenstruktur abweichen. Das befestigte Teil
kann von dem extrudierten Material zum Beispiel hinsichtlich Verschleißfestigkeit,
Leitfähigkeit
oder Härte
abweichen, wobei zwei Materialien mit verschiedenen Charakteristika
zuverlässig
kombiniert werden können,
wenn das separate Teil während
der Extrusion an der Struktur befestigt wird.
-
Das
Befestigen des separaten Teils wird auch keinen gesonderten Raum
benötigen,
weil das Teil im wesentlichen am Inneren der Rahmenstrukturwand
befestigt ist. Das Befestigungsverfahren der Erfindung schafft eine
starke Verbindung und ein schnelles Befestigen.
-
Eine
weitere Möglichkeit,
Befestigungs- oder Fixiereinrichtungen während der Extrusion zu bilden, ist
es, Streifen oder Klemmränder
am Rand der Rahmenstruktur herzustellen, wobei diese Streifen oder Ränder zum
Beispiel gebogen werden, indem sie in irgend einer Weise über den
Rand der zu befestigenden Komponente gewalzt oder gepresst werden. Dann
klammert ein gewalzter Rand die fixierte Komponente fest gegen den
Rand des Rahmens. Die Befestigungs- oder Fixiereinrichtungen können sich über den
gesamten Rand erstrecken oder kürzer
als der Rand sein, wobei es eine oder mehrere solcher Einrichtungen
an demselben Rand geben kann. Indem die Fixier- oder Befestigungseinrichtungen
gemäß der Erfindung
an entgegengesetzten Rändern des
Rahmens erstellt werden, wird eine feste Befestigung erhalten, die
gleichzeitig die gesamte Struktur versteift. Wenn eine gedruckte
Schaltungsplatte an dem Rahmen durch Walzen festgeklammert wird, wirkt
die gedruckte Schaltungsplatte auch als eine Stützstruktur für die gesamte
Struktur. Gleichzeitig ist es möglich,
einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Rahmen und der festgeklammerten
oder -geklemmten Komponente zu erzielen.
-
Bei
verschiedenen Ausführungsbeispielen der
Erfindung können
die oben angegebenen Fixier- oder Befestigungsverfahren frei in
derselben Struktur kombiniert werden. Zum Beispiel kann die Befestigung
einer Komponente, die zu befestigen ist, im zentralen Teil durch
Vernieten erzeugt werden und können
die Ränder
durch Walzen geklemmt oder geklammert werden. Eine solche Struktur
bildet eine außerordentlich
steife, zuverlässige
und vorteilhafte Befestigungslösung
zum Befestigen einer Komponente.
-
Zusätzlich zum
Befestigen von gedruckten Schaltungsplatten können die Befestigungseinrichtungen
gemäß der Erfindung
verwendet werden, um auch andere Komponenten, wie Antennen, Anzeige- und
Tastatureinheiten, groß gebaute
separate Komponenten und Hybridmodule zu fixieren oder befestigen.
-
Während der
Extrusion wird das extrudierte Material gezwungen, durch ein Werkzeug
oder längs des
Werkzeuges zu rutschen, so dass es gemäß dem Extrusionsprofil des
Werkzeugs geformt wird. Extrusionsverfahren sind in zwei Klassen
unterteilt: direkte Extrusion und indirekte Extrusion. Bei der direkten
Extrusion rutscht oder gleitet das Produkt in der Richtung des Schiebers.
Die direkte Extrusion wird hauptsächlich verwendet, um lange
Profilstäbe herzustellen.
Bei der indirekten Extrusion gleitet oder rutscht das Produkt gegen
die Schieberrichtung, was z. B. einen Körper mit einer Schüsselform
formt. Zum Beispiel werden Aluminium, Kupfer, Messing, Zink, Blei
und auch einige Stahlgrade als Rohmaterialien verwendet. Jedoch
sind die üblichsten
und am meisten verwendeten Materialien Aluminium und seine Legierungen.
Die Extrusion kann entweder als Heißextrusion oder als Kaltextrusion
ausgeführt
werden, wobei jedoch die Rohlinge vor einer Extrusion auf einen
weichen Zustand erhitzt werden, um die Formgebungscharakteristika
zu erhöhen.
-
Das
Design von verschiedenen Vorrichtungen kann wesentlich mit Hilfe
der Rahmenstruktur gemäß der Erfindung
vereinfacht werden, weil es mit der Hilfe des Extrusionsverfahrens
möglich
ist, eine große
Vielfalt von verschiedenen Schutz- und Befestigungseinrichtungen
in einem Herstellungsschritt zu erzeugen. In einem Herstellungsschritt
ist es möglich,
nicht nur die gewünschte
Form des extrudierten Produktes sondern auch die Fixier- oder Befestigungseinrichtungen
zu erhalten, die zum Befestigen der Komponenten erforderlich sind,
die an der Struktur befestigt oder fixiert werden sollen. Gleichzeitig
ist es möglich,
eine Struktur zu formen, die in Kompartments unterteilt ist, deren
Partitionen die Struktur steifer machen.
-
Gleichzeitig
ist es möglich,
jegliche erforderlichen Ausrichtstifte in der Gehäusestruktur
herzustellen, um den Zusammenbau zu erleichtern. Alles dies wird
durch eine geeignete Werkzeugauswahl erzielt, wobei es einfach ist,
verschiedene Formen sowohl schnell als auch zuverlässig nur
durch Ändern von
Werkzeugen herzustellen. Das Material kann gemäß der Anwendung gewählt werden.
Es ist zum Beispiel möglich,
aus Aluminium und seinen Legierungen verschiedene Strukturen herzustellen,
die hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit
optimiert sind. Aus Metallen, zum Beispiel dem oben angegebenen
Aluminium oder Aluminiumlegierungen, ist es auch möglich, dichte
Strukturen herzustellen, die als RF-Schilde wirken.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
Erfindung ist unten mit Hilfe einiger Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Figuren beschrieben, in welchen
-
1 eine
extrudierte Gehäusestruktur
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt,
-
2 einen
Schnitt der Struktur von 1 zeigt, worin eine befestigte
Komponente montiert ist,
-
3 Beispiele
von verschiedenen Nietenmodellen zeigt, die bei Gehäusestrukturen
gemäß der Erfindung
verwendet werden,
-
4 eine
Weise gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zum Befestigen von Komponenten mit der Hilfe von speziellen
Klammer- oder Klemmrändern
zeigt,
-
5 eine
Weise gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zum Befestigen von Komponenten mit der Hilfe von sowohl
Klammer- oder Klemmrändern
als auch Nieten zeigt,
-
6 eine
Weise gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zum Befestigen eines Antennenelements mit der Hilfe
einer Nietenbefestigung zeigt,
-
7 eine
Weise gemäß einem
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zum Befestigen eines Antennenelements mit der Hilfe
einer Nietenbefestigung zeigt,
-
8 eine
Weise gemäß einem
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zum Befestigen eines Antennenelements mit der Hilfe
einer Nietenbefestigung zeigt,
-
9 eine
Weise gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zum Befestigen von Komponenten während der Extrusion zeigt,
-
10 eine
Weise gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zum Befestigen von mehr als einer Komponenten an einer
Gehäusestruktur
gemäß der Erfindung
zeigt,
-
11 eine
Weise gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zum Befestigen von mehr als einer Komponenten an einer
Gehäusestruktur
gemäß der Erfindung
zeigt,
-
12 eine
Weise gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zum Befestigen von mehr als einer Komponente oben
aufeinander mit der Hilfe einer Nietenbefestigung zeigt,
-
13 eine
Weise gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung zum Befestigen von mehr als einer Komponente oben
jeweils aufeinander zeigt,
-
14 eine
Antennen- und Gehäusestruktur gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt,
-
15 einen
Querschnitt der Struktur in der 14 zeigt,
-
16 einen
Querschnitt einer Gehäusestruktur
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt,
-
17 das
Ausführungsbeispiel
von 16 zeigt,
-
18 einen
Querschnitt einer Gehäusestruktur
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt,
-
19 das
Ausführungsbeispiel
von 18 zeigt, und
-
20 einen
Querschnitt einer Gehäusestruktur
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
-
Dieselben
Bezugszeichen und Markierungen sind für entsprechende Teile in den
Figuren verwendet.
-
BESCHREIBUNG
VON EINIGEN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
DER ERFINDUNG
-
Die 1 präsentiert
eine extrudierte Rahmenstruktur gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei Vorsprünge 2 und Ausrichtstifte 20 in
der Struktur während
der Extrusion für
die Befestigung einer gedruckten Schaltungsplatte oder irgend einer
anderen Komponente und zum Erzeugen einer elektrischen Verbindung
zwischen der Komponente und der Rahmenstruktur ausgebildet sind.
Das Innenvolumen des Rahmens ist durch die Partitionen 5 in
Sektionen 4 unterteilt. Die Rahmen struktur enthält auch
Seitenwände 3.
Ein Querschnitt längs
der Linie A-B ist in der 2 gezeigt.
-
Die 2 zeigt
einen Schnitt der Rahmenstruktur gemäß dem Ausführungsbeispiel in der 1 längs der
Linie A-B. Die 2 zeigt auch eine erste Komponente 6,
hier zum Beispiel einige gedruckte Schaltungsplatte, die in der
Rahmenstruktur 1 angeordnet ist. Die gedruckte Schaltungsplatte 6 hat
Löcher 2' an Punkten,
die den Vorsprüngen 2 entsprechen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
wirken solche Vorsprünge
als Nieten, die durch Kompression die gedruckte Schaltungsplatte 6 an
der Rahmenstruktur 1 befestigen können und eine elektrische Verbindung
zwischen der Rahmenstruktur und der gedruckten Schaltungsplatte
bilden. Die 2 zeigt auch eine Halterung 20,
und solche Halterungen können
verwendet werden, um die gedruckte Schaltungsplatte oder die Komponente 6 in
der in der 2 gezeigten Weise zu halten.
Die Halterungen 20 können
auch als Ausrichtstifte 20 verwendet werden, die das Ausrichten
der gedruckten Schaltungsplatte in die richtige Befestigungsposition
unterstützten,
insbesondere wenn die gedruckte Schaltungsplatte genau in einer
gewünschten
Position sein muss. Dann kann die gedruckte Schaltungsplatte oder
Komponente 6 eine Ausnehmung oder ein Loch haben, die/das
genau der Form der Halterung 20 entspricht, wodurch die
Halterung 20 die gedruckte Schaltungsplatte oder Komponente 6 in
die richtige Lage und Position ausrichtet. Die Halterungen und/oder
Ausrichtstifte 20 können
speziell vorteilhafter Weise auch bei solchen Ausführungsbeispielen verwendet
werden, wo keine Vorsprünge 2,
die in die Löcher 2' ausgerichtet
sind, für
das Befestigen der Komponente 6 verwendet werden, wodurch
die Vorsprünge 2 beim
Positionieren der Komponente in die richtige Position nicht helfen.
In der 2 gibt es auch zweite Komponenten 16,
die an der gedruckten Schaltungsplatte 6 innerhalb des
RF-abgeschirmten Raumes 4 zwischen der gedruckten Schaltungsplatte und
der Rahmenstruktur befestigt sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann es null, eine oder mehrere Partitionen 5 geben,
die den Raum zwischen der gedruckten Schaltungsplatte oder anderen
Komponente 6 und der Rahmenstruktur in Teile unterteilt,
wovon wenigsten einer ein RF-abgeschirmter Raum ist.
-
Die 3 zeigt
Beispiele von verschiedenen Nietenformen, die mit Hilfe der Vorsprünge 2 realisiert
werden können.
Die obere Reihe von 3 zeigt einen Querschnitt jeder
Nietenform, und die untere Reihe zeigt die entsprechende Nietenform
von der Seite der Komponente 6 aus betrachtet. Bei der Nietenform
A ist die Niete durch Pressen mit einem konkaven Werkzeug gebildet,
wodurch der Nietenkopf rund wird. Die Form B ist durch Biegen des
Endes des Vorsprungs 2 zu einer Seite gebildet. Die Form
C ist wiederum durch Pressen verschiedener Teile des Endes des Vorsprungs
zu verschiedenen Seiten gebildet. Zu beachten ist, dass die Nietenformen
in 3 nur Beispiele von einigen Nietenformen sind,
die durch Extrusion realisiert werden können, und die Erfindung nicht
auf die Verwendung von nur diesen Nietenformen beschränkt ist.
-
Die
Nietenformen von 3 stellen auch verschiedene
mögliche
exemplarische Formen der Vorsprünge 2 dar.
Ein Vorsprung kann zum Beispiel ein Zylinder gemäß der Nietenform A oder ein
rechtwinkliges Prisma gemäß den Nietenformen
B und C sein. Die Erfindung ist nicht auf eine spezielle Form des
Vorsprungs 2 beschränkt,
sondern die Vorsprünge 2 können in
vielen verschiedenen Weisen gemäß den Anforderungen
des betreffenden Ausführungsbeispiels
geformt sein.
-
Die 4 zeigt
ein Beispiel eines anderen bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
werden plattenähnliche
Vorsprünge
oder Klemm- oder Klammerränder 7 als
Befestigungseinrichtungen verwendet, wobei die Klammerränder über die
Ränder
der Komponente gebogen sind, die zu montieren ist. Die 4 stellt eine
Reihe von Aktionen dar, um die Komponente an der Rahmenstruktur
zu befestigen. Im Schritt I ist ein Rahmenelement 1 gezeigt,
das Klemm- oder Klammerränder 7 hat.
Die Komponente 6 ist in das Rahmenelement in der im Schritt
II gezeigten Weise angeordnet, und dann werden die Klemmränder 7 über die
Ränder
der Komponente 6 in der im Schritt III gezeigten Weise
gebogen. Die Klemmränder 7 können über die
Ränder
der Komponente 6 zum Beispiel durch Walzen oder durch Pressen
an einer oder mehreren verschiedenen Positionen) oder in jeglicher
anderen bekannten Weise gebogen werden. Die Wand 3 des
Rahmens hat vorzugsweise auch eine Stufe 13, gegen welche
die befestigte Komponente gedrückt
wird. Gleichzeitig können/kann
der gebogene Rand 7 und/oder die Stufe 13 eine
elektrisch leitende Verbindung von dem Rahmen 1 zu der
Komponente 6 bilden. Auf diese Weise kann die Erdungsebene der
gedruckten Schaltungsplatte mit der Rahmenstruktur 1 verbunden
werden, um ein RF-Schild zu bilden, das so dicht wie möglich ist.
Mit der Hilfe solcher Klemmränder
kann eine groß gebaute
Komponente 6, so wie eine gedruckte Schaltungsplatte 6, auch
als ein Versteifer der Rahmenstruktur 1 wirken, was es
den Wänden
der Rahmenstruktur gestattet, dünner
gehalten zu sein und somit eine noch leichtere Vorrichtung als Endprodukt
zu ergeben.
-
Vorteilhafterweise
können
die Klemmränder 7 so
lang wie die Ränder
der befestigten Komponente 6 sein, wodurch eine besonders
robuste Befestigung erzeugt werden kann. Jedoch können die Klemmränder auch
kürzere
Streifen sein, von denen es einen oder mehrere an unterschiedlichen
Seiten der Komponente 6 geben kann. Die Verwendung von kürzeren Streifen
ist vorteilhaft zum Beispiel, wenn die befestigte Komponente einen
gebogenen Rand hat.
-
Die 5 zeigt
eine kombinierte Struktur der oben beschriebenen Fixier- oder Befestigungsmechanismen
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welches zum Festklemmen der gedruckten Schaltungsplatte 6 sowohl
eine Niete, die durch den Vorsprung gebildet ist, als auch ein Walzen
oder Umbiegen der Ränder 7 über die
Ränder
der gedruckten Schaltungsplatte verwendet. Dann ist die gedruckte
Schaltungsplatte durch die Nieten 2 in ihren mittleren
Teilen fest befestigt, und ist ferner die gesamte Struktur verstärkt und
sind die Ränder
der gedruckten Schaltungsplatte von dem gewalzten Rand 7 gehalten.
Die Figur zeigt als ein Beispiel nur eine Niete, jedoch kann die
Anzahl von Nieten gemäß den gewünschten
Befestigungspunkten frei ausgewählt
werden.
-
Die 6 zeigt
eine andere Befestigungsanwendung gemäß der Erfindung, wobei mehr
als eine Komponente mit Befestigungseinrichtungen gemäß der Erfindung
an derselben Rahmenstruktur befestigt werden. Bei dem Beispiel des
Ausführungsbeispiels in
der 6 wird eine Nietenbefestigung verwendet, um das
Antennenelement 8 an der Rahmenstruktur 1 zu befestigen.
Die gedruckte Schaltungsplatte 6 ist an der Rahmenstruktur 1 entweder
durch irgend welche der oben präsentierten
Einrichtungen oder in einer anderen Technik befestigt, wie mit einer
Schraubenbefestigung. Während
der Extrusion der Rahmenstruktur 1 wird ein Vorsprung oder
werden mehrere Vorsprünge 2 ausgebildet,
mit welchen das Antennenelement 8 an dem Rahmen 1 befestigt
wird. Die 6 zeigt ein Beispiel der PIFA-Antennenstruktur
(planare umgekehrte F-Antenne), für die vorgesehen ist, dass
sie innerhalb der äußeren Abdeckung von
mobilen Kommunikationseinrichtungen liegt, wodurch die Antenne von
Außen
nicht sichtbar ist. Die Antenne enthält ein Strahlungselement 8 und
einen Antennenversorgungsstift 9, der an das Leitermuster der
gedruckten Schaltungsplatte 6 angeschlossen ist. Bei dieser
Lösung
ist die Erdungsebene an der gedruckten Schaltungsplatte 6 gebildet,
und das Antennenelement ist zu der Erdungsebene durch die Rahmenstruktur 1 kurzgeschlossen.
-
Die 7 zeigt
ein Verfahren zum Befestigen eines Antennenelements gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Bei dieser Lösung
wirkt die Rahmenstruktur als die Erdungsebene. Das Antennenelement
ist an der Abdeckstruktur 1 an der entgegengesetzten Seite
der Abdeckstruktur verglichen mit der gedruckten Schaltungsplatte 6 befestigt.
Das Antennenelement ist durch den Versorgungsstift 9 mit
der gedruckten Schaltungsplatte 6 verbunden. Die Rahmenstruktur
hat ein Loch 9' an
der Position des Versorgungsstiftes.
-
Die 8 zeigt
ein Verfahren zum Befestigen des Antennenelements gemäß einem
anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Bei dieser Lösung
wirkt die Rahmenstruktur als die Erdungsebene. An der Position der
Antenne hat die Rahmenstruktur eine Ausnehmung oder Stufe von einer
Größe, die
ungefähr
dieselbe wie jene der Antenne ist, und hat eine Tiefe d, die den
Abstand des Antennenelements von der Erdungsebene bildet. Aufgrund
der Struktur gemäß der 8 bildet
das Antennenelement 8 einen sehr niedrigen Vorsprung der Abdeckstruktur.
Das Antennenelement ist mit der gedruckten Schaltungsplatte 6 durch
einen Versorgungsstift 9 verbunden. Die Rahmenstruktur
hat ein Loch 9' an
der Position des Versorgungsstiftes 9.
-
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann ein separates Stück in der Rahmenstruktur während der
Extrusion montiert werden. Die 9 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung
zum Montieren eines Stückes 11 in dem
Rahmen während
der Extrusion. Der Extrusionsrohling 15 hat eine Ausnehmung
oder Öffnung 12 für das separate
Stück 11,
und der Rohling und das Stück 11,
das an der Rahmenstruktur zu befestigen ist, werden zwischen dem
Extrusionsdorn 13 und dem Formkissen 14 vor der
Extrusion angeordnet. Dieser Schritt ist in der 9 als
Schritt I gezeigt. Während
der Extrusion wird der Rohling 15 geformt, so dass er einen
Teil des Stücks 11,
das an der Rahmenstruktur zu befestigen ist, eingeschlossen ist, und
er ist gleichzeitig fest an der richtigen Struktur in der Weise
befestigt, die im Schritt 2 von 9 gezeigt
ist. Das befestigte Stück
kann einen Greifteil 11' haben,
wie in dem Fall der Figur, der in einer Form erzeugt ist, die sicherstellt,
dass das Stück
fest in der extrudierten Struktur gehalten wird.
-
Die 9 zeigt,
wie ein stiftartiges Stück, zum
Beispiel eine Schraube oder jegliche anderen Befestigungseinrichtungen,
an der Rahmenstruktur während
der Extrusion befestigt wird/werden, jedoch kann der befestigte
Teil auch andere Formen haben. Eine Anwendung ist zum Beispiel das
Befestigen einer Antenne an dem Rahmen eines Mobiltelefons mit diesem
Verfahren, wobei zum Beispiel eine Antenne direkt an dem Rahmen
gemäß den 6, 7 oder 8 befestigt
werden kann, und kein gesondertes Vernieten erforderlich ist.
-
Die 10 zeigt
ein solches bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem mehr als eine Komponente 6, 6', 6'' jeweils oben aufeinander an der
Rahmenstruktur 1 befestigt sind. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung
ist es möglich,
zum Beispiel von der Vorrichtung die gedruckte Schaltungsplatte 6,
die Tastatur- oder Anzeigeneinheit 6' und eine Dichtung 6'' zu befestigen. Die Komponenten 6, 6', 6'' sind vorzugsweise in einer geeigneten
Reihenfolge befestigt, wenn die oberen Komponenten keine Öffnungen
zum Pressen der Befestigungsvorsprünge 2 der unteren
Komponenten haben. Die Partitionen 5 oder Plattformen 5 definieren
die Montagehöhe der
Komponenten 6, 6', 6''. Die Komponenten können auch
in mehr als zwei Schichten sein. Zum Beispiel ist es bei einem solchen
Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem die Rahmenstruktur gemäß der Erfindung als eine Rahmenstruktur
einer Hochfrequenzvorrichtung verwendet wird, wie einer Mobilstation,
vorteilhaft, zu der Struktur, wie jener von 10, zum
Beispiel eine Metallplatte als ein RF-Schild zwischen die Tastatureinheit 6' und die gedruckte
Schaltungsplatte 6 hinzuzufügen, so dass die Hochfrequenzsignale
nicht nach Außerhalb
der Vorrichtung von der gedruckten Schaltungsplatte 6 durch
die Öffnung
der Tastatureinheit lecken werden. Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung
ist es auch möglich,
die Abdeckstrukturkomponenten eines anderen Typs als planare Komponenten,
der in der 10 durch eine groß gebaute
einzelne Komponente oder ein solches Modul 6''' exemplifiziert
ist, zu befestigen.
-
Die 11 stellt
ein solches bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar, wobei ein Befestigen mit der Hilfe von sowohl
Vorsprüngen 2 als auch
Klemmrändern 7 in
derselben Vorrichtung verwendet wird. Bei diesem Beispiel ist die
Bodenkomponente 6',
zum Beispiel eine gedruckte Schaltungsplatte 6', mit der Hilfe
von Vorsprüngen 2 befestigt, und
ist die obere Komponente 6, zum Beispiel eine Metallplatte 6,
mit der Hilfe von gebogenen oder gewalzten Klemmrändern 7' befestigt.
-
Die 12 stellt
ein anderes Verfahren gemäß der Erfindung
dar, um mehr als eine Komponente jeweils aufeinander zu befestigen.
Bei dem Ausführungsbeispiel
der 12 ist dies mit der Hilfe von Partitionen 5 oder
schmalen Plattformen 5' realisiert, die
unterschiedliche Höhen
haben. Die Bodenkomponente 6 kann mit der Hilfe von Vorsprüngen 2,
die in den Partitionen 5 ausgebildet sind, befestigt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind die oberen Komponenten mit der Hilfe der Plattformen 5' befestigt.
Die Bodenkomponente 6 kann eine Öffnung für die Plattform 5' haben. Der
Rand der Komponente 6 kann ebenfalls eine Ausnehmung für die Plattform 5' haben, wenn
die Plattform 5' nahe
am Rand der Komponente ist. An den Enden der Plattformen 5' gibt es Vorsprünge 2,
mit deren Hilfe die obere Komponente 6' in ihrer Position befestigt wird.
-
Die 13 stellt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar, wobei dieselbe Plattform 5' für das Befestigen
von mehr als einer Komponente 6, 6' verwendet wird. Beim Schritt I
von 13 ist die Plattform 5' vor einem Montieren dieser Komponenten
gezeigt. Die Plattform 5' hat
eine Stufe 13, 13' für jede Komponente,
die zu befestigen ist. Im Schritt II ist eine erste Komponente 6 auf
der Plattform 5' auf
der unteren Stufe 13' angeordnet.
Im Schritt III ist die erste Komponente an der Plattform 5' durch Pressen
von Plattformmaterial von der Ecke 21 über die Ränder des Befestigungslochs
der Komponente 6 befestigt. Im Schritt IV ist eine zweite
Komponente 6' auf
der Plattform 5' angeordnet,
und im Schritt V ist die zweite Komponente an der Plattform mit
der Hilfe einer Niete befestigt, die durch den Vorsprung 2 gebildet
ist.
-
Ferner
zeigen die 14 bis 20 einige Antennenstrukturen,
die geeignet sind, um in den oben präsentierten Rahmenstrukturen
verwendet zu werden. Diese Antennenstrukturen sind integral mit der
Rahmenstruktur, und sie sind am meisten bevorzugt im wesentlichen
in derselben Weise wie die anderen Einzelheiten der Rahmenstruktur,
wie zum Beispiel die Vorsprünge 2,
während
des Herstellens der Rahmenstruktur gebildet. Bei den Ausführungsbeispielen,
die in den 1 bis 20 gezeigt
sind, ist das Material der Rahmenstruktur am bevorzugtesten Metall,
wie Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Bei diesen Ausführungsbeispielen
kann das Material der Rahmenstruktur auch ein Dielektrikum sein,
wie ein Kunststoff, wenn die Rahmenstruktur mit einer elektrisch
leitenden Schicht, wie einer Metallschicht, wenigstens über die
Fläche
des Strahlers beschichtet ist.
-
Die 14 zeigt
eine Antennen- und Rahmenstruktur gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Die Figur zeigt den Rahmen 1, den Antennenstrahler 8 und
die gedruckte Schaltungsplatte 6 einer Mobilstation oder
einer anderen Vorrichtung, die Hochfrequenz-Funkkommunikation nutzt.
Die Rahmenstruktur 1 und der Strahler 8 bilden
eine einzelne integrierte Komponente. Eine Erdungsebene 18 ist
auf der gedruckten Schaltungsplatte 6 mit der Hilfe eines
elektrisch leitenden Musters gebildet. Die Versorgungsleitung 9 verbindet
die Radiofrequenzsignale von der Versorgungsleitung 19 zu
dem Antennenstrahler 8. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Versorgungsleitung 9 vorzugsweise
als ein Vorsprung der integralen Komponente, die durch den Strahler
und die Rahmenstruktur gebildet ist, realisiert sein. Die Versorgungsleitung kann
auch auf andere Weisen, zum Beispiel durch einen Leiter, der zwischen
eine separate gedruckte Schaltungsplatte und den Strahler eingelötet ist,
realisiert sein. Der Querschnitt der Struktur längs der Linie A-B ist in der 15 gezeigt.
-
Die 15 stellt
die Struktur des Ausführungsbeispiels
in der 14 dar, speziell den Querschnitt
der Struktur längs
der Linie A-B. Die Figur zeigt von der Vorrichtung die gedruckte
Schaltungsplatte 6, die Versorgungsleitung 9 und
den Antennenstrahler 8 und die Rahmenstruktur 1,
die einen integralen Körper
bilden, der Partitionen 5 enthält, die die gedruckte Schaltungsplatte 6 halten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
kann die Versorgungsleitung 9 als ein Teil des integralen
Körpers,
der den Strahler und die Rahmenstruktur bildet, realisiert sein.
-
Die 16 stellte
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Strahler
oder Radiator 8 der Antennenstruktur in einer anderen Ebene
als die Rahmenstruktur 1, leicht außerhalb der Rahmenstruktur. Ein
Strahler dieses Typs kann in der Rahmenstruktur 1 zum Beispiel
nach der Herstellung durch Einschneiden eines Schlitzes entsprechend
den Rändern
des Strahlers in die Rahmenstruktur und Biegen des Strahlers nach
außerhalb
der Rahmenstruktur gebildet werden. Jedoch ist die Erfindung nicht
auf ein Ausführungsbeispiel
dieses Typs beschränkt,
sonder die Struktur, die durch den Strahler 8 gebildet
ist, und die Rahmenstruktur 1 in der 16 können zum
Beispiel durch Formgießen
ebenfalls in einem Schritt hergestellt werden. Die Figur zeigt auch
die gedruckte Schaltungsplatte 6 der Vorrichtung, die Versorgungsleitung 9 und
die Partition 5, die die gedruckte Schaltungsplatte 6 trägt.
-
Die 17 ist
eine perspektivische Ansicht, die das Ausführungsbeispiel von 16 darstellt. Die
Figur zeigt die Rahmenstruktur 1 und den Strahler 8,
der einen Vorsprung davon bildet. Der Querschnitt, der in der 16 gezeigt
ist, repräsentiert
die Linie A-B in der 17.
-
Die 18 stellt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Strahler 8 im
wesentlichen in derselben Ebene wie die Seite der Rahmenstruktur 1. Die
Rahmenstruktur 1 hat eine Ausnehmung an der Position des
Strahlers 8. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Erdungsebene
vorzugsweise auf der gedruckten Schaltungsplatte 6 ausgebildet.
Die Figur zeigt auch die Versorgungsleitung 9 und eine
Partition 5, die die gedruckte Schaltungsplatte 6 trägt.
-
Die 19 ist
eine perspektivische Ansicht, die das Ausführungsbeispiel von 18 darstellt. Die
Figur zeigt die Rahmenstruktur und den Strahler 8, der
einen Vorsprung der Rahmenstruktur bildet. Der Querschnitt, der
in der 18 gezeigt ist, gibt die Linie
A-B in der 19 wieder.
-
Die 20 zeigt
einen Querschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
wirkt die Seite der Rahmenstruktur als die Erdungsebene der Antennenstruktur.
-
Gemäß dem gewünschten
Material und den Herstellungstechniken kann der Strahler 8 zum
Beispiel in die Position gebogen werden, die in der 20 gezeigt
ist. Der Körper,
der von der Rahmenstruktur und dem Strahler gebildet ist, kann auch direkt
in die durch die 20 gezeigte Form gussgeformt
werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel
enthält
die Rahmenstruktur ein Loch 9' für die Versorgungsleitung 9,
wodurch die Versorgungsleitung von der gedruckten Schaltungsplatte 6 zu
dem Strahler 8 durch dieses Loch gerichtet werden kann.
-
Die
Abdeckstruktur gemäß der Erfindung
ist insbesondere gut geeignet für
Abdeckstrukturen von Mobilstationen. Die Antenne der Mobilstation
kann zum Beispiel auf die Weisen, die durch die 6, 7, 8 oder 9 gezeigt
sind, befestigt werden, und die gedruckte Schaltungsplatten, die
Anzeige- und Tastatureinheiten können
zum Beispiel in der Weise befestigt sein, die in der 10 gezeigt
ist, oder in jeglicher anderen Weise, die in dieser Anmeldung gezeigt
ist. Die Antennenstruktur, die in den Abdeckstrukturen gebildet
ist, die in den 14 bis 20 gezeigt
sind, sind insbesondere gut geeignet, in Verbindung mit Mobilstationsrahmenstrukturen realisiert
zu werden.
-
Die
Nietenbefestigung ist fest, arbeitet zuverlässig und ist leicht realisiert.
Eine Niete ist auch eine dauerhafte Verbindung, die sich nicht löst, was
möglich
ist, wenn zum Beispiel eine Schraubenbefestigung verwendet wird.
-
Oben
wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf wenige ihrer bevorzugten
Ausführungsbeispiele
beschrieben, es ist aber offensichtlich, dass die Erfindung auf
viele verschiedene Weisen entsprechend der erfinderischen Ideen
modifiziert werden kann, die durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Zum Beispiel
ist es, selbst wenn die Komponente, die zu befestigen ist, vorzugsweise
flach ist, auch möglich,
andere Arten von Komponenten an der Abdeckstruktur gemäß der Erfindung
zu befestigen, wie Transformatoren, die mit flachen Befestigungsbeinen versehen
sind. Die Komponente kann auch aus demselben Material wie die Rahmenstruktur
sein, zum Beispiel bei einem Ausführungsbeispiel, wobei eine Aluminiumplatte
für das
RF-Schild an eine
Aluminiumrahmenstruktur mit der Hilfe biegbarer Klemmränder festgeklemmt
ist. Eine ausgezeichnete mechanische und elektrische dichte Verbindung
wird mit diesem Befestigungsverfahren erhalten. Jegliches extrudierbare
Material gemäß den Erfordernissen
der speziellen Anwendung kann als das Abdeckstrukturmaterial verwendet
werden. Wenn ein nichtleitendes Material als das Abdeckstrukturmaterial
verwendet wird, muss eine Schicht aus leitendem Material auf die
Abdeckstruktur aufgebracht werden, um ein RF-Schild gemäß der Erfindung
zu bilden. Auch beschränkt
die Erfindung die Verwendung von herkömmlichen Befestigungsverfahren,
wie Schraubbefestigung, bei den Strukturen nicht, die die Erfindung nutzen.