DE7820391U1

DE7820391U1 - Ortsbewegliches elektrisches Gerät mit eingebauter Leiterplatte

Info

Publication number: DE7820391U1
Application number: DE19787820391
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-07-06
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 1979-10-25

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT VPA

Berlin und München 78 P 6 1 2 1 BRD

5 Ortsbewegliches elektrisches Gerät mit eingebauter Leiterplatte.

Die Erfindung betrifft ortsbewegliche elektrische Geräte, insbesondere Fernsprechgeräte, mit wenigstens einer im Gehäuseinnenraum aufgenommenen, mit elektrischen Bauelementen versehenen, starren Leiterplatte.

Massearme Bauelemente, (z.B. kleine elektrische Widerstände, Kondensatoren,) sind bei den üblichen Leiterplatten für den Einbau in ortsbewegliche Geräte mittels ihrer galvanischen Lötanschlüsse auch mechanisch ausreichend fest mit der Leiterplatte verbunden. Bei größeren, der Leiterplatte unmittelbar zugeordneten Bauelementen, deren Masse etwa der Masse der übrigen Leiterplatte entspricht oder darüber hinausgeht, ist man bekanntermaß en bestrebt, die Lötverbindungen durch zusätzliche mechanische Haltemittel zu ergänzen. So werden z.B. Haltebügel angebracht, die die betreffenden Bauelemente übergreifen und in der Leiterplatte durch

Mur 1 Ky / 30.6.1978

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Umbiegen ihrer sie durchsetzenden freien Enden festgelegt sind.

So bestückte Leiterplatten sind in ortsbeweglichen elektrischen Geräten meist solide an Gehäuse- und/oder Basisteilen befestigt, und zwar bekanntermaßen sowohl durch Schraubverbindungen als auch durch die Leiterplatte in bestimmten Bereichen unterstützende, ihre Lage bestimmende Vorsprünge an Gehäuseteilen. Darüberhinaus ist es auch bekannt, in die Leiterplatte eingelötete Bauele- ^ mente mit größerer Masse ihrerseits zusätzlich mittels an Basis- und/oder Gehäuseteilsn vorgesehener Stützelemente, z.B. Rippen, Vorsprünge, oder auch mittels die Leiterplatte durcnsetzender, in Basis- oder Gehäusetei-Ie eingreifender Schrauben in ihrer Lage im Gehäuse zu fixieren.

Alle diese Maßnahmen zielen darauf ab, Relativbewegungen zwischen der jeweiligen Leiterplatte und den mit ihr verbundenen Bauelementen mit größerer Masse zu unterbinden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei mechanischer Schockbeanspruchung des Gerätes,z.B. beim "Auf-- r den-Boden-Fallen", eine gewisse Relativbewegung der

Bauelemente mit größerer Masse gegenüber der Leiterplatte bzw. dem Gehäuse durch die genannten Befestigungsmittel nicht völlig auszuschließen ist, während ci-e Leiterplatte selbst offenbar ausreichend gegen Relativbewegungen gegenüber dem Gehäuse abgefangen ist. Es finden demnach also bei Schockbeanspruchungen Relativbewegungen zwischen Bauelement und Leiterplatte statt, die häufig Bruchschaden an der Leiterplatte sowie gleichzeitig Unterbrechung einiger Leiterbahnen zur Folge haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einwirkung mechanischer Schockbeanspruchung auf in ortsbewegli-

6 12 1 BRD chen Geräten eingebaute, mit Bauelementen bestückte Leiterplatten zu reduzieren.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leiterplatte schwimmend, das heißt in wenigstens einer Ebene in Grenzen beweglich im Gehäuse angeordnet ist, wobei Bauelemente mit größerer Masse ausschließlich über ihr*¹ den galvanischen Anschluß bewirkenden Lötstifte mit der Leiterplatte verbunden, mechanisch dagegen unabhängig von der Leiterplatte, direkt an Basis- und/oder Gehäuseteilen des Gerätes befestigt sind. Bei einer derartigen Anordnung hat die Leiterplatte die Möglichkeit, den Relativbewegungen der Bauelemente mit größerer Masse elastisch sowie durch Lageveränderung weitgehend nachzugeben. Es gelingt auf diese Weise, die Häufigkeit von Bruchschäden an der Leiterplatte bei Schockbeanspruchung merklich zu verringern.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es in den Fällen, in denen der Leiterplatte zugeordnete Bauelemente größerer Masse zwischen zu beiden Seiten der Leiterplatte verlaufenden Stützflächen von Basis- und/oder Gehäuseteilen lagefest eingespannt sind, von Vorteil, in der Leiterplatte jeweils wenigstens eine Bohrung vorzusehen, die von dem betreffenden Bauelement mit einem unmittelbar an der Stützfläche anliegenden Stempel mit Radialspiel durchsetzt isn;. Ein auf diese Weise an Gehäuse- und/oder Basisflächen festgelegtes Bauelement ist, abgesehen von der Lötverbindung mit der Leiterplatte, mechanisch unabhängig von dieser im Gerät gehalten. Das Radialspiel zwischen Stempel und Bohrung ermöglicht eine ^swisse Relativbsws^a-un^cr von Leiterplatte uz?.d Bauelement bei Schockbeanspruchung. Gleichzeitig sorgt die durch die Lötstifte gegebene, an sich elastische Verbindung mit der Leiterplatte für eine Dämpfung dieser in der Ebene der Leiterplatte verlaufenden Bewegung.

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Bewegungen der Bauteile senkrecht zur Ebene der Leiterpl atte sind durch die an Gehäuse- und/oder Basisteilen vorgesehenen Halteelemente vermieden.

Wenn dagegen ein der Leiterplatte zugeordnetes Bauelement mit größerer Masse aus konsturktiven Gründen mit die Leiterplatte durchsetzenden, in Basis- oder Gehäuseteile eingreifenden Schrauben festgelegt sein soll, empfiehlt es sich nach einer anderen Weiterbildung der *' 10 Erfindung, die in der Leiterplatte vorgesehenen, dem * Schraubendurchmesser angepaßten Durchgangsbohrungen jeweils mittels eines, sie im gleichmäßigen Abstand umgebenden, vorzugsweise kreisringförmigen, wenigstens einmal durch einen Steg unterbrochenen Schlitzes zu versehen. Auf diese Weise ist es möglich, den jeweiligen Befestigungsbereich weitgehend vom übrigen Teil der Leiterplatte mechanisch zu entkoppeln..

Der jeweils innerhalb des kreisförmigen Schlitzes befindliche Teil der Leiterplatte dient als Abstandsscheibe beim Festziehen der Schraube. Eine unerwünschte, kraftschiüssig auf die Leiterplatte wirkende Ver-/ s bindung ist dadurch mit den Befestigungsschrauben nicht herstellbar. Sehr wohl ist dagegen mittels der Schrau-

^?- 25 ben eine feste Verbindung zwischen Bauelement und Gerätegehäuse möglich, bei der für die Leiterplatte eine gewissen Freiheit für energieverzehrende Dämpfungsbegungen erhalten bleibt.

Es ist bei Schockbeanspruchung durchaus möglich, daß einer oder mehrere der Verbindungsstege zwischen den außerhalb und innerhalb der kreisförmiges Sehlitze liegenden, benachbarten Teilen der Leiterplatte herausbrechen. Sie haben jedoch nach der Montage an sich keine Funktion mehr, so daß darin kein Grund zur Beanstandung zu sehen ist.

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Auf die vorbeschriebene Weise sind Bruchschäden mit Auswirkungen auf die Leiterbahnen von Leiterplatten in ortsbeweglichen elektrischen Geräten bei Schockbeanspruchung optimal vermeidbar.

Im folgenden sei die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Fernsprechgerät mit einem zwischen Gehäuseteilen eingespannten, in eine Leiterplatte eingreifenden Bauelement, in

teilweise geschnittener Seitenansicht, Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Fernsprechgerät mit einem an einem Basisisteil angeschraubten, in eine Leiterplatte eingreifenden Bauelement, in teilweise geschnittener Seitenansicht und

Fig. 3 ein Schraubloch in der Leiterplatte nach Fig. 2, in Draufsicht.

Die Leiterplatte 1 ist gemäß Fig. 1 schwimmend im Innern eines Gerätegehäuses mit Gehäuseoberteil 2 und Unterteil 3 aufgenommen« In Ruhelage des Gerätes besteht kein« Berührung zwischen der Leiterplatte und irgendwelchen inneren Stützrippen oder Kanten des Gerätes. Ein Übertrager 4, als Bauelement mit größerer Masse, der neben verschiedenen anderen, kleineren Bauelementen, z.B.

elektrischer Widerstände 5, auf der Leiterplatte angeordnet ist, ist durch die Stützelemente 10, 12 gemäß der Erfindung abgefangen. Ein ihn umfassender Halterahmen 7 besitzt dazu zur Leiterplatte gewandte, diese in Bohrungen 8 mit Spiel durchsetzende Stempel 9, die sich auf Dome 10 am unteren Gehäuseteil 3 abstützen. Die Leiterplatte selbst liegt frei über der oberen Fläche dieser Dome wie auch über der Oberkante der Rippen 11, die als Anschläge für evtl. stattfindende Durchschwingbewegungen der Leiterplatte vorgesehen sind.

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Der Übertrager ist schließlich zur endgültigen Lagefixierung auch vom oberen Gehäuseteil 2 her mit wenigstens einer Rippe 12 übergriffen. Diese Rippe ist im Ausführungsbeispiel so ausgeformt, daß die Lage des Übertragers zusätzlich auch wenigstens in einer Richtung vor Bewegungen in der Ebene der Leiterplatte gesichert ist. Es ist selbstverständlich auch denkbar, den Übertrager in allen Richtungen durch Formschluß im Gehäuse absolut festzulegen.

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f Durch auf das Gerät einwirkende, mechanische Schocks kann nun allenfalls die Leiterplatte selbst sich gegenüber dem Gehäuse bewegen. Dabei stellen die in die Leiterplatte eingreifenden Lötstifte des festgelegten Bauelemente elastische Verbindungselemente dar_f mittels derer eine Dämpfung der Relativbewegung bewirkbar ist.

Die ebenfalls schwimmend gelagerte Leiterplatte 14 nach Fig. 2 und 3 trägt u.a. einen Gabelumschalter mit einem Kontaktfedern enthaltenden Sockel 15 und einer daran gelagerten Schaltwippe 16. Der Sockel des Gabelschalters ist mittels zweier, die Leiterplatte durchsetzender Schrauben 17 mit der Bodenplatte 18 des Gerätes verbun-C den. Im Bereich der Schraubverbindung ist auch die Leiterplatte form-, und durch den Anpreßdruck auch kraftschlüssig mit der Bodenplatte des Gerätes verbunden. Die Bereiche in unmittelbarer Nachbarschaft um die von den Schrauben durchsetzten Befestigungsbohrungen 19 der Leiterplatte herum, sind durch koaxial orientierte, kreisringförmige Schlitze 20 gegenüber dem Jeweils übrigen Teil der Leiterplatte mechanisch entkoppelt. Nur zwei Stege 21 dienen jeweils als elastische Verbindung zwischen äußerem und vom Schlitz eingeschlossenen inneren Bereich der Leiterplatte.

" ⁷ " ^P 6 1 2 1 BRD Die Leiterplatte ist auch bei einer solchen Befestigungsart elastisch mit dem Bauelement verbunden, und zwar in erster Linie wiederum durch die Lötstifte. Die Stege 21 an den Unterbrechungsstellen der ringförmigen Schlitze 20 in der Leiterplatte haben für die Verbindung zwischen Leiterplatte und Gerätegehäuse so gut wie keine Bedeutung. Die kreisringförmigen Schlitze in der Leiterplatte markieren Bereiche, in denen die Leiterplatte Abstandsscheiben zum Festschrauben des betreffenden Bauelementes bildet. Das mehr oder weniger feste Anziehen dieser Schrauben wirkt sich dabei ausschließlich auf den Sitz des betreffenden Bauelements an dem .entsprechenden Geräteteil aus. Die Beweglichkeit zwischen Leiterplatte und Bodenplatte wird durch das Anziehen der Schrauben nicht negativ beeinflußt.

3 Figuren

3 Patentansprüche

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Kurzfassung

78 P 6 1 2 1 BRD

Ortsbewegliches elektrisches Gerät mit Leiterplatte. 5

Die Erfindung "betrifft ortsbewegliche Geräte mit darin aufgenommenen Leiterplatten.. Nach dem kennzeichnenden Merkmal sollen die Leiterplatten schwimmend d.h. in wenigstens einer Ebene beweglich, im Gerät angeordnet sein, im Gegensatz zu einigen der in sie eingreifenden Bauelemente, die gleichzeitig mechanisch starr im Gerät zu befestigen sind. Die Erindung bezweckt die Verbesserung der Schockfestigkeit von ortsbeweglichen elektrischen Geräten, insbesondere Fernspre-chgeräten.

Claims

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1. Ortsbewegliches elektrisches Gerät, insbesondere Fernsprechgerät, mit wenigstens einer im Gehäuseinnenraum aufgenommenen, mit elektrischen Bauelementen versehenen, starren Leiterplatte, dadurch gekenn-

•zeichnet, daß die Leiterplatte (1, 14) schwimmend, d.h. in wenigstens einer Ebene in Grenzen beweglich im Gehäuse angeordnet ist, wobei Bauelemente mit ' ) 10 größerer Masse (4, 15) ausschließlich über ihre den galvanischen Anschluß bewirkenden Lotst if te (13) mit

. der Leiterplatte verbunden, mechanisch dagegen, unabhängig von der Leiterplatte, direkt an Basis- und/oder Gehäuseteilen (2, 3, 18) des Gerätes befestigt sind.

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2. Ortsbewegriches elektrisches Gerät nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ein der Leiterplatte zugeordnetes Bauelement mit größerer Masse zwischen zu beiden Seiten der Leiterplatte verlaufenden Stützflächen von Basis- und/oder Gehäuseteilen lagefest eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der

_rj Leiterplatte (1) jeweils wenigstens eine Bohrung (8) vor-( )

^v gesehen ist, die das betreffende Bauelement mit einem unmittelbar an einer Stützfläche (10) anliegenden Stempel (9) mit Radialspiel durchsetzt.

3. Ortsbewegliches elektrisches Gerät nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ein der Leiterplatte zugeordnetes Bauelement mit größerer Masse mit die Leiterplatte durchsetzenden, in Basis- oder Gehäuseteile eingreifenden Schrauben befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Leiterplatte (14) vorgesehenen, dem Schraubendurchmesser angepaßten Befestigungsbohrungen (19) jeweils von einem, wenigstens einmal durch einen Steg (21) unterbrochenen Schlitz (20) im gleichmäßigen Abstand umgeben sind.