WO2011032536A1 - Vorrichtung zur halterung einer leiterplatte auf einer unterlage, insbesondere einem gehäuse - Google Patents

Vorrichtung zur halterung einer leiterplatte auf einer unterlage, insbesondere einem gehäuse Download PDF

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WO2011032536A1
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Ephraim Möser
Sven Bremicker
Bernd Gebert
Andreas Donth
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Sma Solar Technology Ag
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1417—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack having securing means for mounting boards, plates or wiring boards
    • H05K7/142—Spacers not being card guides

Definitions

  • the invention relates to a device for mounting a printed circuit board on a substrate, in particular a housing.
  • a device for mounting a printed circuit board on a chassis wherein the device has a head with resilient side edges.
  • the head goes in the region of the side flanks over a neck to the fuselage, wherein between the underside of the resilient side edges and the trunk in the region of the neck, a circuit board is a clip-in receivable.
  • the chassis receives the device clipped.
  • Inverters have a housing with one or more covers, wherein the housing is in particular made of a conductive material, in particular aluminum die-cast.
  • the circuit boards have various electrical and electronic components are attached to the housing. For attachment is particularly provided that the circuit boards are bolted to the housing.
  • Printed circuit boards also have a large number of printed conductors. When screwing the printed circuit board on the housing is to ensure that the tracks of the circuit board have a sufficient distance from the screw. It follows immediately that the
  • printed circuit boards must already have a certain size in order to ensure that air gaps and creepage distances are maintained between the conductor tracks of the printed circuit board and the screw connections in the housing.
  • a device for fixing a circuit board on a housing or a base, a device has a spike-like foot for receiving through the pad, wherein on the foot a retaining clip for fixing the circuit board is provided, wherein the foot below of the retaining clips, the document directed to a circumferential insulating body is arranged.
  • Screw connections between PCB and housing can be reduced.
  • the retaining clip is tapered upwards, this
  • the subject of claim 1 is a so-called circulating
  • Insulating body is attached to the foot below the retaining clip. Because this air and creepage distances between the conductors and the housing made of electrically conductive material can be adhered to, without giving away space on the circuit board. This is especially true when the pad has a dome-like elevation with an opening for receiving the spike-like foot, with such an advantageous embodiment of the insulating body is pot-shaped and the dome-like elevation laterally overturned, so that a secure insulation is given. This not only with the result that the conductor tracks directly on the device for mounting the circuit board on the
  • Housing can run along, but it is also thereby achieved a reduction in the height, since the distance between the circuit board and the housing or dome-like elevation can be reduced by the rotating insulating body, especially in pot-like training.
  • means for compensating tolerances in particular in the form of an elastically yielding plate, are provided between the retaining clip and the insulating body.
  • this plate in conjunction with the retaining clip ensures that the circuit board is held securely. This is especially true when the edge of the plate is angled in the direction of the retaining clip. As a result, a certain spring effect is generated, which ensures, as already stated, secure hold of the circuit board on the housing.
  • the retaining clip which is formed conically upwards, ie in the direction of the circuit board, as already described above, at least one in the direction of the longitudinal axis of the device obliquely tapered arm, wherein the at least one arm is designed to spring in laterally, wherein the at least one arm has a latching nose for fixing the printed circuit board.
  • the housing or the base has a dome-like elevation, which serves to accommodate the thorn-like foot.
  • the spike-like foot in the pot-like insulating body shows a portion of an outer circumferential surface having a diameter which approximately corresponds to the inner diameter of the dome-like elevation, wherein the section is followed by a tapered approach .
  • Inventive device is tightly pressed into the dome-like elevation.
  • the drawing shows schematically the arrangement of the device according to the invention on the rear wall of a housing, in particular on the rear wall of an inverter housing, wherein the designated housing 1 made of die-cast aluminum has a dome-like elevation 2, which serves to receive the device designated 10.
  • the device designated 10 has the spike-like foot 11 which is seated in the bore 3 of the dome-like elevation.
  • the thorn-like foot has a portion 11 a, with which the foot is tight at the
  • Insulating body which is pot-shaped, as can be seen directly from the drawing.
  • the cup-like design of the insulating body is in this case such that the dome is slipped over by the insulating body.
  • Screws for mounting a circuit board on the dome-like elevation as is the case in the prior art.
  • the elastically yielding plate 16 Above the cup-shaped insulating body is the elastically yielding plate 16, the edges of which are bent in the direction of the retaining clip designated 18.
  • the retaining clip 18 has two in the direction of the longitudinal axis
  • pivotable arms 19, and which are also resiliently connected to the retaining clip 18, and each with a detent 19a are provided so that after passing through the retaining clip through the bore 21 in the circuit board 20, the circuit board is fixed by the device.
  • dome 30 On the rear wall of the housing, another dome 30 is provided, which serves for a screw connection to the circuit board, without this being shown in more detail. From this it is clear that the circuit board is secured by screws as well as by the device according to the invention to the housing.

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Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung (10) zur Halterung einer Leiterplatte (20) auf einer Unterlage, insbesondere eines Gehäuses (1), wobei die Vorrichtung einen dornartigen Fuß (11) zur Aufnahme durch die Unterlage umfasst, wobei an dem Fuß (11) ein Halteclip (18) zur Fixierung der Leiterplatte (20) angeordnet ist, wobei an dem Fuß (11) unterhalb des Halteclips (18), der Unterlage zu gerichtet, ein umlaufender Isolierkörper (15) angeordnet ist.

Description

VORRICHTUNG ZUR HALTERUNG EINER LEITERPLATTE AUF EINER UNTERLAGE, INSBESONDERE EINEM GEHÄUSE
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung einer Leiterplatte auf einer Unterlage, insbesondere einem Gehäuse.
Aus der DE 33 25 191 C2 ist eine Vorrichtung zur Befestigung einer Leiterplatte auf einem Chassis bekannt, wobei die Vorrichtung einen Kopf mit federnden Seitenflanken aufweist. Der Kopf geht im Bereich der Seitenflanken über einen Hals zum Rumpf über, wobei zwischen der Unterseite der federnden Seitenflanken und dem Rumpf im Bereich des Halses eine Leiterplatte einclipsbar aufnehmbar ist.
Zur Fixierung der Vorrichtung auf dem Chassis schließen sich an den Rumpf seitlich federnd ausgebildete Beine an, die am unteren Ende in einen Fuß übergehen, wobei das Chassis die Vorrichtung clipsbar aufnimmt.
Aus der DE 32 42 730 C2 ist eine Vorrichtung zur Fixierung von
übereinander angeordneten Leiterplatten bekannt, wobei einzelne
Vorrichtungen übereinander steckbar miteinander verbunden sind, und wobei im Bereich der steckbaren Aufnahme der einen Vorrichtung durch die andere Vorrichtung die jeweilige Leiterplatte zwischen den beiden Vorrichtungen eingeclipst gehalten wird.
Wechselrichter besitzen ein Gehäuse mit einem oder mehreren Deckeln, wobei das Gehäuse insbesondere aus einem leitenden Material, insbesondere Aluminiumdruckguss, hergestellt ist. Die Leiterplatten, die verschiedene elektrische und elektronische Bauteile aufweisen, sind an dem Gehäuse befestigt. Zur Befestigung ist insbesondere vorgesehen, dass die Leiterplatten mit dem Gehäuse verschraubt sind. Leiterplatten besitzen darüber hinaus eine Vielzahl von Leiterbahnen. Bei einer Verschraubung der Leiterplatte auf dem Gehäuse ist dafür zu sorgen, dass die Leiterbahnen der Leiterplatte einen genügenden Abstand zu den Schraubverbindungen haben. Hieraus folgt unmittelbar, dass die
Leiterplatten bereits deshalb eine gewisse Größe haben müssen, um zu gewährleisten, dass zwischen den Leiterbahnen der Leiterplatte und den Schraubverbindungen im Gehäuse Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden. Insofern ist eine Verminderung der Anzahl der Schraubstellen für die Befestigung der Leiterplatte auf der Unterlage, und hier insbesondere auf dem Gehäuse, zweckmäßig.
Zur Minimierung der Größe von Leiterplatten wird vorgeschlagen, dass zur Fixierung einer Leiterplatte auf einem Gehäuse oder einer Unterlage eine Vorrichtung einen dornartigen Fuß zur Aufnahme durch die Unterlage aufweist, wobei an dem Fuß ein Halteclip zur Fixierung der Leiterplatte vorgesehen ist, wobei an dem Fuß unterhalb des Halteclips, der Unterlage zu gerichtet, ein umlaufender Isolierkörper angeordnet ist. Durch eine solche Vorrichtung kann, wie bereits ausgeführt, die Anzahl der
Schraubverbindungen zwischen Leiterplatte und Gehäuse vermindert werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, insbesondere dann, wenn der Halteclip nach oben konisch zulaufend ausgebildet ist, diese
Vorrichtung als Mittel zur Zentrierung der Leiterplatte auf dem Gehäuse vorzusehen, was notwendig ist, wenn automatische Schraubeinrichtungen eingesetzt werden sollen. Darüber hinaus steht mehr Raum auf der Leiterplatte zur Verfügung, was eine Minimierung der Größe der Leiterplatte zur Folge haben kann, da, wie bereits an anderer Stelle erläutert, aufgrund der geringeren Anzahl der Schraubverbindungen, die Leiterbahnen in geringerem Abstand zu den Halterungen verlaufen können. Dies gilt umso mehr, wenn, wie es
Gegenstand des Anspruches 1 ist, ein sogenannter umlaufender
Isolierkörper an dem Fuß unterhalb des Halteclips angebracht ist. Denn hierdurch können Luft- und Kriechstrecken zwischen den Leiterbahnen und dem Gehäuse aus elektrisch leitendem Material eingehalten werden, ohne dass Raum auf der Leiterplatte verschenkt wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Unterlage eine domartige Erhebung mit einer Öffnung zur Aufnahme des dornartigen Fußes aufweist, wobei bei einer solchen Ausbildung vorteilhaft der Isolierkörper topfartig ausgebildet ist und die domartige Erhebung seitlich überstülpt, sodass eine sichere Isolierung gegeben ist. Dies nicht nur mit der Folge, dass die Leiterbahnen unmittelbar an der Vorrichtung zur Halterung der Leiterplatte auf dem
Gehäuse entlanglaufen können, sondern es wird darüber hinaus hierdurch auch eine Verminderung der Bauhöhe erreicht, da durch den umlaufenden Isolierkörper, insbesondere in topfartiger Ausbildung, der Abstand zwischen Leiterplatte und Gehäuse bzw. domartiger Erhebung vermindert werden kann.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen Halteclip und Isolierkörper Mittel zum Toleranzausgleich, insbesondere in Form eines elastisch nachgiebigen Tellers, vorgesehen sind. Vorteilhaft sorgt dieser Teller in Verbindung mit dem Halteclip dafür, dass die Leiterplatte sicher gehalten wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Rand des Tellers in Richtung auf den Halteclip abgewinkelt ist. Hierdurch wird eine gewisse Federwirkung erzeugt, die für den, wie bereits ausgeführt, sicheren Halt der Leiterplatte auf dem Gehäuse sorgt.
Darüber hinaus wird durch den Clip insbesondere in Verbindung mit dem zuvor genannten Teller ein Durchbiegen der Leiterplatte verhindert, was insbesondere dann von Interesse ist, wenn auf der Leiterplatte schwere Bauteile, wie zum Beispiel Spulen, angeordnet sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Halteclip, der nach oben, also in Richtung auf die Leiterplatte, konisch zulaufend ausgebildet ist, wie dies bereits zuvor beschrieben wurde, mindestens einen in Richtung der Längsachse der Vorrichtung schräg zulaufenden Arm aufweist, wobei der mindestens eine Arm seitlich einfedernd ausgebildet ist, wobei der mindestens eine Arm eine Rastnase zur Fixierung der Leiterplatte besitzt. Hieraus wird deutlich, dass die Leiterplatte mit ihrer Öffnung über den Halteclip geschoben wird, der mindestens eine Arm hierbei zusammengepresst wird, um dann nach Durchgang durch die Bohrung in der Leiterplatte nach außen zu schnappen und mit den Rastnasen die Leiterplatte zu fixieren.
Bereits an anderer Stelle wurde dargelegt, dass das Gehäuse bzw. die Unterlage eine domartige Erhebung aufweist, die der Aufnahme des dornartigen Fußes dient. Um einen festen Sitz des Fußes in der domartigen Erhebung zu gewährleisten, zeigt der dornartige Fuß im Bereich des topfartigen Isolierkörpers einen Abschnitt einer Außenmantelfläche mit einem Durchmesser, der in etwa dem Innendurchmesser der domartigen Erhebung entspricht, wobei sich an den Abschnitt ein konisch zulaufender Ansatz anschließt. Hieraus wird deutlich, dass, um einen festen Sitz des Fußes in der domartigen Erhebung zu gewährleisten, die
erfindungsgemäße Vorrichtung stramm in die domartige Erhebung eingepresst wird.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der Rückwand eines Gehäuses, insbesondere auf der Rückwand eines Wechselrichtergehäuses, wobei das mit 1 bezeichnete Gehäuse aus Aluminiumdruckguss eine domartige Erhebung 2 besitzt, die der Aufnahme der mit 10 bezeichneten Vorrichtung dient. Die mit 10 bezeichnete Vorrichtung besitzt den dornartigen Fuß 11 , der in der Bohrung 3 der domartigen Erhebung einsitzt. Für einen festen Sitz des dornartigen Fußes in der domartigen Erhebung ist vorgesehen, dass der dornartige Fuß einen Abschnitt 11a besitzt, mit welchem der Fuß stramm an der
Innenwandung der domartigen Erhebung 2 anliegt. An diesen Abschnitt 11a schließt sich ein konischer Ansatz 11b an.
Erfindungsrelevant ist die Ausbildung des mit 15 bezeichneten
Isolierkörpers, der topfartig ausgebildet ist, wie sich dies unmittelbar aus der Zeichnung erschließt. Die topfartige Ausbildung des Isolierkörpers ist hierbei derart, dass der Dom durch den Isolierkörper überstülpt wird.
Hierdurch wird erreicht, dass bei Herstellung der Vorrichtung insgesamt aus einem Kunststoff, also einem isolierenden Material, zum einen der Abstand von der Leiterplatte zu dem oberen Ende der domartigen Erhebung minimiert werden kann, da nicht die Gefahr von Luft- und Kriechströmen besteht, und darüber hinaus, dass die Leiterbahnen auf der Leiterplatte in unmittelbarer Nachbarschaft zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung verlaufen können. Dies ganz in Gegensatz zu der Verwendung von
Schrauben zur Befestigung einer Leiterplatte auf der domartigen Erhebung, wie dies nach dem Stand der Technik der Fall ist. Oberhalb des topfartigen Isolierkörpers befindet sich der elastisch nachgiebige Teller 16, dessen Ränder in Richtung auf den mit 18 bezeichneten Halteclip zu gebogen sind. Der Halteclip 18 besitzt zwei in Richtung auf die Längsachse zu
verschwenkbare Arme 19, und die zudem mit dem Halteclip 18 federnd nachgiebig verbunden sind, und die jeweils mit einer Rastnase 19a versehen sind, sodass nach Durchtritt des Halteclips durch die Bohrung 21 in der Leiterplatte 20 die Leiterplatte durch die Vorrichtung fixiert ist.
Auf der Rückwand des Gehäuses ist ein weiterer Dom 30 vorgesehen, der für eine Schraubverbindung mit der Leiterplatte dient, ohne dass dies näher dargestellt ist. Hieraus wird deutlich, dass die Leiterplatte sowohl durch Schrauben als auch durch die erfindungsgemäße Vorrichtung an dem Gehäuse befestigt ist.

Claims

Ansprüche:
1. Vorrichtung (10) zur Halterung einer Leiterplatte (20) auf einer
Unterlage, insbesondere eines Gehäuses (1), wobei die Vorrichtung einen dornartigen Fuß (11) zur Aufnahme durch die Unterlage umfasst, wobei an dem Fuß (11) ein Halteclip (18) zur Fixierung der Leiterplatte (20) angeordnet ist, wobei an dem Fuß (11) unterhalb des Halteclips (18), der Unterlage zu gerichtet, ein umlaufender Isolierkörper (15) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Unterlage eine domartige Erhebung (2) mit einer Öffnung (3) zur Aufnahme des dornartigen Fußes (11) aufweist.
3. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Isolierkörper (15) topfartig ausgebildet ist und die domartige Erhebung (2) überstülpt.
4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen Halteclip (18) und Isolierkörper (15) Mittel zum
Toleranzausgleich vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mittel zum Toleranzausgleich als elastisch nachgiebiger Teller (16) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rand des Tellers (16) in Richtung auf den Halteclip (18) abgewinkelt ist.
7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Halteclip (18) konisch zulaufend ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Halteclip (18) mindestens einen in Richtung auf die
Längsachse der Vorrichtung schräg zulaufenden Arm (19) aufweist, wobei der mindestens eine Arme (19) eine Rastnase (19a) zur Fixierung der Leiterplatte (20) besitzt.
9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Arm (19) in Richtung der Mittellängsachse des Halteclips (18) federnd nachgiebig ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der dornartige Fuß (11) im Bereich des topfartigen Isolierkörpers (15) einen Abschnitt (11a) einer Außenmantelfläche mit einem
Durchmesser aufweist, der in etwa dem Innendurchmesser der domartigen Erhebung (2) entspricht, wobei sich an den Abschnitt ein konisch zulaufender Ansatz (11 b) anschließt.
11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Unterlage (1) aus elektrisch leitendem Material besteht.
12. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung (10) aus Kunststoff ausgebildet ist.
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