DE10061613A1 - Elektrische Steckvorrichtung mit einem Halter für ein elektronisches Bauteil - Google Patents

Elektrische Steckvorrichtung mit einem Halter für ein elektronisches Bauteil

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Abstract

Eine Schaltungsanordnung (10) für das Halten eines elektronischen Bauteils (26) relativ zu einer Leiterplatte (16) weist ein Gehäuse (12) auf, das mit der Leiterplatte (16) verbunden ist. Ein gesondertes, zur Aufnahme des elektronischen Bauteils (26) dimensioniertes Gestell (24) ist mit dem Gehäuse (12) verbunden. Das Gestell (24) kann einen Trägerstab (28) aufweisen, um das Gestell (24) um eine vorgegebene Distanz (d) gegenüber der Leiterplatte (16) zu beabstanden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Gehäuse (12) als Modulgehäuse oder als Steckvorrichtung (14) ausgebildet sein. Das Gestell (24) kann weiterhin von dem Gehäuse trennbar ausgebildet sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Steckvorrich­ tungen, insbesondere zur Aufnahme elektrischer Bauteile.
Die Konstrukteure elektronischer Schaltkreise sind in der Regel mit dem Problem konfrontiert, dass der verfügbare Platz auf den Leiterplatten begrenzt ist. Viele elektrische Schaltungen weisen ein Steckergehäuse auf, welches die Lei­ terplatte mit anderen elektrischen Bauteilen verbindet, die nicht auf der Leiterplatte angeordnet sind. Ferner sind vie­ le Leiterplatten von einem Leiterplattengehäuse umgeben, welches den Schutz der darin enthaltenen Leiterplatte ge­ währleistet.
Häufig werden als Teile einer Schaltung besonders große Bau­ teile verwendet. Beispielsweise sind häufig Elektrolytkon­ densatoren zur Reduzierung des Rauschens vorgesehen. Die Elektrolytkondensatoren sind verhältnismäßig groß und bele­ gen daher einen erheblichen Teil der Leiterplattenfläche. In vielen Anwendungsgebieten - wie zum Beispiel im Auto­ mobilbereich - steht aufgrund der permanenten Anforderungen an Bauteil- und Bauraumreduzierungen die Verkleinerung der Größe von Leiterplattenmodulen besonders im Vordergrund.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Anordnung bereitzustellen, durch die vermieden wird, dass große Bauteile eine erhebliche Menge Leiterplattenplatz verbrauchen.
Ein weiteres spezielles Ziel der vorliegenden Erfindung be­ steht darin, eine Steckvorrichtung oder ein Modulgehäuse be­ reitzustellen, die bzw. das ein Mittel zum Halten eines elektronischen Bauteils beinhaltet, so dass die Gesamtgröße der Leiterplatte reduziert werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Schaltungs­ anordnung zum Halten eines elektronischen Bauteils relativ zu einer Leiterplatte ein Gehäuse, das mit der Leiterplatte verbunden ist. Ein trennbares bzw. gesondert ausgebildetes Gestell (cradle) ist mit dem Gehäuse verbunden und derart dimensioniert, dass es das elektronische Bauteil aufnehmen kann.
Das Gestell kann einen Trägerstab (support post) aufweisen, um das Gestell um eine vorgegebene Distanz von der Leiter­ platte zu beabstanden und um Vibrationen des großen Bauteils zu verhindern. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Gehäuse ein Modulgehäuse oder eine Steckvorrichtung sein. Das Gestell kann von dem Gehäuse trennbar sein.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass, wenn das Ge­ stell trennbar ausgebildet ist, ein einheitlicher Stecker für verschiedene Anwendungen verwendet werden kann, unabhän­ gig davon, ob die Positionierung eines Bauteils oberhalb der Leiterplatte erforderlich ist oder nicht. Aufgrund der Vor­ teile der Massenproduktion ("economies of scale") wird das Steckerteil dadurch günstiger, als wenn zwei Stecker - ein Stecker mit einem Gestell und ein davon abweichender ohne Gestell - zu fertigen sind. Weiterhin kann das Gestell mit Verriegelungsmerkmalen versehen werden, so dass das von dem Gestell getragene elektrische Bauteil sicher gehalten wird, um eine robuste Anordnung zu gewährleisten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei­ spielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Steckvorrich­ tung mit einem Bauteil, das mit dieser durch ein erfindungsgemäßes Gestell verbunden ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Steckvorrich­ tung mit einem erfindungsgemäßen Gestell;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Steckvorrich­ tung mit entferntem Gestell;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von oben seitlich auf das Gestell und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht von unten seitlich auf das Gestell gemäß Fig. 4.
In den Figuren werden jeweils dieselben Bezugszeichen zur Identifizierung identischer Bauteile in den verschiedenen Ansichten verwendet. Die vorliegende Erfindung wird nachfol­ gend unter Bezugnahme auf ein Steckvorrichtungsgehäuse ver­ anschaulicht. Die Erfindung kann jedoch auch in Zusammenhang mit anderen Gehäusen wie z. B. Modulgehäusen oder in Zusam­ menhang mit anderen Trägerstrukturen angewendet werden. Wei­ terhin ist ein Trägerstab in das Gestell integriert, welcher jedoch nicht in allen Ausführungsformen vorhanden sein muss.
In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung 10 mit einem Gehäu­ se 12 dargestellt, wie einem Steckvorrichtungsgehäuse oder einfach einer Steckvorrichtung 14, das bzw. die mit der Lei­ terplatte 16 verbunden ist. Die Steckvorrichtung 14 kann wärmebefestigt (heat staked) oder mechanisch an die Leiter­ platte 16 gekoppelt sein. Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Modulgehäuse anstelle einer Steckvorrichtung 14 an­ wendbar. Ein derartiges Modulgehäuse kann beispielsweise die Leiterplatte 16 umgeben und schützen.
Die Steckvorrichtung 14 kann verschiedene Strukturen zur Verbindung mit anderen Schaltungen enthalten einschließlich einer entsprechenden Formgebung, Führungsnasen (keys) oder unterschiedlicher mechanischer Verriegelungen, die dem Fach­ mann bekannt sind. Wie dargestellt sind ein erster Verbin­ dungsabschnitt 18 und ein zweiter Steckvorrichtungsab­ schnitt 20 zur Kopplung an passende Stecker mit einer spezi­ ellen Form vorgesehen. Elektrische Leiter 22 erstrecken sich zwischen dem ersten Steckvorrichtungsabschnitt 18 und der Leiterplatte 16 und dem zweiten Steckvorrichtungsabschnitt 20 und der Leiterplatte 16. Wie ersichtlich sind verschiede­ ne Konfigurationen der Stecker, der Anzahl der Anschlüsse und der Konfiguration der Anschlüsse (zum Beispiel ob diese als Buchsen oder Zapfen ausgebildet sind) möglich.
Ein Gestell beziehungsweise eine Gabel 24 (cradle) ist an das Gehäuse 12 gekoppelt bzw. mit diesem verbunden. Die Ga­ bel dient dazu, ein elektrisches Bauteil 26 zu tragen. Ob­ wohl die Gabel 24 auch integral mit dem Gehäuse 12 ausgebil­ det sein kann, ist die Gabel 24 wie unten beschrieben vor­ zugsweise als gesondertes Hauteil ausgebildet. Durch die Ga­ bel 24 wird ein elektrisches Bauteil 26 um eine vorgegebene Distanz "d" oberhalb der Leiterplatte 16 beabstandet posi­ tioniert. Der Abstand "d" ist vorzugsweise größer als die Größe der Bauteile auf der Leiterplatte, so dass diese dar­ unter positioniert werden können. Die Gabel 24 kann weiter­ hin derart ausgebildet sein, dass das elektrische Bauteil 26 sicher in seiner Position gehalten wird, um eine Beschädi­ gung des elektrischen Bauteils durch Vibrationen oder andere Bewegungen zu vermeiden.
Ein Trägerstab 28, der vorzugsweise integral mit der Ga­ bel 24 ausgebildet ist, kann dazu verwendet werden, die Ga­ bel 24 an der Leiterplatte 16 zu befestigen bzw. gegenüber dieser abzustützen. Der Trägerstab 28 ist insbesondere für große Bauteile zweckmäßig, um diese an Vibrationen zu hin­ dern. Bei kleinen Bauteilen ist ein Trägerstab dagegen nicht unbedingt erforderlich. Der Trägerstab 28 weist ein Befesti­ gungsende 25 auf, welches sich vorzugsweise durch die Lei­ terplatte 16 erstreckt. Die Länge des Trägerstabes 28 ent­ spricht dem Abstand "d" plus dem Befestigungsende.
In Fig. 2 ist die Gabel 24 ohne ein elektrisches Bauteil und die Steckvorrichtung 14 ohne Leiter 22 dargestellt. Es ist erkennbar, dass das Befestigungsende 25 des Trägersta­ bes 28 ein erstes Bein 30 und ein zweites Bein 32 aufweist, welche sich durch die Leiterplatte 16 erstrecken. Ein Ein­ schnappzapfen (snap tang) oder ein Zapfenpaar 34 ist an der Gabel 24 vorgesehen, um das elektrische Bauteil 26 ein­ schnappend zu fassen.
Die an der Gabel 24 ausgebildeten Strukturrippen 36 gewähr­ leisten deren strukturelle Festigkeit. Durch die Struktur­ rippen 36 wird vermieden, dass sich die Gabel 24 während ei­ ner Vibration oder eines mechanischen Stoßes verbiegt. Die Strukturrippen 36 reduzieren die Gefahr eines Bruchs bzw. Ermüdungsbruchs der Gabel 24 bzw. des elektrischen Bau­ teils 26.
Die Gabel 24 weist einen Endabschnitt 38 auf, der dazu ver­ wendet wird, eine gleitende Verbindung mit dem Gehäuse 12 herzustellen. Der Endabschnitt 38 ist vorzugsweise integral mit der Gabel 24 ausgebildet.
Gemäß Fig. 3 ist ein Paar von Führungen 40 integral mit dem Gehäuse 12 ausgebildet. Die Führungen 40 definieren einen dazwischenliegenden Führungskanal 42 zur gleitenden Aufnahme des Endabschnitts 38 der Gabel 24. Wie dargestellt, wird der Endabschnitt 38 von der Oberseite her aufgenommen und glei­ tend abwärts in den Führungskanal 42 geführt.
Anschlusslöcher 44 sind an vorgegebenen Stellen an dem Ge­ häuse 12 positioniert, um die Anschlussleitungen eines elek­ trischen Bauteiles 26 aufzunehmen. Die Anzahl der Anschluss­ löcher 44 entspricht der Anzahl der Leitungen an dem Bau­ teil.
In den Fig. 4 und 5 sind die Strukturrippen 36 darge­ stellt, welche sich teilweise um die Gabel 24 herum erstrec­ ken.
Ein Paar von Leitungslöchern 46 erstreckt sich durch den Endabschnitt 38. Die Leitungslöcher 46 sind derart dimen­ sioniert, dass die Leitungen des elektrischen Bauteils 26 aufgenommen werden können. In der Darstellung sind zwei Lei­ tungslöcher 46 gezeigt. In Abhängigkeit von dem speziellen Bauteil können jedoch auch drei oder mehr Löcher vorgesehen sein.
Die Leitungslöcher 46 weisen vorzugsweise eine spitz zulau­ fende Form auf. Wie aus einem Vergleich der Fig. 4 und 5 erkennbar, ist der Durchmesser der Leitungslöcher 46 an der von der Leiterplatte entfernt gelegenen Oberseite der Lei­ tungslöcher größer, während an der Unterseite des Endab­ schnitts 38 die Leitungslöcher 46 einen kleineren Durchmes­ ser aufweisen. Der Durchmesser im unteren Abschnitt ist vor­ zugsweise derart dimensioniert, dass eine Presspassung der sich hierdurch erstreckenden Leitungen eines elektrischen Bauteils realisiert wird.
Vom Endabschnitt 38 erstreckt sich ein Befestigungs­ element 48. Das Befestigungselement 48 ist vorzugsweise in­ tegral mit einem Endabschnitt 38 und der Gabel 24 ausge­ bildet. Das Befestigungselement 48 ist so dimensioniert, dass es innerhalb des Führungskanals 42 des Gehäuses 12 auf­ genommen wird. Das Befestigungselement ist ferner vorzugs­ weise derart dimensioniert, dass es in den Führungskanal 42 in eng sitzender Weise passt, um eine Bewegung des Befesti­ gungselementes 48 innerhalb des Führungskanals 42 zu verhin­ dern. Wie dargestellt ist das Befestigungselement 48 schwal­ benschwanzförmig ausgebildet, um eine sichere Befestigung zu gewährleisten. Andere Formen sind selbstverständlich eben­ falls möglich.
Vom Endabschnitt 38 erstrecken sich Verriegelungslaschen oder -nasen 50 (tabs) in Richtung auf das Gehäuse 12. Wenn das Befestigungselement 48 innerhalb des Führungskanals 42 positioniert wird, greifen die Verriegelungslaschen 50 in das Gehäuse 12 ein, um das Befestigungselement 48 und damit die Gabel 24 daran zu hindern, sich in Bezug auf das Gehäu­ se 12 zu bewegen.
Wenn im Einsatzfalle die Schaltungsanordnung 10 ein großes Bauteil erfordert, kann die Gabel 24 zusammen mit dem Gehäu­ se 12 verwendet werden. Die Gabel 24 und das Gehäuse 12 kön­ nen vor der Anbringung an der Leiterplatte 16 oder danach zusammengesetzt werden. Das elektrische Bauteil 26 wird in­ nerhalb der Gabel 24 plaziert und in dieser durch die Zap­ fen 34 gehalten. Wenn das elektrische Bauteil innerhalb der Gabel 24 angeordnet wird, werden die Leitungen des Bauteils derart positioniert, dass sie sich durch die Leitungslö­ cher 46 erstrecken. Danach werden die Leitungen an ihrem Ort mit der Leiterplatte 16 verlötet. Die Leitungen des elektri­ schen Bauteils 26 können gleichzeitig verlötet werden, zum Beispiel durch Schwall-Löten (wave soldering) oder durch se­ lektives Löten mit anderen Bauteilen der Leiterplatte 16.
Da die Gabel 24 um eine Distanz "d" von der Leiterplatte 16 beabstandet ist, entspricht die für das elektrische Bau­ teil 26 benötigte Fläche nur derjenigen für den Träger­ stab 28. Weitere elektrische Bauteile und Leiterbahnen kön­ nen daher unter der Gabel angeordnet werden. Eine gemäß der vorliegenden Erfindung realisierte Schaltung erfordert daher weniger Leiterplattenplatz als vorbekannte Schaltungs­ konfigurationen.

Claims (23)

1. Schaltungsanordnung (10) enthaltend ein elektronisches Bauteil (26) und eine Leiterplatte (16),
wobei ein Gehäuse (12) mit der Leiterplatte verbunden ist;
und wobei ein Gestell (24) mit dem Gehäuse verbunden und derart dimensioniert ist, dass es das elektroni­ sche Bauteil aufnimmt, wobei das Gestell das elektro­ nische Bauteil eine vorgegebene Distanz (d) von der Leiterplatte beabstandet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Gestell (24) einen Endab­ schnitt (38) mit einem sich von diesem erstreckenden Befestigungselement (48) aufweist, und dass das Gehäu­ se (12) einen Führungskanal (42) aufweist, der zur Aufnahme des Befestigungselementes dimensioniert ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch sich von dem Endabschnitt (38) erstreckende La­ schen (50), wobei die Laschen in das Gehäuse (12) ein­ greifen, wenn das Befestigungselement (48) in dem Füh­ rungskanal (42) positioniert wird.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (24) abtrenn­ bar ausgebildet ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (24) Struk­ turrippen (36) aufweist, welche sich zumindest teil­ weise um dieses erstrecken.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (24) ein Paar von sich durch dieses erstreckenden Leitungslö­ chern (46) aufweist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Leitungslöcher (46) spitz zulaufend ausgebildet sind.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die zugespitzten Löcher (46) bezüglich Anschlusslöchern (44) durch das Gehäuse (12) ausge­ richtet sind.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) ein Bau­ teilgehäuse aufweist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) ein Steckvorrichtungsgehäuse aufweist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Trägerstab (28) zur Beab­ standung des Gestells (24) um eine vorgegebene Di­ stanz (d) von der Leiterplatte (16).
12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (24) abnehm­ bar ausgebildet ist.
13. Schaltungsanordnung enthaltend ein elektronisches Bau­ teil (26) und eine Leiterplatte (16), dadurch gekenn­ zeichnet, dass
ein Gehäuse (12) mit der die Leiterplatte verbunden ist, welches Führungen (40) umfasst, die einen Füh­ rungskanal (42) bilden; und dass
ein gesondert ausgebildetes Gestell (24) mit dem Ge­ häuse verbunden und zur Aufnahme des elektronischen Bauteils dimensioniert ist, wobei das Gestell einen Trägerstab (28) zur Beabstandung des Gestells um eine vorgegebene Distanz (d) von der Leiterplatte aufweist, und wobei das Gestell ein Befestigungselement (48) aufweist, das zur Aufnahme innerhalb des Führungs­ kanals (42) dimensioniert ist.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch sich von einem Endabschnitt (38) des Ge­ stells (24) erstreckende Laschen (50), wobei die La­ schen in das Gehäuse (12) eingreifen, wenn das Befestigungselement (48) innerhalb des Führungskanals (42) positioniert ist.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (24) ein Paar von sich durch dieses erstreckenden Leitungslöchern (46) aufweist.
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Leitungslöcher (46) spitz zulaufend ausgebildet sind.
17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die zugespitzten Löcher (46) zu An­ schlusslöchern (44) durch das Gehäuse (12) ausgerich­ tet sind.
18. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) ein Bauteilgehäuse umfasst.
19. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) ein Steckvorrichtungsgehäuse umfasst.
20. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, gekennzeichnet durch einen Trägerstab (28) zur Beabstandung des Gestells (24) um eine vorgegebene Di­ stanz (d) von der Leiterplatte (16).
21. Steckeranordnung, umfassend:
ein Steckvorrichtungsgehäuse (12); und
ein gesondert ausgebildetes Gestell (24), welches gleitend mit dem Steckvorrichtungsgehäuse gekoppelt und zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils (26) dimensioniert ist, wobei das Gestell (24) einen Trä­ gerstab (28) zur Beabstandung des Gestells um eine vorgegebene Distanz (d) von einer Leiter­ platte (16)aufweist.
22. Steckeranordnung nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Gestell (24) einen Endabschnitt (38) mit einem sich davon erstreckenden Befestigungs­ element (48) aufweist, und das Steckergehäuse (12) ei­ nen Führungskanal (42) aufweist, welcher für die Auf­ nahme des Befestigungselementes dimensioniert ist.
23. Steckeranordnung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch sich von dem Endabschnitt (38) erstreckende La­ schen (50), wobei die Laschen (50) in das Steckvor­ richtungsgehäuse (12) eingreifen, wenn das Befesti­ gungselement (48) innerhalb des Führungskanals (42) positioniert ist.
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