DE9102008U1

DE9102008U1 - Versteifungselement

Info

Publication number: DE9102008U1
Application number: DE9102008U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1991-05-16
Anticipated expiration: 2001-02-21
Also published as: WO1992015187A1

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Versteifungselement
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Versteifungselement für eine bestückte Leiterplatte mit wenigstens zwei Steckverbindern und auf ein Versteifungselement für eine bestückte Leiterplatte mit einem Steckverbinder.

Zum problemlosen Stecken von Baugruppen bzw. bestückten Leiterplatten mit einem Steckverbinder oder wenigstens zwei Steckverbindern in einem Baugruppenträger bzw. zur Erfüllung genormter Steckbedingungen für freie Steckverbinder sind besonders bei um die Steckverbinder-Längsachse durchgebogenen Baugruppen bzw. Leiterplatten Versteifungs- und Zentrierelemente erforderlich.

Aus der US-PS 4 134 632 ist ein Befestigungsmittel für Steckverbinder für Leiterplatten bekannt. Als Befestigungsmittel ist ein Bügel vorgesehen, der die Steckverbinder auf der Leiterplatte befestigt, indem er die Steckerleisten umgreift und Führungsstifte, die an Ausbuchtungen des Bügels befestigt sind, in die Befestigungslöcher der Steckverbinder greifen, während der Bügel mit der Leiterplatte verbunden ist. Dabei stützen sich die Ausbuchtungen auf den Befestigungsbereichen der Steckverbinder ab. Durch dieses Befestigungsmittel werden die Steckverbinder mit der Leiterplatte derart befestigt, daß die Leiterplatte infolge der Befestigung nicht mehr splittern kann. Außerdem wird dadurch die Leiterplatte in der Steckverbinder-Längsachse versteift.

Aus dem Gebrauchsmuster G 88 05 197 ist eine Versteifungs- und Kodiervorrichtung für eine gedruckte Leiterplatte einer Steckbaugruppe, die mit wenigstens zwei beabstandeten Steckverbindern versehen ist, bekannt. Diese Versteifungs- und Kodiervorrichtung besteht aus einem quaderförmigen Klotz mit hohem Widerstandsmoment, der die beabstandeten Steckverbinder derart miteinander verbindet, indem der Klotz sich auf die Leiterplatte und jeweils einen Befestigungsbereich der Steckverbinder abstützt. Die Länge

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Ur/Bim / 18.02.1991

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des Klotzes entspricht dem Abstand der beiden Steckverbinder. Um die Steifigkeit der Leiterplatte noch zu erhöhen, ist der Klotz mit wenigstens einem Bügel versehen, der einen Steckverbinder umgreift und sich auf seinen zweiten Befestigungsbereich abstützt. Eine der Front der Steckbaugruppe abgewandte Schmalseite des Klotzes ist mit einer Aufnahme für Mittel zur Zentrierung und Kodierung der Steckbaugruppe versehen.

Aus der DE 34 13 862 Al ist eine Versteifung für eine gedruckte Leiterplatte bekannt. Dabei handelt es sich um eine gedruckte Leiterplatte, die als Rückwandleiterplatte zwischen zwei rückwärtigen Querschienen eines Baugruppenträgers eingesetzt ist. Als Versteifung ist ein Steg vorgesehen, der sich von einer der beiden Querschienen zur anderen erstreckt und an mehreren Stellen mit der Leiterplatte verbunden ist. Dadurch wird ein Durchbiegen oder eine Verformung der Leiterplatte, beispielsweise beim Ziehen oder Stecken von Baugruppen, vermieden.

Aus der US-PS 3 491 267 sind Leiterplatten-Stromschienen für die Stromverteilung auf gedruckten Leiterplatten für ein direktes Stecken bekannt. Diese Leiterplatten-Stromschienen werden an beliebigen Stellen auf die Leiterplatte gesteckt, wobei die Stromschienen rechtwinklig und/oder parallel zueinander verlaufen. Neben der Funktion als Bauelement zur Stromversorgung und Stördämpfung dienen sie auch zur Erhöhung der Steifigkeit der Leiterplatte.

Bei diesen bekannten Ausführungsformen von Versteifungs- und Zentrierelementen erfolgt der Einbau entweder einseitig auf der Baugruppe oder beidseitig auf der Baugruppe und im Baugruppenträger. Folgende Nachteile weisen diese bekannten Ausführungsformen auf:

- Einschränkung der Leiterplatten-Bestückungsfläche durch die Element-Befestigung,

- Berücksichtigung bei der Steckverbinder-Montage,

- Nachrüstung im Prüffeld/Servicefall nicht oder nur bedingt möglich,

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- Einsatz nur für einen bestimmten Baugruppehträger-Aufbau,

- Einsatz für eine fest vorgegebene Steckverbinder-Belegung im Baugruppenträger,

- Berücksichtigung von Luft- und Kriechstrecken. 5

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Versteifungselement für eine bestückte Leiterplatte mit einem oder wenigstens zwei Steckverbindern anzugeben, der die aufgeführten Nachteile behebt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmale des Anspruchs 1 oder 2.

Dadurch, daß das erfindungsgemäße Versteifungselement aus einem quaderförmigen Formteil mit einer parallel zur Schmalseite verlaufenden Nut besteht, dessen Nutbreite der Leiterplattendicke und die Nuttiefe der Leiterplatten-Randbestückungsfreifläche entsprechen, und die Länge des Formteils dem Abstand der beiden Steckverbinder zueinander entspricht, wird die mit den Steckverbindern bestückte Leiterplatte in der Steckverbinder-Längsachse ausgerichtet, d.h. die Durchbiegung wird zur Erfüllung der Steckbedingungen auf ein Minimum reduziert. Durch diese Ausgestaltung des Versteifungselementes kann das Element nachträglich angebracht werden, d.h. eine Nachrüstung im Prüffeld/ Servicefall ist dadurch möglich. Da dieses Element nachträglich auf die bestückte Leiterplatte gesteckt wird und nur die Leiterplatte-Randbestückungsfreifläche benutzt, wird die Leiterplatten-Bestückungsfläche nicht beschränkt und bei der Steckverbinder-Montage braucht das Versteifungselement nicht berücksichtigt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Versteifungselementes, das für eine bestückte Leiterplatte mit einem Steckverbinder vorgesehen ist, besteht das Versteifungselement aus einem quaderförmigen Formteil, dessen eine Stirnfläche mit zwei beabstandeten Stegen und dessen andere Stirnfläche mit einem Adapterstück versehen sind, wobei der Abstand der Stege der Breite des Steckverbinders entspricht, wobei das Formteil und

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das Adapterstück mit einer zur gemeinsamen Schmalseite verlaufenden Nut versehen ist. Durch die einseitige gabelförmige Ausbildung des Versteifungselementes und der langen Nut wird die freie Leiterplattenkante ausgerichtet.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Versteifungselementes für eine bestückte Leiterplatte mit wenigstens zwei Steckverbindern sind die Stirnseiten des Formteils jeweils mit beabstandeten Stegen versehen, wobei der Abstand dieser Stege jeweils der Breite eines Steckverbinders entspricht.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Versteifungselementes für eine bestückte Leiterplatte mit wenigstens zwei Steckverbindern, sind die Stirnseiten des Formteils jeweils mit einem rahmenförmigen Steg versehen, wobei jeder rahmenförmige Steg derart gestaltet ist, daß beim bestimmungsgemäßen Gebrauch jeder Steckverbinder umschlossen ist.

Durch diese beiden vorteilhaften Ausführungsformen werden die Steckverbinder zueinander zentriert, d.h. in der Steckverbinder-Längsachse ausgerichtet, wodurch die bestückte Leiterplatte wieder begradigt wird. Da bei diesen Ausführungsformen des Versteifungselementes dieses Element durch die auftretenden Begradigungsmomente mit den Steckverbindern verspannt ist, kann hier auf eine Nut verzichtet werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Versteifungselementes können anstelle der Nut federnde Rasthaken vorgesehen sein, die an einer Flachseite des quaderförmigen Formteils derart angebracht sind, daß beim bestimmungsgemäßen Gebrauch dieser Rasthaken die Steckverbinder hintergreifen.

Für eine kostengünstige Fertigung des Versteifungselementes ist als Material Kunststoff vorgesehen, so daß das Versteifungselement als Kunststoffspritzteil gefertigt werden kann.

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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Versteifungselementes schematisch veranschaulicht sind.

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Versteifungselementes, die

Figur 2 zeigt dessen Rückansicht und in Figur 3 ist dessen bestimmungsgemäßer Gebrauch dargestellt, die Figur 4 zeigt eine zweite Ausführungsform des Versteifungselementes und die

Figur 5 veranschaulicht dessen bestimmungsgemäßen Gebrauch, in Figur 6 ist das Versteifungselement nach Figur 1 bei einer Leiterplatte mit einem Steckverbinder dargestellt, Figur 7 zeigt eine dritte Ausführungsform des Versteifungselementes, die

Figur 8 zeigt dessen Rückansicht und in

Figur 9 ist dessen bestimmungsgemäßer Gebrauch wiedergegeben, in Figur 10 ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Versteifungselementes nach Figur 1 dargestellt und die Figur 11 veranschaulicht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Versteifungselementes nach Figur 1.

In den Figuren 1 bis 11 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In der Figur 1 ist eine erste Ausführungsform eines Versteifungselementes 2 für eine bestückte Leiterplatte 4 mit zwei Steckverbindern 6 und 8 dargestellt. Das Versteifungselement 2 besteht aus einem quaderförmigen Formteil 10, dessen beide Stirnseiten 12 und 14 jeweils mit beabstandeten Stegen 16, 18 und 20, 22 versehen sind. Der Abstand d_s· dieser Stege 16 und 18 bzw. 20 und 22 entsprechen der Breite b_s. eines Steckverbinders 6 bzw. 8 (Figur 3). Außerdem ist eine der Leiterplatte 4 abgewandte Flachseite des quaderförmigen Formteils 10 mit einer Aussparung 26 versehen. Da ein Baugruppenträger, der Leiterplatten 4 mit wenigstens zwei Steckverbindern 6 und 8 aufnimmt, eine mittlere Verbindungsschiene aufweist, ist das Versteifungselement 2 mit einer zur Verbindungsschiene korrespondierenden Aussparung 26 versehen.

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In der Figur 2 ist die Rückansicht des in Figur 1 dargestellten Versteifungselementes 2 dargestellt. Das quaderförmige Formteil 10 weist eine Nut 28 auf, die parallel zu einer Schmalseite 30 bzw. 32 des Formteils 10 verläuft. Die Länge 1 des Formteils 10 und damit die Länge I_n der Nut 28 entspricht dem Abstand d der beiden Steckverbinder 6 und 8 der bestückten Leiterplatte 4. Die Nutbreite b.. dieser Nut 28 entspricht der Leiterplattendicke d. und die Nuttiefe t_N dieser Nut 28 entspricht einer Leiterplatten-Randbestückungsfrei fläche.

Die Figur 3 stellt den bestimmungsgemäßen Gebrauch des Versteifungselementes 2 dar. Das Versteifungselement 2 wird derart auf die bestückte Leiterplatte 4 gesteckt, daß die gabelförmig angebrachten Stege 16, 18 bzw. 20, 22 den Steckverbinder 6 bzw. 8 teilweise umgreifen. Beim Aufschieben des Versteifungselementes 2 auf die Steckverbinder 6 und 8 werden diese wieder in die Steckverbinder-Längsachse gebracht, d.h. die Durchbiegung der Leiterplatte 4 wird begradigt. Um die Begradigung der Durchbiegung besonders zwischen den beiden beabstandeten Steckverbindern 6 und 8 zu unterstützen, ist die Nut 28 im Formteil 10 vorgesehen, die zum Führen der Leiterplatte 4 dient. Das Versteifungselement 2 ist dann in seiner Endlage angelangt, wenn die Leiterplatte 4 in der Nut 28 des Formteils 10 des Versteifungselementes 2 eingeführt ist. Durch ein vom Versteifungselement 2 aufgebrachtes Moment, das dem Biegemoment der bestückten Leiterplatte 4 entgegenwirkt, ist das Versteifungselement 2 mit der Leiterplatte 4 und den Steckverbindern 6 und 8 verklemmt.

Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform kann auf eine Nut 28 verzichtet werden, ohne dabei Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Das vom Versteifungselement 2 mit hohem Widerstandsmoment aufzubringende Moment reicht aus, um die Durchbiegung der bestückten Leiterplatte 4 zu minimieren und dabei sich selbst mit der Leiterplatte 4 derart zu verspannen, daß das Versteifungselement 2 verliersicher an der Leiterplatte 4 angebracht ist.

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■■""' ⁷ ■ ■".. ' ■■■'■· ■ Durch die Ausrichtung dieser bestückten Leiterplatte 4 mit zwei Steckverbindern 6 und 8 in der Steckverbinder-Längsachse können durchgebogene Baugruppen 4 wieder problemlos in einen Baugruppenträger gesteckt werden bzw. werden genormte Steckbedingungen für freie Steckverbinder wieder erfüllt, ohne dabei Maßnahmen ergreifen zu müssen, die eventuell die Bauelemente auf der Baugruppe 4 gefährden könnten.

In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform des Versteifungselementes 2 dargestellt, dessen bestimmungsgemäßer Gebrauch in Figur 5 veranschaulicht ist. Gegenüber der ersten Ausführungsform nach Figur 1 sind die Stirnflächen 12 und 14 des quaderförmigen Formteils 10 jeweils mit einem rahmenförmigen Steg 34 und 36 versehen. Diese rahmenförmigen Stege 34 und 36 sind derart ausgestaltet, daß beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Versteifungselementes 2 die Steckverbinder 6 und 8 der bestückten Leiterplatte 4 vollständig eingerahmt sind. Dadurch ist das Moment, daß das Versteifungselement 2 dem Biegemoment der bestückten Leiterplatte 4 entgegenbringt, erhöht worden.

Es ist selbstverständlich, daß die Stege 16, 18 und 20, 22 der ersten Ausführungsform nach Figur 1 und die rahmenförmigen Stege 34 und 36 der zweiten Ausführungsform nach Figur 4 den einzelnen Steckverbindern/Bauformfamilien (DIN 41612 Reihe 1, DIN 41612 Reihe 2) angepaßt werden.

Die Figur 6 zeigt die erste Ausführungsform des Versteifungselementes 2 nach Figur 1, das für eine bestückte Leiterplatte 4 mit zwei Steckverbindern 6 und 8 vorgesehen ist, beim Gebrauch einer Leiterplatte 4 mit nur einem Steckverbinder 8. Der zweite Steckverbinder 6 ist durch ein Adapterstück 38 ersetzt, das auf der Leiterplatte 4 derart befestigt ist, daß die Stegenden der Stege 16 und 18 dieses Adapterstück 38 beidseitig einschließen. Bei dieser Ausführungsform des Versteifungselementes 2 ist auf die Nut 28 verzichtet worden, dadurch zu erkennen, daß der Steg 18 mit seiner Rückseite an die Stirnfläche 40 der Leiterplatte 4 stößt. Ferner liegen die Frontflächen des Steckverbinders 8 und der Stege 20 und 22 in einer Ebene.

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Damit das Versteifungselement 2 mit hohem Widerstandsmoment ein gegen das Biegemoment gerichtetes Moment aufbringen kann, benötigt die erste und zweite Ausführungsform des Verstärkungselementes 2 zwei beabstandete Widerlager, die entweder durch die Steckverbinder 6 und 8 oder durch das Adapterstück 38 und den Steckverbinder 8 gebildet werden.

In Figur 7 ist eine dritte Ausführungsform des Verstärkungselementes 2 dargestellt, dessen Rückansicht die Figur 8 und der bestimmungsgemäße Gebrauch in der Figur 9 dargestellt sind. Bei dieser Ausführungsform ist die eine Stirnseite des quaderförmigen Formteils 10 mit einem Adapterstück 42 und die andere Stirnseite IA, wie gehabt, mit den Stegen 20 und 22 versehen. Die Nut 28 ist über das Formteil 10 hinaus durch das Adapterstück 42 verlängert worden. Das Adapterstück 42 ist aus Symmetriegründen genauso lang wie die Stege 20 und 22. Durch diese Ausgestaltung des quaderförmigen Formteils 10 erhält man ein Versteifungselement 2 für eine bestückte Leiterplatte 4 mit nur einem Steckverbinder 8, wobei die Wirkungsweise sich gegenüber der Ausführungsform des Versteifungselementes 2 nach Figur 1 oder 4 nicht geändert hat.

Die Figur 10 zeigt eine vorteilhafte Weitergestaltung des Versteifungselementes 2 nach Figur 1. Diese Weitergestaltung besteht darin, daß die der Leiterplatte 4 zugewandte Fläche des Formteils 10, die die Nut 28 aufnimmt, zusätzlich mit federnden Rasthaken 44 und 46 versehen sind. Diese Rasthaken 44 und 46 sind derartig an der Flachseite des Formteils 10 angebracht, daß sie beim bestimmungsgemäßen Gebrauch die Steckverbinder 6 und 8 jeweils hintergreifen. Diese Rasthaken 44 und 46 sind zusätzliche Mittel, wodurch ein Versteifungselement 2 gemäß der Ausführungsform nach Figur 1 oder 4 ohne Nut 28 rüttelfest mit der bestückten Leiterplatte 4 verbunden werden kann.

Wie in Figur 11 dargestellt ist, können auf den Flachseiten 48 und 50 der Stege 16 und 20 Kodierungen angebracht sein, beispielsweise eine Kammkodierung 52, die beispielsweise die Baugruppenbezeichnung oder Baugruppennummer kodiert wiedergibt.

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Claims

91 G 3 O &dgr; &Ogr; DE Schutzansprüche

1. Versteifungselement (2) für eine bestückte Leiterplatte (4) mit wenigstens zwei Steckverbindern (6,8), bestehend aus einem quaderförmigen Formteil (10) mit einer parallel zur Schmalseite (30,32) verlaufenden Nut (28), dessen Nutbreite (b_N) der Leiterplattendicke (d_L) und die Nuttiefe (t_N) der Leiterplatten-Randbestückungsfreifläche entsprechen und wobei die Länge (1) des Formteils (10) dem Abstand (d) der beiden Steckverbinder (6,8) zueinander entspricht.

2. Versteifungselement (2) für eine bestückte Leiterplatte (A) mit einem Steckverbinder (8), bestehend aus einem quaderförmigen Formteil (10), dessen eine Stirnseite (14) mit zwei beabstandeten Stegen (20,22) und dessen andere Stirnseite mit einem Adapterstück (42) versehen sind, wobei der Abstand (d_st) der Stege (20,22), der Breite (t>_st) des Steckverbinders (8) entspricht und mit einer zur Schmalseite (30,32) des Formteils (10) und des Adapterstücks (42) verlaufenden Nut (28) versehen ist, dessen Nutbreite (b.,) der Leiterplattendicke (d.) und die Nuttiefe (t_N) der Leiterplatten-Randbestückungsfreifläche entspricht.

3. Versteifungselement (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (12,14) des Formteils (10) jeweils mit beabstandeten Stegen (16,18,20, 22) versehen sind, wobei der Abstand (d_st) der Stege (16,18,20, 22) der Breite (b_st) der Steckverbinder (6,8) entspricht.

4. Versteifungselement (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennze lehnet , daß die Stirnseiten (12,14) des Formteils (10) jeweils mit einem rahmenförmigen Steg (34, 36) versehen sind, wobei hier der rahmenförmige Steg (34,36) derart gestaltet ist, daß beim bestimmungsgemäßen Gebrauch jeweils ein Steckverbinder (6,8) umschlossen ist.

5. Versteifungselement (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis A, dadurch gekennzeichnet, daß die der Leiterplatte (A) zugewandte Flachseite des Formteils (10) mit federnden Rasthaken (AA,A6) derart versehen sind, daß im aufgesteckten Zustand diese Rasthaken (AA,A6) die Steckverbinder (6,8) hintergreifen.

6. Versteifungselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmalseite (A8,50) der Stege (16,20) mit einer Kodierung versehen ist.

7. Versteifungselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Material Kunststoff vorgesehen ist.

8. Versteifungselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Material Metall vorgesehen ist.

9. Versteifungselement (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Element (2) ein Kunststoff spritzteil ist.

&iacgr;&ogr;. Versteifungselement (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß als Kodierung eine Kammkodierung (52) vorgesehen ist.

11. Versteifungselement (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Kodierung eine Stiftkodierung vorgesehen ist.

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