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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen
Elektronikgeräte,
die Erweiterungskarten aufnehmen können, die dem Gerät spezielle
Funktionen oder Ressourcen zur Verfügung stellen oder die die Fähigkeiten
des Geräts
erhöhen,
mit Peripheriegeräten,
Netzwerken oder dergleichen zu kommunizieren und/oder diese zu steuern.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Elektronikgerät mit einem
Gehäuse,
das eine Steckkartensicherungsanordnung bzw. Vorrichtung aufweist
zum Festlegen oder Sichern von Erweiterungskarten innerhalb des
Gehäuses,
wobei das Einbauen und Entfernen der Erweiterungskarten ohne die
Verwendung von Befestigungsmitteln oder Werkzeugen möglich ist.
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Elektronikgeräte insbesondere Computersysteme,
Server, Fotokopiergeräte,
Faxgeräte,
Drucker, Steuerungsausrüstung,
medizinische Ausrüstung,
Telekommunikationsausrüstung
und dergleichen weisen oft eine oder mehrere Erweiterungskarten
auf, die dem Gerät
spezielle Funktionen oder Ressourcen zur Verfügung stellen oder die die Fähigkeiten
des Geräts
erhöhen,
mit Peripheriegeräten, Netzwerken
oder dergleichen zu kommunizieren und/oder diese zu steuern. Solche
Erweiterungskarten sind im Allgemeinen rechteckige Leiterplatten, die
entlang eines Seitenrandes einen Randanschluss daran ausgebildet
aufweisen. Gemäß einem
internen Stand der Technik wird der Randanschluss in einen Erweiterungsschlitz
eingesteckt, welcher auf einer Systemplatine (meist mit Motherboard
bezeichnet) befestigt ist, die innerhalb des Elektronikgeräts montiert
ist, um die eingebaute Erweiterungskarte mit anderen Elektronikkomponenten
in der Geräteeinheit elektrisch
zu verbinden. In typischen Konfigurationen sind die Erweiterungsschlitze
derart ausgerichtet, dass die darin montierten Erweiterungskarten
im Abstand voneinander in einer allgemein parallelen Gruppierung
angeordnet sind, wobei die Endränder (Ränder gegenüber des
Erweiterungsschlitzes) der Steckkarten untereinander ausgerichtet
sind.
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Entlang der untereinander ausgerichteten Endränder der
Erweiterungskarten erstrecken sich Metallmontageklammern mit nach
außen
gebogenen Zungen, die benachbart zu den Seitenrändern der Erweiterungskarten
gegenüber
dem Randanschluss positioniert sind. Werden die Erweiterungskarten
innerhalb des Gehäuses
des Elektronikgeräts
montiert und in die Erweiterungsschlitze eingesteckt, dann liegen
diese Zungen an einer Fläche
einer Leiste an, die im Gehäuse
ausgebildet ist. In den Zungen vorgesehene Ausnehmungen liegen fluchtend über Löchern, die
in der Leiste vorgesehen sind und es der Montageklammer erlauben,
an der Leiste mittels eines Bolzens oder einer Schraube festgelegt
zu werden, die sich durch die Zungenausnehmung hindurcherstreckt
und in das Loch geschraubt ist.
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Aufgrund dessen, dass Befestigungsmittel wie
zum Beispiel eine Schraube oder ein Bolzen verwendet werden, um
die Zunge der Montageklammer an der Leiste zu befestigen, sind das
Einbauen und das Entnehmen von Erweiterungskarten etwas schwierig
und zeitaufwendig und erfordern die Verwendung von Werkzeugen, wie
zum Beispiel einem Schraubendreher oder einem Schraubenschlüssel. Demzufolge
wäre es
von Vorteil, das Befestigungsmittel zu eliminieren und auf den Erweitungsschlitz an
sich zu vertrauen, um die Erweitungskarte an ihrer Stelle zu halten.
Elektronikgeräte,
insbesondere Personal-Computer sind jedoch oft beträchtlichen
Stößen und
Vibrationen während
der Auslieferung vom Hersteller zum Händler oder an den Verbraucher ausgesetzt.
Werden die im Computer enthaltenen Erweiterungskarten nicht von
Befestigungsmitteln festgehalten, dann können Stöße und Vibrationen die Erweiterungskarten
in ihren Erweiterungsschlitzen auf der Systemplatine lockern, was
dazu führen
kann, dass die Erweiterungskarten nicht ordnungsgemäß funktionieren.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine
Vorrichtung zum Festlegen einer oder mehrerer Erweiterungskarten
innerhalb des Gehäuses
eines Elektronikgeräts,
wie zum Beispiel einem Computersystem, einem Server, einem Fotokopiergerät, einem Faxgerät, einem
Drucker oder dergleichen, sowie ein mit dieser Vorrichtung ausgerüstetes Gehäuse und ein
solch ein Gehäuse
aufweisendes Elektronikgerät bereitzustellen,
wobei die Vorrichtung einfach aufgebaut ist und materialsparend
herstellbar ist, und wobei die Vorrichtung schnell und einfach verriegelt/entriegelt
und platzsparend angeordnet werden kann, und wobei die Erweiterungskarte
im Verriegelungszustand der Vorrichtung sicher im Gehäuse des
Elektronikgeräts
festgelegt ist.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einer
Vorrichtung zum Festlegen einer Erweiterungskarte innerhalb des
Gehäuses
eines Elektronikgeräts
gemäß Anspruch
1 sowie mit einem mit dieser Vorrichtung ausgerüsteten Gehäuse und einem solch ein Gehäuse aufweisenden
Elektronikgerät
gemäß Anspruch
7 bzw. 9 erreicht. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den abhängigen
Ansprüchen
2-6, 8 bzw. 10 beschrieben.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand
von Ausführungsbeispielen
und mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
isometrische Teilansicht eines Computergehäuses mit einer Steckkartensicherungsanordnung
bzw. Vorrichtung zum Festlegen einer Erweiterungskarte innerhalb
des Gehäuses
eines Elektronikgeräts
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, wobei sich die Steckkartensicherungsanordnung in
ihrer Schließstellung
befindet;
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2 eine
isometrische Teilansicht des in 1 gezeigten
Computergehäuses,
wobei sich die Steckkartensicherungsanordnung in ihrer Offenstellung
befindet;
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3 eine
isometrische Teilansicht des Computergehäuses aus 1, die ferner Erweiterungskarten darstellt,
welche innerhalb von Erweiterungsschlitzen einer Systemplatine des
Computers sitzen und im Gehäuse
von der Steckkartensicherungsanordnung festgelegt sind; und
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4 eine
isometrische Teilansicht des Computergehäuses aus 1, die ferner ein Entnehmen einer Erweiterungskarte
aus dem Computer darstellt;
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5 eine
isometrische Teilansicht des Computergehäuses aus 1, die ferner eine im Computergehäuse eingesteckte
Erweiterungskarte darstellt; und die
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6 und 7 jeweils Teilschnittansichten
der Steckkartensicherungsanordnung des Computergehäuses aus 1, wobei die Steckkartensicherungsanordnung
sich in 6 in ihrer Offenstellung
und in 7 in ihrer Schließstellung
befindet.
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Mit Bezug auf die 1 bis 7 wird
ein Computersystem 100 beschrieben, welches eine erfindungsgemäße Steckkartensicherungsanordnung 102 gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform verwendet.
Das Computersystem 100 weist ein Gehäuse 104 mit einem
internem Steckkartenrahmen 106 auf, welcher eine Mehrzahl
von Erweiterungsschlitzen 108 vorsieht, die jeweils eine
Erweiterungskarte 110 aufnehmen können, um dem Computersystem 100 Funktionen
oder Betriebsmittel zur Verfügung
zu stellen und/oder die Fähigkeiten
des Computersystems 100 zum Kommunizieren mit daran angeschlossenen
Peripheriegeräten
(nicht gezeigt) zu erweitern oder diese zu steuern. Jeder Erweiterungsschlitz 108 wird
von einem Sockel oder einem Erweiterungsschlitzanschluss 112 gebildet,
welcher an einer innerhalb des Gehäuses 104 angeordneten
Leiterplatte 114 befestigt ist. Ist eine Erweiterungskarte 110 in
einem Erweiterungsschlitz 108 aufgenommen, sitzt der Steckerrandanschluss 116 innerhalb
des Erweiterungsschlitzanschlusses 112 dieses Erweiterungsschlitzes 108,
wobei die Erweiterungskarte 110 mit der Leiterplatte 114 elektrisch
gekoppelt ist.
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In einer in den 3 und 4 gezeigten
Ausführungsform
kann die Leiterplatte 114 eine Hauptsystemplatine, ein
Motherboard oder dergleichen aufweisen, welches die anderen elektronischen Komponenten
des Computersystems 100 beinhaltet, wie zum Beispiel den
Systemprozessor, den Hauptspeicher, die Bussteuerung, die Tastatursteuerung, die
Videosteuerung und dergleichen. Alternativ kann die Leiterplatte 114 eine
zweite Platte, oder ein Daughterboard aufweisen, welche innerhalb
des Steckkartenrahmens 106 befestigt ist und mit dem Motherboard
des Computersystems 100 elektrisch gekoppelt ist. Ferner
können
in Ausführungsformen der
Erfindung die Erweiterungsschlitze 108 Erweiterungsschlitzanschlüsse 112 aufweisen,
die mit den Steckerrandanschlüssen 116 zusammenpassen, welche
eine unterschiedliche Pinkonfiguration aufweisen. In solchen Ausführungsformen
wird die Anzahl der Pins, die Breite und Tiefe der Pins, welche von
den Erweiterungsschlitzanschlüssen 112 unterstützt werden,
vom Schnittstellenstandard bestimmt, der vom Bus des Computersystems 100 verwendet wird,
wie zum Beispiel der Industry Standard Architecture (ISA), der Extended
Industry Standard Arcitecture (EISA), der Peripheral Component Interconnect
(PCI), der Mirco Channel Architecture (MCA), der Video Electronic
Standards Association Local Bus (VL-BUS) oder dergleichen.
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Wie in den 3 und 4 zu
sehen, sind die Erweiterungsschlitze 108 derart ausgerichtet,
dass die darin aufgenommenen Erweiterungskarten 110 in
einer im Abstand voneinander angeordneten, allgemeinen parallelen
Gruppierung angeordnet sind, wobei die Endränder 118 der Erweiterungskarten 110 im Wesentlichen
untereinander ausgerichtet sind. Vorzugsweise wird die Leiterplatte 114 derart
innerhalb des Gehäuses 104 positioniert,
dass die Erweiterungsschlitze 108 ebenso ausreichend nah
an einer Wand des Gehäuses 104 liegen,
wie zum Beispiel der Rückwand 120 des
Gehäuses 104,
um es der Montageklammer 122 jeder Erweiterungskarte 110 zu
erlauben, die innerhalb eines Erweiterungsschlitzes 108 aufgenommen
ist, an der Innenseite 124 der Rückwand 120 anzuliegen.
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Langgezogene, im Allgemeinen rechteckförmige Erweiterungsöffnungen 126 sind
in der Rückwand 120 ausgebildet
und angrenzend zu einem Erweiterungsschlitzanschluss 112 der
Leiterplatte 114 vorgesehen. Wenn eine Erweiterungskarte 110,
wie in den 2, 3 und 4 gezeigt, in einem Erweiterungsschlitz 108 sitzt,
dann liegt deren Montageklammer 122 an einer zugehörigen Erweiterungsöffnung 126 an,
was es den in der Montageklammer 122 abgestützten Anschlüssen 128-142 erlaubt,
sich durch die Erweiterungsöffnung 126 hindurchzuerstrecken (130, 128)
bzw. an der Erweiterungsöffnung 126 anzuliegen
(136, 140), so dass Bedienpersonen des Computersystems 100 darauf
Zugriff haben. Falls ein Erweiterungsschlitz 108 leer ist,
das heißt
keine Erweiterungskarte 110 hält, dann kann eine Erweiterungsöffnungsabdeckung 144 die
Erweiterungsöffnung 126 abdecken,
um zu verhindern, dass das Umweltkontamination in das Gehäuse 104 eindringt und/oder
um die internen Elektronikkomponenten des Computersystems 100 von
elektromagnetischen Störungen
(electromagnetic interference EMI) abzuschirmen.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung hält
die Steckkartensicherungsanordnung 102 die Erweiterungskarten 110 sicher
in ihren entsprechenden Erweiterungsschlitzen 108, während des Verladens,
des Transports und der Verwendung des Computersystems 100,
wobei ein Montieren und ein Entnehmen der Erweiterungskarten 110 ohne
die Verwendung von Befestigungsmitteln oder Werkzeugen möglich ist.
Die Steckkartensicherungsanordnung 102 dient ebenso dazu,
die Erweiterungsöffnungsabdeckungen 144 bei
nicht verwendeten Erweiterungsöffnungen 126 festzulegen.
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Die Steckkartensicherungsanordnung 102 weist,
wie in den 2 und 5 dargestellt, eine Lippe oder
Leiste 146 auf, die sich nach außen direkt benachbart zu den
Enden der Erweiterungsöffnungen 126 von
der Rückwand 120 weg
erstreckt. Vorzugsweise ist eine Öffnung 148 über die
im Wesentlichen gesamte Länge
der Lippe 146 gegenüber
den Erweiterungsöffnungen 126 ausgebildet
(das heißt
zum Beispiel auf einer Seite benachbart zu den Längsenden der Erweiterungsöffnungen 126 und
senkrecht zu diesen). Wenn eine Erweiterungskarte 110 innerhalb
des Steckkartenrahmens 106 montiert ist (das heißt, dass
ihr Steckerrandanschluss 116, wie in den 3 und 4 dargestellt,
vollständig
in einem Erweiterungsschlitz 108 eines Erweiterungsschlitzanschlusses 112 sitzt),
dann ist die Montageklammer 122 der Erweiterungskarte 110 gegenüber der
Innenseite 124 der Rückwand 120 derart
positioniert, dass eine sich nach unten erstreckende oder, wie in 5 gezeigt, eine sich seitlich
erstreckende Zunge 150 in einen Schlitz 152 eingreifen
kann, wobei eine nach außen abstehende
Sicherungszunge 154 sich durch die Öffnung 148 hindurcherstreckt
und an der Zungensperrfläche 156 anliegt.
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Kleine Vorsprünge 158 erstrecken
sich nach außen
von der Zungensperrfläche 156 weg.
Diese Vorsprünge 158 sind
derart positioniert, dass sie an in den Sicherungszungen 154 ausgebildeten
Nuten oder Öffnungen 160 eingreifen,
um eine Seitwärtsbewegung
der Erweiterungskarte 110 innerhalb ihres Erweiterungsschlitzes 108 zu
verhindern. Die Vorsprünge 158 können in
derselben Weise dazu dienen, die seitliche Bewegung der Erweiterungsöffnungsabdeckungen 144 in
nicht verwendeten Erweiterungsöffnungen 126 zu
verhindern. In der in den 2 und 4 gezeigten Ausführungsform
bestehen die Vorsprünge 158 aus
extrudierten Wülsten
an kleinen Löchern,
die in der Zungensperrfläche 156 der Lippe 146 ausgebildet
sind. Alternativ können
die Vorsprünge 158 aus
vorstehenden Stiften, Nieten oder ähnlichen Strukturen bestehen,
was von der Gestaltung und den Herstellungserfordernissen abhängt.
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Mit Bezug auf die 1, 2, 6 und 7 werden die Erweiterungskarten 110 innerhalb
der Erweiterungsschlitze 108 mittels einer an der Außenfläche 164 der
Rückwand 120 befestigten
Federarmanordnung 162 festgelegt. In einer Ausführungsform
kann die Federarmanordnung 162 zwischen einer in den 1 und 7 gezeigten Schließstellung, in welcher die Federarmanordnung 162 an
den Sicherungszungen 154 der Erweiterungskarten 110 angreift,
um die Erweiterungskarten 110 innerhalb ihrer jeweiligen
Erweiterungsschlitze 108 (siehe 3 und 4)
festzulegen, und einer in den 2 und 6 gezeigten Offenstellung
hin- und herbewegt werden, wobei in der Offenstellung die Sicherungszungen 154 freigegeben sind,
was es einerseits ermöglicht,
die Erweiterungskarten 110 zu entnehmen und andererseits
ermöglicht,
diese innerhalb des Steckkartenrahmens 106 des Gehäuses 104 zu
montieren. Wenn sich die Federarmanordnung 162 in ihrer
Schließstellung
befindet, deckt sie die Öffnung 148 komplett
ab, um das Eindringen von Umweltkontamination in das Gehäuse 104 zu
verhindern und elektromagnetische Störungen (electromagnetic interference
EMI) der Elektronikkomponenten im Computersystem zu reduzieren.
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In der in den 6 und 7 gezeigten
Ausführungsform
weist die Federarmanordnung 162 einen Federarm 166 auf,
welcher aus einer dünnen
Platte eines Federmetalls oder einem ähnlichen flexiblen, federnden
Material hergestellt ist, welches eine Federvorspannung vorsieht,
die danach hinstrebt, die Federarmanordnung 162 in die
Schließstellung
zu drücken.
Der Federarm 166 weist ein erstes Ende 168, welches
an der Rückwand 120 mittels
Befestigungselementen 170, wie zum Beispiel Nieten, Schrauben,
Bolzen oder dergleichen festgelegt ist, und ein zweites Ende 172 auf,
welches als hauptsächlich
C-förmiger
Aufnahmeabschnitt 174 ausgebildet ist, der innere und äußere Seitenwandabschnitte 176 und 178 und
einen oberen Wandabschnitt 180 aufweist. Eine Griffanordnung 182 kann
am Aufnahmeabschnitt 174 angebracht sein, um eine Grifffläche vorzusehen,
mittels welcher die Federarmanordnung 162 geöffnet oder
geschlossen werden kann. Eine in der Griffanordnung 182 ausgebildete
Oberfläche 184 kann
ein Durchgangsloch 186 aufweisen, welches fluchtend über einem zweiten
Durchgangsloch 188 liegt, das in einer Klammer 190 ausgebildet
ist, die von der Lippe 146 ausgeht, um Befestigungselemente,
wie zum Beispiel eine Flügelschraube,
eine Schraube, einen Bolzen oder dergleichen aufzunehmen (nicht
gezeigt). Auf diese Weise kann die Federarmanordnung 162 in
ihrer Schließstellung,
zum Beispiel für
das Verladen oder Transportieren des Computersystems 100 vom Hersteller
zum Händler
oder Verbraucher zum Verhindern eines zufälligen Öffnens der Federarmanordnung 162 durch
einen Benutzer oder durch Dritte festgestellt werden.
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Wie in den 6 und 7 zu
sehen, sind am Seitenwandabschnitt 176 Federelemente 192 ausgebildet,
die sich in den Aufnahmeabschnitt 174 derart hineinerstrecken,
dass sie an den Sicherungszungen 154 der Erweiterungskarten 110 angreifen
können, wenn
die Federarmanordnung 162 in ihrer Schließstellung
ist. Befindet sich die Federarmanordnung 162 in ihrer Schließstellung,
klemmen die Federelemente 192 die Sicherungszungen 154 und
die Lippe 146 derart gegen den Seitenwandabschnitt 178 des Aufnahmeabschnitts 174,
dass die Sicherungszungen 154 wenigstens teilweise gegen
die Zungensperrfläche 156 gedrückt werden,
um eine Aufwärts- oder
Abwärtsbewegung
der Erweiterungskarten 110 und vor allem eine Seitwärtsbewegung
der Erweiterungskarten 110 entgegen der Einsteckrichtung
der Erweiterungskarten 110 in die Erweiterungsschlitze 108 zu
verhindern, was dazu führen
kann, dass die Erweiterungskarte 110 aus ihrem Sitz gelöst wird (das
heißt,
eine Bewegung der Erweiterungskarten 110 in Richtungen
zu verhindern, die im Allgemeinen senkrecht bezüglich der Leiterplatte 114 liegen,
wie in den 3 und 4 dargestellt ist). Vorzugsweise
erlauben die Federelemente 192 unterschiedliche Höhen bzw.
Größen von
Erweiterungskarten 110, die gemäß den Standardindustrietoleranzen
hergestellt sind.
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In der in den 1 bis 7 gezeigten
Ausführungsform
der Erfindung, können
die Erweiterungskarten 110 im Steckkartenrahmen 106 des
Gehäuses 104 montiert
werden, indem zuerst die Federarmanordnung 162, wie in
den 2 und 6 dargestellt, in ihre Offenstellung
bewegt wird, indem die Griffanordnung 182 gegriffen wird
und nach außen
von der Rückwand 120 weggezogen
wird. Dieser Vorgang löst
die Klemmung an der Lippe 146 durch den Aufnahmeabschnitt 174 der
Federarmanordnung 162 und bewirkt dass der Federarm 166 der
Federarmanordnung 162 in einer in den 2 und 6 gezeigten Weise
schwenkend biegbar ist. Eine Erweiterungskarte 110 kann
dann in einem Erweiterungsschlitz 108 des Steckkartenrahmens 106 derart
eingesteckt werden, dass ihre Montageklammer 122 an einer
zugehörigen
Erweiterungsöffnung 126 in
der Rückwand 120 positioniert
ist. Der Steckerrandanschluss 116 der Erweiterungskarte 110 sitzt
innerhalb des Erweiterungsschlitzanschlusses 112. Schließlich wird
die Federarmanordnung 162 wie in den 1 und 7 gezeigt,
in die Schließstellung
bewegt, wobei die Federelemente 192, die Sicherungszunge 154 und
die Lippe 146 derart zusammenklemmen, dass die Sicherungszunge 154 wenigstens
teilweise gegen die Zungensperrfläche 156 gedrückt wird.
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Die Erweiterungskarten 110 können in
einer ähnlichen
Vorgehensweise vom Steckkartenrahmen 106 entnommen werden,
indem zuerst die Federarmanordnung 162 in ihre Offenstellung bewegt
wird, wodurch die Klemmverbindung der Sicherungszunge 154 und
der Lippe 146 gelöst
wird. Die zu entnehmende Erweiterungskarte 110 kann dann
aus ihrem Erweiterungsschlitzanschluss 112 mittels Aufbringen einer
auf die Erweiterungskarte 110 nach außen (das heißt vom Erweiterungsschlitzanschluss 112 weg) gerichteten
Kraft entnommen werden, woraufhin die Federarmanordnung 162 wieder
in ihre Schließstellung
zurückbewegt
werden kann.
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Das in den 1 bis 7 gezeigte
Computersystem 100 weist eine "Tower"- oder eine "Mini-Tower"-Gestaltung des Gehäuses 104 auf, wobei
das Gehäuse 104 hoch,
schmal und tief anstatt dem eines "Desktop"-Computergehäuses (nicht gezeigt) ist, welches
stattdessen niedrig, breit und tief ist. Es ist jedoch selbstverständlich,
dass die erfindungsgemäße Steckkartensicherungsanordnung 102 von
einem Fachmann für
Computersysteme auf ein Computersystem 100 mit Desktop-Gehäuse (nicht
gezeigt) anwendbar ist, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu
verlassen. Es sollte ferner erwähnt
werden, dass die erfindungsgemäße Steckkartensicherungsanordnung 102 in
ihrer Verwendung nicht auf Computersysteme limitiert ist, sondern
ebenso in jeglicher elektronischer Vorrichtung verwendet werden
kann, die Erweiterungskarten des hier beschriebenen Typs verwenden
kann. Solche elektronischen Vorrichtungen können zum Beispiel Server, Fotokopiergeräte, Faxgeräte, Drucker,
Fernseher, Audioausrüstung, Steuerungsausrüstung, medizinische
Ausrüstung und
Telekommunikationsausrüstung
sein, wobei die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Demzufolge
verlässt
eine Modifikation von solch elektronischen Vorrichtungen mit der
hier beschriebenen Steckkartensicherungsanordnung 102 durch einen
Fachmann ebenfalls nicht den Schutzbereich der Erfindung, der in
den angefügten
Ansprüchen
definiert ist.