DE10361094A1

DE10361094A1 - Halter und Verfahren zur Fixierung eines elektrischen Bauteils

Info

Publication number: DE10361094A1
Application number: DE2003161094
Authority: DE
Inventors: Mandy Merks; Wolfgang Dipl.-Ing. Halbmeyer; Günter Dipl.-Ing. Fendt (FH)
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung bzw. eine Verbesserung der bereits bekannten Bauteilehalterungen für elektrische Bauteile, mittels diesen vermieden wird, dass große Bauteile einen erheblichen Platz auf der Leiterplatte verbrauchen, wobei die Halterungskonstruktion derart realisiert ist, dass diese innerhalb des Gehäuses nahezu frei wählbar auf der Leiterplatte platziert werden kann als auch Bauteile mit großen Toleranzen, hinsichtlich der Länge als auch insbesondere im Durchmesser, sicher aufnehmen kann. DOLLAR A Ein weiteres spezielles Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein dazugehörendes prozesssicheres Montageverfahren / prozesssicheren Montagevorgang bereitzustellen / zu ermöglichen, welcher eine fehlerhafte bzw. unvollständige Montage des aufzunehmenden Bauteils sicher zu Anzeige bringt bzw. deutlich sichtbar werden lässt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halter zur beabstandeten Fixierung (Montage) eines elektrischen Bauteils auf einer Leiterplatte, sowie ein Verfahren zur prozesssicheren Montage eines elektrischen Bauteils in einem solchen Halter.
Die Konstrukteure von elektronischen Schaltkreisen sind in der Regel oftmals mit dem Problem konfrontiert, dass der verfügbare Platz auf der Leiterplatte zu gering ist, bzw. in der Fläche begrenzt ist. Diese Leiterplatten, mit einem Steckerinterface zur Kontaktierung mit dem Kabelbaum, sind in der Regel von einem Gehäuse umgeben, damit für die Leiterplatte und der sich darauf befindlichen elektrischen Schaltung, ein ausreichender Schutz vor mechanischen Einflüssen sowie Umwelteinflüssen gewährleistet ist. Das Steckerinterface kann hierbei ein direkter Bestandteil, als auch als ein Teil (Einsteckteil) der umgebenden Gehäusestruktur sein.
Da an die elektronischen Baugruppen im Fahrzeug immer höhere Sicherheitsanforderungen sowie Leistungsanforderungen gestellt werden, bleibt es nicht aus, dass die anzuwendenden bzw. zum Einsatz gelangenden Bauteile immer einen höheren Integrationsgrad erreichen, sowie in der Anzahl ständig zunehmen, wobei der zur Verfügung stehende Platz auf der Leiterplatte im Gehäuse eher immer geringer wird, da auch hinsichtlich der einzelnen unterschiedlichen Systemen, eine größere Modulanzahl im Fahrzeug gewährleistet sein muss, welches eine Bauraumreduzierung für jedes einzelne System zur Folge hat.
Die höheren Sicherheitsanforderungen, haben meist automatisch die Anforderung an das entsprechende System, dass dieses beispielsweise in einer Unfallsituation, für sich alleine betrachtet für eine gewisse Zeit autark funktionieren, insbesondere Airbagsysteme, da ja eine Zerstörung der Fahrzeugbatterie bei einem Crash nicht ausgeschlossen werden kann.
Hierfür ist es erforderlich, dass mittels geeigneter Kondensatoren soviel Energie im System gespeichert wird, damit das System im Bedarfsfall für die geforderte Zeit, autark arbeiten kann. Diese Kondensatoren/Elektrolytkondensatoren sind jedoch meist sehr groß und benötigen auf der begrenzt zur Verfügung stehenden Leiterplatte entsprechend viel Platz.
Um dieses erörterte Leiterplattenplatzproblem zu minimieren, geht man mehr und mehr dazu über, die großen Bauteile möglichst so im Gehäuse zu platzieren, dass diese möglichst wenig Fläche auf der Leiterplatte benötigen. Hierzu bietet sich eine Montage der großen Bauteile derart an, dass diese nicht direkt plan aufliegend auf der Leiterplatte montiert werden, sondern mit einem gewissen Abstand zur Leiterplatte montiert werden, damit auf der Leiterplatte, zwischen den großen Bauteilen und der Leiterplatte, weitere nicht so hoch auftragende Bauteile platziert werden können.
Aus dem Stand der Technik sind nachfolgende Lösungen bekannt:
Aus der DE 100 61 613 A1 ist eine elektrische Steckvorrichtung mit einem Halter für ein elektronisches Bauteil bekannt, bei dieser die Steckvorrichtung (10) (Steckeranordnung) derart ausgebildet ist, dass diese zur Aufnahme eines größeren zylindrischen Bauteils geeignet ist. Hierfür ist an die Steckvorrichtung (10) ein dimensioniertes Gestell (24) beigefügt, welches das aufzunehmende Bauteil (26) mit einer vorgegebenen Distanz von der Leiterplatte fernhält.
Aus der DE 198 29 920 C2 ist ein Gehäuse zur Aufnahme elektronischer Bauelemente bekannt, bei diesem das Gehäuse derart ausgebildet ist, das dieses neben der Leiterplatte zusätzliche Bauelemente derart aufnehmen kann, dass diese auf der Leiterplatte gegenüberliegenden Montagefläche des Gehäuses angeordnet sind.
Ein Nachteil diese vorgestellten Lösungen ist darin zu sehen, dass das aufzunehmende elektrische Bauteil, sowie die Halterungen selbst, ein begrenztes Maß an Toleranzen aufweisen darf, damit eine feste Montage (Fixierung) in der dafür vorgesehenen Halterung gewährleistet wird, da beispielsweise die bei einem Crash auftretenden Beschleunigungskräfte nicht unerheblich sind, und ein loslösen aus der Halterung unter allen Umständen zu vermieden werden muss. Ein weiterer Nachteil dieser Realisierungsmöglichkeiten ist darin zu sehen, dass der räumliche Montageort für die aufzunehmenden Bauteile, durch das Gehäuse selbst bzw. durch die Steckvorrichtung fest vorgegeben ist, und deshalb bei der Auflösung der Schaltung zum Layout, oftmals nicht die ideale räumliche Zuordnung (Bauteil zur Schaltung) ermöglicht wird bzw. gewährleistet ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Weiterentwicklung bzw. eine Verbesserung der bereits bekannten Bauteilehalterungen zu schaffen, mittels diesen vermieden wird, dass große Bauteile einen erheblichen Platz auf der Leiterplatte verbrauchen, wobei die Halterungskonstruktion derart realisiert ist, dass diese innerhalb des Gehäuses nahezu frei wählbar auf der Leiterplatte platziert werden kann, als auch Bauteile mit großen Toleranzen, hinsichtlich der Länge als auch insbesondere im Durchmesser, sicher aufnehmen kann.
Ein weiteres spezielles Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein dazugehörendes prozesssicheres Montageverfahren/prozesssicheren Montagevorgang bereitzustellen/zu ermöglichen, welcher eine fehlerhafte bzw. unvollständige Montage des aufzunehmenden Bauteils, sicher zur Anzeige bringt, bzw. deutlich sichtbar werden lässt.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der Patenansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der 1 bis 2 näher erläutert werden. Hierbei können für gleiche und/oder funktional gleiche Elemente, in beiden Figuren, identische Bezugszeichen versehen sein, bzw. werden zu den einzelnen Elementen, identische zugeordnete Bezugszeichen verwendet.
Es zeigen
1: Den Halter im geschlossenen/anetierten Zustand, bei dieser in der unteren Darstellung ein aufzunehmendes Bauteil (Kondensator) zusätzlich dargestellt ist.
2: Den Halter im geöffneten/defaultmässigen Zustand, so wie dieser im nicht arretierten Zustand, bzw. Anlieferzustand, vorzufinden ist.
1 zeigt eine mögliche Realisierungsform des erfindungsgemäßen Halters (1) für größere elektrische Bauteile/Bauelemente (2), insbesondere Elektrolytkondensatoren, im geschlossenen (arretierten) Zustand. Der Halter (1) besteht im dargestellten Fall aus zwei zueinander beweglichen Halterteilen (1.1, 1.2), welche durch den bzw. während des Montagevorgangs miteinander mittels Klipsen (1.6) und/oder einer rasthakenähnlichen Verbindung (1.6) miteinander arretiert werden, bzw. die Arretierung auf einem auf Rasthaken ähnlichen/basierendem wirkenden Prinzip erfolgt. Ein Halterteil (1.1) verfügt über Abstandshalter (1.3) zur Montage des Halters auf der Leiterplatte (3). Durch die Abmessungen der Abstandshalter (1.3) wird bereits bei der Herstellung des Halters (1) der Abstand bestimmt, mit dem das aufzunehmende Bauteil (2) beabstandet von der Leiterplatte montiert (fixiert) werden soll.
Wie der 1 weiter zu entnehmen ist, wird das aufzunehmende Bauteil (2) vom Halter (1) vollständig umschließend umfasst, bzw., sofern es sich bei dem aufzunehmenden Bauteil (2) um ein (axial) längeres Bauteil handelt, als dieses Maß der zur einen Seite hin geöffneten Halter (1) von der Länge betrachtet abdeckt/aufweist, zumindest abschnittsweise umschließend umfasst. Ebenso kann das aufzunehmende Bauteil (2) vom Halter (1) nur abschnittsweise umschließend umfasst werden, wenn beispielsweise in einem nicht dargestelltem Ausführungsbeispiel, die beiden Halterteile (1.1, 1.2) eine unterschiedliche (axiale) Länge aufweisen.
Die untere Darstellung der 1 zeigt das aufzunehmende Bauteil (2) als Kondensator ausgebildet. Wie aus der Darstellung hierbei ersichtlich ist, wird hierbei das aufzunehmende Bauteil (2) von den federwirkenden zungenähnlichen mechanischen Kontaktstellen (1.4) der beiden Halterteile (1.1, 1.2) mechanisch festgehalten. Infolge der Federwirkung der zungenähnlichen mechanischen Kontaktstellen (1.4) ist es nicht erforderlich, dass das aufzunehmende Bauteil (2) bezüglich des Durchmessers engen Toleranzanforderungen folgen muss, damit eine sicher Haltekraft für dass aufzunehmende Bauelement (2) im arretierten Zustand des Halters (1) erreicht werden kann. Ebenso besteht, wie oben angeführt, infolge des vorzugsweise zur einen Seite hin geöffneten Halters (1), hinsichtlich der Länge des aufzunehmenden Bauteils (2), keine enge Toleranzanforderung an das Bauteil, als auch jeweils an den Halter selbst. Diese Unabhängigkeit bzgl. einer engen Toleranzanforderung, hinsichtlich der Länge als auch insbesondere im Durchmesser, ermöglicht es, eine höhere Auswahl bzw. Anzahl von verschiedenen Bauteiletypen/Bauteilehersteller in Betracht zu ziehen.
2 zeigt den Halter (1), der vorzugsweise aus Kunststoff realisiert ist, im geöffneten Zustand, so wie dieser z.B. bei Anlieferung vorzufinden ist. Die beiden zueinander beweglichen Halterteile (1.1, 1.2), sind mittels eines Scharniers (1.5) bzw. mittels einer scharnierähnlich wirkenden Verbindung (1.5) miteinander verbunden. Durch den Montagevorgang, werden die beiden Halterteile (1.1, 1.2), vom geöffneten Zustand (Anlieferzustand) in den geschlossenen (arretierten) Zustand übergeführt. Die Beweglichkeit wird hierbei durch das Scharnier (1.5) bzw. die scharnierähnlich wirkende Verbindung (1.5), welche/s vorzugsweise als Filmscharnier ausgebildet ist, ermöglicht. Dieses Scharnier (1.5) bzw. die scharnierähnlich wirkende Verbindung (1.5), besitzt eine gewisse Vorspannkraft, welche dafür sorgt, dass die beiden Halterteile (1.1, 1.2), sofern diese nicht korrekt arretiert sind, (wieder) einen ursprünglichen Zustand (geöffneten Zustand) einnehmen. Dieses ermöglicht einen prozesssicheren Montagevorgang, da sofern bei der Montage des aufzunehmenden Bauteils (2) im Halter (1) ein Fehler unterlaufen ist, bzw. die Arretierung der Arretierungsmittel (1.6) im Montageprozess nicht stattgefunden hat, dieser Zustand, durch einen „geöffneten Halter", sicher zur Anzeige gebracht wird, bzw. deutlich sichtbar werden lässt, so dass der korrekte Montagezustand auf einfachster Weise z.B. mittels einer optischen Kontrolle überwacht werden kann.
Neben den nur geringen Toleranzanforderungen, welchen das aufzunehmende Bauteil genügen muss, ist auch die frei wählbare Platzierung des Bauteils (2)/des Halters (1) (als auch der Platzgewinn) auf der Leiterplatte, sowie die prozesssichere Montage des aufzunehmenden Bauelements (2) im Halter (1) zu nennen.

Claims

Halter (1) zur beabstandeten Fixierung eines elektrischen Bauteils (2) auf einer Leiterplatte (3), mit: – mindestens zwei, zueinander bewegbaren, Halterteilen (1.1, 1.2) zur zumindest abschnittsweisen umschließenden Umfassung des elektrischen Bauteils (2), – wobei die mindestens zwei Halterteile zueinander anetierbar ausgestaltet sind.
Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Halterteile mindestens eine federwirkende zungenähnliche mechanische Kontaktstelle (1.4) vorgesehen ist, so dass der Halter geeignet ist, Bauteile aufzunehmen, deren Abmessungen in gewissen Grenzen variieren.
Halter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine federwirkende zungenähnliche mechanische Kontaktstelle (1.4) so angeordnet ist, dass sie sich nach erfolgter Fixierung des Bauteils (2) in einem elektrischen Anschlussbereich des Bauteils (2) befindet, so dass die exakte Länge des Bauteils (2) für eine sichere Fixierung von zu vernachlässigender Bedeutung ist.
Halter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Unabhängigkeit bzgl. einer engen Toleranzanforderung, hinsichtlich der Länge als auch insbesondere im Durchmesser, eine höhere Auswahl bzw. Anzahl von verschiedenen Bauteiletypen (2)/Bauteilehersteller möglich wird.
Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Halterteile (1.1, 1.2) mit einem Scharnier (1.5) bzw. einer scharnierähnlich wirkenden Verbindung (1.5) miteinander verbunden sind.
Halter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (1.5) bzw. die scharnierähnlich wirkende Verbindung (1.5) als ein Filmscharnier ausgebildet ist.
Halter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (1.5) bzw. die scharnierähnlich wirkende Verbindung (1.5) eine Vorspannkraft besitzt, die geeignet ist, die mindestens zwei Halterteile (1.1, 1.2) bei einer fehlerhaften bzw. unvollständigen Fixierung des aufzunehmenden Bauteils (2) in eine erste Lage zueinander zu bringen, die von der zweiten Lage nach erfolgter ordnungsgemäßer Fixierung einfach unterscheidbar ist.
Halter nach Anspruch 7, wobei die erste Lage dem geöffneten Halter entspricht.
Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der mindestens zwei Halterteile (1.1, 1.2) Abstandshalter zur beabstandeten Fixierung des Bauteils (2) auf der Leiterplatte (3) mit vorgegebenem Abstand aufweist.
Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierung die mindestens zwei Halterteile mittels Klipsen (1.6) und/oder einem auf Rasthaken (1.6) ähnlichen/basierendem wirkenden Prinzip erfolgt.
Verfahren zur Montage eines elektrischen Bauteils (2) in einem Halter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch – Einbringen des Bauteils (2) in den sich in einem geöffneten Zustand befindlichen Halter (1), – Schließen des Halters (1), – Ggf. teilweises Wiederöffnen des Halters (1) bei fehlerhaftem bzw. unvollständigem Schließen des Halters (1), – optisches Kontrollieren der relativen Lage der mindestens zwei Halterteile (1.1, 1.2) zueinander zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Montage des Bauteils (2).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest abschnittsweise umschließende Umfassung des aufzunehmenden Bauteils im montiertem Zustand, dadurch zustande kommt, dass die mindestens zwei Halterteile, durch den Montagevorgang, von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand übergeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine federwirkende zungenähnliche mechanische Kontaktstelle (1.4) durch den Montagevorgang/Arretiervorgang mit einer gewissen, vom Durchmesser des aufzunehmenden Bauteils abhängigen Haltekraft auf Haltespannung gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer fehlerhaften bzw. unvollständigen Montage des Bauteils (2) dieser Zustand sicher zur Anzeige gebracht wird bzw. dieses deutlich sichtbar wird.