DE19952912A1 - Circuit board module for electrical or electronic device e.g. in automobile, has circuit board secured within 2-part housing via flexible tongue engaged by fixing element - Google Patents
Circuit board module for electrical or electronic device e.g. in automobile, has circuit board secured within 2-part housing via flexible tongue engaged by fixing elementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung in einem ein erstes und ein zweites Gehäuseteil aufweisenden Gehäuse.The invention relates to a circuit board arrangement in a first and a housing having a second housing part.
In elektrischen und elektronischen Geräten werden Leiterplatten einge setzt, die Bauelemente und die die Bauelemente verbindenden Leiterbah nen aufweisen. Die Leiterplatten sind hierbei in einem in der Regel mehrteiligen Gehäuse angeordnet. Zur Befestigung einer Leiterplatte in einem Gehäuse sind mehrere Ausführungsvarianten bekannt. Die Leiter platte kann über eine Schraubverbindung in dem Gehäuse befestigt werden. Eine Montage der Leiterplatte im Gehäuse durch Verschrauben ist jedoch arbeitsaufwendig und damit auch relativ teuer. Durch den Einsatz mehrerer Schrauben ist zudem die Prozeßsicherheit gefährdet, da bei der Montage eine solche Schraube leicht in das Gerät hineinfallen kann, ohne daß dies bemerkt wird. Hierdurch können dann beispielsweise Kurzschlüsse entstehen, die einen Ausfall des Geräts zur Folge haben.Printed circuit boards are used in electrical and electronic devices sets, the components and the interconnect connecting the components NEN. The circuit boards are usually in one multi-part housing arranged. For mounting a circuit board in Several versions of a housing are known. The ladder plate can be fastened in the housing via a screw connection become. Assembly of the circuit board in the housing by screwing is, however, labor intensive and therefore also relatively expensive. By the The use of several screws also jeopardizes process security because such a screw easily falls into the device during assembly can without being noticed. This can then, for example Short circuits occur which result in the device failing.
Darüber hinaus ist es bekannt, eine Leiterplatte in einem Gehäuse über eine Verrastung zu befestigen. Hierzu müssen im Gehäuse selbst die erforderlichen Rastelemente vorhanden sein. Die Toleranzen dieser Rastelemente müssen sehr eng gehalten werden, damit die Leiterplatte fest in dem Gehäuse gehalten wird. Eine entsprechend sichere Befesti gung ist gerade bei nicht stationär betriebenen Geräten von Bedeutung. In addition, it is known to have a circuit board in a housing to attach a latch. To do this, the required locking elements are available. The tolerances of this Locking elements must be kept very tight so that the circuit board is held firmly in the housing. A correspondingly secure attachment This is particularly important for non-stationary devices.
Hierzu gehören insbesondere auch Anwendungen in Kraftfahrzeugen, da dort durch die ständigen Erschütterungen die Leiterplatte besonderen Belastungen ausgesetzt ist. Nachteilig ist auch die Demontage einer durch Verrastungen gehalterten Leiterplatte, da sich diese oft als schwierig erweist. Dies ist insbesondere von Bedeutung beim Austausch der Leiterplatte oder auch bei der fachgerechten Entsorgung des Gerätes. Weiterhin ist es bekannt, eine Leiterplatte in eine Führung in einem Gehäuse einzuschieben und zu haltern. Insbesondere bei Anwendungen im Kraftfahrzeug sind auch hier wiederum die einzuhaltenden engen Toleranzen und die unzureichende Befestigung der Leiterplatte in dem Gerät von Nachteil.This particularly includes applications in motor vehicles, since there due to the constant vibrations the circuit board special Is exposed to stress. Disassembly is also a disadvantage Locked circuit board as this is often difficult turns out. This is particularly important when exchanging the PCB or also in the proper disposal of the device. Furthermore, it is known to insert a circuit board into a guide in one Insert and hold the housing. Especially in applications in the motor vehicle, again, are the narrow ones to be observed Tolerances and the insufficient fastening of the circuit board in the Device disadvantageous.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Leiterplattenanordnung anzuge ben, mit der eine sichere Befestigung der Leiterplatte in einem Gehäuse erreicht wird und die zudem mit geringem Zeitaufwand montierbar bzw. demontierbar ist. Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Leiterplat tenanordnung dadurch gelöst, daß die Leiterplatte eine biegsame Lasche und das erste Gehäuseteil mindestens ein in kraftschlüssiger Verbindung mit der biegsamen Lasche stehendes Halteelement für die Leiterplatte aufweist.The object of the invention is therefore to provide a circuit board arrangement ben, with the secure attachment of the circuit board in a housing is achieved and which can also be assembled with little time or is removable. The task is with a generic circuit board tenanordnung solved in that the circuit board has a flexible tab and the first housing part has at least one non-positive connection holding element for the printed circuit board with the flexible tab having.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann somit vollständig auf die Verwendung zusätzlicher Kleinteile, wie z. B. Schrauben verzichtet werden. Zudem wird eine einfache und sichere Montage bzw. Demontage erreicht. Aufgrund der Einwirkung des Halteelementes auf eine biegsame Lasche der Leiterplatte wird zudem ein gewisser Toleranzausgleich hergestellt, wobei sowohl Toleranzen im Halteelement als auch in der Leiterplattendicke in einem gewissen Rahmen ausgleichbar sind. Durch das mit der biegsamen Lasche in kraftschlüssiger Verbindung stehende Halteelement wird zudem eine Spannung auf die Leiterplatte ausgeübt, so daß diese sicher im Gerät gehalten wird. Zusätzlich wird durch diese Ausgestaltung jedoch eine gewisse Flexibilität der Leiterplattenanordnung realisiert, so daß eine solche Anordnung beispielsweise unempfindlicher entgegen äußerer Erschütterungen ist.With the arrangement according to the invention can thus completely on the Use of additional small parts, such as. B. waived screws become. In addition, a simple and safe assembly or disassembly reached. Due to the action of the holding element on a flexible The tab on the circuit board also provides a certain tolerance compensation manufactured, both tolerances in the holding element and in the PCB thickness can be compensated within a certain range. By that with the flexible tab in a frictional connection Holding element is also exerted on the circuit board, so that it is held securely in the device. Additionally, through this Design, however, a certain flexibility of the circuit board arrangement realized so that such an arrangement less sensitive, for example against external shocks.
Vorzugsweise wird die biegsame Lasche durch eine Aussparung in der Leiterplatte selbst gebildet. Eine solche Aussparung kann bereits bei der Leiterplattenherstellung beispielsweise durch einen einfachen Stanzpro zeß realisiert werden. Die biegsame Lasche kann insbesondere durch eine U-förmige Leiterplattenaussparung gebildet werden. Die Schenkel länge und die Laschenbreite sind dabei abhängig von der Anzahl der insgesamt auf der Leiterplatte vorgesehenen Laschen und der Größe der Leiterplatte. Die für die jeweilige Anwendung optimalen Werte können in einfachen Versuchen ermittelt werden. Prinzipiell ist eine einzige biegsa me Lasche ausreichend.Preferably, the flexible tab is through a recess in the Printed circuit board itself. Such a recess can already be found in the Printed circuit board production, for example, using a simple punching pro be realized. The flexible tab can in particular by a U-shaped circuit board recess are formed. The thighs length and tab width depend on the number of total tabs provided on the circuit board and the size of the Circuit board. The optimum values for the respective application can be found in simple experiments can be determined. In principle, one is biegsa me tab sufficient.
Soll die biegsame Lasche im Randbereich der Leiterplatte angebracht werden, so kann dies durch eine L-förmige Leiterplattenaussparung realisiert werden. Die Lasche wird hierbei von der L-förmigen Aussparung sowie von der Außenseite der Leiterplatte gebildet. Insbesondere bei einer solchen Anordnung der Lasche auf der Leiterplatte ist es vorteilhaft, mehrere biegsame Laschen anzubringen.The flexible tab should be attached to the edge of the circuit board , this can be done with an L-shaped circuit board recess will be realized. The tab is from the L-shaped recess and formed from the outside of the circuit board. Especially with one such arrangement of the tab on the circuit board, it is advantageous attach several flexible tabs.
Das Halteelement ist im ersten Gehäuseteil angeordnet und vorteilhafter weise einstückig mit diesem ausgebildet. Der Querschnitt des Halteele mentes ist an den Querschnitt der Lasche bzw. der Aussparung in der Leiterplatte angepaßt, so daß das Halteelement vorzugsweise ausschließ lich auf die Lasche einwirkt. Das Halteelement wird daher vorzugsweise als Steg in dem ersten Gehäuseteil ausgebildet.The holding element is arranged in the first housing part and is more advantageous wise integrally formed with this. The cross section of the holding element is on the cross section of the tab or the recess in the Printed circuit board adapted so that the holding element preferably excludes Lich acts on the tab. The holding element is therefore preferred formed as a web in the first housing part.
Das zweite Gehäuseteil ist zur Lagerung der Leiterplatte ausgebildet, wobei es insbesondere ein oder mehrere Lagerelemente für die Leiter platte aufweist, die auf Leiterplattenbereiche außerhalb der Laschen einwirken. Zur Montage der Leiterplatte in dem Gehäuse wird daher die Leiterplatte zunächst auf die Lagerelemente des zweiten Gehäuseteils aufgelegt und anschließend wird das erste Gehäuseteil mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden. Die Verbindung der Gehäuseteile kann in be kannter Weise beispielsweise durch Verschraubung oder Verrastung erfolgen. Beim Verbinden des ersten mit dem zweiten Gehäuseteil wirkt somit das Halteelement auf die biegsame Lasche der Leiterplatte ein und hält die Leiterplatte, die sich an den Lagerelementen abstützt, sicher fest. Bei dem Lagerelement kann es sich beispielsweise um eine im zweiten Gehäuseteil umlaufende Leiterplattenauflage handeln. Andererseits können die Lagerelemente jedoch auch als Stege der verschiedensten Ausführungsformen ausgebildet sein. Bei frei im Gehäuse angeordneten Stegen kann insbesondere der Fußpunkt, das heißt die Verbindungsstelle zwischen dem Steg und der Gehäusewandung, einen größeren Quer schnitt aufweisen als das zur Leiterplatte hinweisende Ende des Steges. Hierdurch kann eine größere Stabilität der Stege erreicht werden.The second housing part is designed for mounting the printed circuit board, in particular one or more bearing elements for the conductors has plate that on circuit board areas outside the tabs act. To mount the circuit board in the housing is therefore the Printed circuit board first on the bearing elements of the second housing part put on and then the first housing part with the second Housing part connected. The connection of the housing parts can be in known manner, for example by screwing or locking respectively. When connecting the first to the second housing part acts thus the holding element on the flexible tab of the circuit board and holds the circuit board, which is supported on the bearing elements, securely. The bearing element can be, for example, one in the second Act part of the housing around the circuit board support. On the other hand However, the bearing elements can also be used as webs of the most varied Embodiments can be formed. With freely arranged in the housing In particular, the base point, that is the connection point, can land between the web and the housing wall, a larger cross have cut as the end of the web pointing towards the circuit board. As a result, greater stability of the webs can be achieved.
Zur sicheren Fixierung der Leiterplatte in dem Gehäuse ist es erforderlich, daß das Lagerelement und das Halteelement aufeinander abgestimmt sind. Der Freiraum zwischen dem Lagerelement und dem Halteelement, in dem die Leiterplatte angeordnet ist, ist insbesondere so zu bemessen, daß eine sichere Halterung der Leiterplatte in dem Gehäuse gewährleistet ist. Insbesondere ist dazu vorgesehen, daß der durch das Lagerelement und das Halteelement bestimmte Freiraum kleiner ist als die Dicke der Leiterplatte. Durch eine solche Ausgestaltung wird die biegsame Lasche der Leiterplatte unter einer gewissen Spannung gehalten, so daß eine sichere Befestigung gewährleistet ist. Durch die biegsame Lasche ist in diesem Fall auch ein gewisser Toleranzausgleich aufgrund unvermeidli cher Toleranzen der Abmessungen der Leiterplatte, des Lagerelements und des Halteelements gewährleistet. In einer besonderen Ausführungs form der Erfindung ist vorgesehen, daß das Halteelement und das Lager element in enger räumlicher Nachbarschaft auf die Leiterplatte bzw. die biegsame Lasche einwirken, wobei die Einwirkung jedoch von verschiede nen Seiten aus erfolgt.To securely fix the circuit board in the housing, it is necessary that the bearing element and the holding element matched to each other are. The space between the bearing element and the holding element, in the circuit board is arranged, in particular is to be dimensioned so that ensures a secure mounting of the circuit board in the housing is. In particular, it is provided that the bearing element and the holding element certain free space is smaller than the thickness of the Circuit board. Such a configuration makes the flexible tab the circuit board kept under a certain voltage, so that a secure attachment is guaranteed. Through the flexible tab is in in this case also a certain tolerance compensation due to unavoidable cher tolerances of the dimensions of the circuit board, the bearing element and the holding element guaranteed. In a special execution form of the invention it is provided that the holding element and the bearing element in close spatial proximity to the circuit board or the bend flexible tab, but the action of different pages.
Durch die sichere und dennoch elastische Befestigung der Leiterplatte in dem Gehäuse ist die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung insbe sondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, bei dem durch die ständigen Erschütterungen stets Kräfte auf die Leiterplatten einwirken, geeignet. Besonders vorteilhaft kann eine solche Leiterplattenanordnung in einem Bediengerät eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden, das Bedienelemente aufweist, die mit auf der Leiterplatte angeordneten Stellelementen in mechanischer Wirkverbindung stehen. Bei einer solchen Anwendung ist insbesondere die sichere aber dennoch in gewissem Rahmen elastische Befestigung der Leiterplatte in dem Bediengerät von Vorteil. Andererseits ergeben sich auch Vorteile durch den einfachen und schnellen Ausbau der Leiterplatte im Falle eines Geräteausfalls.Thanks to the secure yet elastic mounting of the PCB in the circuit board arrangement according to the invention is in particular the housing especially for use in a motor vehicle in which the constant vibrations always exert forces on the printed circuit boards, suitable. Such a circuit board arrangement can be particularly advantageous be used in an operating device of a motor vehicle, the Has controls that are arranged on the circuit board Control elements are in a mechanical operative connection. With one Application is particularly safe but still to some extent Frame elastic fastening of the circuit board in the control unit from Advantage. On the other hand, there are also advantages from the simple and rapid removal of the circuit board in the event of a device failure.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below using an exemplary embodiment and the drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Leiterplatte mit biegsamen Laschen. Fig. 1 is a circuit board with flexible tabs.
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein zweiteiliges Gehäuse mit darin angeordneter Leiterplatte. Fig. 2 shows a cross section through a two-part housing with a printed circuit board arranged therein.
In Fig. 1 ist eine Leiterplatte 1 dargestellt. Nicht eingezeichnet sind in Fig. 1 die auf einer solchen Leiterplatte vorhandenen Bauelemente und die die Bauelemente verbindenden Leiterbahnen, da diese zum Verständ nis der Erfindung ohne Bedeutung sind. Die Leiterplatte weist Laschen 2, 3 auf. Die Laschen 2 werden durch U-förmige Aussparungen 4 in der Leiterplatte gebildet. Die Laschen 3 sind am Rande der Leiterplatte 1 angeordnet und werden durch L-förmige Aussparungen 5 in der Leiter platte 1 realisiert. Gemäß der Erfindung wirken auf die Laschen 2, 3 Halteelemente ein, die in dem Gerätegehäuse angeordnet sind. Die Lagerelemente des zweiten Gehäuseteils wirken auf die Flächen 6, 7 der Leiterplatte 1 ein. Daher weisen die Flächen 6, 7 der Leiterplatte 1 keine Bauelemente oder an der Oberfläche verlaufende Leiterbahnen auf. Bei Einsatz mehrschichtiger Leiterplatten ist es jedoch möglich, in den Berei chen der Flächen 6, 7 Leiterbahnen im Innern der Leiterplatte 1 anzuord nen. Weiterhin können auch auf der den Flächen 6, 7 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 1 Leiterbahnen vorhanden sein.In Fig. 1 a circuit board 1 is shown. Not shown in FIG. 1 are the components present on such a printed circuit board and the interconnects connecting the components, since these are of no importance for understanding the invention. The circuit board has tabs 2 , 3 . The tabs 2 are formed by U-shaped recesses 4 in the circuit board. The flaps 3 are arranged at the edge of the circuit board 1 and are L-shaped recesses 5 in the plate 1 realized conductor. According to the invention act on the tabs 2 , 3 holding elements which are arranged in the device housing. The bearing elements of the second housing part act on the surfaces 6 , 7 of the printed circuit board 1 . Therefore, the surfaces 6 , 7 of the circuit board 1 have no components or conductor tracks running on the surface. When using multilayer printed circuit boards, however, it is possible to arrange in the areas of the surfaces 6 , 7 conductor tracks inside the printed circuit board 1 . Furthermore, conductor tracks can also be present on the side of the printed circuit board 1 opposite the surfaces 6 , 7 .
Fig. 2 zeigt zwei Querschnitte durch ein Gehäuse mit einer ersten Gehäusehälfte 8 und einer zweiten Gehäusehälfte 9, wobei in dem Gehäuse eine Leiterplatte 1 angeordnet ist. In dem Gehäuse sind Stege als Halteelement 10 bzw. Lagerelement 11 vorhanden. Das Halteelement 10 ist einstückig mit der ersten Gehäusehälfte 8 verbunden, während das Lagerelement 11 einstückig mit dem zweiten Gehäuseteil 9 verbunden ist. Fig. 2 shows two cross sections through a housing with a first housing half 8 and a second housing half 9 , wherein a circuit board 1 is arranged in the housing. In the housing there are webs as holding element 10 or bearing element 11 . The holding element 10 is integrally connected to the first housing half 8 , while the bearing element 11 is integrally connected to the second housing part 9 .
Die Leiterplatte 1 liegt auf dem Lagerelement 11 auf. Die Auflagefläche der Leiterplatte 1 auf dem Lagerelement 4 ist dabei insbesondere die in Fig. 1 als Fläche 7 dargestellte Fläche. Die Leiterplatte 1 weist eine biegsame Lasche 2 auf, auf die das Halteelement 10 einwirkt. Die Abmes sungen des Lagerelementes 11 und des Halteelementes 10 sind dabei so gewählt, daß die Lasche 2 durch das Halteelement 10 unter einer gewis sen Spannung gehalten wird, so daß eine sichere Befestigung der Leiter platte 1 im Gehäuse gewährleistet ist. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist jeweils nur ein Lagerelement und ein Halteelement dargestellt, um die prinzipielle Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung zu erläu tern. Für eine ausreichende Befestigung ist zumindest ein weiteres Halte- oder Lagerelement erforderlich. Als Lagerelemente können beispielsweise eine umlaufende Auflagefläche oder zwei oder mehrere Stege vorhanden sein. Weitere entsprechende sichere Auflageausführungen sind dem Fachmann bekannt. Prinzipiell ist dann ein einziges Halteelement ausrei chend. Wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung ist, daß bei entspre chend sicherer Auflage eine sichere Befestigung der Leiterplatte im Gehäuse durch die Laschen und die auf die Laschen einwirkenden Halteelemente erzielt wird.The circuit board 1 rests on the bearing element 11 . The contact surface of the printed circuit board 1 on the bearing element 4 is in particular the surface shown as surface 7 in FIG. 1. The circuit board 1 has a flexible tab 2 , on which the holding element 10 acts. The dimen solutions of the bearing element 11 and the holding element 10 are chosen so that the tab 2 is held by the holding element 10 under a certain tension, so that a secure attachment of the circuit board 1 is ensured in the housing. In the embodiment of FIG. 2, only one bearing element and one holding element is shown in order to explain the principle of operation of the arrangement according to the invention. At least one additional holding or bearing element is required for sufficient fastening. For example, a circumferential support surface or two or more webs can be present as bearing elements. Further corresponding safe support designs are known to the person skilled in the art. In principle, a single holding element is sufficient. An essential aspect of the invention is that with a correspondingly secure support, a secure fastening of the circuit board in the housing is achieved by the tabs and the holding elements acting on the tabs.
Die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung kann bei allen Elektro- oder Elektronikgeräten eingesetzt werden, bei denen eine Montage der Leiterplatte zwischen zwei Gehäusehälften erfolgen kann. Neben den bereits erwähnten Bediengeräten von Kraftfahrzeugen kann es sich dabei insbesondere um Autoradios oder Mobilfunkgeräte handeln.The circuit board arrangement according to the invention can be used in all electrical or electronic devices are used in which an assembly of the Printed circuit board can be made between two housing halves. In addition to the Control devices of motor vehicles already mentioned can be in particular deal with car radios or mobile devices.
Claims (13)
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DE1999152912 DE19952912C2 (en) | 1999-11-03 | 1999-11-03 | Printed circuit board assembly |
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ID=7927789
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