DE19952912C2 - Leiterplattenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung in einem ein erstes und ein zweites Gehäuseteil aufweisenden Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In elektrischen und elektronischen Geräten werden Leiterplat­ ten eingesetzt, die Bauelemente und die die Bauelemente ver­ bindenden Leiterbahnen aufweisen. Die Leiterplatten sind hierbei in einem in der Regel mehrteiligen Gehäuse angeord­ net. Zur Befestigung einer Leiterplatte in einem Gehäuse sind mehrere Ausführungsvarianten bekannt. Die Leiterplatte 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 Prozesssi­ cherheit gefährdet, da bei der Montage eine solche Schraube leicht in das Gerät hineinfallen kann, ohne dass dies bemerkt wird. Hierdurch können dann beispielsweise Kurzschlüsse ent­ stehen, die einen Ausfall des Gerätes zur Folge haben.

Darüber hinaus ist es bekannt, eine Leiterplatte in einem Ge­ häuse 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 Befestigung ist ge­ rade bei nicht stationär betriebenen Geräten von Bedeutung. Hierzu gehören insbesondere auch Anwendungen in Kraftfahrzeu­ gen, da dort durch die ständigen Erschütterungen die Leiter­ platte besonderen Belastungen ausgesetzt ist. Nachteilig ist auch die Demontage einer durch Verrastungen gehalterten Lei­ terplatte, 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 Befes­ tigung der Leiterplatte in dem Gerät von Nachteil.

Aus der DE 89 12 800 U1 ist eine Leiterplattenanordnung in einem ein erstes und zweites Gehäuseteil aufweisenden Gehäuse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt.

Aus der DE 30 45 015 A1 ist ebenfalls eine Befestigung einer Schaltungsplatte auf einem Träger bekannt, wobei durch eine schwimmende Anordnung der Schaltungsplatte ein Verschieben der Platte innerhalb bestimmter Grenzen in der Plattenebene ermöglicht wird. Der Plattenträger weist hierzu Stege, die die Schaltungsplatte übergreifen, und zusätzlich federnde An­ schläge auf.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Leiterplattenanord­ nung anzugeben, mit der eine sichere Befestigung der Leiter platte in einem Gehäuse erreicht wird. Und die zudem mit ge­ ringem Zeitaufwand montierbar bzw. demontierbar ist. Die Auf­ gabe wird durch eine Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann somit vollständig auf die Verwendung zusätzlicher Kleinteile, wie z. B. Schrau­ ben 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 so­ wohl Toleranzen im Halteelement als auch in der Leiterplat­ tendicke in einem gewissen Rahmen ausgleichbar sind. Durch das mit der biegsamen Lasche in kraftschlüssiger Verbindung stehende Halteelement wird zudem eine Spannung auf die Lei­ terplatte 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Leiterplatte mit biegsamen Laschen

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein zweiteiliges Gehäuse mit darin angeordneter Leiterplatte.

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 Leiterplatte 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.

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.

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 ausreichend. 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.

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.

Claims (11)

1. Leiterplattenanordnung in einem ein erstes (8) und ein zweites (9) Gehäuseteil aufweisenden Gehäuse, wobei die Leiterplatte (1) eine biegsame Lasche (2, 3) und das erste Gehäuseteil (8) mindestens ein in kraftschlüssiger Verbindung mit der biegsamen Lasche (2, 3) stehendes Halteelement (10) für die Leiterplatte (1) aufweist, wobei das zweite Gehäuseteil (9) mindestens ein Lagerelement (11) für die Leiterplatte (1) aufweist, wobei das Lagerelement (11) auf Leiterplattenbereiche (Flächen 6, 7) außerhalb der Laschen (2, 3) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Lagerelement (11) und das Halteelement (10) bestimmte Freiraum kleiner ist als die Dicke der Leiterplatte (1) und dass die Einwirkungen des Lagerelements (11) und des Halteelements (10) auf die Leiterplatte (1) von verschiedenen Seiten der Leiterplatte (1) aus erfolgen.

2. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die biegsame Lasche (2, 3) durch eine Aussparung in der Leiterplatte gebildet wird.

3. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine biegsame Lasche (2) durch eine U-förmige Leiterplattenaussparung gebildet wird.

4. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die biegsame Lasche (3) im Randbereich der Leiterplatte (1) durch eine L-förmige Leiterplattenaussparung (5) gebildet wird.

5. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere biegsame Laschen (2, 3) vorhanden sind.

6. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (10) als Steg in dem ersten Gehäuseteil (8) ausgebildet ist.

7. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Lagerelement um eine im zweiten Gehäuseteil (9) umlaufende Leiterplattenauflage handelt.

8. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Lagerelementen (11) um Stege handelt.

9. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege einen zu ihrem Fußpunkt hin zunehmenden Querschnitt aufweisen.

10. Leiterplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Einsatz in einem Kraftfahrzeug.

11. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch den Einsatz in einem Bediengerät eines Kraftfahrzeuges, wobei das Bediengerät Bedienelemente aufweist, die mit auf der Leiterplatte angeordneten Stellelementen in mechanischer Wirkverbindung stehen.