DE2620758B2 - Leiterplattenkassette - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kassette für großflächige Leiterplatten, die in Betriebslage in einem U-förmigen Gehäuserahmen parallel zueinander arretiert und im Fehlerfall ohne Lösen von Steckverbindern für Signal- und Potentialanschlüsse über Flachband bzw. Einzelkabel für eine Fehlersuche und/oder Reparatur voll zugänglich sind.

Es sind vielfältige Formen von Aufbautechniken für elektronische Geräte bekannt, in denen eine Mehrzahl von mit Bauelementen bestückten Leiterplatten in einem eng bemessenen Sicherheitsabstand parallel zueinander in einem Gehäuserahmen angeordnet sind. In vielen Anvendungsfällen werden dabei aus elektrischen Gründen auch Leiterplatten in Großformaten verwendet insbesondere um bei hoher Packungsdichte kurze Signalleitungen zu erreichen. Trotz unterschiedlicher konstruktiver Ausbildungen haben die bekannten Aufbautechniken für elektronische Geräte folgendes Prinzip gemeinsam: Die fertig bestückten Leiterplatten werden nach einer Funktionsprüfung in dem Gehäuserahmen montiert und dabei in Halterungen eingeschoben arretiert oder unmittelbar mit dem Gehäuserahmen verschraubt. Signal- bzw. F'olentialanschlüsse für die Leiterplatten werden diesen über direkt oder indirekt steckbare, an ihrer Rückseite angeordnete Steckverbindungen zugeführt, die ebenfalls vielfach auch an der Rückwand des Gehäuserahmens starr festgelegt sind.

Diesen Aufbautechniken ist eine Eigenschaft gemeinsam: Sobald eine Leiterplatte im Gehäuse montiert ist, sind ihre Bauelemente nicht mehr frei zugänglich. Um Bauteile auf Leiterplatten justieren, auswechseln oder prüfen zu können, müssen deshlb die Leiterplatten gezogen, abgeschraubt und/oder auf Adapter gesteckt

bo werden.

Mit einer wachsenden Vielzahl von Signalanschlüssen bedeutet dies steigende Steck- bzw. Ziehkräfte und erfordert damit auch die Leiterplatte mit ihren Halterungsteilen zu einem stabilen Rahmen zu verbin-

ii5 den, der diesen Kräften gewachsen is!. Dies bedeutet aber auch erhöhte Kosten auch Tür Adapter und zusätzliche Montagezeiten, ohne daß Beschädigungen an der Leiterplatte oder Verwechslungen von Steck-

platzen beim Aufsetzen der Adapter vollkommen ausgeschlossen werden können. Um wenigstens gewisse Grundfunktionen einer Leiterplatte auch im gesteckten Zustand prüfen zu können, sind deshalb bei bekannten Anbautechniken zum Teil auch Prüfbaugruppen vorgesehen, die an bestimmten l£inbauplützen der rückwärtigen Verdrahtung der Leiterplatten fesi eingebaut sind. Auch durch diese Maßnahme läßt sich aber nicht vermeiden, daß eine Leiterplatte mit einem defekten Bauteil der Reparatur oder Justierung gezogen oüer abgeschraubt werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kassette für großflächige Leiterplatten der eingangs genannten Art zu schaffen, die es bei enger Packungsdichte erlaubt, die Leiterplatten wartungs- und bedienungsfreundlich in ein elektronisches Gerät einzubauen, d. h. insbesondere eine volle Zugänglichkeit der beiden Seiten einer Leiterplatte ohne ein Lösen der Steckverbindungen, also im Betriebszustand.

Bei einer Kassette für großflächige Leiterplatten der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Leiterplatte mit zwei parallelen Seitenkanten auf Plattenhaltern festgelegt ist, die paarweise miteinander f'uchtende, parallel zur Leiterplatte nach außen ragende Stifte aufweisen, die als Führungsstifte, jeweils nahe einer der Ecken der Leiterplatte angeordnet, in den parallelen Seitenteilen des Gehäuserahmens in Lagerbohrungen drehbeweglich gelagert sind bzw. als wahlweise in eine von zwei Raststellungen einrastende Raststifte ausgebildet sind, die in weitere Ausnehmungen der Seitenteile eingreifen, die bei gleichem Abstand von der zugehörigen Lagerbohrung derart angeordnet sind, daß die Leiterplatte aus dem Gehäuserahmen schwenkbar ist, daß die Lagerbohrungen bzw. die weiteren Ausnehmungen in den Seitenteilen um jeweils einen von der Einbauhöhe einer Leiterplatte abgeleiteten Teilungsabstand gegeneinander horizontal und vertikal versetzt sind und daß die Seitenkante nuhe der Schwenkachse der Leiterplatte die Steckverbinder zum Zuführen der Signal- und Potentialanschlüsse trägt.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß die einzelnen Leiterplatten aus dem U-förmigen Gehäuserahmen nacheinander wie die Seiten eines Buches herausklappbar sind und damit ohne weiteres beide Seitenflächen einer Leiterplatte für Prüfungs- und Wartungsarbeiten auch im Betriebszustand zugänglich sind, weil die nahe der Schwenkachse jeder Leiterplatte angeordneten Steckverbindungen bei diesem Vorgang nicht gelöst werden. Eine erfindungsgemäß ausgebildete Leiterplattenkassette ist daher wesentlich wartungs- und bedienungsfreundlicher, stellt geringere Anforderungen an die Steckverbindungen, da eine Vielzahl von Zieh- und Steckvorgängen entfallen kann, und erlaubt deshalb auch eine konstruktiv sehr einfache Halterung für die Leiterplatten selbst. Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden Ausführungsbeispiele im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Frontansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Leiterplattenkassette.

F i g. 2 die dazugehörige Seitenansicht,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Seitenteil des Gehäuserahmens mit einer besonders zweckmäßigen Form einer Ausnehmung für die Lagerung der Fiihrungsstifteund

F i g. 4 und 5 zwei Ansichten einer Ausführungsform, bei der entgegen einer Federkraft entriegelbare Raststifte verwendet sind.

F i g. I und F i g. 2 zeigen zwei zueinander gehörende Ansichten einer Leiterplattenkassette mit einem U-förmigausgebildeten Gehäuserahmen !,dessen zueinander parallele Seitenteile 2 Lagerplatinen für mehrere, dicht gepackte Leiterplatten 3 bilden. Die Leiterplatten sind an ihren Schmalseiten auf Plattenhaltern 4 mit rechtwinkligem Profil durch Schrauben 5 festgelegt. Die Plattenhalter 4 weisen paarweise miteinander fluchtende, parallel zur Leilerplattenfläche nach außen ragende Stifte 6,7 bzw. 8 auf.

Das nahe der unteren Ecke auf dem Plattenteller 4 angeordnete Stiftpaar bildet Führungsstifte 6, die in vertikal ausgerichteten Langlöchern der Seitenteile 2 drehbeweglich und vertikal verschiebbar geführt sind. Oberhalb der Führungsstifte 6 sind auf den Plattenhaltern 4 Raststifte 7 angeordnet. Diese sind in einer in die Seitenteile 2 eingelassenen, geschlossenen Rastkulisse 10 geführt, die in den Seitenteilen schräg nach oben laufend angeordnet ist und jeweils senkrecht über den Langlöchern 9 gestufte Absätze aufweist. Jeweils zwei aufeinanderfolgende Absätze bilden dabei zwei Raststellungen für einen Raststift 7. Die Lage der Langlöcher 9 und der geschlossenen Rastkulisse 10 ist dabei derart aufeinander abgestimmt, daß eine Leiterplatte 3 aus einer senkrechten Betriebslage, auf die mit dem Pfeil 3 hingewiesen ist, über mit einem Pfeil 32 bezeichnete Zwischenstellungen in eine mit einem Pfeil 33

}o bezeichnete horizontale Prüflage aus dem Gehäuserahmen 1 heraus schwenkbar ist.

Um die mit dem Pfeil 31 bezeichnete Betriebslage zu sichern, ist am oberen Ende der Plattenhalter 4 noch ein Paar von Arretierungsstiften 8 vorgesehen, die hier als in die Plattenhalter 4 einschraubbare Feststellschrauben 8 ausgebildet sind. Deren Schaft klinkt beim Einrasten einer Leiterplatte 3 in die Betriebslage, in eine senkrecht über den Langlöchern 9 angeordnete Einkerbung am oberen Rand der Seitenteile 2 ein. Durch Anziehen der Feststellschrauben 8 wird diese Betriebslage gesichert.

Wie in Fig. 2 angedeutet, können die einzelnen Leiterplatten 3 nacheinander wie die Seiten eines Buches aus dem Gehäuserahmen 1 herausgeschwenkt werden, so daß bei der obersten herausgeklappten Leiterplatte 3 jeweils die auf der Rückseite angeordneten, in Fig. 1 und Fig. 2 schematisch angedeuteten, elektrischen Bauelemente 12 frei zugänglich sind. Damit diese auch in der herausgeklappten Lage einer Leiterplatte 3 im Betriebszustand prüfbar sind, sind Steckverbinder 13 für Signal- und Potentialanschlüsse an die Leiterplatte 3 an deren unterer Längskante nahe ihrer Schwenkachse angeordnet und an flexible Flachbandkabel 14 für die Zuführung der Signalleitungen bzw. nicht dargestellte Einzelkabel zur Stromversorgung angeschlossen, die ihrerseits mit einem auf dem Boden des Gehäuserahmens 1 angeordneten Steckblock 15 verbunden sind.

Eine davon etwas abgewandelte Ausführungsform ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Bei im Prinzip

μ) gleichem Aufbau der Leiterplattenkassette ist die Rastkulisse 10, bei der zwei aufeinanderfolgende Absätze die beiden Raststeüungen für einen Raststift 7 bzw. T bilden, hier etwas steiler aus dem Seitenteil 2 ausgenommen. Die wesentliche Änderung besteht in der

ivi Ausgestaltung der Lagerbohrung für die Führungsstifte 6 hier in Form eines stumpfwinkligen Dreiecks mit abgerundeten Ecken.
Wie aus der Darstellung hervorgeht, ist der

Krümmungsmittelpunkt der unteren spitzwinkligen Ecke in der dargestellten Betriebslage einer Leiterplatte 3 mit dem Mittelpunkt des Führungsstiftes 6 identisch. In einem vertikalen Abstand a dazu liegen die Krümmungsmiltelpunkte für den Scheitel und die andere spitzwinklige Ecke des Dreiecks wiederum im Abstand a voneinander. Sie liegen in gleicher Höhe mit dem Mittelpunkt eines Raststiftes T in der zweiten Raststellung einer Leiterplatte 3. Die Krümmungsmiilelpunkte an der unteren Ecke und im Scheitel der drcieckförmigen Lagerbohrui.g 9 liegen hier nun nicht wie bei der anhand von Fig. 2 beschriebenen Alisführungsform exakt lotrecht übereinander, sondern auf einer Verbindungslinie, die gegenüber der Vertikalen um einen kleinen Winkel ix verdreht ist.

Diese Ausführungsform ist kinematisch, gegenüber der anhand von F i g. 2 beschriebenen Ausführungsform, zwar etwas komplizierter, wie ein Vergleich der Darstellung in F i g. 2 und F i g. 3 zeigt. Diese Ausgestaltung der Lagerbohrung 9 ermöglicht jedoch eine exakte Parallelität der Leiterplatten 3 in beiden Raststellungen bei identischem Teilungsabstand. So erlaubt diese Ausführungsform eine besonders dichte Packung der einzelnen Leiterplatten 3, weil der aus elektrischen Gründen erforderliche minimale Sicherheitsabstand den Teilungsabstand der Leiterplatten 3 bestimmt.

Eine dritte Ausführungsform ist in F i g. 4 und F i g. 5 in zwei Ansichten schematisch dargestellt. Der wesentliche Unterschied zu den vorher geschilderten Ausführungsformen besteht hierbei darin, daß die Raststifte 7 nicht aus den Raststcllungen herausgehoben werden, sondern federnd entriegelt werden sollen. Die Rastkulisse 10 ist daher hier in den Seitenteilen 2 des Gehäuscrahmcns f zu einfachen Rastbohrungen 101 entartet, die auf einer unter 45" geneigten Verbindungs linie angeordnet sind. Je zwei aufeinanderfolgend' Rastbohrungen 101 bilden zwei Ecken eines gleich schenkligen Dreiecks, dessen .Scheitelpunkt den Mittel punkt einer einfachen Lagerbohrung 9 für einci Führungsstift 6 bildet. Dieser ist hier als Feststellschrau be ausgebildet, die damit zugleich die Funktion de Arretierungsstifls 8 gemäß F ig. 2 übernimmt, der hie nicht vorgesehen ist.

Jeder Raststift 7 ist nun, um ihn entriegeln zu könnet· auf einer Blattfeder 16 festgelegt, die ihrerseits auf dei den Seitenteilen 2 zugekehrten Schmalseiten de Pliitlenhaher 4 angeordnet ist. Zum Entriegeln eine Leiterplatte 3 aus einer der beiden Rasistellungei werden die Feststellschrauben gelöst und die beidei Rastklinken 7 an den Schmalseiten der Leiterplatte .' nach innen gedrückt. Die Leiterplatte ist dann in di< andere Raststellung schwenkbar.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformet bilden nur Beispiele für eine erfindungsgemäß ausgebil dete l.eitcrplattcnkassctte. denn es sind im Rahmen de Erfindung weitere Ausgestaltungen denkbar. So ist c /.. Ii. ohne weiteres möglich, im Bereich der Schwenk achse der Leiterplatten, Teller- oder Druckfedert einzubauen und damit eine bremsende Wirkung bein Schwenken der Leiterplatte zu erzielen, so daß siel sogar Zwischcnstcllungcn in jeder beliebigen Lag( erreichen lassen. Weiterhin können die Plattenhaltcr zi einem geschlossenen Rahmen ergänzt werden, dci

jo insbesondere bei sehr großen Lciterplatienformatei der Leiterplatte selbst eine höhere Stabilität verleih und damit einen weiteren Schutz gegen Beschädigung« bietet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kassette für großflächige Leiterplatten, die in Betriebslage in einem U-förmigen Gehäuserahmen parallel zueinander arretiert und im Fehlerfall ohne Lösen von Steckverbindern für Signal- und Potentialanschlüsse über Flachband- bzw. Einzelkabel für eine Fehlersuche und/oder Reparatur voll zugänglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leiterplatte (3) mit zwei parallelen Seitenkanten auf Plattenhaltern (4) festgelegt ist, die paarweise miteinander fluchtende, parallel zur Leiterplatte nach außen ragende Stifte (6,7 bzw. 8) aufweisen, die als Führungsstifte (6), jeweils nahe einer der Ecken der Leiterplatte angeordnet, in den parallelen Seiten'eilen (2) des Gehäuserahmens (1) in Lagerbohrungen (9) drehbeweglich gelagert sind bzw. als wahlweise in eine von zwei Rcststellungen einrastende Rasisiifte (7) ausgebildet sind, die in weitere Ausnehmungen (10, 101) der Seitenteile eingreifen, die bei gleichem Abstand von der zugehörigen Lagerbohrung derart angeordnet sind, daß die Leiterplatte aus dem Gehäuserahmen schwenkbar ist, daß die Lagerbohrungen bzw. die weiteren Ausnehmungen in den Seitenteilen um jeweils einen von der Einbauhöhe einer Leiterplatte abgeleiteten Teilungsabstand gegeneinander horizontal und vertikal versetzt sind und daß die Seitenkante nahe der Schwenkachse der Leiterplatte die Steckverbinder (13) zum Zuführen der Signal- und Potentialanschlüsse trägt.

2. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Raststifte (7) auf den den Seitenteilen (2) des Gehäuserahmens (1) zugekehrten Schmalseiten der Plattenhalter (4) derart federnd festgelegt sind, daß sie entgegen einer Federkraft in Richtung der Leiterplatte (3) verschiebbar sind und daß ihnen in den beiden Rastlagen einer Leiterplatte in die Seitenteile eingelassene Rastbohrungen (lOi) zugeordnet sind.

3. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstifte (6) als Feststellschrauben ausgebildet sind, die in die Schmalseiten der Plattenhalter (4) einschraubbar sind.

4. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen für die Raststifte (7) in den Seitenteilen (2) des Gehäuserahmens (1) jeweils als eine durchgehende Rastkulisse (10) ausgebildet sind, bei der die schräg gestellte Lauffläche für die Raststifte stufenförmig verläuft, wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Absätze die Raststellungen (31 bzw. 33) für Betriebs- bzw. Prüflage einer Leiterplatte (3) bilden, daß die Lagerbohrungen (9) für die Führungsstifte (6) aufgebohrt sind, so daß eine aus der Betriebslage zu schwenkende Leiterplatte aus dieser Raststellung hebbar ist, in der sie ein Paar von Arretierungsstiften (8) hält, die dazu in am oberen Rand der Seitenteile eingelassene Einkerbungen (1) eingreifen.

5. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungsstifte (8) als Feststellschrauben ausgebildet sind, die in die Schmalseiten der Plattenhalter (4) einschraubbar sind.

6. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die

Lagerbohrungen (9) für die Führungsstifte (6) als Langlochbohrungen mit einer vertikal ausgerichteten langen Achse ausgebildet sind.

7. Kassette für großflächige Leiterplatten nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbohrungen (9) für die Führungsstifte (6) als stumpfwinklige, dreieckförmige Ausnehmungen mit abgerundeten Ecken ausgebildet sind, deren eine eine Kathete des Dreiecks bildende Seitenkante horizontal, die andere mit einem geringen Anstellwinkel gegen die Vertikale geneigt angeordnet ist und in der der Mittelpunkt des Rundungshalbmessers im Scheitelpunkt des Dreiecks zu den Mittelpunkten der beiden anderen Rundungshalbmesser einen identischen horizontalen bzw. vertikalen Abstand besitzt und daß die Lage dieser dreieckförmigen Ausnehmung derart bestimmt ist, daß die Raststifte (7) zu den Führungsstiften (6) bei einem rechtwinkligen Schwenkbereich einer Leiterplatte (3) in den beiden Raststellungen horizontal bzw. vertikal zueinander ausgerichtet sind.