DE3242730C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Abstandshalter für Leiterplatten, die einen oberen Träger, an dessen Mitte ein sich durch den oberen Träger erstreckendes Kopplungsloch ausgebildet ist, einen unteren Träger, der dem oberen Träger gegenüberliegt, Stützglieder, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Träger erstrecken, ein federndes Kopplungsglied mit einem Schaft und federnden Flügeln und ein Federplattenpreßteil umfassen, das zwischen einer Seite des unteren Trägers und den Endabschnitten der federnden Flügel ausgeformt ist, sowie die Verwendung derartiger Abstandshalter zum Aufbau von selbsttragenden Leiterplattenanordnungen.

Früher wurden in elektronischen Geräten, wenn eine Leiter­ platte oder mehrere Leiterplatten auf einem Chassis oder wenn mehrere Leiterplatten aneinander befestigt werden sollten, Stützglieder verwendet, die zwischen den Leiterplatten und dem Chassis oder zwischen den Leiterplatten mittels Schrauben befestigt wurden, so daß jeweils eine Anzahl von Arbeitsprozessen für die Arbeitsgänge der Montage notwendig war und die Kosten für die Montage derartig vieler Teile hoch waren.

Eine Verbesserung bot der Abstandshalter, der in der US-PS 38 36 703 beschrieben ist, der einstückig aus Kunststoff ausgeformt ist und durch einen Handgriff auf einem Chassis oder einer Leiterplatte befestigt werden kann, indem die Federkraft des Kunststoffes ausgenutzt wird, wenn ein federndes Kopplungsglied in ein Kopplungsloch eingesetzt wird. Mit diesem bekannten Abstandshalter lassen sich mehrere Leiterplatten in einem gestapelten Aufbau, gegebenenfalls auf einem Chassis, mit einem vorgegebenen Abstand gegenein­ ander zusammenbauen.

Obgleich durch diesen bekannten Abstandshalter die Anzahl der Montierungsverfahrensschritte und die Kosten im Vergleich zu der früheren Praxis, bei der Schrauben erforderlich waren, gesenkt werden konnten, wies der verbesserte Abstandshalter den Nachteil auf, daß er eine geringe mechanische Festigkeit gegen eine Belastung, die auf die Leiterplatte in horizontaler Richtung ausgeübt wird, und gegen eine Belastung, die in einer Verdrehungsrichtung wirkt, besaß. Und zwar bestand die Möglichkeit, daß der bekannte Abstandshalter wegen seiner rechteckigen Form mit Stützgliedern in Form von zwei Seitenplatten, die mit den Trägern ein rechteckiges Rohrstück bilden, bei horizontaler Einwirkung von Kräften wegkippt. Auch bei Kräften, die senkrecht zur Plattenebene wirken, ist das Anliegen der Platte an dem Träger des Abstandshalters nicht gewährleistet, so daß die Platte unter der Einwirkung der Kraft wegkippt oder wegschwenkt.

Der letztere Nachteil tritt auch bei einer Leiterplatten­ anordnung unter Verwendung eines Abstandshalters nach der US-PS 37 77 052 oder eines Abstandshalters nach der US-PS 36 88 635 auf. Darüberhinaus dienen diese letzteren beiden bekannten Abstandshalter nur zum Verbinden von zwei Platten oder von einer Platte mit einem Chassis und sind nicht für einen gestapelten Aufbau aus mehr als zwei Platten geeignet.

Ausgehend von dem Abstandshalter nach der US-PS 38 36 703 ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abstands­ halter zu schaffen, mit dem eine selbsttragende Leiter­ plattenanordnung mit mehr als zwei Platten aufgebaut werden kann, bei der die mechanische Festigkeit gegen Belastung, die auf die Platten in horizontaler Richtung oder in Verdrehungsrichtung wirkt, äußerst groß ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Abstandshalter gelöst, wie er in Anspruch 1 angegeben ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Abstandshalters sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Durch die Erfindung wird ein aus Kunststoff hergestellter und für Leiterplatten bestimmter Abstandshalter geschaffen, bei dem eine Vielzahl von Stützgliedern, deren Anzahl mindestens drei ist, in radialer Richtung von der Mitte her angeordnet ist, wobei die Stützglieder so mit den sich gegenüberliegend angeordneten Trägern verbunden sind, daß der Raum zwischen den Trägern fest fixiert ist.

Der Abstandshalter weist ein bogenförmiges federndes plattenartiges Preßteil und ein federndes Kopplungsglied auf, mit denen er die Platten fest fixieren und verbinden kann, indem die Federkräfte, die in Richtung nach oben und unten von dem bogenartigen Federplattenpreßteil ausge­ übt werden, und die Federkräfte, die in umgekehrter Richtung von dem federnden Kopplungsglied wirken, ausgenutzt werden.

Verwendet werden die Abstandshalter der vorliegenden Er­ findung zum Aufbau von Leiterplattenanordnungen, wobei eine Vielzahl von Leiterplatten oder Platten mit gedruckten Schaltungen jeweils nacheinander und aufeinanderfolgend stapelweise zusammengesteckt wird, indem die Abstands­ halter gemäß der Erfindung in Löcher in den Platten einge­ steckt werden.

Ein Abstandshalter gemäß der Erfindung zum Festlegen von Leiterplatten umfaßt einen oberen Träger, auf dessen Mitte ein Kopplungsloch ausgebildet ist, einen unteren oder Bodenträger, der dem oberen Träger gegenüberliegend ange­ ordnet ist, und eine Vielzahl von Stützgliedern, die den oberen und den unteren Träger miteinander verankern oder überbrücken, um so zwischen diesen Trägern einen Raum einzuhalten, mit der Folge, daß die mechanische Festigkeit gegen Belastungen, die auf den Abstandshalter wirken, ver­ stärkt wird, wobei ein Flanschabschnitt, der auf dem oberen Träger ausgeformt ist und das Kopplungsloch umgibt, in dem Befestigungsloch in der zu montierenden Platte den sicheren Halt und Sitz sichert, so daß der Abstandshalter nicht umkippen kann, selbst wenn sehr starke Belastungen oder Kräfte auf den Aufbau ausgeübt werden.

Die Eigenschaften, Vorteile und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Aufrißansicht des Abstandshalters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Abstandshalters gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem teilweise abgebrochenen Querschnitt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Abstandshalter gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Bodenansicht des Abstandshalters gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine Aufrißansicht des Abstandshalters gemäß der vorliegenden Erfindung und der Leiterplat­ ten oder Platten mit gedruckter Schaltung in zusammengebauter Anordnung und

Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Abstandshalters, der in Fig. 1 gezeigt ist, entlang der Linie A-A.

Es wird zuerst auf die Fig. 1, 2, 3 und 4 Bezug genommen. Eine Ausführungsform eines Abstandshalters gemäß der vor­ liegenden Erfindung umfaßt hauptsächlich einen oberen Träger 1 und einen unteren Träger 2, die sich gegenüber­ liegend in einer oberen und unteren Stellung mit einem ge­ wünschten vorherbestimmten Abstand zwischen ihnen angeord­ net sind, eine Vielzahl von Stützgliedern 3 jeweils in Plattenform (in dieser Ausführungsform vier Stützglieder), die den oberen Träger 1 und den unteren Träger 2 verankern oder verbinden, einen Flanschabschnitt 4, ein Federplatten­ preßteil 6 in Form eines Bogens oder bügelförmig im Quer­ schnitt und ein federndes Kopplungsglied 10 mit dünnen Ver­ bindungsgliedern 9, die auch jeweils in Form kleiner Bögen ausgebildet sind.

Der an der oberen Oberfläche des oberen Trägers 1 ange­ formte Flanschabschnitt 4 soll in ein Befestigungsloch eingesteckt werden, das auf einer Leiterplatte oder einer Platte für gedruckte Schaltungen ausgebildet ist, um da­ ran befestigt zu werden. In der Mitte des Flanschabschnit­ tes 4 ist ein Kopplungsloch 5 ausgebildet, dessen Einzel­ heiten in Fig. 2 gezeigt sind. Der Innenraum, der von den Stützgliedern umgeben ist, ist wesentlich größer als der Durchmesser des Kopplungslochs 5, und er besitzt einen geeigneten Raum, der größer als der des federnden Kopplungsgliedes 10 ist, so daß die Ausdehnung des fe­ dernden Kopplungsgliedes 10 nicht beschränkt wird.

Das Federplattenpreßteil 6 in Bogenform ist im allgemei­ nen am Mittelabschnitt des Bodens des unteren Trägers 2 vorgesehen. Es ist auch eine Vielzahl von lochförmigen Einkerbungen 7 rechts und links von den Verbindungsab­ schnitten des Federplattenpreßteils 6 und dem unteren Träger 2 ausgebildet. Der Fußabschnitt des Preßteils 6 ist dünn ausgebildet, so daß er leicht biegbar ist.

Die äußere Form des federnden Kopplungsgliedes 10 be­ sitzt im allgemeinen eine raketen- oder geschoßartige Kopfform oder eine pfeilspitzenartige Gestalt und ist aus Kunststoff oder synthetischem Harz mit einer guten Federungskraft hergestellt, so daß der Kopf leicht in das Befestigungsloch der Leiterplatte oder der Platte mit der gedruckten Schaltung eingesteckt werden kann. Eine Verbindungsplatte 8 ist in der Mitte des federnden Kopplungsgliedes 10 angeformt, die ziemlich dick ausge­ bildet ist und einstückig mit dem aus Kunstharz herge­ stellten federnden Kopplungsglied 10 ausgebildet ist.

Die rechten und linken Endabschnitte des federnden Kopplungsgliedes 10 sind mit dünnen Verbindungsgliedern 9 jeweils in gewölbter oder gekrümmter Kurvenform versehen. All die oben beschriebenen Bauelemente sind einstückig durch ein einziges aus Kunstharz hergestelltes Teil aus­ geformt.

Fig. 5 zeigt den Abstandshalter gemäß der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand zwischen den zwei Lei­ terplatten oder den Platten mit gedruckten Schaltungen A und B. Das Befestigen des Abstandshalters auf den Lei­ terplatten kann folgendermaßen durchgeführt werden. Zuerst wird das federnde Kopplungsglied 10 des Abstands­ halters gemäß der vorliegenden Erfindung durch Anwen­ dung von Druck in das Befestigungsloch 11 auf der Lei­ terplatte A eingesteckt. Da der Durchmesser des Befesti­ gungsloches 11 etwas kleiner als der maximale Durchmesser R des federnden Kopplungsgliedes 10 ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, werden dabei jedoch die rechten und linken Endabschnitte des federnden Kopplungsgliedes 10 in der in Fig. 5 dargestellten Stellung jeweils auf­ grund des beim Einschieben ausgeübten Druckes jeweils in Richtung auf ihre Innenseite gebogen, während die beiden Kantenabschnitte der federnden Platte 6 jeweils in Rich­ tung auf ihre obere Seite gebogen werden. Als Folge davon wird die Leiterplatte A federnd zwischen den rechten und linken oberen Endabschnitten oder den Kanten des Feder­ plattenpreßteils 6 befestigt. Hierbei kann, da die rech­ ten und linken Endabschnitte des federnden Kopplungsglie­ des durch die Federkraft des dünnen Verbindungsgliedes 9, das in Fig. 1 gezeigt ist, zu ihren äußeren Stellungen zurückkehren, die federnde Befestigung der Leiterplatte A äußerst fest und sicher durchgeführt werden.

Nachdem der Flanschabschnitt 4 (vergleiche Fig. 1 und 2) des Abstandshalters in ein Befestigungsloch 12 einer an­ deren Platte für gedruckte Schaltungen oder Leiterplatte B eingesteckt oder eingepaßt worden ist, kann dann ein Abstandshalter für die zweite Stufe mit den Teilen 2′, 3′, 6′ usw. durch Druck in das Befestigungsloch 12 der zwei­ ten Leiterplatte B in ähnlicher Weise eingesteckt werden. Zu dieser Zeit kann das federnde Kopplungsglied 10′ des zweiten Abstandshalters federnd mit dem Kopplungsloch 5 des Abstandshalters der ersten Stufe befestigt werden, während das Federplattenpreßteil 6′ die obere Oberfläche der Leiterplatte B preßt, wodurch auf diese Weise die Leiterplatte B befestigt und angebracht wird. Auf diese Weise kann eine Vielzahl der Leiterplatten bzw. von Platten mit gedruckten Schaltungen nacheinander aufge­ baut werden, indem eine Vielzahl von Abstandshaltern ge­ mäß der vorliegenden Erfindung jeweils mit einem geeig­ neten Abstand, der durch die tatsächliche Länge des ver­ wendeten Abstandshalters festgelegt wird, angebracht wird.

Wenn schließlich die letzte Leiterplatte befestigt wird, wird ein Kappenteil für den Abstandshalter, der nur das Federplattenpreßteil 6 und das federnde Kopplungsglied 10 besitzt, zum Befestigen und Anbringen der Leiterplatte der letzten Stufe verwendet.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist der Abstands­ halter zum Befestigen der Leiterplatten oder der Platten für gedruckte Schaltungen in solch einer Weise aufgebaut, daß der Abstandshalter als wesentliche Teile einen oberen Träger, an dessen Mitte ein Kopplungsloch ausgeformt ist, einen unteren Träger, der gegenüberliegend zu dem oberen Träger vorgesehen ist, und eine Vielzahl von Stützglie­ dern umfaßt, die die Brücke zwischen dem oberen und dem unteren Träger bilden, um so einen Abstand zwischen die­ sen Trägern aufrecht zu erhalten, mit der Folge, daß die mechanische Festigkeit gegen die Belastung, die auf die so zusammengebauten Leiterplatten oder Platten mit gedruckten Schaltungen in der horizontalen Richtung aus­ geübt wird, und/oder die Belastung, die in der Richtung einer Verdrehung ausgeübt wird, äußerst groß ist, wodurch ermöglicht wird, daß der Abstandshalter gemäß der vorlie­ genden Erfindung nicht leicht herabfallen kann, selbst wenn diese starken Belastungen auf ihn einwirken, ganz anders als bei herkömmlichen Arten dieser Abstandshalter der Fall ist.

Wenn die rechten und linken Kantenabschnitte des federn­ den Kopplungsgliedes in Form eines raketen- oder geschoß­ artigen Kopfes, wie es in den Zeichnungen dargestellt und im vorhergehenden über die Ausführungsform gemäß der vor­ liegenden Erfindung beschrieben worden ist, mit dem Be­ festigungsloch einer Leiterplatte durch die dünnen Kopp­ lungsteile in Bogenform gekoppelt oder zum Eingriff ge­ bracht werden, wird eine feste Schnapp- oder Rastbefesti­ gung erhalten, so daß der Abstandshalter gemäß der vor­ liegenden Erfindung sowohl gegen Vibrationen, die auf die Leiterplatten ausgeübt werden, als auch gegen wieder­ holte Belastungen fest sitzt, was die Möglichkeit er­ schwert, daß sich der Abstandshalter oder die Abstands­ halter lösen und heraus fallen.

In der vorstehenden Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung kann das federnde Kopplungsglied, obgleich es in der Form eines geschoßartigen Kopfes dargestellt ist, irgendwelche anderen ähnlichen Gestalten aufweisen oder es kann ohne das Verbindungsglied 9 ausgebildet sein.

Außerdem kann der Abstandshalter gemäß der vorliegenden Erfindung, selbst wenn die Dicke der Leiterplatten oder von Platten mit gedruckten Schaltungen bis zu einem ge­ wissen Grad geändert werden, diese Leiterplatten sicher und fest halten und befestigen, indem sowohl die Feder­ kraft, die in der oberen und unteren Richtung des bogen­ förmigen Federplattenpreßteils wirkt, als auch eine an­ dere Federkraft ausgenutzt wird, die in der rechten und linken Richtung des federnden Kopplungsgliedes wirkt.

Obgleich die Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungs­ formen beschrieben worden ist, sollen diese keine Be­ schränkung bilden, da die verschiedenartigsten Abwand­ lungen vorgenommen werden können, ohne daß der Umfang der Erfindung verlassen wird.

Claims (6)

1. Abstandshalter für Leiterplatten, der einen oberen Träger (1), an dessen Mitte ein sich durch den oberen Träger erstreckendes Kopplungsloch (5) ausgebildet ist, einen unteren Träger (2), der dem oberen Träger gegen­ überliegt, Stützglieder, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Träger erstrecken, ein federndes Kopplungsglied (10) mit einem Schaft und federnden Flügeln und ein Federplattenpreßteil (6) umfaßt, das zwischen einer Seite des unteren Trägers (2) und den Endabschnitten der federnden Flügel ausge­ formt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem oberen Träger (1) ein Flanschabschnitt (4) ausge­ formt ist, der das Kopplungsloch (5) umgibt und sich von diesem nach oben (zur Außenseite des Abstands­ halters) erstreckt,
die den Abstand aufrechthaltenden Stützglieder (3) sich radial nach außen erstreckend angeordnet sind, wobei mindestens drei derartige Stützglieder (3) vorhanden sind, so daß sie den Abstand der Träger (1, 2) gewährleisten,
der Innenraum, der von den Stützgliedern (3) eingenommen wird, wesentlich größer als der Bereich des Kopplungs­ loches (5) ist und das Kopplungsloch (5) kleiner als das federnde Kopplungsglied (10) in seinem entspannten Zustand und größer als das federnde Kopplungsglied (10) im zusammengedrückten Zustand ist.

2. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Stützglieder (3) vier ist.

3. Abstandshalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Träger (1) und der untere Träger (2) jeweils eine kreisrunde Form aufweisen, wobei der Durchmesser des oberen Trägers größer als der des unteren Trägers ist.

4. Abstandshalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle seine Bauelemente, einschließlich des oberen Trägers, des unteren Trägers, der Stützglieder und des Federplattenpreßteils, ein­ stückig aus Kunststoff hergestellt sind.

5. Verwendung von Abstandshaltern nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Aufbau einer selbsttragenden Leiterplatten­ anordnung mit zwei Platten, gekennzeichnet durch eine erste Leiterplatte (A) mit einem Befestigungsloch (11), dessen Durchmesser etwas größer als der Durchmesser des Flanschabschnittes (4) ist, eine zweite Leiterplatte (B), die ein gleiches Befestigungsloch (11′) aufweist, einen ersten Abstandshalter (20), der zwischen der ersten und der zweiten Leiterplatte befestigt ist, wobei das federnde Kopplungsglied (10) in das Befestigungsloch (11) der ersten Leiterplatte (A) eingesteckt ist und der Flanschabschnitt (4) des ersten Abstandshalters in das Befestigungsloch (11′) der zweiten Leiterplatte (B) eingesteckt ist, und einen zweiten Abstandshalter (20′), wobei das federnde Kopplungsglied (10′) des zweiten Abstandshalters (20′) in das Kopplungsloch (5) des ersten Abstandshalters durch das Befestigungsloch (11′) der zweiten Leiterplatte (B) eingesteckt ist.

6. Verwendung von Abstandshaltern nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Aufbau einer selbsttragenden Leiterplatten­ anordnung gemäß Anspruch 5 mit mehr als zwei Platten, dadurch gekennzeichnet, daß N Leiterplatten oder Platten mit gedruckten Schaltungen, wobei N = 2, 3, 4 . . . ist, durch mindestens N Abstands­ halter in N-1 Stufen aneinandergesteckt sind.