DE3336607A1

DE3336607A1 - Distanzstueck

Info

Publication number: DE3336607A1
Application number: DE19833336607
Authority: DE
Inventors: Timothy F. 06486 Huntington Conn. Donovan; Vincent A. 06410 Cheshire Conn. Maida; Richard A. 06477 Orange Conn. Mason; William P. 06525 Bethany Conn. Ryan
Original assignee: Mite Corp New Haven Conn; Mite Corp
Current assignee: QUINCY TECHNOLOGIES Inc NEW HAVEN CONN US
Priority date: 1982-10-08
Filing date: 1983-10-07
Publication date: 1984-04-12
Also published as: CA1211549A; JPS5975699A; FR2534441A1; US4495380A; JPH046118B2; FR2534441B1

Description

Anmelderin: Mite Corporation, New Haven, CT, USA

Distanzstück

Die Erfindung betrifft ein Distanzstück für eine Montage von Komponenten in elektrischen und elektronischen Geräten, insbesondere ein Distanzstück oder einen Abstandshalter zur lösbaren Verbindung eines Gestells mit einer gedruckten Schaltungsplatte.

Anfänglich wurden Distanzstücke aus Metallzylindern hergestellt, an denen an gegenüberliegenden Enden Innengewinde ausgebildet wurden, so daß jedes Ende an einem Gestell oder an einer Schaltungsplatte mit Hilfe einer Schraube befestigt werden konnte, die durch das betreffende Strukturelement in das Innengewinde des Distanzstücks eingeschraubt wurde. Die Verwendung metallischer Distanzstücke ergab sehr zuverlässige Befestigungen. Andererseits bestanden dabei eine Reihe von Nachteilen und Schwierigkeiten.'Metallische Distanzstücke sind nicht nur verhältnismäßig teuer, sondern erfordern auch einen beträchtlichen Arbeitsaufwand zum Einschrauben der Schrauben, so daß die Montage verhältnismäßig langsam durchführbar und entsprechend teuer ist. Ferner können derartige Distanzstücke dann nicht verwendet werden, wenn die gegenüberliegende Seite des betreffenden Strukturelements nicht zugänglich ist, so daß von dort her eine Schraube nicht eingeschraubt werden kann. Ferner kann es vorkommen, daß die Schrauben während der Montage verloren gehen.

Es sind ferner bereits nichtmetallische Distanzstücke bekannt (US-PS 3 688 635 und 3 777 052), die einstückig ausgebildet sind und eine lösbare Steckverbindung aufweisen, so daß die Montage schnell durchgeführt werden kann, selbst wenn die Rückseite des betreffenden Strukturelements nicht zugänglich ist. Derartige Distanzstücke können gewünschtenfalls auch aus elektrisch isolierendem Kunst-

stoff hergestellt werden, um diese Distanzstücke als Distanzisolator verwenden zu können. Aber auch bei bisher bekannten Distanzstücken aus Kunststoff bestehen eine Reihe von Schwierigkeiten.

Zur lösbaren Steckverbindung ist bei diesen bekannten Distanzstücken ein Halterungsmechanismus vorgesehen, die ein Kurvenelement mit Reibungseingriff oder elastischem Eingriff enthält, um eine unbeabsichtigte Trennung zu verhindern. Beim Versand oder bei Stoßbeanspruchungen eines damit zusammengebauten Geräts mit derartigen Distanzstücken kann es jedoch vorkommen, daß die Steckverbindung wieder löst. Deshalb war es bisher üblich, einen Verriegelungsmechanismus vorzusehen, um eine formschlüssige Halterung zu erzielen. Derartige Verriegelungsmechanismen erfordern zusätzlich zu der normalen Trennbewegung der Strukturelemente mindestens eine zusätzliche Maßnahme für die Person, welche die Strukturelemente trennt. Derartige Verriegelungsmechanismen erhalten normalerweise ein Einschnappglied, das bei der Montage deformiert wird und dann plötzlich in seine Ausgangslage zurückkehren kann. Das Distanzstück kann dann einfach in das betreffende Strukturelement eingesetzt werden, aber zum Entfernen des Distanzstücks ist es nicht nur erforderlich, die beiden Strukturelemente auseinanderzuziehen, sondern es muß auch gleichzeitig das Einschnappglied deformiert werden. Ein Nachteil derartiger Distanzstücke aus Kunststoff mit oder ohne Verriegelungseinrichtung oder Einschnappeinrichtung besteht jedoch darin, daß an kritischen Beanspruchungsstellen Bruchstellen auftreten können, oder daß Fließeffekte in dem Kunststoff auftreten können, die zu einer beträchtlichen Verringerung der Elastizität führen, weshalb damit hergestellte Verbindungen instabil waren und sich nach einer gewissen Zeit lockerten, so daß Relativbewegungen der Strukturelemente zu dem Distanzstück in seitlicher und vertikaler Richtung auftreten konnten. Deshalb besteht ein Bedürfnis für ein Distanzstück, das die Vorteile metallischer Distanzstücke und von Distanzstücken aus Kunststoffen vereinigt, ohne deren jeweiligen Nachteil aufzuweisen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein für Montagezwecke verwendbares Distanzstück derart zu verbessern, daß es möglichst weitgehend die Festigkeit und Sicherheit eines metallischen Distanzstücks, aber auch die Vorteile eines Distanzstücks aus Kunststoff hinsichtlich kostensparender Herstellbarkeit und einfacher Benutzung aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird ein Distanzstück vorgesehen, das aus einer Kombination von Elementen aus Metall und Kunststoff besteht. Das Distanzstück enthält

einen Kunststoff körper beträchtlicher Länge, der als Abstandshalter dient und ein einstückig mit diesem Körper ausgebildetes metallisches Halterungsglied. Bei speziellen Verwendungszwecken weist der Kunststoff körper vorzugsweise ζ wei Befestigungseinrichtungen auf, wovon mindestens das eine ein metallisches Halterungsglied ist, das einstückig mit dem Kunststoffkörper ausgebildet ist. Wahlweise kann das andere Ende des Kunststoffkörpers irgendeine gewünschte Ober- ' flächenform aufweisen, beispielsweise eben oder abgerundet sein, um eine Anlagefläche zu bilden. Ferner kann das andere Ende eine Ausnehmung aufweisen, beispielsweise ein Innengewinde für eine Verschraubung, oder eine Bohrung zum Einsetzen einer selbstschneidenden Schraube.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Distanzstück einen Gegenstand zwischen seinem Befestigungsende und einem Teil des Halterungsglieds haltern und ferner ein Federglied aufweisen, das an dem Befestigungsende angeordnet ist und derart ausgebildet und dimensioniert ist, daß der gehalterte Gegenstand an dem Halterungsglied gehaltert wird.

Der Kunststoff körper kann aus elektrisch isolierendem oder leitendem Kunststoff je nach dem betreffenden Anwendungszweck hergestellt werden. Das Halterungsglied besteht vorzugsweise aus einem einstückigen elastischen metallischen Glied.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Halterungsglied einen Hauptteil auf, der in dem Kunststoff körper sitzt und sich von diesem nach außen erstreckt, sowie einen Halterungsteil in einem Abstand von dem Befestigungsende, wobei die Teile des Halterungsglieds einstückig miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist der Halterungsteil mit dem Hauptteil durch einen zurückgebogenen, vorzugsweise elastischen Teil verbunden, wobei die Teile des Halterungsglieds einstückig miteinander verbunden sind. Es wird insbesondere vorgezogen, daß'das Halterungsglied zwei Halterungsteile aufweist, von denen jeder mit einem gegenüberliegenden Ende des Hauptteils durch einen zurückgebogenen Teil verbunden ist. Ein Federglied kann an dem Befestigungende angeordnet werden und derart ausgebildet und dimensioniert werden, daß der gehalterte Gegenstand gegen den oder die halternde Teile gehalten wird.

Der halternde Teil ist vorzugsweise ein Verriegelungsteil mit Einschnappwirkung.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

-7-Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Distanzstücks gemäß der Erfindung,

Fig. 2 das Distanzstück in Fig. 1 während der Montage zwischen zwei Strukturelementen,

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Schnittansicht nach Beendigung der Montage, Fig. 4 ein im Vergleich zu Fig. 3 abgewandeltes Ausführungsbeispiel, Fig. 5 ein weiteres im Vergleich zu Fig, 3 und 4 abgewandeltes Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Einschnappteils in Fig. 5; und Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 5.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein Distanzstück 10, das einen Kunststoffkörper 12 beträchtlicher Länge aufweist, welcher den einzuhaltenden Abstand bestimmt, sowie einschnappende metallische Verankerungsglieder 14, die an beiden Enden des Körpers 12 angeordnet sind.

Der Kunststoff körper 12 ist zylindrisch ausgebildet. Gewünschtenfalls können auch andere Querschnittsformen Verwendung finden. Der Zylinder 12 besitzt eine beträchtliche Länge, die dem einzuhaltenden Abstand entspricht. Der Kunststoff körper kann aus einem für Konstruktionszwecke üblicherweise verwandten Kunststoffmaterial ausgeformt sein, das eine hohe Festigkeit und Steifigkeit besitzt, sowie nicht kompressibel ist. Je nach dem Verwendungszweck wird das Kunststoffmaterial derart ausgewählt, daß es eine gute Korrosionsbeständigkeit, eine ausreichende Stoßfestigkeit und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der demjenigen der metallischen Halterungsglieder 14 entspricht. Bevorzugte Kunststoffe sind Nylon, Polykarbonat, Akrylnitril-Butadien-Styrol, lineare Polyoxymethylen-Acetylharze, und thermoplastische Polyester. Wenn das Distanzstück leitend sein soll oder als Distanzisolator verwandt werden soll, findet ein elektrisch leitender beziehungsweise isolierender Kunststoff Verwendung. Gewünschtenfalls kann der Kunststoffkörper einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser haben und zur Erzielung einer ausreichenden Festigkeit mit sich in axialer Richtung erstreckenden Rippen und/ oder mit einem Bund an den beiden Enden versehen sein.

Das Halterungsglied 14 besteht aus einem Hauptteil 16, der in dem Körper sitzt und sich aus diesem erstreckt, sowie aus einem Einschnappteil 18, der mit dem Hauptteil 16 über einen umgebogenen Teil 20 verbunden ist. Die Teile 16, 18 und 20 des verankerten Halterungsglieds 14 sind einstückig miteinander verbunden. Zumindest der umgebogene Teil 20 ist elastisch ausgebildet. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, sind zwei Einschnappteile 18 vorgesehen, von denen jeder mit einem gegenüberliegenden Ende des Hauptteils 16 über einen umge-

bogenen Teil 20 verbunden ist. Das Halterungsglied 14 besitzt mit Ausnahme des Einschnappteils 18, der sich zu seinem freien Ende hin etwas verjüngt, eine gleichförmige Breite. Der Hauptteil 16 ist U-förmig ausgebildet, und die Enden der beiden Schenkel des Hauptteils konvergieren zueinander, so daß die umgebogenen Teile 20 miteinander in Berührung stehen und die Einschnappteile 18 sich zurück zu der Basis des U-förmigen Hauptteils erstrecken. Die Einschnappteile 18 enden in einem Abstand von dem angrenzenden Ende des Kunststoffkörpers 12. Der genaue Abstand zwischen den Enden der Einschnappteile 18 und der angrenzenden Oberfläche des Kunststoff körpers 12 wird durch die Dicke des Strukturelements bestimmt, das an dem betreffenden Ende des Distanzstücks befestigt werden soll. Das gesamte Halterungsglied 14 besteht vorzugsweise aus einem elastischen metallischen Material in Bandform. Vorzugsweise besteht es aus wärmebehandeltem Metall wie Berryliumkupfer, Federstahl oder rostfreiem Stahl. Wenn es auf Korrosionsbeständigkeit ankommt, wird ein Metall mit ausreichender Korrosionsbeständigkeit ausgewählt.

Der Bereich des Hauptteils 16, der in dem Körper 12 sitzt, kann mit Hilfe einer an sich bekannten Befestigungseinrichtung daran befestigt sein. Beispielsweise kann das Halterungsglied 14 in den Körper 12 mit Hilfe einer Ultraschalltechnik eingesetzt werden, oder wenn der Körper 12 mit einer vorgeformten Ausnehmung versehen ist eingekittet oder durch Preßsitz befestigt werden, zu welchem Zweck die Arme des Hauptteils mit sich nach außen erstreckenden Zinken versehen sein können. Gewünschtenfalls kann der Hauptteil 16 mit einem Außengewinde versehen sein, um eine Verschraubung mit einem Innengewinde des Körpers 12 zu ermöglichen. Es sind deshalb an sich beliebige Verfahren zur Befestigung des Halterungsglieds in dem Körper verwendbar, solange mit diesen eine zuverlässige Befestigung erzielt werden kann.

Vorzugsweise kann das Distanzstück mit einem oder mehreren Federgliedern 22, 24 versehen werden, die um die Halterungsglieder angeordnet werden, um in vertikaler Richtung einen Paßsitz zu erzielen. Die Federglieder 22,24 können aus denselben Metallen hergestellt werden, die in Verbindung mit dem Halterungsglied 14 erwähnt wurden und weisen eine zentrale Öffnung 26 auf, mit der sie über das betreffende Halterungsglied aufgeschoben und zwischen den Einschnappteilen 18 und der Anlagefläche des Körpers 12 gehaltert werden können. Die genaue Größe und Ausbildung der Federglieder hängt von dem betreffenden Verwendungszweck des Distanzstücks ab. Im allgemeinen wird ein größeres Federglied 22 an dem Ende des Distanzstücks vorgesehen, das mit dem Gestell oder Chassis verbunden wird, während ein relativ kleineres Federglied 24 an dem

Ende vorgesehen wird, das mit der gedruckten Schaltungsplatte verbunden wird.

Fig. 2 zeigt das Distanzstück in Fig. 1 während der Befestigung an einer gedruckten Schaltungsplatte 30 und einem Gestell 32. Obwohl Fig. 2 eine gleichzeitige Befestigung an der Schaltungsplatte 30 und dem Gestell 32 zeigt, wird im allgemeinen das Distanzstück zuerst an einem dieser beiden Strukturelemente befestigt und dann an dem anderen, normalerweise zuerst an dem Gestell. Wenn das Halterungsglied 14 in die Öffnung eines Strukturelements 30,32 eingesetzt wird, verbiegen sich die Einschnappteile 18 nach innen, wie durch die Pfeile in ausgezogenen Linien dargestellt ist. Wenn der Umfang der Federglieder 22,24 in Berührung mit den Strukturelementen 30,32 gelangt, biegen die Federglieder sich nach außen und zu der Anlagefläche des Kunststoffkörpers, wie durch die Pfeile in gestrichtelten Linien angedeutet ist.

Nach Beendigung der Montage ergibt sich der in Fig. 3 dargestellte Zustand, bei dem die Einschnappteile 18 nach außen in Richtung der Pfeile eingeschnappt sind und sich deshalb in einer Lage außerhalb der Einsetzöffnungen befinden. Die Strukturelemente 30,32 werden zuverlässig zwischen den Spitzen der Einschnappteile 18 und dem Umfang der Federglieder 22,24 gehaltert. Es kann eine Befestigung an Gestellen und Schaltungsplatten mit unterschiedlicher Dicke erfolgen, da die Federglieder 22,24 die Strukturelemente 32,30 gegen die Enden der Einschnappteile 18 drücken. Wenn eine Reparatur oder ein Austausch erfolgen soll, können die Strukturelemente in einfacher Weise voneinander getreilnt werden, indem die Einschnappteile 18 zusammengedrückt und das Distanzstück aus den Strukturelementen herausgezogen wird.

Fig. 4 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Distanzstücks 10'. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das untere Ende des Kunststoffkörpers 12 mit einem Halterungsglied 14 der beschriebenen Art versehen, während die Oberseite des Kunststoff körpers mit einer Ausnehmung versehen ist, die zum Einschrauben einer Schraube 40 dient. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist deshalb das Federglied 22 nicht vorgesehen, da die hauptsächliche Funktion der Federglieder darin besteht, den Zwischenraum zwischen einer Oberfläche des Kunststoffkörpers und den freien Enden der Einschnappteile 18 auszugleichen, um einen festen Zusammenbau auch bei Strukturelementen mit unterschiedlicher Dicke zu ermöglichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel reicht es deshalb aus, die Schraube 40 bis zur Beseitigung eines vorhandenen Spiels anzuziehen.

Ein Distanzstück gemäß der Erfindung kann deshalb an dem Kunststoffkörper 12 nur ein Halterungsglied 14 am einen Ende davon aufweisen, während das andere Ende eine an sich beliebige Ausbildung entsprechend dem gewünschten

Verwendungszweck aufweisen kann. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 kann ferner die Bohrung am anderen Ende mit einem Innengewinde versehen sein, falls keine selbstschneidende Schraube Verwendung finden soll.

Bei dem in den Fig. 5 bis 7 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel eines Distanzstücks 10". ist das andere Ende als ebene Anlagefläche ausgebildet. Gewünschtenfalls kann dieses Ende auch gekrümmt oder abgerundet ausgebildet werden. Dieses Ausführungsbeispiel dient beispielsweise dazu, eine Schaltungsplatte 32 auf die Anlagefläche eines Distanzstücks aufzulegen, das mit seinem Halterungsglied 14 am gegenüberliegenden Ende an einem Gestell 30 befestigt ist, oder umgekehrt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Halterungsglied 14 Einschnappteile 18' auf, die um die Längsachse gewölbt sind, um eine zusätzliche Festigkeit des Verbindungspfeilers zu erzielen.

Im Vergleich zu den dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der Halterungsglieder 14 können auch abgewandelte Ausführungsformen Verwendung finden. Wenn eine Platte 30 eine ausreichende Elastizität aufweist, kann das Halterungsglied 14 starr und also unelastisch ausgebildet sein, da die Platte 30 dann eine ausreichende Elastizität besitzt, um das Einsetzen der Einschnappteile des Halterungsglieds zu ermöglichen.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen von Distanzstücken, die auch als Abstandshalter bezeichnet werden können, dient das Halterungsglied auch als Verankerungsglied, weil es eine formschlüssige Befestigung an dem betreffenden Str_ukturelement ermöglicht und eine zusätzliche Betätigung erfordert, um die verankernden Einschnappteile zusammenzudrücken und eine Trennung der Strukturelemente zu ermöglichen. Es handelt sich um ein einschnappendes Verankerungsglied, da der halternde einschnappende Teil während des Zusammenbaus deformiert wird und danach aufgrund der Elastizität des umgebogenen Teils in seine ursprüngliche Lage zurückgelangt.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele kombinieren deshalb die Festigkeit und Sicherheit metallischer Verankerungsglieder mit den Vorteilen billigerer Distanzstücke aus Kunststoff, die eine einfache Montage ermöglichen. Da bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen nur ein massiver Kunststoff körper verwandt wird, besteht praktisch keine Gefahr, daß Bruchstellen, Fließeffekte oder dergleichen Beschädigungen an Kunststoffteilen auftreten.

Claims

F. ENDLICH, POSTFACH 13 26, D-8034 GERMERING

BLUMENSTRASSE 8 D-8034 GERMERING

₍6. Oktober 1983 E/AX Meine Akte: M-5099

Anmelderin: Mite Corporation, New Haven, CT, USA

Patentansprüche

1JDistanzstück, bestehend aus einem Kunststoffkörper(12)beträchtlicher Länge, der den einzuhaltenden Abstand bestimmt, sowie aus einem metallischen Halterungsglied (14), das einstückig mit dem Kunststoff körper verbunden ist.
2. Distanzstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff körper (12) an beiden Enden eine zur Befestigung dienende Einrichtung aufweist, und daß mindestens eine davon ein metallisches Halterungsglied (14) ist.
3. Distanzstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem metallischen Halterungsglied (14) gegenüberliegenden Ende des Kunststoffkörpers (12) eine Ausnehmung vorgesehen ist.
4. Distanzstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, die Ausnehmung ein Innengewinde aufweist (Fig. 4).

daß
5. Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Kunststoff körpers (12) massiv ausgebildet ist.
6. Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Halterung eines Gegenstands zwischen dem Befestigungsende und einem Teil (18) des Halterungsglieds (14) ermöglicht, und daß ein Federglied (22 oder 24) an dem Befestigungsende angeordnet und derart ausgebildet und dimensioniert ist, daß der gehalterte Gegenstand gegen das Halterungsglied (14) gedrückt wird.
7. Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff körper (12) aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff besteht.
8. Distanzstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzei chnet ,daß der Kunststoff körper (12) aus einem elektrisch leitenden Kunststoff besteht. .
9. Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungsglied (14) ein einstückiges elastisches Metallglied ist.
10. Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungsglied (14) einen Hauptteil (16) aufweist, der in dem Kunststoffkörper (12) sitzt und sich davon am Befestigungsende erstreckt, daß in einem Abstand von dem Befestigungsende ein Halterungsteil (18) vorgesehen ist, und daß die Teile (16 und 18) des Halterungsglieds (14) einstückig ausgebildet sind.
11. Distanzstück nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungsteil (18) mit dem Hauptteil (16) über einen umgebogenen Teil (20) verbunden ist, und daß die Teile (16,18,20) des Halterungsglieds (14) einstückig miteinander verbunden sind.
12. Distanzstück nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der umgebogene Teil (20) elastisch ausgebildet ist.
13. Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e kennzei chnet, daß das Halterungsgtied (14) zwei Halterungsteile (18) enthält, von' denen jedes mit einem entgegengesetzten Ende des Haupttejls (16) über einen umgebogenen Teil (20) verbunden ist.
14. Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Halterung eines Gegenstands zwischen dem Befestigungsende und dem Halterungsteil (18) ermöglicht, und daß ein Federglied (22 oder 24) an dem Befestigungsende angeordnet und derart ausgebildet und dimensioniert ist, daß der gehalterte Gegenstand gegen den Halterungsteil (18) gedrückt wird.
15. Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn ζ e i c h η e t , daß der Halterungsteil (18) ein Verriegelungselement ist.
16. Distanzstück nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsteil ein Einschnappteil (18) ist.