Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 36 13 863)
ist räumlich angrenzend, jedoch im Abstand zu jeder ein
Rastbein bildenden Verlängerung mit Rastnase ein Fixier
bein angeordnet, welches mindestens an einer weiteren
Fläche der Rastbein und Fixierbein aufnehmenden Träger
plattendurchbrechung anliegt.
Es ist allgemein bekannt, elektrische oder elektronische
Bauelemente oder Komponenten entweder unmittelbar, wenn
sie nämlich hinreichend klein sind, also geringe Abmes
sungen aufweisen, mit ihren elektrischen Anschlüssen
auf Trägerplatten, Printplatten, Leiterplatten u. dgl.
zu befestigen, beispielsweise Chips, Widerstände, klei
nere Kondensatoren u. dgl. oder bei größeren Bauelementen
auch an dessen Gehäuse, soweit vorgesehen, Rastnasen
tragende Verlängerungen anzuordnen und ein solches
Bauelement dann in Ausnehmungen der Trägerplatte einzu
klipsen und zu verrasten.
Bei einer solchen Befestigungsart durch Eindrücken von
zurückspringenden Rastnasen, die dann die Trägerplat
tenrückseite wieder hintergreifen, können sich Prob
leme ergeben, beispielsweise dann, wenn das zu befesti
gende Bauteil realtiv schwer oder groß ist, grundsätz
lich aber auch dann, wenn ein mit einer solchen Träger
platte ausgerüstetes Gerät beim Betrieb Bewegungen unter
worfen wird oder Schwingungen oder Vibrationen auf zuneh
men sind, was bei vielen Geräten, beispielsweise Auto
radios, Waschmaschinen oder Spülmaschinen, auch statio
nären Elektrogeräten oder Elektrohandgeräten der Fall
ist, was im äußersten Fall sogar zu einem Aushängen füh
ren kann.
Zur Vermeidung dieser Probleme ist es daher auch schon
aus der gleichen Veröffentlichung bekannt, ein zusätzliches
Anschlagelement vorzusehen, welches selbst an die den
Rastnasen gegenüberliegenden Rückflächen der Rastbeine
anschlägt und diese hierdurch in unverrückbarer Anlage
an die zugeordneten vorderen Ausschnittflächen der Trä
gerplattendurchbrechung drückt.
Im Gegensatz dazu ist die Erfindung darauf gerichtet,
eine Befestigungsmöglichkeit zu schaffen, die ausgehend
von dieser bekannten elastischen Rast- oder Arretier
nasenhintergreifung einer Trägerplatte ein selbsttägiges
Lösen der Rastbeinverriegelung aus dem entsprechenden
Aufnahmeschlitz der Trägerplatte unmöglich zu machen,
abgesehen von der trivialen Möglichkeit, daß das Rast
bein abreißt, wobei zusätzliche Hilfsmittel wie Ver
riegelungsplatten nicht erforderlich sind.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat gegenüber den bekannten
Lösungen daher den Vorteil, daß das Rastbein selbst für
den Verriegelungsvorgang auf Torsion beansprucht wird,
was im Rückschluß bedeutet, daß ein Lösen auch nur wie
der durch eine Torsionseinwirkung, also eine Verdrehung
des jeweiligen Rastbeins in sich möglich ist. Eine
solche Rastbeinverdrehung ist aber ausgeschlossen und
im normalen Betrieb auch nicht zu erwarten, da bei die
sem ausschließlich Krafteinwirkungen, durchaus auch
stärkerer Natur, auf das Bauelement oder den Bauelement-
Trägerkörper selbst auftreten, die zwar möglicherweise
auf eine Biegeeinwirkung auch am Rastbein hinwirken.
Eine solche Biegeeinwirkung kann jedoch bei der durch
die Erfindung vorgeschlagenen neuartigen, auf Torsion
beruhenden Verriegelung des jeweiligen Rastbeins nichts
ausrichten.
Der Grund hierfür liegt darin, daß im Gegensatz zur
klassischen Schnappverbindung, bei welcher die Rast
beine oder Schnapparme oder mit Rastnasen versehene
Verlängerungen lediglich ausgelenkt werden, bis die
jeweilige untere Arretiernase die Trägerplatte hinter
greifen kann, so daß eine Beanspruchung auf Biegung
auftritt, die Rastbeine vorliegender Erfindung bei der
Montage verdreht werden müssen, und zwar in sich, was
einer Beanspruchung auf Torsion entspricht.
Hierbei ist vorteilhaft, daß diese Verdrehung nicht
durch manuellen Eingriff der das jeweilige Bauelement
montierenden Person erforderlich ist, sondern durch
die Gestaltung des jeweiligen Rastbeins automatisch
erfolgt, wenn das Bauelement auf seinen Sitz aufgesetzt
und nachgedrückt wird.
Die Rastbeingestaltung ist dann so getroffen, daß auf
grund der entgegengesetzt verlaufenden Rastnasenvor-
Sprünge diese nur in dem jeweiligen gemeinsamen Schlitz
der Trägerplatte aufgenommen werden können, wenn das
die gegenläufigen Rastnasen tragende Rastbein in sich
verdreht wird, da eine ledigliche Auslenkung zwar dazu
führen könnte, daß eine der Rastnasen in den Schlitz
eintauchen und die Trägerplatte hintergreifen könnte,
die andere Rastnase aber einem solchen Vorgang gar nicht
folgen kann und das Eindringen der Rastbein-Verriege
lungsvorsprünge in den Trägerplattenschlitz überhaupt
unmöglich machen würde.
Bei der Erfindung ist ferner vorteilhaft, daß nach dem
Fügevorgang im montierten Zustand im Platinen
schlitz, also in der länglichen Aufnahmeöffnung der
Trägerplatte, durch das jeweils eine Rastbein - es können
auch mehrere vorhanden sein - beidseitig, und zwar ent
gegengesetzt Hinterschnitte vorhanden sind, so daß an
diesem Rastbein in beliebiger Weise gerüttelt oder ge
arbeitet werden kann, ohne daß dieses sich aus dem
Schlitz zu lösen vermag.
Dabei sind die für eine solche auf Torsion beanspruchte
Rastbeinverriegelung auf zubringenden Kosten bei der
Herstellung des jeweiligen Bauelements oder eines ein
entsprechendes Bauelement aufnehmenden Rastbein-Gehäuses
gleich bzw. nicht größter als bei üblicher Rast
beingestaltung, da es für den Spritzgußvorgang unwesent
lich ist, ob an einem Rastbein lediglich jeweils nur
eine Rastnase oder zwei einander entgegengesetzt ge
richtete, zwischen sich einen Abstand aufweisende Rast
nasen angeordnet werden.
Dabei gehört auch die durch die Erfindung gewährleistete
Torsionsschnappverbindung zu den unmittelbaren Schnapp
verbindungen mittels Formschluß und benötigt kein Nach
arbeiten, nachdem bei der Montage das Bauelement oder
sein es aufnehmendes Gehäuse durch entsprechendes ein
faches Andrücken auf der es aufnehmenden Trägerplatte
befestigt ist.
Die Erfindung ermöglicht daher eine einfache, insbeson
dere auch automatisierungsgerechte und kostengünstige
Montage, wobei durch die neuartige Art und Weise der
Schnappverbindung eine sehr gute Verrastung des Bauele
ments bzw. seines Gehäuses auf der Platine erreicht
wird bei extrem hohen Haltekräften, die im Grunde ledig
lich durch die Materialstärken eine Begrenzung finden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die
Möglichkeit, an den Rastbeinen beidseitig zwischen den
einander entgegengesetzt gerichteten Arretiernasen Er
höhungen oder Vorsprünge beliebiger Art anzuordnen, die
so in der Lage sind, das jeweilige Rastbein im Platinen
schlitz mittig zu fixieren, so daß auch gar keine seit
lichen Auslenkungen mehr möglich sind.
Weiterhin vorteilhaft ist die Möglichkeit, angrenzend
zu den Rastbeinen oder an beliebiger Stelle im Gehäuse
nach unten, also in Richtung auf die Trägerplatte oder
Platine federnd wirkende Stützarme anzuspritzen, die
je nach der (üblicherweise gelegentlich unterschied
lichen) Leiterplattendicke ausgelenkt und somit im
verrasteten Zustand der Rastbeine gespannt werden.
Durch diese Vorspannung wird verhindert, daß das Schal
tergehäuse zwar durch äußere Einflüsse unlösbar, jedoch
locker auf der Trägerplatte oder Platine, die bevorzugt
eine Leiterplatte ist, sitzt.
Trotz der Torsionsbeanspruchung und der hierdurch er
zielten, extrem sicheren Verrastung sind die erforder
lichen Einsatzkräfte, also die von einer Bedienungsper
son auf zubringenden Montagekräfte nicht höher als bei
üblichen klassischen Schnappverbindungen, bei denen
federnde Haken auf Biegung beansprucht werden.
Schließlich ist ein besonderer Vorteil vorliegender Er
findung, daß zwar ein unwillkürliches Lösen eines Bau
elements aus der entsprechenden Trägerplatte praktisch
ausgeschlossen ist, durch bewußtes Einwirken auf die
Rastbeine, also deren Verdrehung in sich eine Abnahme
aber dennoch möglich ist, beispielsweise dann, wenn
Bauelemente zwecks Reparatur oder Wartung ausgetauscht
oder ersetzt werden müssen.
Die erfindungsgemäße, bevorzugt auf einem geeigneten
Kunststoff beruhende Torsionsschnappverbindung ermög
licht daher die Befestigung beliebiger Bauelemente,
entweder mittels eigener Rastbeinverankerung, oder
durch Aufnahme in ein entsprechendes (Kunststoff)-Gehäuse
oder in ein mit aus entsprechend elastischem Kunststoff
bestehenden Rastbeinen ausgerüstetes Gehäuse zur Be
festigung auf beliebigen Träger-, Lager- oder Leiter
platten.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschrei
bung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 in Draufsicht die Befestigung eines vollständig
aus Kunststoff bestehenden, im speziellen Fall
eine optische Codiereinrichtung aufnehmenden
Gehäuses auf einer Träger- oder Leiterplatte;
Fig. 2 im Teilausschnitt vergrößert ein von dem Gehäuse
ausgehendes und in einen Aufnahmeschlitz der Trä
gerplatte im endmontierten Zustand sitzendes,
auf Torsion beanspruchtes Rastbein, wobei das
angrenzende Gehäuse und die Leiterplatte ledig
lich teilweise dargestellt sind;
Fig. 3 die gleiche Darstellung der Fig. 2, lediglich
um 90° verdreht mit Teildarstellungen von Träger
platte und an diesem befestigten Gehäuse;
Fig. 4 eine Ansicht des in einen Lagerplatten-Aufnahme
schlitz eingebrachten Rastbeins von unten, bei
spielsweise entsprechend der Darstellung der
Fig. 2, Ansicht von unten;
Fig. 5 und 6 gleichartige Schnittdarstellungen längs der Linie
V-V der Fig. 2, wobei sich die Torsionsschnapp
haken im maximal ausgelenkten Zustand bei der
Montage befinden (Fig. 5) bzw. in der Rastposi
tion und
Fig. 7 Ausgestaltungen der durch die Erfindung gebote
nen Befestigungsmöglichkeit einschließlich der
Anordnung von Federarmen zum Ausgleich von Lei
terplattentoleranzen bzw. von zusätzlichen Posi
tionierstiften in einer seitlichen Teildarstel
lung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin,
an einem an einer Träger- oder Leiterplatte mittels
Verrastung durch Formschluß zu befestigenden Bauele
ment oder einem ein solches Bauelement aufnehmenden
Gehäuse Schnapparme oder Rastbeine anzubringen, die
bei ihrem Einsetzen automatisch auf Torsion beansprucht
werden, also eine Verdrehung in sich selbst in einer
Achse senkrecht zur Leiterplattenachse durchführen und
nach dem Einsetzen in den Aufnahmeschlitz der Leiterplatte,
den sie durchdringen, diesen an entgegengesetzten Seiten
hintergreifen.
In Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsform eines auf
einer lediglich im Ausschnitt dargestellten Leiter
platte 11 zu ,befestigenden Bauelements 12 oder eines
ein Bauelement aufnehmenden oder teilweise bildenden
Gehäuses dargestellt, welches, lediglich in dem darge
stellten Fall und die Erfindung hierdurch nicht be
schränkend, mit Hilfe von drei Rastbeinen 13a, 13b,
13c auf der Leiterplatte 11 befestigt ist.
Wie man am besten der Darstellung der Fig. 3 entnehmen
kann, sind in diesem dargestellten Fall, die Erfindung
ebenfalls nicht einschränkend, die einzelnen Rastbeine
3 so am Gehäuse 11 befestigt, daß von oberen Gehäusbereich zunächst
in etwa horizontal ein Queransatz 14 abgeht, an dem
das Rastbein, sich in der Zeichenebene nach unten er
streckend befestigt ist jedes Rastbein verfügt über einen
Schaft 15, der eine für sich gesehen beliebige Quer
schnittsform aufweisen kann, also rechteckförmig, rund,
oval oder auch in sich ungleichmäßig, an dessen unterem
Ende, wie bei sonstigen Rastbeinen grundsätzlich auch
bekannt, Rastnasen vorgesehen sind, allerdings mit dem
wesentlichen Unterschied, daß in diesem Falle die Rast
nasen mit ihren die Trägerplatte von unten hintergreifen
den Vorsprüngen in entgegengesetzte Richtungen weisen,
wie dies am besten der Darstellung der Fig. 4 (Ansicht
der Verrastung von unten) entnommen werden kann, in der
zwei, jedenfalls mindestens zwei, Rast- oder Arretier
nasen 16a, 16b vorgesehen sind, die mit ihren Hinter
schnitte bildenden Rastvorsprüngen in entgegengesetzte
Richtung weisen, also einmal bezüglich der Arretiernase
16a entsprechend dem Pfeil A und bezüglich der Arretier
nase 16b entsprechend dem Pfeil A′.
Es versteht sich, daß die jeweiligen Arretiernasen 16a,
16b mindestens dort, wo sie bei der Montage längs Wänden
des sie aufnehmenden Längsschlitzes 17 in der Träger
platte 11 entlanggleiten, Schrägflächen 18 aufweisen,
so daß infolge der Gegenläufigkeit, also aufgrund des
Umstandes, daß diese Schrägflächen auf gegenüberliegen
den Seiten des Rastbeins angeordnet sind, notwendiger
weise eine Verdrehung desselben resultiert bei der Mon
tage bis in einen maximal ausgelenkten Zustand, der in
Fig. 5 dargestellt ist entsprechend maximalem Torsions
winkel. Bei weiterem Andrücken des entsprechenden
Torsions-Rastbeins 13 bzw. des ein oder mehrere solche
Rastbeine tragenden Gehäuses kommen die Schrägflächen 18
der beiden Arretiernasen 16a, 16b im wesentlichen gleich
zeitig von den vertikalen Führungswänden des länglichen
Leiterplattenschlitzes 17 frei und jedes Rastbein springt
in seine in Fig. 4 von unten dargestellte Ausgangs- oder
Ruheposition zurück, wobei der Auslenkungswinkel α wie
der vollständig aufgezehrt wird.
Die Verrastungsposition, die die Arretiernasen 16a, 16b
nach vollendeter Montage einnehmen, ist in Fig. 6 dar
gestellt aus der Sicht längs der Linie V-V der Fig. 2.
Diese Grundkonzeption einer Torsions-Rastverriegelung
ist einer Vielzahl von vorteilhaften Ausgestaltungen
und Verbesserungen zugänglich, auf die im folgenden
eingegangen wird.
Es ist schon erwähnt worden, daß die grundsätzliche
Querschnittsform des Rastbeinstegs 13 beliebig sein
kann; bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die am Quervorsprung 14 oben angeordneten Rastbein
schäfte im Querschnitt in etwa rechteckförmig, mit der
größeren Längserstreckung parallel zur Gehäusewandung,
wie Fig. 3 zeigt sie verjüngen sich jedoch von unten
nach oben um 1/3 bis etwa zur Hälfte ihres Querschnitts,
wie der aus Fig. 2 erkennbare Verlauf einer schrägen
Seitenwandung 19 erkennen läßt. Verengungen im Quer
schnitt können die Tordierbarkeit der Rastbeinschäfte
je nach Wunsch beeinflussen. Diese Verjüngung erklärt
auch den in Fig. 1 aus der Draufsicht erkennbaren Um
stand, daß die Breite der Schäfte in etwa die Hälfte
der Länge der einzelnen Aufnahmeschlitze in der Träger
platte 11 freiläßt.
Es kann sich ferner als vorteilhaft erweisen, daß die
Schäfte 13 sich vom Queransatz 14 oben ausgehend mit
ihrer breiten Seite etwa parallel zur angrenzenden Ge
häusewandung erstrecken und erst dort, wo der Rastbein
schaft 13 auf die Trägerplatte von oben trifft, ein
unteres, die Arretiernasen 16a, 16b tragendes Teilstück
13′, etwas im Winkel zum Schaft 13 versetzt, also gegen
über diesem verdreht einstückig angesetzt ist, wodurch
sich die aus den Fig. 4 und 6 erkennbare Schrägposition
der Rastnasen in der montierten Endlage zum sie aufnehmen
den Trägerplattenschlitz 17 ergibt. Es versteht sich,
daß der Rastbeinschaft 13 aber auch von Anfang an eine
entsprechende Schräglage aufweisen kann oder die Aufnahmeschlitze 17
der Trägerplatte sind entsprechend schräg zum Rastbein orientiert.
Wegen der Tordierung ist es tatsächlich sinnvoll, daß
man die Rastbeinschäfte so lang wie möglich ausbildet;
dies führt dann zu dem seitlichen Ansatz der Schäfte
über obere Quervorsprünge 14 am Gehäuse 11, so daß die
Höhe des Gehäuses für die Tordierbarkeit der Schäfte
zur Verfügung steht. Es versteht sich, daß dies von dem
jeweils verwendeten Material abhängt und natürlich auch
Rastbeinschäfte kürzerer Länge verwendet werden können.
Des weiteren ist es möglich, die Rastnasen auch mit wei
teren Schrägflächen zu versehen, die in Fig. 4 gezeigt
und mit 20 bezeichnet sind. Hierdurch ergibt sich eine
erleichterte Einführung in den Aufnahmeschlitz, wie
ohne weiteres zu erkennen, wobei hier im übrigen auch,
falls gewünscht, mit erheblichen Toleranzen in der
Länge der Aufnahmeschlitze 17 gearbeitet werden kann,
insbesondere dann, wenn man entsprechend einer weite
ren vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung,
die in Fig. 7 erkennbar ist, dafür sorgt, daß das je
weils zu befestigende Bauelement durch andere Mittel
punktgenau befestigt werden kann.
Hierzu können entsprechend einer Ausgestaltung durch
seitlich am Gehäuse 12 angespritzte Fixierstege 21, die
sich über die Gehäuseabmessungen nach unten hinaus und
sich hierbei gleichzeitig verjüngend weiter erstrecken, Posi
tioniermittel realisiert werden, die zusätzlich zu den
Rastbeinen in gesonderte Aufnahmebohrungen 22 der Trä
gerplatte 11 eingreifen und die Position des Bauelements
unverrückbar positionieren.
Die Fixierstege 21 können sich nach unten verjüngende
Rundstege sein, die im Bereich der Gehäusewandung teil
weise in diese übergehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung
besteht darin, zusätzliche Federarme für einen Leiter
platten-Dickentoleranzausgleich vorzusehen, die eben
falls am besten aus den Fig. 1 und 7 erkennbar sind.
Diese Federarme können außen am Gehäuse 12 angespritzt
oder auch am Gehäuseboden angeordnet sein - außen erge
ben sich allerdings bessere Realisierungs- und Funktions
möglichkeiten - und weisen in der Ruheposition, die in
Fig. 7 gestrichelt dargestellt ist, Auflagepunkte auf
der Trägerplattenoberfläche auf, die sich unterhalb des
Bauelements-Bodens oder -Gehäusebodens befinden.
Beispielsweise können, um hier zum besseren Verständnis
mit numerischen Werten zu arbeiten, die die Erfindung
aber nicht einschränken, Leiterplatten einer Dicke von
1,5±0,14 mm haben, d. h. es ergibt sich ein Größtmaß
von 1,64 mm und ein Kleinstmaß von 1,36 mm. Die Rast
beine mit ihren Arretiernasen müssen so ausgelegt sein
und sind dies auch, daß sie beim Größtmaß von 1,64 mm
noch sicher einrasten d. h. der Abstand der obe
ren Rastnasenfläche ist dann so bemessen, daß sich not
wendigerweise dann ein Spiel zwischen der Gehäuseunter
kante und der Leiterplatte bzw. dem Rasthaken und der
Leiterplatte ergibt, wenn die Leiterplattendicke unter
halb ihres Größtmaßes liegt. Ein solches Spiel kann
beispielsweise bis zu 0,33 mm betragen.
Die in den Fig. 1 und 7 gezeigten Federarme 23 glei
chen durch ihre Preßwirkung dieses Spiel aus, denn sie
sind entsprechend elastisch vorzugsweise einstückig am
Bauelement oder dessen Gehäuse angespritzt und drücken mit
ihrer zum formschlüssigen Anlenkpunkt am Gehäuse entfernten An
satzspitze oder Vorsprung 23a nach unten, so daß sie
je nach Leiterplattendicke ausgelenkt und somit gespannt werden.
Durch diese Vorspannung der Federarme wird sicher ver
hindert, daß das Bauelement oder ein entsprechendes Ge
häuse lose auf der Leiterplatte sitzt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender
Erfindung besteht darin, daß zwischen den beiden im un
teren Bereich der Rastbeine angeordneten Arretiernasen
16a, 16b vorzugsweise beidseitig etwa mittig Erhöhungen
oder Wulste 24 angeordnet sind, die sich nach oben und
unten wieder verlaufen können, wie dies am besten der
Darstellung der Fig. 2 entnommen werden kann und die da
für sorgen, daß nach Rückdrehung der Arretiernasen in
die Ausgangsruhe- und gleichzeitig Verriegelungsposition
diese Wulste 24, was am besten der Darstellung der Fig. 6
entnommen werden kann, bündig an den angrenzenden langen
Seitenflächen 25a, 25b des Leiterplatten-Aufnahmeschlitzes
17 zur Anlage kommen, so daß auch in Richtung der Schlitz
dicke kein eine Bewegung ermöglichender Freiheitsgrad
vorliegt.
Abschließend wird darauf hingewiesen, daß die Ansprüche
und insbesondere der Hauptanspruch Formulierungsversuche
der Erfindung ohne umfassende Kenntnis des Stands der
Technik und daher ohne einschränkende Präjudiz sind. Da
her bleibt es vorbehalten, alle in der Beschreibung, den
Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale so
wohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombination
miteinander als erfindungswesentlich anzusehen und in
den Ansprüchen niederzulegen.