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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Montageplatte für elektronische Bauteile, insbesondere
mit in einem Plattenkörper
integrierten Kühlleitungen
zur Durchströmung
mit einem Kühlmedium,
wobei am Plattenkörper
eine Befestigungseinrichtung für
die Montage der elektronischen Bauteile angeordnet ist.
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Es
ist aus dem Stand der Technik (ohne druckschriftlichen Beleg) bekannt,
in einer Montageplatte bzw. -platine aus Aluminium Kühlschlangen einzusetzen,
um auf der Montageplatte zu montierende elektronische Geräte, z.B.
Frequenzumformer, zu kühlen.
Mit einer so genannten "Coldplate" kann die Verlustwärme der
elektronischen Bauteile abgeführt
werden.
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Die
elektronischen Bauteile können
auf einer derartigen bekannten Montageplatte mittels Schraubverbindungen
gehalten werden. Dazu sind an den Ge häusen der elektronischen Bauteile Schraublöcher vorgesehen,
durch die hindurch eine Schraube in in der Montageplatte anzubringende
Gewindelöcher
eingeschraubt werden können.
Die bekannten Montageplatten können
jedoch wegen der Kühlschlangen
nicht ohne Gefahr der Beschädigung verbohrt
werden. Zudem weisen die elektronischen Bauteile oftmals unterschiedliche
Abmessungen auf, so dass auch unterschiedliche Befestigungsmaße vorgegeben
sind. Es ist vielfach also nicht möglich, die Montageplatte mit
einem vorgefertigten Raster von Gewindelöchern zu versehen, da die an
den Gehäusen
der elektronischen Bauteile angebrachten Gewindelöcher mit
diesen nicht fluchten.
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Bei
bekannten Montageplatten der Firma PADA Engineering werden die Kühlschlangen
sichtbar an der Plattenoberfläche
verlegt, um somit bei einer nachträglichen mechanischen Bearbeitung
der Montageplatte versehentliche Beschädigungen der Kühlmittelleitungen
weitgehend zu vermeiden.
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Allerdings
ist es bei den bekannten Montageplatten notwendig, je nach Befestigungsmaß des zu montierenden
elektronischen Bauteils speziell angeordnete Gewindelöcher einzubringen.
Dies ist fertigungstechnisch aufwändig.
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Durch
die aufgrund der Lage der Kühlschlangen
vorgegebenen Montagebereiche auf der Montageplatte wird auch die
Packungsdichte mehrerer zu montierender elektronischer Bauteile
reduziert, da aufgrund der Führung
der Kühlmittelleitungen
nicht jede Position für
das Einbringen eines Gewindelochs geeignet ist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Montageplatte für elektronische Bauteile anzugeben,
die bei reduziertem Montageaufwand und sicherem Halt für zu mon tierende
elektronische Bauteile variable Anordnungsmöglichkeiten auf der Plattenfläche bietet, ohne
diese zu verbohren.
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Diese
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind jeweils in den Unteransprüchen beschrieben.
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Demgemäß weist
die Befestigungseinrichtung mindestens ein ein Befestigungsgewinde
aufweisendes Haltestück
und zumindest eine hinterschnitten ausgebildete, sich in Erstreckungsrichtung der
Montageplatte geradlinig erstreckende erste Nut oder Rippe auf,
in die das mindestens eine Haltestück zum Festlegen des Bauteils
eingeführt
werden kann. Durch diese Anordnung wird das zusätzliche Einbringen von Gewindelöchern vermieden.
Die Montage ist einfach durchzuführen,
wobei aufgrund der beliebigen Positionierung der Haltestücke in der Nut
eine Anpassung an die baulichen Vorgaben der Bauteile möglich ist.
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Gemäß einem
weiteren Grundgedanken kann die Befestigungseinrichtung zumindest
eine gleichartig zur ersten Nut oder Rippe ausgebildete und sich
parallel zur ersten Nut oder Rippe erstreckende zweite Nut oder
Rippe aufweisen, deren Abstand zur ersten Nut oder Rippe im Wesentlichen durch
die senkrecht zur ersten und zweiten Nut oder Rippe verlaufende
Erstreckungslänge
des zu montierenden elektronischen Bauteils bestimmt ist. Dadurch
wird sichergestellt, dass bei einem vorgegebenen Befestigungsmaß von zu
montierenden elektronischen Bauteilen eine einfache Sicherung an
der Montageplatte erfolgen kann.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung kann die Befestigungseinrichtung zumindest
eine gleichartig zur ersten Nut oder Rippe und zur zweiten Nut oder
Rippe ausgebildete und sich parallel zur zweiten Nut oder Rippe
erstreckende weitere Nut oder Rippe aufweisen, die sich an der von
dem zu montierenden elektronischen Bauteil abgewandten Seite der
zweiten Nut oder Rippe in einem Abstand zu dieser erstreckt, der
kleiner als der Abstand zwischen der ersten Nut oder Rippe und der
zweiten Nut oder Rippe ist. Mit dieser Anordnung wird einem zusätzlich verwendeten
weiteren Befestigungsmaß von zu
montierenden elektronischen Bauteilen Rechnung getragen.
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Auf
einfache Weise lassen sich elektronische Bauteile montieren, die
Löcher
zum Befestigen mit Schrauben aufweisen. Dabei können die elektronischen Bauteile
durch Schrauben direkt an den in die Nuten oder Rippen eingeführten Haltestücken befestigt
werden oder mittels leistenartiger Halteelemente festgelegt werden,
die mittelbar oder unmittelbar an den Haltestücken angebracht sind.
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Falls
jedoch die Befestigungsmaße
der zu montierenden elektronischen Bauteile nicht mit den Abständen zwischen
den parallel verlaufenden Nuten übereinstimmen,
d.h. die zu montierenden elektronischen Bauteile Löcher aufweisen,
deren Abstand zueinander kleiner als der Abstand der zweiten Nut
von der ersten Nut oder kleiner als der Abstand der noch weiteren
Nut von der ersten Nut ist, kann das Bauteil zumindest einseitig
durch ein Winkelblech festgelegt werden, bei dem zumindest eine
in das Winkelblech eingreifende Schraube in das in die entsprechende
Nut eingeführte
Haltestück
eingeschraubt wird.
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Dabei
kann das Winkelblech eine ebene Grundplatte zur Anlage an der Montageplatte
und einen dazu abgewinkelten Klemmbereich zur klemmenden Festlegung
des zu montierenden elektronischen Bauteils aufweisen. Der Klemmbereich
kann dabei an einem am elektronischen Bauteil vorgesehenen Vorsprung
klemmend angreifen.
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Um
eine besonders einfache Anpassung an unterschiedliche Befestigungsmaße von zu
montierenden elektronischen Bauteilen zu erreichen, kann das Winkelblech
zumindest ein sich senkrecht zur Erstreckungsrichtung der zweiten
Nut oder noch weiteren Nut verlaufendes Langloch zur Aufnahme der Schraube
aufweisen.
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Das
Haltestück
kann in vorteilhafter Ausbildung eine Federmutter sein.
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Fertigungstechnisch
ist von Vorteil, wenn die erste Nut, die zweite Nut und/oder die
noch weitere Nut mit dem Plattenkörper einstückig ausgebildet sind.
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Verbesserte
Anordnungs- und Befestigungsmöglichkeiten
ergeben sich dadurch, dass mindestens ein Haltestück als Nuteinsatz
ausgebildet ist, der einen in eine der Nuten einschiebbaren Fußabschnitt und
einen aus der Nut vorstehenden Kopfabschnitt aufweist, dass der
Kopfabschnitt einen im eingesetzten Zustand des Nuteinsatzes von
der Montageebene der Montageplatte beabstandeten Befestigungsabschnitt
aufweist, der über
einem darunter anzuordnenden Fußteil
des festzulegenden Bauteils positionierbar ist, wobei der Abstand
des Befestigungsabschnittes größer ist
als die Stärke
des Fußteils
in Normalenrichtung zu der Montageebene, und dass in dem Befestigungsabschnitt
mindestens eine Gewindebohrung vorhanden ist, in die zum Festlegen
des Bauteils eine mit dem Fußteil
zusammenwirkende Klemmschraube eindrehbar ist.
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Zu
einer einfachen, sicheren Montage tragen des Weiteren die Maßnahmen
bei, dass mindestens ein Haltestück
als Nutstein mit einem in eine der Nuten einschiebbaren Fußabschnitt
und einem aus der Nut vorstehenden Kopfabschnitt ausgebildet ist
und dass in dem Kopfabschnitt in Normalenrichtung zur Montageebene
eine Gewindebohrung angeordnet ist, an der ein Haltemittel für das Bauteil
festschraubbar ist.
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Variable
Befestigungsmöglichkeiten
werden dadurch begünstigt,
dass die Befestigungseinrichtung mindestens eine Halteleiste aufweist,
die quer zu den Nuten anordenbar und so bemessen ist, dass sie den
Abstand zwischen zwei Nuten überspannt und
mit ihren beiderseitigen Endabschnitten an in die betreffenden Nuten
eingeschobenen Nutsteinen und/oder Nuteinsätzen mittels Gewindebohrungen festlegbar
ist.
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Eine
gewünschte
Anordnung an praktisch beliebiger Stelle der Montageebene ohne zusätzliche Bohrungen
wird dadurch ermöglicht,
dass mindestens eine leistenartige Brücke vorgesehen ist, die zwischen
zwei beidseitig eines Bauteils parallel zueinander angeordneten
Halteleisten verschiebbar mit Abstand zu der Montageebene einbringbar
ist und Bohrungen aufweist, über
die das Bauteil an seinem Fuß mittels
mindestens einer Klemmschraube festlegbar ist.
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Zu
einer einfachen Montage tragen dabei die Maßnahmen bei, dass die Brücke an ihren
beiden Endabschnitten zu den Halteleisten hin offene Schlitze aufweist,
mit denen sie an den Halteleisten verschiebbar gehalten ist.
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Die
Anordnungs- und Befestigungsmöglichkeiten
werden dadurch erweitert, dass die mindestens eine Halteleiste und/oder
Brücke
mit einer Reihe von Gewindebohrungen oder Befestigungsdurchbrüchen versehen
ist.
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Die
Stabilität
der Befestigungseinrichtung wird dadurch unterstützt, dass die Halteleiste und/oder
die Brücke
im Querschnitt winkelförmig ausgebildet
oder mit mindestens einer Verstärkungsrippe
versehen ist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 in
schematischer und perspektivischer Seitenansicht eine Montageplatte
ohne darauf montierte, zu kühlende
elektronische Bauteile,
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2 in
schematischer und perspektivischer Seitenansicht ein Winkelblech
für die
an unterschiedliche Befestigungsmaße von zu montierenden elektronischen
Bauteilen anpassbare Montage,
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3 in
schematischer und perspektivischer Seitenansicht die Montageplatte
gemäß der 1 mit
darauf montierten, zu kühlenden
Fregenzumformern, die jeweils mit einem Winkelblech gemäß der 2 einseitig
klemmend gehalten sind,
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4 in den Teilbildern a) bis d) verschiedene
Elemente einer Befestigungseinrichtung,
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5 eine
Montageanordnung in schematischer Ansicht in Draufsicht mit einer
Montageplatte, einem zu befestigenden Bauteil und den Elementen der
Befestigungseinrichtung nach 4,
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6 eine
perspektivische Ansicht der Anordnung nach 5 von einer
Seite und
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7 eine
perspektivische Ansicht der Anordnung nach 5 von einer
gegenüberliegenden Seite
bezüglich 6.
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1 zeigt
in schematischer und perspektivischer Seitenansicht eine Montageplatte 10 ohne darauf
montierte, zu kühlende
elektronische Bauteile. Die Montageplatte 10 weist einen
ebenen Plattenkörper 14 beispielsweise
aus Aluminium auf, in dem eine Kühlleitung
mit Anschlüssen 16 und 18 in
Form einer nicht erkennbaren Kühlschlange
zur Durchströmung mit
einer Kühlflüssigkeit
ausgebildet ist. Der Bereich, in dem die Kühlmittelschlange integral verlegt
ist, ist der Plattenkörper 14 nicht
zusätzlich
bearbeitet sondern flach und eben ausgebildet. An der in 1 rechten
Seite des Bereiches, in dem die Kühlmittelschlange integral verlegt
ist, ist eine im Querschnitt etwa C-förmig ausgebildete, sich in
Erstreckungsrichtung (Pfeil A) der Montageplatte 10 geradlinig
erstreckende hinterschnittene erste Nut 20 einstückig mit
dem Plattenkörper
ausgebildet. In die erste Nut 20 lässt sich zumindest ein Haltestück, z.B.
eine (nicht gezeigte) Federmutter, ein Nutstein 25 (4a)
und/oder ein Nuteinsatz 26 (4b) zur Ausbildung
einer Schraubverbindung mit einem elektronischen Bauteil 12 oder
weiteren Elementen einer Befestigungseinrichtung vorzugsweise verdrehsicher einführen. Die
aufzubauenden elektronischen Bauteile können dann sicher an geeigneter
Position fixiert werden.
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Zur
ersten Nut 20 erstreckt sich parallel eine hinterschnittene
zweite Nut 22 an der in 1 linken Seite
des Bereiches des Plattenkörpers,
in dem die Kühlmittelschlange
integral verlegt ist. Der Abstand zwischen der ersten Nut 20 und
der zweiten Nut wird zum einen durch den Bereich des Plattenkörpers, in dem
die Kühlmittelschlange
integral verlegt ist, und zum anderen durch die senkrecht zur ersten
Nut 20 und zur zweiten Nut 22 verlaufende Erstreckungslänge eines
zu montierenden elektronischen Bauteils bestimmt.
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Zur
ersten Nut 20 und zur zweiten Nut 22 verläuft parallel
eine hinterschnittene weitere Nut 24, die sich an der von
dem zu montierenden Bauteil abgewandten Seite 26 der zweiten
Nut in einem Abstand C zu dieser erstreckt. Der Abstand C ist kleiner als
der Abstand B zwischen der ersten Nut 20 und der zweiten
Nut 22 und ist an ein weiteres Befestigungsmaß als im
Fall der zweiten Nut 22 angepasst.
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Zu
montierende elektronische Bauteile, deren Einfassung oder Gehäuse Schraublöcher aufweisen,
deren Abstand zueinander dem Abstand B der zweiten Nut 22 von
der ersten Nut 20 oder der noch weiteren Nut 24 von
der ersten Nut 20 entspricht, können direkt durch Schrauben
an den in die Nuten 20, 22, 24 eingeführten Schraubenmuttern
befestigt werden.
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2 zeigt
in schematischer und perspektivischer Seitenansicht ein Winkelblech 30 für die an unterschiedliche
Befestigungsmaße
von zu montierenden elektronischen Bauteilen anpassbare Montage.
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Zu
montierende elektronische Bauteile, deren Gehäuse Schraublöcher aufweisen,
deren Abstand zueinander kleiner als der (in 1 gezeigte) Abstand
B der zweiten Nut 22 von der ersten Nut 20 oder
kleiner als der Abstand der noch weiteren Nut 24 von der
ersten Nut 20 ist, können
zumindest einseitig durch das Winkelblech 30 mittels zumindest
einer in diese eingreifende (nicht gezeigte) Schraube an der in
die entsprechende Nut 22 eingeführten Schraubenmutter klemmend
festgelegt werden.
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Das
Winkelblech 30 weist eine ebene Grundplatte 34 zur
Anlage an der Montageplatte 10 und einen dazu abgewinkelten,
einstückig
ausgebildeten Klemmbereich 36 zur klemmenden Festlegung
des zu montierenden elektronischen Bauteils auf.
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Das
Winkelblech 30 weist zwei sich senkrecht (Pfeil D) zur
Erstreckungsrichtung (Pfeil A) der zweiten Nut 22 oder
noch weiteren Nut 24 verlaufende Langlöcher 38 und 39 zur
Aufnahme einer (nicht gezeigten) Schraube auf.
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3 zeigt
in schematischer und perspektivischer Seitenansicht die Montageplatte 10 gemäß der 1 mit
darauf montierten, zu kühlende
Frequenzumformern 12, die jeweils mit einem Winkelblech 30 gemäß der 2 einseitig
klemmend gehalten sind.
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Die
Frequenzumformer, deren Erstreckung B nicht mit den Abständen zwischen
den beiden Nuten 20 und 22 übereinstimmt, sind an der in 3 rechten
Seite jeweils mit Schrauben, die in die Nut 20 eingeführte (nicht
gezeigte) Federmuttern eingreifen, verschraubt. In 3 ist
eine derartige Schraube mit dem Bezugszeichen 28 versehen.
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An
der in 3 linken Seite sind die Frequenzumsetzer 12 jeweils
mit einem zusätzlichen Winkelblech,
von denen eines mit dem Bezugszeichen 30 dargestellt ist,
verklemmt. Beispielsweise in das Langloch 38 des dargestellten
Winkelblechs 30 greift eine Schraube 32 in eine
in die zweite Nut 22 eingeführte (nicht gezeigte) Federmutter
ein. Das Winkelblech 30 greift an einem Vorsprung 13 am
Gehäuse
des Frequenzumformers 12 klemmend an. Durch die Langlochbefestigung
wird das zu den Nutabständen
nicht passende Befestigungsmaß ausgeglichen.
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4 zeigt in den Teilbildern a) bis d) verschiedene
Elemente einer Befestigungseinrichtung, nämlich einen Nutstein 25 (Teilbild
a)), einen Nuteinsatz 26 (Teilbild b)), eine Halteleiste 27 (Teilbild
c)) und eine leistenartige Brücke 28 (Teilbild
d)), die zum Bilden eines Bausatzes in mehr oder weniger großer Anzahl
vorhanden sein können,
so dass auf der Montageebene der Montageplatte 10 Bauteile
unterschiedlicher Abmessungen und/oder an unterschiedlicher Position
festgelegt werden können.
Das Montageprinzip geht dabei aus den 5, 6 und 7 hervor.
Befestigungsbohrungen in der Montageplatte sind nicht erforderlich.
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Wie
aus 4a) ersichtlich, besitzt der Nutstein 25 zum
Einschieben in eine im Querschnitt T-förmige Nut 20, 22, 24 einen
an den Nutquerschnitt angepassten T-förmigen Fußabschnitt 25.1 sowie
einen aus der Nut über
die Montageebene vortretenden Kopfabschnitt 25.2, in dessen
Oberseite in Normalenrichtung der Montageebene eine Gewindebohrung 25.3 eingebracht
ist. Möglich
sind auch noch seitliche Gewindebohrungen parallel zur Montageebene.
Der Nutstein 25 ist mit dem Fußabschnitt 25.1 verschieblich
in der Nut gelagert.
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Auch
der Nuteinsatz 26 besitzt in 4b) in entsprechender
Weise wie der Nutstein 25 einen im Querschnitt T-förmigen,
an den Nutquerschnitt angepassten Fußabschnitt 26.1 sowie
einen aus der Nut hervortretenden Kopfabschnitt 26.2, ist
jedoch in Nutrichtung länger
ausgebildet als der Nutstein 25 und zusätzlich mit einem quer zur Nutrichtung
vorstehenden, im eingesetzten Zustand von der Montageebene beabstandeten
Befestigungsabschnitt 26.4 versehen. In seinen beiden Endabschnitten
sowie in dem Befestigungsabschnitt 26.4 sind in Normalenrichtung von
der Oberseite her Gewindebohrungen 26.3 bzw. 26.5 eingebracht.
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Wie 4c)
zeigt, ist die Halteleiste 27 im Querschnitt winkelförmig ausgebildet
und besitzt in ihrem einen Schenkel eine Reihe von Bohrungen 27.1,
die zumindest teilweise auch als Gewindebohrungen ausgebildet sein
können.
Die in 4d) gezeigte Brücke 28 ist
ebenfalls im Querschnitt winkelförmig
ausgebildet und besitzt ebenfalls in einem Schenkel mehrere Bohrungen,
die als Gewindebohrung ausgeführt
sein können.
Außerdem
sind in dem die Bohrungen 28.1 nicht tragenden Schenkel
beidseitig zu den Enden hin offene Schlitze 28.2 parallel zur
Längserstreckung
eingebracht.
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Wie
die 5, 6 und 7 zeigen,
sind die Winkelleisten 27 etwas länger als der Abstand zwischen
den beiden in der Nähe
der beiden Längsränder verlaufenden
Nuten 20, 22 und können wahlweise an entsprechende
Position in die Nuten 20, 22 eingeschobenen Nutsteinen 25 oder
Nuteinsätzen 26 durch
Einführen
von Schrauben 33 durch betreffende Bohrungen 27.1 der
Halteleiste 27 und Festschrauben in Gewindebohrungen 25.3 bzw. 26.3 festgelegt werden,
wobei die Seite der Halteleiste 27 mit den Bohrungen 27.1 vorzugsweise
die Oberseite bildet. Auf diese Weise können die Halteleisten 27 in
Längsrichtung
der Mon tageplatte 10 bzw. Montageebene verschoben werden,
um das Bauteil 12 in gewünschter Längsposition auf der Montageebene
anzuordnen. Ein Fußteil 12.1 des
Bauteils 12 kann dabei mit dem zugekehrten Befestigungsabschnitt 26.4 eines Nuteinsatzes 26 festgelegt
werden, indem durch die Gewindebohrung 26.5 in dem Befestigungsabschnitt 26.4 eine
Klemmschraube eingedreht wird, um das Bauteil 12 auf der
Montageebene anzudrücken,
wodurch sich zudem ein guter Kontakt zum Abführen der Verlustwärme ergibt.
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Zwischen
zwei Halteleisten 27 kann an gewünschter Position in Querrichtung
der Montageplatte 10 mindestens eine Brücke 28 angeordnet
werden, wobei diese mittels der Schlitze 28.2 in Querrichtung entlang
der Halteleisten 27 verschiebbar ist. Der mit den Bohrungen 28.1 versehene
Schenkel der Brücke 28 ist
dabei von der Montageebene weiter beabstandet als die Abmessung
des betreffenden Fußteils 12.1 des
Bauteils 12 in Normalenrichtung der Montageebene, so dass
der Fußteil 12.1 unter
die Brücke 28 schiebbar
und über
die Bohrungen 28.1 durch Eindrehen von Klemmschrauben festlegbar
ist. Als Klemmschrauben 34 können dabei z.B. Gewindestifte
dienen.
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Zum
Festlegen des Bauteils 12 auf der Montageplatte 10 bestehen
dabei verschiedene Möglichkeiten,
nämlich
z.B. Einklemmen des Fußteils 12.1 auf
einer Seite mit mindestens einem Nuteinsatz 26 unter dessen
Befestigungsabschnitt 26.4 auf der einen Seite und ein
Festklemmen mittels einer Brücke 28 auf
der anderen Seite oder ein Festklemmen der Fußteile 12.1 auf beiden
Seiten des Bauteils 12 mit einer jeweiligen Brücke 28.
Mit mehreren Halteleisten 27 und Brücken 28 und gegebenenfalls
Nuteinsätzen 26 lassen
sich Bauteile 12 unterschiedlicher Abmessungen oder an
unterschiedlichen Positionen in x-/y-Richtung auf der Montageplatte 10 anbringen,
so dass die Bauteile an geeigneten freien Stellen z.B. innerhalb
eines die Montageplatte 10 aufnehmenden Gehäuses auf
einfache Weise positionierbar sind. Bei der Festlegung ergibt der
winkelförmige
Querschnitt der Halteleiste 27 und der Brücke 28 eine
erhöhte
Stabilität.
Eine ähnliche
Stabilitätswirkung kann
auch mit einem T-förmigen
Querschnitt oder mindestens einer Versteifungsrippe erzielt werden.