DE2431087A1

DE2431087A1 - Elektronik-baustein

Info

Publication number: DE2431087A1
Application number: DE2431087A
Authority: DE
Inventors: Walter Ing Grad Braun; Helmut Geist; Leo Mittler; Rudi Nething; Emil Ratz; Gert Schilling; Ulrich Schmidt; Fritz Schork
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1974-06-28
Filing date: 1974-06-28
Publication date: 1976-01-08
Also published as: FR2276760A1; DE2431087B2; CH590600A5; FR2276760B1

Description

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j BROWN, BOVERI & CIE . AKTIENGESELLSCHAFT [ '..'][ ;Vs^

MANNHEIM BROWN DOVERI

Mp.rNr. 390/74 Mannheim, 27.6.1974

ZFE/P/Kk/Vo

Elektronik-Baustein

Die Erfindung betrifft einen Elektronik-Baustein, bestehend aus einem, mit einer Schnellbefestigung für Normprofiltragschienen in Schmalbauweise anreihbaren Becher, dessen Funktionselemente wenigstens auf einer Leiterplatte angeordnet sind, die von der der Befestigungsseite gegenüberliegenden Seite mit einer Kontaktsteckmesserkammplatte in den Becher einfügbar ist.

Bei derartigen Elektronik-Bausteinen ist es erforderlich, daß die Funktionselemente einerseits gegen mechanische und klimatische Einflüsse geschützt sind und daß andererseits die Möglichkeit besteht, die mit der Leiterplatte zu einer Funktionseinheit zusammengefaßten Funktionselemente schnell ohne Werkzeuge aus dem Becher herauszulösen, ohne die angelegten Ver-* sorgungG-, Steuer- und Signalleitungen zu entfernen. Die Prüfbarkeit der Daten der einzelnen Funktionselemente muß jederzeit ohne großen zeitlichen Aufwand an Ort und Stelle möglich sein.

Es ist bekannt, die Funktionseinheit zwischen zwei Halbschalen oder in einer flachen, rechteckigen, einseitig offenen, mit einem Deckel zu versehenden Lade, anzuordnen, wobei die Halbschalen oder der Deckel aus technologischen und wirtschaftlichen Gründen unlösbar mit dem jeweiligen anderen Teil ver~ bunden ist. Eine automatische Montage ist daher bei dieser Konfiguration der Teile nicht möglich.

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Weiterhin ist es bei dem Elektronik-Baustein nach dem Stande der Technik nicht möglich, einzelne Funktionselemente, geschweige denn die komplette Funktionseinheit ohne Beschädigung der den mechanischen und klimatischen Schutz darstellenden Teile auszutauschen. Darüber hinaus konnte die Lösung des Problems der einfachen und schnellen Montage bzw. Demontage einer kompletten Funktionseinheit sowie eines ausgefallenen passiven und/oder aktiven Funktionselementes nicht auf einfache Art und Weise erreicht werden, insbesondere dann nicht, wenn die Funktionseinheit durch die zusammengenieteten Schalenhälften gegen äußere Umwelteinflüsse geschützt ist und beispielsweise auf einer Normprofiltragschiene zwischen aneinandergereihten Elektronik-Bausteinen angeordnet ist. Wenn die Funktionseinheit durch den Ausfall eines einzigen passiven Funktionselementes funktionsunfähig wird, muß daher bei der bekannten Anordnung der komplette Elektronik-Baustein herausgenoimnen und durch einen neuen, evtl. erst zu eichenden, ersetzt werden· Eine Reparatur der Funktionseinheit an Ort und Stelle ist nicht möglich, da die Schalenhälften nach dem öffnen unbrauchbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellungskosten und Montagozeiten eines Elektronik-Bausteines durch die Kombination rationell zu montierender einfacher Einzelelemente zu verringern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Elektronik-Baustein der eingangs genannten Art gelöst, der sich durch die Kombination der folgenden Merkmale auszeichnet: a) der aus einem Stück geformte Becher nimmt mindestens eine mit Funktionselementen bestückte Leiterplatte auf, die vorzugsweise in durch Stege gebildeten Nuten geführt ist, wobei mittels der Stege eine Stabilisierung erzielbar ist,

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b) die mit der Leiterplatte verbundene Kontaktsteckmesserkammplatte ist um den Betrag der Becherwandstärke größer bemessen als eine Becheröffnung und ist nur in einer Richtung in den

Becher einfügbar, . ''

■ ■ . ι

j c) es ist mindestens jeweils eine an den Schmalseiten der

: Becheröffnung befindliche Schnappverbindung je Kontaktsteck-

; messerkammplatte vorgesehen, die in eine Ausnehmung der

i Kontaktsteckmesserkammplatte einrastbar ist und diese form- .

; und kraftschlüssig mit dem Becher verbindet, ■■

i ■ . ;

; d) freie Enden der Schnappverbindungen ragen seitlich über die j Schmalseiten hinaus und weisen beidseitig parallel zu diesen ; verlaufende Nuten auf, die zur Aufnahme eines Bezeichnungsschildträgers dienen,

j e) an den Schmalseiten des Bechers sind mindestens zwei halb- ; kreisförmige Zapfen derart angeordnet, daß jeweils eine axiale Fläche mit einer Fläche einer anreihbaren Seite gleich ist und vorzugsweise zur Aufnahme bei der maschinellen Bestückung ■ des Bechers dient,

f) auf die an den Schmalseiten angeordneten halbkreisförmigen

Zapfen ist je. ein Sicherungsring zum Verbinden zweier aneini andergereihter Becher aufschiebbar,

' g) im Bodenteil der Befestigungsseite senkrecht zur anreihbaren Breitseite des Bechers ist ein in einer Ausnehmung angeordneter selbstfedernder Haken vorgesehen, mittels dessen eine Formfeder arretierbar ist, welche mit einer parallel dazu

ι verlaufenden Formnase die Schnellbefestigung bildet.

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Weitare Ausführungsformen sind den Ansprüchen 2 bis 6 entnehmbar.

Erst die so gestalteten Elemente des Elektronik-Bausteins gestatten die Durchführbarkeit einer automatischen Montage in vier Arbeitszyklen:
I Becher greifen

II Vorgefertigte Funktionseinheit in den Becher einfügen und mittels der Schnappverbindung form- und kraftschlüssig verrasten
III Schwenken des Elektronik-Bausteins zum Einfügen der Feder der Schnellbefestigung

IV Eichen der so geschaffenen Einheit und Einfügen der Bezeichnungss childträger.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen weiterhin darin, daß die Anzahl der Lagerteile und Arbeitsgänge auf ein Minimum verringert worden ist. Darüber hinaus ist der Austausch eines aktiven und/oder passiven Funktionselementes bzw. der kompletten Funktionseinheit an Ort und Stelle mit wenigen Handgriffen ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen möglich. Eine Funktionsprüfung von passiven und/oder aktiven Elementen erfordert kein vorheriges Entfernen der Versorgungs-Steuer- und Signalleitungen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und zweckmäßige Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Beispielen näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen

Elektronik-Bausteines in Einfachbreite, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Elektronik-Baustein in

Doppelbrei^
Fig. 3 den gleichen Elektronik-Baustein in der Draufsicht,

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Fig. 4 die gleichen Bausteine zu einer größeren Einheit zusammengefaßt,

: Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Universal-Kontakt-• steckmesserkammplatte.

Der in der Fig. 1 dargestellte Elektronik-Baustein 1 weist eine Funktionseinheit 2 auf, die in einem Becher 3 form- und kraft-■ schlüssig durch mit diesen verbundene Schnappverbindungen 4 gehaltert ist. Die Schnappverbindungen 4 ragen mit freien Enden 4a über Flächen 3a von BecherSchmalseiten 3b hinaus. In den freien Enden 4a sind beidseitig parallel zur Fläche 3a Nuten 4b angeordnet, die zur Aufnahme eines Bezeichnungsschixdträgers 5 dienen. Weiterhin sind an den BecherSchmalseiten 3b halbkreisförmige Zapfen 3d angeordnet, mittels derer eine kraftschlüssige Verankerung mit jeweils einem anreihbaren Elektronik-Baustein möglich ist. An einer Befestigungsseite 6 des Elektronik-Bausteins 1 ist eine Formfeder 7 parallel zu einer hälftigen schwalbenschwanzförmigen Nase 6a in einer Ausnehmung 6b angeordnet, wobei die Formfeder 7 vermittels eines selbstfedernden Hakens 3e, der seinerseits in einer Aussparung 7a der Formfeder7 einrastet und diese in der Ausnehmung 6b formschlüssig haltert. Zur Begrenzung des Federwegs ist in Verlängerung einer seitlichen Wandung 6c ein Anschlag 6d angeformt, durch den ein ungewollt tes überdehnen, der Formfeder 7 verhindert wird.

Der Elektronik-Baustein 1 wird bei der Montage auf eine Normprofiltragschiene 8 zuerst mit der Nase 6a von oben auf ein freies Ende 8a aufgehakt. Vermittels des so gebildeten Drehpunktes wird der Elektronik-Baustein 1 mit einem angeschrägten, anliegenden freien Formfederende 7b, bedingt durch Eigengewicht und angelegte Kraft P1 über ein freies Ende 8b der Normprofiltragschiene 8 in die den Elektronik-Baustein 1 arretierende Lage bewegt. Die Formfeder 7 hintergreift mit einem durch einen

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Radius gebildeten Teilbereich das freie Ende 8b derart, daß der Elektronik-Baustein 1 rüttelfest in dieser Lage verharrt. Durch , diese Anordnung der Formfeder 7 unterliegt diese keinerlei zusätzlichen, der Federkraft entgegenwirkenden Kräften, wodurch Ermüdungserscheinungen grundsätzlich ausgeschlossen sind, d.h., die so gebildete Schnellbefestigung stellt eine wartungsfreie und narrensichere Befestigungsart dar.

Die gleiche Formfeder 7 gemäß der Fig. 1 ist in der Ausnehmung 6b des in der Fig. 2 dargestellten Elektronik-Bausteins 10, in Doppelbreite, angeordnet.

Wie weiter der Fig. 1 zu entnehmen ist, befinden sich in den Schmalseiten 3b des Bechers 3 an der Befestigungsseite 6 beginnende rechteckige Öffnungen 9> die dazu dienen, von den Funktionselementen erzeugte Verlustwärme abzuführen.

Der in Fig. 2 als Teilschnitt dargestellte Elektronik-Baustein zeigt zv/ei jeweils nebeneinander in einem Doppelbecher 13 angeordnete komplette Funktionseinheiten 2, deren Leiterplatten 2c in durch Stege 3c gebildeten Nuten 14 geführt sind, so daß ein gegenseitiges Beeinflussen ausgeschlossen ist. Die Nuten 14 sind aus Gründen des leichteren Einfügens bei der automatischen Montage stark angeschrägt, so daß die Leiterplatten 2c zwangsläufig in die Nuten 14 hineingleiten und dadurch die Voraussetzung für das Einrasten der Schnappverbindungen 4 in die Ausnehmungen 2b

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der Kontaktsteckmesserkammplatten 2a ennöglichai_ed5bcd. auf den umlaufenden freien Flächen der Becherwände auf, so daß die Becheröffnung 3f abgedeckt ist. Ausgenommen davon sind die in der Mitte des Doppelbechers 13 aneinanderstoßenden, innerhalb des Doppelbechers 13 befindlichen Bereiche der Kontaktsteckmesserkammplatte 2a, sowie unterhalb der Schnappverbindungen 4 befindliche Bereiche. Durch diese Maßnahme sind die Funktionselemente der Funktionseinheiten 2 gegen jeglichen Zugriff geschützt. Darüber hin- . aus ist durch die Konfiguration der Kontaktsteckmesserkammplat-ί ten 2a sichergestellt, daß eine Austauschbarkeit zwischen Funk-

xx Die Kontaktsteckmesserkammplatten 2a liegen...

tionseinheiten 2 eines Bechers 3 und denen eines Bechers 13 möglich ist, ohne daß dies eine Änderung der Zwischenabstände von Kontaktsteckmessern 2d der einen Funktionseinheit zur anderen

! nach sich zöge. Selbst der Austausch einer Funktionseinheit 2 ! mit Kontaktsteckmessern 2d gegen eine Funktionseinheit 22, wie

: dies in der Figur 5 dargestellt ist, ohne Kontaktsteckmesser 2d, jedoch mit aktiven anzeigenden Funktionselementen, erfordert ^; keine Abänderung noch gar einen völlig anderen Elektronik-Bau-, stein.
Die Figur 3 zeigt den gleichen Doppelbecher 13 in der Draufsicht,

dessen Kontaktsteckmesserkammplatten 2a mit ihren Längsseiten ^; 2e und 2e', wie auch aus der Fig. 2 ersichtlich ist dicht anein- ; anderliegen, so daß eine exakte Abdeckung der Becheröffnung 3f^f ^: gewährleistet ist. Der Kombination,, in bezug auf die Bestückung

der Kontaktsteckmesserkammplatte 2a sind im Rahmen der weiteren Ausführbarkeit keine Grenzen gesetzt, d.h. die Becheröffnung 3f' ^] wird immer exakt abgedeckt.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, in weDdiem Elektronik-Bausteine unterschiedlicher Becherabmessungen zu einer Baugruppe zusammengefaßt sind. Die einzelnen Elektronik-Bausteine werden dabei durch auf die halbkreisförmigen Zapfen 3d aufgeschobene Sicherungsringe 15 formschlüssig zusammengehalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils zwischen den Kontaktsteckmessern 2d in der Mitte der Kontaktsteckmesserkammplatte 2a

\ Funktionselemente 17 angeordnet, mittels derer der Elektronik-Baustein 1 bzw. 10 eichbar ist, d.h., jeder einzelne Elektronik-

; Baustein bzw. die Baugruppe kann jederzeit ohne großen Aufwand auf den erforderlichen Wert justiert werden.

Schließlich kann, wie zuvor schon erwähnt und aus der Figur 5 ; ersichtlich ist, die Kontaktsteckmesserkammplatte 2a durch geeignete Maßnahmen mit anzeigenden Funktionselementen 16 versehen werden.

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:1m folgenden soll beispielhaft ein Anwendungsfall des er-Ifindungsginäßen filektronik-Bausteins mit anzeigenden Funktionselementen 16 beschrieben werden, bei dem statt der herkömmlichen Funktionseinheit 2 eine Funktionseinheit 22 angeordnet ist, so daß bestimmte Regel- oder Steuervorgänge optisch signalisierbar sind. Die Anordnung der anzeigenden Funktionselemente 16 ist dabei so getroffen, daß diese versetzt zueinander in der Kammplatte angeordnet sind und somit eine gegenseitige optische Beeinflussung und damit Ablesefehler ausgeschlossen sind.

Die Zahl der Bauteile ist im Gegensatz zu den Variationsmöglichkeiten im Verhältnis zu herkömmlichen Elektronik-Bausteinen auf ein Minimum beschränkt; die Teile sind außerdem konstruktiv einfach und unkompliziert angeordnet, so daß der Zusammenbau sovrohl automatisch als auch manuell in sehr kurzer Zeit erfolgen kann.

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Claims

Patentansprüche

./Elektronik-Baustein, bestehend aus einem, mit einer Schnellbefestigung für Normprofiltragschienen in Schmalbauweise anreihbaren Becher, dessen Funktionselemente auf wenigstens einer Leiterplatte angeordnet sind, die von der der Befestigungsseite gegenüberliegenden Seite mit einer Kontaktsteckmesserkammplatte in den Becher einfügbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) der aus einem Stück geformte Becher nimmt mindestens eine mit Funktionselementen bestückte Leiterplatte auf, die vorzugsweise in durch Stege gebildeten Nuten geführt ist, wobei mittels der Stege eine Stabilisierung erzielbar ist,

b) die mit der Leiterplatte verbunden© Ko ntakt st ecknies s erkammplatte ist um den Betrag der Becherwandstärke größer bemessen als eine Becheröffnung und ist nur in einer Richtung in den Becher einfügbar,

c) e3 ist mindestens jeweils eine an den Schmalseiten der Becheröffnung befindliche Schnappverbindung je Kontaktstsckmesserkammplatte vorgesehen, die in eine Ausnehmung der Kontaktsteckmesserkammplatte einrastbar ist und diese form- und kraftschlüssig mit dem Becher verbindet,

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d) freie Enden der Schnappverbindungen ragen seitlich über die Schmalseiten hinaus und.weisen beidseitig parallel zu diesen verlaufende Nuten auf, die zur Aufnahme eines Bezeichnungsschildträgers dienen,

e) an den Schmalseiten des Bechers sind mindestens zwei halbkreisförmige Zapfen derart angeordnet, daß jeweils ; eine axiale Fläche mit einer Fläche einer anreihbaren

Seite gleich ist und vorzugsweise zur Aufnahme bei der ; maschinellen Bestückung des Bechers dient,

f) auf die an den Schmalseiten angeordneten halbkreisförmigen Zapfen ist je ein Sicherungsring zum Verbinden zweier aneinandergereihter Becher aufschiebbar,

g) im Bodenteil der Befestigungsseite senkrecht zur anreihbaren Breitseite des Bechers ist ein in einer Ausnehmung angeordneter selbstfedernder Haken vorgesehen, mittels dessen eine Formfeder arretierbar ist, welche mit einer parallel dazu verlaufenden Formnase die Schnellbefestigung bildet,

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-r-
2. daß vorzugsweise der Becher -in seiner anreihbaren Breiteais Doppelbecher ohne Zwischenwand ausgebildet ist und daß die Becheröffnung durch zwei mit Leiterplatten verbundene Kontaktsteckmesserkammplatten verschließbar ist.
3. Elektronik-Baustein nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schmalseiten wenigstens eine Öffnung vorgesehen ist, über die ein Luftaustausch möglich ist.
4. Elektronik-Baustein nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktsteckmesserkammplatte so ausgebildet, ist, daß sieht- und bedienbare Bauelemente darin anbringbar sind.
-5· Elektronik-Baustein nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbaren Bauelemente in einer sich optisch gegenseitig nicht beeinflußbaren Form angeordnet sind.
6. Elektronik-Baustein nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Kontaktsteckmesserkammplatte angeordneten Kontaktsteckmesser unterschiedliche Form, Länge und unterschiedlichen Abstand aufweisen.

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