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Dokumentenidentifikation DE102007023787B4 28.04.2011
Titel Elektromagnetische Abschirmung für Anzeigen
Anmelder Visteon Global Technologies Inc., Van Buren, Mich., US
Erfinder Bozzer, Erich, Romulus, Mich., US;
Bay, Jon P., Saline, Mich., US;
Duce, Raymond J., Saline, Mich., US;
Kramer III, Joseph N., Farmington, Mich., US
Vertreter Sperling, Fischer & Heyner Patentanwälte, 01277 Dresden
DE-Anmeldedatum 16.05.2007
DE-Aktenzeichen 102007023787
Offenlegungstag 22.11.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.04.2011
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2011
IPC-Hauptklasse H05K 9/00  (2006.01)  A,  F,  I,  20070810,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das elektromagnetische Abschirmen von Anzeigesystemen, besonders das elektromagnetische Abschirmen von Vakuumfluoreszenzanzeigesystemen.

Beschreibung des Standes der Technik

Anzeigesysteme, wie Vakuumfluoreszenzanzeigesysteme können mit einer Platine verbunden sein. Das Anzeigesystem ist eine von vielen Komponenten, mit denen eine Platine bestückt ist. Eine Vakuumfluoreszenzanzeige (VFD, Vacuum Fluorescent Display) ist ein Art von Anzeige, die hauptsächlich in Unterhaltungselektronikgeräten verwendet wird, wie etwa als Haupteinheit für Automobil-Unterhaltungssysteme. Im Gegensatz zu Flüssigkristallanzeigen (LCD, Liquid Crystal Display) strahlt eine VFD ein sehr helles Licht mit starken Kontrasten aus. Da die VFD ein sehr helles Licht ausstrahlt, ist die VFD für einen Anwender selbst dann gut zu sehen, wenn eine externe Lichtquelle, wie etwa die Sonne, direkt auf die Anzeige scheint. Das unterscheidet sie von den LCDs, die in manchen Anwendungen dazu neigen, für den Anwender schlecht sichtbar zu werden, wenn eine externe Lichtquelle direkt auf die Anzeige scheint.

VFDs weisen jedoch gegenüber LCDs Nachteile auf. VFDs benötigen normalerweise mehr Elektrizität als LCDs ähnlicher Größe. In Anwendungen wie Automobil-Unterhaltungssystemen ist die von der Anzeige verbrauchte Elektrizität nicht von Belang, weil das elektrische System des Fahrzeugs eine mehr als ausreichende Menge an Elektrizität zur adäquaten Versorgung der VDF erzeugt. Außerdem weisen komplexe VFDs auch den Nachteil auf, dass sie ein großes elektromagnetisches Feld aufbauen. Dieses große elektromagnetische Feld ist ein größeres Problem, da es andere auf der Platine angeordnete Komponenten oder elektronische Module in der Umgebung beeinträchtigen kann.

In der DE 103 22 973 B3 wird eine Anordnung zur Ableitung von Überspannungen bei elektronischen Geräten mit einem Gehäuse aus elektrisch leitfähigem Material und einer an dem Gehäuse befindlichen, elektrisch leitfähigen Befestigungslasche offenbart. Die Befestigungslasche berührt mit einer ihrer Seitenkanten eine mit einem Bezugspotential verbundene Kontaktfläche und ist mechanisch gegen die Kontaktfläche verspannt.

Aus der DE 43 17 469 A1 geht eine Baugruppe für elektronische Geräte, die auf einer Leiterplatte einen Bereich aufweist, in dem abzuschirmende Bauelemente der Schaltung untergebracht sind, hervor. Diese abzuschirmenden Bauelemente werden von einer geschlossenen Abschirmbox umfasst, deren Oberteil aus einem haubenartigen Deckelelement besteht. Das Deckelelement ist auf die Oberseite der Leiterplatte aufgesetzt. Die Unterseite der Abschirmbox wird durch eine leitende Schicht gebildet, die auf der Unterseite oder in einer Zwischenlage der Leiterplatte angeordnet und leitend mit dem Oberteil verbunden ist.

In der DE 91 09 166 U1 wird eine Vorrichtung zum Befestigen eines LC-Displays auf einer Leiterplatte beschrieben. Das LC-Display wird mittels innerhalb eines Rahmens angeordneten Leitgummistreifen mit der Leiterplatte elektrisch kontaktiert. Ein das LC-Display umspannendes Gehäuse weist Befestigungselemente zur Rastverbindung des LC-Displays mit der Leiterplatte auf.

Auch die DE 93 18 909 U1 offenbart eine Abschirmhaube für Schaltungsplatinen mit Kontaktelementen, die eine elektrische Verbindung zwischen einem metallischen Bereich der Abschirmhaube und einer Masseleitung schließen. Dabei sind die Kontaktelemente als Einpressstifte mit Schneidkanten als Teile der Abschirmhaube ausgeführt, die im montierten Zustand in Öffnungen innerhalb der Schaltungsplatine eingreifen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zur Verfügung zu stellen, das auf der Platine angeordnete elektronische Komponenten gegen das von einer VFD-Anzeige erzeugte elektromagnetische Feld abschirmt. Dabei soll das System im Gegensatz zu den zum Stand der Technik gehörenden Systemen in Bezug auf mögliche Kontrollen und Nachbearbeitungen von Verbindungsstellen weniger aufwendig und damit weniger zeit- und kostenintensiv sein. Zudem soll das System platzsparend anzuordnen sein.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System zum Abschirmen elektronischer Komponenten gelöst. Insbesondere zur Überwindung der Nachteile und Einschränkungen der bekannten Technologien wird ein System zum Abschirmen elektronischer Komponenten gegen eine VFD-Anzeige offenbart. Obwohl das System konkret im Zusammenhang mit einer VFD-Anzeige dargestellt und beschrieben wird, ist es offensichtlich, dass es mit anderen Arten von Anzeigen verwendet werden kann. Die Anzeige umfasst eine Vorderseite und eine Rückseite. Die Rückseite der Anzeige ist an einem Befestigungsbereich der Platine befestigt, während die Vorderseite der Anzeige einen Anzeigebereich zum Anzeigen von Zeichen wie etwa Nummern und Buchstaben und von Grafiken aufweist. Die Abschirmung umfasst eine Stirnfläche mit einer Öffnung. Die Abschirmung ist solcherart direkt an der Anzeige angeordnet, dass die Öffnung über dem Sichtbereich der Anzeige liegt. Ein Wandungsabschnitt erstreckt sich von der Oberfläche der Abschirmung zur Platine hin, wodurch die Anzeige im Wesentlichen zwischen der Platine, der Abschirmung und dem Wandungsabschnitt eingekapselt ist.

Diese und andere Vorzüge, Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung werden aus den Zeichnungen, der ausführlichen Beschreibung und den Ansprüchen ersichtlich, die folgen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt eine auseinander gezogene Ansicht eines Systems zum Abschirmen elektronischer Komponenten, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung umsetzt.

2 zeigt eine Perspektivsicht eines Systems zum Abschirmen von elektronischen Komponenten, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung umsetzt.

3 zeigt eine Perspektivsicht eines Systems zum Abschirmen von elektronischen Komponenten, wobei das System einen Wandungsabschnitt aufweist, der eine Öffnung bildet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

In 1 und 2 ist ein System 10 zum Abschirmen elektronischer Komponenten dargestellt. Das System 10 umfasst als seine Hauptbestandteile eine Platine 12, eine Anzeige 14 und eine Abschirmung 16. Die Platine 12 weist einen typischen Aufbau auf und kann eine beliebige mit einer Anzeige verbundene Platine sein. Solche Platinen befinden sich üblicherweise in der Haupteinheit eines Automobil-Unterhaltungssystems, eines Weckers oder eines Rechners.

Obwohl mit verschiedenen anderen elektronischen Komponenten bestückt, umfasst die Platine 12 einen Befestigungsbereich 17, der die Stelle, an der die Anzeige 14 auf der Platine 12 anzuordnen ist, abgrenzt. Die Platine 12 umfasst auch mehrere Befestigungspunkte 18. Wie später detaillierter beschrieben wird, dienen die mehreren Befestigungspunkte 18 zur Unterstützung bei der Verankerung der Abschirmung 16 auf der Platine 12. Es sollte sich verstehen, dass, obschon mehrere Befestigungspunkte 18 gezeigt sind, auch ein einzelner Befestigungspunkt benutzt werden kann. Zu diesem Zweck ist jeder Befestigungspunkt 18 als Durchgangsbohrung dargestellt, die von der Platine 12 gebildet wird und durch die Stärke der Platine 12 verläuft.

Die Anzeige 14 umfasst eine Vorderseite 20 und eine Rückseite 22, wobei die Vorderseite 20 einen Anzeigebereich 24 beinhaltet. Im Gebrauch kann der Anzeigebereich 24 Zeichen wie etwa Nummern und Buchstaben oder Grafiken anzeigen. Typisch ist die Anzeige 14 als eine Vakuumfluoreszenzanzeige (VFD) vorgesehen, sie kann aber jede beliebige Art von Anzeige sein, insbesondere eine Flüssigkristallanzeige. Die Rückseite 22 der Anzeige 14 ist über dem Befestigungsbereich 17 der Platine 12 angeordnet. Die Anzeige 14 umfasst auch einen Anzeigeanschluss 26, der aus mehreren Pins bestehen kann.

Die Platine 12 umfasst einen elektrischen Kontaktbereich 28, der aus mehreren elektrischen Kontakten besteht. Wenn die Rückseite 22 der Anzeige 14 auf dem Befestigungsbereich 17 befestigt ist, steht der Anzeigeanschluss 26 in elektrischer Verbindung mit dem elektrischen Kontakt 28, der die notwendigen elektrischen Signale von der Platine 12 und/oder anderen Komponenten über den Anzeigeanschluss 26 an die Anzeige 14 liefert. Die elektrischen Signale können die Anzeige 14 anweisen, Zeichen, Nummern oder Grafiken im Anzeigebereich 24 anzuzeigen.

Die Abschirmung 16 umfasst eine Stirnfläche 30, die eine Öffnung 32 begrenzt. Die Abschirmung 16 umfasst außerdem Wandungsabschnitte 34, 36, 38, 40, die im Wesentlichen senkrecht von der Stirnfläche 30 verlaufen. Die Wandungsabschnitte 34, 36, 38, 40 umfassen mindestens einen Steckzapfen 42. Die Abschirmung 16 kann aus Zinn-Nickel, Eisen, Zinn, Stahl, Aluminium oder Kombinationen daraus oder aus jedem Material bestehen, das zur Unterdrückung eines von der Anzeige 16 erzeugten elektromagnetischen Feldes geeignet ist. Die Abschirmung 16 ist mit der Platine 12 solcherart verbunden, dass die Steckzapfen 42 mechanisch in die Befestigungspunkte 18 der Platine 12 einrasten, und danach gestattet es die Öffnung 32 der Abschirmung 16 dem Anwender, den Anzeigebereich 24 der Anzeige 16 durch die Öffnung 32 zu betrachten.

Allgemein erstrecken sich die Steckzapfen 42 durch die Stärke der Platine 12, wenn sie in die Befestigungspunkte 18 eingeführt sind. Die Steckzapfen 42 können an den Abschnitten der Platine 12, die die Befestigungspunkte 18 bilden, durch Reibungshaftung, ein Haftmittel oder jedes andere geeignete Verfahren befestigt sein. Das Klebemittel kann ein Leim oder ein Lötmittel sein.

In 3 ist eine Ausführungsform des Systems 10 zum Abschirmen elektronischer Komponenten dargestellt. Diese Ausführungsform ähnelt der in 1 dargestellten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass der Wandungsabschnitt 34 einen Abschnitt aufweist, der entfernt wurde und somit eine Öffnung 44 bildet. Die Öffnung 44 erlaubt vorteilhaft den direkten Zugang zum Anzeigeanschluss 26 und zum elektrischen Kontakt 28.

Die vorangegangene Offenbarung ist die beste von den Erfindern entwickelte Form zur praktischen Umsetzung dieser Erfindung. Es ist jedoch ersichtlich, dass sich dem Fachmann für das elektromagnetische Abschirmen von Anzeigesystemen und insbesondere für das elektromagnetischem Abschirmen von Vakuumfluoreszenzanzeigesystemen Verfahren erschließen werden, die Modifizierungen und Variationen beinhalten. Insofern als die vorangegangene Offenbarung dem einschlägigen Fachmann die praktische Umsetzung der vorliegenden Erfindung ermöglichen soll, sollte sie nicht als darauf begrenzt interpretiert werden, sondern sie sollte so interpretiert werden, dass sie auch die oben genannten offensichtlichen Varianten umfasst und nur durch den Sinn und den Schutzumfang der folgenden Ansprüche begrenzt ist.

Bezugszeichenliste

10
System
12
Platine
14
Anzeige
16
Abschirmung
17
Befestigungsbereich
18
Befestigungspunkte
20
Vorderseite
22
Rückseite
24
Anzeigebereich
26
Anzeigeanschluss
28
elektrischer Kontaktbereich
30
Stirnfläche
32
Öffnung
34
Wandungsabschnitt
36
Wandungsabschnitt
38
Wandungsabschnitt
40
Wandungsabschnitt
42
Steckzapfen
44
Öffnung


Anspruch[de]
System (10) zum Abschirmen elektromagnetischer Komponenten, wobei das System (10) umfasst:

– eine Platine (12) mit einem Befestigungsbereich (17) und einem Befestigungspunkt (18), wobei die Platine (12) einen elektrischen Kontakt (28) aufweist,

– eine Anzeige (14) mit einer Vorderseite (20) und einer Rückseite (22), wobei die Vorderseite (20) einen Anzeigebereich (24) aufweist und die Rückseite (22) an den Befestigungsbereich (17) angrenzt, sowie, dass die Anzeige (14) einen Anzeigeanschluss (26) umfasst, wobei der Anzeigeanschluss (26) elektrisch mit dem elektrischen Kontakt (28) der Platine (12) verbunden ist,

– eine Abschirmung (16), die direkt an der Anzeige (14) angebracht ist, wobei die Abschirmung (16) mindestens einen Wandungsabschnitt (34, 36, 38, 40) und eine Stirnfläche (30) aufweist, die eine Öffnung (32) zur Ansicht des Anzeigebereichs (24) der Anzeige (14) bilden, wobei der Wandungsabschnitt (34, 36, 38, 40)

– in einem Winkel von der Stirnfläche (30) der Abschirmung (16) verläuft,

– einen Steckzapfen (42) im mechanischen Eingriff in den Befestigungspunkt (18) aufweist und

– eine Öffnung (44) aufweist, die an den Anzeigeanschluss (26) angrenzt, wobei die Öffnung (44) den Zugang zum Anzeigeanschluss (26) gestattet,

wobei die Platine (12), die Abschirmung (16) und der Wandungsabschnitt (34, 36, 38, 40) die Anzeige (14) einkapseln.
System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (14) eine Vakuumfluoreszenzanzeige ist. System (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (16) aus Nickel, Eisen, Stahl, Aluminium oder einer Kombination daraus besteht. System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandungsabschnitt (34, 36, 38, 40) im Wesentlichen senkrecht zur Stirnfläche (30) steht. System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandungsabschnitt ferner mehrere Wandungsabschnitte (34, 36, 38, 40) aufweist, die die Stirnfläche (30) begrenzen. System (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der mehreren Wandungsabschnitte (34, 36, 38, 40) mindestens einen Steckzapfen (42) aufweist und die Platine (12) ferner mehrere Befestigungspunkte (18) umfasst, wobei jeder Steckzapfen (42) im mechanischen Eingriff mit den Befestigungspunkten (18) steht. System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungspunkt (18) eine von der Platine (12) gebildete Öffnung ist, wobei sich die Öffnung durch die Stärke der Platine (12) erstreckt. System (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Steckzapfen (42) in der Öffnung befindet. System (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckzapfen (42) reibend in Abschnitte der Platine (12) eingreift, die die Öffnung bilden, und somit den Steckzapfen (42) an dem Bereich der Platine (12) befestigt, der die Öffnung bildet. System (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Öffnung zwischen dem Steckzapfen (42) und dem Bereich der Platine (12), der die Öffnung bildet, ein Haltematerial befindet, wobei das Haltematerial den Steckzapfen (42) in dem Bereich der Platine (12) befestigt, der die Öffnung bildet. System (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltematerial Lötmittel ist. System (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltematerial ein Klebemittel ist.






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