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Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Gehäuse für die
Aufnahme von Logikelementen wie Computersteckkarten sowie zum
Führen und Halten solcher Logikelemente während des Einsteckens in
eine Rückwandplatine oder eine Hauptplatine. Noch spezieller
betrifft die Erfindung ein Gehäuse oder einen Baugruppenträger
für Logikelemente zur leistungsfähigen Handhabung einer
gesteigerten Anzahl von Logikelementen.
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Mit Beginn der Rechensystem-Evolution war ein Anwachsen der
Rechengeschwindigkeit, der Leistungsfähigkeit der
Datenverarbeitung und optionaler Funktionen zu verzeichnen. Diese
Veränderungen bedingten gleichzeitig eine relativ größere und wachsende
Anzahl von Logikelementen (z.B. von Steckkarten oder Modulen),
die in den zentralen elektronischen Komplexen (CECs) benötigt
wurden. Daraus ergeben sich eine Reihe von Problemen.
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Die Rechengeschwindigkeit wird in einem erheblichen Maße von der
elektrischen Weglänge zwischen den Logikelementen oder -karten
beeinflußt. Mit der Zunahme der Steckkartenanzahl und in dem
Maße, wie die Karten größer wurden, wuchs auch das mechanische
Rastermaß oder der physische Abstand zwischen den Steckkarten.
Dies ist auf die zunehmende Größe der Karten zurückzuführen,
aber ebenso auch auf die Notwendigkeit zusätzlicher Komponenten,
wie von Kühlkörpern oder Kartenabdeckungen. Dem angewachsenen
mechanischen Rastermaß entspricht ein vergrößertes elektrisches
Rastermaß, was eine Zunahme der Buslänge sowie der Ansprechzeit
verursacht.
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Zweitens, mit dem Anwachsen der Rechenkapazität wurde Raum zu
einem Bonus. Ein CEC muß nunmehr in kleinere, standardgemäßere
Gehäuse wie EIA-Einschubgehäuse gesetzt werden. In vielen Fällen
überfordern die gestiegene Kartenanzahl und der größere
Zwischenraum,
auf das oben bezug genommen wurde, den in horizontaler
Richtung in typischen Einschubgehäusen verfügbaren Raum.
Infolgedessen müssen die Logik-Baugruppenträger oder die die
Logikelemente enthaltenden Gehäuse aufgeteilt und elektrisch
miteinander verbunden werden. Es liegt auf der Hand, daß eine
derartige "Kaskadierung" von Logik-Baugruppenträgern keinen Beitrag
dazu leistet, das Problem der elektrischen Pfadlänge sowie
dessen oben angeführte Erscheinungsformen zu mindern.
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Drittens sind mit dem Anwachsen der Komplexizität auch die
Hardwarekosten gestiegen. Dies ist auf das Erfordernis von Mehrfach-
Baugruppenträgern, zusätzlichen Rückwandplatinen oder
Hauptplatinen, hinzugefügten Kabeln, zusätzlichen Steckverbindern,
zusätzlichen Kabelabschirmungen usw. zurückzuführen.
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Da ein typischer CEC Raum in dem Einschubgehäuse in
verschwenderischer Weise beansprucht (er ist im allgemeinen sehr viel
kürzer, als das Einschubgehäuse tief ist), hat es den Anschein, daß
eine offenkundige Lösung darin bestehen könnte, zwei getrennte
CECs oder Logik-Baugruppenträger Rückseite-an-Rückseite in einem
Einschubgehäuse unterzubringen. Zwei typische CECs Rückseite-an-
Rückseite anzuordnen, ist jedoch nicht praktikabel, weil der
zentrale Bereich, wo die Hauptplatinen oder Rückseitenplatinen
ihren Platz haben, nicht zugänglich ist. Weiterhin würde die
Verkoppelung CEC-zu-CEC für das Betriebs- oder Einsatzpersonal
auch nicht einfach realisierbar sein. Aus diesen Gründen werden
Mehrfach-CECS oder Logik-Baugruppenträger typischerweise
montiert, aber das Ergebnis ist eine ineffiziente Nutzung des
Raumes im Einschubgehäuse.
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Natürlich hat es nach dem Stand der Technik Versuche gegeben,
sich dieser Probleme anzunehmen. US-A 4 530 033; 4 620 265; 3
668 476 und 3 564 112 betreffen Gehäuse, die für eine Aufnahme
von Logikelementen Verwendung finden können. Insbesondere
offenbart US-A 4 530 033 einen Montagerahmen für eine einzelne
Schaltungsplatine mit formgepreßten Seitenwandungen und
Montageplatten mit integrierten Verbindungs- und Halterungsmitteln für den
Zusammenbau des Montagerahmens. Jedoch ist dort keinerlei
Verfahrensweise zur gegenseitigen Verbindung zweier Montagerahmen
oder Baugruppenträger vorgeschlagen worden.
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Weitere, für den Stand der Technik repräsentative US-A-Patente
sind die auf Gestelleinheiten oder separate Gehäuse gerichteten
US-A 4 447 856 und 3 184 645, bei denen die Gehäuse oder
Gestelleinheiten auch aneinander befestigt sein können.
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US-A- 4 876 630 offenbart eine Mittelebenen-Platine zum
rechtwinkligen Verbinden eines ersten Leiterplattensatzes mit einem
zweiten Leiterplattensatz. Eine Baugruppe für die Mittelebenen-
Platine und die Leiterplatten wird ebenfalls offenbart.
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Die vorliegende Erfindung ist auf die oben erörterten Probleme
gerichtet und löst diese auch größtenteils. Zwecks Erhöhung der
Dichte der Logikelemente in einem Logik-Baugruppenträger oder
CEC wird ein doppelseitiger zentraler elektronischer Komplex
(CEC) bereitgestellt. Speziell sind zwei Teilgehäuse oder Logik-
Baugruppenträger integriert, die eine Rückwandplatine so
aufteilen, daß Logikelemente von beiden Seiten in den jeweiligen
Baugruppenträger eingesteckt werden können. Der Baugruppenträger
wird durch einheitliche Blechseitenwände, Decken- und
Bodenwandungen sowie eine einzelne doppelseitige
Rückwandplatinen-Baugruppe gebildet.
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Eine grundsätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, ein Gehäuse zur Verwendung in Computersystemen nach
Anspruch 1 bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines doppelseitigen Logik-Baugruppenträgers, der
zwei Logik-Baugruppenträger oder Teilgehäuse in sich vereinigt,
die eine Rückwandplatine oder Hauptplatine so aufteilen, daß
Logikelemente (wie z.B. Module oder Karten) von beiden Seiten in
den Baugruppenträger eingesteckt werden können.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines Logik-Baugruppenträgers, der aus
Seitenwandungen, Decken- und Boden-Führungselementen für Logikelemente
sowie einer einzelnen Rückwandplatinen-Baugruppe aufgebaut
werden kann, in dem die Anzahl der Logikelemente in dem von einem
typischen Einzel-Baugruppenträger nach Stand der Technik
beanspruchten Raum verdoppelt ist, ohne daß sich die Höhe oder der
vertikale Raum, der von dem Logik-Baugruppenträger in Anspruch
genommen wird, vergrößert.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines doppelseitigen Logik-Baugruppenträgers, der
eine hinreichende Steifigkeit aufweist, um dem
Herstellungsprozeß, dem Versand sowie betrieblich bedingter Beanspruchung durch
Stoß und Vibration standhalten zu können.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines Baugruppenträgers, mit dem
Anpassungsprobleme durch Verwendung einer aus einem Einzelteil bestehenden
Seitenwandung minimiert werden, die einen doppelseitigen Logik-
Baugruppenträger ohne die Seitenwandungen aufteilende Trennfugen
bereitstellt und die gewährleistet, daß die oberen und unteren
Gußteile oder Führungselemente direkt an der Seitenwandung über
deren gesamte Länge befestigt werden können.
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Weitere Aufgaben, charakteristische Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die
nachfolgende Beschreibung, die sich anschließenden Zeichnungen und
Ansprüche erkennbar.
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Fig. 1 stellt eine partiell, in Einzelteile aufgelöste
Perspektive eines dem Stand der Technik entsprechenden
Logik-Baugruppenträgers dar.
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Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung eines doppelseitigen
Logik-Baugruppenträgers nach der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 3 stellt eine perspektivische Explosionsdarstellung des
Logik-Baugruppenträgers nach der vorliegenden Erfindung dar.
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Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die zusammen mit dem
doppelseitigen Logik-Baugruppenträger der vorliegenden Erfindung
verwendete Rückwandplatine, die das Verhältnis zwischen den
Logikelementen und der Rückwandplatine veranschaulicht.
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Fig. 5 ist eine die Innenflächen der Führungsteile für die
Logikelemente darstellende Draufsicht.
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Fig. 6 ist eine im wesentlichen schematische Ansicht einer
alternativen Ausführungsform des Logik-Baugruppenträgers nach der
vorliegenden Erfindung.
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Um den weiteren Hintergrund der vorliegenden Erfindung zu
vergegenwärttigen, zeigt Fig. 1 einen typischen
Logik-Baugruppenträger nach dem Stand der Technik und ist allgemein mit 1
bezeichnet. Der Logik-Baugruppenträger 1 umfaßt einen
gehäußeartigen mechanischen Aufbau 2, der über Nuten 4 verfügt, um die
Logikkarten 6 in die zur Herstellung einer elektronischen
Steckverbindung geeigneten Stelle an der Rückwandplatine 8 zu führen,
welche an der Rückseite des Baugruppenträger-Aufbaus 2
angeordnet ist. Die Rückwandplatine 8 verfügt über Steckverbinder 10
zur Aufnahme der zugehörigen, auf den Logikkarten 6 angeordneten
Kontaktstecker 9. Der Logik-Baugruppenträger 1 und die mit ihm
verbundenen Karten 6 verkörpern eine der grundlegenden
Komponenten von Computersystemen und enthalten den Speicher, die
E/Aund die Arbeitsplatzcomputer-Karten sowie den Komplex des
Prozessors.
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Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen die doppelseitigen
Logik-Baugruppenträger 20 der vorliegenden Erfindung. Der
Logik-Baugruppenträger 20 umfaßt die Rückseite-an-Rückseite angeordneten
Gehäuse oder Teilgehäuse 22 und 24. Jedes der Teilgehäuse 22, 24
verfügt über Decken-Führungselemente 26 sowie
Boden-Führungselemente 28 mit inneren Führungsbahnen oder -nuten 30. Die
Führungselemente
26, 28 können gegossen oder aus anderem geeignetem
Material bzw. nach anderweitigen Verfahren hergestellt sein. Die
Führungselemente 26, 28 weisen an den Außenseiten gelegene
Kanten 34 auf, die mit Zentriernocken 36 ausgestattet und an einer
doppelseitigen Rückwandplatinen-Baugruppe 38 befestigt sind,
welche detaillierter in der europäischen Patentanmeldung Nr.
90480191.7 (Erfinder: C.J. Aug, W.J. Casanova, W.D. Corfits et
al.) mit dem Titel DOUBLE-SIDED BACKPLANE ASSEMBLY" die
gleichzeitig mit der vorliegenden Erfindung eingereicht wurde,
beschrieben ist. Die Rückwandplatinen-Baugruppe 38 verfügt über
Justierstifte 40, die von Justierschlitzen 41 an den Decken- und
Bodenführungselementen 26, 28 aufgenommen werden. Die
Führungselemente 26, 28 können an der Rückwandplatine 38 mittels
konventioneller mechanischer Befestigungsmittel befestigt sein. Die
Decken- und Boden-Führungselemente 26, 28 richten die
Logikelemente 42 aus und tragen diese.
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Die die Logikelemente 42 aufnehmenden Logik-Teilgehäuse 22, 24
weisen Seitenwandungen auf, die von den Seitenplatten 44, 46
gebildet werden. Die Seitenplatten 44, 46 werden durch Schlitze
48, die die Justiernocken 36 zusammenwirkend an einer passenden
Lage der Seitenplatten 44, 46 einrasten lassen, geführt und in
einem geeigneten Verhältnis zu den Decken- und
Boden-Führungselementen 26, 28 sowie zu der mit den Führungselementen 26, 28
verbundenen Rückwandplatinen-Baugruppe 38 fixiert. Wie in Fig. 2
gezeigt, weisen die Seitenplatten 44, 46 Perforationen 50 zur
Aufnahme von konventionellen Befestigungsmitteln (nicht
dargestellt) auf, um die Führungselemente 26, 28 daran zu befestigen.
Eine Justierung wird in mindestens drei Richtungen erreicht:
seitliche Ausrichtung der Teilgehäuse 22, 24 und
Führungselemente 26, 28; Höhenjustierung der Teilgehäuse 22, 24 und
Führungselemente 26, 28 sowie die Ausrichtung von Teilgehäuse 22 zu
Teilgehäuse 24. Dieser Justiervorteil ist hier ermöglicht, weil
die Schlitze 48 geringfügig größer als die Nocken 36 in einer
oder mehreren Richtungen sind, jedoch über in Bezug auf die
anderen Schlitze 48 präzise lokalisierte überstehende Ränder
verfügen. Wenn die korrekt ausgeführten Oberflächen der Nocken 36
an die ebenso präzise positionierten Kanten der Schlitze 48
stoßen, sind auch die Führungselemente 26, 28 untereinander korrekt
positioniert und damit die Teilgehäuse 22, 24 justiert.
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Da die Zentrierschlitze 48 gleichzeitig in die Seitenplatten 44,
46 gestanzt werden können, lassen sich Abweichungen zwischen
ihnen in außerordentlich engen Grenzen halten, ohne daß die
Bearbeitungskosten wesentlich ansteigen. Das Zusammenwirken
zwischen den Zentriernocken 36 und den Zentrierschlitzen 48
ermöglicht eine präzise vertikale Ausrichtung der Führungselemente
26, 28. Die verbesserte Ausrichtung zwischen den verschiedenen
Komponenten des Baugruppenträgers 20, ohne daß damit auch ein
wesentlicher Kostenanstieg eintritt, ist demnach ein besonderer
Vorzug der vorliegenden Erfindung. Nach der Ausrichtung können
die Seitenplatten 44, 46 an den Decken- und
Boden-Führungselementen 26, 28 sowie an der Rückwandplatine 38 mit Hilfe
konventioneller mechanischer Befestigungsmittel (nicht dargestellt)
fixiert werden. Die Führungselemente 26, 28 und die
Zentriernocken 36 stellen gleichzeitig auch eine Vorkehrung für eine
Justierung bereit, wie sie zur Montage oder zur Führung einer
Zusatzeinrichtung (nicht dargestellt) benötigt wird.
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Die Justierung der Rückseite-an-Rückseite angeordneten
Teilgehäuse 22, 24 wird durch die Verwendung der jeweils aus einem
Einzelteil bestehenden einheitlichen Seitenplatten 44, 46
sichergestellt und verbessert. Hinzu kommt, daß die Verwendung von
Einzelteil-Seitenplatten 44, 46 für eine beträchtliche
Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber betriebsbedingten oder
versandbedingten Vibrationen und Stößen sorgt. Es liegt jedoch
nicht außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, daß
vier Seitenplatten verwendet werden, eine für jede Seite eines
jeden Rückseite-an-Rückseite angeordneten Logik-Teilgehäuses 22,
24. Bei dieser speziellen alternativen Ausführungsform wären die
Seitenplatten an den Decken- und Boden-Führungselementen 26, 28
sowie an der Rückwandplatinen-Baugruppe 38 in einer ähnlichen
Weise befestigt, wie dies bei der Anbringung der Seitenplatten
44, 46 beim Aufbau der Logik-Subbaugruppenträger oder -gehäuse
beschrieben wurde. Mit der Anbringung der Seitenplatten 44, 46
sind getrennte Rückseite-an-Rückseite angeordnete
Logik-Subbaugruppenträger 22, 24 ausgebildet, die eine
Einzelteil-Rückwandplatinenbaugruppe 38 aufteilen. Jeder der
Logik-Subbaugruppenträger 22, 24 verfügt dann über ein offenes Ende 54
(Baugruppenträger 22) bzw. 56 (Baugruppenträger 24), in das die
Logikelemente 42 eingesetzt werden.
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Fig. 4 zeigt, auf welche Weise die Logikelemente 42 zur
Verbindung mit der innerhalb der Rückwandplatinen-Baugruppe
enthaltenen Rückwandplatinenkarte 39 justiert sind. Aus Gründen der
Zweckmäßigkeit und des leichteren Verständnisses sind die
Logikelemente 42 und die Rückwandplatinenkarte 39 aus dem
Logik-Baugruppenträger 20 heraugelöst und ohne die anderen oben
beschriebenen Baugruppenträgerelemente gezeigt. Wie aus Fig. 4
ersichtlich, ist das Rastermaß oder der mechanische Abstand A zwischen
den Logikelementen 42 und damit das elektrische Gesamtrastermaß
zwischen den Elementen 42 (sowie jeglicher Leitungsführung
zwischen ihnen) halb so groß wie das mechanische Rastermaß oder die
Breite der Logikelemente 42. Ein besonderer, hierbei erzielter
Vorteil besteht darin, daß zweimal so viele Logikelemente 42 in
die Rückwandplatine 39 eingesteckt werden können, als dies bei
der Rückwandplatine 8, wie sie in einem für den technischen
Stand typischen Logik-Baugruppenträger 1 verwendet wurde, der
Fall ist. Die Reduzierung der elektrischen Pfadlänge dient der
Verringerung von Problemen mit der Busgestaltung und steigert
die Leistungsfähigkeit durch Verkürzung der Leiterlänge zwischen
den Logikelementen 42.
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Weitere mit dem Versatz A in Beziehung stehende Einzelheiten und
Vorteile sind in Fig. 5 veranschaulicht, welche die
Führungs- oder Positioniernuten 30 an den Decken- und
Boden-Führungselementen 26, 28 für die Logikelemente 42 zeigt. Nur die Nuten 30
auf einem Boden-Führungselement 28 (oder 28a) sind dargestellt,
aber die Decken-Führungselemente 26 weisen auf ihren
Innenflächen die gleichen Merkmale auf.
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Fig. 5 verdeutlicht insbesondere, wie der Versatz A durch die
Positionierung von Logik-Element 42 und Positioniernuten 30
ermöglicht und ergänzt wird. Man kann erkennen, daß die Nuten 30
in Bezug auf die Seitenkanten 34 der Boden-Führungselemente 28
oder 28a unsymmetrisch ausgeführt sind. Wären die Nuten 30 zur
Gesamtbreite des Baugruppenträgers und zu den Seitenkanten 34
exakt symmetrisch (wie an einem Führungselement 4 nach dem Stand
der Technik gezeigt), würde ein Versatz A nicht in Erscheinung
treten, wenn ein zweites identisches Boden-Führungselement 4 um
180º gedreht und in dem zweiten der Rückseite-an-Rückseite
angeordneten Sub-Baugruppenträger 22, 24 zum Einsatz gelangt. Da
ein jeder der Lokalisiernuten 30 auf den Boden-Führungselementen
28 und 28a um eine Distanz B von deren Seitenkanten 34
verschoben ist, kommt der Versatz A (B + B) zwischen Führungselement
28, Lokalisiernuten 30 und den Nuten des Führungselements 28a
zustande, wenn die Führungselemente Rückseite-an-Rückseite
angeordnet sind.
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Der Versatz B auf den Führungselementen 26, 28 kann auf mehreren
Wegen erreicht werden. Entsprechende Beispiele umfassen die
Ausbildung einer seitlicher Verschiebung in einem für die
Ausformung der Führungselemente 26, 28 verwendeten Druckgußwerkzeug
und den Einsatz des Werkzeugs in der Weise, daß die
Führungselemente 26, 28 mit jeweils unterschiedlichem Versatz oder
seitlicher Verschiebung mit einem einzigen Stammwerkzeug hergestellt
werden können, oder Hinzufügung eines separaten Distanzstücks an
dieselbe Seite symmetrischer Führungselemente, bevor diese um
180º gedreht und Rückseite-an-Rückseite fixiert werden. Diese
Verfahrensweisen sind nicht dargestellt, lassen sich jedoch
anhand einer eingehenden Prüfung von Fig. 5 nachvollziehen.
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Die Anmelder haben demgemäß einen kostengünstigen und präzisen
Weg zur Realisierung des Versatzes A gefunden, der durch
Verkürzung der Schaltverbindungen zwischen Rückseite-an-Rückseite
angeordneten Logikelementen 42 eine Leistungssteigerung
ermöglicht. Die durch die Führungselemente 26, 28 erreichten Vorteile
umfassen: eine verbesserte
Logik-Element/Rückwandplatinen-Ausrichtung,
eine gesteigerte Logik-Element-Dichte und eine
gleichfalls verbesserte Einzelteil-Standardisierung, was zu
niedrigeren Herstellungskosten führt.
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Fig. 6 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Sie zeigt insbesondere, wie ein typischer
Logik-Baugruppenträger 11, der an einem entsprechenden Chassis
13 befestigt dargestellt ist, für die Montage einer ausgewählten
Anzahl von Logikelementen (nicht dargestellt) an die Rückseite
17 der Rückwandplatine 78 angepaßt und dabei ein
Mini-Führungselement oder ein Logik-Baugruppenträger 70 ausgebildet werden
kann, der in einem typischen Baugruppenträger 11 eingegliedert
ist. Der Logik-Baugruppenträger 11 ist mit einer rückseitigen
Positionier-/Führungs-Auflagefläche 72 ausgestattet. Das Gehäuse
für den Logik-Baugruppenträger 11 wird durch den sequentiellen,
auf den Baugruppenträger 11 folgenden Einbau einer
EMC-Abschirmung 74, eines Distanzelementes 76, einer Rückwandplatinenkarte
78 und einer modifizierten Versteifungseinlage 82 komplettiert.
Die modifizierte Versteifungseinlage 82 ist mit einem
Mini-Baugruppenträger 70 ausgetattet, der in Abhängigkeit vom Typ und
der Anzahl der benötigten Logikelemente jede gewünschte Größe
oder Bauform aufweisen kann. Auch die Rückwandplatinenkarte 78
ist mit den erforderlichen Steckverbindern 79 für die von dem
Mini-Baugruppenträger 70 umschlossenen Logikelemente
ausgestattet. Der Bereich der vorliegenden Erfindung sollte so verstanden
werden, daß er auch andere Ausführungsformen des rückseitigen
Mini-Logik-Baugruppenträgers 70 in sich einschließt. Er muß
nicht notwendigerweise hinsichtlich seiner Breite oder dem
Fassungsvermögen für Logikelemente mit dem vorderseitigen
Baugruppenträger identisch sein, und der rückseitige oder
Mini-Baugruppenträger 70 kann sowohl aus getrennten mechanischen
Einzelteilen aufgebaut oder auch in die bestehende Struktur, in dem
veranschaulichten Beispiel in die modifizierte Versteifungseinlage
82, integriert sein.