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Kontaktanordnung an elektrische Baugruppen tragenden Platten
Ausgehend von der Technik gedruckter Schaltungen wird insbesondere in der Nachrichtentechnik zu- nehmend davon Gebrauch gemacht, elektrische Baugruppen auf Platten zusammenzufassen. Diese Plat- ten werden mit dem gesamten Schaltungskomplex über Steckverbindungen in Verbindung gebracht, wo- bei üblicherweise an einem Plattenrand Kontaktelemente vorgesehen sind, welche den Steckerteil der
Steckverbindung bilden. Derartige Platten haben den Vorteil der einfachen Herstellung, da sie sich be- sonders für eine Serienfabrikation eignen. Anderseits ermöglichen sie im Falle von Störungen deren re- lativ einfache Beseitigung, da im Falle eines Fehlers in einer Baugruppe lediglich die betreffende Platte ausgewechselt zu werden braucht.
Ein besonderes Problem derartiger Platten bilden die Steckerteile.
Bei Verwendung gedruckter Schaltungen stellt man die Kontaktelemente der Steckerteile meist in gleicher Weise wie die Leitungsführung durch Ätzen her. Hiebei ergibt sich die Schwierigkeit, die Kontaktelemente mit einer Oberfläche aus edlem Metall zu versehen. Ausserdem entstehen beim Ätzvorgang nur relativ dünne Kontaktelemente, welche bei mehrfacher Auswechselung der betreffenden Platte der dabei auftretenden mechanischen Beanspruchung nicht gewachsen sind, da der den Steckerteil aufnehmende Federteil mit bestimmtem Druck auf den Kontaktelementen aufliegen muss und dementsprechend sich beim Stecken zwangsläufig ein Abrieb ergibt, der wegen der Dünne der Schichten leicht zu einem Durchreiben führen kann.
Man hat daher versucht, an Stelle der geätzten Kontaktelemente besondere Kontaktlamellen an den Platten anzubringen, die aus Blechstreifen bestehen, welche an ihren Enden in Löcher der Platte eingeklammert sind. Diese Blechstreifen sind dann nachträglich elektrisch mit der Verdrahtung der Baugruppe in Verbindung zu bringen. Diese Art von Kontaktlamellen bedingt die Fertigung besonderer Teile und wegen der Einklammerung eine entsprechende Vorbereitung der Platten.
Es ist auch bekannt, den Rand einer mit einer gedruckten Schaltung versehenen Platte an jeder Kontaktstelle mit zwei Löchern zu versehen, durch welche ein U-förmig gebogener Draht gesteckt wird, dessen einer Schenkel an die betreffende Leiterbahn der gedruckten Schaltung angebogen und mit ihr verlötet wird und dessen anderer Schenkel von der Plattenkante in Einschubrichtung frei absteht und in entsprechend ausgebildete Gegenkontakte beim Stecken der Platte eingeführt wird. Diese bekannte Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass die kontaktgebenden Enden der Drahtstücke frei liegen undsichdamit leicht verbiegen können.
Weiterhin bringt das Anquetschen des Drahtkontaktes an die Leiterbahn der gedruckten Schaltung die Gefahr mit sich, dass sich die Drahtkontakte bei häufigem Stecken und Ziehen der Platte lockern, so dass die beim Stecken und Ziehen auftretenden Kräfte auf die Lötstellen der Drahtkontakte übertragen werden. Da die Drahtkontakte nur eine Fortsetzung der anzuschliessenden Leiterbahnen darstellen, wird ihr Abstand voneinander durch die Leiterbahnen bestimmt, so dass eine kleinere Teilung für die Drahtkontakte nicht in Frage kommt.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, dass der mit einem Gegenkontakt in Berührung kommende Drahtabschnitt zwischen den seiner Befestigung dienenden Bohrungen auf der Platte angeordnet ist und dass die den Drahtabschnitt begrenzenden Schlaufen durch je ein Klemmelement in den Bohrungen festgeklemmt sind. Damit ist der Drahtabschnitt an seinen beiden Enden festgelegt und
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wird über seine ganze Länge von der Platte abgestützt. Weiterhin sichern die Klemmelemente den den Drahtabschnitt bildenden Draht, so dass die Gefahr einer Lockerung weitgehend herabgesetzt wird.
Da die so festgelegten Drahtabschnitte in ihrem Abstand voneinander nicht von der Breite und der Teilung der bei gedruckten Schaltungen verwendeten Leiterbahnen abhängig sind, können die Drahtabschnitte im Gegensatz zu den Drahtstiften bei der bekannten Ausführung weitgehend einander genähert werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass zur Erstellung der erfindungsgemässen Kontakteinrichtung das gleiche Verfahren angewendet werden kann, das für die mechanische Verlegung von drahtförmigen Leiterbahnen auf einer Schaltungsplatte bereits vorgeschlagen wurde. Nach diesem Verfahren werden die Drahtabschnitte an die Platte dadurch angeheftet, dass an denHeftstellen ein Stempel jeweils ein Klemm- element in das darunter befindliche Loch, über das der Draht geführt ist, drückt und dabei den Draht unter Spannung mit in das Loch hineinzieht.
Zweckmässigerweise wird bei der Kontakteinrichtung gemäss der Erfindung wie bei dem bereits vorgeschlagenen Verfahren für die mechanische Verlegung von drahtförmigen Leiterbahnen als Klemmelement eine runde Scheibe verwendet, die mit zwei gegenüberliegenden Ausnehmungen zur Aufnahme des den Drahtabschnitt bildenden Drahtes versehen ist und stramm in das Loch passt. Auf dieses Verfahren wird weiter unten näher eingegangen.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 die erfindungsgemässe Kontaktanordnung in Verbindung'mit einer
Platte, welche auf ihrer einen Seite die Kontaktanordnung und auf der andern Seite die Verdrahtung trägt, Fig. 2 die in Fig. 1 im Schnitt gezeichnete Anordnung in Draufsicht, Fig. 3 eine Abwandlung der
Anordnung nach Fig. 1, Fig. 4 eine Platte mit einer Baugruppe in Draufsicht, Fig. 5 die gleiche Anord- nung in Seitenansicht, Fig. 6 eine Platte, bei der die erfindungsgemässe Kontaktanordnung auf der glei- chen Seite der Platte liegt wie die Verdrahtung, Fig. 7 eine Platte, bei der die erfindungsgemässe Kon- taktanordnung U-förmig um eine Stirnseite gelegt ist, und die Fig. 8 und 9 Verfahrensschritte zur auto- matischen Anheftung von Draht an einer Platte.
Bei dem in den Fig. 1 - 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine
Kontaktanordnung, bei der die aus Drähten bestehenden Kontaktelemente auf der der Verdrahtung der
Baugruppe abgewendeten Seite der Platte liegen. An die Platte 2 ist der Drahtabschnitt 1 an zwei Stellen mittels des vorstehend beschriebenen Verdrahtungsverfahrens angeheftet. Dabei ist der Draht in die beiden Löcher 4 und 5 hineingezogen und in diesen durch Klemmelemente 3 befestigt. Der sich zwischen den beiden Heftstellen erstreckende Drahtabschnitt 1 bildet die kontaktgebende Zone, auf der, wie weiter unten erläutert wird, die Gegenkontakte aufliegen.
Ausgehend von dem Drahtabschnitt 1 ist der Draht durch ein weiteres Loch 8 in der Platte 2 auf ihre andere Seite geführt, wo sein Ende 6 mit dem die Verdrahtung der Baugruppe bildenden Schaltdraht 7 verlötet ist.
In Fig. 2 ist die in Fig. 1 im Schnitt gezeichnete Anordnung in Draufsicht dargestellt.
Die in Fig. 3 dargestellte Durchführung des Drahtes 6 durch das Loch 8 in der Platte 2 eröffnet die Möglichkeit, mit dem Draht 6 Teile der Verdrahtung der Baugruppe räumlich zu kreuzen. Wie ersichtlich, verlaufen hier unter der Platte 2 Teile der Verdrahtung 17, mit welchen sich der zum Drahtabschnitt 1 führende Draht 6 kreuzt. Diese Kreuzung würde dann, wenn der Drahtabschnitt 1 auf der gleichen Seite der Platte 2 liegen würde, wie die Verdrahtung 17, zu gewissen Schwierigkeiten führen, da in diesem Falle für eine entsprechende Isolation gesorgt werden müsste. Diese Isolation wird hier durch die Platte 2, welche zwischen der Verdrahtung 17 und dem Draht 6 liegt, hergestellt.
Fig. 4 zeigt eine eine Baugruppe tragende Platte 2, bei der der vorstehend beschriebene Aufbau Anwendung findet. Wie ersichtlich, liegen die Bauelemente 9 auf der gleichen Seite der Platte 2 wie die Drahtabschnitte 1. Dagegen sind die elektrischen Verbindungsstellen 12 der Bauelemente 9 mit der Verdrahtung 7 und die Kontaktstelle 13 zwischen der Verdrahtung 7 und dem Drahtabschnitt 1 auf der andern Seite der Platte 2 angeordnet. Sämtliche elektrische Verbindungsstellen 12 und 13 liegen also auf einer Plattenseite, die frei von Bauelementen und der kontaktgebenden Zone der Drahtabschnitte 1 ist. Dies er- öffnet die Möglichkeit, ein automatisches Lötverfahren anzuwenden, bei dem die elektrisch zu verbindenden Kontaktstellen gemeinsam gelötet werden, beispielsweise durch einen Tauchvorgang.
In Fig. 4 ist noch dargestellt, in welcher Weise die Gegenkontakte 11 federnd auf den Drahtabschnitten 1 aufliegen.
In Fig. 5 ist die in Fig. 4 in Seitenansicht gezeichnete Anordnung in Draufsicht dargestellt. Die Gegenkontakte 11 sind gestrichelt gezeichnet. Wie ersichtlich, gestatten die Drahtabschnitte 1 eine gewisse seitliche Verschiebung der Gegenkontakte 11 in bezug auf die Platte 2, ohne dass die Gegenkontakte 11 von den Drahtabschnitten 1 herunterrutschen oder den benachbarten Drahtabschnitt berühren. Damit ist ein Nachteil beseitigt, welcher den bekannten lamellenartig aufgebauten Kontaktanordnungen anhaftet,
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bei denen nämlich bereits bei geringen seitlichen Verschiebungen die Gefahr einer Überlappung von Kon- taktelementen und Gegenkontakten besteht, was eine fehlerhafte Kontaktgabe bedeutet.
Die erfindungsgemässe Ausbildung der Kontaktelemente aus Draht bringt darüber hinaus in vorteilhaf- ter Weise eine sichere Kontaktgabe mit sich, da sich in jedem Falle infolge der zylindrischen Drahtober- fläche eine definierte Kontaktstelle ergibt.
Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Gegenkontakte 11 fasst man zweckmässig zu einer Federleiste zusammen, die so aufgebaut ist, dass die Gegenkontakte erst nach dem Einschieben einer Platte 2 an die
Drahtabschnitte 1 angedrückt werden. Dies kann beispielsweise durch eine nicht dargestellte unrunde
Welle erreicht werden, die bei ihrer Verdrehung auf die Gegenfedern 11 drückt.
Eine weitere Möglichkeit, die Drahtabschnitte mit der Verdrahtung der Baugruppe in Verbindung zu bringen, zeigt Fig. 6. Bei dieser Anordnung liegt der Drahtabschnitt 1 auf der gleichen Seite der Platte 2 wie die Verdrahtung 7 der Baugruppe. Bei einem derartigen Aufbau wird die in Fig. 1 dargestellte Durch- führung des Drahtes durch die Platte 2 vermieden. Wenn nun die Verbindungsstellen (12 in Fig. 4) der
Verdrahtung 7 mit den Bauelementen auf der gleichen Seite liegen sollen wie die Kontaktstelle (13 in
Fig. 4) zwischen der Verdrahtung 7 und dem Drahtabschnitt 1, so sind die Bauelemente bei der betrach- teten Anordnung auf der den Drahtabschnitten 1 abgewendeten Seite der Platte 2 anzuordnen.
Wird ein Steckerteil gewünscht, dessen Kontaktelemente beim Einstecken der Platte selbsttätig die
Gegenkontakte auseinanderspreizen, so sieht man zweckmässig eine Befestigung der Drahtabschnitte vor, bei der diese um eine Stirnseite der Platte herumgelegt sind und die beiden Heftstellen sich an verschie- denen Seiten der Platte befinden.
Eine entsprechende Anordnung zeigt Fig. 7. Der Drahtabschnitt 1 ist hier U-förmig um die Stirnsei- te der Platte 2 gelegt und an zwei gegeneinander versetzten Stellen an der Platte 2 angeheftet. Diese Versetzung ist darum erforderlich, weil bei gleichzeitiger Verwendung des weiter oben erwähnten Verfahrens zur mechanischen Verlegung von drahtförmigen Leiterbahnen ein Teil der für die Leiterbahnen vorgesehenen Löcher in der Platte 2 auch als Bohrungen für die Befestigung der Drahtabschnitte dient. Durch die Herumführung des Drahtabschnittes 1 um die Stirnseite der Platte 2 ergibt sich eine Art abgestumpfter Keil, der ohne weiteres in eine Leiste mit federnden Gegenkontakten 19 eingeschoben werden kann, wobei diese Gegenkontakte aufgespreizt werden.
Man kann für die Drahtabschnitte auch den die Verdrahtung der Baugruppe bildenden Schaltdraht verwenden. Dies hat den Vorteil, dass bei Anwendung eines automatischen Verdrahtungsverfahrens gleich die Drahtabschnitte mit hergestellt werden können, ohne dass noch eine Verlötung der Drahtabschnitte mit der Verdrahtung der Bauelemente erforderlich ist. Wenn für die Kontaktgabe der Drahtabschnitte ein besonders geringer Übergangswiderstand verlangt wird und dementsprechend die Drahtabschnitte mit einem besonderen Kontaktmaterial, z. B. Silber oder Gold, überzogen sein müssen, so kann man einen derartig veredelten Draht auch für die Verdrahtung der Baugruppe verwenden, was insbesondere dann zweckmä- ssig ist, wenn es sich um keine grossen Verdrahtungslängen handelt. In diesem Fall wird man also Kontaktabschnitte und Verdrahtung aus einem Drahtmaterial herstellen.
Soll dagegen aus Ersparnisgründen für die Verdrahtung normaler Schaltdraht verwendet werden, so verbindet man zweckmässig, wie in den Fig. l, 6 und 7 dargestellt, die veredelten Drahtabschnitte über eine Lötstelle mit der nicht veredelten Verdrahtung.
In den Fig. 8 und 9 ist das Anheften des Drahtabschnittes dargestellt, wie es bei Anwendung des er- wähnten Verfahrens für die mechanische Verlegung von drahtförmigen Leiterbahnen auf die erfindungsgemässe Kontaktanordnung durchgeführt wird. Die Platte 2 ist an der vorgesehenen Heftstelle mit einem Loch 18 versehen, über das der Draht 14 geführt ist. Der Draht 14 ist von einem Stempel 15 und einer unter diesem liegenden Scheibe 3 in das Loch 13 hineingezogen. Die Scheibe 3 passt stramm in das Loch 18 und hält damit auch nach Rückführung des Stempels 15 den Draht 14 fest. Sie besitzt zur Durchführung des Drahtes zwei Ausnehmungen, wie in Fig. 2 ersichtlich ist.
Fig. 9 zeigt, wie durch einen Gegenstempel 16 die Scheibe 3, die beim Eindrücken durch den Stempel 15 sich leicht durchwölbt, zurückgedrückt werden kann, wobei gemäss der eingezeichneten Pfeile eine Spreizkraft entsteht, wodurch sich die Scheibe 3 in der Platte 2 fest verkeilt.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch ein anderes Heftverfahren zur Befestigung der Drahtabschnitte angewendet werden kann. Jedoch ist das vorstehend beschriebene darum besonders geeignet, weil es auch für die Herstellung der Verdrahtung der zugehörigen Baugruppen vorteilhaft angewendet werden kann.