<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur elektrischen Verbindung einer Vielzahl von in Gestellen angeordneten, plattenförmigen elektrischen Baueinheiten Bei relativ umfangreichen Anlagen und Geräten der allgemeinen Elektrotechnik ist es bekannt, diese Anlagen bzw. Geräte schaltungstechnisch in eine Vielzahl von Baueinheiten aufzuteilen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist dabei die Verwendung von plattenförmigen Baueinheiten, die Teilschaltungen der Gesamtanlage darstellen und die für sich bereits funktionsfähig sein können.
Diese plat- tenförmigen Baueinheiten werden dabei vorteilhaft beispielsweise in Gestellen angeordnet, die Führungsschienen o. dgl. besitzen, in welche die plattenförmi- gen Baueinheiten eingeschoben werden, wobei in geeigneter Weise eine Befestigung der Baueinheiten, beispielsweise durch Verkünkungen o. dgl., im Gestell erfolgt. Es ist bekannt, diese plattenförmigen Baueinheiten als Isolierstoffplatten auszubilden, die mit frei geätzten Leitungszügen versehen sind.
Diese Leiterplatten sind dabei ferner mit elektrischen Bau- elementenwieKondensator,Widerständen, Verstärkerelementen u. dgl. bestückt, die entsprechend der vorliegenden Schaltung mit den Leitungszügen verbunden sind. Es ist auch bekannt, diese Baueinheiten auf einer Stirnseite mit Anschlüssen zu versehen, die mit Anschlüssen, die in geeigneter Weise im Gestell angeordnet sind, verbunden werden. Die Anschlüsse der Baueinheit und die Gegenanschlüsse stehen sich dabei etwa gegenüber.
Die vielen in einem Gestell o. dgl. angeordneten Baueinheiten müssen nun über äussere Zuleitungen miteinander verbunden werden, damit sich auf diese Weise eine funktionsfähige Gesamtschaltung der Anlage ergibt. Hierfür ist es bekannt, sogenannte Kabelbäume zu verwenden.
Diese bestehen aus einer Vielzahl von mehr oder weniger langen Drähten, die zu- sammengefasst sind und deren Enden in bestimmter Weise an die Anschlüsse der Baueinheiten bzw. der im Gestell angeordneten Gegenkontakte geführt sind. Die Herstellung derartiger Kabelbäume ist recht umständlich und langwierig (Benutzung von Kabelbrettern) und es können bei der Anschaltung der vielen Drahtenden derartiger Kabelbäume an die Anschlüsse für die Baueinheiten leicht Schaltfehler auftreten.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektrischen Verbindung einer Vielzahl von in Gestellen angeordneten, plattenförmigen elektrischen Baueinheiten, deren zu verbindende elektrische Anschlüsse nebeneinander an einer Stirnseite jeder Baueinheit liegen.
Die Erfindung besteht darin, dass zur elektrischen Verbindung der Baueinheiten als äussere Zuleitungen ein erster, parallele Leiterbahnen aufweisender Isolierstoffstreifen verwendet wird, der in seiner Länge zumindest einem Teil der miteinander zu verbindenden Baueinheiten angepasst ist, und der in Nähe der Stirnseite der Baueinheiten angeordnet wird, und der in Abständen, die praktisch mit der Lage der Anschlüsse der Baueinheiten korrespondieren, mit je einem weiteren, kleineren und parallele Leiterbahnen aufweisenden Isolierstoffstreifen versehen wird, wobei die Anordnung dieses Streifens so erfolgt,
dass dessen Leiterbahnen senkrecht zur Richtung der Leiterbahnen des ersten Isolierstoff- streifens verlaufen und alle diese Leiterbahnen den ersten Streifen kreuzen, und dass bestimmte Leiterbahnen beider Streifen mittels Kontaktmittel, entsprechend der gerade vorliegenden Gesamtschaltung aller Baueinheiten, miteinander verbunden werden. Einer beispielsweisen erfindungsgemässen Ausbildung entsprechend ist bei Verwendung einer Vielzahl von
<Desc/Clms Page number 2>
Baueinheiten, deren Grundflächen in einer Ebene liegen, der erste Isolierstoffstreifen in gradliniger Form ausgebildet.
Einer weiteren zweckmässigen Ausbildung entsprechend ist bei Verbindung einer Vielzahl von Baueinheiten, deren Grundflächen in parallelen Ebenen liegen, der erste Isolierstoffstreifen in Mäanderform ausgebildet. Gemäss einer weiteren Ausbildungsform sind der erste und zweite Streifen zu einem einzigen einteiligen Streifen vereinigt und beide Seiten desselben sind mit parallelen senkrecht aufeinanderstehenden Leiterbahnen versehen, und die Verbindung der Leiterbahnen beider Seiten erfolgt mittels Durchplattierung. Zweckmässig besitzt mindestens das freie Ende des zweiten Isolierstoffstreifens eine an sich bekannte Verbindungseinrichtung (Kupplung, Stecker)
für die Verbindung der Leiterbahnen dieses Streifens mit den Anschlüssen der zugeordneten Baueinheit. Einer weiteren Ausbildung entsprechend weisen die beiden Isolierstoffstreifen an sich bekannte geätzte oder gedruckte Leiterbahnen auf. Zweckmässig wird als Werkstoff für die Isolierstoffstreifen ein flexibles Material verwendet.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Fig. 1, 2 und 3 tragen gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen.
In der Fig. 1 sind mit 1 bis 4 plattenförmige Baueinheiten dargestellt, die in Schienen 10, die in geeigneter Weise in einem nicht näher dargestellten Gestell o. dgl. angeordnet sind, geführt und gehalten werden. Diese Baueinheiten 1 bis 4 können bestimmte elektrische Schaltungen sein. So kann die Baueinheit 1 beispielsweise als Verstärker ausgebildet sein, die Baueinheit 2 als Flip-Flop-Schaltung, die Baueinheit 3 als Speicher und die Baueinheit 4 als Speisequelle. Diese Baueinheiten sind in vorliegendem Falle untereinander angeordnet, und sie stehen hochkant, wie auf der linken Seite der Fig. 1 schematisch angedeutet ist. Aus Gründen der übersichtlichkeit sind die auf den Baueinheiten vorgesehenen elektrischen Bauelemente nicht weiter dargestellt.
Die Baueinheiten 1 bis 4 sind Isolierstoffplatten, die mit Leitungszügen 11 versehen sind. Diese Leitungszüge 11 enden an der Stirnseite 12 der Baueinheiten und stellen die Anschlüsse an dieser Stelle für die jeweilige Baueinheit dar. Im vorliegenden Fall stellen bereits die Leitungszüge 11 den Anschluss dar. Selbstverständlich können die Leitungszüge 11 mit an sich bekannten Steck- oder Kupp- lungseinrichtungen versehen werden, von denen dann erst eine Verbindung nach aussen führt.
Wie ersichtlich, kann jede einzelne Baueinheit eine verschiedene Anzahl von Anschlüssen und auch eine verschiedene Lage der Anschlüsse an der Stirnseite 12 haben. Die Anschlüsse der Leitungszüge 11 müssen nun in bestimmter Weise untereinander verbunden werden. Gemäss der Erfindung ist hierfür ein erster Isolierstoffstreifen 5 vorgesehen, der mit parallelen Leiterbahnen 13 versehen ist. Die Anzahl dieser Leiterbahnen wird dabei zweckmässig nach der höchsten Zahl der vorkommenden Anschlüsse auf einer der Baueinheiten gewählt. Hat beispielsweise die Baueinheit 1 elf Anschlüsse, so wird der Isolierstoffstreifen 5 zweckmässig mit elf parallelen Leiterbahnen 13 versehen.
Wie in der Fig. 1 angedeutet, ist dieser Isolierstoffstreifen 5 in seiner Länge etwa der Anzahl der miteinander zu verbindenden Baueinheiten angepasst. Der Isolierstoffstreifen 5 wird ferner in geeigneter Weise in Nähe der Stirnseite 12 der Baueinheiten angeordnet. In Höhe der Anschlüsse jeder Baueinheit wird der Isolierstoffstreifen 5 mit weiteren kleineren Isolierstoffstreifen 6, 7, 8, 9 versehen. Diese Isolierstoffstreifen 6 bis 9 tragen gleichfalls Leiterbahnen 14. Wie ersichtlich steht die Richtung dieser Leiterbahnen 14 senkrecht auf der Richtung der Leiterbahnen 13 des Isolierstoffstreifens 5.
Entsprechend der für die Baueinheiten vorliegenden elektrischen Schaltung werden bestimmte Leitungszüge 13, 14 der Streifen 5, 6, 7, 8 und 9 miteinander verbunden. Dies ist beim Streifen 6 durch Punkte 15 angedeutet, die beispielsweise Nieten darstellen sollen, die einen Leitungszug des Streifens 6 mit einem Leitungszug des Streifens 5 elektrisch verbinden. Die Leitungszüge der Isolierstoffstreifen 7 bis 9 sind in gleicher Weise mit den Leitungszügen des Isolierstoffstreifens 5 verbunden.
An den freien Enden 16 der kleineren Isolier- stoffstreifen 6 bis 9 befinden sich die Anschluss- punkte für die gegenüberstehende Baueinheit. Selbstverständlich können auch diese Anschluss- punkte mit an sich bekannten Steck- oder Kupplungsmitteln versehen werden, so dass gegebenenfalls zwischen der jeweiligen Baueinheit und dem zugeordneten Isolierstoffstreifen einfach eine Steckverbindung hergestellt wird.
Eine Verbindung von beispielsweise nur zwei Baueinheiten, also 1 und 2 oder 3 und 4 kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, indem bestimmte Leitungszüge 13 des Isolierstoffstreifens 5 durch Bohrungen unterbrochen werden, wie dies mit 17 in der Fig. 1 schematisch angedeutet ist.
In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Nach der Fig. 2a sind die Baueinheiten 1 bis 4 in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Mit 10 sind wieder Führungs- und Halteschienen bezeichnet, die in geeigneter Weise an einem nicht weiter dargestellten Gehäuse oder Gestell angeordnet sind. In einem derartigen Gestell können auch mehrere Reihen untereinander angeordnet sein, ebenso wie nach der Fig. 1 mehrere untereinander angeordnete Baueinheiten 1 bis 4 in mehreren Reihen nebeneinander angeordnet sein können.
Die Fig. 2b zeigt die erfindungsgemässe Ausbildung der äusseren Zuleitungen für die Baueinheiten 1 bis 4 nach der Fig. 2a. Wie aus der Fig. 2b ersichtlich, besitzt der erste Isolierstoffstreifen 5 eine Mäan- derform. Die gradlinigen Teile des Isolierstoffstrei- fens 5 sind mit den kleineren Isolierstoffstreifen 6 bis 9 versehen. In der Fig. 2c ist die Ausbildung nach der Fig. 2b nachmals in der Draufsicht dargestellt. Wie
<Desc/Clms Page number 3>
ersichtlich, stehen die kleinen Isolierstoffstreifen 6 bis 9 wieder den Baueinheiten 1 bis 4 gegenüber.
In der Fig. 3 ist in schematischer Form und als Querschnitt die erfindungsgemässe Ausbildung der einteiligen äusseren Zuleitung dargestellt. Mit 20 ist ein Isolierstoffstreifen bezeichnet, der nunmehr die äussere Form der Isolierstoffstreifen 5 und 6 bis 9 zusammen haben möge, also etwa die Form eines Kammes besitzt. Dieser Isolierstoffstreifen 20 trägt auf der einen Seite die Leiterbahnen 14, die im Beispiel parallel zur Zeichenebene verlaufen, und auf der anderen Seite die parallelen Leiterbahnen 13, die senkrecht zur Zeichenebene verlaufen.
Die Verbindung der Leiterbahnen 14, 13 beider Seiten des Iso- lierstreifens erfolgt mittels Durchplattierung 21, die beispielsweise durch eine an bestimmter Stelle angeordnete Bohrung 22 erfolgt. Der Ausschnitt ist der Übersichtlichkeit halber stark vergrössert dargestellt.
Die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1, 2 und 3 zeigen die grossen Vorteile der Erfindung. Für die äussere Verbindung der Baueinheiten wird nunmehr überhaupt nur noch ein einziger Isolierstoffstreifen mit aufgebrachten Leitungszügen benötigt, der entsprechend der Anlage auf die notwendigen Längen zugeschnitten wird. Vom gleichen Isolierstoffstreifen können auch die kleineren Isolierstoffstreifen angefertigt werden.
Da die elektrische Schaltung der Anlagen bereits vor der Erstellung festliegt, können auch die hierfür benötigten äusseren Verbindungen gemäss der Erfindung bereits vorgefertigt werden, so dass diese dann nur noch in die Gestelle oder Gehäuse an den Stirnseiten der Baueinheiten angesetzt zu werden brauchen. Die Baueinheiten selbst können in vorteilhafter Weise nunmehr auch senkrecht untereinander angeordnet werden, wie dies in der Fig. 1 angedeutet ist. Die äussere Verbindung der Baueinheiten ist dann ein einfacher gradliniger Isolierstoffstreifen 5, auf den die kleineren Isolierstoffstreifen 6 bis 9 aufgesetzt werden.
Es kann aber auch eine Kombination von senkrechten Reihen von Baueinheiten und waagerechten Reihen von Baueinheiten angewendet werden, wobei dann wahlweise die äussere Verbindung in Form nach der Fig. 1 und/oder 2 erfolgt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Verbindung besteht darin, dass Anlagen mit den unterschiedlichsten elektrischen Schaltungen stets die gleichen Iso- lierstoffstreifen verwenden können. Im Gegensatz hierzu muss bei Anlagen mit unterschiedlichen elektrischen Schaltungen für jede Anlage ein besonderer, der elektrischen Schaltung angepasster Kabelbaum erstellt werden. Dies entfällt durch die Erfindung vollkommen.
<Desc / Clms Page number 1>
Method for the electrical connection of a plurality of plate-shaped electrical structural units arranged in racks In the case of relatively extensive systems and devices in general electrical engineering, it is known to divide these systems or devices into a large number of structural units in terms of circuitry. A particularly advantageous embodiment is the use of plate-shaped structural units which represent partial circuits of the overall system and which can already be functional in themselves.
These plate-shaped structural units are advantageously arranged, for example, in racks that have guide rails or the like into which the plate-shaped structural units are inserted, the structural units being fastened in the frame in a suitable manner, for example by means of tapering or the like he follows. It is known to design these plate-shaped structural units as insulating plates which are provided with freely etched lines.
These circuit boards are also equipped with electrical components such as capacitors, resistors, amplifier elements and the like. Like. Equipped, which are connected to the lines according to the present circuit. It is also known to provide these structural units on one end face with connections which are connected to connections which are arranged in a suitable manner in the frame. The connections of the structural unit and the mating connections are approximately opposite one another.
The many structural units arranged in a frame or the like must now be connected to one another via external supply lines so that a functional overall circuit of the system results in this way. It is known to use so-called cable harnesses for this purpose.
These consist of a large number of more or less long wires that are combined and the ends of which are led in a certain way to the connections of the structural units or the mating contacts arranged in the frame. The production of such cable harnesses is very laborious and lengthy (use of cable boards) and switching errors can easily occur when connecting the many wire ends of such cable harnesses to the connections for the structural units.
The invention avoids these disadvantages. The invention relates to a method for the electrical connection of a plurality of plate-shaped electrical structural units arranged in racks, the electrical connections of which are to be connected next to one another on an end face of each structural unit.
The invention consists in that, for the electrical connection of the structural units, a first insulating strip having parallel conductor tracks is used as the outer supply lines, the length of which is adapted to at least part of the structural units to be connected to one another and which is arranged near the end face of the structural units and which is provided with a further, smaller and parallel strip of insulating material at intervals that practically correspond to the position of the connections of the structural units, this strip being arranged as follows
that its conductor tracks run perpendicular to the direction of the conductor tracks of the first insulating material strip and that all these conductor tracks cross the first strip, and that certain conductor tracks of both strips are connected to one another by means of contact means, corresponding to the current overall circuit of all components. An example of the inventive training is when using a variety of
<Desc / Clms Page number 2>
Structural units, the base areas of which are in one plane, the first insulating strip is designed in a straight line.
In accordance with a further expedient embodiment, when a multiplicity of structural units are connected, the bases of which lie in parallel planes, the first insulating material strip is configured in a meandering shape. According to a further embodiment, the first and second strips are combined into a single one-piece strip and both sides of the same are provided with parallel perpendicular conductor tracks, and the connection of the conductor tracks on both sides takes place by means of plating. It is practical if at least the free end of the second strip of insulating material has a connection device known per se (coupling, plug)
for connecting the conductor tracks of this strip to the connections of the associated structural unit. According to a further embodiment, the two strips of insulating material have etched or printed conductor tracks known per se. A flexible material is expediently used as the material for the insulating strips.
The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. In FIGS. 1, 2 and 3, the same elements have the same reference numerals.
In Fig. 1 1 to 4 plate-shaped structural units are shown, which are guided and held in rails 10, which are arranged in a suitable manner in a frame or the like, not shown in detail. These structural units 1 to 4 can be specific electrical circuits. For example, the unit 1 can be designed as an amplifier, the unit 2 as a flip-flop circuit, the unit 3 as a memory and the unit 4 as a supply source. In the present case, these structural units are arranged one below the other, and they are upright, as is indicated schematically on the left-hand side of FIG. 1. For the sake of clarity, the electrical components provided on the structural units are not shown any further.
The units 1 to 4 are insulating panels that are provided with cable runs 11. These cable runs 11 end at the end face 12 of the structural units and represent the connections at this point for the respective structural unit. In the present case, the cable runs 11 already represent the connection. Of course, the cable runs 11 can be fitted with known plug-in or coupling devices are provided, of which only then a connection leads to the outside.
As can be seen, each individual structural unit can have a different number of connections and also a different position of the connections on the end face 12. The connections of the cable runs 11 must now be connected to one another in a certain way. According to the invention, a first insulating material strip 5 is provided for this, which is provided with parallel conductor tracks 13. The number of these conductor tracks is expediently selected according to the highest number of connections occurring on one of the structural units. For example, if the structural unit 1 has eleven connections, the insulating material strip 5 is expediently provided with eleven parallel conductor tracks 13.
As indicated in FIG. 1, the length of this insulating material strip 5 is approximately adapted to the number of structural units to be connected to one another. The insulating material strip 5 is also arranged in a suitable manner in the vicinity of the end face 12 of the structural units. At the level of the connections of each structural unit, the insulating material strip 5 is provided with further smaller insulating material strips 6, 7, 8, 9. These insulating material strips 6 to 9 also carry conductor tracks 14. As can be seen, the direction of these conductor tracks 14 is perpendicular to the direction of the conductor tracks 13 of the insulating material strip 5.
Depending on the electrical circuit available for the structural units, certain lines 13, 14 of the strips 5, 6, 7, 8 and 9 are connected to one another. In the case of the strip 6, this is indicated by points 15, which are intended to represent rivets, for example, which electrically connect a line of the strip 6 to a line of the strip 5. The lines of the insulating material strips 7 to 9 are connected in the same way to the lines of the insulating material strip 5.
The connection points for the opposing structural unit are located at the free ends 16 of the smaller strips of insulating material 6 to 9. Of course, these connection points can also be provided with plug or coupling means known per se, so that, if necessary, a plug connection is simply established between the respective structural unit and the assigned insulating material strip.
A connection of, for example, only two structural units, i.e. 1 and 2 or 3 and 4, can be achieved in a simple manner by interrupting certain lines 13 of the insulating material strip 5 by bores, as indicated schematically at 17 in FIG.
A further embodiment of the invention is shown in FIG. According to FIG. 2a, the structural units 1 to 4 are arranged in a row next to one another. With 10 guide and holding rails are again referred to, which are arranged in a suitable manner on a housing or frame, not shown. In such a frame, several rows can be arranged one below the other, just as according to FIG. 1 several structural units 1 to 4 arranged one below the other can be arranged in several rows next to one another.
FIG. 2b shows the design according to the invention of the outer supply lines for the structural units 1 to 4 according to FIG. 2a. As can be seen from FIG. 2b, the first strip of insulating material 5 has a meandering shape. The straight parts of the insulating material strip 5 are provided with the smaller insulating material strips 6 to 9. In FIG. 2c, the embodiment according to FIG. 2b is shown again in plan view. How
<Desc / Clms Page number 3>
As can be seen, the small strips of insulating material 6 to 9 again face the structural units 1 to 4.
In Fig. 3, the inventive design of the one-piece outer feed line is shown in schematic form and as a cross section. With an insulating strip 20 is referred to, which may now have the outer shape of the insulating strips 5 and 6 to 9 together, so has approximately the shape of a comb. This insulating material strip 20 carries on the one hand the conductor tracks 14, which in the example run parallel to the plane of the drawing, and on the other side the parallel conductor tracks 13, which run perpendicular to the plane of the drawing.
The connection of the conductor tracks 14, 13 on both sides of the insulating strip takes place by means of plating 21, which takes place, for example, through a hole 22 arranged at a certain point. The section is shown greatly enlarged for the sake of clarity.
The embodiments according to FIGS. 1, 2 and 3 show the great advantages of the invention. For the external connection of the structural units, only a single strip of insulating material with attached cable runs is now required, which is cut to the necessary lengths according to the system. The smaller insulation strips can also be made from the same insulation strip.
Since the electrical circuit of the systems is already established before it is created, the external connections required for this can also be prefabricated according to the invention, so that they then only need to be placed in the frames or housings on the front sides of the structural units. The structural units themselves can now advantageously also be arranged vertically one below the other, as is indicated in FIG. 1. The external connection of the structural units is then a simple straight-line insulating material strip 5, onto which the smaller insulating material strips 6 to 9 are placed.
However, a combination of vertical rows of structural units and horizontal rows of structural units can also be used, in which case the external connection is optionally made in the form according to FIGS. 1 and / or 2. Another advantage of the connection according to the invention is that systems with a wide variety of electrical circuits can always use the same strips of insulating material. In contrast to this, in systems with different electrical circuits, a special cable harness adapted to the electrical circuit must be created for each system. This is completely eliminated by the invention.