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Baueinheit mit gedruckten Leiterplatten Die Erfindung betrifft eine Baueinheit mit in mehreren Ebenen angeordneten gedruckten Leiterplatten, bei der die mit Schaltelementen bestückten Platten durch in zwei Ebenen angeordnete Verdrahtungsplatten verbunden sind.
Baueinheiten mit gedruckten Leiterplatten werden in der Regel so aufgebaut, dass jede mit Schaltelementen bestückte Platte (Schaltungsplatte) in eine eigene Fassung (Steckleiste) eingesetzt wird und die Steckleisten über senkrecht zu ihrer Längsausdehnung verlaufende, ebenfalls mit gedruckten Leitern versehene Verdrah- tungsplatten verbunden werden. Die Steckleisten werden hierbei in einem Gestell angeordnet, und jede Schaltungsplatte wird ausserdem an zwei Seiten in Schienen geführt.
Die Verwendung von Steckleisten erfordert aber einen unnötigen Aufwand an Material, da stets eine komplett bestückte Leiste verwendet werden muss, und verteuert dadurch den gesamten Aufbau. Ausserdem bindet sie den Konstrukteur an eine vorgegebene Anzahl von Kontaktstellen.
Da ausserdem nicht jeder Kontakt belegt ist, ergibt sich bei Verwendung von Kontaktveredlungsmaterial eine Vergeudung wertvollen Metalls. Durch die Verwendung des Gestells wird der Aufbau unnötig schwer und ebenfalls verteuert. Es ist ferner eine dreidimensionale Baueinheit aus einer Vielzahl von mit flächenhaften elektrischen Leitungsführungen versehenen, Schaltelemente tragenden Schaltungsplatten, welche mittels Verbindungsleitungen und Anschlusselemente tragenden, senkrecht zu den Schaltungsplatten verlaufenden Ver- drahtungsplatten untereinander verbunden sind, bekannt geworden.
Diese Baueinheit verwendet zwei Gruppen von Verdrahtungsplatten, wovon die erste aus parallel liegenden Verdrahtungsplatten mit gleichem Muster von Verbindungsleitungen besteht. Die zweite Gruppe zueinander parallel und senkrecht zur ersten Gruppe liegender Verdrahtungsplatten trägt unterschiedliche Muster von Verbindungsleitungen. Alle Verdrahtungsplat- ten sind an einer Kante in regelmässigen Abständen mit Schlitzen versehen, und die Platten einer Gruppe sind an den geschlitzten Stellen in Schlitze der Platten der anderen Gruppe gitterartig eingesetzt. Die Ebenen der Schaltungsplatten liegen parallel zu den Ebenen der einen Gruppe der Verdrahtungsplatten.
Die Verbindung der Schaltungsplatten mit den Ver- drahtungsplatten erfolgt über Kontaktfedern, die nach dem Zusammenbau verlötet werden. Durch das gitterartige Zusammenfügen der Verdrahtungsplatten wird die Verdrahtung schwer zugänglich. Eine Reparatur oder eine Veränderung einzelner Leitungszüge wird somit unmöglich. Ferner befriedigt die Befestigung der Schaltungsplatten nicht, da diese in der Verlängerung der Verdrahtungsplatten liegen und zum Kippen neigen. Sie sind mit verhältnismässig komplizierten Kontaktfedern verbunden, die ausserdem verlötet sind, wozu ein Sonderwerkzeug erforderlich ist. Eine Sicherung gegen Verwechslung der Schaltungsplatten ist nicht vorgesehen.
Ihr Zusammenbau erfordert daher unnötig hohe Aufmerksamkeit.
Ein weiterer Nachteil ist die grosse Teilung zwischen den zur Aufnahme der Schaltungsplatten dienenden Verdrahtungsplatten, die durch das gitterartige Zusammenfügen der Verdrahtungsplatten bedingt ist. Bei der Anwendung von Schaltelementen, die sich in diese Teilung nicht einordnen lassen, muss der Abstand durch . Auslassen einer Platte mindestens verdoppelt werden.
Es ist Zweck der Erfindung, die Nachteile der bekannten Baueinheiten zu beseitigen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baueinheit mit gedruckten Leiterplatten ohne zusätzliche stabilisierende Aufbauten, wie Gehäuse und Einschübe, und vorgefertigte Steckleisten zu schaffen, die eine materialsparende Bauweise und einen flexiblen Aufbau ermöglicht und bei der die Schaltungsplatten auf einfache Weise gegen Vertauschung gesichert werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine erste Verdrahtungsplatte und auf dieser angeordnete weitere Verdrahtungsplatten mit parallelen Reihen von paarweise angebrachten, im Rastermass liegen-
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den Durchlochungen versehen sind, dass in die Durchlochungen lyraförmige Kontaktfedern eingesetzt und auf der Plattenrückseite mit den gedruckten Leiterzügen leitend verbunden sind, und dass die mit Schaltelementen bestückten Schaltungsplatten senkrecht auf den zweiten Verdrahtungsplatten angeordnet sind, wobei die mechanische und elektrische Verbindung durch die lyraförmigen Kontaktfedern erfolgt.
Zur Erhöhung der Standfestigkeit der aufgesteckten Platten können bei Bedarf an den Verdrahtungsplatten Haltewinkel mit Führungsnuten angebracht werden. Die Haltewinkel werden zweckmässigerweise aus einem elastischen Kunststoff hergestellt und mit Nasen versehen, die in entsprechende Nuten in den Platten einrasten. Ihre Befestigung erfolgt vorteilhaft durch Verformung von vier im Rastermass der Platten liegenden Haltestiften.
Es ist sehr günstig, zur Sicherung der Schaltungsplatten gegen Verwechslung in die Durchlochungen Reiter einzusetzen, die mit Nuten der Schaltungsplatten zusammenwirken.
Eine andere beispielsweise Form der lyraförmigen Kontaktfeder besitzt im Verbindungssteg der beiden Hälften eine Nut, in die eine eingesetzte Platte eingreift und diese somit am Kippen gehindert wird. Diese Form der Kontaktfeder ist dann von Vorteil, wenn Platten kleiner Abmessung, z. B. zur Herstellung von Leitungsbrücken oder zur Zuführung von Kabelanschlüssen eingesetzt werden.
Durch die Erfindung wird eine Baueinheit geschaffen, die auf einen besonderen Einschub verzichtet. Es entfallen also die üblichen Rahmen für die Aufnahme der Steckleisten und die Führung der Leiterplatten.
Dadurch, dass keine vorgefertigten Steckleisten verwendet werden, wird der Aufbau flexibler, d. h. dass bei Bedarf die Platten vergrössert werden können, ohne eine neue Grösse von Steckleisten einsetzen zu müssen. Da keine Vollbestückung mit Kontakten erforderlich ist, werden Kontakte und insbesondere Kontaktveredlungs- material eingespart. Ferner lässt sich mit geringem Aufwand eine Unverwechselbarkeit der Schaltungsplatten erreichen. Leitungsbrücken und Kabelanschlüsse lassen sich ebenfalls leicht realisieren.
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der Baueinheit, Fig.2 und 3 eine Verdrahtungsplatte mit einer Schaltungsplatte und einer Platte für Leistungskreuzungen, Fig. 4 eine Schaltungsplatte mit Haltewinkeln, Fig.5 die Befestigungsmittel an den Haltewinkeln, Fig. 6 eine Platte mit Kabelanschluss, Fig. 7 die Unterseite einer Verdrahtungsplatte, Fig. 8 eine andere Ausführung der Kontaktfeder für eine beiderseits mit Leitern versehene Anschlussplatte.
Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Baueinheit. Sie besteht aus einer ersten Verdrahtungsplatte 1 aus etwa 3 mm dickem Hartpapier mit aufgedruckten Leiterzügen. Rechtwinklig zur ersten Verdrahtungsplatte 1 sind weitere Verdrahtungsplatten 2 angebracht, die eine Vielzahl von Schaltungsplatten 3 aufnehmen.
Anstelle der Schaltungsplatten 3 kann eine oder mehrere der Verdrahtungsplatten 2 auch umfangreichere Anordnungen, z. B. einen Kernspeicher 4 mit den zugehörigen Schaltelementen, aufnehmen. Auf der Platte 1 sind ferner eine oder mehrere Anschlussplatten 16 einsteckbar. Diese dienen zur Zuführung von Kabeln 17. Die Steckvorrichtung 18 besitzt im wesentlichen den- selben Aufbau wie die Verbindung der Platten 1 und 2 bzw. 2 und 3, die in der Fig. 2 dargestellt ist.
Die Platten 1 oder 2 sind mit Reihen von paarweise angebrachten Durchlochungen 5, die im Rastermass liegen, versehen. In diese werden lyraförmige Kontaktfedern 6 bzw. 19 eingesetzt und durch Umbiegen oder auf ähnliche Weise, etwa durch angebrachte Haltenasen an den Platten befestigt. Die elektrische Verbindung mit den Leiterzügen 7 erfolgt durch Tauchlötung.
In die Reihen der Federn 6 werden die Platten 2 bzw. 3 eingesetzt. Diese Bauweise hat den Vorteil, dass tatsächlich nur soviel Federn 6 eingesetzt werden, wie erforderlich sind. Dies ermöglicht im Gegensatz zur Verwendung von Steckleisten eine sehr flexible Anordnung und eine beträchtliche Materialeinsparung.
Anstelle der Federn 6 können wahlweise in die Durchlochungen 5 Reiter 11 eingesetzt werden. Diese wirken mit Nuten in den Platten 2 bzw. 3 zusammen. Somit wird verhindert, dass beim Auswechseln von Platten eine Vertauschung erfolgt. Diese Sicherung gegen Verwechslung ist ebenfalls sehr variabel, da durch Anwendung mehrer Reiter beliebig viele Kombinationen geschaffen werden können. Zur Erzielung einer grössern Standfestigkeit der Platten 3 bzw. 2 sind auf den Platten 2 bzw. 1 Haltewinkel 8 angebracht.
Für Platten geringer Höhe werden vorzugsweise Kontaktfedern 19 verwendet, die im Verbindungssteg zwischen beiden Hälften eine Nut 20 besitzen, in die eine Platte 21 eingreift. Solche Platten werden insbesondere zur Vornahme von Leitungskreuzungen und für Kabelzuführungen verwendet.
Die Fig. 3 zeigt die Anordnung einer Schaltungsplatte 3 und einer Platte 21 mit Leitungsbrücken auf einer Verdrahtungsplatte 2 und die Fig. 4 eine Schaltungsplatte mit Haltewinkeln. Die Haltewinkel 8 besitzen eine Führungsnut 12 für die Platten und eine Nase 9, die in entsprechende Kerben 10 der Platten eingreift. Die Haltewinkel 8 werden durch Niete oder Schrauben 13 an den Platten 1 oder 2 befestigt oder besitzen vorzugsweise vier Haltestifte 14 (Fig. 5), die in die Durchlochungen 5 eingesetzt werden. Die Verbindung wird dann zweckmässig durch Verformung der Haltestifte 14 hergestellt.
Werden keine hohen Anforderungen an die Stabilität des Aufbaus gestellt, können die Haltewinkel auch an den Platten 1 bzw. 2 entfallen.
Der Anschluss von Kabeln 17 an die Baueinheit erfolgt vorzugsweise an der Verdrahtungsplatte 1, die zu diesem Zweck ebenfalls mit einer Reihe von Kontaktfedern 19 versehen ist (Fig. 6). Als Stecker dient eine Anschlussplatte 16, die vorzugsweise aus Hartpapier als gedruckte Leiterplatte hergestellt wird. Zur seitlichen Führung werden in die Platte 1 Führungsstücke 22 eingesetzt. Diese besitzen Bohrungen 24, die mit Nasen 23 an den Platten 16 zusammenwirken, so dass eine sichere Halterung gewährleistet ist.
Die Anschlussplatte 16 kann mit zwei nicht dargestellten Abdeckschalen versehen sein.
Die Fig.7 erläutert einen Vorteil, der durch die Verwendung der Kontaktfedern anstelle von Steckleisten eintritt. Zu diesem Zweck ist die Unterseite einer Platte 2 mit Leitungen 7 und Durchlochungen 5 dargestellt. Da die Leitungen 7 über die Kontaktfedern auf der andern Seite verbunden sind, können zwischen den Durchlochungen 5 eine oder mehrere Leitungen 15 durchgeführt werden. Somit lassen sich ohne Zusatzaufwand, wie Drahtbrücken oder dgl., Leitungskreuzungen auf der Platte verwirklichen.
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Eine andere Ausführung der Kontaktfedern für eine beiderseits mit Leiterzügen versehene Anschlussplatte 25 zeigt die Fig. B.
Die Kontaktfeder besteht hierbei aus zwei Kontaktfederhälften 26; 27, die mit den Leitungen 28 bzw. 29 verbunden sind. Auf diese Weise können auf einer Anschlussplatte von 50 mm Länge 20 Anschlüsse untergebracht werden.