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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.
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Assembly with printed circuit boards The invention relates to a assembly with printed circuit boards arranged in several levels, in which the boards equipped with circuit elements are connected by wiring boards arranged in two levels.
Units with printed circuit boards are usually constructed in such a way that each board (circuit board) equipped with switching elements is inserted into its own socket (connector strip) and the connector strips are connected via wiring boards that run perpendicular to their length and are also provided with printed conductors. The connector strips are arranged in a frame, and each circuit board is also guided on two sides in rails.
The use of socket strips, however, requires an unnecessary expenditure of material, since a completely equipped strip must always be used, and this makes the entire structure more expensive. It also binds the designer to a predetermined number of contact points.
In addition, since not every contact is occupied, the use of contact finishing material results in a waste of valuable metal. By using the frame, the structure is unnecessarily difficult and also expensive. Furthermore, a three-dimensional structural unit made up of a multiplicity of circuit boards carrying switch elements and provided with flat electrical conduits, which are connected to one another by means of wiring boards carrying connecting lines and connection elements and running perpendicular to the circuit boards, has become known.
This assembly uses two sets of wiring boards, the first of which consists of parallel wiring boards with the same pattern of connection lines. The second group of wiring boards lying parallel to one another and perpendicular to the first group carries different patterns of connecting lines. All wiring boards are provided with slots at regular intervals on one edge, and the boards of one group are inserted in a grid-like manner at the slotted points in slots in the boards of the other group. The planes of the circuit boards are parallel to the planes of the one group of wiring boards.
The connection of the circuit boards to the wiring boards is made via contact springs which are soldered after assembly. The wiring is difficult to access due to the grid-like joining of the wiring boards. A repair or modification of individual cable runs is therefore impossible. Furthermore, the fastening of the circuit boards is unsatisfactory since they are in the extension of the wiring boards and tend to tilt. They are connected to relatively complicated contact springs, which are also soldered, for which purpose a special tool is required. There is no provision to prevent the circuit boards from being mixed up.
Their assembly therefore requires unnecessarily high attention.
Another disadvantage is the large division between the wiring boards used to hold the circuit boards, which is due to the grid-like joining of the wiring boards. When using switching elements that cannot be classified in this division, the distance must be through. Leaving a plate at least doubled.
The purpose of the invention is to eliminate the disadvantages of the known structural units. It is based on the task of creating a unit with printed circuit boards without additional stabilizing structures, such as housings and inserts, and prefabricated connector strips, which enables a material-saving design and a flexible structure and in which the circuit boards can be easily secured against being mixed up.
The object is achieved according to the invention in that a first wiring board and further wiring boards arranged on it with parallel rows of attached in pairs and lying in a grid dimension.
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the perforations are provided that lyre-shaped contact springs are inserted into the perforations and are conductively connected to the printed conductor tracks on the back of the plate, and that the circuit boards equipped with switching elements are arranged perpendicularly on the second wiring boards, the mechanical and electrical connection being made by the lyre-shaped contact springs .
To increase the stability of the attached panels, mounting brackets with guide grooves can be attached to the wiring panels if necessary. The angle brackets are expediently made of an elastic plastic and provided with lugs that snap into corresponding grooves in the plates. It is advantageously fastened by deforming four retaining pins lying in the grid dimension of the plates.
It is very advantageous to use tabs in the perforations to secure the circuit boards against mix-up, which riders interact with grooves in the circuit boards.
Another form of the lyre-shaped contact spring, for example, has a groove in the connecting web of the two halves, into which an inserted plate engages and this is thus prevented from tilting. This form of the contact spring is advantageous when plates of small dimensions, e.g. B. can be used to produce cable bridges or to feed cable connections.
The invention creates a unit that dispenses with a special insert. The usual frames for receiving the connector strips and guiding the circuit boards are therefore not required.
The fact that no prefabricated connector strips are used makes the structure more flexible, i.e. H. that, if necessary, the panels can be enlarged without having to use a new size of connector strips. Since there is no need to fully equip contacts, contacts and, in particular, contact finishing material are saved. Furthermore, the circuit boards can be made unmistakable with little effort. Cable bridges and cable connections can also be easily implemented.
An exemplary embodiment is explained with reference to the drawing. 1 shows the basic structure of the structural unit, FIGS. 2 and 3 show a wiring board with a circuit board and a board for power crossings, FIG. 4 shows a circuit board with mounting brackets, FIG. 5 shows the fastening means on the mounting brackets, FIG. 6 shows a Plate with cable connection, FIG. 7 the underside of a wiring plate, FIG. 8 another embodiment of the contact spring for a connection plate provided with conductors on both sides.
Fig. 1 shows the basic structure of a structural unit. It consists of a first wiring board 1 made of approximately 3 mm thick hard paper with printed conductors. At right angles to the first wiring board 1, further wiring boards 2 are attached, which receive a plurality of circuit boards 3.
Instead of the circuit boards 3, one or more of the wiring boards 2 can also have more extensive arrangements, e.g. B. a core memory 4 with the associated switching elements. Furthermore, one or more connection plates 16 can be plugged into the plate 1. These are used to feed cables 17. The plug-in device 18 has essentially the same structure as the connection between the plates 1 and 2 or 2 and 3, which is shown in FIG.
The plates 1 or 2 are provided with rows of perforated holes 5, which are attached in pairs and are in the grid. Lyre-shaped contact springs 6 or 19 are inserted into these and fastened to the plates by bending or in a similar manner, for example by attached retaining lugs. The electrical connection to the conductor tracks 7 is made by dip soldering.
The plates 2 and 3 are inserted into the rows of springs 6. This construction has the advantage that actually only as many springs 6 are used as are required. In contrast to the use of socket strips, this enables a very flexible arrangement and a considerable saving in material.
Instead of the springs 6, tabs 11 can optionally be inserted into the perforations 5. These interact with grooves in plates 2 and 3, respectively. This prevents the plates from being mixed up when they are replaced. This protection against mix-up is also very variable, as any number of combinations can be created by using several tabs. To achieve greater stability of the plates 3 and 2, brackets 8 are attached to the plates 2 and 1, respectively.
For low-height plates, contact springs 19 are preferably used, which have a groove 20 in the connecting web between the two halves, into which a plate 21 engages. Such plates are used in particular to make line crossings and for cable feeds.
FIG. 3 shows the arrangement of a circuit board 3 and a board 21 with line bridges on a wiring board 2 and FIG. 4 shows a circuit board with mounting brackets. The bracket 8 have a guide groove 12 for the plates and a nose 9 which engages in corresponding notches 10 of the plates. The holding brackets 8 are fastened to the plates 1 or 2 by rivets or screws 13 or preferably have four holding pins 14 (FIG. 5) which are inserted into the perforations 5. The connection is then expediently established by deforming the retaining pins 14.
If no high requirements are placed on the stability of the structure, the mounting brackets can also be omitted on panels 1 and 2.
The connection of cables 17 to the structural unit is preferably carried out on the wiring board 1, which for this purpose is also provided with a number of contact springs 19 (FIG. 6). A connection plate 16, which is preferably made of hard paper as a printed circuit board, serves as a plug. Guide pieces 22 are inserted into the plate 1 for lateral guidance. These have bores 24 which interact with lugs 23 on the plates 16, so that secure mounting is ensured.
The connection plate 16 can be provided with two cover shells, not shown.
7 explains an advantage that occurs through the use of contact springs instead of plug strips. For this purpose, the underside of a plate 2 with lines 7 and perforations 5 is shown. Since the lines 7 are connected via the contact springs on the other side, one or more lines 15 can be passed through between the perforations 5. In this way, line crossings can be implemented on the plate without additional effort, such as wire bridges or the like.
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Another embodiment of the contact springs for a connection plate 25 provided with conductor tracks on both sides is shown in FIG. B.
The contact spring consists of two contact spring halves 26; 27, which are connected to lines 28 and 29, respectively. In this way, 20 connections can be accommodated on a connection plate with a length of 50 mm.