DE1111703B - Gedruckte Stromkreisanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gedruckte Stromkreisanordnung, bestehend aus einer mit einem Loch versehenen Isolierstoffplatte, auf deren oberen Fläche mehrere metallische Strombahnen angeordnet sind, welche Teile der Schaltung bilden und Enden besitzen, die auf mehreren konzentrisch zu dem genannten Loch in der Isolierplatte liegenden Kreisen angeordnet sind, und aus einer drehbaren Scheibe mit einem unteren Drehzapfen, der sich durch das Loch in der Isolierplatte erstreckt und einen oberen Zapfen besitzt, und aus einer weiteren im Abstand von der Isolierplatte angeordneten Deckplatte, die ein von dem oberen Zapfen des Drehzapfens durchsetztes Loch hat, wobei Federmittel vorgesehen sind, welche die Isolierplatte gegen die drehbare Scheibe drücken, und an der Scheibe elastische Kontaktfinger aus Federblattmaterial angeordnet sind.

Es sind als Schalter ausgebildete gedruckte Stromkreisanordnungen bekannt, bei denen auf der oberen Fläche einer mit einem Loch versehenen Isolierplatte mehrere metallische Strombahnen angeordnet sind, welche Teile der Schaltung bilden und Enden besitzen, die aus mehreren konzentrisch zu dem genannten Loch in der Isolierplatte liegenden Kreisen angeordnet sind. Bei einer solchen bekannten An-Ordnung sind eine drehbare Scheibe mit einem oberen Drehzapfen und mit einem unteren Drehzapfen, der sich durch das Loch in der Isolierplatte erstreckt, und eine weitere im Abstand von der Isolierplatte angeordnete Deckplatte, die ein von dem oberen Drehzapfen der drehbaren Scheibe durchsetztes Loch hat, vorgesehen, wobei Federmittel die Isolierplatte gegen die drehbare Scheibe drücken und an der Scheibe elastische Kontaktfinger aus Federblattmaterial gegen die konzentrisch zu dem Loch in der Isolierplatte angeordneten Enden der Strombahnen der Schaltung wirken. Bei solchen als Schalter ausgebildeten gedruckten Stromkreisanordnungen zeigte sich insbesondere, daß die Lebensdauer der Stromkreisanordnung nicht hinreichend groß war.

Die gleitende Bewegung der Federkontakte über die zugeordneten Schaltorgane hinweg, welche die festen Kontaktteile des Schalters bildeten, hatte zur Folge, daß metallische Partikeln von den stromleitenden Teilen übertragen wurden und auf die dazwischenliegenden Teile der isolierenden Grundplatte übergewischt wurden. Bei einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Schaltvorgängen wurde der Widerstand zwischen den stromführenden Bahnen des gedruckten Stromkreises stark verringert, praktisch ergaben sich Kurzschlüsse. Ferner ergab es sich häufig, daß Teile des Isoliermaterials auf die wirk-Gedruckte Stromkreisanordnung

Anmelder:

Daystrom Incorporated,
Murray Hill, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,
München-Solln, Franz-Hals-Str. 21

William Hartz, Springfield, N.J. (V.St.A.),
ist als Erfinder genannt worden

samen Oberflächen der stromführenden Teile übergewischt wurden, was häufiges Reinigen des Stromkreises erforderlich machte, um denselben funktionsfähig zu halten.

Um diese Nachteile zu vermeiden, die durch die Verwendung federnder Kontaktorgane des Schalters bedingt sind, hat man bereits die Oberfläche der stromleitenden Organe des gedruckten Stromkreises in einer Ebene angeordnet, die oberhalb der Plattenebene der Isolierplatte liegt, und man hat den Abstand zwischen benachbarten stromführenden Schalterteilen möglichst gering gewählt. Bei einer solchen Bauweise ergibt sich ein beträchtlich hoher Bewegungswiderstand der Federkontakte des Schalters, wodurch diese Teile schnell der Abnutzung unterliegen und ebenso die Kanten der festen stromführenden Teile sich schnell abnutzen. Die nahe Aneinanderordnung der stromführenden Teile erschwert dabei erheblieh die Konstruktion der Deckplatte des gedruckten Stromkreises.

Die Erfindung dient dem Zweck, die geschilderten Mängel zu vermeiden. Eine als Schalter ausgebildete gedruckte Stromkreisanordnung der eingangs erörterten Art kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß metallische, von der Schaltung elektrisch isolierte Zwischenstücke in dem Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden bogenförmigen Enden der metallischen Strombahnen vorgesehen sind und daß jeder Kontaktfinger gleitenden Kontakt mit den Enden der Strombahnen und den Zwischenstücken auf dem betreffenden Kreis macht und dabei eine Länge besitzt, die größer ist als der Zwischenraum zwischen einem benachbarten Zwischenstück und dem Ende der betreffenden Strombahn; dabei kann vorzugsweise die von den Kontaktfingern über-

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strichene Oberfläche der Strombahnen und der Zwischenstücke in einer Ebene oberhalb der Oberfläche der Isolierplatte liegen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Figuren, welche die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels veranschaulichen. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines gedruckten Stromkreises gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den drehbaren Schalterteil,

Fig. 3 eine Seitenansicht desselben,

Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Kontaktorgans des drehbaren Schalterteiles,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie A-A der Fig. 1, wobei der drehbare Schalterteil auf dem gedruckten Stromkreis angebracht dargestellt ist,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie B-B der Fig. 5.

In Fig. 1 ist mit 10 eine flache Platte, aus Isoliermaterial bestehend, dargestellt. Auf der Oberfläche der Platte ist eine Mehrzahl stromführender Bahnen 11 bis 18 beispielsweise niedergeschlagen. Es ist offensichtlich, daß einige dieser Strombahnen als Zuführungsleitungen dienen und auf ihnen Löcher vorgesehen sind, die durch die Platte hindurchführen. Diese Löcher können dazu dienen, die Zuführungsleitungen von Bauteilen, wie Widerstände, Konden- satoren usw., aufzunehmen, indem die Zuführungsleitungen in einfacherWeise an die gedruckten Stromleiter angelötet werden. Es kann ferner die Platte 10 mehrere Löcher besitzen, beispielsweise das Loch 20, welches für die Aufnahme des becherförmigen Teiles eines elektrischen Meßgerätes gedacht ist, und die Löcher 21, 22 und 23, mittels deren die Platte in dem Gehäuse des Apparates an Bolzen befestigt werden kann. Die Erzeugung der stromleitenden Bahnen auf der Isolierplatte ist nicht Gegenstand der Erfindung.

Nach Fig. 1 besitzen einige der stromführenden Bahnen Enden, die zueinander in Kreisform angeordnet sind. Insbesondere sind die Enden der Bahnen 11, 12 und 13 auf dem Umfang eines Kreises, der den größten Durchmesser besitzt, angeordnet. Die Strombahn 14 besitzt ein Ende, das auf einem Kreis geringeren Durchmessers liegt. Die Strombahnen 15, 17 und 18 liegen weiter auf Kreisen, die noch kleinere Durchmesser besitzen. Jeder der vorgenannten Kreise liegt konzentrisch zu einem Loch 25, welches die Platte durchsetzt. Man erkennt ferner, daß verschiedene stromleitende Bahnen radial verlaufende Enden besitzen, die verbreitert sind und verschiedenen Kreisen angehören. Die Anordnung dient dem Zwecke, eine vorbestimmte Auswahl von Schaltmöglichkeiten unter Anwendung der Kontaktorgane zu bewirken, die über die Kreise hinwegstreichen und Kontakt mit den Strombahnen bewirken, die an den verschiedenen Kreisen liegen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die oberen Flächen sämtlicher stromführenden Bahnen in einer Ebene liegen und daß diese Ebene der oberen Hache der Isolierplatte 10 entsprechen kann oder auch etwas darüber liegen kann. In dem ersteren Falle, in welchem die stromführenden Organe in gleicher Höhe mit der Plattenoberfläche liegen, bewirkt das gleitende Überstreichen des drehbaren Kontaktteiles des Schalters, daß Metallpartikeln auf die Isolatoroberfläche übertragen werden, wodurch gegebenenfalls eine Störung der Schaltkreise eintreten kann. Selbst wenn die stromführenden Bahnen oberhalb der Oberfläche der isolierenden Grundplatte liegen, bedingt die kreisförmig erfolgende Bewegung des Gleitkontaktteiles des Schalters von dem einen stromführenden Organ zu dem nächsten eine schnelle Abnutzung. Auf diese Weise ergibt sich eine geringe Lebensdauer.

Die vorstehenden Schwierigkeiten treten nicht auf, wenn das bewegliche Kontaktorgan des Schalters solche Länge besitzt, daß die aneinanderstoßenden Enden der festen Kontaktteile des Schalters überbrückt werden. Eine solche Anordnung engt aber in beträchtlicher Weise den Entwurf eines gedruckten Stromkreises ein, und unter gewissen Umständen kann eine solche Anordnung überhaupt nicht zur Anwendung gebracht werden.

Gemäß der Erfindung sind metallische Zwischenstücke zwischen den bogenförmig angeordneten Enden der metallischen Strombahnen vorgesehen, beispielsweise die mit den Bezugszeichen 26, 27, 28 und 29 versehenen Zwischenstücke. Diese Zwischenstücke werden in gleicher Weise erzeugt wie die metallischen Strombahnen des gedruckten Stromkreises, und sie sind zwischen und isoliert zu den den verschiedenen Strombahnen zugeordneten Endteilen angeordnet. Die Oberfläche der Zwischenstücke liegt in gleicher Ebene mit der Oberfläche der metallischen Strombahnen, und die Länge der Zwischenstücke ergibt sich aus dem erforderlichen Abstand der nächstfolgenden bogenförmigen Enden der Strombahnen. Die Zwischenstücke bilden isolierte Zwischenstücke, indem jedes Zwischenstück von dem elektrischen Hauptkreis isoliert ist.

In Fig. 2 und 3 ist der drehbare Teil des Schalters, der mit den bogenförmigen Enden der Strombahnen zwecks Bildung eines Schalters zusammenwirkt, dargestellt. Dieser Teil besteht aus einer gepreßten Scheibe aus Kunststoff, die einen unteren Drehzapfen 31 besitzt, der von einem stärkeren Nebenteil 32 ausgeht. Auf der Oberseite ist ein Zapfen 33 vorgesehen, in dem eine etwa rechteckige Bohrung 34 vorhanden ist. An der unteren Seite der Scheibe ist eine Mehrzahl elastischer Kontaktorgane 35 angeordnet. Ein solches Kontaktorgan ist vergrößert in Fig. 4 dargestellt. Jedes Kontaktorgan besteht aus einer verhältnismäßig dünnen Blattfeder, beispielsweise aus Phosphorbronze, und an einem mit Löchern 37 versehenen Hauptteil 36 sind zwei nach unten gerichtete Kontaktfinger mit bogenförmigen Enden 38, 39 vorgesehen. Die untere Seite der drehbaren Scheibe hat eingespritzte Zapfen 40, die paarweise angeordnet sind und die zur Festlegung der Kontaktorgane 35 dienen. Die Befestigung eines Kontaktorgans 35 erfolgt dadurch, daß die beiden Zapfen durch die Löcher 37 des Federteiles gesteckt werden und die Zapfenenden so erhitzt werden, daß sie sich zu verstärkten Köpfen ausweiten, wie dies bei 41 in Fig. 3 zu erkennen ist.

Der Abstand der gekrümmten Kontaktfeder eines jeden Kontaktteiles 35 ist dadurch bestimmt, welche Schaltfunktionen der Kontaktteil ausführen soll. Dies ergibt sich aus Fig. 5, die eine teilweise Schnittdarstellung entsprechend der Linie A-A der Fig. 1 ist. Es ist hier die drehbare Scheibe 30 auf der Platte des gedruckten Stromkreises aufgesetzt dargestellt. Es ist

zu erkennen, daß der Zapfen 31 durch das Loch 25 der Isolierplatte hindurchragt und daß der Abstand zwischen der Scheibe und der Platte durch den Nabenteil 32 bestimmt ist. Bei der dargestellten Anordnung ist die Platte 10 im Abstand von der Wandfläche 42 befestigt, wobei letztere ein Loch besitzt, durch welches der obere Zapfen 33 der Scheibe hindurchragt. Auf diese Weise wird der drehbare Schalter in richtiger Lage gehalten, wobei für die Zwecke des Drehens ein geeigneter Drehknopf auf dem Zapfen 33 angeordnet sein kann, der in das rechteckige Loch 34 am oberen Ende des Zapfens 33 hineinragt. Im zusammengebauten Zustand gleiten die elastischen Finger 38, 39 des Kontaktteiles auf der zugewendeten Oberfläche der stromführenden Teile der Isolierplatte 10. Insbesondere zeigt Fig. 5, daß der Kontaktfinger 38 auf dem größten Kreis gleitet, wobei auf diesem Kreis auch das Zwischenstück 26 liegt. Der Kontaktfinger 39 gleitet auf dem nächsten Kreis kleineren Durchmessers, der durch den Stromleiter 14 gebildet wird. Kontaktteile mit anderem Fingerabstand dienen zur radialen Überbrückung bestimmter anderer Kreise, so daß eine Vielzahl von Schaltungsmöglichkeiten besteht. Die drehbare Scheibe 30 ist an der Isolierplatte 10 mittels einer Federscheibe 43 befestigt, die über den Lagerzapfen 31 gesetzt ist und gegen die flache Unterlegscheibe 44 preßt. Die Anwendung solcher Federscheiben, die auf einem Achszapfen mittels radial verlaufender, axial versetzter, in dem Zapfen eingreifender Finger befestigt werden, ist bekannt. Die Nabe 32 sichert einen bestimmten Abstand zwischen der Scheibe 30 und der Platte 10, und die Kontaktfinger der Kontaktorgane sind so versetzt angeordnet, daß ein geeigneter Kontaktdruck an den Enden der metallischen Strombahnen sich ergibt. Um die Möglichkeit eines guten Kontaktes zu fördern, können die Kontaktfinger und die Strombahnen versilbert sein.

Da zwischen aufeinanderfolgenden bogenförmig gekrümmten Enden der metallischen Strombahnen und der isolierten Zwischenstücke ein bestimmter Abstand besteht, behalten die Kontaktfinger in Umfangsrichtung des Kreises eine Länge, die größer ist als die Länge der Zwischenräume. Dies ist in Fig. 6 zu erkennen, die einen Schnitt entsprechend der Linie B-B der Fig. 5 darstellt. In dieser Figur ist der Kontaktfinger 38 gezeigt, der den Zwischenraum zwischen dem Zwischenstück 26 und dem anstoßenden Ende der Strombahn 12 überbrückt. Wenn der Kontaktfinger von dem Zwischenstück 26 zu dem stromführenden Teil übergleitet, wird die Isolierplatte nicht berührt. Entsprechende Gesichtspunkte sind bei den übrigen Kontaktfingern unabhängig von ihrer radialen Entfernung von der Drehachse der Scheibe anzuwenden. Durch die Anordnung ergibt es sich, daß die Scheibe des Schalters mit ihren Kontaktfingern glatt über die darunterliegenden Metallflächen hinweggleitet, wodurch sich ein guter elektrischer Kontakt und eine hohe Lebensdauer desselben ergibt. Wenn ein oder mehrere elektrisch isolierte Zwischenstücke zwischen aufeinanderfolgenden bogenförmigen Enden von Strombahnen angeordnet sind, ergibt sich eine vollständige Unterbrechung des Stromkreises während des Schaltvorganges, was eine vielseitige An-Wendung des gedruckten Stromkreises ermöglicht. Wenn eine höhere Spannungssicherheit zwischen aufeinanderfolgenden Enden der metallischen Strombahnen erlangt wird, können zwei oder mehr isolierte Zwischenstücke zwischen solchen Enden der Strombahnen angeordnet werden, wie dies beispielsweise Fig. 1 hinsichtlich der Zwischenstücke 26 und 26' zeigt.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gedruckte Stromkreisanordnung, bestehend aus einer mit einem Loch versehenen Isolierstoffplatte, auf deren oberer Fläche mehrere metallische Strombahnen angeordnet sind, welche Teile der Schaltung bilden und Enden besitzen, die auf mehreren konzentrisch zu dem genannten Loch in der Isolierplatte liegenden Kreisen angeordnet sind, und aus einer drehbaren Scheibe mit einem unteren Drehzapfen, der sich durch das Loch in der Isolierplatte erstreckt und einen oberen Zapfen besitzt, und aus einer weiteren im Abstand von der Isolierplatte angeordneten Deckplatte, die ein von dem oberen Zapfen des Drehzapfens durchsetztes Loch hat, wobei Federmittel vorgesehen sind, welche die Isolierplatte gegen die drehbare Scheibe drücken, und an der Scheibe elastische Kontaktfinger aus Federblattmaterial angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß metallische, von der Schaltung elektrisch isolierte Zwischenstücke (26,27,28,29) in dem Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden bogenförmigen Enden der metallischen Strombahnen vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die von den Kontaktfingern (38, 39) überstrichene Oberfläche der Strombahnen und der Zwischenstücke (26,27,28, 29) in einer Ebene oberhalb der Oberfläche der Isolierplatte (10) liegt, und daß jeder Kontaktfinger (38, 39) gleitenden Kontakt mit den Enden der Strombahnen und den Zwischenstücken (26, 27, 28, 29) auf dem betreffenden Kreis macht und dabei eine Länge besitzt, die größer ist als der Zwischenraum zwischen einem benachbarten Zwischenstück (26, 27, 28, 29) und dem Ende der betreffenden Strombahn.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktfinger (38, 39) ein bogenförmiges Ende besitzt und die Kontaktfinger Teile einer Blattfederplatte (36) sind, deren Hauptteil Löcher (37) besitzt und von der zwei Kontaktfinger nach unten gerichtet sind, wobei der Hauptteil an der Unterseite der drehbaren Scheibe durch Stifte (40, 41) befestigt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Scheibe (30) eine Kunststoffscheibe ist und der sich nach unten erstreckende Zapfen (31) einen Absatz verstärkten Durchmessers (32) hat und eine Federscheibe (43), die auf den Zapfen (31) aufgesetzt ist, die Isolierplatte (10) gegen die Drehscheibe (30) drückt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 742 586;
deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1721773,1736165; USA.-Patentschrift Nr. 2 759 098.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 649/295 7.61