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Elektrisches Verbindungselement Die elektrischen und elektronischen
Geräte neuerer Bauart werden immer häufiger unterteilt in verschiedene, meist sehr
zahlreiche feste Gruppen von Schaltungselementen, die im folgenden Schaltsätze genannt
werden und die unter sich zum Aufbau der Gesamtschaltung des Gerätes durch elektrische
Leiter verbunden sind. Da jeder dieser Schaltsätze leicht beweglich sein muß, müssen
die elektrischen Verbindungsleitungen leicht und schnell lösbar sein, wie oft auch
immer dies erforderlich wird.
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Es ist üblich, diese Verbindungen im allgemeinen mit Hilfe von Steckverbindungen
zu bewerkstelligen, die ihrerseits aus männlichen und weiblichen Steckteilen bestehen,
an die die Verbindungsleitungen angeschweißt oder angelötet sind. Diese Gestaltung
ist mechanisch kompliziert, ergibt nach einiger Zeit Fehlkontakte und nimmt im Verhältnis
einen zu großen Raum ein, da diese Apparate kleine Gesamtdimensionen haben und sehr
weitgehend unterteilt sind.
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Das Ziel der Erfindung ist, ein Verbindungselement zu schaffen, das
es erlaubt, in einfacher Weise eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktstücken
verschiedener Schaltelemente oder Schaltsätze innerhalb von elektrischen oder elektronischen
Geräten zu schaffen und dabei die obenerwähnten Nachteile der bekannten Ausführungen
zu vermeiden.
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Zu diesem Zwecke ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Verbindungselement
eine elastisch zusammendrückbare Polsterunterlage aufweist, auf deren einer Seite
unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht ein System von biegsamen, geschmeidigen
Stromleitbahnen aus elektrisch leitendem Material aufgebracht ist.
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Um die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktstücken der Schaltsätze
und den Stromleitbahnen, die von den erwähnten leitenden Metallstreifen gebildet
werden, herzustellen, genügt es, die Kontaktstücke an vorbestimmten Stellen dieser
Stromleitbahnen in einer senkrecht zur Fläche des Polsters verlaufenden Richtung
mit einem Druck aufzubringen, der auf den Stromleitbahnen leichte, auf die Kontaktbereiche
beschränkte Eindrücke verursacht, und zwar auf Grund der elastischen Zusammendrückbarkeit
des darunter befindlichen Polsters.
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Die Stromleitbahnen können in an sich bekannter Weise schon von Anfang
an einen Verlauf und Umriß aufweisen, die den herzustellenden Verbindungen entsprechen.
Man kann aber auch diese Stromleitbahnen in ebenfalls an sich bekannter Weise zunächst
in der Form eines geschlossenen Netzes aufbringen, das dann zunächst noch überflüssige
elektrische Verbindungen aufweist, die dann aber für den speziellen vorgegebenen
Fall nachträglich beseitigt werden können, und zwar durch Einschnitte oder Perforationen,
die die Verbindung zwischen den einzelnen getrennt zu haltenden Stromleitbahnen
an den gewünschten Punkten aufheben.
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Andere neuartige Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden,
an Hand der Zeichnung erläuterten Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele des
Gegenstandes der Erfindung. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung
einer ersten Ausführungsform, Fig.2 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Verbindungselement, Fig. 3 a einen ebensolchen
Schnitt in einem anderen Bearbeitungsstadium, Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung,
welche die Anwendung des Verbindungselements bei der Herstellung von elektrischen
Verbindungen zwischen zwei Schaltsätzen zeigt, Fig.5 das Schaltbild des einen der
Schaltsätze nach Fig. 4.
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Das in Fig. 1 wiedergegebene Verbindungselement umfaßt in erster Linie
ein Unterlagpolster 1 von wenigen Millimetern Stärke. Dieses Polster besteht aus
elastisch zusammendrückbarem natürlichem
oder künstlichem Werkstoff,
z. B. aus Gummi. Das Polster kann natürlich auch aus mit einer dünnen, geschmeidigen
Abdeckung versehenen, regelmäßig verteilten Federn -bestehen. Die Aufgabe dieses
Polsters ist es, elastisch nachgiebig gegenüber. allen ungefähr senkrecht auf seine
Ebene wirkenden Druckkräften zu wirken.
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Auf dem Polster 1 sind die eigentlichen Stromleitbahnen 2 in Form
von dünnen, schmalen Streifen aus elektrisch leitendem Werkstoff, vorzugsweise aus
Metall, angebracht, und zwar unter Zwischenschaltung einer Folie 3 aus geschmeidigem,
biegsamem und isolierendem Werkstoff, wobei diese Folie ebenfalls sehr dünn, aber
breiter als das gesamte System der Stromleitbahnen 2 ist.
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Die Isolierstoffolie 3 kann aus irgendeinem der zahlreichen elektrisch
isolierenden, vorbekannten und in Form dünner Folien großer Biegsamkeit und Geschmeidigkeit
erhältlichen Werkstoffe, z. B. aus Polyvinylchlorid, bestehen.
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Die Stromleitbahnen 2 können aus Metallfolien ausgeschnitten sein.
Sie können aber auch durch Verweben von stromleitenden Drähten in der Form eines
flachen und dünnen Flechtbandes hergestellt sein. Wenn die Stromleitbahnen nicht
von vornherein in der vorgesehenen Form hergestellt -sind, können sie auch aus miteinander
durch Schweißung, Heftung od. dgl. verbundenen Einzelstücken zusammengesetzt sein.
Sie bilden zusammen ein Muster, das entsprechend der vorgesehenen Anwendung des
Verbindungselementes gestaltet ist.
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Dieses Muster kann von vornherein den herzustellenden elektrischen
Verbindungen im Hinblick auf den vorgesehenen Anwendungsfall entsprechen, wie dies
aus Fig. 4 zu entnehmen und später erläutert ist.
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Die Stromleitbahnen können aber auch zunächst in der Form eines zusammenhängenden,
geometrischen, netzartigen Musters geschaffen sein, wobei sich dieses Muster in
bestimmten Abständen wiederholt. Ein solcher Fall ist in Fig. 2 gezeigt, wo die
Stromleitbahnen mit 2a bezeichnet sind. Letztere hängen dabei noch mit überzähligen,
elektrisch leitenden Brücken aneinander, um die Zahl der Verwendungsmöglichkeiten
eines solchen Ausgangsproduktes zu erhöhen. Für jeden vorgesehenen Anwendungsfall
werden die in diesem Falle überflüssigen Verbindungsbrücken nachträglich, d. h.
zum Beispiel auch nach dem Aufbringen auf die isolierende Zwischenschicht 3, entfernt,
und zwar durch Schnitte oder Perforationen, die die elektrische Verbindung an den
gewünschten Stellen unterbricht. Bei der Verwendung eines solchen sich in bestimmten
Abständen wiederholenden Musters können die Stromleitbahnen aus einer breiten metallischen
Bahn durch fortlaufendes, schrittweises Stanzen auf der Presse bei automatischem
Vorschub dieser Bahn erhalten werden. Nach diesem Ausstanzen sind die Stromleitbahnen
2a ebenfalls auf eine Isolierstoffbahn 3 aufzubringen, die breiter ist als die Metallbahn
vor dem Zerteilen. Dabei kann z. B. das Muster der Strom-Leitbahnen 2 nach Fig.
1. aus dem Muster 2a nach Fig. 3 durch Ausstanzen gewisser Teile in der richtigen
Zuordnung der einzelnen Stromleitbahnen zueinander erhalten werden.
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Um die Stromleitbahnen 2 oder 2 a auf der isolierenden Trägerfolie
3 zu fixieren, kann man diese Stromleitbahnen und die Trägerfolie 3 mit einer zweiten
dünnen Isolierstoffolie 4 abdecken, die noch dünner sein kann als die Folie 3 (s.
Fig. 3). Diese beiden Folien werden dann aneinandergeklebt oder unter Erwärmung
miteinander verschweißt, und zwar an allen Stellen, wo sie sich ohne Zwischenschaltung
von Stromleitbahnen miteinander in Berührung befinden. Danach kann man die Oberfläche
der Stromleitbahnen an allen jenen Punkten 5 (Fig. 3 a) freilegen, wo man ein Kontaktstück
auf eine solche Stromleitbahn aufdrücken will. Das Freilegen an den Kontaktpunkten
5 kann durch Herausnehmen eines entsprechenden Stückes aus der oberen Isolierstofffohe
4 mit Hilfe eines von Hand oder maschinell zu bedienenden Werkzeugs durchgeführt
werden.
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Bei einer anderen Ausführungsart können an den freizulegenden Stellen
5 von vornherein in der abdeckenden Isolierstoffolie durch Perforierung gewonnene
entsprechende Fenster vorgesehen sein.
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Die Abdeckung der- Stromleitbahnen 2 und 2a kann auch ohne Verwendung
einer zweiten Isolierstoffoliä 4, nämlich durch das Aufbringen einer Lösung eines
isolierenden Stoffes bewirkt werden, welcher nach dem Trocknen einen Schutzfilm
mit ähnlichen Wirkungen wie die Isolierstoffolie 4 bildet, wobei die Freilegung
der Stromleitbahnen an den Punkten 5 wieder wie im vorerwähnten Fall durch Entfernen
des überzugsfilmes an diesen Stellen erfolgen oder dadurch, daß diese Stellen von
vornherein gegen das Auftragen von Lösung gesichert werden.
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Die leichte Einhüllung der Stromleitbahnen 2, wie sie in den Fig.
3 und 3 a zu erkennen ist, genügt, um diese Stromleitbahnen am vorgesehenen Platz
zu halten, da bei der Benutzung des Verbindungselementes ja ausschließlich Kräfte
ausgeübt werden, die senkrecht zu seiner Unterlage (Folie 3 und Polster 1) verlaufen
und die Stromleitbahnen gegen diese Unterlagen zu drücken bestrebt sind.
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Die für die Bildung der Stromleitbahnen einerseits und für ihre isolierende
Einhüllung andererseits verwendeten Stoffe sind von solch geringer Stärke, daß dieses
gesamte Gebilde wegen seiner Geschmeidigkeit Eindrücke erleiden kann, die auf die
Stellen des Andrückens der Kontaktstücke beschränkt sind, zwischen denen die elektrischen
Verbindungen hergestellt werden sollen. Diese Eindrücke werden durch die elastische
Nachgiebigkeit des Polsters 1 möglich.
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Die Mittel zum Fieren der Stromleitbahnen auf der Trägerfolie 3 sind
vorstehend nicht erschöpfend aufgezählt. Man kann statt dessen z. B. eine Fixierung
durch Heften oder Nieten vorsehen, wobei die Heftklammern oder Niete die Stromleitbahnen
und die Trägerfolie durchdringen.
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Die durch die Befestigung der Stromleitbahnen 2 oder 2 a auf der isolierenden
Trägerfolie 3 erhaltene flache Schaltung kann im gegebenen Fall zum Beseitigen der
bei der vorgesehenen Art der Anwendung überflüssigen elektrischen Verbindungen auf
die gewünschte Länge abgeschnitten, durchstanzt oder zerteilt werden, um dann auf
dem elastischen Polster 1 in endgültiger Weise durch Schweißen, Kleben, Heften od.
dgl. oder in lösbarer Weise durch geeignete Verbindungsmittel, wie Druckknöpfe,
befestigt zu werden.
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Die Fig. 4 gibt die Anwendung des Verbindungselementes bei der Herstellung
elektrischer Verbindungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltsätzen 6 wieder.
Im
dargestellten Beispiel ist jeder Schaltsatz auf einer Platte aufgebaut, die als
Träger der den Schaltsatz bildenden elektrischen Elemente dient. Im vorliegenden
Fall handelt es sich bei jedem Schaltsatz um eine vierpolige Einheit, die jeweils
aus drei Widerständen7 und einem Kondensator8 aufgebaut ist und die jeweils zwei
Eingangsanschlüsse (Kontaktstücke9) und zwei Ausgangsanschlüsse (Kontaktstücke 10)
aufweist.
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Gemäß Fig. 4 sind die Ausgangskontaktstücke 10 des rechten Schaltsatzes
6 durch Stromleitbahnen 2 mit den Eingangskontaktstücken 9 des linken Schaltsatzes
6 verbunden.
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Die Kontaktberührung kommt zustande, wenn die Kontaktstücke 9 und
10 der Trägerplatten der Schaltsätze 6 auf die Stromleitbahnen 2 durch eine Translätionsbewegung
dieser Platten innerhalb ihrer Ebene aufgedrückt werden. Diese Bewegung wird durch
eine nicht gezeichnete Gleitführung längs der seitlichen Ränder der Platten bestimmt.
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Das beschriebene Verbindungselement läßt sich nicht nur - wie beschrieben
- auf ebenen Flächen anwenden. Dies ist auch bei allen anderen abwickelbar gebogenen
Flächen möglich. Andererseits können auch beispielsweise die Stromleitbahnen 2 und
2 a unmittelbar auf dem Polster 1 befestigt sein, wenn dessen Werkstoff, zumindest
an der Oberfläche, die erforderlichen Isoliereigenschaften aufweist.