DE1132200B - Elektrische Baueinheit, bei der Schaltroehren auf einer mit gedruckten Leitungszuegen versehenen Isolierstoffplatte befestigt und damit elektrisch verbunden sind, und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

C 22590 IXd/ 21a⁴

ANMELDETAG: 21. OKTOB E R 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 28. JUNI 1962

Die Erfindung betrifft eine elektrische Baueinheit, bei der Schaltröhren auf einer mit gedruckten Leitungszügen versehenen Isolierstoffplatte befestigt und damit elektrisch verbunden sind, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Eine Schaltröhre hat äußerlich eine gewisse Ähnlichkeit mit einer Radioröhre. Sie hat einen allseitig geschlossenen Kolben, beispielsweise einen Glaskolben, an dessen einem oder beiden Enden ein oder mehrere Kontaktstifte herausragen. Im Innern enthält die Röhre im wesentlichen einen Anker und einen oder mehrere Schaltkontakte. Die Schaltkontakte können quecksilberbenetzte Kontakte oder trockene Kontakte sein. Setzt man eine solche Schaltröhre in eine Erreger- oder Steuerwicklung ein, so erhält man ein Relais, beispielsweise ein Relais mit Arbeits- und Ruhekontakt. Infolge der hervorragenden Eigenschaften der Schaltröhren, wie z.B. Unempfindlichkeit gegenüber Einflüssen der Atmosphäre, gleichbleibende Arbeitscharakteristik, hohe Empfindlichkeit und sichere Kontaktgabe über eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer hin, hat ein solches Relais wesentliche Vorteile gegenüber den bisher gebräuchlichen Telefonrelais.

Infolge ihrer Kosten wurden Schaltröhren bisher nur dort eingesetzt, wo sie wegen ihrer überlegenen Eigenschaften unentbehrlich waren. Mit ihrer zunehmenden Verbilligung durch Massenfertigung hat die Verwendung von Schaltröhren erheblich zugenommen. Insbesondere für Maschinen der Datenverarbeitung sind sie heute unentbehrlich. Da diese Maschinen eine große Anzahl von Relais benötigen, hat man aus Gründen der Fertigung, der Übersichtlichkeit und der Wartung dieser Maschinen bereits vorgeschlagen, eine Mehrzahl von Schaltröhrenrelais zu einer elektrischen Baueinheit zusammenzufassen. Die bisher bekannten Einheiten dieser Art weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen hinsichtlich ihrer Herstellung, Genauigkeit, Montage usw. auf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer elektrischen Baueinheit, bei der Schaltröhren auf einer mit gedruckten Leitungszügen versehenen Isolierstoffplatte befestigt und damit elektrisch verbunden sind, und eines Verfahrens zu ihrer Herstellung derart, daß die elektrische Baueinheit allen Anforderungen der Praxis entspricht, insbesondere leicht und mit geringen Kosten auch in Massenfertigung hergestellt werden kann, leicht auswechselbar ist, einen geringen Umfang und ein geringes Gewicht hat, betriebssicher arbeitet und Störungen anderer Teile der Maschine, beispielsweise Elektrische Baueinheit, bei der Schaltröhren auf einer mit gedruckten Leitungszügen

versehenen Isolierstoffplatte befestigt

und damit elektrisch verbunden sind,

und Verfahren zu ihrer Herstellung

Anmelder:

C. P. Clare & Company,
Chicago, 111. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. W. Schmidt, Patentanwalt, München 5, Buttermelcherstr. 19

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Oktober 1959 (Nr. 848 448)

Arthur J. Koda, Morton Grove, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

2 _

durch Auslaufen von Quecksilber bei Beschädigung einer Schaltröhre, nach Möglichkeit vermeidet. Die elektrische Baueinheit soll ferner leicht und sicher montiert sein, d.h., sie soll so ausgebildet sein, daß ihre Teile stets in genau der gleichen mechanischen und elektrischen Anordnung auch von ungeübten Kräften zusammengesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltröhren und die Isolierstoffplatte mit einer dünnen, elastischen Schicht aus Isoliermaterial überzogen sind, die mit diesen Teilen so verbunden ist, daß sie die Platte, die gedruckte Schaltung und die Schaltröhren abdeckt, isoliert und in ihrer gegenseitigen Stellung fixiert.

Es ist bereits bekanntgeworden, die Einzelteile elektrischer Baueinheiten verschiedener Art durch eine Vergußmasse zu fixieren. Es ist ferner bekanntgeworden, diese Vergußmasse in einem flexiblen Beutel aus Kunststoff oder Papier anzuordnen, der auf die elektrische Baueinheit aufgebracht wird, wo die Vergußmasse erstarrt, so daß der Beutel mit der Vergußmasse später von der elektrischen Baueinheit abgehoben werden kann, beispielsweise um Repara-

so türen der Einzelteile vorzunehmen.

Diese bekannten Anordnungen haben den Nachteil, daß die der Fixierung der Einzelteile dienende

209 617/285

3 4

Abdeckung verhältnismäßig schwer ist, was die gleicher Weise eine Kunststoffolie auf die andere elektrische Baueinheit gewichtsmäßig unverhältnis- Seite der elektrischen Baueinheit aufgebracht. Durch mäßig stark belastet. Darüber hinaus ist die Fixie- die Erweichung der Folie und die Anlegung eines rung der Einzelteile der elektrischen Baueinheit ins- Vakuums von unten her wird erreicht, daß die Folie besondere bei der letztgenannten Ausbildung ver- 5 sich allen Teilen der elektrischen Baueinheit innig hältnismäßig gering, da die Vergußeinheit nur lose anschmiegt.

aufliegt und jederzeit abgehoben werden kann, so Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

daß die Einzelteile nicht durch Klebwirkung fixiert Zeichnung veranschaulicht.

sind. Fig. 1 ist eine Aufsicht einer Schalteinheit nach

Demgegenüber weist die elektrische Baueinheit io der Erfindung;

nach der Erfindung den Vorteil auf, daß sie klein Fig. 2 ist eine Seitenansicht, von rechts der Fig. 1

und leicht ist, so daß sie keine besondere Halte- gesehen;

vorrichtung benötigt und bereits durch Einsetzen des Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt nach Linie 3-3

als Mehrfachstecker ausgebildeten Randes in eine der Fig. 1; zugehörige Steckdose gehalten wird. Die einzelnen 15 Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Schalt-Teile sind gegen die Einwirkung der Atmosphäre einheit und der auf diese aufzubringenden Kunstweitgehend geschützt, sie sind darüber hinaus isoliert stoffolie.

und fixiert. Bei Beschädigung einer Schaltröhre Die in der Zeichnung dargestellte kombinierte

können kerne Störungen anderer TeDe verursacht Schalteinheit ist mit dem allgemeinen Bezugswerden, da durch den Kunststoffüberzug ein Aus- 20 zeichen 10 bezeichnet. Sie enthält eine Platte 12 aus kufen von Quecksilber verhindert wird. Das Ver- Isoliermaterial, die mit einer gedruckten Schaltung fahren nach der Erfindung hat ferner den Vorteil, versehen ist. Die gedruckte Schaltung enthält eine daß keine besonders hohen Temperaturen oder Mehrzahl von metallenen Zungen oder Streifen 14. Drücke erforderlich sind, die bei gasgefüllten oder Die Platte 12 enthält ferner erne Mehrzahl von Bohevakuierten Schaltröhren nicht anwendbar wären. 25 rungen 16 sowie drei miteinander in Verbindung Es ist auch ohne weiteres möglich, schadhafte Teile stehende Aussparungen 18, in welche die Schaltauszuwechseln, indem man die Folie um diese Teile röhren eingesetzt werden. Bei der Montage der herum mit einem Messer ausschneidet. Einer der Schalteinheit 10 werden drei Schaltröhren 20 in die Hauptvorteile im Zusammenhang mit einer elek- zugehörigen Steuerwicklungen 22 (Spulen) eingesetzt trischen Baueinheit nach der Erfindung ist das ge- 30 und die von den Spulen 22 umgebenen Schaltröhren ringe Gewicht der Isolierschicht. so in die Aussparungen 18 der Platte 12 eingesetzt,

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist die daß die Kontaktstifte (Ausleitungen) der Schalt-Folie durchsichtig, so daß defekte Teile bereits durch röhren 20 die Enden der Streifen 14 der gedruckten den Anblick erkannt werden können. Ferner sind die Schaltung berühren. Die Schaltstifte werden dann Schaltröhren von einer Steuerwicklung umgeben, 35 mit den Streifen 14 verlötet; die Ausleitungen der welche direkt auf jede der Schaltröhren gewickelt Spulen 22 werden ebenfalls mit Teilen der gedruckist, wobei die dünne, elastische Schicht aus Isolier- ten Schaltung verlötet.

material mit den Steuerwicklungen verbunden ist, Um die Schalteinheit 10 zu isolieren, zu versteifen

um diese abzudecken, zu isolieren und in ihrer Lage und vor mechanischen Beschädigungen zu schützen gegenüber der Platte zu fixieren. Die Platte ist dabei 40 und um die Schaltröhren20 und die Spulen22 gegenvorzugsweise mit Aussparungen versehen, in denen über der Platte 12 in fixierter Stellung zu halten, sind die Schaltröhren mit ihren Steuerwicklungen ange- zwei Schichten 24 und 26 (Fig. 3) aus Isoliermaterial ordnet sind, wodurch die Lage der Schaltröhren und vorgesehen. Die Oberseite der Platte 12, einschließder Steuerwicklungen zwangläufig festgelegt wird, lieh der frei liegenden Teile der Streifen 14, der geso daß Ungenauigkeiten bei der Montage vermieden 45 druckten Schaltung, der Schaltröhren 20 und der werden. Auf jeder Seite der Isolierstoffplatte ist eine Spulen 22, wird mit einem Bindemittel oder Kleb-Lage der dünnen, elastischen Schicht angeordnet stoff bestrichen und dann erne Platte oder Folie 24 und mit der Oberfläche der Platte und den an ihr (Fig. 4), beispielsweise aus einem unter Wärmeeinbefestigten Teilen verbunden. fluß weich werdenden Kunststoff, in die Nähe der be-

Das Verfahren zur Herstellung einer elektrischen 50 strichenen Flächen gebracht. Die Platte oder Folie 24 Baueinheit nach der Erfindung besteht darin, daß wird alsdann einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt, um auf jede der Schaltröhren eine Steuerwicklung auf- sie zu erweichen. Sodann wird von unten her ein gesetzt wird, daß die Schaltröhren und die Steuer- Vakuum an die Platte 12 angelegt, welches durch wicklungen mit der gedruckten Schaltung verbunden die Bohrungen 16 und die freien Teile der Öffwerden und daß eine dünne, elastische Schicht aus 55 nungen 18 hindurch auf die erweichte Folie 24 ein-Isoliermaterial so mit der Platte, den Schaltröhren wirkt und sie in innige Berührung mit den anlie- und den Steuerwicklungen verbunden wird, daß genden Flächen der Schalteinheit 10 bringt; hierdiese Teile abgedeckt, isoliert und mechanisch fixiert durch wird die Schalteinheit isoliert und gegen werden. Zu diesem Zweck wird zunächst die Platte äußere Beschädigungen geschützt. Gleichzeitig wermit den Schaltröhren und den Steuerwicklungen mit 60 den die Spulen 22 und die Schaltröhren in der geeinem Bindemittel überzogen und dann eine durch wünschten Stellung gegenüber der Platte 12 fixiert. Wärmeeinwirkung erweichte Kunststoffolie auf die In ähnlicher Weise wird danach die zweite Seite der eine Seite der elektrischen Baueinheit aufgebracht. Schalteinheit mit einer isolierenden Schicht 26 (Fig. 3) Hierbei wird von der Unterseite der Isolierstoffplatte überzogen.

her durch Öffnungen derselben hindurch ein Vakuum 65 Die Platte 12 soll nunmehr im einzelnen beschriean die Unterseite der Kunststoffolie angelegt. Die ben werden. Sie besteht aus irgendeinem geeigneten, elektrische Baueinheit wird alsdann umgedreht, die dielektrischen Material; die leitenden Teile der geöffnungen der Isolierstoffplatte durchstochen und in druckten Schaltung können auf einer oder auf bei-

5 6

den Seiten der Platte angeordnet sein. Sie können in Nach der beschriebenen Verbindung der Steuerirgendeiner an sich bekannten Art ausgebildet sein. wicklungen 22 und der Schalteinheiten 20 mit der Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- Platte 12 wird die Schalteinheit 10 mit dem isoliebeispiel sind die leitenden Streifen 14 der gedruckten renden Schutzüberzug versehen, der gleichzeitig die Schaltung so ausgebildet, daß sie mit den Kontakt- 5 Spulen 22 in der gewünschten Stellung gegenüber stiften der Schaltröhren 20 verbunden werden kön- der Platte 12 hält. Dies geschieht durch Verbindung nen. Die Vorderseite der Platte 12 enthält ferner der einen Seite der Schalteinheit mit einer dünnen zwei metallene Streifen 28 und 30, die zur Verbin- Schicht 24 (Fig. 3) und der anderen Seite der Schaltdung mit den Steuerwicklungen 22 dienen. Jeder der einheit mit einer ähnlichen Schicht 26 aus dielek-Streifen 14, 28 und 30 enthält ein verbreitertes io irischem Material. Die Aufbringung der beiden Ende 14 a, 28« bzw. 30 a, welches in der Nähe der Schichten geschieht folgendermaßen: Zunächst wird Kante 12 α der Platte 12 angeordnet und zwecks die obere Seite der in Fig. 4 dargestellten Schaltguter Kontaktgabe mit einem Edelmetall od. dgl., bei- einheit, bestehend aus der Platte 12 mit den leispielsweise mit Gold, überzogen ist; dieses Ende der tenden Streifen 14, 28 und 30 und den frei liegenden Platte 12 stellt einen Mehrfachstecker dar, der in 15 Teilen der Schaltröhren 20 und der Spulen 22, mit eine entsprechende Mehrfachsteckdose eingesetzt einem geeigneten Bindemittel bestrichen. Das in der werden kann. Die anderen Enden der Streifen 14 Zeichnung linke Ende 12 a der Platte 12 mit den sind in der Nähe der Aussparungen 18 angeordnet, verbreiterten Kontaktstreifen 14 a, 28 α und 30 α wird um mit den Kontaktstiften der Schaltröhren 20 ver- nicht mit dem Bindemittel bestrichen und mit Folie bunden zu werden. 20 überzogen, da es als Mehrfachstecker verwendet

Die Schaltröhren 20 können in irgendeiner an sich wird.

bekannten Art ausgebildet sein. Jede der Schalt- Die Platte 12 wird dann in eine geeignete Halteröhren 20 enthält einen luftdichten, im allgemeinen vorrichtung einer Maschine zur Aufbringung einer länglichen, dielektrischen Kolben 32, beispielsweise Kunststoffolie eingelegt. Eine solche Maschine entaus Glas, an dessen Enden eine Mehrzahl von 25 hält eine Vakuumleitung oder einen Vakuumbehälter, elektrisch leitenden Stiften (Kontaktstiften) heraus- dessen Vakuum an die Unterseite der Platte 12 anragen. Die in der Zeichnung dargestellten Schalt- gelegt wird, und Mittel zum Halten eines Blattes röhren 20 sind solche mit quecksilberbenetzten oder einer Folie 24 aus dielektrischem Material in Kontakten; sie haben eine Ankerklemme 34 (Kon- einer solchen Lage, daß die Folie sich in der Nähe taktstift), die auf der einen Seite des Kolbens 32 her- 30 der Oberseite der Platte 12 befindet, wobei oberhalb ausragt, und wenigstens zwei Kontaktstifte 36, die der Folie eine Wärmequelle angeordnet ist, beispielsam anderen Ende des Kolbens 32 herausragen. Der weise Infrarotlampen. Sobald die Folie 24, beispielsdielektrische Kolben 32 der Schaltröhren der ge- weise eine solche aus Vinylkunststoff in einer Stärke nannten Art enthält ein oder mehrere magnetische von etwa 0,13 mm, durch die Einwirkung der Hitze Schaltelemente, die durch ein äußeres Feld betätigt 35 weich geworden ist, wird das Vakuum angestellt, werden können, um Stromkreise zwischen den Kon- welches durch die Öffnungen 18 und die Bohtaktstiften, beispielsweise den Kontaktstiften 34 rungen 16 hindurch auf die Folie 24 einwirkt und sie und 36 oder zwischen den beiden Kontaktstiften 36, in innige Berührung mit allen Teilen der oberen zu schließen oder zu unterbrechen. Fläche der Platte 12, der leitenden Streifen 14, 28

Zwecks Montage der kombinierten Schalteinheit 40 und 30, der Schaltröhren 20 und der Spulen 22 nach der Erfindung werden drei Schaltröhren 20 in bringt. Infolge des plastischen Zustandes der durch je eine Steuerwicklung oder Spule 22 eingesetzt; die die Hitze erweichten Folie und des Vakuums, welches Spulen 22 mit den Schaltröhren 20 werden alsdann sie nach unten zu ziehen sucht, fließt die Folie um in die drei Aussparungen 18 der Platte 12 eingesetzt. die vorspringenden Teile herum, so daß sie in innigen Die Enden der Stifte 34 werden in schmale Aus- 45 Eingriff mit allen vorstehenden Teilen kommt, wosparungen 18 a am Ende der Öffnungen 18 einge- durch die Oberseite der Schalteinheit sowohl gegen setzt; die Stifte 36 werden auf die Enden der lei- die Atmosphäre abgedichtet als auch mit einem tenden Streifen 14 aufgelegt. Die Stifte 36 werden dielektrischen, nichtleitenden Überzug versehen dann mit den darunterliegenden Teilen der leitenden wird. Darüber hinaus hält die Folie 24 die Steuer-Streifen 14 verlötet und auf diese Weise elektrisch 50 wicklungen und die Schaltröhren gegen jede Ver- und mechanisch mit der Platte und der gedruckten Schiebung.

Schaltung verbunden. Gewünschtenfalls kann bei den Danach wird die Platte 12 umgedreht und die

Aussparungen 18 α ein Metallstück vorgesehen sein, andere Seite der Schalteinheit in genau der gleichen

um die Stifte 34 mechanisch mit der Platte 12 zu Weise mit einer zweiten Folie 26 (Fig. 3) überzogen,

verbinden. Die drei Spulen 22 sind in Reihe geschal- 55 Es empfiehlt sich hierbei, vor Anlegung des Vakuums

tet. Das eine Ende der links in Fig. 1 dargestellten an die jetzt unten liegende erste Seite diejenigen

ersten Steuerwicklung ist mit dem Kontaktstreifen 28 Teile der Schicht 24 zu durchstechen, welche die

verbunden; ihr anderes Ende ist mit einem leitenden Bohrungen 16 bedecken. Nachdem beide Seiten der

Plättchen 38 der gedruckten Schaltung verbunden, Platte mit einer Folie überzogen sind, werden die

mit dem auch das eine Ende der zweiten Spule 22 60 über die Platte 12 hinausragenden Teile der Folien 24

verbunden ist. Das andere Ende der zweiten Spule und 26 entfernt.

ist mit einem Plättchen 14 verbunden, mit dem das Die kombinierte Schalteinheit nach der Erfindung

eine Ende der dritten Spule 22 verbunden ist. Das zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus.

freie Ende der dritten Spule 22 ist mit dem Kontakt- Sie ist klein und leicht, so daß sie keine besondere

streifen 30 verbunden. Die Spulen 22 sind somit in 65 Haltevorrichtung benötigt und bereits durch Ein-

Reihe geschaltet und erhalten Strom, wenn die Kon- setzen des als Mehrfachstecker ausgebildeten Randes

taktstücke 28 α und 30 α der Streifen 28 und 30 mit in eine entsprechende Steckdose gehalten wird. Sie

einer Stromquelle verbunden werden. ist leicht und narrensicher zusammenzusetzen. Die

einzelnen Teile sind gegen die Einwirkung der Atmosphäre geschützt, sie sind darüber hinaus isoliert und in ihrer gegenseitigen Lage fixiert. Bei Beschädigung einer Schaltröhre können keine Störungen anderer Teile verursacht werden, da durch den Kunststoffüberzug ein Auslaufen von Quecksilber verhindert wird.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrische Baueinheit, bei der Schaltröhren auf einer mit gedruckten Leitungszügen versehenen Isolierstoffplatte befestigt und damit elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltröhren (20) und die Isolierstoffplatte (12) mit einer dünnen, elastischen Schicht (24, 26) aus Isoliermaterial überzogen sind, die mit diesen Teilen so verbunden ist, daß sie die Platte (12), die gedruckte Schaltung (14) und die Schaltröhren (20) abdeckt, isoliert und in ihrer gegenseitigen Stellung fixiert.

2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne, elastische Schicht (24, 26) aus Isoliermaterial durchsichtig ist.

3. Baueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltröhren (20) von einer Steuerwicklung (22) umgeben sind und daß die Schicht (24, 26) aus Isoliermaterial mit den Steuerwicklungen verbunden ist, um diese abzudecken, zu isolieren und in ihrer Lage gegenüber der Platte (12) zu fixieren.

4. Baueinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (12) Aussparungen (18) enthält, in denen die Schaltröhren (20) mit ihren Steuerwicklungen (22) angeordnet sind, und daß auf jeder Seite der Platte (12) eine Lage (24, 26) der isolierenden Schicht angeordnet und mit der Oberfläche der Platte (12) und den auf ihr befestigten Teilen verbunden ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf jede der Schaltröhren eine Steuerwicklung aufgesetzt wird, daß die Schaltröhren und die Steuerwicklungen mit der gedruckten Schaltung verbunden werden und daß eine dünne, elastische Schicht aus Isoliermaterial so mit der Platte, den Schaltröhren und den Steuerwicklungen verbunden wird, daß diese Teile abgedeckt, isoliert und mechanisch fixiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Platte mit den Schaltröhren und den Steuerwicklungen mit einem Bindemittel überzogen wird und daß dann eine Kunststoffolie auf die Oberfläche dieser Teile aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie vor ihrer Aufbringung durch Wärmeeinwirkung erweicht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung und Vereinigung der Kunststoffolie mit den zu bedeckenden Flächen durch Anlegung eines Vakuums, welches von der Unterseite der Platte her durch Öffnungen derselben hindurchwirkt, verbessert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1148 468;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 809 576.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 617/285 6.