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Anordnung und Verfahren zum schaltungsmäßigen Verbinden einer Anzahl
von übereinandergestapelten Schaltplatten in Modulbauweise Die Erfindung bezieht
sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zum schaltungsmäßigen Verbinden einer
Anzahl von übereinandergestapelten Schaltplatten in Modulbauweise für elektrische
Nachrichtengeräte, von denen jede mehrere abstehende Anschlußleiter aufweist.
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Bekanntlich können elektronische Schaltungsanordnungen in Modulbauweise
mit sehr kleinen Abmessungen hergestellt und durch Aufeinanderstapeln sehr eng zusammengepackt
werden. Durch Anwendung von gedruckten Schaltungselementen ist es beispielsweise
möglich, einen vollständigen Multivibrator in einem Modul unterzubringen, der nur
etwa 6 mm breit und 0,8 mm dick ist. Bei so kleinen Abmessungen kann die schaltungsmäßige
Verbindung der einzelnen Schaltplatten nicht mehr nach den herkömmlichen Verdrahtungsmethoden
erfolgen.
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Zur Lösung dieses Problems ist es bereits bekannt, auf jeder Seite
des Stapels der Schaltplatten ein einziges Blatt aus Isoliermaterial anzubringen,
auf dem leitende Streifen geformt sind, die senkrecht verlaufen und mit den übereinanderliegenden
Anschlußleitern der einzelnen Schaltplatten verbunden sind. Bei dieser Anordnung
verbindet ein durchgehender leitender Streifen sämtliche übereinanderliegende Anschlußleiter.
Die leitenden Streifen können auch unterteilt sein, so daß nicht sämtliche Anschlußleiter
der entsprechenden Reihe mit der gleichen äußeren Anschlußklemme verbunden werden
müssen.
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Mit diesen bekannten Anordnungen ist es nicht möglich, eine vollständige
schaltungsmäßige Verbindung der Schaltplatten jeder beliebigen Baugruppe herzustellen.
Wenn beispielsweise ein Anschlußleiter einer Reihe mit einem Anschlußleiter eines
anderen Moduls in einer anderen Reihe verbunden werden soll, sind komplizierte äußere
Verbindungen erforderlich. Wenn bestimmte Anschlußleiter nicht angeschlossen werden
sollen, müssen die entsprechenden leitenden Streifen auf dem Blatt vollständig entfallen.
Dann können aber auch die anderen Anschlußleiter der gleichen Reihe nicht ausgenutzt
werden.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung, mit der alle
beliebigen schaltungsmäßigen Verbindungen zwischen den Anschlußleitern der übereinandergestapelten
Schaltplatten auch bei kleinsten Abmessungen auf einfache Weise hergestellt werden
können.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an dem Stapel der
Schaltplatten eine Anzahl von elektrisch leitenden Blättern parallel zueinander
und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind, von denen jedes mit einer .Anzahl
von Öffnungen versehen ist, die so angeordnet sind, daß die Anschlußleiter hindurchgeführt
und mit bestimmten Blättern elektrisch verbunden werden können.
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Die nach der Erfindung ausgebildete Anordnung ermöglicht die Herstellung
jeder gewünschten inneren Schaltungsverbindung in derBaugruppe; äußereKlemmen sind
nur zur Zuführung der Spannungen bzw. zum Einbringen und Entnehmen der Signale erforderlich.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist dabei außerordentlich vielseitig, da sie sich
ohne Änderung jeder noch so komplizierten Schaltung anpassen läßt. Beim Aufbau der
einzelnen Schaltplatten braucht auf die spätere schaltungsmäßige Verbindung keine
Rücksicht genommen zu werden, da jede gewünschte Verbindung einfach dadurch hergestellt
werden kann, daß der betreffende Anschlußleiter mit dem richtigen leitenden Blatt
verbunden wird. Wenn beispielsweise zwei Anschlußleiter nur miteinander, aber nicht
mit irgendeinem anderen Anschlußleiter verbunden werden sollen, wird so vorgegangen,
daß die beiden Anschlußleiter mit dem gleichen leitenden Blatt verbunden werden
und daß mit diesem leitenden Blatt kein weiterer Anschlußleiter mehr verbunden wird.
Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die elektrisch leitenden
Blätter zu einem Stapel zusammengefaßt sind, der an der einen Seite des Stapels
der Schaltplatten anliegt, daß sich die Öffnung in allen leitenden Blättern so decken,
daß eine Anzahl von durch den Stapel hindurchgehenden Löchern besteht, und daß jeder
der Anschlußleiter in eines der Löcher ragt und mit einem der leitenden Blätter
verbunden ist.
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Wenn die Schaltplatten so ausgebildet sind, daß an mehreren Seiten
Anschlußleiter abstehen, so besteht eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung
darin, daß an mehreren Seiten des Stapels der Schaltplatten je ein Stapel aus leitenden
Blättern angebracht und mit Anschlußleitern verbunden ist.
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Eine besonders einfache und rationelle Fertigung der elektrisch leitenden
Blätter wird gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes dadurch ermöglicht,
daß jedes elektrisch leitende Blatt eine Schichtanordnung aus einer leitenden Folie
oder einem Film und einem dünnen Blatt aus Isoliermaterial ist. Die Herstellung
ist dann beispielsweise nach der Technik der gedruckten Schaltungen möglich. Ferner
entsteht durch diese Ausbildung von selbst die erforderliche Isolierung zwischen
den leitenden Blättern. Vorzugsweise ragen die Anschlußleiter mit Spiel in die Löcher.
Dies erleichtert das Anbringen der leitenden Blätter und verhindert unerwünschte
Verbindungen.
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Eine Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß Bleche
aus wärmeleitendem Material zwischen den Schaltplatten angeordnet sind. Diese Bleche
erleichtern die Wärmeabfuhr von den Schaltplatten. Mit der nach der Erfindung ausgebildeten
Anordnung bietet es keine Schwierigkeit, jede beliebige Anzahl von aufeinandergestapelten
Schaltplatten auf einfache und schnelle Weise schaltungsmäßig zu verbinden. Dabei
wird vorzugsweise so vorgegangen, daß die Schaltplatten so angeordnet werden, daß
alle Anschlußleiter in der gleichen Richtung abstehen, daß in mehreren elektrisch
leitenden Blättern eine Anzahl von Lochreihen entsprechend der Lage der von den
Schaltplatten abstehenden Anschlußleiter geformt wird, daß die leitenden Blätter
nacheinander so auf die Anschlußleiter gesteckt werden, daß diese durch die Löcher
ragen, und daß nach dem Aufstecken jedes leitenden Blattes einige der Anschlußleiter
damit verbunden werden, bevor das nächste Blatt aufgesteckt wird.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Darin zeigt Fig. 1 a die Oberansicht eines Stapels aus Schaltplatten, Fig: 1 b die
Seitenansicht des Stapels von Fig. l a, Fig. 2 a die Vorderansicht eines
der leitenden Blätter, die zur schaltungsmäßigen Verbindung der Schaltplatten dienen,
Fig. 2b einen Schnitt durch das leitende Blatt von Fig. 2a, Fig. 3 die Vorderansicht
eines anderen Ausführungsbeispiels eines leitenden Blattes, Fig. 4 a eine schematische
Darstellung des Zusammenbaus der Schaltplatten mit den leitenden Blättern, Fig.4b
einen teilweisen Schnitt durch die Anordnung von Fig. 4 a und Fig. 5 eine Anordnung
zur Wärmeabfuhr von den Schaltplatten. In Fig. 1 a ist als Beispiel eine Schaltplatte
11 in Modulbauweise dargestellt. Jede Schaltplatte 11 kann eine vollständige oder
teilweise elektrische oder elektronische Schaltungsanordnung enthalten und eine
Anzahl von elektrischen Anschlußleitern 12 aufweisen, von denen hier als Beispiel
zehn dargestellt sind. Die Anschlußleiter 12 haben die Form von dünnen, flachen,
leitenden Zungen aus einem biegsamen Material, z. B. aus vergoldetem Kupfer oder
aus einer Legierung aus Nickel, Eisen und Kobalt. Auf jeder Seite jeder Schaltplatte
liegen fünf Anschlußleiter 12. Die Anschlußleiter 12 liegen an jeder Schaltplatte
11
in gleichen Abständen und in einer gemeinsamen Ebene. Die Schaltplatten
11 werden aufeinandergestapelt, wie in Fig. 1 b dargestellt ist, und sie werden
so angeordnet, daß die Anschlußleiter 12 aller Schaltplatten 11 in einer Linie liegen
und die gleiche gegenseitige Lage aufweisen.
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In Fig. 2 a und 2 b ist eines der dünnen leitenden Blätter 13 dargestellt,
die zur schaltungsmäßigen Verbindung der Schaltplatten 11 dienen, wobei die hier
gezeigte Ausführungsform in erster Linie zur Zuführung der Spannungen zu den Schaltplatten
verwendet wird. Das leitende Blatt 13 besteht aus einem leitenden Film 25, beispielsweise
aus Kupfer, der auf ein Blatt 15 aus: isolierendem Material, beispielsweise aus
Polytetrafluoräthylen, aufgebracht ist. Das Blatt 13 enthält eine Anzahl Löcher
14, die in parallelen Reihen so angeordnet sind, daß das Blatt über die Anschlußleiter
12 der gestapelten Schaltungsblöcke aufgeschoben werden kann, wobei jeder AnschlußleIter
12 durch ein eigenes Loch hindurchgeht. Die Löcher 14 sind länglich geformt und
so groß, daß die Anschlüsse 12 ohne weiteres, vorzugsweise mit Spiel, hindurchgeführt
werden können. Wie aus Fig. 2 a erkennbar ist, sind die durch das isolierende Blatt
15 geführten Löcher 14a kleiner als die entsprechenden Löcher 14 b, die durch den
leitenden Film 25 gehen. Dadurch wird ein unbeabsichtigter Kontakt zwischen den
Anschlußleitern 12 und dem leitenden Film 25 verhindert. Die leitenden Blätter 13
werden über die Anschlußleiter 12 an einer Seite des Stapels aus Schaltplatten 11
einzeln nacheinander aufgeschoben. Wenn ein leiten-5 des Blatt 13 auf die Anschlußleiter
12 aufgesteckt ist, werden einige der Anschlußleiter 12 umgebogen und mit dem leitenden
Film 25 verbunden, beispielsweise durch Anlöten. Somit sind schließlich die Blätter
13 übereinander auf den Anschlußleitern 12 gestapelt, wobei jeweils verschiedene
Anschlußleiter der Schaltungsblöcke umgebogen und mit einem der leitenden Filme
25 verbunden sind. Alle Anschlußleiter 12 der Schaltungsblöcke 11, die die gleiche
Spannung erhalten sollen, werden an den gleichen leitenden Film 25 angeschlossen.
Wenn also eine Spannung an einen leitenden Film gelegt wird, wird diese Spannung
allen an diesen leitenden Film angeschlossenen Anschlußleitern 12 zugeführt: Auf
diese Weise können alle erforderlichen Spannungen den richtigen Anschlußleitern
jeder Schaltplatte zugeführt werden. Die Blätter 15 aus Isoliermaterial trennen
und isolieren die leitenden Filme 25 der Blätter 13 gegenseitig. Bei dem gezeigten
Beispiel dient die Zunge 26, die ein Teil des Blatts 13 ist, zum Anschluß einer
Spannung an das Blatt 13.
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In Fig. 3 ist ein leitendes Blatt 16 gezeigt, das besonders zur Weiterleitung
von Signalen zwischen den Schaltplatten dient. Es besteht gleichfalls aus einem
Blatt
aus Isoliermaterial, das Löcher 17 enthält, die in parallelen Reihen entsprechend
der Lage der von dem Stapel aus Schaltplatten 11 hervorstehenden Anschlußleiter
12 angeordnet sind. In diesem Fall bedeckt aber der leitende Film 18 nicht die gesamte
Oberfläche des isolierenden Blattes, sondern er verbindet nur bestimmte Löcher 17
miteinander. Bestimmte Löcher 17 können auch mit nach außen ragenden Zungen 27 verbunden
sein, welche die Signaleingänge oder -ausgänge für die ganze Schaltung bilden. Die
Anbringung der in Fig. 3 gezeigten leitenden Blätter 16 erfolgt in gleicher Weise
wie bei den Blättern 13 von Fig. 2; in diesem Fall werden aber mit einem einzigen
Blatt 16 mehrere voneinander getrennte Verbindungen hergestellt.
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Es ist zu bemerken, daß die Signalverbindungen grundsätzlich auch
mit leitenden Blättern der in Fig. 2 gezeigten Art hergestellt werden könnten; die
Verwendung der Blätter von Fig. 3 vermindert aber die Zahl der erforderlichen Blätter.
Die Blätter 13 von Fig. 2 und die Blätter 16 von Fig. 3 können in beliebiger Anzahl
und Reihenfolge zu einem Stapel zusammen#,efaßt werden. Mehrere Stapel von Schaltplatten
können dadurch miteinander verbunden werden, daß die Zungen 26 und 27 der leitenden
Blätter 13 bzw. 16 mittels Drähten verbunden werden; es ist aber auch möglich, hierfür
wiederum leitende Blätter der zuvor beschriebenen Art mit entsprechend größeren
Abmessungen zu verwenden. Diese größeren Blätter erstrecken sich von den Anschlüssen
eines Stapels von Schaltplatten zu den Anschlüssen eines oder mehrerer weiterer
Stapel von Schaltplatten. Beispielsweise können mehrere Stapel von Schaltplatten
nebeneinander so angeordnet werden, daß die Anschlußleiter 12 in der gleichen Richtung
liegen. Sie können dann mit den beschriebenen Blättern 13 und 16 in der geschilderten
Weise verbunden werden. Mehrere dieser Teilanordnungen können dann untereinander
durch größere Blätter verbunden werden, die in einer Ebene senkrecht zu den zuerst
erwähnten Blättern liegen und die Zungen 26 oder 27 miteinander verbinden. Auf diese
Weise können komplizierte Anordnungen in einem sehr kleinen Raum und ohne Anwendung
der üblichen Verbindungsdrähte zusammengeschaltet werden.
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In Fig. 4 a ist der zusammengeschaltete Stapel dargestellt, an dessen
beiden Seiten je ein Stapel aus leitenden Blättern 13 und 16 angebracht ist. Fig.4b
ze_gt einen teilweisen Querschnitt durch die übereinandergestapelten Blätter 13
und 16 der Anordnung. Es ist zu erkennen, daß die Anschlüsse 12 in die Löcher ragen,
die von den in einer Linie liegenden Öffnungen in den Stapeln der Blätter 13 und
16 gebildet werden, und daß jedes leitende Blatt 13 mit bestimmten Anschlüssen 12
und die leitenden Abschnitte 18 auf den Blättern 16 mit anderen Anschlüssen 12 verbunden
sind.
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Infolge der engen Packung der Schaltplatten kann in dem Stapel eine
verhältnismäßig große Wärmemenge erzeugt werden. Es ist daher manchmal erforderlich,
Maßnahmen zurWärmeabfuhr aus dem Stapel vorzusehen. Diese Maßnahmen können darin
bestehen, daß Bleche 19 aus Kupfer oder einem ähnlichen Material, das eine hohe
Wärmeleitfähigkeit besitzt, zwischen die Schaltplatten 11 eingelegt werden. Wahlweise
können die Schaltplatten 11 auch in Schlitze 21 eines wärmeleitenden Blocks 20 eingesteckt
werden, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die wärmeleitenden Bleche 19 bzw. der Block
20 führen die überschüssige Wärme ab und halten die Schaltplatten auf der richtigen
Betriebstemperatur.
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An Stelle der beschriebenen biegsamen Zungen 12 können auch starre
Zungen aus Metall oder Keramik verwendet werden, und die Öffnungen in den verschiedenen
Verbindungsblättern können dann so bemessen werden, daß ein elektrischer Kontakt
zwischen den starren Zungen und den leitenden Blättern erhalten wird, wenn diese
auf die starren Zungen aufgesteckt werden.