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Verbindung von elektrischen Bauelementen mit den Leitungsbahnen einer
gedruckten oder geätzten Schaltung Die Erfindung betrifft eine Verbindung von elektrischen
Bauelementen, die durch Schrauben, Bügel oder ähnliche Halterungsmittel auf der
Montageplatte eines Fernmelde-, insbesondere eines Fernsprechgerätes befestigt sind,
mit den Leitungsbahnen einer auf dieser Montageplatte vorgesehenen gedruckten oder
geätzten Schaltung.
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Elektrische Bauelemente, insbesondere von Fernsprechapparaten, werden
in der Regel durch Löten mit den Leitungsbahnen einer auf der Montageplatte angebrachten
gedruckten oder geätzten Schaltung verbunden. Die mechanische Befestigung kleinerer
Bauteile, z. B. Widerstände und Kondensatoren, erfolgt dabei gleichzeitig durch
die Lötstelle; größere Bauteile sind demgegenüber durch zusätzliche Befestigungselemente,
wie Schrauben, Bügel, Schellen u. dgl., gehaltert.
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Diese bekannten Ausführungen mit angelöteten Bauelementen weisen jedoch
insbesondere bei der Herstellung, in geringerem Maße jedoch auch bei etwa notwendig
werdenden Wartungs- und überprüfungsarbeiten wesentliche Nachteile auf: Angesichts
der meist großen Zahl von Lötstellen ist es aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht,
die Schaltverbindungen im Tauchlötverfahren herzustellen, zumal sich nur auf diese
Weise kalte Lötstellen mit einiger Sicherheit vermeiden lassen. Ein derartiges Tauchlötverfahren
erfordert jedoch einen verhältnismäßig großen technischen Aufwand; die hierfür erforderliche
besondere Gestaltung der Montageplatte und der Schaltung vergrößert zudem auch den
Raumbedarf der ganzen Anordnung.
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Ein anderer Nachteil dieser bekannten Ausführung mit im Tauchlötverfahren
hergestellten Schaltverbindungen ist darin zu sehen, daß die Montageplatte aus wärmebeständigem
Werkstoff hergestellt werden muß, so daß die insbesondere aus Preis- und Gewichtsgründen
bevorzugten thermoplastischen Kunststoffe keine Verwendung finden können. Angesichts
der verhältnismäßig hohen Temperaturen des Lötbades müssen außerdem noch besondere
Schutzmaßnahmen (Wärmeisolierung od. dgl.) vorgesehen werden, um temperaturempfindliche
Bauelemente beim Lötvorgang zu schützen.
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Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Ausführungen liegt schließlich
darin, daß das Auswechseln defekter Teile, das notwendigerweise von Hand mit dem
Lötkolben erfolgen muß, recht umständlich und zeitraubend ist.
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Insbesondere um die beiden letztgenannten Mängel der bekannten Ausführungen
mit im Tauchlötverfahren angeschlossenen Bauelementen zu vermeiden, ist weiterhin
eine Anordnung elektrischer Bauelemente auf einer Montageplatte eines Fernsprechapparates
bekanntgeworden, bei der in die Leiterbahnen der gedruckten oder geätzten Schaltung
Kontaktbuchsen und Kontaktstecker eingelötet sind, die mit den entsprechenden Gegenbuchsen
bzw. -steckern der Bauelemente eine Steckverbindung herstellen. Diese bekannte Ausführung
weist jedoch den Nachteil auf, daß eine einwandfreie Kontaktgabe nur dann erfolgt,
wenn die Kontaktelemente der Schaltungsplatte und der Bauelemente genau aufeinander
ausgerichtet, d. h. mit genauer Tolerierung gefertigt und montiert sind.
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Auch diese bekannte Ausführung besitzt im übrigen den Nachteil, daß
für die Montageplatte nur wärmebeständige Werkstoffe Verwendung finden können. Ein
weiterer Nachteil dieser Ausführung besteht darin, daß die aus den Bauelementen
hervortretenden Kontaktstifte beim unsachgemäßen Aufstecken oder Entfernen (Verkanten)
der Bauelemente leicht beschädigt oder verbogen werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Mängel
der bekannten Ausführungen eine elektrische Verbindung von Bauelementen mit den
Leitungsbahnen einer gedruckten oder geätzten Schaltung zu entwickeln, bei der einerseits
Lötverbindungen und die sich hieraus ergebenden Nachteile vollständig vermieden
sind, bei der anderseits jedoch eine einfache Montage der Bauelemente möglich und
ein guter elektrischer Kontakt zwischen den
Bauelementen und den
Leitungsbahnen der Schaltung gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bauelemente
an ihrer der Montageplatte zugewandten Unterseite mit in Ausnehmungen derBauelemente
geschützt angeordneten, sich elastisch auf den Leitungsbahnen abstützenden Anschluß-Kontaktfedern
versehen sind.
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DieVerwendung vonKontaktfedern zurHerstellung elektrischer Anschlußverbindungen
lösbarer Bauelemente ist an sich nicht mehr neu. So hat man beispielsweise bereits
bei tragbaren Fernsprechapparaten die. in einer Kammer untergebrachten Batterien
miteinander über eine zweiarmige Kontaktfeder verbunden, die an einem die Kammer
nach außen abschließenden Deckel befestigt ist. In ähnlicher Weise ist es auch bei
Handapparaten bekannt, die Hör- und Sprechkapsel über Kontaktfedern, die am Gehäuse
des Handapparates befestigt sind, mit den zugehörigen Adern der Anschlußschnur zu
verbinden.
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Bei diesen bekannten Ausführungen dienen die Kontaktfedern jedoch
nicht zum Anschluß der Bauelemente an eine gedruckte oder geätzte Schaltung. Tatsächlich
würden sich bei einer Übertragung der bekannten Anordnung, bei der die Federn am
Gehäuse befestigt sind, auf Montageplatten mit gcdruckter oder geätzter Schaltung
wesentliche Nachteile ergeben: Würde man nämlich die Kontaktfedern an der mit der
gedruckten oder geätzten Schaltung versehenen Montageplatte befestigten, so müßte
beim Ausfall einer angenieteten Feder (beispielsweise infolge von Oxydation oder
Bruch) regelmäßig die ganze Montageplatte ausgewechselt werden.
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Ein weiterer Nachteil einer derartigen Befestigung der Kontaktfedern
auf der mit der gedruckten oder geätzten Schaltung versehenen Montageplatte läge
darin, daß durch die zur Festlegung der Kontaktfedern dienenden Niete oder Schrauben
der Querschnitt der Leitungsbahnen verhältnismäßig stark geschwächt würde, was leicht
zu einem Abheben der Leitungsbahnen von der Montageplatte führt.
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Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindung sind demgegenüber
die Anschluß-Kontaktfedern an den Bauelementen vorgesehen. Dadurch besteht die Möglichkeit,
beim Ausfall einer Feder lediglich das betreffende Bauelement auszuwechseln, während
an der Montageplatte selbst nichts geändert werden muß und auch die übrigen Bauelemente
nicht abgenommen zu werden brauchen.
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Ein weiterer Vorteil, der durch die Anbringung der Anschluß-Kontaktfedern
an den Bauelementen bedingt ist, besteht darin, daß die gedruckten oder geätzten
Leitungsbahnen der Schaltung nicht durch Niet- oder Schraubenlöcher geschwächt werden.
so daß sich eine gute Ausnutzung der Fläche der Montageplatte ergibt.
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Die erfindungsgemäße elektrische Verbindung der Bauelemente mit den
Leitungsbahnen der gedruckten oder geätzten Schaltung hat den weiteren Vorteil,
daß als Werkstoff für die Montageplatte auch thermoplastische Kunststoffe Verwendung
finden können, da die Platte infolge des Fortfalles einer Lötverbindung keine Wärmebeanspruchung
erfährt.
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Der erfindungsgemäße Anschluß der Bauelemente mittels an der Unterseite
der Bauteile angebrachter, sich elastisch auf den Leitungsbahnen der gedruckten
oder geätzten Schaltung abstützender Kontaktfedern weist ferner in montagetechnischer
Hinsicht den wesentlichen Vorteil auf, daß die mechanische Befestigung und der elektrische
Anschluß des Bauelementes in ein und demselben Arbeitsgang erfolgt.
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Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen mit aufgesteckten Bauelementen
ist es bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht notwendig, enge Toleranzen bei
der Fertigung und Montage der Anschl»ß-Kontaktelemente vorzuschreiben. Im übrigen
läßt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung auch der Kontaktdruck, mit dem sich
die Anschluß-Kontaktfedern auf den Leitungsbahnen abstützen, in einfacher Weise
bei der mechanischen Befestigung der Bauelemente auf den gewünschten Wert einstellen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, wenn die Berührungsflächen der Anschluß-Kontaktfedern der Bauelemente
und der Leitungsbahnen der Schaltung mit einem beispielsweise galvanisch aufgebrachten
Edelmetallüberzug oder einer Edelmetallplattierung versehen sind. Hierdurch wird
mit einem nur geringen Mehraufwand ein Leitwert an den Kontaktstellen erreicht,
wie er nahezu dem einer guten Lötstelle entspricht.
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Bei Fernsprechapparaten mit einem unter der Montageplatte angeordneten
Chassis hat es sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als besonders
vorteilhaft erwiesen. wenn die mit dünner Wandstärke ausgebildete Montageplatte
mit dem die Standfüße des Apparates tragenden und an seiner Oberseite Auflagerippen
aufweisenden Chassis vorzugsweise durch Hohlniete zu einer Baueinheit vereinigt
ist.
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Eine derartige Ausführung weist den Vorteil auf. daß trotz gerin-er
Stärke der Montageplatte infolge der großen Stabilität der aus der Montageplatte
und dem mit Auflagerippen versehenen Chassis bestehenden Baueinheit auch schwere
Bauelemente, wie beispielsweise der Nummernschalter des Fernsprechapparates, unmittelbar
auf der Montageplatte befestigt werden können. Da bei dieser Ausführung die Unterseite
der Chassisplatte zugleich als Bodenplatte des Apparates dient und die Standfüße
trägt, k:2nn eine besondere Bodenplatte entfallen.
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Zweckmäßig sind bei einer derartigen Anordnung in der Montageplatte
Durchbrüche vorgesehen. durch die zur Befestigung der Bauelemente dienende, in am
Chassis befestigte Muttern eingreifende Schrauben hindurchgeführt sind.
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Die vorerwähnte erfindungsgemäße Vereinigung der Montageplatte mit
dem Chassis bietet dabei gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Möglichkeit,
die zum Eingriff der Befestigungsschrauben der Bauelemente bcstimmten Muttern drehsicher
in an der Oberseite des Chassis vorgesehenen Ausnehmungen anzuordnen.
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Bei größeren Bauelementen mit einer auf der Montageplatte aufliegenden
Grundplatte ist es weiterhin günstig, wenn die Anschluß-Kontaktfedern der Bauelemente
als einseitig eingespannte, im Haupteil ihrer Länge an der Oberseite der Grundplatte
liegende Blattfedern ausgebildet sind, die mit ihrem abgewinkelten freien Ende durch
einen Durchbruch der Grundplatte hindurchragen. Auf diese Weise läßt sich der erfindungsgemäße
angestrebte Schutz der Anschluß-Kontaktfedern gegen Beschädigungen vor und bei der
Montage auf einfache Weise verwirklichen.
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Um einen hinreichenden Kontaktdruck zwischen den Anschluß-Kontaktfedem
und den Leitungsbahnen der gedruckten oder geätzten Schaltung zu erzielen.
ist
gemäß einer weiteren Ausgestaltung die Anordnung so gewählt, daß die Anschluß-Kontaktfedern
vor der Befestigung der Bauelemente an der Montageplatte mit Vorspannung auf einem
an der Oberseite der Grundplatte vorgesehenen Vorsprung aufliegen.
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Eine Verminderung der Isolation zwischen den einzelnen Leitungsbahnen
der Schaltung durch Verstaubung oder Verschmutzung wird gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung dadurch verhindert, daß die Leitungsbahnen der gedruckten oder geätzten
Schaltung in den nicht zur Berührung mit den Anschluß-Kontaktfedern der Bauelemente
bestimmten Teilen mit einem korrosionsbeständigen, isolierenden Schutzlack überzogen
sind.
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Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles hervor. Es zeigt
Fig. 1 eine Aufsicht auf die aus der Montageplatte und der Chassisplatte bestehende
Baueinheit mit einem aufmontierten elektrischen Bauelement und zwei zugehörigen
Leitungsbahnen, Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie I1-11 der Fig. 1, Fig.
3 eine vergrößerte Teildarstellung der Schnittansicht gemäß Fig. 2 (entsprechend
dem Kreis III in Fig. 2), Fig. 4 eine Seitenansicht eines zur Befestigung auf der
Montageplatte bestimmten Bauelementes gemäß Fig. 1, Fig. 5 eine teilweise geschnittene
Vorderansicht des Bauelementes gemäß den Fig. 1 und 4.
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Aus den Fig. 1 und 2 ist eine für Fernsprechapparate bestimmte Baueinheit
ersichtlich, die im wesentlichen aus einer an ihrer Oberseite mit einer gedruckten
oder geätzten Schaltung versehenen Montageplatte 1 und einem durch Hohlniete
2 mit der Montageplatte 1 verbundenen Chassis3 besteht. Die Montageplatte
1 ist aus Hartpapier oder einem geeigneten Kunststoff hergestellt und verhältnismäßig
dünn ausgebildet; das mit Versteifungsrippen 3 a versehene Chassis 3 ist
gleichfalls aus Kunststoff gefertigt.
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Die an der Oberseite der Montageplatte 1 vorgesehene gedruckte
oder geätzte Schaltung ist in Fig. 1 nur mit zwei Leitungsbahnen 4 schematisch veranschaulicht.
Zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens ist weiterhin auch nur ein einziges Bauelement
5 dargestellt, dessen mechanische Befestigung und elektrischerAnschluß nachstehend
erläutert wird.
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Das Bauelement 5 - im vorliegenden Falle die Induktionsspule des Fernsprechapparates
- enthält einen flanschartigen Träger6 und ist über Hohlniete 7 auf einer Grundplatte
8 angeordnet. Diese Grundplatte 8 enthält zwei Durchbrüche
9, durch die die Befestigungsschrauben 10 hindurchgreifen.
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Diese Befestigungsschrauben 10 sind durch Durchbrüche
1 u der Montageplatte 1 hindurchgeführt (vgl. insbesondere Fig. 3)
und greifen in Muttern 11 ein, die in Ausnehmungen 12 an der Oberseite
des Chassis 3 vorgesehen sind. Über den drehsicher in den Ausnehmungen 12
angeordneten Muttern 11 liegen Sicherungsscheiben 13, die sich beim Anziehen der
Schrauben 10 elastisch an die Unterseite der Montageplatte 1 anlegen.
Unter dem Schraubenkopf ist ferner in bekannter Weise eine Unterlegscheibe
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vorgesehen.
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Der elektrische Anschluß des Bauelementes 5 an die Leitungsbahnen
4 der gedruckten oder geätzten Schaltung erfolgt durch Anschluß-Kontaktfedern
15,
deren Anordnung und Ausbildung aus Fig. 5 zu entnehmen ist.
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Die Kontaktfedern 15 des Bauelementes 5 sind an der Unterseite
des flanschartigen Trägers 6 mittels eines Hohlnietes 16 befestigt
und an ihrem durch einen schlitzartigen Durchbruch 6 u hindurchgeführten
Ende 15a mit dem Anschluß 17 der Induktionsspule verbunden.
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An ihrem anderen Ende 15 b sind die Federn 15
nach unten
abgewinkelt und ragen durch einen Durchbruch 18 in der Grundplatte
8 frei beweglich hindurch. Das unterste Ende 15c der Kontaktfeder
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ist in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise gewölbt und vorzugsweise
- ebenso wie die Leitungsbahn 4 an der betreffenden Stelle - mit einem Edelmetallüberzug
bzw. einer Edelmetallplattierung versehen.
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Vor der Montage liegt die Kontaktfeder 15 mit leichter Vorspannung
an dem Ansatz 8 b der Grundplatte auf; beim Aufschrauben des Bauelementes
5 auf die Montageplatte 1 wird die Feder 15 leicht angehoben, so daß sich der gewünschte
Kontaktdruck zwischen dem unteren Ende 15c der Feder und der zugehörigen Leitungsbahn
4 der Schaltung einstellt.
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Besonders bemerkt sei, daß die Kontaktfedern 15
völlig geschützt
zwischen dem Träger 6 und der Grundplatte 8 des Bauelementes 5 angeordnet
sind und daher auch bei nicht sorgsamer Handhabung des Bauelementes nicht verbogen
oder sonstwie beschädigt werden können.