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Die
Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur elektrisch leitenden
Verbindung von wenigstens zwei Leiterbahnen einer Leiterplatte,
wobei die Leiterbahnen auf wenigstens einer Leiterplattenseite vorgesehen
sind, mit mindestens einem Verbindungsabschnitt zur Verbindung von
wenigstens zwei Leiterbahnen einer Leiterplattenseite der Leiterplatte, beider
Leiterplattenseiten der Leiterplatte und/oder von benachbarten Leiterplatten,
wobei das Verbindungselement aus einer Trennstellung in eine Verbindungsstellung
schwenkbar ist.
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Elektronische
Geräte,
mit einem Gerätegehäuse und
mit wenigstens einer in dem Gerätegehäuse angeordneten
Leiterplatte mit einem Leiterplattenkörper und mit auf wenigstens
einer Leiterplattenseite vorgesehenen Leiterbahn sowie Leiterplatten
für derartige
Geräte
sind bereits aus der Praxis vielfach bekannt. Bei bestimmten Anwendungen kann
es erforderlich sein, zwei oder mehrere Leiterbahnen einer Leiterplattenseite
einer Leiterplatte, beider Leiterplattenseiten einer Leiterplatte
und/oder von benachbarten Leiterplatten bedarfsweise miteinander
zu verbinden. Verbinden meint hier und nachfolgend natürlich stets
ein elektrisches Verbinden.
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Aus
der
US 5,291,179 und
der
US 3,525,828 ist
ein elektrisches oder elektronisches Gerät sowie eine Leiterplatte bekannt,
wobei verschiedene Umschaltmöglichkeiten
beschrieben und dargestellt sind. Die
US
3,525,828 beschreibt dabei ein Verbindungselement zur Verbindung
von zwei Leiterbahnen, das derart angeordnet ist, daß es zwischen
den Leiterbahnen verschiebbar ist.
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Aus
der
DE 81 33 577 U1 geht
eine Vorrichtung zum Abgreifen von auf einer Leiterplatte angeordneten
Leiterbahnen hervor. Die Vorrichtung weist einen auf der Leiterplatte
zu verschraubenden Schieber auf, über den einzelne Kontakte mit
den Leiterbahnen auf einer Leiterplatte in Kontakt gebracht werden
können.
Eine ähnlich
Umschalteinrichtung ist auch aus der
EP
0 019 836 bekannt. Diese Umschalteinrichtung weist ein
längliches
Isolierstoffplättchen auf,
auf dem eine Leiterbahn aufgebracht ist. Entsprechend der gewünschten
Verbindung der einzelnen Leiterbahnen wird das Isolierstoffplättchen mittels
zweier Schrauben auf der Leiterplatte befestigt. Dabei kann das
Verbindungsplättchen
auch aus einer Stellung in eine zweite Stellung verschwenkt werden,
indem lediglich eine der beiden Schrauben gelöst wird.
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Die
GB 2 202 677 A offenbart
einen Drehkodierschalter zum Kodieren von Winkelstellungen in Form
von elektrischen Signalen und zwar in Abhängigkeit der Stellung eines
Drehkontaktes von einer vorgegebenen Anzahl von festen Kontakten,
die um den Drehkontakt herum angeordnet sind. Der Drehkontakt ist
dabei mit einer zugehörigen
Kodiertrommel verbunden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungselement gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 zur Verfügung
zu stellen, mit dem es in einfacher Weise möglich ist, eine bedarfsweise Verbindung
von wenigstens zwei Leiterbahnen zu ermöglichen und Prüfgeräte über das
Verbindungselement anzuschließen
und eine Prüfung
durchzuführen.
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Die
zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einem Verbindungselement gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß der Verbindungsabschnitt
wenigstens zwei miteinander über
einen Verbindungssteg verbundene, jeweils mindestens einen in Richtung
auf die Leiterplatte abgebogenen Kontaktbereich aufweisende federnde
Kontaktschenkel aufweist, daß wenigstens
eine Aufnahme zum Einführen
eines Prüfstiftes
zum Kontaktieren des Verbindungsabschnitts vorgesehen ist und die Aufnahme
durch den abgebogenen Kontaktbereich wenigstens eines Kontaktschenkels
gebildet ist und daß von
dem Verbindungssteg ein Anlageabschnitt zur Anlage des Prüfstiftes
absteht.
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Durch
die im Verbindungselement vorgesehene Aufnahme für den Prüfstift ist es in einfacher Weise
möglich,
Prüfgeräte über das
Verbindungselement anzuschließen
und eine Prüfung
durchzuführen.
Von besonderem Vorteil ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Verbindungsabschnitt
des Verbindungselementes in der Trennstellung mit einer Leiterbahn
kontaktiert, so daß eine
Prüfung
auch in der Trennstellung des Verbindungselementes durchgeführt werden
kann.
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Die
Erfindung bietet in einfacher Weise die Möglichkeit, die Verbindung von
wenigstens zwei Leiterbahnen einer Leiterplattenseite einer Leiterplatte, beider
Leiterplattenseiten einer Leiterplatte und/oder von benachbarten
Leiterplatten durch Ausführung
einer Schwenkbewegung des Verbindungselements vorzunehmen. Soll
die Verbindung getrennt werden, kann das Verbindungselement ohne
weiteres manuell aus der Verbindungsstellung in die Trennstellung geschwenkt
werden.
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Die
Ausführungsform
der Aufnahme hat den Vorteil, daß die Kontaktschenkel bzw.
die Kontaktbereiche der Kontaktschenkel ihre abgebogene Form behalten
können,
die auch zur Kontaktierung mit den betreffenden Leiterbahnen dient,
ohne daß eine
besondere Schlaufenform des Kontaktschenkels zur Bildung der Aufnahme
erforderlich ist.
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Grundsätzlich kann
das Verbindungselement an jeder Stelle des Leiterplattenkörpers angeordnet sein.
Damit es jedoch nicht zu einer unbeabsichtigten Verbindung von Leiterbahnen
kommt, die an sich nicht verbunden werden sollen, ist das Verbindungselement
am Randbereich des Leiterplattenkörpers angeordnet und in der
Trennstellung vom Leiterplattenkörper
weggeschwenkt. Zweckmäßigerweise
sollte dabei die Verbindung des Verbindungselements mit dem Gerätegehäuse bzw.
dem Leiterplattenkörper
derart sein, daß das
Verbindungselement, wenn es in die Trennstellung bewegt wird, nicht
in Richtung auf den Leiterplattenkörper geschwenkt werden kann.
Dies kann beispielsweise durch wenigstens einen entsprechenden Anschlag
am Verbindungselement selbst und/oder am Gerätegehäuse bzw. am Leiterplattenkörper realisiert
werden.
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Da
eine manuelle Betätigung
des Verbindungselementes vorgesehen ist, sollte es ein Gehäuse oder
zumindest einen Gehäuseabschnitt
aus isolierendem Material aufweisen. Damit es nicht zu einem unbeabsichtigten
Berühren
des Verbindungsabschnitts beim Betätigen des Verbindungselementes kommt,
ist es von besonderem Vorteil, wenn das Gehäuse oder der Gehäuseabschnitt
den Verbindungsabschnitt nach oben hin abdeckt und seitlich über diesen übersteht.
Günstig
ist es in diesem Zusammenhang auch, wenn das Gehäuse oder der Gehäuseabschnitt
den Verbindungsabschnitt mit Ausnahme der Kontaktbereiche nach unten
hin abdeckt. Außerdem
ist es zweckmäßig, zur
manuellen Betätigung am
Gehäuse
oder am Gehäuseabschnitt
einen Griffabschnitt vorzusehen.
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Grundsätzlich ist
es möglich,
den Verbindungsabschnitt und das Gehäuse bzw. den Gehäuseabschnitt
quasi-einteilig auszubilden, wobei das Gehäuse bzw. der Gehäuseabschnitt
dann um den Verbindungsabschnitt herum gegossen oder aber der Verbindungsabschnitt
in das Gehäuse
bzw. in den Gehäuseabschnitt
beispielsweise eingeklebt ist. Herstellungstechnisch sehr einfach
ist es jedoch, wenn der Verbindungsabschnitt lösbar mit dem Gehäuse oder
dem Gehäuseabschnitt
verbunden ist, insbesondere einschiebbar ist.
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Zur
schwenkbaren Lagerung des Verbindungselementes in einem Gerätegehäuse oder
an einer Leiterplatte ist bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, daß am Gehäuse oder
am Gehäuseabschnitt
des Verbindungselementes ein Lagerbolzen zum Einsetzen in ein korrespondierendes
Lager im Gerätegehäuse oder
in der Leiterplatte vorgesehen ist. Die Ausbildung des zuvor beschriebenen
Lagerbolzens kann in einfacher Weise bei der Herstellung des Gehäuses bzw.
des Gehäuseabschnittes
des Verbindungselementes selbst erfolgen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist die Aufnahme zum Einführen
eines Prüfstiftes
auch durch Teile des Gehäuses
oder des Gehäuseabschnitts
gebildet. Im übrigen
steht von dem Verbindungssteg zwischen den beiden Kontaktschenkeln ein
Anlageabschnitt ab, der zur Anlage des Prüfstiftes dient. Durch den Anlageabschnitt
ist eine sichere Kontaktierung des in die Aufnahme eingeführten Prüfstiftes
gewährleistet.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die
Aufnahme zum Einführen
eines Prüfstiftes
derart ausgebildet ist, daß ein
Einführen
des Prüfstiftes
nur möglich
ist, wenn sich das Verbindungselement in der Trennstellung befindet.
Diese Forderung kann bei bestimmten Anwendungen bestehen. In diesem
Fall muß sichergestellt
sein, daß eine
Prüfung
in der Verbindungsstellung ausgeschlossen ist. Diese Ausführungsform läßt sich
gerade dann besonders gut realisieren, wenn der abgebogene Kontaktbereich
Teil der Aufnahme für
den Prüfstift
ist. In der Verbindungsstellung ist der abgebogene Kontaktbereich
eingefedert, was zu einer Verringerung des Querschnitts der Aufnahme
für den
Prüfstift
führt,
so daß der
Prüfstift
nicht in die Aufnahme eingeführt
werden kann. Wird der betreffende Kontaktbereich weggeschwenkt,
so federt der Kontaktbereich wieder aus und gibt die Aufnahme für den Prüfstift völlig frei,
so daß der
Prüfstift dann
problemlos in die Aufnahme eingeführt werden kann.
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Damit
bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform
stets gewährleistet
ist, daß auch
bei weggeschwenktem Verbindungselement ein Kontaktbereich mit der
betreffenden Leiterbahn in Kontakt bleibt, ist vorgesehen, daß der betreffende
Kontaktbereich nahe der Schwenkachse realisiert ist.
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Im
einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Gerät bzw. die
erfindungsgemäße Leiterplatte
auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits
auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits
auf die Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit
der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
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1 eine
perspektivische Darstellung zweier erfindungsgemäßer Verbindungselemente zusammen
mit Teilen eines elektronischen Gerätes, ohne das dazu gehörende Gerätegehäuse,
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2 wiederum
eine perspektivische Darstellung zweier erfindungsgemäßer Verbindungselemente,
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3 eine
der 2 entsprechende perspektivische Darstellung, aus
einer anderen Betrachtungsrichtung, und
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4 eine
perspektivische Darstellung eines Teils einer Leiterplatte mit einem
zugeordneten Verbindungselement, wobei das Verbindungselement mit
einem Abstand zur Leiterplatte dargestellt ist, der betrieblich
nicht gegeben ist.
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In
den 1 bis 3 ist ein Teil eines elektrischen
oder elektronischen Geräts 1 dargestellt. Das
Gerät 1 weist
ein – aus Übersichtlichkeitsgründen nicht
dargestelltes – Gerätegehäuse auf.
In dem nicht dargestellten Gerätegehäuse befindet
sich wenigstens eine Leiterplatte 2, die lediglich teilweise dargestellt
ist. Insbesondere ist die Bestückung
der Leiterplatte 2 nicht dargestellt. Die Leiterplatte 2 weist einen
Leiterplattenkörper 3 und
auf beiden Leiterplattenseiten 4, 5 des Leiterplattenkörpers 3 eine
Mehrzahl von Leiterbahnen 6, 7, 8 und 9 auf.
In 1 sind zwei Leiterbahnen 6, 7 auf
der Leiterplattenseite 4 dargestellt, während in 2 zwei
Leiterbahnen 8, 9 auf der Leiterplattenseite 5 dargestellt
sind.
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Wesentlich
ist nun, daß das
elektrische oder elektronisch Gerät 1 im Gerätegehäuse wenigstens ein
von außen
zugängliches
Verbindungselement 10, 11 aufweist. In allen in
den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen
ist auf den gegenüberliegenden
Seiten der Leiterplatte 2 jeweils ein Verbindungselement 10 bzw. 11 vorgesehen.
Zur Verbindung der Leiterbahnen 6 und 7 bzw. der
Leiterbahnen 8 und 9 weisen das Verbindungselement 10 und
das Verbindungselement 11 jeweils Verbindungsab schnitt 12 bzw. 13 auf.
Jeder der Verbindungselemente 10 und 11 ist mit
dem nicht dargestellten Gerätegehäuse schwenkbar
verbunden bzw. derart in dem nicht dargestellten Gerätegehäuse gelagert, daß sich eine
schwenkbare Verbindung ergibt, und zwar derart, daß das jeweilige
Verbindungselement 10 bzw. 11 aus einer Trennstellung,
die in 1 für das
Verbindungselement 10 dargestellt ist, in eine Verbindungsstellung,
die in 1 für
das Verbindungselement 11 dargestellt ist, schwenkbar ist.
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Wie
die 2 und 3 zeigen, weist bei den Verbindungselementen 10, 11 jeder
der Verbindungsbereiche 12, 13 zwei miteinander über einen Verbindungsabschnitt 14 verbundene
federnde Kontaktschenkel 15, 16 auf. Die Kontaktschenkel 15, 16 ihrerseits
weisen jeweils einen Kontaktbereich 17 auf, der in Richtung
auf die Leiterplatte 2 jeweils abgebogen ist.
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Wie
aus den Figuren erkennbar, sind bei allen Ausführungsbeispielen die Verbindungselemente 10, 11 am
Randbereich der Leiterplatten 2 angeordnet. Durch diese
Anordnung sind die Verbindungselemente 10, 11 in
der Trennstellung von der Leiterplatte 2 weggeschwenkt,
so daß sich
keine unbeabsichtigte Kontaktierung der Leiterbahnen 6, 7, 8, 9 ergeben
kann. Nicht dargestellt ist, daß die
Verbindungselemente 10, 11 dann, wenn sie sich
in der Verbindungsstellung befinden, nicht in Richtung auf die Leiterplatte 2 geschwenkt
werden können.
Dies verhindert ein nicht dargestellter Anschlag, der am Gerätegehäuse vorgesehen
ist und beispielsweise mit der Stirnfläche 18 der Verbindungselemente 10, 11 zusammenwirkt.
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In
den dargestellten Ausführungsbeispielen weist
jedes Verbindungselement 10, 11 eine Aufnahme 19 für einen
nicht dargestellten Prüfstift
auf. Dabei ist jeder der Verbindungselemente 10, 11 derart ausgebildet,
daß der
entsprechende Verbindungsabschnitt 12, 13 auch
in der Trennstellung mit einer Leiterbahn 7, 8 kontaktiert.
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Wie
in 1 für
beide Verbindungselemente 10, 11, in 2 für das Verbindungselement 10,
in 3 für
das Verbindungselement 11 und in 4 für das Verbindungselement 10 dargestellt,
weisen die Verbindungselemente 10, 11 jeweils
ein Gehäuse 20 aus
isolierendem Material auf. Das Gehäuse 20 ist jeweils
derart ausgebildet, daß der
entsprechende Verbindungsabschnitt 12, 13 durch
das Gehäuse 20 nach
oben und seitlich hin abgedeckt ist. Auch nach unten sind die Verbindungsabschnitte 12, 13 jeweils durch
das Gehäuse 20 abgedeckt,
natürlich
mit Ausnahme der Kontaktbereiche 17, die zur Kontaktierung über die
Unterseite 21 des Gehäuses 20 überstehen.
Am freien Ende des Gehäuses 20 befindet sich
zur manuellen Betätigung
des jeweiligen Verbindungselementes 10, 11 ein
Griffabschnitt 22. In den dargestellten Ausführungsbeispielen
sind die Verbindungsabschnitte 12, 13 lösbar mit
dem Gehäuse 20 verbunden.
Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 20 einen
Einführschlitz 23 zum
Einschieben der Verbindungsabschnitte 12, 13 auf.
An den Stellen der Kontaktschenkel 15, 16 befinden
sich im Gehäuse 20 jeweils
entsprechende Ausnehmungen 24. Am freien Ende der Verbindungselemente 10, 11 befindet
sich im Gehäuse 20 jeweils
eine der Aufnahme zum Einführen
eines Prüfstiftes
zugeordnete Einführöffnung 25.
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An
den Gehäusen 20 befindet
sich jeweils ein Lagerbolzen 26, über den die Schwenkbarkeit
der Verbindungselemente 10, 11 gewährleistet
ist. Der Lagerbolzen 26 ist zum Einsetzen in ein nicht
dargestelltes Lager im Gerätegehäuse vorgesehen.
Nicht dargestellt ist, daß der
Lagerbolzen 26 zur Befestigung im Lager des Gerätegehäuses auch
ein Rastmittel aufweisen könnte,
was einerseits nicht die Schwenkbarkeit des entsprechenden Verbindungselementes 10, 11 behindert,
andererseits jedoch eine sichere und unverlierbare Halterung des
Verbindungselementes 10, 11 im Gerätegehäuse sicherstellt.
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In
den dargestellten Ausführungsbeispielen ist
die Aufnahme 19 für
einen Prüfstift
durch die abgebogenen Kontaktbereiche 17 der Kontaktschenkel 15, 16 und
durch Teile des Gehäuses 20 gebildet. Darüber hinaus
ist aber zur sicheren Kontaktierung noch ein Anlageabschnitt 27 vorgesehen,
der von dem Verbindungssteg 14 absteht. Der Anlageabschnitt 27 ist
in den 2, 3 und 4 dargestellt,
in denen jeweils die Verbindungselemente 10, 11 ohne
Gehäuse 20 gezeigt
sind.
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Die
Aufnahme 19 für
den Prüfstift
ist vorliegend jeweils derart ausgebildet, daß ein Einführen eines Prüfstiftes
nur möglich
ist, wenn sich das jeweilige Verbindungselement 10 bzw. 11 in
der Trennstellung befindet. Konstruktiv ist dies dadurch gelöst, daß die federnden
Kontaktbereiche 17 am freien Ende des Verbindungselementes 10, 11 in
der Verbindungsstellung auf der betreffenden Leiterbahn 6, 9 aufliegen
und dabei einfedern, so daß die
Aufnahme 19 derart verengt ist, daß ein Prüfstift nicht einge führt werden
kann. In der Trennstellung ist der am freien Ende des Verbindungselementes 10, 11 befindliche Kontaktbereich 17 wieder
ausgefedert, so daß die Aufnahme 19 zum
Einführen
des Prüfstiftes
freigegeben ist. In diesem Fall muß dann natürlich der andere Kontaktbereich 17 auf
der entsprechenden Leiterbahn 7, 8 aufliegen,
damit überhaupt
noch eine Kontaktierung stattfindet. Damit dies gewährleistet
ist, ist der am hinteren Ende des Verbindungselementes 10, 11 vorgesehene
Kontaktbereich 17 nahe der Schwenkachse des Verbindungselementes 10, 11 bzw.
des Lagerbolzens 26 vorgesehen.
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Beim
Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Gerätes 1 werden
zunächst
die beiden Verbindungselemente 10, 11 in das Gerätegehäuse eingesetzt,
und zwar derart, daß die
Lagerbolzen 26 in den jeweiligen Lagern angeordnet sind.
In diesem Zustand stehen sich die beiden Verbindungselemente 10, 11 im
Gerätegehäuse einander
gegenüber.
Dabei sind die einander zugewandten Unterseiten 21 der Verbindungselemente 10, 11 voneinander
beabstandet, und sie bilden einen Schlitz, in den die Leiterplatte 2 eingeschoben
wird.
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Während die 1 bis 3 die
Realisierung der Erfindung bei einem elektrischen oder elektronischen
Gerät 1 zeigen,
zeigt die 4 die Realisierung der Erfindung
unabhängig
von einem elektrischen bzw. elektronischen Gerät. Die 4 zeigt nämlich, daß die bereits
zuvor im einzelnen erläuterten
Verbindungselemente 10, 11 mit dem Leiterplattenkörper 3,
also nicht mit einem Gerätegehäuse eines
elektrischen oder elektronischen Gerätes, verbunden sind, und zwar
derart verbunden sind, daß die
Verbindungselemente 10, 11 von einer Trennstellung,
dargestellt für
das Verbindungselement 10, in eine Verbindungsstellung,
dargestellt für
das Verbindungselement 11, schwenkbar sind.
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In
den Ausführungsbeispielen
gemäß den 1 bis 3 dienen
die Verbindungselemente 10, 11 der elektrischen
Verbindung einerseits von zwei Leiterbahnen 6 und 7 auf
der Leiterplattenseite 4, andererseits von zwei Leiterbahnen 8 und 9 auf
der Leiterplattenseite 5. Es liegt jedoch auch im Rahmen
der Erfindung, die Verbindungselemente so auszuführen, daß mit ihrer Hilfe Leiterbahnen
auf den unterschiedlichen Leiterplattenseiten von Leiterplatten
elektrisch verbunden werden können.
Dazu ist es dann erforderlich, daß die Verbindungselemente in
der Verbindungsstellung gleich sam die entsprechende Leiterplatte
aufnehmen und in den Verbindungselementen Verbindungsabschnitte
realisiert sind, die innerhalb der Verbindungselemente von der einen
Leiterplattenseite zur anderen Leiterplattenseite gehen.
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Zur
Lehre der Erfindung gehört
es auch, mit Hilfe der Verbindungselemente 10, 11 die
Leiterbahnen 6 und 7 bzw. 8 und 9 benachbarter
Leiterplatten zu verbinden. Dies ist in 4 für Leiterplatten 2 dargestellt,
deren Leiterplattenkörper 3 in
einer Ebene liegen.
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Nicht
dargestellt ist, daß zur
Lehre der Erfindung auch eine Ausführungsform gehört, bei
der mit Hilfe der im einzelnen beschriebenen Verbindungselemente
Leiterbahnen von benachbarten Leiterplatten elektrisch verbunden
werden können,
wenn die Leiterplattenkörper
der benachbarten Leiterplatten nicht einer Ebene liegen, wie in 4 dargestellt, sondern
parallel zueinander angeordnet sind, wie dies häufig der Fall ist.