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Mit einer Leiterplatte verbindbares elektrisches Bauelement Die Erfindung
bezieht sich auf ein zur Verbindung mit einer Schaltungsplatine mittels Schwallötung
oder dergl. vorgesehenes elektrisches bauelement mit zwei in Bohrungen der Platine
einsteckbaren Anschlußdrähten, wobei Endabschnitte dieser Drähte im Bohrungsabstand
zueinander parallel ausgerichtet sind und mit der Platine zusammenwirkenle Auskröpfungen
aufweisen.
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Zahlreiche Bauelemente der Elektrotechnik werden zunächst mit ihren
Anschlußdrähten in Leiterplattenbohrungen eingesteckt und erst durch nachfolgendes
Verlöten mit einer Beiterplattenverdrahtung fest verbunden. Die Verlötung der Anschlußdrähte
erfolgt meist mit Hilfe einer sogenannten Schwall- oder Schlepplötung. Es ist daher
erforderlich, diese Bauelemente, insbesondere Widerstände, Dioden und Kondensatoren,
bis zum Lötvorgang provisorisch an der Leiterplatte zu fixieren. Eine solche Fixierung
erfolgt meist dadurch, daß die Anschlußdrähte mit geeigneten Auskröpfungen versehen
werden, so daß die Bauelemente, steckt man die Auskröpfungen durch die Bohrungen
der Leiterplatte, einerseits durch den als Anschlag wirksamen Bauelementekörper,
andererseits durch die sich auf der anderen Seite der Leiterplatte befindenden Auskröpfungen
an der Leiter platte ausreichend befestigt sind. Solche mit Auskröpfungen ihrer
Anschlußdrähte versehenen Bauelemente sind z.B. aus der deutschen Offenlegungsschrift
1 816 073, der britischen Patentschrift 759 322 und der holländischen Offenlegungsschrift
& 612 497# bekannt. Bei der provisorischen Befestigung vor allem von Widerständen,
Dioden und Kondensatoren
an Leiterplatten ist es jedoch z.B. aus
räumlichen Gründen oder wegen besserer Abfuhr der mit diesen Bauelementen erzeugten
Wärme häufig erwünscht, den Körper des Bauelementes in einem gewissen Abstand von
der Leiterplatte anzuordnen. Dies bedeutet aber, daß nun das Bauelement selbst sich
nicht mehr als ein auf der einen Seite der Leiter platte wirksamer Anschlag verwenden
läßt, gegen den sich eine auf der anderen Seite der Leiterplatte befindende Auskröpfung
der Anschlußdrähte verspannen kann. Eine solche distanzierte Fixierung von Bauelementen
an Leiterplatten mit Hilfe entsprechend bemessener Auskröpfungen der Anschlußdrähte
ist zwar auch bereits z.B. aus den deutschen Gebrauchsmustern 1 777 388 und 6 603
030 bekannt. Jedoch wird z.B.
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bei dem aus dem deutschen Gebrauchsmuster 6 603 030 bekannten elektrischen
Bauteil vor allem von einer Biegeelastizität der Anschlußdrähte Gebrauch gemacht.
Obwohl die Anschlußdrähte solcher Bauelemente meist nur eine sehr geringe Elastizität
aufweisen, setzt dies voraus, daß die Anschlußdrähte mit einer bestimmten Vorspannung
versehen werden können, um diesen die Möglichkeit zu geben, nach dem Einstecken
der Auskröpfungen in die Rasterbohrungen einer Leiterplatte zurückzufedern und dadurch
das Bauelement an der Leiterplatte zu fixieren. Bei dem aus dem deutschen Gebrauchsmuster
1 777 388 bekannten Bauelement sind zudem zum Anschluß des Bauelementes an die Leiterplattenverdrahtung
keine Anschlußdrähte, vielmehr bandförmige Leiter vorgesehen, so daß durch eine
Querschnittsverjüngung dieser Leiter ein Anschlag gebildet wird, zwischen dem und
einer Auskröpfung dieser Leiter die Verriegelung in der Leiterplatte erfolgt.
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Demgegenüber ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, von einem solchen
Stand der Technik ausgehend, ein Bauelement der eingangs genannten Art zu schaffen,
das in einem gewünschten Abstand von einer Leiterplatte an dieser
provisorisch
fixiert werden kann, bei welchem jedoch die mit einer Kröpfung versehenen Anschlußdrähte
nur eine geringe oder gar keine Biege elastizität aufzuweisen brauchen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem solchen Bauelement gemäß der
Erfindung vorgesehen, daß neben einer ersten, zur Anlage an einer Bohrungswand bestimmten
Auskröpfung, welche etwa gleich und maximal gleich der lichten Weite der Bohrung
entsprechend bemessen ist und die im wesentlichen gegensinnig zum Verlauf einer
ersten Auskröpfung des anderen Anschlußdrahtes und im wesentlichen rechtwinklig
zu einer durch beide Anschlußdrahtendabschnitte verlaufenden Ebene ausgebildet ist,
jeweils eine weitere zweite als Anschlag die Einstecktiefe eines Endabschnittes
begrenzende Auskröpfung vorgesehen ist mit gegensinnigem Verlauf und mit zur Einsteckrichtung
der Anschlußdrähte schrägem Übergang zu einer ersten- Auskröpfung.
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Ein besonderer Vorteil eines Bauelementes nach: der Erfindung ist
darin zu sehen, daß nun dessen provisorische Fixierung an einer Leiterplatte dadurch
bewirkt wird, daß sich die an einer Bohrungswand zur Anlage kommende erste Auskröpfung
des einen Anschlußdrahtes gegen die an der Wand einer anderen Bohrung zur Anlage
kommende erste Auskröpfung des anderen Anschlußdrahtes verspannt, wobei die zueinander
parallel verlaufenden Anschlußdrahtabschnitte des Bauelementes auf Torsion beanspruclitwerden
und die zweiten Auskröpfungen einerseits als Anschläge die Einstecktiefe der Anschlußdrähte
begrenzen, andererseits mit dem schrägen Übergang die ersten Auskröpfungen an die
Bohrungswand drücken.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die ersten
und zweiten Auskröpfungen eines Endabschnittes
im wesentlichen der
Kontur einer Sinusschwingung oder im wesentlichen der Kontur von zwei ineinander
übergehenden Halbkreisen nachgebildet sind und daß sich die Auskröpfungen an einen
geraden Endstummel der Anschlußdrähte anschließen.
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Die sinusförmige oder halbkreisförmige Ausbildung der Auskröpfungen
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, um einen schrägen Übergang zwischen
einer ersten und einer zweiten Auskröpfung eines Anschlußdrahtes zu erzielen. Beim
Einstecken der Anschlußdrähte in die Rasterbohrungen einer Leiterplatte bringt dieser
automatisch die ersten Auskröpfungen zur Anlage an einer Bohrungswand. Der gerade
Endstummel der Anschlußdrähte schließlich ermöglicht ein unkompliziertes Einfädeln
der Anschlußdrähte in die entsprechenden Rasterbohrungen.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung weist erfindungsgemäß eine Vorrichtung
zur Herstellung eines Bauelementes nach der Erfindung a) ein nach hinten geneigtes
Unterteil mit einem zur Aufnahme eines Bauelementes eingerichteten höheren Bereich
auf, wobei das Bauelement mit endseitigen Abschnitten seiner zunächst noch in einer
Geraden verlaufenden Anschlußdrähte an Haltenasen des Unterteils abgestützt ist,
und b) ein auf das Unterteil absenkbares Oberteil zur Abtrennung endseitiger Abschnitte
der Anschlußdrähte und zur Herstellung der Auskröpfungen sowie c) an der niedrigeren
Kante des Unterteils angeordnete, auf die in einer Geraden verlaufenden gekröpften
Anschlußdrähte abgestimmte weitere Haltenasen und d) einen mit dem Oberteil verbundenen,
mit dem niedrigeren Bereich des Unterteils zur Herstellung einer haarnadelförmigen
Kontur des Bauelementes einschließlich seiner Anschlußdrähte zusammenwirkenden Stempel
auf.
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Zur Herstellung von Bauelementen nach der Erfindung unterschiedlicher
Größe und-mit unterschiedlichem Steckabstand der zueinander parallel ausgerichteten
Anschlußdrahtendabschnitte können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Unter-und
Oberteil auswechselbar ausgebildet sein.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von vier Figuren näher erläutert.
Dabei zeigen Fig. 1 ein mit seinen Anschlußdrähten in Rasterbohrungen einer Leiterplatte
eingestecktes Bauelement von oben gesehen und stark vergrößert dargestellt, wobei
außerdem die Rasterbohrungen und die Anschlußdrähte zur besseren Erläuterung der
Wirkungsweise der provisorischen Fixierung des Bauelementes an der Leiterplatte,
nicht im gleichen Maßstab dargestellt sind; Fig. 2 ein mit seinen Anschlußdrähten
in Rasterbohrungen einer Leiterplatte eingestecktes Bauelement in Seitenansicht,
wobei die Leiterplatte geschnitten dargestellt ist und die Fig. 3 und 4 die auswechselbaren
Unter- und Oberteile einer Vorrichtung zur Herstellung eines Bauelementes nach der
Erfindung.
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Bei den in Rede stehenden Bauelementen handelt es sich in erster Linie
um solche, welche einen im wesentlichen walzenförmigen oder prismatischen Körper
aufweisen, d.h. also vor allem um Widerstände, Dioden und Kondensatoren, bei welchen
an den beiden Stirnseiten des Körpers Anschlußdrähte fixiert sind. Zur Befestigung
derartiger Bauelemente in Leiterplatten werden die Anschlußdrähte so gebogen, daß
zum Einstecken in Rasterbohrungen der Leiterplatte bes#timmte Endabschnitte
der
Anschlußdrähte zueinander im wesentlichen parallel verlaufen. Das Bauelement selbst
kann hierbei mit seiner Achse parallel oder auch senkrecht zur Leiterplatte ausgerichtet
sein. In beiden Fällen entsteht ein U-förmiges Gebilde, im letzteren Fall ist jedoch
der eine Anschlußdraht wesentlich länger als der andere Anschlußdraht bemessen,
weil sich das Bauelement selbst in einem der U-Schenkel befindet. Der senkrechte
Einbau von Widerständen, Dioden und Kondensatoren ermöglicht eine besonders raumsparende
Anordnung der Bauelemente.
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In Fig. 1 wurde jedoch eine Anordnung des Bauelementes gewählt, bei
welchem dieses mit seiner Achse parallel zur Leiterplattenebene verläuft, weil auf
diese Weise die Rasterbohrungen nicht von dem Bauelement verdeckt werden.
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Die Wirkungsweise der provisorischen Fixierung eines Bauelementes
ist jedoch bei beiden Einbauarten dieselbe. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Bauelement
1, bei welchem es sich z.B. um einen Widerstand handeln kann, sind die Anschlußdrähte
2 in einem bestimmten Abstand vom Körper des Bauelementes abgewinkelt, so daß zueinander
parallel im Bohrungsabstand verlaufende Endabschnitte 3, 4 dieser Anschlußdrähte
gebildet werden. An gerade freie Endstummel dieser Endabschnitte anschließend sind
in die Endabschnitte 3, 4 zunächst eine erste Auskröpfung 8, 9 und an diese unmittelbar
anschließend eine dazu gegensinnig verlaufende zweite Auskröpfung 12, 13 eingearbeitet.
Das Ausmaß einer ersten Auskröpfung entspricht dabei etwa der lichten Weite einer
Rasterbohrung 5, 6 der Leiterplatte 7, und ist keinesfalls größer als diese bemessen.
Die ersten Auskröpfungen 8, 9 sind außerdem zueinander gegensinnig und im wesentlichen
rechtwinklig zu einer durch beide Endabschnitte verlaufenden Ebene ausgebildet.
Der Verlauf der ersten Auskröpfungen vor dem Einstecken der Anschlußdrähte ist in
Fig. 1 durch die Pfeile 10, 11 angedeutet. Beim Einstecken
der Endabschnitte
3, 4 der Anschlußdrähte 2 in die Rasterbohrungen 5, 6, wobei die geraden Endstummel
der Endabschnitte das Einfädeln wesentlich erleichtern, werden zunächst die Bereiche
14, 15 maximalen Ausmaßes der ersten Auskröpfungen 8, 9 durch das schräge Auflaufen
der zweiten-Auskröpfungen 12, 13 an einer Mündungskante 16 einer Rasterbohrung (vgl.
hierzu Fig. 2) gegen die Innenwand der Rasterbohrungen 5, 6 gedrückt. Hierbei werden
sie von der Bohrung wand etwas abgedrängt (vgl. Fig. 1). Die sich an den Bohrungswänden
abstützenden Bereiche 14, 15 der ersten Auskröpfungen verspannen sich infolgedessen
gegeneinander, wodurch eine Reibungshaftung der Anschlußdrähte in den Rasterbohrungen
erzeugt wird, welche das Bauelement entgegengesetzt zur Einsteckrichtung der Anschlußdrähte
an der Leiter platte fixiert. In Einsteckrichtung, vgl. hierzu auch Fig. 2, wird
das Bauelement an der Leiterplatte durch die sich an einer Bohrungskante 16 abstützenden
zweiten Auskröpfungen 12, 13 fixiert. Mit derartig geformten Anschlußdrähten versehene
Bauelemente lassen sich besonders vorteilhaft in Leiterplatten, bei welchen die
Verdrahtung in sogenannter Feinätztechnik ausgeführt ist, einsetzen, weil eine haarnadelförmige
Führung der Anschlußdrähte und eine zur Leiter platte senkrechte Ausrichtung der
Bauelemente eine besonders hohe Packungsdichte der Bauelemente erzielen läßt und
die distanzierte Fixierung der Bauelemente dennoch eine gute Kühlungsmöglichkeit
der Bauelemente sicherstellt.
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In den Fig. 3 und 4 sind das Oberteil und das Unterteil einer Vorrichtung
zur Herstellung eines Bauelementes nach der Erfindung dargestellt, wobei man sich
diese beiden Teile als auswechselbare Bestandteile eines z.B. pneumatisch betätigbaren
Werkzeuges zu denken hat, bei welchem das Oberteil auf das feststehende Unterteil
niedergefahren wird.
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Das in Fig. 4 dargestellte Unterteil 18 weist-beidseits einer der
Kontur des Bauelementekörpers entsprechend
ausgebildeten Ausnehmung
19 Haltenasen 20 auf, an welchen die noch unbeschnittenen Anschlußdrähte eines in
die Ausnehmung 19 eingelegten Bauelementes abgestützt sind. Hierbei ruhen Abschnitte
der Anschlußdrähte auf einer mit einer entsprechenden Gegenkontur des Oberteiles
22 zur Herstellung der Auskröpfungen zusaramenwirkenden Kontur 21. Beim Niederfahren
des Oberteiles 22 auf das Unterteil 18 werden daher einerseits die Auskröpfungen
in die Anschlußdrähte eingeprägt, andererseits mit Schneidkanten 17 die Anschlußdrähte
2 zugeschnitten. Hierbei werden die sich an den Haltenasen 20 abstützenden Teile
der Anschlußdrähte abgetrennt.
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Wird das Oberteil nun wieder nach oben bewegt, so rollt das Bauelement
mit den zugeschnittenen Anschlußdrähten, in welche die Auskröpfungen eingeprägt
sind, auf dem nach hinten geneigten Unterteil gegen an der niedrigeren Kante angeordnete
Haltenasen 23. Wird nun nach dem Einlegen eines weiteren Bauelementes mit noch unbeschnittenen
Anschlußdrähten das Oberteil 22 erneut auf das Unterteil 18 abgesenkt, so wird das
sich an den Haltenasen 23 abstützende Bauelement mit seinen Anschlußdrähten zu einem
haarnadelförmigen Gebilde geformt und zugleich bei dem sich mit seinen Anschlußdrähten
an den Haltenasen 20 abstützenden Bauelement die Anschlußdrähte beschnitten und
in diese die Auskröpfungen eingeprägt. Beim erneuten nach oben Bewegen des Oberteiles
22 fält das mit seinen Anschlußdrähten zu einem haarnadelförmigen Gebilde geformte
Bauelement aus der Vorrichtung, und das zuvor neu eingelegte Bauelement rollt nach
hinten.
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Es kann nun ein weiteres Bauelement in die Vorrichtung eingelegt werden.
Auf diese Weise wird jeder Arbeitshub, also jede nach unten gerichtete Bewegung
des Oberteiles 22 rationell ausgenutzt (ein Arbeitshub = ein Bauelement).
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6 Patentansprüche 4 Figuren