DE2833062A1

DE2833062A1 - Anordnung zum elektrischen verbinden einer potentialplatte mit kontaktstiften

Info

Publication number: DE2833062A1
Application number: DE19782833062
Authority: DE
Inventors: Egon Jaeger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1980-02-07
Also published as: DE2833062C2

Description

Anordnung zum elektrischen Verbinden einer Potential-
platte mit Kontaktstiften Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum elektrischen Verbinden zumindest einer Potentialplatte, die mechanisch mit einer flach anliegenden Leiterplatte verbunden ist, mit durch die Leiterplatte hindurchragenden Kontaktstiften von elektrischen Bauteilen, wobei in der Potentialplatte Freibohrungen zumindest für die nicht zu kontaktierenden Kontaktstifte vorgesehen sind.
Eine derartige Anordnung ist z.B. durch die US-PS 4 054 939 bekannt geworden. Nach dieser Schrift sind die mit der Potentialplatte zu kontaktierenden Kontaktstifte mit dieser durch Pressitz verbunden. Das bedeutet, dass die Kontaktstifte mit Übermass in Bohrungen der massiv aus Metall bestehenden Potentialplatten eingesetzt sind.
Bei derartigen Verbindungen müssen relativ enge Masstoleranzen eingehalten werden, um eine sichere Kontaktierung zu erreichen. Die Einpresskräfte sind bei massiven Metallteilen sehr hoch. Die dünnen Kontaktstifte können daher beim Einpressen leicht beschädigt, insbesondere verbogen werden. Bei der unmittelbaren Verbindung zwischen dem Kontaktstift und der Metallplatte muss die Metallplatte ausserdem an Stellen, an denen keine Kontaktierung erwünscht ist, mit Freibohrungen versehen sein. Diese Freibohrungen müssen je nach Schaltschema individuell eingebracht werden. Dies bringt einen zusätzlichen Mehraufwand bei der Herstellung der Potentialplatte mit sich.
Ferner ist es durch die DE-OS 2 453 843 bekannt, für die Potentialplatten ebenfalls Metallblech zu verwenden. Die Bohrungen sind gegenüber den Kontaktstiften erheblich vergrössert. An den Stellen, an denen ein Kontakt zwischen der Potentialplatte und Kontaktstiften erwünscht ist, ist eine Hülse über den Kontaktstift geschoben, die sich in die Innenwand der Bohrung eindrückt. Zur Herstellung der Verbindung wird also ein doppelter Pressitz benötigt.
Das bedeutet, dass die Kontaktierungssicherheit geringer wird und dass sich vor allem die Einpresskräfte erhöhen.
Aus räumlichen Gründen sind die IContaktstifte im Bereich der Hülsen sehr schmal gehalten. Sie können daher um so leichter verbogen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und sichere Verbindung zwischen der Potentialplatte und den Kontaktstiften zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in der Potentialplatte für alle Kontaktstifte Freibohrungen vorgesehen sind, dass die Potentialplatte und die Leiterplatte durch schrauben- oder nietartige Verbindungselemente miteinander verbunden sind, dass die Köpfe der Verbindungselemente an den einander abgewandten Aussenseiten der Po- tentialplatte und der Leiterplatte kontaktgebend anliegen und dass auf der Leiterplatte Leiterbahnen von den Verbindungselementen zu den vorgesehenen Kontaktstiften führen. Da nun die Kontaktstifte frei durch die Potentialplatten hindurchragen, sind individuelle Freibohrungen oder das individuelle Einsetzen von Kontakthülsen nicht mehr erforderlich. Die schrauben- oder nietartigen Verbindungselemente können in Zonen der Leiterplatte angeordnet sein, in denen aus konstruktiven Gründen ohnehin keine Kontaktstifte vorhanden sein können. Dies bedeutet, dass nicht nur die Lage der Kontaktstifte, sondern auch die Lage der Verbindungselemente generell festgelegt werden kann. Unterschiedliche Verbindungswege sind bei verschiedenen Leiterplatten durch unterschiedliche Leitermuster verwirklicht. In diese lassen sich auch die zugehörigen Potentialverbindungen ohne fertigungstechnischen Mehraufwand mit einbeziehen.
Die Verbindung zwischen dem Kontaktstift und der Leiterbahn kann in herkömmlicher Weise durch Verlöten oder auch durch Verpressen einer Einpresszone des Kontaktstiftes mit der metallisierten Innenwand der entsprechenden Leiterplattenbohrung erfolgen. Da diese Leiterplatten wesentlich nachgiebiger sind als massive Metallplatten, kann eine sichere Pressverbindung mit relativ geringem Kraftaufwand erzielt werden. Da nun das Verpressen mit den Potentialplatten entfällt, können die Kontaktstifte auch in mehrere aufeinanderliegende Leiterplatten eingepresst werden, ohne dass deswegen die Einpresskräfte zu hoch sind Gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Potentialplatte als grossflächig metallisierte Isolierstoffplatte ausgebildet, deren plattierte Seite der Leiterplatte abgewandt ist. Bei einer Metallplatte müsste zwischen dieser und der Leiterplatte eine Isolierstofischicht angeordnet werden. Diese kann bei einer einseitig metallisierten Isolierstoffplatte entfallen.
Eine Metallplatte erfordert erheblich andere Bearbeitungsmethoden als eine Leiterplatte. Eine "rohe" Leiterplatte als Potentialplatte wird in der gleichen Weise bearbeitet wie die eigentliche Leiterplatte, so dass kein besonderer Fertigungsaufwand getrieben werden muss. Eine Schraub- oder Nietverbindung ermöglicht eine hohe Kontaktsicherheit ohne besondere Oberflächenveredelung, so dass eine einfache kupferkaschierte Isolierstoffplatte verwendet werden kann, die keinem weiteren galvanischen Arbeitsgang unterworfen wurde. Ausserdem können bei der Niet- oder Schraubverbindung grosse Masstoleranzen zugelassen werden, was den Fertigungsaufwand begrenzt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Potentialplatten übereinanderliegend angeordnet und weisen die Husseren Potentialplatten Freimachungen für die Köpfe der mit der darunterliegenden Potentialplatte kontaktierten Verbindungselemente auf, wodurch eine Kontaktierung mit der darunterliegenden Potentialplatte ermöglicht wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Potentialplatte und die Bauteile auf einander gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte angeordnet Dadurch ist es möglich, die Kontaktstifte kurz zu halten. Gemäss einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die Potentialplatte und die Bauteile auf derselben Seite der Leiterplatte angeordnet. Dies ist insbesondere für eine Lötverbindung zwischen Leiterplatte und An schlusselement von Vorteil, weil die Verbindungsstelle insbesondere beim Schwallötn besser zugänglich ist. Es ist von Vorteil, wenn zwischen die Bauteile und die Potentialplatte eine Isolierstoffplatte gelegt ist, die mit Bohrungen versehen ist, in denen die Kontaktstifte der Bauteile geführt sind. Diese Isolierstoffplatte weist ebenfalls für die Schraub- oder Nietköpfe Freimachungen auf. Die Führungsbohrungen für die Kontaktstifte sind so eng, dass eine ungewünschte Berührung zwischen den Kontaktstiften und den Potentialplatten vermieden wird.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Bauteile als Steckverbinder für Steckbaugruppen und die Leiterplatte als Rückwandplatte ausgebildet und die Verbindungselemente in den Zwischenräumen zwischen den Steckverbindern raumsparend angeordnet. Diese Zwischenräume befinden sich vorzugsweise zwischen den Stirnseiten der vertikal ausgerichteten und horizontal aneinandergereihten Steckverbinder. Die Potentialplatten dienen nicht nur der Potentialzuführung, sondern auch der Herstellung einer definierten Erdbeziehung, um z.B. bei Fernsprechvermittlungsanlagen ein Nebensprechen möglichst klein zu halten. Die Potentialplatte erstreckt sich deshalb nicht nur in dem Bereich, in dem die Schraub- oder Nietverbindungen hergestellt werden, sondern über den gesamten Bereich der RUckwandverdrahtung.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 und 2 einen Teil einer Baugruppe mit elektrischen Bauteilen, einer Leiterplatte, zwei Potentialplatten und mit Verbindungsschrauben, wobei Fig. 1 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2 und Fig. 2 eine Draufsicht auf die Leiterplatte nach Fig. 1 darstellt, Fig. 3 eine andere Baugruppe ähnlich wie in Fig. 1 dargestellt, Fig. 4 einen Ausschnitt aus einer dritten Baugruppe, die der in Fig. 3 dargestellten ähnlich ist.
Fig. 1 und 2 zeigen eine elektrische Baugruppe 1 mit elektrischen Bauteilen 2, die an einer Leiterplatte 3 befestigt sind. Die Bauteile 2 weisen Kontaktstifte 4 auf, die über Leiterbahnen 5 untereinander bzw. mit anderen Baugruppen verbunden sind. Die Leiterbahnen 5 sind in Fig. 2 schraffiert dargestellt. Die Kontaktstifte 4 sind z.B. durch Einpressen, in durchplattierte Bohrungen der Leiterplatte 3 eingesetzt und dadurch mit den anschliessenden Leiterbahnen 5 elektrisch verbunden.
Auf der den Bauteilen 2 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 3 sind zwei Potentialplatten 6 angeordnet.
Diese Potentialplatten 6 bestehen aus Leiterplattenbasismaterial. Sie sind grossflächig mit einer Metallschicht 7 versehen, welche auf der der Leiterplatte 3 abgewandten Seite der Potentialplatte 6 angeordnet sind. Da die Kontaktstifte 4 durch die Potentialplatten 6 hindurchragen, sind in diesen Freibohrungen 8 vorgesehen, wodurch jeder direkte Kontakt zwischen den Kontaktstiften 4 und den Metallschichten 7 der Potentialplatten 6 vermieden wird. Die Potentialplatten 6 und die Leiterplatte 3 sind miteinander durch Schrauben 9 und Muttern 10 elektrisch verbunden, indem die Schraubenköpfe bzw. die Muttern 10 an den einander abgewandten Aussenseiten der Potentialplatten 6 und der Leiterplatte 3 kontaktgebend anliegen. Zu diesem Zwecke sind die Randzonen von Bohrungen 11 in der Leiterplatte 3 für die Schrauben 9 ebenfalls plattiert. Von diesen Randzonen der Bohrungen 11 aus führen Leiterbahnen 5 zu den Kontaktstiften 4, die mit dem vorgesehenen Spannungs - potential versorgt werden sollen. Bei der Verwendung von Schrauben können die Leiterplatte 3 und die Potentialplatten 6 leicht voneinander getrennt werden, so dass Reparaturen oder Änderungen leichter vorgenommen werden können. Die Leiterplatte 3 ist auf beiden Seiten mit Leiterbahnen 5 versehen. Es ist zweckmässig, die beiden unterschiedlichen Spannungspotentiale der Potentialplatten 6 auf beiden Seiten der Leiterplatte 3 an die entsprechenden Kontaktstifte 4 heranzuführen. Dabei wird die Verbindung zwischen den beiden Seiten der Leiterplatte 3 z.B. dadurch hergestellt, dass die entsprechenden Bohrungen 11 durchplattiert sind. Von einer Schraube 9 aus können über sich verzweigende Leiterbahnen 5 mehrere Kontaktelemente 4 erreicht werden. Die innere der beiden Potentialplatten 6 ist mittels einer kürzeren Schraube 9 mit der Leiterplatte 3 verbunden. Die äussere Potentialplatte 6 weist eine Freimachung 12 für den an der inneren Potentialplatte 6 anliegenden Kopf der Schraube 9 auf. Die äussere der beiden Potentialplatten 6 ist mittels einer längeren Schraube 9 mit der Leiterplatte 3 verbunden. Die innere Leiterplatte 6 ist an dieser Stelle mit einem erweiterten Durchbruch versehen, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem Schaft der Schraube 9 und der inneren Potentialplatte 6 vermieden wird.
Nach Fig. 3 sind die beiden Potentialplatten 6 auf der den Bauteilen 2 zugewandten Seite der Leiterplatte 3 angeordnet. Dadurch wird eine Schirmwirkung zwischen den Bauteilen 2 und der Leiterplatte 3 erzielt. Die freien Enden der Kontaktstifte 4 ragen aus der Leiterplatte 3 heraus. Sie sind daher. für Anschlussvorgänge gut zugänglich. Zwischen die Bauteile 2 und die Potentialplatten 6 ist eine Isolierstoffplatte 13 gelegt. Diese ist mit Zentrierbohrungen für die Kontaktstifte 4 versehen. Da- durch wird vermieden, dass die dünnen und biegsamen Kontaktstifte 4 mit den Potentialplatten 6 in Berührung kommen können.
Fig. 4 zeigt die Teile nach Fig. 3 in im wesentlichen gleicher Anordnung. Die äussere der beiden Potentialplatten 6 ist mit einer Freisenkung 14 versehen, wodurch eine Berührung zwischen dem Kontaktstift 4 und er Metallschicht 7 der Potentialplatten 6 erschwert wird. Eine Isolierstoffplatte als Zwischenlage ist daher überflüssig.
7 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) Anordnung zum elektrischen Verbinden zumindest einer 1. Anordnung zum die mechanisch mit einer flach anliegenden Leiterplatte verbunden ist, mit durch die Leiterplatte hindurchragenden Kontaktstiften von elektrischen Bauteilen, wobei in der Potentialplatte Freibohrungen zumindest fUr die nicht zu kontaktierenden Kontaktstifte vorgesehen sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass in der Potentialplatte (6) für alle Kontaktstifte (4) Freibohrungen (8) vorgesehen sind, dass die Potentialplatte (6) und die Leiterplatte (3) durch schrauben- oder nietartige Verbindungselemente (9, 10) miteinander verbunden sind, dass die Köpfe der Verbindungselemente (9, 10) an den einander abgewandten Aussenseiten der Potentialplatte (6) und der Leiterplatte (3) kontaktgebend anliegen und dass auf der Leiterplatte (3) Leiterbahnen (5) von den Verbindungselementen (9, 10) zu den vorgesehenen Kontaktstiften (4) führen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , dass die Potentialplatte (6) als grossflächig metallisierte Isolierstoffplatto quegebildet ist, deren plattierte Seite der Leiterplatte (3) abgewandt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r o g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Potentialplatten (6) überminandorliogend angeordnet sind und dass die äussoren Potontialplatten (6) Froimachun Potentialplatte (6) kontaktiorten Vorbindungsolemente (9) aufweisen.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Potentialplatte (6) und die Bauteile (2) auf einander gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte (3) angeordnet sind.
5. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Potentialplatte (6) und die Bauteile (4) auf derselben Seite der Leiterplatte (3) angeordnet sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass zwischen die Bauteile (2) und die Potentialplatte (6) eine Isolierstoffplatte (13) gelegt ist, die mit Zentrierbohrungen versehen ist, in denen die Kontaktstifte (4) der Bauteile (2) geführt sind.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bauteile als Steckverbinder für Steckbaugruppen und die Leiterplatte als Rückwandplatte ausgebildet sind und das die Verbindungselemente in den Zwischenräumen zwischen den Steckvergbindern angeordnet sind.