DE2833062C2

DE2833062C2 - Anordnung zum elektrischen Verbinden einer Potentialplatte mit Kontaktstiften

Info

Publication number: DE2833062C2
Application number: DE19782833062
Authority: DE
Inventors: Egon 8000 München Jäger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1983-02-17
Also published as: DE2833062A1

Description

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. Eine derartige Anordnung ist z. B. durch die deutsche Auslegeschrift 12 65 801 bekanntgeworden. Danach weist eine in einen Baugruppenrahmen einschiebbare Baugruppe Bauelement mit Schaltungsfunktionen auf. Die beidseitig kaschierte Leiterplatte ist auf einer Seite mit einer Potentiallage und auf der anderen mit einer Signallage versehen. In der Potentiallage sind Freibohrungen für alle Kontaktstifte der elektrischen Bauteile vorgesehen. Die Potentiallage und die Signallage sind durch zusätzliche Verbindungselemente elektrisch miteinander verbunden. Von den Verbindungselementen führen in der Signallage Leiterbahnen zu den vorgesehenen Kontaktstiften.

Ferner ist es z. B, durch die US-PS 40 54 939 bekannt, die mit einer Potentialplatte zu kontaktierenden Kontaktstifte mit dieser durch Preßsitz zu verbinden. Das bedeutet, daß die Kontaktstifte mit Obermaß in Bohrungen der massiv aus Metail bestehenden Potentialplatten eingesetzt sind.

Bei derartigen Verbindungen müssen relativ enge Maßtoleranzen eingehalten werden, um eine sichere

to Kontaktierung zu erreichen. Die Einpreßkräfte sind bei massiven Metallteilen sehr hoch. Die dünnen Kontakt-Stifte können daher beim Einpressen leicht beschädigt, insbesondere verbogen werden. Bei der unmittelbaren Verbindung zwischen dem Kontaktstift und der

:5 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 24 53 843 bekannt, für die Poientialplatten 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 Preßsitz benötigt. Das bedeutet, daß die Kontaktierungssicherheit geringer wird und daß sich vor allem die E'npreßkräfte erhöhen. Aus räumlichen Gründen sind die Kontaktstifte im Bereich der Hülsen sehr schmal gehalten. Sie können daher umso leichter verbogen werden.

J5 Aus den Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 69 28 695 geht eine Anordnung zum elektrischen Verbinden von Potentialpfatten mit durch die Leiterplatte hindurchragenden Kontaktstiften von elektrischen Bauteilen hervor. Die Potentialplatte weist für die nicht zu kontaktierenden Kontaktgifte Freibohrungen auf. Die mit Potential zu versehenen Kontaktstifte sind unmittelbar mit den Potentialplatten verbunden.

Nach der US-PS 33 03 439 sind mehrere Leiterplatten mit Hilfe von Schrauben mechanisch verbunden. Die Schrauben haben jedoch keine elektrische Verbindungsfunktion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und sichere Verbindung zwischen der Potentialplatte und den Kontaktstiften zu ermöglichen. Diese

so Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bei einer Rückwandverdrahtung sind die elektrischen Bauteile als Steckverbinderleisten ausgebildet. Deren Kontaktstifte sind so lang, daß sie durch die Leiterplatten und Potentialplatten so weit hindurch ragen, daß zwischen ihnen noch zusätzlich Verbindungs drähte verlegt werden können. Es ist üblich, die dafür vorgesehenen Kontaktstifte über solche Verbindungsdrähte mit Potential zu versorgen. In den Zwischenräumen zwischen den Steckverbindern sind ohnehin keine Kontaktstifte vorhanden. Das bedeutet, daß für die Verbindungselemente kein zusätzlicher Raum benötigt wird. Die Zwischenräume befinden sich vorzugsweise zwischen den Stirnseiten der vertikal ausgerichteten und horizontal aneinandergereihten Stoßverbinder.

Das bedeutet, daß nicht nur die Lage der Kontaktstifte, sondern auch die Lage der Verbindungselemente generell festgelegt werden kann. Das bedeutet. da3 standardisierte Potentialplatten verwendet werden

können, die auch bei unterschiedlich verdrahteten Rückwänden an den gleichen Stellen gelocht sind. Die Gestaltung der zugehörigen Leiterbahnen zu den Kontaktstiften ist unproblematisch, da die Verbindungselemente in die unmittelbare Nähe der zugehörigen s Kontaktstifte gelegt werden können. Bei den schrauben- oder nieiartigen Verbijidungselementen erzielt man eine sichere elektrische Verbindung durch Aufbringen einer entsprechenden Andruckkraft. Maßabweichungen spieler. 'Jabei keine Rolle.

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 Isolierstoffschicht angeordnet werden. Diese kann bei einer einseitig metallisierten Isolierstoffplatte entfalien. 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 Ferligurigsaufwand getrieben werden muß. Eine Schraub- oder Nietverbindung ermöglicht e-ne 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 äußeren Potentialplatten Freimachungen für die Kopfe 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 tJ möglich, die Kontaktsifte 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 Anschlußelement von Vorteil, weil die Verbindungsstelle insbesondere beim Schwailöten besse. zugänglich ist. Es ist von Vorteil, wenn zwischen die Bauteile und die Potentialplatte eine Isolierstoffplatte gelegt ist, di° mit Bohrungen versehen ist, in denen die Kontaktstifte der Bauteile geführt sind. Diese tsolierstoffplatte 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 π wird.

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 m> elektrischen Bauteilen, einer Leiterplatte, zwei Potentialplattcn und mit Verbindungsschrauben, wobei Flg. Ϊ einen Schnitt entlang der Linie 1-1 in F-" i g. 2 und F i g. 2 eine Draufsicht auf die Leiterplatte nach F-'i g. 1 darstellt.

I i g. 3 eine amlcc Baugruppe ähnlich wie in F-" i g. 1 dargestellt.

I" i g. 4 einen Aussehrii ' aus einer dritten Haug'uppe, die der in F i g. 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 Leiterplaue 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. Di" Potentialplatten 6 und die Leiterplatte 3 sind miteinander durch Schrauben 9 und Muttern 10 elektriscn 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 Kontakts«iften 4, die mit dem vorgesehenen Spannungspotentiai 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 Scnaft der Schraube 9 und der inneren Potentialplatte 6 vermieden wird.

Nach F i g. 3 sind die beiden Potentialplatten 6 auf der den Bauteilen 2 zugewandten Seite der Leiterplatte 3 angeordnet. Dadurch wird eine Schirmwirkung zwischen den Bauteilen 1 und der Leiterplatte 3 erzielt. Die freien Enden der Kontaktstifte 4 ragen aus der Leiterplatte 3 heraus. Sie sind daher für Anschlußvorgange gut zugänglich, /wischen die Bauteile 2 und die Potentialplatten 6 ist eine Isolierstoffplatic 13 gelegt. Diese ist mit Zentrierbohrungen für die Kontaktstifte 4 versehen. 1 '.'uurcli w^:<l vermieden, daß die diiniu-n i'nd biegsamen Kontaktstifte 4 mit den Potentialplatten 6 in Berührung kommen können.

Γ i g. 4 /cigt die Teile nach l·'i g. i in im wesentlichen gleicher Anordnung. Die an'k-re der beiden Potetiiialplatten 6 ist mil einer l-reiser kling 14 versehen, woiliirch eine Berührung zwischen dem Kontaktstift 4 und der Metallschicht 7 der Potentialplatten f> erschwert wird. Eine lsolierstoffplatte als Zwischenlage ist daher überflüssig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. 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 für alle Kontaktstifte vorgesehen sind, wobei die Potentialplatte und die Leiterplatte durch zusätzliche Verbindungselemente elektrisch miteinander verbunden sind und wobei auf der Leiterplatte Leiterbahnen von den Verbindungselementen zu den vorgesehenen Kontaktstiften führen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (9, 10) schrauben- oder nietartig ausgebildet sind und mit ihren Köpfen an den einander abgewandten Außenseiten der Potentialplatte (6) und der Leiterplatte (3) kontaktgebend anliegen, daß die Bauteile als Steckverbinder für Steckbaugruppen und die Leiterplatte als Rückwandplaxt« ausgebildet sind und daß die Verbindungselemente (9, 10} in den Zwischenräumen zwischen den Steckverbindern angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialplatte (6) als großflächig metallisierte Isolierstoffplatte ausgebildet ist, deren plattierte Seite der Leiterplatte (3) abgewandt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Potentialplatten (6) übereinanderliegend angeordnet sind und daß die äußeren Potentialplatten (6) Freimachungen (12) für die Köpfe c~.it der darunterliegenden Potentialplatte (6) kontaktierten Verbindungselemente (9) aufweisen.

4. Anordnung nach Anspruch, 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialplatte (6) und die Bauteile (4) auf derselben Seite der Leiterplatte (3) angeordnet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, 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.