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Titel der Erfindung
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Anordnung von elektrischen Verbindungsstellen Anwendungsgebiet der
Erfindung Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung einer beliebilden Anzahl
von durch Löten hergestellten elektrischen Verbindungen, vorzugsweise in und bei
elektrischen und elektronischen Geräten.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Im elektronischen
Gerätebau ist die Leiterplatte mehr und mehr zu einem dominierenden Element geworden,
Neben ihrer genauen Reproduzierbarkeit als "gedruckte Schaltung", ihrer Doppelfunktion
als Verbindungselement und Träger von Bauelementen gibt sie nicht zuletzt auf Grund
ihrer Flächenförmigkeit die Möglichkeit, die erforderlichen I.ötverbindunJen mittels
geeigneter Verfahren massenhaft gleichzeitig und damit ökonomisch herzustellen.
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Doch nicht allen in den betreffenden Geräten auftretenden Erfordernissen
an elektrischen Verbindungen kann die Leiterplatte Gerecht werden. Die Gründe hierfür
liegen einmal in den für den ausschließlichen Zweck vergleichsweise zu hohen Kosten
und zum anderen in ihrer starren Plächenform. Auch gebogene Leiterplatten, wie sie
beispielsweise aus der DD-PS 122 156 für die elektrische Verbindung eines Buchsenteils
mit einem Flachbandkabel bekannt sind, und i-lexible gedruckte Schaltungen können
den Nachteil der
Starrheit nur teilweise beseitigen, da sich die
Plexibilität auf Biegungen im wesentlichen auf jeweils nur eine Richtung beschränkt.
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So ist deshalb größtenteils innerhalb von elektronischen Geräten und
Anlagen die Realisierung von elektrischen Verbindungen zwischen einzelnen Baugruppen,
Anschlußelementen und dergleichen an die Verrstendung von drahtförmigen Leitern
gebunden, gleich ob sich die Anordnung der Drähte und Litzen als Kabel verschiedenster
Ausführung, Formkabel oder in "freier" Verdrahtung darstellt.
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Bei der Herstellung der im nachhinein nicht mehr lösbaren elektrischen
Anschlüsse wurde dabei eine Reihe verschiedenster Verbindungstechniken entwickelt.
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Am weitesten verbreitet davon ist das Lötverfahren, bei dem der draht-
oder litzenförmige Zweiter auf geeignet ausgebildete Anschlußelemente, z.B. in Ösen-
oder Hülsenformt gelötet wird. Bei dem als wire-wrap bekannten Wickelverfahren wird
ein drahtförmiger Leiter mit einem geeigneten Werkzeug um einen prismatischen Stift
gewikkelt, wobei die an den Kanten des Stiftes entstehenden hohen Flächenpressungen
zu sicheren Kaltpreßschweißverbindungen führen, Andere Technologien zum Herstellen
elektrischer Verbindungen benutzen die Quetschtechnik, der auch das Prinzip der
Kaltpreßschweißung zugrunde liegt. Als Beispiel hierfür seien das crimp-Verfahren,
welches durch eine den Leiter quetschende Hülse gekennzeichnet ist, und das Termi-Point-Verfahren,
bei dem die Quetschung eine spezielle Klammer übernimmt, genannt.
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Weitere Verbindungstechniken, u.a. das unmittelbare Aufschweißen von
Leitern auf Anschweißstellen, haben bisher noch keine größere Bedeutung erlangt.
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Allen diesen unter Venvendung von draht- oder litzenförmi gen Leitern
genannten Verbindungsverfahren haftet gemeinsam der Nachteil an, daß die einzelnen
Anschlüsse nacheinander, d.h. nicht massenhaft gleichzeitig herstellbar
sind.
Zum anderen lassen einige Techniken nicht die Wahlfreiheit zwischen draht- oder
litzenförmigen Leitern zu, sondern bedingen geradezu eine bestimmte Form und teilweise
auch Abmessungen derselben, so daß verschiedene Verdrahtungsaufgaben nicht oder
nur erschwert lösbar sind.
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Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand zur Herstellung elektrischer
Verbindungen in und bei elektronischen Geräten zu verringern und gleichzeitig die
Qualität der Verbindung zu erhöhen.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Die Erfindung hat sich die Aufgabe
gestellt, eine Anordnung von mehreren, mittels eines geeigneten Lötverfahrens rleichzeitig
herstellbaren elektrischen Verbindungsstel len, vorzugsweise in und bei elektronischen
Geräten, zu schaffen, bei denen Leiter verschiedener Arten, Formen und Abmessungen
eingesetzt werden können.
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Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß alle Verbindungsstellen
in eine Ebene gelegt werden.
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Dazu sind in einem isolierenden, flächenförmigen Träger hohlnietähnliche,
lötfähige Elemente eingebracht, deren durch den Träger hindurchreichende, hohle
Schäfte die jeweils zu verbindenden Leiterenden aufnehmen. Elemente und Beiterenden
werden anschließend mittels Lot zu homogenen Lötstellen verbunden. Die lötfähigen
Elemente können dabei als Blechteile mit Löchern zum Durchtritt des Lots ausgebildet
sein oder auch aus Draht gewickelt werden.
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wird darüber hinaus als Träger eine Leiterplatte gewählt, so können
die an Ober- und Unterseite der Platte sich befindenden Lötaugen in die homogenen
Lötstellen einbezogen werden Eine vorteilhafte Maßnalime bildet eine im Abstand
zum Träger angeordnete Halteplatte, in deren speziell gestalteten Aussparungen die
an den Lötstellen zu verbindenden elektrischen Leiter durch Klemmwirkung festgelegt
werden.
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Ausführungsbeispiel An Hand von Zeichnungen soll nachfolgend die Erfindung
umfassend dargelegt werden.
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Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen erfindungsgemäße Ausbildungen von Verbindungsstellen,
wie sie, um die Vorteile der Erfindung voll ausnutzen zu können, stets in Mehrzalil
in einer Ebene angeordnet werden, Ein aus Isoliermaterial gefertiJter, flächenförmiger
Trat ger 1 ist dazu mit Durchbrüchen versehen, in die jeweils hohlnietähnliche,
aus lötbarem Werkstoff bestehende Elemente 2, 3 eingebracht sind. In Fig. 1 besteht
dieses Element 2 aus einem massiven Blechteil, das Öffnungen 5 aufeist, um dem Lot
4 den Durchtritt zu ermöglichen, während die Elemente 3 in den nachfolgenden Figuren
aus drahtförmigem Material gewickelt sind.
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In den hohlen Schaft der Elemente 2, 3 werden die isolationsfreien
Erden der zu verbindenden elektrischen Leiter 6 eingeführt und in einem sich anschließenden
geeigneten maschinellen Lötvorgang durch das zugeführte Lot fest mit den Elementen
2, 3 verbunden, die durch ihre quasi katalysierende Wirkung beim Lötprozeß, nicht
zuletzt durch Ausnutzung des Kapillareffektes, die Bildung sicherer und zuverlässiger
Lötverbindungen gewährleisten. Dabei ist es unerheblich, um welche Art von elektrischen
Leitern - massive Drähte, Litzen - es sich handelt. Auch Anschlüsse von Bauelementen
können dafür in Betracht kommen.
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Die Befestigung der Elemente 2, 3 im Träger 1 kann auf vielfältige
Weise, je nach der Art der Elemente und des Trägers beispielsweise mittels Preßpassung,
durch Einkleben, durch Hinzufügen einer Kopfhalteplatte 8, wie sie in Fig. 2 dargestellt
ist, oder durch das Lot selbst erfolgen. Letztere Lösung bietet sich an, wenn der
Träger 1 als Beiterplatte ausgebildet ist und an den Stellen der herzustellenden
elektrischen Verbindungen Lötaugen 7 besitzt, die in die Lötstelle einbezogen werden
können. Die Lötaugen 7 können
sowohl als "blinde", nur dem ausschließlichen
Zweck der Halterung der Elemente 3 dienende Mittel vorgesehen, als auch zum Zvjecke
der Realisierung weiterer elektrischer Verbindungen mit Leiterzügen verbunden sein
und sich sowohl an der Ober- als auch Unterseite des Trägers 1 befinden.
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Iq. 4 zei,t einen Ausschnitt mit zwei Verbindungsstellen und einer
parallel zum Träger 1 im Abstand angeordneten Halteplatte 9. Die in Fig. 5 in einer
Draufsicht separat dargestellte Halteplatte 9 hat die Aufgabe, vor und während des
Lötvorganges eine unbeabsichtige Verlagerung oder gar ein Herausgleiten der Leiterenden
aus den Elementen 3 zu verhindern und dient zum anderen der mechanischen Entlastung
der fertigen Lötstelle. Zu dem Zweck besitzt die IIalteplatte 9 Öffnungen 10 mit
von diesen ausgehenden Aussparungen 11, dic maßlich so abgestimmt und geformt sind,
daß sie die Leiter 6 klemmend festlegen.
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Sowohl Halteplatte 9 als auch Träger 1 eignen sich des weiteren als
Basis zum Anbringen von Bezeichungsanfdurcken 12, die Fertigung und Service erlei
cht ernç i'ie Figuren 6 und 7 zeigen schließlich ein spezielles Anwendungsbeispiel
der Verbindung von elektrischen Leitungen mit Anschlüssen von Steckverbindern. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel soll es sich um einen vielpoligen Stekker
13 mit in drei Reihen angeordneten Kontakten und damit auch ebenso vielen Anschlüssen
14 handeln.
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Die gezeichneten Leitungen 6 können deshalb ohne weiteres als Bandkabel
aufgefaßt werden.
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Fig. 6 gibt die Anordnung des Steckverbinders und der Leitungen 6
unmittelbar nach dem Herstellen der Lötverbindungen wieder. Die an dem Stecker 13
seitlich abgebogenen Leitungen 6 ermöglichen dabei den ungestörten Lötprozeß auf
der Unterseite des Trägers 1. Es ist leicht erkennbar, daß sich mit dieser Anordnung
eine große Anzahl von Verbindungen Stecker-Kabel wirtschaftlich herstellen lassen.
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In Fig. 7 sind die Leitungen bzw. Kabel bereits in die Gebrauchslage
gebogen und der Stecker 13 ist mit einer üblichen Kappe 15 versehen.