DE3741525C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 19 27 008 ist eine Leiterplatte mit schlitzförmigen Durchbrüchen bekannt, durch die Befestigungsteile eines flachen elektrischen Widerstands ragen. Die Befestigungsteile sind als Kontaktflächen ausgebildet, die durch eine Lötverbindung mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verbunden und miteinander gegenüberliegenden Rastelementen versehen sind, die bei in die Leiterplatte eingesetztem Widerstand die Leiterplatte hintergreifen.

Bei dieser Ausführungsform erweist sich als nachteilig, daß der elektrische Widerstand als ein Schichtwiderstand ausgebildet ist, so daß, im Gegensatz zu der Verwendung eines Bandwiderstandes, eine aufwendigere und kostenintensive Herstellung erforderlich ist. Bei der insbesondere durch Fig. 9 gezeigten Befestigungsart mit Rastelementen, die sich gegenüberliegen, erweist sich als nachteilig, daß zwar der elektrische Widerstand vor einem Lötvorgang unverlierbar mit der Leiterplatte verbunden ist, jedoch insbesondere die Senkrechtstellung des elektrischen Widerstands nicht gewährleistet wird, so daß entweder keine enge Bestückung der Leiterplatte möglich ist oder bei dem Lötvorgang eine zusätzliche, kostenintensive Vorrichtung benötigt wird, die den elektrischen Widerstand senkrecht stellt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 29 04 197 A1 ist eine Leiterplatte mit einem einstückig gestanzten Bandwiderstand bekannt, dessen Befestigungsteile als Kontaktflächen ausgebildet sind. Die als Kontaktflächen ausgebildeten Befestigungsteile durchragen Öffnungen der Leiterplatte und sind durch eine Lötverbindung mit Leiterbahnen der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktflächen der Befestigungsteile liegen in der Ebene des Bandwiderstands, und die der Leiterplatte zugewandte Kante des Bandwiderstands ist als Anschlag ausgebildet.

Bei dieser Ausführungsform erweist sich als nachteilig, daß der Bandwiderstand zum einen vor dem Lötvorgang nicht unverlierbar mit der Leiterplatte verbunden ist und zum anderen beim Lötvorgang, um eine vorgegebene Lage zu der Leiterplatte zu gewährleisten, durch eine zusätzliche Vorrichtung zu dieser fixiert werden muß, was aufwendige und kostenintensive Einrichtungen erforderlich macht.

Aus der DE-AS 26 31 230 ist eine elektrische Vorrichtung bekannt, bei der ein Flachstecker zur Befestigung in einen schlitzförmigen Durchbruch einer Leiterplatte eingesetzt ist. Sein Befestigungsteil verfügt über Z- oder S-förmig abgewinkelte Lappen, die mit der Leiterplatte durch Schernietung verbunden sind. Die Durchbrüche der Leiterplatte sind der Z- oder S-Form des Befestigungsteils angepaßt. Zusätzlich verfügt das Befestigungsteil über ein mittig geschlitztes Endteil, dessen Hälften zum besseren Halt des Flachsteckers gegen die Unterseite der Leiterplatte umgebogen werden.

Bei dieser Art der Befestigung ergibt sich der Nachteil, daß z. B. bei einer Bestückung der Leiterplatte von der Bauteilseite, auf der Unterseite der Leiterplatte Werkzeuge bereitgestellt werden müssen, die sowohl die Schernietung der abgewinkelten Lappen vornehmen, als auch ein Umbiegen der durch die Leiterplatte hindurchragenden Hälften des Endteils bewirken, was zusätzlichen Arbeitsaufwand, Arbeitsgerät und Kosten verursacht.

Insbesondere bei der Befestigung von Widerständen wie z. B. flachen Widerständen aus Bandmaterial, wie sie in Geräten verwendet werden, die beispielsweise aus der EP-OS 01 42 053 bekannt geworden sind, nach dem oben beschriebenen Prinzip gemäß DE-AS 26 31 230 ergeben sich weitere Schwierigkeiten.

Diese Schwierigkeiten bestehen zum einen darin, daß die Bandwiderstände aus Widerstandsblech gestanzt werden, dessen mechanische Materialeigenschaften andersartig sind, insbesondere eine erhöhte Materialhärte aufweisen, als Materialien die üblicherweise zur Herstellung von Flachsteckern verwendet werden, so daß eine Schernietung nur mit erhöhtem Aufwand durchführbar ist und zum anderen darin, daß insbesondere die maximale Stärke der Widerstandsbleche und damit die Stärke der Befestigungsteile kleiner ist, als die kleinstmögliche stanzbare Breite der schlitzförmigen Durchbrüche in der Leiterplatte. Dies insbesondere bei der Verwendung von Leiterplatten aus hartem, spröden Material wie z. B. glasfaserverstärktem Epoxydharz. Dies bedingt, daß die Bandwiderstände nach der Bestückung der Leiterplatte von dieser verlierbar sind und/oder seitlich wegkippen können, so daß eine enge Bestückung der Leiterplatte nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, eine einfache und kostengünstige selbstrastende und schon vor dem Lötvorgang unverlierbare Befestigung eines flachen, elektrischen Widerstands in einer Leiterplatte mit schlitzförmigen Durchbrüchen zur Verfügung zu stellen, die in einem Arbeitsgang bei der Bestückung der Leiterplatte erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß der elektrische Widerstand als Bandwiderstand ausgebildet ist, ergibt sich der Vorteil, daß der Widerstand problemlos mit Strömen in der Größenordnung 5A und größer beaufschlagt werden kann. Die Ausbildung der Befestigungsteile als Kontaktflächen bringt den Vorteil, daß diese hohen Ströme nicht punktuell sondern über eine vorgegebene Fläche dem Bandwiderstand übertragen werden und somit die entstehende Verlustwärme abgeführt wird und ein definierter Übergangswiderstand geschaffen wird, der sich bei einer Verwendung des Bandwiderstands als Meßwiderstand als günstig erweist. Dabei zeigt sich häufig der Nachteil, daß der auf der Leiterplatte aufgesteckte Bandwiderstand vor dem Lötvorgang, z. B. im Schwallbad, leicht verlierbar ist und seitlich wegkippen kann. Deshalb weist jede Kontaktfläche seitlich mindestens zwei antiparallel abgewinkelte Rastelemente auf. Dies ergibt den Vorteil, daß wenn die abgewinkelten Rastelemente im eingeschobenen Zustand der Kontaktflächen die Leiterplatte durch die Durchbrüche hintergreifen, der Bandwiderstand unverlierbar und selbstrastend mit der Leiterplatte verbunden ist und ein seitliches Wegkippen nicht möglich ist.

Die erfindungsgemäße elektrische Verbindung hat gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik insbesondere den Vorteil, daß sie sehr einfach ist, sich kostengünstig herstellen und montieren läßt, sowie in einer automatischen Lötstraße problemlos löten läßt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorteilhaft ist es, daß der Bandwiderstand, die Kontaktflächen und die abgewinkelten Rastelemente insbesondere einstückig aus Widerstandsblech gestanzt sind, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht wird. Dies insbesonders, da die Bandwiderstände aus einem Stanzband gestanzt werden, in diesem verbleiben und erst bei der Bestückung der Leiterplatte vereinzelt werden können.

Man kann die Kontaktflächen in der Ebene des Bandwiderstandes liegend ausbilden, so daß kein weiteres Arbeitsgerät zum Abbiegen der Kontaktflächen erforderlich ist.

Es ist vorteilhaft, in die Kontaktflächen, an den Seiten unterhalb der Rastelemente, mit einem vorgegebenen Abstand zu den Rastelementen, der im wesentlichen der Materialstärke des Bandwiderstands entspricht, Abschrägungen einzuarbeiten, die ein erleichtertes Einschieben des Bandwiderstands mit geringen Aufsteckkräften ermöglichen und damit für eine Vermeidung von Beschädigungen der Leiterplattenoberfläche, des Bandwiderstandes selbst und der Leiterbahnen auf der Unterseite der Leiterplatte sorgen.

Aus dem gleichen Grund ist es weiterhin vorteilhaft, daß die Rastelemente an ihrer der Leiterplatte bzw. dem Bandwiderstand abgewandten Seite zweite Abschrägungen aufweisen.

Dadurch, daß die Rastelemente an der dem Bandwiderstand bzw. der Leiterplatte zugewandten Seite Rastabschrägungen aufweisen, ergibt sich der Vorteil, daß eine unverlierbare Verrastung des Bandwiderstands mit der Leiterplatte für unterschiedliche Leiterplattenstärken möglich ist.

Der Vorteil einer erleichterten Montage und einer sicheren Rastverbindung ergibt sich, wenn die Abschrägungen an den der Leiterplatte zugewandten und/oder abgewandten Seiten der Rastelemente und/oder den Seiten der Kontaktflächen unterhalb der Rastelemente einen Winkel (α) von 45° aufweisen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstands ist die Ausbildung der Kante des Bandwiderstands, die der Leiterplatte zugewandt ist, als Anschlag, da durch den Anschlag eine definierte Einschubtiefe der Kontaktflächen in die Leiterplatte vorgegeben ist und somit der Betrag bestimmt wird, um den die Konaktflächen die Leiterplatte durchragen. Dies ermöglicht ein problemloses Löten mittels einer Schwallbadlötung.

Vorteilhaft erweist sich weiterhin, wenn die Kontaktfläche unmittelbar oberhalb der Rastelemente Einschnitte aufweist, die es ermöglichen vereinfachte Arbeitsgeräte für die Abwinkelung der Rastelemente zu verwenden, da diese günstigere Angriffspunkte und Widerlagerpunkte haben können und zudem vermieden wird, daß bei der Abwinkelung die Kontaktfläche verbogen wird.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, die Breite und/oder Tiefe der Einschnitte im wesentlichen der Materialstärke des Bandwiderstands anzupassen, weil durch diese Maßnahme die für eine sichere Verrastung des Bandwiderstands günstigste Breite der abgewinkelten Rastelemente bei der Abwinkelung erreicht wird.

Dadurch, daß die Breite der Durchbrüche in der Leiterplatte kleiner ist, als die Stärke der Kontaktfläche gemeinsam mit der Breite der Rastelemente, ergibt sich insbesondere der Vorteil, daß die Rastelemente nach dem Einschub des Bandwiderstands in die Leiterplatte, diese durch die Durchbrüche hintergreifen und unverlierbar festhalten.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, dadurch, daß die Stärke der Kontaktfläche, gemeinsam mit der Breite eines Rastelements, im wesentlichen der Breite des Durchbruchs der Leiterplatte entspricht, weil dadurch die Kraft, die für das Einschieben des Bandwiderstandes in die Leiterplatte erforderlich ist, keinen derart hohen Wert annehmen kann, so daß die Leiterplatte, die Leiterbahnen oder der Bandwiderstand selbst nicht beschädigt werden können. Zugleich wird sichergestellt, daß die Rückhaltekraft, der die Durchbrüche hintergreifenden Rastelemente, groß genug ist, damit der Bandwiderstand unverlierbar festgehalten wird. Vorteilhaft erweist sich, wenn jeder Durchbruch in der Leiterplatte aus zwei zueinander, quer zur Längsrichtung, versetzten Schlitzen besteht, die miteinander teilweise überlappen, weil durch diese Anordnung der Schlitze sichergestellt wird, daß auch bei Verwendung unterschiedlicher Leiterplattenmaterialien, z. B. Hartpapier und glasfaserverstärktes Epoxydharz, eine unverlierbare Verrastung des Bandwiderstands erfolgt, der aus Kostengründen nur mit einer Bemaßung der Rastelemente gefertigt wird. Die Bemaßung der Rastelemente wird dabei der stanzbaren Breite der Durchbrüche in einer Leiterplatte aus Hartpapier angepaßt. Diese relativ kleine Breite ist bei Leiterplatten wie z. B. aus glasfaserverstärkten Epoxydharz nicht stanzbar, so daß zwei schlitzartige Durchbrüche, mit größerer Breite gestanzt werden, die miteinander teilweise überlappen und so zueinander versetzt sind, daß die Rastelemente die Wandungen der Durchbrüche hintergreifen, oder zu diesem Zweck an jedem Ende eines Durchbruchs verjüngt sind.

Dadurch, daß die Stärke der Leiterplatten kleiner oder gleich dem Abstand zwischen dem Anschlag und dem von der Leiterplatte abgewandten Ende der Rastabschrägung ist und dadurch, daß die Stärke der Leiterplatte größer ist als der Abstand zwischen dem Anschlag und dem der Leiterplatte zugewandten Ende der Rastabschrägung, ergibt sich der Vorteil, daß die Rastverbindung auch für unterschiedliche Leiterplattenstärken, mitsamt den auftretenden Toleranzen, die in dem beschriebenen Bereich der Rastabschrägungen liegen, eine sichere und unverlierbare Verbindung zwischen dem Bandwiderstand und der Leiterplatte ermöglicht.

Insbesondere ergibt sich nach den genannten vorstehenden Merkmalen der Vorteil, daß durch die antiparallele Abwinkelung der Rastelemente in Verbindung mit der Ausbildung der Befestigungsteile als Kontaktflächen und den beschriebenen Rastabschrägungen, daß die Kontaktflächen in den schlitzartigen Durchbrüchen der Leiterplattte durch Torsionskräfte verschränkt sein können, wodurch die Kontaktflächen in den schlitzförmigen Durchbrüchen der Leiterplatte mittig oder diagonal verlaufend festgehalten werden. Dies ergibt eine gute Lötfähigkeit der Kontaktfläche in dem Durchbruch, die oft erforderlich ist, weil der Strom häufig über die gesamte Fläche dem Bandwiderstand beaufschlagt wird, um einen definierten Übergangswiderstand zu gewährleisten und um die entstehende Verlustwärme abzuführen.

Zudem wird durch diese Art der Verschränkung eine Senkrechtstellung des Bandwiderstands zur Ebene der Leiterplatte erreicht, wodurch eine enge Bestückung der Leiterplatte mit gleichen oder unterschiedlichen Bauteilen ermöglicht wird. Diese Bauteile wie z. B. Transistoren und Kondensatoren werden dabei im wesentlichen von derselben Seite wie die Bandwiderstände, der Bauteilseite, montiert. Die Leiterbahnen befinden sich auf der anderen Seite der Leiterplatte, der Unterseite.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß bei der Montage des Bandwiderstands von der Bauteilseite kein Werkzeug auf der Unterseite der Leiterplatte eingreifen muß, wodurch eine einfache und kostengünstige Montage erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Bandwiderstand in Vorderansicht, mit einer Leiterplatte, die im Bereich der Durchbrüche geschnitten dargestellt ist,

Fig. 2 einen Bandwiderstand in Draufsicht,

Fig. 3 eine Einzelheit bei X in vergrößertem Maßstab dargestellt,

Fig. 4 einen Schnitt einer Leiterplatte und eines Durchbruchs mit einer Seitenansicht eines verrasteten Befestigungsteils eines Bandwiderstands in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 desgleichen, mit einer Leiterplatte größerer Stärke,

Fig. 6 eine Unteransicht eines schlitzförmigen Durchbruchs einer Leiterplatte mit einem verrasteten, den Durchbruch hintergreifenden Befestigungsteil eines Bandwiderstands entsprechend Fig. 4,

Fig. 7 desgleichen, ensprechend Fig. 5,

Fig. 8 eine Unteransicht eines aus zwei Schlitzen bestehenden Durchbruchs mit einem verrasteten Befestigungsteil eines Bandwiderstands, Fig. 9a und Fig. 9b je eine weitere Ausführungsform der Durchbrüche in der Leiterplatte.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Bandwiderstand (1) dargestellt, der drei Befestigungsteile aufweist, die als Kontaktflächen (2) ausgebildet sind und in der Ebene des Bandwiderstands (1) liegen.

Zur selbstrastenden und unverlierbaren Befestigung in den schlitzförmigen Durchbrüchen (19) einer Leiterplatte (18) sind von jeder Kontaktfläche (2) je zwei Rastelemente (3) antiparallel abgewinkelt, die, im Einbauzustand des Bandwiderstands (1), die Durchbrüche (19) einer Leiterplatte (18) hintergreifen. Zur Vereinfachung der Herstellung werden der Bandwiderstand (1), die Kontaktflächen (2) und die Rastelemente (3) einstückig aus einem Stück Widerstandsblech gestanzt. Die Rastelemente (3) werden vorzugsweise erst vor der Montage auf der Leiterplatte (18) antiparallel abgewinkelt. Die Abwinkelung beträgt hier den für die Verrastung und die Bemaßung der Kontaktfläche (2) und der Durchbrüche (19) in der Leiterplatte (18) günstigen Wert von 90°.

In Fig. 3 werden Ausführungsdetails des Bandwiderstands (1), der Kontaktflächen (2) und der Rastelemente (3) dargestellt. Gleiche oder gleichwirkende Vorrichtungsteile wie in Fig. 1 und Fig. 2 sind in Fig. 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Zur Vermeidung von Beschädigungen der Leiterplatte (18) und des Bandwiderstands (1) selbst bei dem Einstecken des Bandwiderstands (1) in die Durchbrüche (19) weisen die Kontaktflächen (2) an den Seiten unterhalb der Rastelemente (3) Abschrägungen (5) auf. Um ein einfaches und kostengünstiges Abwinkeln der Rastelemente (3) zu ermöglichen, haben die Abschrägungen (5) einen Abstand (4) zu den Rastelemente (3), der im wesentlichen der Materialstärke des Bandwiderstands (1) entspricht.

Ebenfalls zur erleichterten Montage und zur Vermeidung von Beschädigungen weisen die Rastelemente (3) an der der Leiterplatte (18) bzw. dem Bandwiderstand (1) abgewandten Seite zweite Abschrägungen (6) auf. Beide Abschrägungen haben dabei einen, für eine Vermeidung von zu hohen Aufsteckkräften, günstigen Winkel von im wesentlichen 45°. An der, der Leiterplatte (18) bzw. dem Bandwiderstand (1) zugewandten Seite der Rastelemente (3) sind Rastabschrägungen (7) vorgesehen, die einen Winkel von insbesondere 45° aufweisen und es ermöglichen, daß die Rastverbindung eine sichere Befestigung des Bandwiderstands (1) für Leiterplatten (18) mit unterschiedlichen Stärken gewährleistet.

Unmittelbar oberhalb der Rastelemente (3) sind Einschnitte (9) in die Kontaktflächen (2) eingearbeitet, die eine Breite (10) und Tiefe (4) aufweisen, die im wesentlichen der Materialstärke des Bandwiderstands (1) entspricht. Durch diese Einschnitte (9) wird das Abwinkeln der Rastelemente (3) erleichtert, so daß vereinfachte Arbeitsgeräte zur Abwinkelung eingesetzt werden können. Zudem ragen die Rastelemente (3), bei dieser Ausführung und einer Abwinkelung um 90° von den Kontaktflächen (2), nicht seitlich über die Kontaktflächen (2) hinaus.

Die der Leiterplatte (18) zugewandte Kante des Bandwiderstands (1) ist als Anschlag (8) ausgebildet. Dieser Anschlag (8) bestimmt das Maß, um das die Kontaktflächen (2) durch die Leiterplatte (18), bei gegebener Leiterplattenstärke, hindurchragen. Dies erweist sich für eine sichere elektrische Lötverbindung mittels einer Schwallbadlötung als günstig. Fig. 4 und Fig. 5 verdeutlichen dies. Gleiche oder gleichwirkende Vorrichtungsteile wie in Fig. 1, 2 und 3 sind in Fig. 4 und Fig. 5 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 4 und Fig. 5 zeigen, in vergrößertem Maßstab, einen Schnitt durch eine Leiterplatte (18) und zwar so, daß ein schlitzförmiger Durchbruch (19) ebenfalls geschnitten ist und eine in dem Durchbruch (19) verrastete Kontaktfläche (2) dargestellt wird.

Der Anschlag (8) gibt die mögliche Einstecktiefe der Kontaktfläche (2) vor. Um eine sichere Befestigung des Bandwiderstands (1) durch die Rastelemente (3) zu erreichen, muß die Stärke der Leiterplatte (18) kleiner oder gleich dem Abstand (14) in Fig. 3 zwischen dem Anschlag (8) und dem von der Leiterplatte (18) abgewandten Ende (15) der Rastabschrägung (7) sein. Die Stärke der Leiterplatte (18) muß jedoch größer sein, als der Abstand (16) in Fig. 3 zwischen dem Anschlag (8) und dem der Leiterplatte (18) zugewandten Ende (17) der Rastabschrägung (7). Diese Maße, die ein sicheres Verrasten und eine unverlierbare Befestigung des Bandwiderstands (1) ermöglichen, können durch Variation der Breite des Durchbruchs (19) und/oder der Auslegung der Maße der Rastverbindung verändert werden.

Fig. 4 zeigt für die hier beispielhaft aufgezeigte Bemaßung der Rastverbindung und der Breite des Durchbruchs (19) in der Leiterplatte (18) den Einbauzustand eines Bandwiderstands (1) in der Leiterplatte (18), bei dem die Leiterplatte (18) die für eine sichere Befestigung kleinstmögliche Stärke aufweist. Eine sichere Befestigung ist dann gegeben, wenn die Leiterplatte (18) fest an dem Anschlag (8) anliegt und auch Kontakt zu allen Rastabschrägungen (7) hat. Die Bemaßung der Rastverbindung ist vorteilhaft so ausgelegt, daß handelsübliche Leiterplatten mitsamt den auftretenden Toleranzen ihrer Stärke sicher verrasten.

In Fig. 6 ist dieser Einbauzustand aus einer Sicht von der Unterseite der Leiterplatte (18) dargestellt. Gleiche oder gleichwirkende Vorrichtungsteile wie in Fig. 1, 2, 3, 4, 5 sind in Fig. 6 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Rastelemente (3) hintergreifen die Leiterplatte (18) durch die Durchbrüche (19). Dadurch, daß die Rastelemente (3) in entgegengesetzte Richtung weisen, wird ein seitliches Wegkippen des Bandwiderstands (1) verhindert. Der Bandwiderstand (1) steht gerade. Dabei ergibt sich, daß die Kontaktflächen (2) mittig in dem schlitzförmigen Durchbruch (19) fixiert sind. Dadurch wird bei einem Lötvorgang mittels einer Schwallbadlötung erreicht, daß der Durchbruch (19) vollständig mit Lötzinn benetzt wird und damit eine elektrische Verbindung über die gesamte Kontaktfläche (2) sichergestellt wird. Dies wird durch die Kapillarwirkung zwischen der Wandung des Durchbruchs (19) und der Kontaktfläche (2) unterstützt, die dafür sorgt, daß das Lötzinn durch den Durchbruch (19) bis zur Oberfläche der Leiterplatte (18) die Kontaktfläche (2) benetzt und kontaktiert. Dies ist z. B. dann erforderlich, wenn der Bandwiderstand (1) als Teil eines Kontrollgeräts, insbesondere eines Glühlampen-Kontrollgeräts für Kraftfahrzeuge, eingesetzt wird, bei dem der Bandwiderstand (1) mit Strömen in der Größenordnung von 5A beaufschlagt wird. Die elektrische Verbindung muß über die gesamte Kontaktfläche erfolgen, damit ein definierter Widerstand erreicht wird und die anfallende Verlustwärme abgeführt wird.

Diese für die elektrische Verbindung wichtigen Bedingungen treffen auch für die in den Fig. 5, 7 und 8 gezeigten Einbauzustände zu. Gleiche oder gleichwirkende Vorrichtungsteile wie in Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6 sind in Fig. 7 und Fig. 8 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 5 und Fig. 7 zeigen einen Einbauzustand, bei dem die Leiterplatte (18) eine maximal zulässige Stärke aufweist. Zu den Haltekräften, wie unter Fig. 4 und Fig. 6 beschrieben, kommen noch Torsionskräfte hinzu, die die Kontaktfläche (2) in dem Durchbruch (19) verschränken. Dieser Einbauzustand entspricht dem angestrebten Normalfall. Die Kontaktpunkte der Kontaktflächen (2) liegen sich in dem Durchbruch (19) diagonal gegenüber, was auch eine gute Lötfähigkeit bewirkt und die oben beschriebene Kapillarwirkung gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 weiter erhöht.

Diese Art der Verschränkung tritt für jeden Einbauzustand ein, bei dem die Stärke der verwendeten Leiterplatte (18) so gewählt wird, daß sie gleich oder kleiner dem beschriebenen Maximalwert ist, aber größer als der beschriebene Minimalwert ist.

Durch die Verschränkung der Kontaktfläche (2) wird die Haltekraft verstärkt und die Senkrechtstellung des Bandwiderstands (1) stabilisiert, insbesondere wenn der Bandwiderstands (1) mehrere Kontaktflächen (2) aufweist. In diesem Fall ist der Bandwiderstand (1) über seine gesamte Fläche gegenüber den Durchbrüchen (19) verspannt. Die Senkrechtstellung des Bandwiderstands (1) ermöglicht dabei die enge Bestückung der Leiterplatte (18) mit weiteren Bandwiderständen (1) und mit anderen von der Leiterplatte (18) abstehenden Bauteilen und vermeidet mögliche Kurzschlüsse.

Die Bemaßung der Durchbrüche (19) der Leiterplatte (18) in den Fig. 4, 5, 6, 7 ist für Leiterplatten aus Hartpapier ausgelegt. Die Breite der Durchbrüche (19) ist kleiner, als die Stärke (11) in Fig. 2 der Kontaktflächen (2) gemeinsam mit der Breite der Rastelemente (3). Zudem ist die Stärke (12) in Fig. 2 der Kontaktfläche (2) gemeinsam mit einem Rastelement (3) im wesentlichen gleich der Breite des Durchbruchs (19) in der Leiterplatte (18). Die Breite des Durchbruchs (19) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere 0,7 mm.

Das Ausstanzen von Durchbrüchen ist bei der Verwendung von Leiterplatten aus anderen Materialien, wie z. B. glasfaserverstärktem Epoxydharz, häufig nicht mit solch kleinen Breiten realisierbar.

Man kann aus Kostengründen auch für solche Materialien die gleichen Bandwiderstände (1) mit der für die Hartpapier-Leiterplatten ausgelegten Bemaßung verwenden, wenn jeder Durchbruch (19) entsprechend Fig. 8 so ausgebildet ist, daß er aus zwei zueinander, quer zur Längsrichtung, versetzten Schlitzen (13) besteht, die wie gezeigt überlappen. Die Schlitze (13) sind dabei so zueinander versetzt, daß im Einbauzustand des Bandwiderstands (1) jeder Schlitz (13) des Durchbruchs (19) von je einer der beiden Rastelemente (3) einer Kontaktfläche (2) hintergriffen wird. Auch für eine Ausbildung des Durchbruchs (19) in dieser Art ist gewährleistet, daß für unterschiedliche Leiterplattenstärken eine sichere selbsttätige Verrastung und Senkrechtstellung des Bandwiderstands (1) erreicht wird.

Die Fig. 9a zeigt eine weitere Ausführungsform eines Durchbruchs (19) in einer Leiterplatte (18) aus einem harten Material wie z. B. glasfaserverstärktem Epoxydharz. Der Durchbruch (19) wird hier mit einer Breite gestanzt, die in etwa der Stärke (11) der Kontaktfläche (2) gemeinsam mit der Breite der Rastelemente (3) entspricht. In dem Bereich, in dem die Rastelemente (3) die Leiterplatte (18) hintergreifen, ist der Durchbruch (19) asymmetrisch gegenüberliegend auf etwa die Stärke (12) verjüngt, die der Kontaktfläche (2) gemeinsam mit einem Rastelement (3) entspricht.

Die Fig. 9b zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Durchbruchs (19) in einer Leiterplatte (18) aus einem harten Material mit durchkontaktierten Leiterbahnen, bei dem in dem Bereich in dem die Rastelemente (3) die Leiterplatte hintergreifen, also an den Enden der Durchbrüche (19), Löcher gebohrt werden, die etwa der Stärke (12) entsprechen. Zwischen diesen Löchern (20) wird der Durchbruch (19) mit einer Breite gefräst, die etwa der Stärke (11) entspricht. Ein Fräsen mit einer Fräse kleinerer Stärke wäre nur mit einem geringeren Vorschub und einem höheren Materialverschleiß möglich, was sich ungünstig auf die Herstellungskosten auswirken würde.

Im folgenden wird kurz ein Herstellungs- und Bestückungsvorgang eines Bandwiderstands (1) beschrieben. Der Bandwiderstand (1) wird zur Vorbereitung der Bestückung einer Leiterplatte (18) aus einem Stanzblech einstückig gestanzt. Er verbleibt jedoch in dem Stanzblech, welches einem Bestückungsautomaten zugeführt wird. Direkt vor der Bestückung der Leiterplatte (18) wird der Bandwiderstand (1) vereinzelt, d. h. aus dem Stanzband herausgestanzt. Bei dieser Vereinzelung in den Bestückungsautomaten werden gleichzeitig die Rastelemente (3) antiparallel abgewinkelt. Dann wird der Bandwiderstand (1) über die schlitzförmigen Durchbrüche (19) der zu bestückenden Leiterplatte (18) positioniert und eingeschoben. Der Bandwiderstand (1) verrastet selbsttätig mit der Leiterplatte (18), ist auch bei einem möglichen Transport oder einer Verlagerung der Leiterplatte (18) unverlierbar mit dieser verbunden und nimmt eine Senkrechtstellung zur Ebene der Leiterplatte (18) ein. Diese Senkrechtstellung ermöglicht es den Bandwiderstand (1) dicht neben anderen oder gleichen Bauteilen auf der Leiterplatte (18) zu positionieren. Bei dieser Art der Befestigung ist kein Arbeitsgerät auf der Unterseite der Leiterplatte (18) erforderlich, das zusätzlichen Aufwand erfordern würde. Diese Bestückung von der Bauteilseite aus, kann dabei auch problemlos von Hand erfolgen.

Ist die Leiterplatte (18) komplett bestückt, wird die elektrische Verbindung in einer automatischen Lötstraße mittels einer Schwallbadlötung hergestellt. Dabei ist günstig, daß die Kontaktflächen (2) die Leiterplatte (18) an ihrer Unterseite um einen bestimmten, durch die Bemaßung vorgegebenen, Betrag durchragen und in jedem Durchbruch (19) mittig oder diagonal verlaufen. Man erreicht somit, daß die gesamte Kontaktfläche (2) mit Lot benetzt wird und die elektrische Verbindung über die gesamte Kontaktfläche (2) erfolgt. Dies ist nötig, da häufig Ströme in der Größenordnung von 5A übertragen werden und somit die, aufgrund der auftretenden Spannungsabfälle, entstehende Verlustwärme abgeführt werden kann. Durch die Verwendung des Erfindungsgegenstands erreicht man eine einfache und kostengünstige selbstrastende Befestigung eines elektrischen Widerstands auf einer Leiterplatte (18) und eine sichere den Anforderungen entsprechende elektrische Verbindung.

Claims (20)

1. Elektrische Vorrichtung, bestehend aus

• a) einer Leiterplatte (18) mit Leiterbahnen,
  • a1) schlitzförmigen Durchbrüchen (19) und einem
• b) elektrischen Bandwiderstand (1) mit länglichen Befestigungsteilen, die
  • b1) als Kontaktflächen (2) ausgebildet sind,
  • b2) je Kontaktfläche (2) mindestens zwei Rastelemente (3) aufweisen, die jeweils
  • b2.1) an den entgegengesetzten Enden der Kontaktflächen (2) angeordnet sind,
  • b2.2) aus schmalen Blechstreifen bestehen,
  • b2.3) deren Längsseiten senkrecht zur Leiterplatte ausgerichtet sind und
  • b2.4) die um auf der Leiterplatte (18) senkrecht stehende Achsen antiparallel abgewinkelt sind, sie also parallel verlaufen, aber ihre Enden in entgegengesetzte Richtungen weisen und
• c) der Bandwiderstand (1) so mit der Leiterplatte (18) verbunden ist, daß
  • c1) die als Kontaktflächen (2) ausgebildeten länglichen Befestigungsteile die schlitzförmigen Durchbrüche (19) der Leiterplatte (18) durchragen,
  • c2) die Rastelemente (3) die Leiterplatte (18) hintergreifen und
  • c3) die Kontaktflächen (2) der Befestigungsteile durch Lötverbindungen mit den Leiterbahnen der Leiterplatte (18) verbunden sind.

2. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandwiderstand (1), die Kontaktflächen (2) und die Rastelemente (3) insbesondere einstückig aus Widerstandsblech gestanzt sind.

3. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (2) in der Ebene des Bandwiderstands (1) liegen.

4. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (3) um 90° von den Kontaktflächen (2) abgewinkelt sind.

5. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kontaktflächen (2) an den Seiten unterhalb der Rastelemente (3), mit einem vorgegebenen Abstand (4) zu den Rastelementen (3), der im wesentlichen der Materialstärke des Bandwiderstands (1) entspricht, Abschrägungen (5) eingearbeitet sind.

6. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (3) an ihrer der Leiterplatte (18) bzw. dem Bandwiderstand (1) abgewandten Seite zweite Abschrägungen (6) aufweisen.

7. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (3) an der dem Bandwiderstand (1) bzw. der Leiterplatte (18) zugewandten Seite Rastabschrägungen (7) aufweisen.

8. Elektrische Vorrichtung nach den Ansprüchen 5, und/oder 6, und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägungen (5), (6), (7), an den der Leiterplatte (18) zugewandten und/oder abgewandten Seiten der Rastelemente (3) und/oder Seiten der Kontaktflächen (2) unterhalb der Rastelemente (3) einen Winkel (α) von etwa 45° aufweisen.

9. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Leiterplatte (18) zugewandte Kante des Bandwiderstands (1) als Anschlag (8) ausgebildet ist.

10. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (2) unmittelbar oberhalb der Rastelemente (3) Einschnitte (9) aufweist.

11. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (10) und/oder Tiefe (4) des Einschnitts (9) im wesentlichen der Materialstärke des Bandwiderstands (1) entspricht.

12. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Durchbrüche (19) der Leiterplatte (18) kleiner ist, als die Stärke (11) der Kontaktfläche (2) gemeinsam mit der Breite der Rastelemente (3).

13. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke (12) der Kontaktfläche (2) gemeinsam mit der Breite eines Rastelements (3) im wesentlichen der Breite des Durchbruchs (19) der Leiterplatte (18) entspricht.

14. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Durchbruch (19) in der Leiterplatte (18) aus zwei zueinander, quer zur Längsrichtung, versetzten Schlitzen (13) besteht, die miteinander teilweise überlappen.

15. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Durchbruch (19) in der Leiterplatte (18) an seinen beiden Enden verjüngt ist, eine kleinere Breite als im mittleren Bereich des Durchbruchs (19) aufweist.

16. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 7 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Leiterplatte (18) kleiner oder gleich dem Abstand (14) zwischen dem Anschlag (8) und dem von der Leiterplatte (18) abgewandten Ende (15) der Rastabschrägung (7) ist.

17. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 7 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Leiterplatte (18) größer ist, als der Abstand (16) zwischen dem Anschlag (8) und dem der Leiterplatte (18) zugewandten Ende (17) der Rastabschrägung (7).

18. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestückung der Leiterplatte (18) mit Bauteilen von einer Seite, der Bauteilseite erfolgt.

19. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen auf der der Bauteilseite abgewandten Seite, der Unterseite der Leiterplatte aufgebracht sind.

20. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Vorrichtung Teil eines Kontrollgeräts, insbesondere eines Glühlampen- Kontrollgeräts für Kraftfahrzeuge ist und/oder ein Teil eines Geräts zur Erzeugung einer Klangfolge ist.