DE1269692B - Modulanordnung in Rahmenbauweise fuer Schaltkreise der Elektronik - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H05k

Deutsche Kl.: 21a4-75

1269 692
P 12 69 692.3-35
19. August 1966
6. Juni 1968

Die Erfindung betrifft eine Modulanordnung in Rahmenbauweise für Schaltkreise der Elektronik mit übereinandergestapelten Rahmen aus Isoliermaterial mit Anschlüssen und mit Verbindungskontakten der Rahmen untereinander.

Es ist eine Modulanordnung in Rahmenbauweise bekannt (deutsche Auslegeschrift 1138 440), bei der die einzelnen elektrischen Bauelemente in den jeweiligen Rahmenebenen angeordnet sind. Die Anschlüsse dieser Bauelemente sind dabei in an den Rahmen vorgesehenen Nuten eingelegt und ragen über die Rahmenaußenkanten hinaus. Die Rahmen sind untereinander kongruent, und die Nuten sind an entsprechend gleichen Stellen der Rahmen angebracht. Bei Übereinanderordnung der einzelnen Rahmen zu einer Modulanordnung liegen daher auch die über die Rahmenkanten hinausragenden Anschlußkontakte der Bauelemente genau in einer Reihe. Die Verbindung dieser Anschlußkontakte kann daher auf einfache Weise durch Lötschienen oder Klemmschienen bewirkt werden. Die durch die Klemmschienen bewirkte Verbindung ist fest, so daß ein Herausnehmen eines einzelnen Rahmens aus der Modulanordnung für Prüf- oder Reparaturzwecke nicht oder nur sehr schwer möglich ist. Außerdem müssen die in einem Rahmen zusammengefaßten Bauelemente für ihre Befestigung und Verbindung noch relativ lange Anschlußdrähte aufweisen. Eine gedruckte Schaltung ist dabei nicht vorgesehen. Es handelt sich dabei also um eine konventionelle Verdrahtung deren Nachteile gegenüber der gedruckten Schaltungsweise bekannt sind.

Unabhängig davon sind gedruckte Schaltungen bekannt, bei denen elektrische Bauelemente konventioneller Bauart zwischen zwei parallele Isolierplatten senkrecht zur Plattenebene angeordnet sind und durch gedruckte Leiterbahnen miteinander verbunden sind. Zur weiteren Verschaltung dieser gedruckten Schaltungsanordnung sind die Plattenränder mit Steckanschlüssen versehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Modulanordnung in Rahmenbauweise für Schaltkreise der Elektronik mit übereinandergestapelten Rahmen so auszubilden, daß die Bauelemente der Schaltkreise auf kleinstem Raum untergebracht und als von dem zugeordneten Rahmen getragene Schalteinheiten zusammengefaßt werden, wobei die Verschaltung der eine Schalteinheit bildenden Bauelemente außerhalb der Schalteinheit an einem anderen Teil des Rahmens angeordnet sein soll, um die Bauelemente auf eine einfache Weise von ihrer Verschaltung lösen zu können. Ferner soll ein ein-Modulanordnung in Rahmenbauweise für
Schaltkreise der Elektronik

Anmelder:

Burndy Corporation, Norwalk, Conn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

8000 München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:

Rocco J. Noschese, Wilton, Conn.;

John C. Sarazen, Ghent, N. Y.;

Nathaniel C. Williams,

New Brunswick, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 26. August 1965 (482 806)

faches und sicheres Einsetzen der Schalteinheiten in den jeweiligen Rahmen und eine gute Halterung der Schalteinheiten in den Rahmen gewährleistet sein. Schließlich sollen auch die Rahmen untereinander auf einfache Weise elektrisch und mechanisch lösbar und wieder zusammensetzbar sein.

Die Aufgabe ist durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) Die elektrischen Bauelemente konventioneller Bauart sind Schalteinheiten zwischen zwei parallelen Isolierplatten senkrecht zur Plattenebene angeordnet und durch gedruckte Leiterbahnen und mit an den Plattenrändern vorgesehenen Steckkontakten verbunden;

b) die Rahmen sind aus vier isolierten Schienen rechtwinklig zusammengesetzt, wobei jeweils eine Schiene nach innen eingerückt ist und damit Platz zur Aufnahme der die Bauelemente tragenden parallelen Isolierplatten frei läßt;

c) die Verbindung der jedem Rahmen zugeordneten Bauelemente untereinander erfolgt in dem Raum, der von den Rahmenseiten umgrenzt ist;

d) die eingerückte Schiene ist an der Rahmenaußenseite mit Kontakten zur Aufnahme der

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Steckkontakte an den Isolierplattenrändern ver- sind nur als Steckeraufnahmeteil bzw. als Steckerteil sehen, wobei die Kontakte Verbindungs- ausgebildet. Dadurch ist eine Durchführung eines anschlüsse zur Verschaltung der von den Iso- elektrischen Potentials von den Verbindungskontak-

lierplatten getragenen Bauelemente aufweisen; ten auf den gegenüberliegenden Seiten eines Rah-

e) die Verbindungskontakte der Rahmen unterein- 5 mens, wie es bei den Verbindungskontakten 5OC der ander sind an mindestens einer der nicht einge- Fall ist, nicht möglich. Die Verbindungskontakte

rückten Schienen eines Rahmens vorgesehen. 50 E und 5OD können aus zwei komplementären

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich Hälften des Verbindungskontaktes 5OC hergestellt

aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh- werden.

rungsbeispielen, wobei auf die Zeichnungen Bezug io Bei den Verbindungskontakten 5OC kann der genommen wird. Es zeigt Kontaktkörper eine umgebogene Lasche 55 auf-

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Mo- weisen, die als Verstärkungs- und Lagerungselement dulanordnung in Rahmenbauweise gemäß der Er- dient. Gleichzeitig wird dadurch die gleiche Konfindung, taktdicke an beiden Verbindungskontaktenden er-

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht eines 15 reicht. An allen bisher beschriebenen Verbindungsder die Modulanordnung bildenden Rahmen, kontakte ist ein Befestigungsarm 56 vorgesehen, der

Fig. 3 eine Ausbildungsform eines Verbindungs- einstückig mit dem Verbindungskontaktkörper verkontaktes, bunden ist. Am Ende des Befestigungsarmes ist ein

Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines Ver- seitlicher Anschlußvorsprung vorgesehen, der als Verbindungskontaktes, 20 bindungskontakt für elektrische Verbindungen von Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Ver- Außenleitern 60 mit dem betreffenden Verbindungsbindungskontaktes, kontakt dient. Die so hergestellte Verbindung kann, Fig. 6 eine teilweise geschnittene Detailansicht in an sich bekannter Weise, durch Umwickeln des einer Rahmenecke, Anschlußvorsprunges mit dem Verbindungsdraht

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Rahmenschiene, 25 oder durch Verlöten gesichert werden, aus dem die Befestigung der Verbindungskontakte Neben dem Anschlußvorsprung 58 kann der Beersichtlich ist, festigungsarm 56 zur Verankerung des Verbindungs-

F i g. 8 eine Frontansicht zweier aneinanderstoßen- kontaktes in dem betreffenden Kontaktaufnahmeder Rahmen, aus der das Zusammenwirken der Ver- spalt der Schiene mit einem Blockierungsvorsprung bindungskontakte ersichtlich ist. 30 57 versehen sein. Der Blockierungsvorsprung 57

In F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungs- kann aus der Ebene des Armes 56 heraus federnd form einer Modulanordnung 20 dargestellt, die aus geneigt oder abgebogen sein, so daß er gegen die einer Vielzahl einzelner aufeinandergestapelter Rah- Oberfläche des Kontaktaufnahmespaltes drückt. Die men 30 besteht. Jeder Rahmen 30 ist aus vier isolier- Verbindungskontakte sind somit in den Kontaktten Schienen 32, 34 rechtwinklig zusammengesetzt, 35 aufnahmespalten verankert. Wie in Fig. 6 gezeigt wobei jeweils eine Schiene 34 nach innen eingerückt ist, können die Spalten 36 auch auf drei Seiten offen ist und damit Platz zur Aufnahme von Schalteinhei- sein. In diesem Fall muß für die Kontakte 50^4 und ten 40 frei läßt. Dem von den Schienen umgebenen 5OjB ein Halterungsstab 62 vorgesehen sein, der zum Raum ist die Bezugsziffer 33 zugeordnet. teilweisen Abschluß einer offenen Seite dient. Er

Fig. 6 zeigt im Detail eine Ecke eines Rahmens 4° wird auf diese Seite aufgesetzt, nachdem die Ver-30 an der Verbindungsstelle zweier Schienen 32. Die bindungskontakte in die Kontaktaufnahmespalte einSchienen 32 enthalten eine Vielzahl von Kontaktauf- geführt sind. Für die abschließende Fertigstellung der nahmespalten 36, die zu den gegenüberliegenden Anordnung müssen die Halterungsstäbe 62 in der Flächen 37, 38 und dem Außenrand 39 führen. Die richtigen Lage auf der Schiene durch geeignete Kleb-Kontaktaufnahmespalten 36 sind zur Aufnahme von 45 stoffe oder andere Befestigungsmittel befestigt werden. Verbindungskontakten 50^4 und/oder 505 ausgebil- In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Kontakt-

det. Die Form dieser Kontaktaufnahmespalte kann anordnung gemäß der Erfindung dargestellt. In dieser jedoch so gewählt werden, daß auch andere in den Anordnung sind die Kontaktaufnahmespalte 36 in übrigen Figuren dargestellte Verbindungskontakte den Schienen 32 nur auf zwei Seiten völlig offen, aufgenommen werden können. Die Verbindungs- 50 d. h., jeder Kontaktaufnahmespalt erstreckt sich von kontakte, die über die Außenflächen 37 und 38 der der Außenfläche 39 zur Innenfläche der Schiene. Ein Schienen hinausragen, sind so geformt, daß die mit Halterungsstab 62 ist dabei einstückig an den Flächen den entsprechenden Verbindungskontakten in den im 37 und 38 angesetzt.

Stapel benachbart angeordneten Rahmen zusammen- Diese Verankerung verhindert ein versehentliches

wirken. Die Kontaktgabe wird durch Längsvor- 55 Lösen der Verbindungskontkate 5OC. Jeder Verbinsprünge an den einzelnen Verbindungskontakten be- dungskontakt ist wiederum mit einem Anschlußwirkt, vorsprung 58' zur Verbindung mit Außenleitern ver-In den F i g. 3 und 4 ist eine Verbindung von Ver- sehen. Außerdem ist wiederum ein Blockierungsvorbindungskontakten 5OC, 5OD und 5OE bzw. von sprung 57' vorgesehen, der in der bereits beschrie-Verbindungskontakten 5QA und 5OS bei zu einer 60 benen Weise an der Oberfläche des Kontaktauf-Modulanordnung übereinandergestapelten Rahmen nahmespaltes anliegt.

gezeigt. Die in der Fig.3 gezeigten Verbindungs- Die Verbindungskontakte 50G weisen ein Paar

kontakte weisen ein Steckeraufnahmeteil 51 und ein von gleichen, entgegengesetzt verlaufenden Kontakt-Steckerteil 54 auf. Das Steckeraufnahmeteil besteht blätter 59 auf. Die Kontaktblätter sind leicht in entaus zwei Kontaktarmen 52 und 53, zwischen die das 65 gegengesetzte Richtungen gebogen, damit eine Ver-Steckerteil 54 des Verbindungskontaktes des benach- bindung mit einem gegenüberliegenden Blatt eines bart angeordneten Rahmens eingeführt ist. Die in der Verbinungskontaktes einer benachbart angeordneten Fig. 4 gezeigten Verbindungskontakte 5OD und 50 E Schiene ermöglicht wird, wie das in Fig. 8 gezeigt

ist. F i g. 8 erläutert die Art, in der die Kontaktblätter 59 in die entsprechend geformten Teile der Kontaktaufnahmespalte eingreifen, so daß die Verbindungskontakte im wesentlichen in der Schiene eingeschlossen sind. 5-

In F i g. 5 ist eine weitere Möglichkeit zur selektiven Zwischenverbindung von bestimmten Verbindungskontakten 5OF von nicht aneinandergrenzenden Rahmen gezeigt. Dabei kann die Verwendung eines oder mehrerer entfernbarer Schaltstreifen 70 vorgesehen werden, die aus einem Isolierstoffgrundkörper 72 bestehen, auf dem eine Kontaktschicht 74 aufgebracht ist. Es sind Verbindungskontakte 5OF mit Querkontaktarmen 61 vorgesehen, die an der Kontaktschicht 74 der Schaltstreifen 70 anliegen. Somit ist mit den Kontakten 5OF, die sich in Kontaktaufnahmespalt 36' befinden und mit den Kontaktstäben 70 in Verbindung stehen, eine einfache wirksame Einrichtung zum Verbinden von zwei oder mehreren benachbarten oder nicht unmittelbar be- ao nachbarten Rahmen der Modulanordnung gegeben. Es kann jede gewünschte Kombination von Zwischenverbindungen durch Wahl der Länge oder durch eine bestimmte Anordnung der Kontaktschichten 74 in bestimmten Oberflächenbereichen auf den Kontaktstäben 70 zusammen mit einer bestimmten Anordnung von Kontakten 5OF erzielt werden. Zum Lösen der so hergestellten Kontakte ist es nur nötig, die betreffenden Kontaktstäbe 74 zu entfernen.

Die Schaltelemente 80 der je einem Rahmen zugeordneten Schaltkreise werden als Schalteinheiten 40 zusammengefaßt. Dazu werden die Schaltelemente 80 senkrecht zur Plattenebene zwischen zwei Isolierplatten angeordnet. Die Anschlußkontakte 84 der Bauelemente 80 ragen dabei über die Außenseiten der Isolierplatten 82 hinaus. Auf den Außenseiten der Isolierplatten 82 befinden sich gedruckte Leiterbahnen 86. Die Anordnung der Leiterbahnen 86 erkennt man in F i g. 2. Am Rand der Isolierplatten 82 sind Steckkontakte 87 vorgesehen, die durch Leiterbahnen an der Innenseite der Isolierplatten mit den betreffenden Bauelementen verbunden sind. Die Verschaltung der Schalteinheiten 40 erfolgt im Innenraum 33 der Rahmen 30. Dazu sind die Schienen 34 mit einer Vielzahl von Aufnahmekontakten 90 versehen, die so angeordnet sind, daß sie die Steckkontakte 87 aufnehmen können. Die Kontakte 90 bestehen aus einem Flächenteil 92, einem Anschlußkontaktteil 94 und einem Halterungsteil 96. Jede Schiene 34 ist mit einer Vielzahl von Kontakthalterungsspalten 98 versehen, wie sie gewöhnlich in kommerziellen gedruckten Schaltungen verwendet werden. In jedem Kontakthalterungsspalt ist in der Mitte ein Halterungsvorsprung 100 vorgesehen, der zur Aufnahme des Halterungsteiles 96 und damit zur Halterung des Kontaktes 90 in seiner Lage im Spalt bestimmt ist. Eine bequeme und schnelle Montage der Kontakte in den Schienen 34 wird durch Abdeckung der teilweise offenen Kontakthalterungsspalte mit Abdeckplatten 102 erleichtert, nachdem die Kontakte 90 in die richtige Lage gebracht worden sind. Der obere Rand der Wandstrukturen zwischen benachbarten Kontakthalterungsspalten ist bei 104 in F i g. 2 weggeschnitten, um einen Raum unter den Abdeckplatten 102 zu schaffen, der zur Aufnahme der Kanten der Platten 82 vorgesehen ist.

Durch die beschriebene Ausbildung der Schalteinheiten 40 und der Schienen 34 mit zueinander passenden Kontakten ist ein schnelles Auswechseln der Schalteinheiten 40 gewährleistet. Zur weiteren Erleichterung der Montage und Halterung der Schalteinheiten bzw. Modulen 40 dienen Verlängerungsarme 32' der Schienen 32. Die Isolierplatten 82 der einzelnen Modulen bzw. Schalteinheiten bedecken beim Einschieben in den betreffenden Rahmen diese Verlängerungsarme 32 und gleiten auf ihnen entlang. Dadurch ist ein sicheres Einschieben und eine gute Halterung gewährleistet. Zusätzlich können auch die Leiterbahnen 86 verlängert werden, um Prüfverbindungen herzustellen.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Modulanordnung in Rahmenbauweise für Schaltkreise der Elektronik mit übereinandergestapelten Rahmen aus Isoliermaterial mit Anschlüssen und mit Verbindungskontakten der Rahmen untereinander, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Die elektrischen Bauelemente (80) konventioneller Bauart sind Schalteinheiten (40) zwischen zwei parallelen Isolierplatten (82) senkrecht zur Plattenebene angeordnet und durch gedruckte Leiterbahnen (86) und mit an den Plattenrändern vorgesehenen Steckkontakten (87) verbunden;

b) die Rahmen (30) sind aus vier isolierten Schienen (32, 34) rechtwinklig zusammengesetzt, wobei jeweils eine Schiene (34) nach innen eingerückt ist und damit Platz zur Aufnahme der die Bauelemente (80) tragenden parallelen Isolierplatten (82) frei läßt;

c) die Verbindung der jedem Rahmen (30) zugeordneten Bauelemente (80) untereinander erfolgt in dem Raum (33), der von den Rahmenseiten umgrenzt ist;

d) die eingedrückte Schiene (33) ist an der Rahmenaußenseite mit Kontakten (90) zur Aufnahme der Steckkontakte (87) an den Isolierplattenrändern versehen, wobei die Kontakte (90) Verbindungsanschlüsse (60) zur Verschaltung der von den Isolierplatten (82) getragenen Bauelemente (80) aufweisen;

e) die Verbindungskontakte (50,4, 505, 5OC, 5OD, 50£, 5OF, 50G) der Rahmen (30) untereinander sind an mindestens einer der nicht eingerückten Schienen (37) eines Rahmens (30) vorgesehen.

2. Modulanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (90) in Kontakthalterungsspalten (98) untergebracht sind, die — in Stapelrichtung gesehen — an der Ober- und Unterseite der eingerückten Schiene (34) der einzelnen Rahmen (30) vorgesehen sind, daß die Kontakthalterungsspalte (98) trennende Stege mit von der Außenseite der eingerückten Schienen (34) nach innen verlaufenden Ausnehmungen (104) versehen sind und daß die eingerückten Schienen (34) an ihrer Ober- und Unterseite mit über den Kontakthalterungsspalten (98) verlaufenden Abdeckplatten (102) versehen sind (Fig. 2).

3. Modulanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthalterungsspalten (98) untergebrachten Kontakte (90)

ein Flächenkontaktteil (92) und ein auf einem Halterungsvorsprung (100) an der eingerückten Schiene (34) in den Kontakthalterungsspalten (98) liegendes Halterungsteil (96) aufweisen und daß die Kontakte (90) ferner ein aus den Kontakt-. halterungsspalten (98) heraus- und in den Rahmeninnenraum (33) hineinragendes Anschlußkontaktteil (94) zum Zusammenschalten der dem betreffenden Rahmen (30) zugeordneten Bauelemente (80) aufweist.

4. Modulanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (84) der zwischen den Isolierplatten (82) angeordneten Bauelemente (80) außen aus den Isolierplatten (82) herausragen, daß die An-Schlüsse (84) auf der Außenseite der Isolierplatten (82) durch in Längsrichtung der Isolierplatten (82) verlaufende Leiterbahn (86) elektrisch miteinander verbunden sind und daß die Steckkontakte (87) auf der Innenseite der Isolierplatten (82) angebracht sind und senkrecht zu den Leiterbahnen (86) verlaufen.

5. Modulanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkontakte (87) in gedruckter Schaltungstechnik hergestellt sind. as

6. Modulanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskontakte (50C) zur mechanischen und elektrischen Verbindung der einzelnen Rahmen (30) je ein Steckerteil (54) und ein Steckeraufnahmeteil (51, 52,53) aufweisen (Fig. 3).

7. Modulanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskontakte an einem Rahmen (30) zur mechanischen und elektrischen Verbindung der einzelnen Rahmen (30) ein Steckerteil (50 E) und ein von dem Steckerteil (50 E) isoliertes Steckeraufnahmeteil (50D) aufweisen (Fig. 4).

8. Modulanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei an verschiedenen Rahmen (30) angebrachte Verbindungskontakte (50F) durch zwischen ihnen eingeklemmte, über wenigstens zwei Rahmen (30) in Stapelrichtung verlaufende Kontaktstäbe (70) miteinander verbunden sind (Fig. 5).

9. Modulanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstäbe (70) von einem aus Isolierstoff bestehenden Grundkörper (72) mit darauf angebrachten elektrisch leitenden Belägen (74) gebildet sind.

10. Modulanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskontakte (5OA bis 50F) mit Vor Sprüngen (57) versehen sind, welche an in Richtung der nicht eingerückten Schienen (32) auf diesen Schienen (32) verlaufenden Halterungsstäben (62) anliegen und eine Halterung der Verbindungskontakte (5OA bis 50F) bewirken.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1138 440;
britische Patentschrift Nr. 992 829.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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