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Schaltungsanordnung mit blockförmig ausgebildeten elektrischen Schaltungsgruppen
Es ist bekannt, Schaltungsanordnungen aus blockförmig ausgebildeten elektrischen
Schaltungsgruppen aufzubauen, wobei jeder Schaltungsgruppenblock aus einem die Schaltelemente
enthaltenden isolierenden kastenförmigen Körper besteht. Die Schaltungsgruppenblöcke
werden in ein Rahmengestell so eingeschoben, daß sie mechanisch gehalten werden
und mittels geeigneter Kontaktorgane miteinander und mit dem Stromversorgungsgerät
in Verbindung stehen. So ist der schaltungsmäßige Aufbau eines mehrstufigen Verstärkergerätes
meist derart, daß die einzelnen Stufen des Gerätes je eine selbständige Baugruppe
bilden, von denen der Eingangskreis jeder Baugruppe mit der vorausgehenden Baugruppe
verbunden ist und von ihm gesteuert wird, während der Ausgangskreis der Baugruppe
mit der nachgeschaltetenBaugruppeverbunden ist und dieselbe steuert, so daß die
Baugruppen hinsichtlich der zu verstärkenden Signale eine Serienschaltung bilden.
Mit den Betriebsspannungen, beispielsweise mit der Anodenspannung oder mit der Kollektorspannung,
werden die Baugruppen parallel versorgt.
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Der Schaltungsaufbau in Form von Schaltungsgruppenblöcken bezweckt,
daß ein Ersatz einer im Betrieb verbrauchten Schaltungsgruppe leicht möglich ist.
Ferner besteht bei einem solchen Aufbau der Vorteil, daß in einem zellenförmig aufgebauten,
die Schaltungsanordnung enthaltenden Rahmen ohne Schwierigkeit bestimmte Schaltungsgruppen
durch Schaltungsgruppen anderer elektrischer Eigenschaften ersetzt werden können.
Dieser Vorteil betrifft z. B. die Filterkreise eines umfangreichen Verstärkergerätes,
die entsprechend unterschiedlichen zu fordernden Frequenzeharakteristiken verschieden
bemessen sein können.
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Im allgemeinen fand die Verbindung der einzelnen Schaltungsgruppenblöcke
eines derartigen zellenmäßig aufgebauten Gerätes an einer Schaltplatte statt, die
an der Seite des Gerätes vorgesehen war. Eine solche Bauweise bringt eine komplizierte
Verkabelung mit sich, insofern, als jeder Schaltungsgruppenblock mit seinen Zuleitungen
an diese Schaltplatte angeschlossen sein muß.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, bei der die einzelnen
Schaltungsgruppenblöcke, bei denen es sich im allgemeinen um gleichartigen Anschluß
benachbarter Schaltungsgruppenblöcke und um eine parallele Zuführung der Betriebsspannungen
handelt, derart in einem zellenförmig aufgebauten Rahmengestell untergebracht sind,
daß einerseits eine einfache Verkabelungsart gewährleistet ist und andererseits
ein einfaches Auswechseln der Schaltungsgruppenblöcke stattfinden kann. Eine erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung mit blockförmig ausgebildeten elektrischen Schaltungsgruppen
kennzeichnet sich dadurch, daß auf einer Grundplatte aus Isoliermaterial bestehende
Zwischenblöcke parallel zueinander in einer Reihe angeordnet sind und daß zwischen
je zwei Zwischenblöcken mindestens ein Schaltungsgruppenblock einschiebbar ist,
welcher an gegenüberliegenden Seiten schienenförmige Kontaktorgane aufweist, und
daß jeder Zwischenblock Kontaktschienen hat, welche so ausgebildet sind, daß sie
den Kontakten an den Schaltungsgruppenblöcken angepaßt sind und je zwei verschiedenen
Schaltungsgruppenblöcken angehörende Kontaktorgane miteinander verbinden.
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Zweckmäßigerwedse sind flache Kontaktschienen als Kontaktorgane an
einem jeden Zwischenblock angeordnet. Beim Einsetzen der Schaltungsgruppenblöcke
werden dabei die flachschienenförmigen Kontaktorgane der Zwischenblöcke vom schmalen
Ende her in die U-schienenförmigen Kontaktorgane der Schaltungsgruppenblöcke eingeschoben.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß an einem
jeden Zwischenblock eine Mehrzahl im regelmäßigen Abstand voneinander angeordneter
Schlitze vorgesehen ist und in jeden Schlitz eine Kontaktschiene einsteckbar ist
und daß
federnde Ansatzlappen an den Schienen vorgesehen sind und
en gegenüberliegenden Seiten eines Zwischenblockes angreifen, wenn die Kontaktschiene
vollständig eingeführt ist, wobei in den Schlitzen Führungsmittel für die Kontaktschienen
vorgesehen sind.
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Die Zwischenblöcke selber können durch Öffnungen in der Grundplatte
hindurchgreifen, wobei ihre hindurchgreifenden Fortsätze an der Unterseite der Platte
mittels Befestigungsfedern befestigt werden.
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Die Erfindung ist nachstehend in Form eines Ausführungsbeispiels näher
erörtert. Von den Figuren zeigt Fig.1 eine perspektivische Teildarstellung einer
Mehrzahl blockförmiger Schaltungsgruppen auf einer Grundplatte, Fig.2 eine vergrößerte
Vorderansicht eines im Zusammenhang mit Fig. 1 zur Anwendung gelangenden Kontaktorgans,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 2 dargestellten Kontaktorgans, Fig.
4 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht der auf der in Fig.
1 dargestellten Grundplatte vorgesehenen Verbindungsorgane, Fig. 5 eine Schnittdarstellung
entsprechend der Schnittlinie V-V in Fig. 4.
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Eine Mehrzahl elektrischer Bauelemente, beispielsweise Widerstände,
Kondensatoren, Induktivitäten, Transistoren, Gleichrichter und Transformatoren,
bilden Schaltungsgruppen enies Gerätes, beispielsweise eines Transistor-Hochfrequenzempfängers,
und sind zu blockförmigen Schaltungsgruppen 2 zusammengefaßt, welche Kästen mit
sechs Flächen bilden und mechanisch benachbart und elektrisch in Serie geschaltet
zusammengefaßt sind durch Zwischenblöcke 18, welch letztere auf einer Grundplatte
12 parallel im Abstand voneinander angeordnet sind.
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Jeder Block 20 ist oben offen und bildet einen Hohlraum 22, in welchem
die elektrischen Schaltelemente angeordnet sind. Zweckmäßigerweise hängt die Bodenfläche
eines Blockes 20 direkt mit den Seitenflächen zusammen, so daß der Block
einen Formkörper bildet, in welchem die Schaltelemente der Schaltungsgruppe eingekapselt
sind. Um eine solche Kapsel zu bilden, kann eine Vergußmasse, beispielsweise ein
Epoxyharz, in den Block 20 eingegossen werden, nachdem die Bauelemente eingesetzt
wurden und ihre Zuführungen 24 elektrisch mit den Kontakten 26 verbunden wurden;
die Kontakte 26 machen elektrischen Kontakt mit den Kontaktschienen 28 an den Zwischenblöcken
18.
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Wie Fig. 2 und 3 zeigen, bildet jedes Kontaktorgan 26 eine im wesentlichen
U-förmige Kontaktschiene und ist in eine entsprechende Längsnut 30 eingepaßt, wobei
derartige Längsnuten an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Blockes 20 vorgesehen
sind. Die Nuten 30 haben vorzugsweise alle die gleiche Abmessung, auch wenn die
Länge, Breite oder Höhe der verschiedenen Blöcke 20, in denen die verschiedenen
elektrischen Schaltelemente untergebracht sind, verschieden sind. Jedes Kontaktorgan
26 von U-förmigem Querschnitt hat einen Mittelabschnitt 32' und nach oben gerichtete
Seitenabschnitte 32, welch letztere die äußeren Kontaktflächen der Schaltungsgruppen
2 bilden. Die Seitenflächen 32 sind etwas niedriger, als die Tiefe einer Nut 30
beträgt, so daß die Kontaktorgane 26 vollständig innerhalb der Nuten 30 liegen.
Die Seitenflächen 32 eines jeden Kontaktorgans 26 verlaufen bei 3 unmittelbar parallel
an den Seiten der Nut, so daß die Kontaktorgane 26 in den Nuten 30 in bezug auf
ihre Lage festgelegt sind.
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Um auch in Längsrichtung die Kontaktorgane 26 in den Nuten 30 festzulegen,
ist am einen Ende ein Lappen 34 vorgesehen, welcher sich mit seinen beiden seitlichen
Vorsprüngen 4 quer zu der Nut 30 erstreckt und hinter Schultern 5 greift, die ebenfalls
in Querrichtung zu der Nut 30 verlaufen. Die Schultern 5 werden durch eine geradlinig
verlaufende Nut 36 vön V-förmigem Querschnitt am Bodenteil eines Blockes 20 gebildet,
wobei die Nut 36 jede der Nuten 30 schneidet. Am anderen Ende eines jeden Teiles
32' eines Kontaktorgans erstreckt sich aus der Nut 30 heraus eine. Lötfahne 38 zu
dem Zwecke, daß ein Anschluß an die in dem Block 2 untergebrachten Schaltelemente
stattfinden kann. Die Fahnen 38 sind so lang, daß sie über die obere Kante des Blockes
20 in das Kasteninnere 22 hineingebogen werden können, damit beim Vergießen
die Lötstellen bzw. Schweißstellen der Bauelemente mit den Lötfahnen 38 von der
Vergußmasse überdeckt werden. Damit die Kontaktorgane 26 in den Nuten 30 vor dem
endgültigen Zusammenbau der Schaltungsgruppe 2 die richtige Lage haben, sind die
Seitenwandungen 32 vorzugsweise etwas auseinandergebogen, so daß die Saitenwandungen
der Nut 30 festen mechanischen Kontakt bilden, wenn die Kontaktschienen in die Nuten
30 eingeschoben sind.
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Die Blöcke 20 können entweder in spanabhebender Weise oder im Gieß-
oder im Preßverfahren aus irgendeinem geeigneten Isoliermaterial hergestellt werden,
und es können die Kontaktorgane 26 aus dünnem Metallblech gestanzt werden.
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Jeder Zwischenblock 18 weist, wie Fig. 4 und 5 zeigen, eine Reihe
flacher Kontaktschienen 28 auf, welche ebenfalls aus üblichem Blech gestanzt sein
können und parallel und in bezug aufeinander ausgerichtet angeordnet sind, so daß
gegenüberliegende Kanten 39 und 40 einer jeden Schiene in der Längsrichtung
zwischen die Seitenflächen 32 eines entsprechenden Kontaktorgans 26 einer Schaltungsgruppe
2 vom Ende her eingeschoben werden können. Die Schienen 28 sind in einem Isolierkörper
42, der beispielsweise aus Polyamid-Kunststoff bestehen kann und im Querschnitt
die Form eines umgekehrten T besitzt, angeordnet. Der Teil 42 hat einen flachen
mittleren Abschnitt 46, der den vertikalen Arm des T bildet und im regelmäßigen
Abstand von Schlitzen 44 durchsetzt ist, welche zu Bohrungen 50 führen. Die Schlitze
44 und die Bohrungen 50 erstrecken sich durch den Teil 42 und dessen Fuß 48, welch
letzterer den Querbalken des T bildet, in solcher Weise, daß die Schienen 28 von
unten her eingeschoben werden können. Jede Bohrung 50 nimmt eine in der Längsrichtung
sich erstreckende Rippe 52 einer Schiene auf, so daß die Schienen 28 festgelegt
sind. Die Rippe 52 versteift auch eine solche Schiene 28.
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Die Breite einer jeden Schiene 28 ist doppelt so groß wie die Stärke
des Abschnittes 46, so daß die Seitenkanten 39 und 40 der Schienen
28 beiderseits an dem Teil 46 hervorstehen und Kontakt mit den Kontaktorganen
26 machen.
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Zwei in der Längsrichtung sich erstreckende Schlitze 54 in der Nähe
des unteren Endes 56 einer Schiene öffnen sich an einer Stelle nach den Seitenkanten
39 und 40 hin und bilden je zwei einander zugewendete Zungen 58 und 60. Die Zunge
58 ist
länger als die Zunge 60, und ihr freies Ende ist aus der
Ebene der Schiene 28 herausgebogen, während das freie Ende der Zunge 60 rechtwinklig
abgebogen ist und eine im Abstand vom Ende der Zunge 58 liegende Schulter bildet,
wobei der Zwischenraum etwas größer ist als die Stärke des Fußteiles 48.
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Beim Zusammenbau wird jede Zunge 28 in den Zwischenblock 18 vom Fußteil
48 her in den betreffenden Schlitz 44 eingeschoben, wobei die Zungen 58 zunächst
in die Ebene der Schiene 28 zurückgedrückt werden. Wenn die Schiene 28 vollkommen
eingeschoben ist, federn die Zungen 58 heraus und wirken gegen die eine Seite des
Fußteiles 48 und wirken so als Sperglieder, wenn die Zungen 60 an der anderen Seite
des Fußes 48 anliegen. Auf diese Weise schnappen die Schienen 28 in den Schlitzen
44 ein.
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Die Zwischenblöcke 18 sind parallel zueinander auf der Grundplatte
12 angeordnet. Es erstrecken sich im dargestellten Falle zwei einander gegenüberliegende
Führungsschienen 62 in Längsrichtung des Zwischenblockes 18 an der unteren Seite
des Fußteiles 48 in solcher Weise, daß diese Führungsschienen in einen Schlitz 64
in der Grundplatte 12 hineinpassen. Der Abstand zwischen den Innenkanten der Führungsschienen
62 ist derart, daß die Kontaktschienen 28 frei eingeschoben werden können. Die Führungsschienen
62 sind nach innen versetzt an dem Fußteil 48 vorgesehen, und es bilden sich so
Schultern 48', die den Teil 42 an der einen Seite der Grundplatte 12 festlegen.
Eine U-förmige Blattfeder 66 wird mit ihren Schenkeln 68 in Nuten 70 eingeführt,
die an der äußeren Seite der Führungsschienen 62 vorgesehen sind. Die Schenkel
68 der Feder 66 sind etwa doppelt so breit, wie die Nuten 70 tief
sind, und stehen an der unteren Seite der Platte 12 mit der Hälfte ihrer Breite
über. Wellungen 68' an den Federschenkeln. 68 wirken gegen die Grundplatte 12 und
die unteren Wandungen der Nuten 70, so daß der Teil 42 zwischen den Schultern 48'
und den Federn in dem Schlitz 64 festgelegt wird, wenn die Federschenkel 66 in die
Nuten 70 eingeführt sind. Die Führungsschienen 62 sind vorzugsweise aus einem Stück
zusammen mit dem Fußteil 48 gepreßt.
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Mit dem unteren Teil 56 der Kontaktschiene 26 hängt eine Fahne 72
direkt zusammen, die eine federnde Zunge zum Anschluß weiterer Zuleitungen an jede
durch eine Schiene 28 und ein Kontaktorgan 26 gebildete Verbindungsstelle bildet,
beispielsweise zu dem Zweck, eine Abstimmvorrichtung oder einen Lautsprecher an
die blockförmige Schaltgruppe anzuschließen. Die Zungen 72 können auch zum Anschluß
von Rückkopplungsleitungen oder anderen Verbindungsleitungen dienen.
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Die Zwischenblöcke 42 und die Blöcke 20 sind so ausgebildet, daß,
wenn ein eine Schaltungsgruppe bildender Block 20 zwischen die Teile 46 eingeschoben
wird, die Kontaktorgane 26 der Blöcke Kontakt mit den Schienen 28 machen, wobei
die oberen Enden der Kanten 39 und 40 der Schienen zwischen die weit auseinanderliegenden
Abschnitte der Seitenwandungen 32 der Kontaktorgane 26 eintreten und sich dann parallel
zu denselben hineinschieben, bis der Block 20 an der Platte 12 anliegt. Wenn eine
Schiene sich längs den Seitenwandungen hineinschiebt, bewirken die Innenseiten der
nahe aneinanderliegenden Abschnitte 3' der Seitenteile 32 elastisch und unabhängig
voneinander Kontakt an den Kontaktschienen in Richtung der in Fig. 2 wiedergegebenen
Pfeile; die Seitenwandungen 32 werden durch die Kanten der Schienen auseinandergedrückt
und an den Wandungen der Nut 30 etwas abgeflacht, so daß sich eine Verlängerung
der Kontaktorgane ergibt. Elektrischer Kontakt zwischen den Kanten 39 und
40 und den Seitenteilen 32 ergibt sich auf diese Weise an mehreren Stellen.
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Die Seitenwandungen 32 hängen aus Gründen der vereinfachten Herstellung
zweckmäßigerweise mit den übrigen Teilen der Kontaktorgane 26 in einem Stück zusammen.
Die Fig. 3 und 2 lassen erkennen, daß an dem Mittelabschnitt 32' öffnungen 76 vorhanden
sind an mehreren Stellen, so daß sich nur überbrückende Abschnitte 78 an den Seitenteilen
ergeben, welche aufeinander zu eingebogen sind und in einem Abstand voneinander
liegen, der geringer als die Stärke der Schienen 28 ist, so daß sich die zuvor erörterte
Federwirkung an den Stellen 3' ergibt. Der Kontaktdruck zwischen den Schienen 28
und den Kontaktorganen 26 hängt teilweise von der Länge der Brücken 78 der Kontaktorgane
26 ab, und es ist zweckmäßig, um Resonanzerscheinungen bei Vibrationen zu vermeiden,
die Krümmungen der durchgebogenen Abschnitte verschieden zu wählen.
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Die dargestellte Anordnung eignet sich insbesondere für eine Serienschaltung
mehrerer Schaltungsgruppen, wobei jede Stufe durch einen Block 2 gebildet wird,
so daß eine jede Stufe leicht ausgewechselt werden kann, wenn die Lebensdauer eines
Schaltelementes erschöpft ist.
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Zweckmäßigerweise sind die Kontaktorgane 26 in gleichem Abstand voneinander
angeordnet; die Länge eines Blockes in der Richtung, in der sich der mittlere Teil
46 eines Zwischenblockes erstreckt, kann der Anzahl der Schaltorgane entsprechend
gewählt werden. Die Blöcke 18 können leicht in großen Längen hergestellt werden
und dann auf entsprechende kürzere Längen zugeschnitten werden.
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Die Blöcke 20 und die Zwischenblöcke 18 brauchen nicht dieselbe Größe
zu haben; es können mehrere Blöcke 20 zwischen zwei Zwischenblöcken 18 geeigneter
Länge angeordnet sein. Da die Kontaktschienen 28 die Grundplatte 12 nicht berühren,
kann letztere auch aus leitendem Material bestehen.