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Verdrahtetes Anschlußfeld für Bauelemente in Fernmeldeanlagen, insbesondere
zum Einbau in Gestellen in Fernsprechanlagen Die Erfindung bezieht sich auf ein
verdrahtetes Anschlußfeld mit gemäß einer Rasterteilung angeordneten Anschlußelementen
für den lösbaren Anschluß von Bauelementen in Fernmeldeanlagen, insbesondere zum
Einbau in Gestellen in Fernsprechanlagen.
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Die Erfindung bezweckt, derartige Anschlußfelder zu vereinfachen.
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Anschlußfelder dieser Art werden benötigt, um eine Gruppe von vorzugsweise
steckbaren Bauelementen oder in ein Gestell einschiebbare Bauelementengruppen miteinander
zu verdrahten und diese Verdrahtung an weitere Stromkreise, z. B. an ein Gestell-oder
Systemkabel anzuschließen. Diese Anschlußfelder benötigen eine Vielzahl von Anschlußelementen,
die auf einer entsprechend großen Fläche in einer Ebene liegend anzuordnen und zu
verdrahten sind. Bei den bekannten Anschlußfeldem wird hierzu ein Tragrahmen verwendet,
der eine Vielzahl von mehrstiftigen Messer- oder Federleisten aufnimmt; von denen
jede einem Bauelement oder einer Bauelementengruppe zugeordnet ist. Die Leisten
sind an dem Tragrahmen so befestigt, daß ihre Anschlußelemente in einer Ebene und
an von einem Teilungsraster vorgegebenen Punkten zu liegen kommen. Nach Montage
werden die Anschlußelemente verdrahtet und, beispielsweise durch Tauchlötung, elektrisch
verbunden. Für ein solches Anschlußfeld werden also ein Tragrahmen, einzelne Steckerleisten
und Befestigungsmittel für diese Steckerleisten benötigt. Die nachträgliche Verdrahtung
ist in zeitlich aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten vorzunehmen, deren Anzahl
von der der Anschlußelemente abhängig ist.
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Für die Verdrahtung der Anschlüsse eines Bauelementes oder einer einzigen
Bauelementengruppe ist es bekannt, eine mit Öffnungen versehene Trägerplatte aus
Isoliermaterial zu verwenden; auf welche Leiterbahnen vorzugsweise maschinell festgelegt
und mit den Anschlüssen des Bauelementes bzw. der Bauelementengruppe fest verlötet
werden. Derartige Anordnungen sind unter dem Namen Schaltungsplatten bekannt: Diese
Schaltungsplatten werden sodann in ein Gestell eingeschoben und auf diese Weise
mit dem vorerwähnten Anschlußfeld am Gestell kontaktiert.
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Die spezielle Aufgabe, welche der Erfindung zugrunde liegt, besteht
nun darin, die bei solchen Schaltungsplatten. erzielbaren Vorteile auch bei dem
genanntenAnschlußfeld. zu erreichen. Jedoch besteht hierbei die Schwierigkeit, daß
ein solches Anschlußfeld nicht nur selbsttragend, sondern . auch widerstandsfähig
gegen die beim Anstecken der Bauelemente auftretenden Beanspruchungen sein muß,
obwohl es eine viel größere flächenhafte Ausdehnung als die üblichen Schaltungsplatten
hat. Außerdem ist die Verdrahtung der zahlreiche -Anschlußelemente aufweisenden
Anschlußfelder meist so umfangreich, daß eine mehrlagige Verdrahtung auf dem Feld
notwendig wird.
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Nun ist es in der Miniaturbauweise bekannt, einzelne Baugruppen oder
Bauelemente in Form von mehreren mit gedruckten oder geätzten Leiterbahnen versehenen
Platten durch Zusammenschichten und Verkleben zu einer in sich festen Einheit zu
verbinden und die Anschlüsse der Leiterbahnen bzw. der aufgeätzten Bauelemente durch
Öffnungen in den Plattenschichten nach außen zu führen bzw. durch diese Öffnungen
hindurch zugänglich zu machen. Derart aufgebaute Einheiten werden als Multilayer
bezeichnet. Der Anschluß dieser Multilayer an ein Anschlußfeld im Gestell erfolgt
wie eingangs beschrieben.
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Die Lösung gemäß der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die
Multilayer-Techniknicht auf Geräte von Größenordnungen, wie sie bei der Miniaturbauweise
auftreten, gebunden sind, und besteht darin, daß das Anschlußfeld nach Art eines
Multiläyers aufgebaut ist, dessen eine äußere Platte als Trägerplatte und dessen
andere außenliegende Platte als versteifende Abdeckplatte ausgebildet sind.
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Dadurch wird bei einem Anschlußfeld erreicht, daß .der Tragrahmen,
die Vielzahl von einzelnen Leisten und die hierzu nötigen Befestigungsmittel in
Fortfall kommen können, weil sie alle durch das die Verdrahtung tragende in sich
feste Plattenpaket ersetzt werden. Da die Anschlußfelder sich gerade durch eine
Vielzahl von Anschlußelementen auszeichnen, ist es auch wesentlich, daß durch die
mit
der Multilayer-Technik verbundene Verdrahtungsweise eine Verringerung
der der eigentlichen Verdrahtung dienenden Arbeitsschritte erzielt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Trägerplatte mit
Leiterbahnen versehen, bestehen die übrigen Schichten aus an sich bekannten, mit
Öffnungen für den Durchtritt der Anschlußelemente versehenen und ebenfalls Leiterbahnen
tragenden Schaltungsplatten, welche im geschichteten Zustand miteinander und mit
der Trägerplatte fest verbunden sind, und ist die Abdeckplatte aus gießfähigem Isoliermaterial
erstellt.
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Die Trägerplatte wird damit selbst als Verdrahtungsteil ausgenutzt,
und die Ausbildung der Abdeckplatte, welche der Verfestigung des Anschlußfeldes
und der Aufnahme der beim Aufstecken der Bauelemente auftretenden mechanischen Beanspruchungen
dient, aus gießfähigem Material vereinfacht die_ Montage.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Leiterbahnen jeder
Platte an bestimmten, der Rasterteilung entsprechenden Stellen mit den ihrem Anschluß
dienenden Anschlußelementen verlötet und an weiteren Stellen mit außerhalb oder
im Bereich der Leiterbahnen liegenden Durchtrittsöffnungen für die Anschlußelemente
der im Stapel unten liegenden Platten versehen.
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Auf diese Weise kann jede Platte für sich allein mit den Anschlußelementen
bestückt werden, ehe die nächste Platte aufgesteckt wird, wobei die Anschlußelemente
je Platte gleichzeitig angelötet werden können.
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Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind alle Schaltungsplatten
an allen Stellen, an welchen Anschlußelemente einzusetzen sind, mit Durchstecköffnungen
und die anzuschließenden Leiterbahnen mit die Durchstecköffnungen überragenden,
radial gerichteten Armen versehen, welche sich bis in den Bereich der Anschlußelemente
erstrecken, und die nicht anzuschließenden Leiterbahnen haben einen Abstand von
den Dürchstecköffnungen, welcher von einem isolierenden Material bis zur Durchstecköffnung
hin ausgefüllt ist.
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Bei dieser Ausbildung können die Anschlußelemente nach Schichtung
und Verbindung der Platten in die bündig übereinanderliegenden Durchstecköffnungen
eingesetzt werden, wobei sie die die Öffnungen überragenden Arme der mit ihnen zu
verbindenden Leiterbahnen beiseite drücken. Es entsteht auf diese Weise je Anschlußelement
eine sich durch alle Platten erstreckende, zwischen den Armen der Leiterbahnen zugängliche
Kammer, in welche das geschmolzene Lot eingeführt werden kann. Die Verlötung kann
dabei durch Schwallötung oder Tauchlötung bei mehreren oder allen Durchtrittsöffnungen
gleichzeitig erfolgen, wobei an jedem Anschlußelement eine Verlötung aller untereinander
liegenden Leiterbahnen erfolgt. Das die nicht anzuschließenden Leiterbahnen von
den Durchstecköffnungen abschließende Material kann dabei von dem Klebemittel zur
Verbindung der Platten gebildet werden.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es bedeutet F i g. 1 einen Schnitt gemäß
der Linie C-D in F i g. 2 durch einen Abschnitt eines Anschlußfeldes, F i g. 2 den
Abschnitt des Anschlußfeldes im Schnitt gemäß der Linie A -B in F i g. 1, F i g.
3 einige Ausführungsbeispiele für die Anschlußelemente des Anschlußfeldes, F i g.
4 eine Ansicht eines Abschnittes des Anschlußfeldes nach F i g. 1, F i g. 5 einen
Schnitt gemäß der Linie G-H in F i g. 6 durch einen Abschnitt eines Anschlußfeldes
anderer Ausführungsform und F i g. 6 das Anschlußfeld im Schnitt gemäß der Linie
E-F in F i g. 5.
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F i g. 1 und 2 zeigen einen Abschnitt eines Anschlußfeldes 1. Dieses
besteht aus einer Trägerplatte 2, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff,
drei Schaltungsplatten 3, welche ebenfalls aus Isoliermaterial bestehen und Träger
von einseitig aufgebrachten, geätzten oder gedruckten Leiterbahnen 4
sind.
An bestimmten Punkten eines Teilungsrasters, welches in F i g. 2 gestrichelt angedeutet
ist, sind die Leiterbahnen 4 mit als Kontaktstifte ausgebildeten Anschlußelementen
5 bestückt, welche durch an diesen Stellen vorgesehene Öffnungen 6 von .den Schaltungsplatten
3 nach außen durchtreten. Auch die Trägerplatte 2 ist mit solchen Leiterbahnen 4
und Anschlußelementen 5 versehen. Die Trägerplatte 2 stellt damit die erste Lage
des Multilayers dar. Die Schaltungsplatten 3 sind untereinander und mit der Trägerplatte
2 dadurch fest verbunden, daß zwischen den Platten 2 und 3 eine Klebeschicht 7 (F
i g. 5) vorzugsweise aus streichbarem und isolierendem Klebstoff eingefügt ist,
welcher der übersichtlichkeit wegen in F i g. 1 nicht dargestellt ist. Die Klebeschicht
füllt den von den Leiterbahnen 4 begrenzten Raum zwischen den Platten 2 und 3 auf.
Das Plattenpaket ist mit einer aufgegossenen Abdeckplatte 8 aus gußfähigem Kunstharz
abgedeckt. An den Stellen, an welchen ein Anschlußelement 5 an die Leiterbahnen
4 einer Schaltungsplatte 3 abgelötet werden soll, ist die Leiterbahn 4 mit einer
Verbreiterung 9 versehen, welche, wenn es sich um den Anschluß an ein von einer
darunter liegenden Schaltungsplatte 3 kommendes Anschlußelement 5 handelt, von der
Öffnung 6 durchbrochen ist. Alle Anschlußelemente 5 werden je Platte 2 bzw. 3 vor
dem Aufstecken einer folgenden Platte 3 an deren vorverzinnten Leiterbahnen 5 gleichzeitig
angelötet bzw. nach dem Auflegen mit den von unten her durchtretenden Anschlußelementen
5 durch Lötung mit einem ringförmigen Kolben verbunden. Nach Verkleben der Platten
2 und 3 wird das Plattenpaket mit der Abdeckplatte 8 vergossen.
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In F i g. 3 sind verschiedene Formen von Anschlußelementen 5 dargestellt,
die je nach der Art des Anschlusses verwendet werden können. Das Anschlu(ßelement
5' ist als geschlossene, 5" als offene Hülse ausgebildet, in welche oder durch welche
drahtförmige Anschlußelemente von nicht dargestellten Bauelementen eingeführt werden
können. Das Anschlußelement 5"' ist für den Anschluß von Messerleisten oder für
den Anschluß von mit Messerkontakten versehenen Bauelementen geeignet, und das Anschlußelement
5"" ist als Lötöse ausgebildet, das dem Anschluß von ankommenden oder abgehenden
Schaltdrähten dient.
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F i g. 4 zeigt die Stirnseite des Anschlußfeldes 1, dessen Trägerplatte
2 gegenüber den Schaltungsplatten 3 und der aufgegossenen Abdeckplatte 8 an zwei
gegenüberliegenden Kanten 10 verbreitert ist, um das Anschlußfeld 1 in ein nicht
dargestelltes Gestell einschieben zu können. Das Anschlußfeld 1 ist hierbei
mit
den stiftförmig ausgebildeten Anschlußelementen 5 und den lötösenförmigen Anschlußelementen
5"" bestückt.
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Durch diese multilayerförmige Ausbildung des Anschlußfeldes 1 entfällt
die Notwendigkeit, jeder Gruppe von Anschlußelementen 5 ein eigenes kontaktgebendes
Bauelement, z. B. eine Leiste, zuzuordnen, diese Bauelemente mit eigenen Befestigungsmitteln
festzulegen und sie durch einen Tragrahmen zusammenzufassen. Die gesamte Verdrahtung
des Anschlußfeldes 1 wird je Platte 2 und 3 einmal durch Ätzen oder Druck vorgenommen
und besteht nicht mehr, wie bei den bekannten Verdrahtungen, aus zeitlich aufeinander
folgenden Arbeitsschritten, deren Anzahl von der Zahl der Anschlußelemente 5. bestimmt
wird. Dieser Multilayer-Aufbau des Anschlußfeldes 1 führt selbst bei großflächigen
Feldern. und starker mechanischer Beanspruchung durch das Aufsetzen der anzusteckenden
Bauelemente zu einer genügenden Festigkeit, da die Schaltungsplatten 3 zwischen
der Trägerplatte 2 und der Abdeckplatte 8 gehalten werden, die beliebig stark ausgebildet
werden können.
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F i g. 5 und 6 zeigen ein ebenfalls nach dem Multilayer-Prinzip aufgebautes
Anschlußfeld 11 im Bereich zweier benachbarter Anschlüsse. Auch hier ist eine Trägerplatte
2 mit Leiterbahnen 4 vorgesehen, auf welche ebenfalls mit Leiterbahnen 4 versehene
Schaltungsplatten 3 aufgelegt und durch ein die Zwischenräume ausfüllendes Klebemittel?
fest miteinander verbunden sind und welche nach dem Zusammenbau durch die Abdeckplatte
8 aus gießfähigem Isoliermaterial abgeschlossen werden. Bei dieser Ausführung ist
jede der Schaltungsplatten 3 an allen mit einem Anschlußelement 5 zu versehenden
Stellen mit je einer Durchstecköffnung 12 versehen, die bei nufcinandergelegten
Schaltungsplatten 3 bündig übereinander zu liegen kommen. Die Leiterbahnen 4 weisen
die Durchstecköffnungen 12 ringförmig umgebende Verbreiterungen 13 auf, von welchen
sich bei den anzuschließenden Leiterbahnen 4 radial gerichtete Arme 14 bis in den
Bereich der Anschlußelemente 5 erstrecken, während bei den nicht anzuschließenden
Leiterbahnen die Leiterbahnen 4 bzw. deren Verbreiterungen 13 die Einstecköffnungen
12 in einem Abstand a umgeben, der von der Klebe- . schicht 7 ausgefüllt wird, so
daß diese Leiterbahnen 4 bzw. ihre Verbreiterungen 13 gegen die Durchstecköffnungen
12 hin abgeschlossen sind. Vor dem Vergießen mit der Abdeckplatte 8 werden die Verdrahtungsplatten
3 aneinandergeklebt, die Trägerplatte 2 wird mit den Anschlußelementen 5 bestückt
und auf das von den Verdrahtungsplatten 3 gebildete Paket aufgesetzt. Dabei werden
die in die Durchstecköffnungen 12 ragenden Arme 14 beiseite gedrückt und ; legen
sich an die Anschlußelemente 5 an. Da im aufeinandergelegten Zustand -die übereinanderliegenden
Einstecköffnungen 12 eine zwischen den Armen 14 frei zugängliche Kammer bilden,
braucht das Lot nur in diese Kammern eingefüllt- zu werden, z. B. durch Eintauchen
in ein Lötbad oder in einen Lötschwall. Die Beschickung mit Lot kann für alle Anschlußelemente
5 oder für eine Gruppe derselben gleichzeitig erfolgen, so daß die Verlötung der
zahlreichen Anschlußelemente 5 mit einer oder mehreren Leiterbahnen 4 einfach und
schnell durchzuführen ist. Nach beendeter Lötung_wird die Abdeckplatte 8 aufgegossen.