DE2042423C3 - Schalttafel für Schaltungen von elektrischen und elektronischen Bauelementen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schalttafel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Schalttafel ist bekannt (US-PS 83 894). Diese bekannte Schalttafel ist aus einer Vielzahl von Streifen zusammengesetzt, die durch Quer- ss streben zusammengehalten werden, die in an den Außenseiten der Streifen angeordnete Schlitze eingesetzt sind. Die Verbindungsstellen dieser Schahtafeln, die jeweils vier Kontakte für die Anschlußdrähte von elektrischen oder elektronischen Bauteilen aufweisen, bilden ein separates Teil und werden in regelmäßig angeordneten Aussparungen der die Schalttafel bildenden Streifen eingesetzt. Die vier Federzungen der Verbindungstellen drücken die eingeschobenen Anschlußdrähte gegen einen in der Mitte der Verbindungsstelle angeordneten Steg, der damit die Andrückfläche für die Anschlußdrähte bildet. Weder die Schalttafeln noch die Verbindungsstellen sind in einem Stück herstellbar. Neben hohen Herstellungskosten bedeutet dies auch eine erhebliche Beeinträchtigung der Handlichkeit und Stabilität der bekannten Schalttafel, was besonders nachteilig ist, da die Schalttafeln hauptsächlich als Lern- und Lehrmittel zum Einsatz kommen.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß der das Gelenk bildende Knäckpunkt der Federzungen an der Einführöffnung fm den Anschlußdraht liegt, während der Kontakt mit dem Anschlußdraht selbst am entgegengesetzten Ende der Federzunge stattfindet Das abgebogene Ende der Anschlußdrähte der elektronischen Bauelemente muß somit eine Länge aufweisen, die größer ist als die Länge der Federzungen.

Bei der bekannten Schalttafel ist weder innerhalb einer Verbindungsstelle von Kontakt zu Kontakt, noch von den Kontakten der einen Verbindungsstelle zu den Kontakten der anderer Verbindungsstelle ein gleicher Abstand eingehalten, so daß keine optimale Kontaktverteilung pro Flächeneinheit erreicht ist

Bei einer weiteren bekannten Schalttafel sind die Kontakte einer Verbindungsstelle in einer Linie hintereinander und in einem verhältnismäßig großen Abstand untereinander angeordnet Zur Erzielung einer vielseitig verwendbaren Schalttafel sind sehr viele Verbindungsstellen erforderlich, die aber infolge ihrer weiträumigen Anordnung eine sehr große Schalttafel erforderlich machen. Auch leidet die Übersichtlichkeit einer auf der Schalttafel begonnenen Schaltung durch die Entfernung der Kontakte einer Verbindungsstelle und damit der Entfernung der Anschlußdrähte von elektrischen Bauelementen, die der gleichen Verbindungsstelle zugeordnet sind. Bei fortgeschrittenem Schaltungsaufbau wird es daher immer schwieriger, trotz entsprechender Kennzeichnung die zusammengehörenden Kontakte einer Verbindungsstelle im Bereich einer Verbindungsstelle und damit die noch möglichen Anschlußstellen für weitere Anschlußdrähte von Bauelementen ausfindig zu machen.

Einem Einführen mehrerer Anschlußdrähte in einen einzigen, entsprechend größer ausgebildeten Kontakt steht die Tatsache entgegen, daß die Querschnittsabmessungen der Anschlußdrähte unterschiedlich sind. Hinzu kommt noch, daß die Anschlußdrähte durch eine frühere Verwendung verbogen sein können. Die bekannten Kontakte bestehen nämlich in der Regel aus zwei federnd gegeneinander gerichtete Federzungen, zwischen die die Anschlußdrähte der elektrischen oder elektronischen Bauelemente einzuführen sind. Schon eine geringfügig abweichende Querschnittsabmessung des Anschlußdrahtes eines Bauelementes von dem eines anderen läßt einen störungsfreien Kontakt für den Anschlußdraht mit der geringeren Querschnittsabmessung nicht mehr zu. Insbesondere bei elektronischen Schaltungen ist es aber von besonderer Wichtigkeit, daß die Kontakte einen einwandfreien Stromübergang zur Vermeidung von Störeinflüssen auf die Schaltung sicherstellen.

Die durch die linienmäßige Ausgestaltung der Verbindungsstellen und durch die räumlich getrennten Kontakte einer Verbindungsstelle bedingte, große flächenhafte Ausdehnung einer Schalttafel steht auch einer Einordnung solcher Schalttafeln in ein Baukastensystem aus Bausteinen entgegen, die elektronische Schaltungen bereits enthalten und für die Schalttafeln zur Ergänzung der in diesen Bausteinen fest verankerten elektronischen Schaltungen an sich erwünscht wären. Die elektronischen Schaltkreise solcher Bausteine werden industriell gefertigt und sind daher auf äußerst

kleinem Raum aufgebaut, so daß sich Bausteine sehr kleiner Abmessungen ergeben. Diese sind über Nut- und Federverbindungen miteinander verbindbar, wobei gleichzeitig mit der Herstellung der mechanischen Verbindung auch durch entsprechende Kontaktfedern die elektrische Verbindung der Versorgungsspannung bewirkt werden kann. Die bekam. ien Schalttafeln eignen sich wegen ihrer großen flächenhaften Ausdehnung zum Anschluß an solche Bausteine deshalb nicht, weil auf ihnen trotz großer Räche weit weniger elektrische oder elektronische Bauelemente unterzubringen sind, als die sehr viel kleineren Bausteine aufweisen. Schalttafeln mit einer Flächenausdehnung, die den Bausteinen entsprechen würden, würden aber so wenige Schaltstellen aufweisen, daß ein brauchbarer elektronischer Schaltkreis nicht aufgebaut oder sinnvoll ergänzt werden kann.

Ferner ist es bekannt (beispielsweise GB-PS ti 88 488, FR-PS 15 62114 und 13 98 310, OE-PS 2 67 646), den Kontakt durch ein Federelement zu bilden, das den eingeschobenen Anschlußdraht gegen eine Andrückfläche, beispielsweise der Wandung der Kontaktöffnung, drückt Dort ist allerdings nur immer ein Kontakt pro Kontaktöffnung bzw. Verbindungsstelle vorgesehen, so daß sich zwangläufig ein großer Abstand von Kontakt zu Kontakt ergibt und damit die Steckmöglichkeiten pro Flächeneinheit der Schalttafel sehr gering sind. Bei der Kontaktierungsvorrichtung gemäß der FR-PS 13 98 310 verlaufen außderdem bei herausgezogenem Anschlußleiter die Federzungen, von denen jeweils ein Paar in einer gemeinsamen Ausnehmung untergebracht sein kann, senkrecht zur Isolierstoffgehäuse-Oberseite.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den erforderlichen Raumbedarf für die Kontakte einer Verbindungsstelle der bekannten Art noch weiter zu verringern, um hinsichtlich der Anschlußmaße normierte Bauteile an jeder Stelle der Schalttafel verwenden zu können, und außerdem eine einfache, unaufwendige Herstellungsweise der Federzungen bei sicherer Kontaktgabe zu erreichen.

Nach der Erfindung wird dies durch die gemeinsame Anwendung der Maßnahmen nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 erreicht. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung λ d der Anschlußdraht eines elektrischen oder elektronischen Bauelementes zwischen der Federzunge und einer Wand eingeführt und dabei von der Federzunge gegen die Wand angepreßt. Zwei paarweise angeordnete Federzungen ergeben mithin bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung zwei Kontakte, die nahezu den gleichen Raum beanspruchen, wie die Kontakte bei bekannten Ausführungen (beispielsweise US-PS 33 83 648, 31 52 849, 25 75 161 und 31 07 963), bei denen der Anschlußdraht zwischen zwei Federelementen festgeklemmt wird. Auf gleichem Raum können nunmehr zwei Anschlußdrähte eingesteckt werden, wobei jeder Anschlußdraht unabhängig von seiner Querschnittsabmessung sicher und störungsfrei kontaktiert ist Bei der erfindungsgemäßen Ausführung sind wenigstens vier Federzungen vorhanden, die paarweise nebeneinanderliegend angeordnet sind. Zwischen den Wänden der Aussparungen und jeder der vier Federzungen können vier Anschlußdrähte unterschiedlicher Dicke eingesteckt werden. Diese Ausgestaltung und Anordnung ist in einfacher Weise durch die Einhaltung des bei elektronischen Schaltungen genormten Rastermaßes von 2,5 mm ermöglicht. Diese 2,5 mm bestimmen z. B. die gegenseitigen Abstände der Anschlußstellen von kleinen Widerständen, Transistoren, Röhren od. dgl.

Durch die Verwendung der Innenwandung der Aussparung als Andrückfläche für den Anschlußdraht bei

S der Kontaktgebung kann au! einen zusätzlichen Mittelsteg, wie dies bei der eingangs erwähnten US-PS 29 83 894 erforderlich ist, verzichtet werden. Ferner verlaufen nach der erfindungsgemäßen Lösung die Federzungen von der Basis aus zu der Einführstelle hin.

ίο Dadurch genügt bereits die Spitze des Federkontaktes zur Herstellung der Kontaktverbindung. Es reichen somit geringe Abbiegungen der Anschlußdrähte der Bauelemente aus, so daß mit diesen Bauelementen große Abstände von Verbindungsstelle zu Verbindungsstelle

is überbrückt werden können. Damit kann unter Umständen auf Brücken verzichtet werden, die einen Teil der Kontakte blockieren würden.

Eine weitere Erhöhung der Anzahl der Steckmöglichkeiten ergibt sich beim Erfindungsgegenstand auch dadurch, daß die einzelnen Federzungen von einer gemeinsamen — abweichend von der US-PS 29 83 894, jedoch in an sich bekannter Weise (FR-PS 13 98 310), nicht von Einstecköffnungen durchsetzten — Basis ausgehen, die es ermöglicht, einzelne Schaltstellen über zusätzliche Leiterstreifen miteinander zu verbinden und die gewünschte Versorgungsspannung anzulegen. Es bleiben damit alle vier Kontaktstellen der Schaltstelle für das Anfügen von elektronischen Bauelementen frei, während bei bekannten Ausführungen (US-PS 29 83 894) es notwendig ist, die Verbindung einzelner Verbindungsstellen bzw. das Anlegen einer Versorgungsspannung über Brücken herbeizuführen, die damit einen der Kontakte der Verbindungsstelle blockieren.

Durch die mit Einführungsöffnungen versehene und die Aussparungen abdeckende, an sich bekannte (US-PS 32 14 722, GB-PS 9 63 190) Platte sind die Federzungen der Kontakte nach außen hin nicht sichtbar und gegen Verschmutzung durch Staub und Feuchtigkeit weitgehend gesichert Die Anschlußdrähte der Bauelemente werden durch diese öffnungen zur Kontaktierung mit der Verbindungsstelle eingeführt. Die zusammengehörenden Kontakte einer Verbindungsstelle können entsprechend auf der Platte markiert sein, falls dies trotz des sehr dichten Beieinanderliegens noch wünschenswert erscheinen sollte.

Es ist aber auch denkbar, daß die Aussparungen auf der Unterseite der Schalttafel liegen und nach oben hin abgeschlossen sind und nur öffnungen für die zu den

Federzungen zu führenden Anschlußdrähte aufweisen. In diesem Fall würde sich die Schalttafel nach oben hin selbst abschließen, während auf der Unterseite die zusätzliche Abdeckplatte angeordnet werden könnte, wie an sich bekannt (GB-PS 9 63 190).

Die Einführungskerben an den Wänden ermöglichen es, die Federzungen geradlinig auslaufen zu lassen. Sie müssen nicht zur Schaffung einer Einführfläche umgebogen werden. Dadurch können die Federzungen an ihrem Ende mit einem zum Anschlußdraht hinweisenden Grat versehen werden, der beim Einführen des Drahtes dieser, von Oxydschichten reinigt. Ein solcher Grat entsteht beim Ausstanzen der Federzungen.

Die Kontakte einer Verbindungsstelle können in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung in der in Patentanspruch 2 angegebenen, an sich bekannten Weise ausgebildet sein (DT-AS 1129 580, GB-PS 10 95 619, US-PS 27 25 544). Die so geformten Kontakte werden in die eine Verbindungsstelle aufnehmende Aussparung

der Schalttafel eingesetzt und an deren Grund in geeigneter Weise mit der Schalttafel verbunden. Dies kann durch Einklemmen, durch Ausprägen von Haltevorsprüngen oder durch Kleben oder durch ähnliche Mittel geschehen.

Zum leichteren Einführen der Anschlußdrähte kann nach einer weiteren, an sich bekannten (US-PS 31 07 963) Ausgestaltung der Erfindung die Einführkerbe gemäß Patentanspruch 3 ausgeführt sein. Durch den dreieckförmigen Querschnitt der Einführkerbe ergibt sich eine Zentrierung und Fixierung des Anschlußdrahtes, unabhängig von seiner eventuell vom Normmaß abweichenden Dicke.

Die Schalttafel kann in an sich bekannter Weise (US-PS 33 27 173) an ihren Seiten mit Nuten und/oder Federn versehen sein sowie Kontaktierungselemente für die Versorgungsspannung aufweisen. Damit ist es möglich, die Schalttafel mit Bausteinen zu verbinden, die gleiche Verbindungsmittel aufweisen und die in ihrem Inneren elektronische Schaltungen besitzen. Damit es es möglich, die erfindungsgemäße Schalttafel in ein System aus elektronischen Bausteinen einzufügen und die in den Bausteinen enthaltenen Schaltungen im Bedarfsfall zu ergänzen. Dies ist z. B. immer dann der Fall, wenn zur Ausführung der mit einer Gesamtschaltung angestrebten Funktion noch eine Teilschaltung benötigt wird, ohne daß man einen ganzen Baustein anfügen möchte, weil nur ein Teil dessen Schaltung benötigt wird. Hier kann nun in einfacher Weise die Schalttafel eingefügt werden, auf der mittels der elektrischen und elektronischen Bauelemente die noch fehlende Teilschaltung gesteckt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fs zeigt

F i g. 1 einen vergrößerten Querschnitt durch zwei Verbindungsstellen einer Schalttafel wobei der Abstand zweier Aussparungen übertrieben groß dargestellt ist,

Fig.2 eine Draufsicht auf eine Verbindungsstelle und

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine durch eine Platte abgedeckte Schalttafel.

Die Schalttafel 1 besitzt Aussparungen 2, die jeweils eine Verbindungsstelle 3 aufnehmen. Jede dieser Verbindungsstellen besitzt Kontakte 4, die durch Federzungen 5 gebildet sind. Die Kontakte 4 einer Verbindungsstelle sind mit einer gemeinsamen Basis 6 elektrisch leitend verbunden. Die Federzungen 5 sind von S dieser Basis 6 ausgehend zu und entlang den Wänden 7 der Aussparungen 2 gerichtet. Zwischen einer Federzunge S und einer Wand 7 eines Kontaktes 4 können die Anschlußdrähte 8, 9 durch die öffnungen 10 in der Abdeckplatte 11 eingeführt werden. Zum leichteren

ίο Einführen der Anschlußdrähte 8,9 weisen die Wände 7 im Bereich der oberen Enden der Federzungen 5 jeweils eine Einführkerbe 12 mit etwa dreieckförmigem Querschnitt auf, die zu der entsprechenden Federzunge 5 hin ausläuft. Die öffnungen 10 in der Abdeckplatte 11 können eine Fortsetzung der dreieckförmigen Einführkerbe 12 bilden. Einige der Verbindungsstellen 3 einer Schalttafel 1 müssen mit einem die Versorgungsspannung führenden Leiter verbunden sein. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß die Basis 6 der Kontakte 4 bis zu einer Ausnehmung 13 verlängert ist, in der ein Strom führender Leiter 14 liegt, der mit der verlängerten Basis 6 z. B. durch Löten elektrisch leitend verbunden ist. F i g. 3 zeigt in schematischer Darstellung die Verteilung der Verbindungsstellen einer Schalttafel in ihrer Kennzeichnung auf der Abdeckplatte 11. Die Karos 15 stellen die Verbindung der zu einer Verbindungsstelle gehörenden öffnungen 10 dar. Führt man einen Anschlußdraht in eine der in den Ecken eines jeden Karos angeordneten öffnungen 10 ein. so kommen die Anschlußdrähte in Kontakt mit den darunter befindlichen Federzungen 5. Durch die karoförmige Markierung ist leicht ersichtlich, welche Kontakte zu einer Verbindungsstelle gehören, so daß beim Stecken einer Schaltung ohne weiteres die zu einem Bauelement gehörenden Verbindungsstellen ausfindig gemacht werden können. Die jeweils äußere Reihe der Karos ist mit dem die Versorgungsspannung führenden Leiter 14 verbunden, während die übrigen Verbindungsstellen untereinander elektrisch isoliert sind. Die Schalttafel besitzt an ihrer einen Seite eine hinterschnittene Nut 16 und an weiteren Seiten hinterschnittene Leisten 17, die eine Verbindung der Schalttafel mit Bausteinen mit gleichen Verbindungsmitteln ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schalttafel aus elektrisch isolierendem Kunststoff für Schaltungen von elektrischen und elektronischen Bauelementen eines Experimentier-, Basteloder Spielbaukastens, für deren in Einführungsöffnungen steckbare Anschlußdrähte in der Schalttafel eine Vielzahl von jeweils in regelmäßige Abstände voneinander aufweisenden Aussparungen der Schalttafel angeordneten Kontaktverbindungsstellen vorgesehen ist, die von wenigstens vier paarweise nebeneinanderliegenden, durch eine gemeinsame Basis miteinander elektrisch verbunden, als von dieser Basis aus zu und an den Wänden der Aussparungen entlang verlaufende Federzungen ausgebildeten Kontakten gebildet sind, gekenn ζ eic it net du rcii die gemeinsame Anwendung der Maßnahmen, daß

a) sich die Kontakte (4) an der den Wänden (7) der Aussparungen (2) zugekehrten Fläche der Federzungen (5) befinden,

b) daß bei herausgezogenen Anschlußdrähten die freien Enden der Federzungen (5) senkrecht zur Schalttafeloberseite verlaufen und im Kontaktierungsbereich an der zugehörigen Wand der Aussparung (2) aufliegen,

c) die Wände (7) unterhalb einer die Aussparungen (2) abdeckenden, mit Einführungsöffnungen (10) versehenen Platte (11) im Bereich der freien Enden der Federzungen (5) jeweils eine Eiinführungskerbe (12) aufweisen, die zur Kontaktfläche der Federzunge hin ausläuft,

d) die Kontakte (4) zu den nächstliegenden Kontakten derselben und der benachbarten Verbindungsstellen (3) einen gleichbleibenden Abstand im genormten Rastermaß von 2,5 mm aufweisen.

2. Schalttafel nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (4) einer Schaltstelle (3) in an sich bekannter Weise aus einer rechteckigen Platine bestehen, aus der die Federzunge (5) durch Ausstanzen und Hochstellen gebildet sind.

3. Schalttafel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführkerbe (12) einen 4s etwa dreieckförmigen Querschnitt aufweist.