DE1088561B

DE1088561B - Verstaerkerchassis fuer Klein- und Kleinstbauweise

Info

Publication number: DE1088561B
Application number: DED29489A
Authority: DE
Inventors: Horst Dallmann; Dipl-Ing Gerd Griesbach
Original assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Current assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Priority date: 1958-12-01
Filing date: 1958-12-01
Publication date: 1960-09-08

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verstärkerchassis für Klein- und Kleinstbauweise aus elastischem Isoliermaterial, das wenigstens in geringem Maße elastisch verformbar sowie biegsam ist und an einem Stirnende oder an beiden Stirnenden nach außen hin offene Bohrungen besitzt, die zum Halten je eines Schaltelementes mittels der elastischen Kraft des Isoliermaterials bestimmt sind. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein mit diesem Verstärkerchassis ausgerüsteter Verstärker, der besonders für elektronische Kleinstgeräte, beispielsweise für sogenannte Hörbrillen oder ähnliche' Schwerhörigengeräte, geeignet ist. *

Für die Kleinstbauweise, beispielsweise für mit Transistoren bestückte Niederfrequenzverstärker, wie sie etwa bei Hörbrillen benötigt werden, stehen außerordentlich kleine Einzelteile zur Verfügung, die es gestatten, die äußeren Abmessungen des Verstärkerchassis und des Verstärkers sehr gering zu halten. Diese außerordentlich kleinen Bauteile bereiten aber bei der Montage und der Verdrahtung erhebliche Schwierigkeiten. Andererseits soll die Montage möglichst so erfolgen, daß eine Verdrahtung mittels Taiuchlötung angewendet werden kann und die einzelnen Bauteile sich bei etwa erforderlichen Reparaturen auswechseln lassen. Ferner müssen die verschiedenen Schaltelemente sicher gegeneinander isoliert sein. Schließlich ist es erwünscht, die gesamte Schaltung nach außen hin hermetisch abzuschließen, damit der Verstärker gegen Witterungseinflüsse unempfindlich ist und gegebenenfalls eine ausreichende Tropenfestigkeit hat.

Verstärker in Kleinstbauweise werden bereits in der Weise hergestellt, daß man die einzelnen Schalt- und Bauelemente zunächst entweder frei tragend oder auf andere Weise nacheinander verdrahtet und dann das verdrahtete Gebilde vollständig in einer isolierenden Masse, z. B. aus Kunststoff, einschließt. Derartige Verstärker haben aber verschiedene Nachteile. Die Schwierigkeiten bei der Montage sind nach wie vor vorhanden, da es erheblicher Geschicklichkeit bedarf, um zunächst die einzelnen Schaltelemente in der richtigen Lage zueinander zu verdrahten. Außerdem bildet die in der Isoliermasse eingebettete Schaltung einen verhältnismäßig starren Körper, der sich nicht immer ohne Schwierigkeiten in ein Gehäuse vorgegebener Form und Abmessungen einsetzen läßt. Der Hauptmangel dieser bekannten Bauweise besteht aber darin, daß sich die einzelnen Schaltelemente der fertig vergossenen Schaltung nicht mehr auswechseln lassen. Will man wieder an die Schaltelemente heran, so muß man die Isoliermasse wieder aufbrechen, sofern das Isoliermaterial überhaupt ein öffnen des Verstärkers erlaubt.

Es ist auch schon ein Schwerhörigengerät bekannt-Verstärkerchassis für Klein-
und Kleinstbauweise

Anmelder:

Deutsche Elektronik G.m.b.H.,
Berlin-Wilmersdorf, Forckenbeckstr. 9-13

Horst Dallmann, Berlin-Tegel,

und Dipl.-Ing. Gerd Griesbach, Berlin,

sind als Erfinder genannt worden

geworden, dessen Chassis ein Block aus Isoliermaterial wie Kunststoff, Holz oder ähnlichem Material, ist. In diesem Block sind von einer Seite aus Vertiefungen zur Aufnahme der Bauelemente vorgesehen, die teilweise in diesen Vertiefungen durch die Reibungskraft oder eine gewisse Elastizität der Ver ti efungs wände festgehalten werden. Durch einen auf den Block aufgesetzten Deckel werden die Vertiefungen verschlossen.

Bei dieser bekannten Form des Chassis sind zwar die einzelnen Schalt- und Bauelemente auswechselbar, jedoch gestaltet sich die Verdrahtung bei der Fertigung des Gerätes und beim Auswechseln einzelner Elemente außerordentlich schwierig, weil die Verbindungsleitungen innerhalb des Chassisblockes verlaufen und durch die zwischen den Vertiefungen befindlichen Trennwände hindurchtreten müssen. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß die Vertiefungen so geformt und die Bauelemente darin so untergebracht sind, daß ihre Drahtanschlüsse innerhalb der Vertiefungen liegen. Außerdem hat diese Ausführung den Nachteil, daß der das Chassis bildende Block in seiner Gesamtheit starr ist und in seiner äußeren Gestalt nicht verändert werden kann.

Andererseits sind Halterungen für Drähte und elektrische Leitungen bekannt, die die Form einer Stange oder Leiste aus elastischem Material, wie etwa Kautschuk, besitzen und mit Querschlitzen versehen sind, in denen die Drähte eingeklemmt werden können. Würde man eine solche elastische Leiste in entsprechender Weise zur Halterung von Schalt- oder Bauelementen verwenden, so ergäbe sich kein brauchbares Verstärkerchassis. Das entstehende Gebilde wäre nämlich zu wenig kompakt, weil alle Bauelemente in einer Reihe nebeneinanderliegen müßten und, was noch viel wichtiger ist, in mechanischer Hinsicht bei

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weitem nicht stabil genug, weil die Bauelemente von der Leiste nur über eine kurze Länge festgehalten werden können und nach beiden Seiten weit über die Leiste vorstehen müssen.

Demgegenüber wird ein Verstärkerchassis für Klein- und Kleinstbauweise aus elastischem Isoliermaterial, das wenigstens in geringem Maße elastisch verformbar sowie biegsam ist und an einem Stirnende oder an beiden Stirnenden nach außen hin offene Bohrungen besitzt, die zum Halten je eines Schaltelementes mittels der elastischen Kraft des Isoliermaterials bestimmt sind, gemäß der Erfindung dadurch verbessert, daß das Isoliermaterial die Gestalt eines ungefähr quaderförmigen Blockes mit solchen Abmessungen hat, daß die vollständig in den wenigstens annähernd parallelen Bohrungen liegenden Schaltelemente mit ihren Drahtanschlüssen an dem offenen Stirnende bzw. an den offenen Stirnenden über die Außenfläche des Blockes vorstehen und verdrahtet werden können, z. B. durch Tauchlötung oder durch eine Platte mit gedruckten Leitungen.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht also darin, daß die Schaltelemente vollständig in den Bohrungen des Blockes aus elastischem Material liegen und nur mit ihren Drahtanschlüssen aus den Boh- ^S5 rungen herausragen. Die Bohrungen können an einem Ende oder an beiden Enden offen sein, je nachdem, ob die Schaltelemente Drahtanschlüsse nur an einem Ende oder an beiden Enden haben. Da die Bohrungen alle wenigstens annähernd parallel verlaufen, liegen ihre Öffnungen sämtlich auf einer Außenfläche oder auf zwei gegenüberliegenden Außenflächen des Chassisblockes. Über diese Außenfläche bzw. Außenflächen stehen auch die Drahtanschlüsse der Schaltelemente vor, die sich deshalb in einfachster Weise durch Tauchlötung, durch eine auf den Block aufgesetzte Platte mit gedruckten Leitungen oder auf andere Art verdrahten lassen.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verstärkerchassis besteht somit darin, daß man zunächst die winzig kleinen Schaltelemente fest in dieses einsetzen kann, bevor man dann die eingesetzten Schaltelemente verdrahtet. Einen weiteren wichtigen Fortschritt bringt die Erfindung aber außerdem noch dadurch, daß der mit dem erfindungsgemäßen Chassis hergestellte Verstärker ein kompakter, elastischer und biegsamer Körper ist, der sich in ein vorgegebenes kleines Gehäuse eindrücken läßt und dem Verstärker Schutz gegen mechanische Beanspruchungen, wie Stöße und Vibrationen, bietet. Außerdem kann man den Verstärker bei Befolgung des Erfindungsvorschlages leicht so gestalten, daß er sich in eine nahezu beliebige Form biegen läßt.

Die Bohrungen in dem biegsamen Block aus elastischem Isoliermaterial haben etwas kleinere Abmessungen als die Einzelteile oder Schaltelemente, die in sie eingesetzt werden sollen. Auf diese Weise werden die eingeführten Schaltelemente zwar fest von dem Isoliermaterial in ihrer Lage gehalten, lassen -sich aber trotzdem ohne Schwierigkeiten wieder herausziehen, wenn sie ausgewechselt oder repariert werden müssen. Die Form des Blockes aus elastischem Isoliermaterial spielt an sich für die Erfindung keine Rolle. Meistens wird der Block wohl die Form eines Quaders haben oder eine ähnliche geometrische Figur sein. Wenn die Verdrahtung fertig ist, können die mit der Verdrahtung versehenen Außenflächen des Blockes mit einem elastischen Kleber, Lack oder sonstigem isolierenden Aufstrich luftdicht und witterungsfest abgedeckt werden.

Als Material für den Block, der das Verstärkerchassis darstellt, sind grundsätzlich alle elastischen Materialien geeignet, die die notwendigen elektrischen und mechanischen Eigenschaften besitzen. Beispielsweise kommen in Frage Naturkautschuk, Buna, Polyäthylen, Perbunan, Vulkolan oder Silikonkautschuk, die alle mehr oder weniger elastisch sind. Als besonders vorteilhaft hat sich Silikonkautschuk erwiesen, da es hitzebeständig ist und durch flüssiges Lot nicht angegriffen wird. Die in einen Block aus Silikonkautschuk eingesetzten Schaltelemente lassen sich daher ohne weiteres durch Tauchlötung verdrahten. Auch besitzt Silikonkautschuk eine so hohe Elastizität, daß sich der fertige Verstärker in der gewünschten Weise verformen oder verbiegen läßt.

Da die zur Verdrahtung benutzten Drähte im allgemeinen nur sehr dünn sein werden, können sie die Biegsamkeit des fertigen Verstärkers nicht behindern. Bei der Biegung können allerdings Spannungen in den Drähten auftreten, die man zweckmäßigerweise vermeidet. Zu diesem Zweck wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Block aus elastischem Material auf seiner Außenfläche bzw. auf seinen Außenflächen mit den offenen Stirnseiten der Bohrungen stiftartige Vorsprünge aus dem gleichen oder einem anderen elastischen Material besitzt, um die die Schaltelemente verbindende Drähte geschlungen werden. Bei einer mechanischen Belastung der um diese Vorsprünge geschlungenen« Drähte werden die Vorsprünge eingeschnürt, oder die geben federnd nach.

Die Erfindung bietet noch zahlreiche weitere Möglichkeiten. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verstärkerchassis in der Weise erweitert werden, daß mit dem Block aus elastischem Material wenigstens eine starre oder elastische Aufnahme mechanisch verbunden, z. B. zusammengeklebt, ist, in die ein mit dem Verstärker schaltungsmäßig zusammengehörendes Teil, z. B. Mikrophon, Hörer, Batterie usw., eingesetzt werden kann. Auf diesem Wege ergibt sich eine besonders kleine und geschlossene Ausführung des Verstärkers, die für Schwerhörigengeräte in Kleinstbauweise, beispielsweise für Hörbrillen oder Hörspangen, sehr vorteilhaft ist. Hier erweist sich nicht nur die Kleinheit des neuartigen Verstärkers als zweckmäßig, sondern auch seine Biegsamkeit, da er sich ohne weiteres in die durch das Hörgerät bedingte Form biegen läßt.

Die Vorzüge der Erfindung bestehen also zusammenfassend darin, daß die Schaltelemente während der Montage und der Verdrahtung durch das elastische Material des Blockes gehalten werden, daß sich die Schaltteile auf kleinstem Raum unterbringen lassen, weil sich die Toleranzen in den Abmessungen der Schaltelemente untereinander durch die Elastizität des Blockes ausgleichen, daß eine einwandfreie Isolierung zwischen den Schaltelementen vorhanden ist, daß sich die Tauchlötung denkbar einfach gestaltet, weil der Block aus elastischem Material mit den eingesetzten Schaltelementen einfach untergetaucht werden kann, daß das fertige Verstärkerchassis in eine vorgegebene Form gebogen werden kann, daß sich das fertige Verstärkerchassis in den vorgegebenen Raum eines Gehäuses hineindrücken läßt, ohne daß sonstige mechanische Befestigungen in dem Gehäuse notwendig wären, und daß Reparaturen leicht durchzuführen sind, weil schadhafte Schaltelemente von den Lötstellen abgeschnitten und aus dem Block aus isolierendem Material herausgedrückt werden können. Da bei Hörgeräten das Mikrophon möglichst weich aufgehängt werden soll, bietet hier die Erfindung noch

einen besonderen Vorteil, weil die elastische Aufnahme für das Mikrophon mit dem Chassisblock aus einem Stück gefertigt werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Zeichnung hervor.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verstärkerchassis in Form eines etwa quaderförmigen Blockes 1, der vorzugsweise aus einem elastischen und nachgiebigen Silikonkautschuk besteht. In dem Block 1 sind mehrere Bohrungen 2 vorgesehen, deren Zahl und Abmessungen sich nach den für den Verstärker benötigten Schaltelementen richtet. Jede Bohrung 2 ist zur Aufnahme eines Schaltelementes bestimmt und so bemessen, daß sich das betreffende Schaltelement mit einem gewissen Kraftaufwand in seine Bohrung 2 eindrücken läßt.

Die Achsen der Bohrungen 2 verlaufen etwa parallel zueinander und etwa parallel zu einer Seitenfläche 5 des Blockes 1. Die Bohrungen 2 können entweder an einem Ende, beispielsweise auf der vorderen Fläche 3 des Blockes I₁ oder auch an beiden Enden, d. h. sowohl an der Vorderfläche 3 als auch an der rückwärtigen Fläche 4 das Blockes, offen sein.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden die Schaltelemente 6 so in die Bohrungen 2 des Blockes 1 eingesetzt, daß die an einem Ende oder an beiden Enden der Schaltelemente 6 vorhandenen Drahtanschlüsse 7 etwas aus den Bohrungen 2 vorstehen. Die Verdrahtung kann dann mit Drähten 8 durch die Tauchlötung geschehen, indem der Block 1 nach dem Anbringen der Drähte 8 in ein Bad aus Lotmetall getaucht wird.

Der fertig verdrahtete Verstärkerblock kann dann an den Flächen 3 bzw. 3 und 4 mit einem isolierenden, wetterfesten und elastischen Kleber, Lack oder Kunst-Stoffaufstrich 9 luftdicht abgedeckt werden, wie es in Fig. 3 angedeutet ist.

Damit bei einer Verformung oder Verbiegung des Blockes 1 nach dem Verdrahten keine unzulässigen Spannungen in den Drähten 8 auftreten können, besteht nach Fig. 4 die Möglichkeit, auf der zu verdrahtenden Fläche 3 des Blockes 1 in der notwendigen Anzahl stiftartige Vorsprünge 10 vorzusehen, um die die Drähte 8 vor dem Verdrahten geschlungen werden. Eine etwaige Zugkraft, die auf den Draht 8 wirkt, wird ^4S dann von dem stiftartigen Vorsprung 10 aufgenommen, indem dieser von dem um ihn geschlungenen Draht 8 entweder eingeschnürt oder abgebogen wird. In der Zeichnung ist der Deutlichkeit halber nur ein einziger Vorsprung 10 dargestellt, jedoch ist es selbstverständlich, daß man die Anzahl der Vorsprünge 10 und deren Anordnung auf .der Fläche 3 bzw. 4 so wählt, daß alle Drähte 8, bei denen man eine unzulässige Beanspruchung befürchten könnte, um einen Vorsprung 10 geschlungen werden können. Die Vor-Sprünge 10 können mit dem Block 1 aus einem einzigen Stück bestehen.

In Fig. S ist eine andere Verdrahtungsmöglichkeit bei dem erfindungsgemäßen Verstärkerchassis wiedergegeben. Hier erfolgt die Verdrahtung mittels einer auf die Fläche 3 des Blockes 1 gelegten Platte 11, auf deren der Fläche 3 abgewandten Seite sich die in an sich bekannter Weise gedruckten oder geätzten Leitungen 12 befinden. Die Drahtanschlüsse 7 der Schaltelemente 6 werden mit den Leitungen 12 in an sich bekannter Weise verbunden.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der das eigentliche Verstärkerchassis bildende Block 1 mit einer Aufnahme 13 für ein Mikrophon mechanisch verbunden ist. Die Aufnahme 13 bildet einen Rahmen, in dessen öffnung 14 das Mikrophon eingedrückt werden kann und dort elastisch gehalten wird. Der Block 1 kann mit der Aufnahme 13 auf beliebige Weise verbunden, z, B. verklebt oder verschweißt sein. Block 1 und Aufnahme 13 können aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen. Im ersteren Fall können Block 1 und Aufnahme 13 in einem Stück gefertigt werden.

Es muß noch bemerkt werden, daß die Fig. 1 bis 6 das erfindungsgemäße Verstärkerchassis in stark vergrößertem Maßstab zeigen. Die wirklichen Größenverhältnisse, mit denen sich die Erfindung ausführen läßt, gehen dagegen anschaulich aus den Fig. 7 und 8 hervor, die die praktische Anwendung der Erfindung in zwei verschiedenen Ausführungen bei Hörbrillen erkennen lassen. In den Fig. 7 und 8 ist jeweils nur der Teil eines Ohrbügels 15 einer Hörbrille dargestellt, der den vollständigen Verstärker einschließlich eines Mikrophons 16 und eines Hörers 19 sowie der nicht dargestellten Batterien aufnimmt

Zu diesem Zweck sind bei der Ausführungsform nach Fig. 7 in dem rückwärtigen Ende des Ohrbügels 15 Hohlräume 20 und 21 vorgesehen, die die elektrische Einrichtung aufnehmen. In dem Hohlraum 20 ist das Verstärkerchassis 1 untergebracht. Dieses ist ähnlich wie in Fig. 6 ausgebildet und trägt an seiner einen Fläche die elastische Aufnahme 13, in die das Mikrophon 16 eingedrückt ist. In dem anderen Hohlraum 21 befindet sich eine ähnliche elastische Aufnahme 18 mit einem eingedrückten Hörer 19. Der Verstärker mit dem Chassis 1 'ist mit dem Hörer 19 durch Kabel 17 verbunden. An der elastischen Aufnahme 18 kann ein weiterer erfindungsgemäßer Block 23 angebracht sein, der weitere Schaltelemente, z. B. einen Lautstärkeregler 24, beherbergt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist in dem rückwärtigen Ende des Ohrbügels 15 ein einziger zusammenhängender Raum 22 vorgesehen, der die gesamte elektrische Einrichtung aufnimmt. Diese besteht wiederum aus einem nach der Erfindung gestalteten Verstärkerchassis 1, das ursprünglich eine quaderförmige Gestalt wie in Fig. I hatte, beim Einsetzen in den Raum 22 aber in die dargestellte raumsparende Form gebogen wurde. An dem einen Ende des Verstärkerchassis 1 ist die elastische Aufnahme 18 für den Hörer 19 angebracht, während das andere Ende des Verstärkerchassis 1 mit einer ebenfalls elastischen Aufnahme 13 für das Mikrophon 16 mechanisch verbunden ist. Besondere Befestigungsmittel für die elektrische Einrichtung sind ebenso wie bei der Ausführung nach Fig. 7 nicht nötig, da diese durch die Elastizität der Teile I₁ 13 und 18 in den Hohlräumen festgehalten wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Verstärkerchassis für Klein- und Kleinstbauweise aus elastischem Isoliermaterial, das wenigstens im geringen Maße elastisch verformbar sowie biegsam ist und an einem Stirnende oder an beiden Stirnenden nach außen hin offene Bohrungen besitzt, die zum Halten je eines Schaltelementes mittels der elastischen Kraft des Isoliermaterials bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial die Gestalt eines ungefähr quaderförmigen Blockes mit solchen Abmessungen hat, daß die vollständig in den wenigstens annähernd parallelen Bohrungen liegenden Schaltelemente mit ihren Drahtanschlüssen an dem offenen Stirnende bzw. an den offenen Stirnenden über die Außenfläche des Blockes vorstehen und

verdrahtet werden können, z. B. durch Tauchlötung oder durch eine Platte mit gedruckten Leitungen.

2. Verstärkerchassis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Block aus einem Material besteht, das hitzebeständig ist und durch flüssiges Lot nicht angegriffen wird, z. B. aus Silikonkautschuk.

3. Verstärkerchassis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Block aus elastischem Material auf seiner Außenfläche bzw. auf seinen Außenflächen mit den offenen Stirnenden der Bohrungen stiftartige Vorsprünge aus dem gleichen oder einem anderen elastischen Material besitzt, um die die Schaltelemente verbindende Drähte geschlungen werden.

4. Verstärkerchassis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Block aus elastischem Material wenigstens eine starre oder elastische Aufnahme mechanisch verbunden, z. B. zusammengeklebt ist, in die ein mit dem Verstärker schaltungsmäßig zusammengehörendes Teil, z. B. Mikrophon, Hörer, Batterie usw., eingesetzt werden kann.

5. Verstärkerchassis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Block und die Aufnahme-) aus dem gleichen elastischen Material bestehen und als einheitlicher Körper hergestellt sind.

6. Verstärker mit einem Chassis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Verdrahtung versehene(n) Außenfläche—) des Blockes aus elastischem Material mit einem elastischen Kleber, Lack oder sonstigen isolierenden Aufstrich, z. B. aus Silikonkautschuk, luftdicht und witterungsfest abgedeckt ist.

7. Verstärker für eine Hörbrille oder einen ähnlichen Schwerhörigenapparat mit einem Chassis nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem elastische Aufnahmen für das Mikrophon und für den Hörer vorgesehen sind, mit denen das Verstärkerchassis entweder mechanisch, z. B. einen einheitlichen Körper bildend, oder über Kabel verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 811116;
USA.-Patentschrift Nr. 2497 336.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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