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Kondensator zur Verwendung in gedruckten Schaltungsplatten Die Erfindung
betrifft Kondensatoren, die speziell für die Verwendung in gedruckten Schaltungen
bestimmt sind, und das automatische Einsetzen derartiger Schaltelemente in die zugehörige,
elektrische Leitung auf gedruckten Schaltungsplatten erleichtern.
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Es ist bereits bekannt, einen Kondensator für gedruckte Schaltungen
dadurch herzustellen, daß ein Belag durch ein Stück Kupferfolie auf einer isolierenden
Schaltungsplatte gebildet wird, während nach Zwischenlage einer Isolationsschicht
ein weiterer Belag darüber gelegt und mit der Schaltung verlötet wird. Es ist auch
bekannt, zwei Beläge aufzudrucken und einen dritten nach Art eines Schmetterlingskondensators
hinzuzufügen, der dann nicht angeschlossen wird.
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Fernerhin ist bekannt, Widerstände und Kondensatoren herkömmlicher
Art waagerecht in eine gedruckte Schaltung in der Schaltungsplatte einzufügen, indem
die Zuführungen durch vorgestanzte Löcher auf die mit den Leitungszügen belegte
Seite der Platte geführt werden. Dieses Verfahren hat den wesentlichen Nachteil,
daß mehrere Zuführungsdrähte durch die Platte hindurchgeführt und anschließend einzeln
rnit der bereits gedruckten Schaltung verbunden werden müssen.
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Es ist daher ein Ziel der Erfindung, einen speziell gestalteten Kondensator
so auszubilden, daß nach dem Einsetzen des Kondensators .durch ein vorgestanztes
Loch in der Schaltungsplatte die Kondensatorbeläge mit den Leitungen der gedruckten
Schaltung in Berührung stehen. Außerdem soll der Kondensator unabhängig von der
Schaltungsplatte angefertigt werden können.
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Ein Kondensator zur Verwendung in gedruckten Schaltungsplatten, die
zu seiner Aufnahme eine schlitzartige Öffnung aufweisen, besteht gemäß der Erfindung
aus einer flachen, vieleckigen Platte aus festem, dielektrischem Material, auf deren
gegenüberliegenden Flachseiten blanke, leitende Beläge angeordnet sind; zwei sich
gegenüberliegende Schmalkanten der vieleckigen Platte verlaufen dabei in einem Winkel
zueinander, so daß sie die Seiten eines in die schlitzartige Öffnung passenden Keiles
bilden.
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Gegenüber den herkömmlichen Kondensatoren besitzt der Erfindungsgegenstand
den Vorteil, daß er sich leicht von Hand oder mit einer Maschine in die im voraus
gebildeten Löcher der Schaltungsplatte einfügen läßt und gleichzeitig festgeklemmt
werden kann, so daß noch vor dem Anlöten seiner Beläge an den Leitungen der gedruckten.
Schaltung die Schaltungsplatte bewegt oder umgewendet werden kann, ohne daß die
bereits eingefügten Kondensatoren herausfallen.
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Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung gehen aus der ausführlichen
Beschreibung der Zeichnungen hervor.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Kondensators
gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Kondensator gemäß F,ig.
1; Fig. 3 ist ein perspektivischer Grundriß des in Fit",-. 1 gezeigten Kondensators,
der in einer gedruckten Schaltungsplatte angebracht ist; Fi.g. 4a ist eine Seitenansicht
eines Schaltelementes gemäß der Erfindung; Fig. 4b ist eine Ansicht der gegenüberliegenden
Flachseite des in Fig. 4a dargestellten Schaltelementes; Fig. 5 ist eine Seitenansicht
eines weiteren Kondensators gemäß der Erfindung; Fig. 6 ist ein Grundriß eines Teiles
einer gedruckten Schaltungsplatte gemäß der Erfindung und zeigt die Form einer Öffnung
in dieser Platte.
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In Fig. 1 ist ein Kondensator zu sehen, der aus einer Platte 11 eines
festen dielektrischen Materials hergestellt ist. Diese ist flach, wie aus Fig. 2
hervorgeht, und weist eine trapezartige Keilform auf, so daß die eine Seite 12 kürzer
als ein Teil 13 ist, der der Seite 12 benachbart ist. Die Platteil kann aus einer
keramischen Bariumtitanatverbindung, .die durch Brennen in den festen Zustand übergeführt
ist, oder aus einem anderen beliebigen festen Material mit ähnlich hoher Dielektrizitätskonstante
hergestellt sein. Derartige Stoffe können ein Titanat der Erdalkalien, z. B. Barium-,
Strontium- und Kaiziumtitanat, oder ein
anderes, bekanntes, festes..Dielektrikum
sein, das für elektrische Kondensatoren benutzt wird.
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Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, besitzen die gegenüberliegenden
Flacheisen der Platte 11 aus dem festen dielektrischen Material frei liegende, leitende
Beläge 14 und 15, die in üblicher Weise befestigt sind. Vorzugsweise
bestehen die Beläge 14 und 15 aus leitenden Silberschichten, die durch eine chemische
Reduktion auf der Oberfläche" des festen Dielektrikums 11 oder durch Überzug mit
einer Silberpaste und anschließendes Festbrennen entstanden sind. Es können auch
andere ähnliche Verfahren zur Bildung eines leitenden Überzugs auf einem festen,
dielektrischen Trägerkörper benutzt werden.
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Die auf diese Weise gebildeten, an Hand der Fig. 1 und 2 beschriebenen
Kondensatoren sind dann zum Einsetzen in elektrische Schaltungen fertiggestellt.
Zu diesem Zweck gebraucht man gedruckte Schaltungsplatten. Der in Fig. 3 wiedergegebene
Teil einer gedruckten Schaltungsplatte enthält einen isolierenden Trägerkörper 16,
der aus einem Phenolharz, einem ähnlichen Kunststoff öder einem anderen festen Isolierstoff
hergestellt ist. Der- isolierende Trägerkörper 16 weist mehrere elektrische Leitungswege
auf, von denen. einer, nämlich= die Leitung 17, dargestellt ist, und die durch ein
galvanisches Verfahren, Ätzen, Pressen, Gießen oder ein anderes bekanntes Verfahren
aufgebracht sind. Wo es erwünscht ist, weist die Schaltungsplatte 16 eine Öffnung
18 auf (Fig. 1), die quer zur Leitung 17 liegt und diese in zwei elektrisch getrennte
Teile 19 und 21 zerlegt. Die Art und Weise, wie die Öffnung in dem isolierenden
Trägerkörper 16 entsteht, ist unwichtig; die Öffnung kann schon ursprünglich vor
der Herstellung der elektrischen Leitungen 17 in dem Trägerkörper 16 vorhanden gewesen
sein. In diesem Fall ist es erwünscht, aber nicht von Bedeutung, daß sich die getrennten
Enden 19 und 21 der elektrischen Leitungen 17 gerade -bis zu dem Rand der Öffnung
18 erstrecken, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Die Öffnungen 18 können -in den isolierendem
Trägerkörper 16, aber auch erst nach der Herstellung der Leitungen 17 mit Hilfe
der obenerwähnten üblichen Verfahren eingestanzt sein.
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Die Öffnung 18 kann 'eine beliebige gewünschte Form haben. Ihre Seitenfläche
kann relativ zur Oberfläche des isolierenden Trägerkörpers senkrecht oder in einem
Winkel verlaufen. Aus praktischen Gründen sollte die Seitenfläche jedoch senkrecht
zur Oberfläche der Schaltungsplatte verlaufen. Die Öffnung soll fernerhin flügelartig
ausgebogen sein, wenn man von; oben oder unten auf sie blickt, wie in Fig. 6 zu
sehen ist. Durch diese Ausbildung der Öffnung 18 treffen die Flachseiten des Kondensators
11 auf eine gerade Fläche, gegen -die sie sich festklemmen; dadurch wird
der Kondensator festgehalten. Außerdem dient der verengte, mittlere Teil der ausgebuchteten
flügelartigen Öffnung 18 dazu, daß man den Kondensator in die richtige Lage innerhalb
der Öffnung 18 bringen kann und daß der Einbau der Kondensatoren in die gedruckten
Schaltungsplatten erleichtert wird.
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Wenn, der an Hand der Fig. 1 und 2 beschriebene Kondensator in eine
gedruckte Schaltungsplatte eingesetzt werden soll, deren Aufbau in Verbindung mit
Fig. 3 beschrieben ist, wird oder Kondensator mit seiner kürzeren Seite 12 in die
richtige Richtung über der Öffnung 18 in der gedruckten Schaltungsplatte gedreht
und dann in diese hineingesteckt, so daß er von der isolierenden Trägerplatte durch
Reibung in der in Fig. 3 dargestellten Weise festgehalten wird. Wenn, auch nur ein
einziger Kondensator an Hand der Fig. 3 wiedergegeben und beschrieben ist, so soll
doch .eine beliebige Anzahl solcher Kondensatoren, die für eine spezielle, elektronische
Schaltung erforderlich ist, auf dieselbe Weise in einer passenden, fertiggestellten,
gedruckten Schaltungsplatte untergebracht werden können. Außerdem soll das Einsetzen
der Kondensatoren in die gedruckte Schaltungsplatte auch von einer Maschine ausgeführt
werden könneng, so daß mit Hilfe einer geeigneten Haltevorrichtung alle Kondensatoren
in einer gegebenen elektrischen Schaltung gleichzeitig in alle Öffnungen 18 eingesetzt
werden, die in einer ,gedruckten Schaltungsplatte vorhanden sind, um solche Kondensatoren
aufnehmen zu können. Nach diesem Einsetzen wird die Schaltungsplatte in eine Lötwerkstatt
gebracht, wo die frei liegenden, leitenden Belagflächen der Kondensatoren mit den
Enden der getrennten Leitungen 19 und 21 verlötet werden; die Lötstellen 22 sind.
in, den Fig. 2 und 3 zu sehen. Dieser Lötvorgang wird vorzugsweise in einem Tauchlötverfahren
ausgeführt, so daß alle Kondensatoren gleichzeitig im; der gezeigten Art und Weise
an der Schaltungsplatte festgelötet werden.
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Die Fig.4a und 5b zeigen ein Schaltelement aus Widerstand und Kondensator,
das auf einer flachen, vieleckigen Platte 25 aus festem, dielektrischem Material
hergestellt ist. Diese weist eine trapezartige Keilform auf, bei der die eine Seite26
kürzer als der Abschnitt 27 ist, der der Seite 26 benachbart ist. Die Platte 25
ist aus einer Bariumtitanatkeraxnik oder aus einem anderen Stoff .hergestellt, der
eine so große Dielektrizitätskonstante besitzt, daß er zur Verwendung in- einem
elektrischen Kondensator geeignet ist. Auf der einen flachen Seite der dielektrischen
Platte25 befindet sich ein frei liegender, leitender Belag 28, der sich über einen
beträchtlichen Teil dieser Fläche ausdehnt. Wie am besten aus Fig. 4b. hervorgeht,
sind auf der anderen flachen Außenfläche der Platte 25 zwei getrennte, frei liegende
leitende Beläge 29 und 31 vorhanden. Auf diese Weise wird ein kapazitives Gebilde
hergestellt, das seiner Wirkung nach aus zwei getrennten Kondensatoren besteht.
Zur Vervollständigung des Gebildes werde die beiden leitenden Beläge 29 und 31 durch
eine hochohmige Leitung 32 miteinander verbunden, die aus einer geeigneten leitenden
Kohlenstoffpaste oder anderen bekannten Widerstandsstoffen hergestellt sein kann,
die auf die Platte 25 aus festem dielektrischem Material eingedruckt oder durch
ein anderes bekanntes Verfahren aufgebracht werden kann, wie in Fig. 4b zu sehen
ist. Hierdurch ergibt sich in an sich bekannter Weise ein Schaltelement aus Widerstand:
und Kondensator.
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Die in, der zuvor beschriebenen Weise gebildeten Schaltelemente aus
Widerstand und Kondensator kÖnnen in Verbindung mit einer gedruckten Schaltungsplatte,
ähnlich wie in Fig. 3, für einen Kondensator dargestellt verwendet werden. Die Schaltungsplatte
besteht aus einem isolierenden Trägerkörper 16 mit mehreren darauf hergestellten
Leitungen, die nicht gezeigt sind. Die Leitungen werden durch eine Öffnung 18 unterbrochen,
in der das Schaltelement aus Widerstand und Kondensgtor festgeklemmt ist. Die Enden
dieser Leitungen sind mit den frei liegenden, leitenden Belägen 28, 29 und 31 ähnlich
wie beim Kondensator nach Fig. 3 verlötet. Bei diesem als RC-Glied ausgebildeten
Kondensator gemäß der Erfindung ,,werden keine besonderen Leitungsdrähte, Isolationsüberzüge
u. dgl. benötigt, wodurch das richtige Einsetzen von Schaltelementen aus Widerstand
und Kondensator in elektrische Schaltungen auf geeigneten,
fertiggestellten,
gedruckten Schaltungsplatten erleichtert wird.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt.
Diese zeigt einen Kondensator, der aus einer flachen Platte 35 aus festem dielektrischem
Material in Gestalt eines gleichseitigen Sechsecks hergestellt ist, das dielektrische
Material besteht aus Bariumtitanat oder einem anderen bekannten festen Material
mit hoher Dielektrizitätskonstante. Die Platte 35 weist elektrisch leitende Beläge
36 auf. die sich auf entgegengesetzten, flachen Außenflächen befinden. Falls man
es wünscht, können die elektrisch leitenden Beläge 36 ebenfalls sechseckig sein.
In jeder anderen Hinsicht ist der in Fig. 5 dargestellte IZ-Ondensator dem an Hand
der Fig. 1 bis 3 beschriebenen ähnlich und kann auch in einer Öffnung 18 in einer
gedruckten Schaltungsplatte 16 festgeklemmt werden. Beim Anbringen des in Fig. 5
dargestellten sechseckigen Kondensators wird eine der kürzeren Seiten 12 des Kondensators
in die Öffnung 18 hineingeschoben. Dann wird der Kondensator in der Öffnung 18 festgeklemmt,
so daß er von der gedruckten Schaltungsplatte durch Reibung festgehalten wird, wobei
die frei liegenden, elektrisch leitenden Beläge 36 mit den getrennten Enden -der
Leitungen 17 in Berührung stehen. Dieser Aufbau wird dann durch Eintauchen verlötet,
wie in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde, l;o daß der Kondensator ständig
in dieser Lage in der gedruckten Schaltungsplatte bleibt und die leitenden Beläge
36 eine gute elektrische Verbindung zu den Leitungen 17 haben. Der in Fig. 5 dargestellte
Kondensator ist also in mancher Hinsicht dem an Hand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen
ähnlich. Wegen der sechseckigen Form kann jede kürzere Seite 12 in die Öffnung 18
eingeführt werden; daher ist vor dem Einsetzen in die Öffnung 18 der gedruckten
Schaltungsplatte keine besondere Einstellung der Lage notwendig. Dieses Merkmal
verkleinert die Zahl der Arbeitsvorgänge, die vor dem Einsetzen in die gedruckte
Schaltungsplatte erforderlich sind. Dadurch werden -die Kosten für den Bau einer
elektronischen Einrichtung mit derartigen Kondensatoren weitgehend verringert-