170403. lajstromszámú szabadalom • Nagymegbízhatóságú optimális érintkezési paraméterekkel kialakított kenésmentes kontaktusok, célszerűen hangfrekvenciás studióberendezésekbe beépített kapcsolókhoz és szabályozókhoz
170403 3 4 tjíztftó kontaktusokat 6 ± 1 gramm-nál lényegesen nagyobb érintkezési erővel alakítják ki. A kapcsolási szám (élettartam) növelése érdekében általában az alábbi konstrukciós megoldásokat alkalmazzák: - az érintkező csúszófelületek kímélése érdeké- 5 ben megnövelik az érintkező kontaktusok felületét, vagy növelik a nemesfémből kialakított galvánbevonat keménységét és rétegvastagságát és-valamilyen kenőanyagot alkalmaznak. Az ilyen,elven kialakított kapcsolók főbb hátra- 10 ny*i: - A nagyobb rugóerők alkalmazása miatt ridegebb-keményebb járásúak a kapcsolók. - A nagyobb felületű leszedő érintkezők miatt nagyobb érintkezési felületeket és nagyobb szi- 15 getelési közöket kell alkalmazni a nyomtatott áramköri lemezeken, tehát az egész kapcsoló mérete megnövekszik; ez a miniatürizálási törekvések szempontjából előnytelen. - A nagyobb érintkezőerőkkel működő kap- 20 csolóknál növekszik a belengési hajlam, tehát fokozódik a „pergésveszély". - A galvánréteg keménységnövelése egy optimális értéknél jobban nem emelhető, mert a réteg keménységének növelése a lepattogzási hajlamot 25 növeli; a nemesfém rétegvastagságának növelése pedig fokozott költségnövekedéssel jár és a növelt rétegvastagság lepattogzás veszélye nélkül csak lágy galvánbevonattal érhető el. A kenőolaj alkalmazása sem jelent egyértelműen előnyt, 30 mert bár előnye, hogy kezdetben csökkenti a súrlódást, így látszólag kíméli a felületet és élettartamnövekedést eredményez, a valóságban azonban porlekötő réteg, és így, a kezdeti javító hatás után, bizonyos idő elteltével a lekötött 35 por csiszoló hatása érvényesül. A kenés ennélfogva csak légmentesen lezárt, zárt rendszereken belül lehet kedvező; ilyen kapcsolóelemeket (kontaktuselemeket) azonban csak kivételes célra állítanak elő, (pl. telje- 40 sen tropikalizált katonai célú berendezésekben) a különleges kivitel azonban az előállítási költségeket nagy mértékben növeli. A fentiekben csak nagy vonalakban vázolt problémákat a kis érintkezőerővel működő, kis felületi nyo- 45 másokat biztosító, a bejelentett találmány szerinti megoldásnak megfelelően kialakított kontaktus révén lehetett megoldani. A találmány tehát nagy megbízhatóságú optimális érintkezési paraméterekkel kialakított kenésmentes kontaktusokra vonatkozik, célsze- 50 rűen hangfrekvenciás stúdióberendezésekbe beépített kapcsolókhoz és szabályozókhoz. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő kontaktusok fejlesztésénél az első generációs (elektroncsővet működő) tipizált, sorozatban gyártott stúdió- 55 berendezéseknél már bevezettük a nyomtatott áramköri lemezeken kialakított síkszabályzókat, a második generációs (FET tranzisztoros szériában gyártott) berendezéseknél a nyomtatott áramköri lemezek használatát pedig a kapcsolókra is kiterjesztettük. 60 A harmadik generációs berendezéseknél ugyanígy fogjuk alkalmazni a nyomtatott áramköri lemezeket, szabályzók és egyéb elektromechanikai kapcsoló szerkezetek kontaktusainak kialakítására. A találmány tehát hosszú élettartamú kontaktu- 65 sokra vonatkozik, kapcsolókhoz és síkpályás szabályozókhoz, melyek célszerűen hangfrekvenciás stúdióberendezésekben, alkalmazott nyomtatott áramköri lemezek felhasználásával oly módon vannak kialakítva, hogy a nyomtatott áramköri lemezhez illeszkedő, a lemez síkjával párhuzamosan elmozduló hengeres alakú kontaktus érintkező felülete szférikus kiképzésű, melynek sugara rt = 3^o,2 mm ; ^ az érintkező nem henger alakú test, hanem huzalból, hajlítással van kialakítva, akkor a behajlított huzal-érintkező sugara az elmozdulás irányában, r2 = 1,2 ± 0,2 mm, mimellett az érintkező kontaktusok a nyomtatott áramköri alaplemezek érintkező fémrétegével kialakított felületére 6 ± 1 gramm erővel illeszkedik. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő kontaktust a leíráshoz mellékelt ábrák segítségével részletesen is megmagyarázzuk. A rajzokon az 1. ábra a nyomtatott áramköri lemez rajza, 2. ábra a hengeres kialakítású érintkező vázlatos rajza, a 3. ábra a huzalból, hajlítás útján kialakított érintkező vázlatos rajza. A nyomtatot áramköri lemez az alábbi szerkezeti részekből van kialakítva: (lásd 1. ábrát) 1. Szigetelő alaplemez, vastagsági mérete „A" mm, 2. Ragasztó réteg, 3. Vörösréz vezetőfólia, vastagsága „b" mm, 4. Nemesfém galvánbevonat, vastagsága „V" mikron Kísérleteink során azt találtuk, hogy a stúdióberendezések számára azt az üzembiztos kontaktust, melyet nyomtatott áramköri lemezek felhasználásárai kialakított szerkezeti elemeknél kell biztosítani, csak több összetevő helyes arányának megtervezésével és ezek optimális együttes alkalmazása esetében jön létre. Ezek az összetevők a következők: - a nyomtatott áramköri lemezeknél a hordozó szigetelő alapanyag és a vezető réteg külső felülete közötti távolsága, („a" mm, lásd 1. ábrát) - a vezetőrétegen kialakított kontakt nemesfém galván bevonat vastagsága „V" mikron (lásd 1. ábrát) - a kontakt nemesfém galván bevonatra támaszkodó érintkező kontaktus nyomóereje, geometriai kialakítása, alapanyaga, felületi simasága, galvánbevonata. A nyomóerőből kialakuló felületi nyomás, a kontaktus geometriai formája, a galvánbevonat keménysége és ezek eredményeképpen az áramköri lemezérintkező kontaktus között létrejövő átmeneti ellenállás szoros összhangban van; az áramköri lemezen és az érintkezőn levő galvánrétegek vastagsága pedig műszaki-élettartami-gazdasági optimum. Azt találtuk, hogy forgácsolással kialakított érintkezők (vagy szegecsfejszerűen hidegalakítással kialakított érintkező) esetén a 2. ábrán látható elrendezésben optimumként elérhető: P = 6 *' gramm, mely igen kis nyomóerő és ennek eredményeként, n ^ 100 000 az elcsúsztatásokkal elérhető kapcsolások száma, 2
