DE1540601A1

DE1540601A1 - Elektrische Kontaktierungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1540601A1
Application number: DE19651540601
Authority: DE
Inventors: Leon Schwartz
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1964-12-03
Filing date: 1965-12-01
Publication date: 1970-04-16
Also published as: BE671700A; US3320572A; NL6515694A; GB1123060A

Description

Em-1281

Dr. Expl.

Sperry Rand Corporation New York 19, N.Y. , U.S.A.

Elektrische Konbqktiarunqsv/orrichtung Dia vorliegende Erfindung betrifft eine aus steck- und trennbaren Kontaktelementen bestehende elektrische Kontaktierungsvorrichtung zur Verbindung von auf gedruckten Schaltplatten aufgedruckten oder auf diesen anderweitig ausgeprägten elektrischen Netzwerken mit ausserhalb der gedruckten Schaltplatten befindlichen Schaltungen.

Obwohl die elektrische"Zusammenschaltung von auf gedruckten Leiterplatten befindlichen Schaltungen mit externen Schaltungen bereits hoch entwickelt ist, bleiben dennoch wichtige Gebiete zu verbessern. Beispielsweise erfordern die für elektronische Recnenanlagen neuentwikkelten, fortschrittlichen, schnellansprechenden Schaltungen Steckverbindungen für gedruckte Leiterplatten, die sehr betriebssicher sind und eine Susserst hohe Packungsdichte, d. h. eine gedrängte Anordnung der Anschlösse, ermöglichen, um die zahlreichen Bauelemente unterzubringen, die neuerdings infolge der ffliniaturisierungeteehnik auf solchen Leiterpletten in gedrängter Anordnung auftreten. Das sich hieraus ergebende Auimase der ffliniaturisitrung der Steckverbindungen liest eich jedoch ohne Beein-

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trachtigung der Betriebssicherheit sowie der leichten Herstellung oder Aufhebung der Anschlussverbindungen nur schwer verwirklichen.

Die erfindungsgemässe elektrische Kontaktiesungs-

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vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen elektrisch isolierenden Steckbuchsenblock mit mindesten» einer Aufnahmebohrung in einer Fläche de» Blocke und einem vom Boden der Aufnahmebohrung zu einer gegenüberliegenden Flache das Steckbuchsenblocks führenden Durchgang enthalt, ferner eine aus einem Stück bestehende Steckbuchse aus biegsamem, elektrisch leitendem material mit einem innerhalb der Aufnahmebohrung befindlichen rohrförmigen Steckbuchsenkörper, dessen im Bereich des Eingangs zur Aufnahmebohrung liegendes Itisseres Ende offen ist und al· gewölbte, federnde Finger ausgebildet ist, und einem länglichen Steckbuchsenkontakt, der zwecks Anschluss en auf einer anderen Seite des Steckbuchsenblocks gelegene elektrische Bauelemente durch den Durchgang hindurchragt, wobei der Durchmesser des rohrförmigen Steckbuchsenkörpers gegenüber dem Durchmesser der Aufnahmebohrung um so viel kleiner ist, dass die Steckbuchse innerhalb der Aufnahmebohrung eine gleitende Schwenkbewegung um ihren Uebergang zum Steckbuchaenkontakt beschreiben kann, wobei der Steckbuchsenkontakt als Drehpunkt dient, und dass zur Kdntaktierungavorrichtung ferner eine elektrisch isolierende Steckplatte ntf-t mindestens einem Kontaktstift mit vierekkigem Querschnitt gehört, der aus elektrisch leitendem Material besteht und in der Steekplatte sitzt, wobei min»

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destens ein Ende dee Kontaktstiftes aus der StBckplatte zu/ecks Aufnahme durch die Steckbuchse herausragt' und dabei mit seinen vier Seitenkanten gegen den rohrförmigen Steckbuchsenkörper zum Anliegen kommt, luobei die echiuimpende Lagerung der Steckbuchse beim Zusammenstecken einen grossen Spielraum hinsichtlich der Ausrichtung des Kontaktstiftes auf die Steckbuchse zulässt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kontaktierungsvorrichtung u/ird nachstehend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen.·

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils -einer. Steckplatte mit einer auf de-r.'Platte mittels der erfindungsgemässen Steckverbindungen befestigten gedruckten Leiterplatte}

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der Elemente einer Steckverbindung}

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1}

Fig. 4 einen vergrösserten Schnitt durch die Steckverbindung entlang der Linie 4-4 von Fig. 1 und

Fig„ 5 und 6 Teilschnitte, aus denen die erfindungs-Qemässe schwimmende Lagerung der Steckbuchse ersichtlich ist.

Wie zunächst Fig. 2 zeigt, bestehen die Grundbauelemente der Steckverbindung gemäss einem bevorzugten Aueführungsbeispiel der Erfindung aus dem Steckkontakt oder Kontaktstift 1.0 und der Steckbuchse 12, die beide aus elektrisch leitendem material gefertigt sind.

.Ui ie Fig. 1 zeigt, sind die Kontaktstifte 10 normaler-

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weiss in der Steckplatte 14 in dicht nebeneinander liegenden Spaltenpaaren angeordnet, so dass sich eine Anzahl von Druckschaltplatten 16 eng nebeneinander stecken liest. Die Kontaktstifte in den Spalten eines jeden Spaltenpaares sind so gegeneinander v/ersetzt, dass sie eine symmetrische Zickzacklinie bilden. Das heisst, jeder Kontaktstift einer Spalte ist mit gleichem Abstand zu den beiden nlchsten Kontaktstiften der anderen Spalte angeordnet.

Alle Kontaktstifte 10 haben einen :vieteckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt, wie Fig. 3 zeigt, und sind in Längsrichtung mit im Abstand voneinander angeordneten Quetschprofilen 1Θ (Fig· 2} versehen, um eine unbeabsichtigte Verdrehung der Kontaktstift· aus ihrer Lage in der Steckplatte 14 zu verhindern. Die Kontaktstifte bestehen vorzugsweise au· Phoaphorbronz·.

Das Verankern der Kontaktstifte kann durch Einpressen erfolgen, doch werden vorzugsweise in der Steckplatte zunichst viereckige Löcher 19 (FIg₀ 1) vorgesehen, durch die dann die Stifte hindurchgetrieben werden, so dass sie in der Steckplatte festsitzen. Die Quetschprofile

18 graben sich dabei in die Seitenwandungen der Löcher

19 ein und halten die Stifte somit in ihrer Lage. Die Stiftenden 20 und 22 ragen zu beiden Seiten der Steckplatt· 14 heraus, um auf der einen Seite eine Steckverbindung mit den Steckbuchsen 12 herzustellen und auf der anderen Seite die Anschlussdrihte 24 von (nicht gezeigten) elektrischen Vorrichtungen oder Bauelementen aufzuwickeln. In Fig. 1 1st lediglich ein solcher Anschlussdraht beispielsweise dargestellt«

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Die Steckbuchsen 12 sitzen in Löchern oder Aufnahmebohrungen 26, die an der Unterseite 28 eines Steckbuchsenblockes 30 vorgesehen sind. Dieser Steckbuchsenblock ist an der einen Seite der Druckschaltplatt· 16 beispielsweise mit Schrauben 32 (Fig. 1) befestigt. Die Druckschaltplatte ist so angeordnet, dass sie mit ihrer Unterkante in einer Ausnehmung 33 sitzt und ihre Aussanflache 36 mit der Aussenflache 38 des Steckbuchsenblockes 30 im wesentlichen bündig ist, wodurch sich auf der Steckplatte 14 die Druckachaltplattenanardnungen, im vorliegenden fiusföhrungsbeiepial vier, eng nebeneinander anordnen 1···βη. Anzahl und Anordnung der Steckbuchsen im Steckbuchsenblock entsprechen der Anzahl und Anordnung der Kontaktstifte eines jeden Spaltenpaaree.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht die Steckbuchse 12 aus einem Formstück aus biegsamem Metall, beispielsweise Beryllium-Kupfer, möbel der eine Teil der Buchse als zylindrischer oder rohrfürmiger Steckbuchsenkörper 40 und dar andere Teil als länglicher Steckbuchsenkontakt 42 ausgebildet ist. Das untere offene Ende, d. h. die Aufnahmeöffnung 43 der Steckbuchst, weist zwei sich gegenüberliegende, etwa tropfenförmige Schlitze 44 auf, die von der Unterkante nach oben laufen, wie Fig. 2 zeigt. Durch diese Schlitze ist da· unter· Ende das Steckbuchsenkörpers 40 zu zwei gewölbten, sich gegenüberliegenden Federnden Fingern 46, 48 ausgebildet, um einen Kontaktstift elektrisch leitend aufzunehmen. Zur Steigerung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Stickverbindungeelementen sind die gegenüberliegenden Wandungen der Finger

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46, 48 so eingebogen, dass sich gewölbte Kontaktstege 50, 52 (Fig. 3) ergeben, deren Abstand voneinander kleiner als die Dicke eines Kontaktstiftes ist.

Zum Befestigen einer Steckbuchs· in ihrer Aufnahmebohrung 26 uiird der Steckbuchsenkontakt 42 mit seinem Ende durch die Aufnahmebohrung und einen Durchgang 54 so weit hindurchgeschoben, bit sich dar Steckbuchsenkörper vollständig in der Aufnahmebohrung befindet, uiie aus Fig. 4 klarer zu erkennen ist. Alle Aufnahmebohrungen für die Steckbuchsen haben einen grösseren Durchmesser als der zylindrische SteckbuchsenkOrper 40, so dass sich die Buchse in einem gewissen Ausmas· innerhalb dar Auf-

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nahmebohrung um ihren Verbindungspunkt drehen liest, wobei der Steckbuchsenkontakt als Drehpunkt dient.

Wie Fig. 4 zeigt, sind die Steckbuchsenkontakte einer Spalte eines Spaltenpaares an ihrem oberen Ende zwischen benachbarten, im Abstand voneinander angeordneten Auflagern 58 umgebogen, so dass sie durch dia Leiterplatte ragen und an auf deren Aussenseite befindliche Bauelemente angelötet werden können. Die Steckbuchsenkontakt· 42 der anderen Spalt· ragen durch in den Auflagern 58 vorgesehene Durchginge 61 hindurch und sind gleichfalls an ihrem oberen End· 62 umgebogen, um eine Lötverbindung zu auf dar Innenseite 64 der Druckachaltplatte 16 befindlichen Bauelementen herstellen zu können. Durch das Umbiegan dar Steckbudhsenkontakte am Austritt au· den Durchgingen 54 und 61 werden die Bucheen in den Aufnahmebohrungen gesichert.

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Beim Stecken eines Kontaktstiftes in seine Steckbuchse werden die federnden Finger 46, 48 des Steckbuchsen!<örpera 40 leicht auseinandergebogen, so dass sie an sämtlichen vier scharfen Seitenkanten 67 des Kontaktstiftes fest anliegen, während durch das Gleiten der Kontaktstiftseitenkanten über die Kontaktstege 50 und 52 gleichzeitig die Kontaktstellen gesäubert werden. An jeder der zahlreichen Kontaktstellen ergibt sich somit ein gut leitender Kontakt» wodurch die BetriebszuverlSssigkeit erhöht wird.

Durch die "schwimmende" Lagerung der Buchsen in den Aufnahmebohrungen ergibt sich bei einer eventuellen Falschausrlchtung der zugehörigen Kontaktstifte ein brei- ■ ter Toleranzbereich. Wird die Oruckschaltplattenanordnung auf die Kontaktstifte gesteckt und ergibt sieh dabei eine Falschausrichtung zwischen Kontaktstiften und Steckbuchsen, so braucht lediglich ein Teil der glocken- oder trichterförmigen Oeffnung der Steckbuchse (Fig. 5) auf dfs konische Ende 68 des Kontaktstiftendes 20 ausgerichtet zu werden. Ulie Flg. 6 zeigt, wird die Buchse in diesem Fall gezwungen, so weit zur Seite zu schwenken.oder zu gleiten, bis sie - ausreichend auf den Kontaktstift ausgerichtet ist, um diesen aufzunehmen.

Zum Ausbau einer defekten Steckbuchse aus der Druckschaltplattenanordnung wird einfach der Steckbuchsenkontakt am Austritt aus dem im Steckbuchsenblock 30 vorgesehenen Durchgang abgeschnitten. Die Buchse liest sich dann aus ihrer Aufnahmebohrung herausziehen und das restliche Kontaktstück entfernen, indem es an der auf der Druck-

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schaltplatte befindlichen Lötstelle abgelötet und aus den Auflagern 58 herausgezogen wird.

Bei einem praktischen AusfUhrungsbeispiel der Erfindung/ aus «eichern die hohe Packungsdichte ersichtlich wird, waren die Kontaktstifte quadratisch (0,625 mm - 0,0125 mm) ausgebildet und in den Spalten mit einem Iflittenabstand von 3,75 mm angeordnet. Der Abstand zwischen den Spalten der Spaltenpaare betrug jeweils 3,75.mm. Bei diesem Abstand und der obenbeschriebenen, gegeneinander versetzten Anordnung der Kontaktstifte in den Spalten der Spaltenpaare lassen sich bequem 220 Kontaktstifte auf einer etwa 100 χ 28 mm (4,050 χ 1,125 Zoll) groasen

Steckplatte mit einem Flächeninhalt von etwa 2B cm unterbringen. Der Kraftaufwand zum Einsetzen und Herausziehen lag im Bereich zwischen etwa 5 und 9 kg.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, enthalt die erfindungsgemftsse Kontaktierungsvorrichtung zahlreiche einmalige merkmale, wie sie bisher in der Steckverbindungstechnik unbekannt waren.

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Claims

— Q Patentansprüche

1. Elektrische Kontaktierungevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen elektrisch isolierenden Steckbuchsenblock mit mindestens einer Aufnahmebohrung in einer fliehe de· Block· und einem worn Boden dar Aufnahmebohrung zu einer gegenüberliegenden Fliehe de· Steckbucheenblockea rohrenden Durchgang enthllt, farner eine au· einem S,tück bestehend· Steckbuches aus biegsamem, »elektrisch leitendem material mit einem innerhalb der A_ufnahmebohrung befindlichen, rohrförmigen Steckbuchsenkörpar, daaaen im Bereich das Eingang·· zur Aufnahmebohrung liegendes lusseres Ende offen ist und al· gewOlbte, federnde Finger ausgebildet let, und ein·« llnglichen Steckbuchsenkontakt, der zwecks Anschluss an auf einer anderen Seite des Steckbuchsanblocke· gelegene elektrische Bauelemente durch dan Durchgang hindurchragt, wobei der Durchmesser des rohrförmigen Steckbuchaankörper· gegenüber dam Durchmesser dar Aufnahmebohrung um ao viel kleiner ist, dass die Steckbuches innerhalb der Aufnahm·· bohrung sine gleitend· Schwenkbewegung um ihren Uabergang zum Steckbuchsankontakt beschreib·* kann, wobei dar Stackbuchsenkontakt als Drehpunkt dient, und dass zur Kontaktierungvvorrichtung ferner eine elektrisch isolierend· Steckplatte mit mindesten· tin·« Kontaktstift mit viereckigem Querschnitt gehör*, der au· elektrisch leitendem iaterlal baataht und in dar Stackplatt· sitzt, wobei mindesten· ein Ende das Kontaktstift·· aus dar Steckplatte zwacke Aufnah·· durch die Steckbuchae herauaragt und dabei mit «einen vier Seitenkante« gegen den

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rohrförmigen SteckbuchsenkOrper zum Anliegen kommt, wobei die schwimmende Lagerung der 5teckbuchaa bei« Zuaamnanatacken einen groaaen SpialrauM hinaichtlich der Auarichtung de· Kontaktstift·· auf dia Steckbuchae zullaat.

2. Kontaktierungevorrichtung nach Anspruch 1_y dadurch gekennzeichnet, dass die federnden Finger de· rohrförmigan StackbucheenkBrpera von aich gegenüberliegenden Schlitzen gebildet werden, die aich in LBngaricntung von offenen luaaeren Ende dea rohrförmigen SteckbuchsenkBrpera nach innen bia zu zwischen dan Enden de· Steckbuchaanklrpera gelegenen Punkten eratreckan, wobei dia federnden finger ao eingebogen Bind, da·· aich das offene Ende nach auaaen glockenförmig erweitert und die federnden Finger in ihrem vom luaseren, offenen End· nach innen zu verlaufenden Bereich bogenförmige, eich gegenüberliegande Kontaktstege bilden, und dees da· luaaaro Ende daa Kontaktatiftaa koniech euagabildet iei₉ um «it dar glokkanfflrmigen Oeffnung der Steckbuchae bain Einführen dea Stiftea in dia Stackbuch·· auch bei beträchtlicher Axialverschiebung de· Kontaktatiftee gegenüber der Steekbuchse «it dieaar zuaemmenzuwirken, wobei dar vieraekiga Kontaktstift «it ealnan Seitenkanten auf dan boganflreiigan Kon» taktatagan dar fädernden finger bei· Zueamaenetecken en*tlenggleitet und dabei fOr 'aauber· Kontakteteilen eorgt.

3« Kontaktierungevorrichtung nach Anepruch 1 und 2, dadureh gekennzeichnet, da·· der Staokbuehaenkontakt Bbar dar gegenüber liegenden fliehe uajgabogen let, um dia

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Steckbuchse in der Aufnahmebohrung zu sichern.

4. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1, 5 und 3, dadurch gekannzeichnet, dass der über dar gegenüber liegenden Flieh· umgebogene Teil des Steckbuchsenkontaktes zwecks Abtrennung freiliegt, so dass sich die Steckbuchse leicht herausnehmen und durch eine andere ersetzen lasst.

5. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch isolierender Steckbuchsenblock vorgesehen ist, der eine Anzahl von eng nebeneinander in einer Fliehe des Blockes in mindestens einem Paar Reihen vorgesehene Aufnahmebohrungen enthalt, wobei die Aufnahmebohrungen der einen Reihe gegenüber den Aufnahmebohrungen der anderen Reihe so versetzt, angeordnet sind, dass sie mit diesen eine zickzackförmigs Linie bilden und jede Aufnahmebohrung einen Durchgang aufweist, der von ihrem Boden zu einer gegenüber liegenden Flache des Stackbuchsenblockes führt, dass in Jeder Aufnahmebohrung eine aus einem Stück bestehende Steckbuchse angeordnet ist, deren SteckbuchsnnkÖrper sich vollständig in der Aufnahmebohrung befindet und deren Steckbuchsenkontakt zwecks Anschluss an auf einer anderen Seite des Steckbuchsenblockes gelegene Bauelement· durch einen entsprechenden Durchgang hindurchragt, und dass zur Kontaktierungsvorrichtung ferner eine elektrisch isolierende Steckplatte mit einer Anzahl von in der Steckplatt· sitzenden Kontaktstiften gahSrt, dia in Uebareinstimntung mit dan im St^ckbuchsanblock vorgesehenen Steckbuchsenraihen reihenweise angeordnet sind und die mit ihren Enden an entgegengesetzten Seiten der Steckplatte herausragan,

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um auf der einen Seite eine Verbindung zu den Steckbuchsen und auf der anderen Seite zu anderen elektrischen Bauelementen herzustellen.

6. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Steckbuchsenblock befestigte Leiterplatte vorgesehen ist.

7. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet', dass von den umgebogenen Steckbuchsenkontakten bestimmte Kontakte mit auf der einen Seite der Leiterplatte angeordneten Bauelementen und andere Kontakte mit auf der anderen Seite der Leiterplatte angeordneten Bauelementen verbunden sind.

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