DE2238639A1 - Elektrische steckfassung fuer schaltungskarten - Google Patents

Description

Böblingen, den 24. Juli 19 72 ar-ba

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: PO 970 046

Elektrische Steckfassung für Schaltungskarten

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckfassung als Halterung und elektrisches Verbindungsteil einer in diese reibungsfrei einsteckbaren mit leitenden Kontaktstreifen versehenen Schaltungskarte, enthaltend eine kanalförmige Einschubhöhle, an der seitlich Leiteranschlußelemente aufweisende Kontaktfedern angeordnet sind, die von wenigstens einem Betätlgungsglied, das mit in die Einschubhöhle ragenden nockenförmigen Ansätzen versehen ist, zur Herstellung der Kontaktverbindung mit den Kontaktstreifen zu diesen auslenkbar sind, wobei die teilweise eingesteckte Schaltungskarte kurz vor ihrer Endlage mit ihrem Steckteil auf die nockenförmigen Ansätze derart einwirkt/ daß durch das Betätigungsglied die Kontaktfedern auf die Kontaktstreifen gedruckt werden und daß der restliche Einschub der Schaltungskarte bei geschlossenen Kontakten erfolgt.

Durch die neue Steckfassung wird eine Vereinfachung ihrer Herstellung, eine gute Qualität der Kontaktverbindungen und eine Schonung der Kontaktstellen bezweckt.

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Bekannte elektrische Steckfassungen für Schaltungskarten enthalten vorwiegend Kontaktfedern, die beim Einsetzen der Schaltungskarten relativ große Kräfte zu Ihrer Aufspreizung benötigen. Da die Schaltungskarten, insbesondere wenn sie aus Keramikplatten bestehen, nicht ganz plan sind und geringe Krümmungen aufweisen, wählt man für die Kontaktfedern einen relativ hohen Kontaktdruck, um auch bei kritischen Toleranzen noch eine zuverlässige Kontaktverbindung zu bekommen. Beim Einsetzen der Schaltungskarte in die Fassung werden die Kontaktfedern durch die Schaltungskarte zur Seite gezwungen, wobei diese an der Schaltungskarte reiben, so daß die den Kontaktübergang erschwerenden Fremdschichten entfernt werden. Da während des gesamten Einsteckweges eine Reibung zwischen den Kontaktfedern auf der Kartenoberfläche und den Kontaktstreifen bzw. Anschlußleitern gegeben ist, erfolgen häufig Beschädigungen der Kontakte, insbesondere wenn die Kontaktfederung ziemlich steif ist. In der neuzeitlichen Schaltungstechnik sind in großer Packungsdichte in Dünnfilmtechnik ausgeführte Schaltungsanordnungen auf einer relativ kleinen Schaltungskarte untergebracht. Diese große Packungsdichte hat zur Folge, daß viele Anschlußverbindungen, d.h. viele Kontaktstellen vorliegen, die ziemlich schmal und empfindlich sind und daß durch die vielen herzustellenden Kontaktstellen eine große Kraft zum Einstecken der Schaltungskarte in die mehrpolige Steckfassung erforderlich ist. Diese in Dünnfilmtechnik hergestellten Kontakt- oder Anschluß-Streifen auf einer Schaltungskarte können beim ein- oder mehrmaligen Kartentausch so durch Reibungsabnutzung beansprucht werden, daß die Betriebssicherheit nicht mehr gewährleistet ist und daß diese beschädigte Schaltungekarte ersetzt werden muß. Bei der Verwendung von Schaltkartenmateralien die einen großen Abrieb bewirken kann auch die dünne Goldschicht abgeschliffen werden, mit der viele Kontaktfedern oder Kontaktstreifen überzogen sind.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles, der sich durch zu großen Kontakt-Abrieb ergibt und zur Verringerung der erforderlichen Kräfte beim Einstecken der Schaltungskarten in die Fassungen wurden verbesserte Steckfassungen geschaffen, bei denen die neben der Ein-

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steckhöhle angeordneten Kontaktfedern vor dem Einstecken oder dem Herausnehmen der Schaltungskarte so weit aufgespreizt werden, daß keine Reibungswiderstände mehr zu überwinden sind. Die Aufspreizung der Kontaktfedern erfolgt dabei durch nockenförmlge Einrichtungen in den Steckfassungen, welche manuell zu betätigen sind. So ist beispielsweise eine aufspreizbare Steckfassung bekannt, bei der die Kontaktfedern Haken aufweisen, welche an einer, die Steckfassung durchdringenden Nockenstange anliegen, die bei einer Verdrehung die Kontaktfedern auslenkt und dadurch aufspreizt. Bei einer anderen aufspreizbaren Steckfassung ist im Grund der Karten-Einsteckhöhle oder Einstecköffnung ein Schlauch angeordnet, dessen Durchmesser durch das Einpressen von Luft- oder einer Flüssigkeit sich vergrößert, wodurch auch die anliegenden Kontaktfedern aufgespreizt werden. Diese von Hand aufspreizbaren Steckfassungen haben jedoch auch verschiedene Nachteile; beispielsweise benötigt die Aufspreiz-Einrichtung zusätzlichen Platz, und außerdem muß sie zu ihrer Betätigung zugänglich sein, wodurch sich die Packungsdichte wieder verringert, oder anders ausgedrückt, derartige AufSpreizeinrichtungen sind bei dicht gepackten Schaltungsanordnungen in Miniaturabmessungen nicht besonders zufriedenstellend. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Steckfassungen mit einer Aufsprexzeinrichtung ist der, daß evtl. Fremdschichten auf den Kontaktelementen, welche die elektrische Kontaktverbindung beeinträchtigen, nicht durch eine Wischbewegung oder durch eine geringe Reibung beim Einstecken der Schaltungskarte in die Steckfassung entfernt werden und daß demzufolge ein sehr großer Kontaktdruck erforderlich ist, damit diese Fremdschichten, welche aus Oxyden oder Verschmutzungen bestehen können, durchdrungen oder verdrängt werden.

Eine Steckfassung, bei der die vorgenannten Nachteile nicht vorhanden sind und bei der die Schaltungskarte zunächst reibungsfrei bis auf eine Einschubposition kurz vor der Kartenendlage einsetzbar ist, von der ab die Kontaktfedern an der Schaltungskarte anliegen und beim weiteren Einstecken bis zur Kartenendlage eine Wischbewegung bzw. eine Kontaktreinigung durch Reibung ausr üben, wurde durch die amerikanische Patenschrift 3 478 301 bekannt.

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Diese bekannte Steckfassung, welche eine selbsttätige, von der einzusteckenden Schaltungskarte betätigbare Einrichtung zur Auslenkung der Kontaktfedern enthält, ist mit nockenform!geη Betätigungsfedern versehen, welche im Isoliergehäuse der Steckfassung hinter den Kontaktfedern angeordnet sind. Der lichte Abstand zwischen den, an beiden Längsseiten der Einstecköffnung befindlichen und einander gegenüberliegenden Kontaktfedern ist etwas größer als die Dicke der einzusteckenden Schaltungskarte. Die Betätigungsglieder sind mit nasenförmigen Ansätzen versehen, welche als Nocken dienen und die in die Einsteckhöhle in der Steckfassung so einragen, daß sich eine nach unten zu verengende Einstecköffnung ergibt. Beim Einstecken der Schaltungkarte in die Einschubhöhle drücken die unteren Kanten der Schaltungskarte auf diese keilförmigen Ansätze, wobei diese nachgeben und nach außen schwenken, wodurch die Kontaktfedern in Richtung Schaltungskarte gelenkt werden. Ab einer vorbestimmten Position der Karten-Einstecktiefe liegen die Kontaktfedern an den Kontaktstreifen der Schaltungskarte an, und der weitere Karteneinschub bis zur Endlage erfolgt bei steigendem Kontaktdruck und bei einer Reibung der Kontaktelemente, so daß die vorgenannten Nachteile beseitigt sind und eine Kontaktreinigung erreicht wird.

Die bekannten Steckfassungen in der Art der vorstehend erwähnten Ausführung mit einer von der Schaltungskarte betätigbaren Auslenkeinrichtung für die Kontaktfedern, welche ein Einsetzen der Schaltungskarte ohne großen Kraftaufwand gestatten und die dennoch am Ende der Einschubstrecke eine Kontaktreibung ermöglichen, haben noch den Nachteil, daß sie aus zu vielen Teilen bestehen, beispielsweise aus einem isolierenden Fassungsgehäuse, Kontaktfedern, Nocken, Nockenwellen und Betätigungsgliedern. In Schaltungsanordnungen, die eine große Packungsdichte aufweisen und wo demzufolge die Anschluß- bzw. die Kontaktstreifen sehr nahe beieinanderliegen, ist es ein schwieriges Problem, zuverlässige Steckfassungen mit so vielen Bauelementen zu fertigen und auf den Schaltfeldern unterzubringen.

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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Steckfassung, insbesondere für eine Schaltungskarte als' Halterung und elektrisches Verbindungsteil zu schaffen, die nur aus wenigen Einzelteilen besteht, welche leicht unter dem Gesichtspunkt der Massenfertigung herzustellen ist und die aus einer kompakten raumsparenden Konstruktion besteht. Weitere Forderungen an die neue Steckfassung sind, daß sie sich auch bei kritischen Toleranzen der Einzelteile leicht zusammensetzen läßt und einen guten Sitz bzw. Halt der eingesteckten Schaltungskarte ermöglicht, sowie eine langzeitbeständige sichere Kontaktverbindung zwischen den einzelnen Kontaktstellen gewährleistet. Auch die neue Steckfassung soll ein Minimum an Einschubkraft benötigen und praktisch keine Reibungsabnutzung erzeugen und dennoch durch eine gewisse Wischaktion der Kontaktfedern Oxydation oder andere Verschmutzung auf den Kontaktstreifen der Schaltungskarte entfernen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der Kontaktfedern eine gabelähnliche Form aufweist, deren an einer isolierenden Grundplatte befestigter Stiel an seinem freien Ende mit einer zur Einschubhöhle gerichteten Kontaktnase versehen ist und außerdem mit einer, durch einen inneren und äußeren Finger gebildeten, als Trag- und Schwenklager für das Betätigungsglied dienenden Gabel, daß das Betätigungsglied aus einem längsgeteilten die Einschubhöhle zur Hälfte umgebenden, um die Gabel begrenzt schwenkbaren Rahmen aus Isolierstoff gebildet wird, der im Bereich der Kontaktfedern in deren Gabel eingreifende Stege aufweist, daß dieses Betätigungsglied auf der zur Einschubhöhle gerichteten Seite mit schräg geneigten Vorsprüngen versehen ist, die sich über das Gabellager hinunter zum Grund der Einschubhöhle erstrecken, so daß sich eine keilförmige, nach oben erweiternde Einsteckhöhle ergibt, die durch die eingesteckte Schaltungskarte aufspreizbar ist und daß, wenn sich deren Unterkante zwischen der Gabel und dem Grund der Einschubhöhle befindet, eine Schwenkung des Betätigungsgliedes erfolgt, so daß deren Vorsprungsflächen an der Schaltungskarte und die Kontaktnasen an den Kontaktstreifen anliegen.

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Bel den Schaltungskarten können die Trägerplatten, auf welchen die Moduls, Bauelemente und Leiterbahnen angeordnet sind, aus verschiedenen Materialien bestehen, z.B. aus glasfaserverstärktem Epoxydharz oder aus Keramik. Letzteres hat die Eigenschaft, daß es nicht flexibel ist und daß die Oberflächen der Keramik-Trägerplatten nicht alle exakt plan sind und daß geringe Krümmungen oder Verwerfungen bestehen können sowie auch ungleiche Dicken der Keramikschicht. Diese nachteilige Eigenschaft von Keramik-Schaltungskarten bewirkt, daß sich beim Einsetzen einer derartigen Schaltungskarte in eine starre Steckfassung sich stark streuende Kontaktdrücke und Kontaktunsicherheiten ergeben können. In den starren Steckfassungen sind somit nur ganz genaue und aussortierte Schaltungskarten mit Keramik-Trägerplatten verwendbar.

Es ist eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckfassung, daß diese so konstruiert ist, daß sie sich an die verworfenen bzw. nichtplanen Schaltungskarten anschmiegen kann und daß auch bei diesen ungünstigen Fällen immer ein zuverlässiger Kontaktdruck an allen Kontaktverbindungsstellen gewährleistet wird. Diese beachtenswerte Verbesserung wird dadurch erzielt, daß die Betätigungsglieder der Steckfassung zur Anschmiegung an die Form der Schaltungskarte flexibel auslenkbar sind und in der Mitte ihrer Rahmen-Längsstrecke eine verringerte Wandstärke aufweisen.

Eine weitere, sehr zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steckfassung ist, daß sie eine Einrichtung enthält, die zur Sicherung des Kontaktdruckes beiträgt und die außerdem die Schaltungskarte in der Steckfassung so hält, daß die Haltekraft für die Steckfassung nicht alleine wie bisher von den Kontaktfedern aufgebracht werden muß. Diese Halteeinrichtung besteht aus Hilfsfedern, auf denen ebenfalls ein zweites schwenkbares Betätigungsglied gelagert ist, das einen die Einstecktiefe der Schaltungskarte begrenzenden Anschlaghebel aufweist. Die in die Einschubhöhle der Steckfassung eingesetzte Schaltungskarte drückt über den Anschlaghebel die Vorsprünge des Betätigungsglledes Eest gegen die überfläche der SchaLtungskarte.

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Es ist eine weitere zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steckfassung, daß die beiden Betätigungsglieder für die Kontaktfedern und die Hilfsfedern völlig identisch sind und daß sie in wechselnder Folge die Lagerstege für die Kontaktfedern und die Hilfsfedern enthalten.

Die erfindungsgemäße elektrische Steckfassung für Schaltungskarten besteht im wesentlichen aus Kontakt- und Hilfsfedern, die auf einer Grundplatte angeordnet sind und auf deren freien Enden zwei schwenkbare, die Einschubhöhle begrenzende, aus Isolierstoff bestehende, .Betätigungsglieder lagern, welche nockenförmige, in cie Einschubhöhle ragende Vorsprünge aufweisen, welche durch die einsteckbare Schaltungkarte aufgespreizt werden und dadurch eine " Schwenkung der Betatigungsglxeder bewirken, die dabei die Kontaktfedern auf die Kontaktstreifen der Schaltungskarte drücken.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steckfassung wird anhand von Zeichnungen anschließend ausführlich beschrieben. Von den dargestellten Figuren zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckfassung mit dem Steckteil einer Schaltungkarte.

Fig. 2 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Steckfassung

vor dem Einsetzen einer Schaltungskarte.

Fig. 3 · eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Steckfassung nach dem Einsetzen einer nichtplanen Schaltungskarte in die Steckfassung, um die Funktion der Bereiche mit reduzierter Dicke und der Zwischenteile zu zeigen, welche das Anschmiegen der Steckfassung an die verzogene Schaltungskarte ermöglichen.

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Fig. 4 Schnittansichten der Steckfassung entlang der

Linie 4/4 in Fig. 1 zu verschiedenen Zeiten des Einschiebens der Schaltungskarte in die Steckfassung und zwar

Fig. 4 a) den Anfang des Einschiebevorgangs der Schaltungskarte in die Steckfassung,

Fig. 4 b) die Steckverbindung bei einer Einschiebestellung

der Schaltungskarte, in welcher die u- förmigen Federelemente soweit wie möglich aufgespreizt werden.

Fig. 4 c) Die Steckfassung und die Schaltungskarte in Berührung mit den Vorsprüngen der Betätigungsglieder, wobei die Betätigungsglieder auf den u--förmigen Federelementen aus ihrer Ruhelage gekippt wurden, so daß die Kontaktnasen dieser u förmigen Federelemente an den Anschlußstreifen der Schaltungskarte anliegen und

Fig. 4 d) die vollständig in die Steckfassung eingeschobene

Schaltungskarte, wobei diese auf dem Karten-Endanschlag aufsitzt.

In der Figur 1 ist das Einsteckteil einer Schaltungskarte 1 dargestellt, das die elektrischen Anschlußstreifen la enthält, welche kontaktmäßig mit den Kontaktfedern der Steckfassung in Verbindung kommen sollen. Nach den Darstellungen ist die Schaltungskarte 1 in ein längs geteiltes rahmenförmiges Gehäuse 2 eingesetzt, welches aus den beiden Betätigungsgliedem 2a und 2b besteht, die zusammen eine Einschubhöhle 3 bilden. Um dem relativ starren Gehäuserahmen 2 eine ausreichende Flexibilität zu geben« sind die mittleren Wandbereiche 4 in der Längsrichtung der Betätigungsglieder 2a und 2a so dünn ausgebildet, daß sich der Gehäuserahmen 2 der jeweiligen Form der einzusteckenden Schaltungskarte 1 anpassen kann, auch wenn die Schaltungskarte wesentlich verworfen, d.h. nicht plan ist. Somit ist der Gehäuserahmen 2 an die Oberflächengestalt der Schaltungskarte 2 anschmiegbar. Die Steckfassung des Ausführungsbeispieles soll eine Schaltungskarte mit den Abmes-

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sungen von etwa 52 χ 52 χ 2,5 nun aufnehmen können, welche dichtgepackte Schaltungsanordnungen trägt, wie,sie in der neuzeitlichen Mikroschalttechnik verwendet werden. Der in den Fign. 1 bis

3 gezeigte anpassungsfähige Gehäuserahmen 2 weist nur einen Bereich mit verminderter Wanddicke 4 auf. Bei Steckfassungen für größere Schaltungskarten 1 können mehrere derartige Bereiche 4 mit verminderter Wandstärke zweckmäßig sein, um die gewünschte Anschmiegbarkeit zu erzielen. Um einem solchen anpassungsfähigen Gehäuserahmen 2 (mit den Bereichen 4 reduzierten Wanddicke) die nötige Festigkeit zu geben, sind nach Bedarf Zwischenglieder 5 vorgesehen, welche in die Ausschnitte einragen und die auf einer Grundplatte 8 befestigt sind.

Die Enden der Einschubhöhle 3 werden aus sich im rechten Winkel erstreckenden Verbindungsschenkeln 6 des Gehäuserahmens 2 gebildet, die durch die u-förmigen Federelemente 7, auf denen der Anpas- ' sungsfähige Gehäusrahmen 2 ruht, gegeneinander gedrückt werden. Die Kontaktnasen 15 der Kontaktfedern 13 des u-förmigen Federelementes 7 kontaktieren bei einer vorbestimmten Einschubtiefe der Schaltungskarte die Kontaktanschlußstreifen la beim Einschieben der Schaltungskarte 1. Das u-förmige Federelement 7 bildet zusammen mit dem anpassungsfähigen Gehäuserahmen 2, welcher aus den beiden Betätigungsgliedern 2a, 2a gebildet wird, die beiden Grundbestandteile der Steckfassung. Die u-förmigen Federelemente 7, welche sich aus einer Kontaktfeder 13 und der Hilfsfeder 14 zusammensetzen, sind mit einem Anschlußstift 9 oder einer Anschlußfahne versehen und auf einer aus Isoliermaterial bestehenden Grundplatte 8, welche als Träger für die Federelemente 7 dient, angeordnet. Auf dieser Grundplatte 8 sind, wie bereits erwähnt, auch die Zwischenträger 5 befestigt, welche die von den u-förmigen Federelementen 7 auf den Bereich reduzierter Wanddicke

4 ausgeübte Kraft-Komponente aufnehmen, um die Einschuböffnung oder Einschubhöhle 3 in ihrer Form zu halten. Der zweiteilige anpassungsfähige Gehäuserahmen 2 ist an seiner Unterseite mit kanal förmi gen Einschnitten 10 versehen, in welche die freien Schenkel der Kontaktfedern 13 und der Hilfsfedern 14 von den Feder-

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elementen 7 einragen. Zwei mit Abstand nebeneinanderliegende Einschnitte 10 begrenzen jeweils einen Abstandssteg 11, durch den der vorbestimmte Abstand 12 zwischen den einander benachbarten und nebeneinanderliegenden Federelementen 7 aufrechterhalten wird, um einen unerwünschten elektrischen Kontakt zwischen diesen Federelementen 7 zu verhindern.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 besteht das u-förmige Federelement 7 aus zwei miteinander verbundenen Federarmen, einer Kontaktfeder 13 und einer Hilfsfeder 14, welche als Träger für die beiden Betätigungsglieder 2a, 2b, welche gleichzeitig auch als Gehäuserahmen 2 dienen. Die Kontaktfeder 13 ist an ihrem freien Ende mit einer Kontaktnase 15 versehen und sie weist außerdem einen inneren Finger 16 und einen äußeren Finger 17 auf, welche zusammen eine Gabel bilden. Die Kontaktnase 15 stellt den elektrischen Kontakt zwischen dem Anschlußstreifen der eingeschobenen Schaltungskarte 1 und der Steckfassung her, während der innere Finger 14 gegen die Stegflanke des in die Gabel eingesetzten Betätigungsgliedes 2b gepreßt wird, welcher eine Hälfte des Gehäuserahmens 2 bildet. Dadurch wird die Kontaktnase 15 gemäß der Darstellung in Fig. 4d auf die Anschlußstreifen la der voll eingeschobenen Schaltungskarte 1 gedrückt. Der anpassungsfähige Gehäuserahmen 2, welcher aus den beiden Betätigungsgliedern 2a und 2b gebildet wird, ist durch Stege 20a, welche in die Gabeln der Kontaktfedern 14 einragen, schwenkbar gelagert. Die Hilfsfeder 14 des u-förmigeη Federelementes 7 gilt als Unterstutzungefeder, und si· unterstützt den Druck der Kontaktfeder 13 gegen die eingeschobene Schaltungskarte 1. Jede Hilfsfeder 14 ist an ihrem freien Ende stufenförmig nach außen abgewinkelt und mit einer sich nach oben erstreckenden Zunge 18 versehen, die an ihrer Abwinklung eine Kerbe 19 aufweist, in welche ein Steg 20b des zweiten Betätigungsgliedes 2a vom Gehäuserahmen 2 eingreift. Durch die so aufgespreizte und ausgelenkte Hilfsfeder 14 wird bei einer eingeschobenen Schaltungskarte 1 eine Druckkraft auf das Betätigungsglied 2a ausgeübt. Aus der Darstellung in Fig. 1 und besonders aus den Fign. 4a bis 4c ist zu ersehen, daß die Stege 20a und 20b der beiden Betätigungsglie-

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der 2a, 2b in die kanalförmigen Einschnitte 10 der Betätigungsglieder 2a, 2b bzw. des geteilten Gehäuserahmens 2 einragen. Für die Stege 20a des Betätigungsgliedes 2b dienen die durch die Finger 16, 17 gebildeten Gabeln der Kontaktfedern 13 als Schwenklager, und für die Stege 20b des zweiten Betätgungsgliedes 2a dient die stufenförmige Abwinklung der Hilfsfeder 14 als Lagerstelle. Durch die gespreizten Kontakt- und Hilfsfedern 13, 14 werden die Stege 20a, 20b an die Gabelfinger 16 bzw. die Gabelzunge 18 gedruckt, so daß sie noch schwenkbar sind. Die Art und Weise, nach welcher die beiden Betätigungsglieder 2a, 2b des anpassungsfähigen Gehäuserahmens 2 schwenken und sich relativ zu den u-förnigen Federelementen 7 während des Einsetzens einer Schaltungskarte bewegen, wird noch genauer im Zusammenhang mit der Beschreibung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Steckfassung erklärt.

Die Größe der Einschubhöhle 3 der Steckfassung ist durch die Abmessungen des längsgeteilten anpassungsfähigen Gehäuserahmens 2 bestimmt. Jede Hälfte des Gehäuserahmens 2, welche jeweils ein Betätigungsglied 2a, 2b bilden, ist mit nasenförmigen VoiSprüngen 21 versehen, die die inneren Begrenzungswände der Einschubhöhlung 3 bilden und die zur Längsachse der Einschubhöhlung 3 schräg- geneigt sind, so daß sich eine nach oben erweiternde keilförmige Einstecköifnung der Steckfassung' bildet. Die Größe der keilförmigen L'instecköfinung ist so gewählt, wie besonders die Fign. 4a bis 4e zeigen, daß während des liinschubes der Schaltungskarte 1 durch deren Steckteil die Vorsprünge 21 der beiden Betätigungsglieder 2a, 2b seitlich nach außen geschwenkt werden. Diese Vorsprünge 21 erstrecken sich von der Oberseite der Steckfassung aus hinunter über die Lagerstellen hinaus, beinahe bis zum Grund der Kinschubhöhle 3. Die Vorsprünge 21 sind unterhalb der Lagerstellen jeweils mit hügelähnlichen Ausbuchtungen 22 versehen, die als nockenförinige Ansätze wirken und die, wenn die Schaltungskalte 1 auf sie einwirkt, eine Schwenkung der beiden Betätigungsglieder 2a, 2b verursachen, durch die die Kontaktnasen 15 der Kontaktfedern 13 durch das zugeordnete Betätigungsglied 2b auf die Anschlußstreifen la der Schaltungskarte 1 gedrückt werden, so daß der restliche

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Einschub der Schaltungskarte In die Endlage bei geschlossenen Kontakten erfolgt, wodurch der gewünschte Reinigungseffekt erreicht wird. Am unteren Ende des schräggeneigten Vorsprunges 21 des zweiten Betätigungsgliedes 2a, das den Hilfsfedern 14 zugeordnet ist, geht der Vorsprung 21 in einen abgewinkelten Anschlaghebel 23 über, auf den die voll eingesetzte Schaltungskarte in ihrer Endlage drückt. Durch diesen Anschlaghebel 23 wird ein tieferer Einschub der Schaltungskarte 1 in die Einschubhöhle 3 begrenzt und es wird außerdem erreicht, wie die Fig. 4 zeigt/ daß die Fläche des Vorsprunges 21 durch die Schwenkung des zweiten Betätigungsgliedes 2a auf die Oberfläche der Schaltungskarte 1 gedrückt wird und diese somit in ihrer Lage fixiert.

Betriebsverhalten der Steckfassung:

Die Arbeitsweise der Steckfassung wird im Zusammenhang mit den Fign, 4a, 4b, 4c und 4d erklärt. Die Fig. 4a zeigt die Stellung der Elemente von der Steckfassung in einer Schnittansicht entlang der Linie 4/4 der Fig. 1 zu Beginn des Einschiebevorganges einer Schaltungskarte 1. Die Schaltungskarte 1 wird in die keilförmige, nach oben sich erweiternde Einschubhöhle 3 eingesetzt, welche durch die Ausgangstellung der beiden Betätigungsglieder 2a und 2b des anschmiegbaren Gehäuserahmens 2 gebildet wird. In ihrem obersten Bereich ist die Weite der Einstecköffnung bzw. der Einschubhöhle 3 etwas größer als die Dicke der Schaltungskarte 1. Die Schaltungskarte 1 berührt beim Einstecken zuerst die Vorsprünge 21 der beiden Betätigungsglieder 2a, 2b in einem Abstand vom Gehäuserahmen 2, der etwas unterhalb der Oberseite der Einstecköffnung gemäß der Darstellung in Fig. 4a liegt.

Die Fig. 4b zeigt eine zweite Stellung der Bauelemente von der erfindungsgemäßen Steckfassung nach einem weiteren Einschieben der Schaltungskarte 1 entlang der Vorsprungsflächen 21. In dieser Position ist das u~förmige Federelement 7 am weitesten aufgespreizt, d.h. die beiden Enden der Kontakt- und Hilfsfedern 13, 14 sind am weitesten von der Mittellinie der Einschubhöhle 3

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entfernt. Durch den keilförmigen Verlauf der Vorsprünge 21 bei den Betätigungsgliedern 2a, 2b wird erreicht, daß durch die eingesteckte Schaltungskarte 1 beide Betätigungsglieder 2a, 2b nach außen gedrückt werden, ohne daß sie dabei eine Schwenkbewegung ausführen, weil die Einsteckposition, wie die Fig. 2b deutlich zeigt, noch oberhalb des Schwenk- bzw. Drehpunktes für die beiden Betätigungsglieder 2a, 2b liegt. Bis zu der in Fig. 4b dargestellten Einschubposition werden lediglich die beiden Betätigungsglieder 2a, 2b und die Kontaktfedern 13., 14 gleichmäßig nach außen ausgelenkt, weil noch kein Hebelarm besteht, der eine Schwenkbewegung verursachen könnte. Die beiden Stege 20a, 20b der beiden Betätigungsglieder 2a, 2b liegen bis zu dieser dargestellten zweiten Einschubposition an einem äußeren Finger 17 bzw. Gabelschenkel 1Ö der Kontakt- bzw. Hilfsfedern 13, 14 an und zwingen diese somit, die Bewegung nach außen mitzumachen. Bis zu dieser zweiten Einschubposition liegt somit keine Kontaktnase 15 an der Schal- · tungskarte 1 an.

Wird die Schaltungskarte 1 noch weiter in die Steckfassung eingegeschoben, wie dies in der Fig. 4c dargestellt, ist, dann erfolgt eine Schwenkbewegung der beiden Betätigungsglieder 2a, 2b in den Gabeln der Kontaktfedern 13 bzw. den Abwinklungsstufen der Hilfsfedern 14, weil jetzt die Vorsprünge 21 einen Hebel bilden, der ein Drehmoment auf die beiden Betätigungsglieder 2a, 2b ausübt. In dieser dritten, in der Fig. 4c dargestellten Einschubposition der Schaltungskarte 1, liegt diese bereits an den hügelähnlichen Ausbuchtungen 22 der Vorsprünge 21 an, welche die Schwenkbewegung der beiden Betätigungsglieder 2a, 2b günstig beeinflussen. Die nockenförmigen Ausbuchtungen 22 sind relativ zur Einschubhöhle 3 nach innen gebogen und bei Berührung mit der Schaltungskarte 1 veranlassen sie, daß die Betätigungsglieder 2a, 2b des Gehäuserahmens 2 sich auf den Radien 60a und 60b der Kontakt- bzw. Hilfsfedern 13, 14 zu drehen. Die Drehung oder Schwenkung des Betätigungsgliedes 2b gestattet dem mit ihm in Berührung stehenden äußeren Finger 17 der Kontaktfeder 13 eine Bewegung zur Mittellinie der Einschubhöhle 3 hin. Die Schwenkung des zweiten Betäti-

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gungsgliedes 2a des rahmenförmigen Gehäuses 2 veranlaßt gleichzeitig den Steg 20b dazu, um den abgewinkelten Stufenteil der Hilfsfeder 14 zu kippen, so daß die Spitze des Steges 20b in der Kerbe 19 sich nach oben bewegt und dadurch die gabelförmige Zunge lö und somit auch die Hilfsfeder 14 noch weiter nach außen von der Mitte der Einschubhöhle 3 weglenkt. Ab einer bestimmten Drehstellung des Betätigungsgliedes 2b werden die Kontaktfedern 13 freigegeben, so daß sie sich zur Einschubhöhle 3 hin bewegen und ihre Kontaktnasen 15 an den Kontaktstreifen la der Schaltungskarte 1 mit einem vorbestimmten Kontaktdruck anliegen. Der Schließpunkt für die Kontaktverbindung zwischen den Anschlußstreifen la auf der Schaltungskarte 1 und den Kontaktnasen 15 wird durch den Ort der hücje!ähnlichen Ausbuchtung 22 auf dem Vorsprung 22 des BetätigunysyLiedes 2b bestimmt, und er ist durch die Schräyneigung der Linyriffsflachen steuerbar. Grundsätzlich wird der SchLießpunkt der Kontakte 15, la so gewählt, daß, wie besonders aus der Fig. 1 zu ersehen ist, die SchaLtungskarte 1 bereits so weit in die Einschubhöhlung 3 gesteckt ist, daß die Kontaktnasen 15 der Kontaktfedern 13 mit Sicherheit auf den Kontaktstreifen la der Schaltungskarte I aufliegen und nicht mehr mit dem HateriaL der Trägerplatte in Berührung kommen. Dabei ist der restliche Einschub so gewählt, daß noch eine ausreichende Wischbewegung zwischen den Kontakten 15, la erfolgt.

Die Fig. 4d zeigt die Schaltungskarte 1 in der voll in die Steckfassung eingeschobenen Stellung, in welcher sie mit ihrer Unterkante auf dem Kartenanschlaghebel 2 3 des anschmiegbaren Gehäuserahmens 2 aufsitzt. Von dem Punkt der ersten Berührung der Kontaktnasen 15 mit der Schaltungskarte 1, der der Steckposition nach Fig. 4c entspricht, bis zum vollen Einschub gleiten die Kontaktnasen 15 in Verbindung mit der Schaltungskarte 1 und wischen so in einer kurzen gesteuerten Einschubstrecke über deren Anschlußstreifen la. Während der restlichen Einschubstrecke, in der sich die Schaltungskarte 1 von der Schließpunkt-Position in die Endlage bewegt, liegt die Kartenoberfläche an der nockenförmigen Ausbuchtung 22 der Betätigungsglieder 2a, 2b an, so daß sich zusätzliche Haltepunkte für die Schaltungskarte 1 ergeben.

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Durch diese zusätzlichen Haltepunkte wird eine Stoßübertragung auf die Kontaktstellen oder eine Bewegung der eingeschobenen Schaltungskarte 1 innerhalb der Steckfassung vermieden. Die Haltekraft auf beiden Seiten der eingeschobenen Schaltungskarte 1 wird grundsätzlich ausgeglichen und erhöht durch die Hilfsfedern 14 der u-förmigen Federelemente 17, welche den Kontaktfedern 13 seitlich gegenüberliegen und die ausführlicher in der gleichzeitig getätigten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 86 65 60 beschrieben sind. Wenn die Schaltungskarte 1 ganz in die Steckfassung eingesetzt ist, also sich in der Endlage befindet, werden die Hilfsfedern 14 um eine maximale Strecke von der Mittellinie der Einschubhöhle 3 durch den Steg 20b des Betätigungsgliedes 2a weggebogen. Während der maximalen Auslenkung üben die Hilfsfedern 14 und das Betätigungsglied 2a eine maximale Druckkraft auf den anpassungsfähigen Gehäuserahmen 2 aus, wobei diese Druckkraft auf die seitlich neben den Hilfsfedern 14 angeordneten Kontaktfedern 13 und die Vorsprünge 21 des Gehäuserahmens 2 übertragen wird, indem die Seitenwand der Stege 20a beider Betätigungsglieder 2a, 2b jeweils auf den Gabelfinger 16 einer Kontaktfeder 13 drückt. Durch diese Einrichtung werden somit die Verwerfungen der Schaltungskarte 1 so eliminiert, daß sie sich nicht nachteilig auf die einzelnen Kontaktstellen auswirken, weil durch diese Einrichtung die Kontaktnasen 15 jeweils immer mit dem gleichen Kontaktdruck auf die Schaltungskarte gedrückt werden, so daß sich bei allen Verbindungsstellen ein inniger elektrischer Kontakt ergibt, sowie eine feste Halterung der Schaltungskarte in der Steckfassung.

Aus den Fign. 2 und 3, welche die Steckfassung vor und nach dem Einschieben einer Schaltungskarte 1 zeigen, welche verzogen ist, d.h. die keine plane Oberfläche oder eine gleiche Dicke aufweist, ist der Vorzug zu ersehen, der sich ergibt, wenn die beiden an sich identischen Betätigungsglieder 2a, 2b, welche den geteilten Gehäuserahmenhälften entsprechend wenigstens in ihrer Mitte einen Bereich 4 mit verminderter Wandstärke aufweisen» Durch diese Be- · reiche 4 ergeben sich Stellen, an denen der grundsätzlich starre

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Gehäuserahmen 2 gebogen werden kann, um sich der Oberflächenform der Schaltungskarte 1 besser anzupassen, um so einen guten elektrischen Kontakt aller Verbindungsstellen mit der Schaltungs-

karte sicherstellen zu können. Im Gehäuserahmen 2 einer Steckfassung können mehrere solcher Bereiche 4 mit verringerter Wanddicke und eingesetzten Trägerteilen 5 vorgesehen werden, um das Ausmaß der Abbiegung an jedem gegebenen Punkt zu reduzieren und um eine gute Anschmiegung zu erhalten.

Je nach den vorliegenden Verhältnissen und den Erfordernissen entsprechend, welche auch von der Größe der Schaltungskarte wesentlich abhängig sind, wird man die Konstruktion der erfindungsgemäßen elektrischen Steckfassung an diese anpassen. Sind beispielsweise die elektrischen Bauelemente sowie die Kontaktanschlußstreifen la nur auf einer Oberflächenseite der Schaltungskarte 1 angeordnet, dann ist es erforderlich, daß sich in der Steckfassung auch die Kontaktfedern 13 auf der zugeordneten Seite der Einschubhöhle 3 befinden. Bei einer derartigen Ausführungsform, welche sehr häufig ist, sind die Hilfsfedern 14 auf der anderen Seite der Einschubhöhle 3 den Kontaktfedern 13 gegenüberliegend angeordnet, so daß sie die Flächen der Vorsprünge 21 des Betätigungsgliedes 2a auf die Rückseite der Schaltungskarte 1 drücken. Bei einer derartigen Ausführung ergibt sich jedoch, daß eventuelle Verwerfungen oder Unebenheiten in der Oberfläche der Schaltungskarte bzw. Ungleichheiten in der Dicke nicht voll eleminiert werden und daß sich Schwankungen der Kontaktbrücke bei den einzelnen Verbindungsstellen ergeben. Es ist deshalb zweck mäßig, auch bei Schaltungskarten 1, die nur auf einer Oberflächenseite mit Kontakt-Anschlußstreifen la versehen sind, in der Steckfassung, wie im Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, zwischen den Kontaktfedern 13 die Hilfsfedern 14 anzuordnen und die gleichen identischen Bauelemente zu verwenden, wie sie im Ausführungsbeispiel erläutert wurden.

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Claims (11)

1. - 17 -

   PATENTANSPRÜCHE

   Elektrische Steckfassung als Halterung und elektrisches Verbindungsteil einer in diese reibungsfrei einsteckbaren mit leitenden Kontaktstreifen versehenen Schaltungskarte, enthaltend eine kanalförmige Einschubhöhle, an der seitlich Lexteranschlußelemente aufweisende Kontaktfedern angeordnet sind, die von wenigstens einem Betätigungsglied, das mit in die Einschubhöhle ragenden nockenförmigen Ansätzen versehen ist, zur Herstellung der Kontaktverbindung mit den Kontaktstreifen zu diesen auslenkbar sind, wobei die teilweise eingesteckte Schaltungskarte kurz vor ihrer Endlage mit ihrem Steckteil auf die nockenförmigen Ansätze derart einwirkt, daß durch das Betätigungsglied die Kontaktfedern auf die Kontaktstreifen gedrückt werden und daß der restliche ' Einschub der Schaltungskarte bei geschlossenem Kontakten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Kontaktfedern (13) eine gabelähnliche Form aufweist, deren an einer isolierenden Grundplatte (8) befestigter Stiel an seinem freien Ende mit einer zur Einschubhöhle (3) gerichteten Kontaktnase (15) versehen ist und außerdem mit einer, durch einen inneren und äußeren Pinger (16, 17) gebildeten, als Trag- und Schwenklager für das Betätigungsglied (2b) dienenden Gabel, daß das Betätigungsglied (2b) aus einem längsgeteilten die Einschubhöhle (3) zur Hälfte umgebenden, um die Gabel begrenzt schwenkbaren Gehäuserahmen (2) aus Isoliermaterial gebildet wird, der im Bereich der Kontaktfedern (13) in deren Gabeln eingreifende Stege (20a) aufweist, daß dieses Betätigungsglied (2b) auf der zur Einschubhöhle (3) gerichteten Seite mit schräggeneigten Vorsprüngen (21) versehen ist, die sich über das Gabellager hinunter zum Grund der Einschubhöhle (3) erstrecken, so daß sich eine keilförmige, nach oben erweiternde Einsteckhöhle (3) ergibt, die durch die eingesteckte Schaltungskarte (1) aufspreizbar ist und daß, wenn sich deren Unterkante zwischen der Gabel und dem Grund

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   der Einschubhöhle (3) befindet, eine Schwenkung des Betätigungsgliedes (2b) erfolgt, so daß deren Vorsprungsflächen (21) an der Schaltungskarte (1) und die Kontaktnasen (15) an den Kontaktstreifen (la) anliegen.
2. 2. Elektrische Steckfassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Längsseite der Einschubhöhle (3), den Kontaktfedern (13) gegenüberliegend, ebenfalls durch ein zweites Betätigungsglied (2a) auslenkbare HiIfsfedern (14) angeordnet sind, daß jede dieser HiIfsfedern (14) einen ebenfalls an der Grundplatte (8) befestigten Schenkel aufweist, dessen freies Ende mit einer als Trag- und Schwenklager des zweiten Betätigungsgliedes (2a) dienenden stufenähnlichen Abwinklung versehen ist, daß ein mit einer ebenen Auflagefläche versehener keilförmiger Steg (20b) auf der Abwinklungsstufe schwenkbeweglich aufliegt und daß dieses zweite Betätigungsglied (2a) die gleichen Vorsprünge (21) und Eigenschaften wie das den Kontaktfedern (14) zugeordnete Betätigungsglied (2b) aufweist.
3. 3. Elektrische Steckfassung nach einem der Ansprüche 1 oder

   2, dadurch gekennzeichnet, daß die schräggeneigten Vorsprünge (21) der Betätigungsglieder (2a, 2b) zwischen ihrem Schwenkpunkt und dem unteren Ende eine den Kontaktschließpunkt bestimmenden und den Kontaktdruck beeinflussenden hügelartige Ausbuchtung (22) aufweisen.
4. 4. Elektrische Steckfassung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der HiIfsfeder (14) liegende zweite Betätigungsglied (2a) nach der hügelartigen Ausbuchtung (22) mit einem in die Einschubhöhle (3) ragenden und die Tiefe der Einschubhöhle (3) begrenzenden Anschlaghebel (23) versehen ist, auf dem die Unterseite der eingesteckten Schaltungskarte (1) aufliegt.

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5. 5. Elektrische Steckfassung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Einschubhöhle (3) umgebende Isoliergehäuse (2) aus zwei Betätigungsgliedern (2a, 2b) besteht, daß die zwei Betätigungsglieder (2a, 2b) sich schwenkbar zu beiden Seiten der Einschubhöhle (3) erstrecken und daß sie an ihren Enden mit abgewinkelten Verbindungsschenkeln (6) versehen sind, so daß sich ein längsteilbarer Gehäuserahmen (2) ergibt.
6. 6. Elektrische Steckfassung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsglieder (2a, 2b) zur Anschmiegung an die Form der Schaltungskarte (1) flexibel auslenkbar sind.
7. 7. Elektrische Steckfassung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsglieder (2a, 2b) wenigstens in der Mitte ihrer Rahmen-Längsstrecke einen Bereich (4) verringerter Wandstärke aufweisen.
8. 8. Elektrische Steckfassung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsglieder (2a, 2b) wenigstens in der Mitte ihrer Rahmen-Längsstrecke einen Ausschnitt enthalten, in den ein mit der Grundplatte (8) verbundener Stützträger (5) eingesetzt ist.
9. 9. Elektrische Steckfassung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Kontaktfeder (13) und eine HiIfsfeder (14) auf ihren zur Grundplatte (8) zeigenden Enden zusammengefaßt sind und ein einheitliches planes Federelement (7) bilden, das einen Anschlußstift (9) aufweist, und das in der Grundplatte (8) befestigt ist.
10. 10. Elektrische Steckfassung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (7) in stetig wechselnder Folge über die Länge der Einschubhöhle (3) so angeordnet sind, daß jeweils neben einer Kontaktfeder (13) sich eine

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    Hilfsfeder (14) befindet und daß die Betätigungselemente (2a, 2b) zur Ausrichtung der Federn (13, 14) dienende Abstandsstege (11) auf ihrer Unterseite aufweisen, die in die Zwischenräume der Federn (13, 14) einragen.
11. 11. Elektrische Steckfassung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Betätigungsglieder (2a, 2b) völlig identisch sind und daß sie in wechselnder Folge die Lagerstege (20a, 20b) für die Kontaktfedern (13) und die Hilfsfedern (14) enthalten.

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