DE2651216A1

DE2651216A1 - Gedruckte leiterplatteneinheit

Info

Publication number: DE2651216A1
Application number: DE19762651216
Authority: DE
Inventors: Robert Franklin Cobaugh; Edward Camp Dowling; Attalee Snarr Taylor
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1975-11-11
Filing date: 1976-11-10
Publication date: 1977-05-18
Also published as: FR2331935B1; US4133592A; FR2331935A1; ES453157A1; JPS5260963A; CA1063730A; IT1068870B; GB1518869A; BR7607463A

Description

Priorität: 11. Nov. 1975; V.St.A.; Er. 630

Die Erfindung bezieht sich auf gedruckte Leiterplatteneinheiten.

Eine gedruckte Leiterplatteneinheit hat mehrere beabstandete, parallel zueinander verlaufende gedruckte Leiterplatten, deren jede auf ihrer einen Seite fest angeordnete, davon abstehende einsteckbare Verbinderteile trägt, wobei die einsteckbaren Verbinderteile der einen Leiterplatte mit aufnehmenden Verbinderteilen verbindbar sind, die auf der anderen Seite der nächstbenachbarten Leiterplatte

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fest angeordnet sind und davon abstehen, wodurch auf den Leiterplatten ausgebildete elektrische Schaltungen zusammenschaltbar und die Leiterplatten mechanisch miteinander verbindbar sind.

Wach einem ersten Ausführungsbeispiel ist die gedruckte Leiterplatteneinheit nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die aufnehmenden Verbinderteile elektrische Verbinderhälften sind, deren jede einen Block aufweist, in dem eine elektrische Kontaktfeder mittels einer Haltezinke verankert ist, die federnd an einer Wand des Blocks anliegt, und daß die einsteckbaren Verbinderteile Kontaktstifte haben, die einstückig mit den Kontaktfedern ausgebildet sind und im Preßsitz in Durchgangsöffnungen gedruckter Leiterplatten sitzen.

Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die gedruckte Leiterplätteneinheit nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbinderteil eine elektrische Verbinderhälfte ist, die einen Isolierblock aufweist, in dem ein elektrisches Kontaktglied gehalten ist, das einen Kontaktsehenkel aufweist, der federnd an einer elektrisch leitenden Kontaktfläche einer der gedruckten Leiterplatten anliegt, wobei der Isolierblock s^XS^rgedruckteprLeiterplatten-durch Niete gesichert ist und die Kontaktflächen auf der einen Seite jeder Leiterplatte durch innen metallplattierte Öffnungen in der Leiterplatte selektiv mit den Kontaktflächen auf der anderen Seite der leiterplatte verbunden sind.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstellend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Teilexplosionsansicht der gedruckten Leiterplatteneinheit nach der Erfindung;

Pig. 2 eine Perspektivansicht eines elektrischen Verbinders der Einheit;

Pig. 3 einen Schnitt III-III nach Pig. 2;

Pig. 4 einen Schnitt durch einen Teil der Einheit nach Pig. 1;

Pig, 5 einen Schnitt durch einen elektrischen Yerbinder für ein zweites Ausführungsbeispiel der Leiterplatteneinheit nach der Erfindung;

Pig. 6 eine Teilschnittansicht eines Details nach Pig. 11;

Pig. 7 eine Perspektivansicht eines elektrischen Kontaktglieds, das mit einem Trägerstreifen verbunden ist, bevor es in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Leiterplatteneinheit verwendet wird;

Pig. 8 eine Perspektivansicht eines zweiten elektrischen Kontaktglieds, das mit einem Träger-

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streifen verbunden ist, bevor es in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Leiterplatteneinheit verwendet wird;

Pig. 9 einen Schnitt IX-IX nach Fig. 5; Fig.10 einen Schnitt X-X nach Fig. 9; und

Fig.11 eine Perspektivansicht eines Endabschnitts der zweiten Leiterplatteneinheit.

Die Einheit nach Fig. 1 umfaßt mehrere gedruckte Leiterplatten 1, deren jede auf ihrer einen Seite elektrische Bauteile 3 trägt, die durch gedruckte Leiterbahnen 5 untereinander verbunden sind. Die Leiterplatten 1 können auch gleiche Bauteile und gedruckte Leiterbahnen (nicht gezeigt) auf ihren jeweils anderen Seiten tragen, wobei die Zusammenschaltung der Leiterbahnen auf beiden Seiten jeder Leiterplatte z. B. durch in der Leiterplatte ausgebildete Durchgangsöffnungen, die innen metallplattiert sind, erfolgt.

Kontaktstifte 9 elektrischer Eontaktglieder, .die im Preßsitz in Löchern 17 in den gedruckten Leiterplatten 1 angeordnet sind, sind (vgl. die Fig. 3 und 4) einstückig mit Eontaktfedern 15 von aufnehmenden elektrischen Verbinderhälften 7 und 11 ausgebildet, wobei die Verbinderhälften 11 langer als die Verbinderhälften 7, jedoch im übrigen identisch ausgebildet sind. Jede Verbinderhälfte hat einen Schieber 13, der in Längsrichtung des Isolier-

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blocks 10 des Verbinders verschiebbar ist und Steuerkurve nplatten 14 betätigt, die schwenkbar am Block 10 bei 16 (vgl. die Fig. 2 und 3) angeordnet sind, so daß die Kontaktfedern 15 in eine Offen- oder eine Schließstellung gedrückt werden (vgl. Pig. 4) (vgl. auch in dieser Beziehung die eigene DT-Patentanmeldung P 26 12 022.9); die Kontaktfedern 15 werden durch Zurückziehen des Schiebers 13 geöffnet und durch vollständiges Einschieben desselben in den Isolierblock geschlossen. Derartige aufnehmende Verbinderhälften sind als "Verbinder mit Einführkraft Null" bekannt, da sie mit einsteckbaren Bauteilen verbindbar sind, wenn die Kontaktfedern 15 ihre Offenstellung einnehmen, wonach die Schieber 13 eingeschoben werden und eine Kontaktkraft auf die einsteckbaren Bauteile ausüben.

Da die Kontaktstifte 9 in den Verbinderblöcken 10 durch Arretierspitzen 9' gesichert sind, sind die Verbinderblöcke 10 ihrerseits an den gedruckten Leiterplatten 1 gesichert. Im übrigen könnten die Kontaktstifte 9 in Öffnungen der Leiterplatten eingelötet werden, wenn sie nicht im Preßsitz darin gehalten werden sollen.

Die gedruckten Leiterplatten 1 sind übereinanderstapelbar, indem die Kontaktfedern 15 eines Verbinders geöffnet werden, wie dies im Pail des mittleren Verbinders 11 in Pig. 4 gezeigt ist, woraufhin eine gedruckte Leiterplatte 1, die den oberen Verbinder 7 nach Pig. 4 trägt, darüber positioniert wird und die von der Unterseite der Leiterplatte vorstehenden Kontaktstifte 9 in Öffnungen 19 zwi-

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sehen den Kontaktfedern 15 und einer in Längsrichtung verlaufenden mittigen Wand 20 des YerMnderblocks 10 eingesetzt werden. Damit sind die Kontaktstifte 9 in den Öffnungen 19 gesichert, und daraufhin werden sie durch Einschieben des Schiebers 13 des Verbinders 11 mit einer Eontaktkraft beaufschlagt, so daß die Kontaktfedern 15 die Kontaktstifte 9 gegen die Wand 20 drücken, wie in Fig. 4 für den untersten Verbinder 7 dargestellt ist. Durch Wiederholen dieser Schritte ist jede beliebige Zahl Leiterplatten aufeinandersetzbar.

Die gedruckten Leiterbahnen 5 sind mit den Kontaktstiften selektiv z. B. durch metallische Auskleidungen (nicht gezeigt) in den Löchern 17 verbunden, so daß elektrische Signale, die an eine Eingangsleitung 101 oder an mehrere solche Eingangsleitungen (nicht gezeigt) angelegt werden, zu erwünschten Bauteilen 3 der Einheit über die Verbinder 7 und 11 geleitet werden.

Nach dem Ausführungsbeispiel nach den Pig. 5-11 weist ein kastenförmiges viereckiges Rahmengestell 21 an entgegengesetzten inneren Wänden Pührungen 23 für gedruckte leiterplatten auf, wobei diese Pührungen mittels Schrauben 25 am Rahmengestell gesichert sind (vgl. Pig. 11). Gedruckte Leiterplatten 27 sind in entgegengesetzten Nuten 26 in den Pührungen aneinandergesetzt positioniert, wobei elektrische Verbinder 29 an den Leiterplatten 27 gesichert sind, damit elektrische Signale selektiv an mit den Leiterbahnen auf den Leiterplatten verbundene elektrische Bauteile (nicht gezeigt) weitergeleitet werden.

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Jeder Verbinder 29 umfaßt eine einsteckbare Verbinderhälfte 31 (vgl. die !"ig. 5 und 6), die an einer gedruckten Leiterplatte 27 mittels Nieten 33 (vgl. die Pig. 5 und 6) gesichert ist, und eine aufnehmende Verbinderh^lfte 35, die an einer "benachbarten leiterplatte 27 durch Mete 37 (vgl. die Pig. 5 und 6) gesichert ist. Jede Leiterplatte 27 mit Ausnahme der "beiden Endplatten trägt wenigstens einen einsteckbaren Teil 31 auf einer Seite und wenigstens einen aufnehmenden Teil 35 auf ihrer anderen Seite, wobei die "beiden Verbinderteile mit den Rückseiten zueinander angeordnet sind.

Jede gedruckte Leiterplatte 27 hat Durchgangsöffnungen 41, die innen mit metallischem Werkstoff 43 plattiert sind und Paare von gegenüberliegenden Kontaktflächen 39 auf beiden Seiten der Leiterplatte 27 miteinander verbinden. Wenn die Kontaktflächen eines sich gegenüberliegenden Paars entsprechend einem gewünschten Schaltplan nicht miteinander zu verbinden sind, ist die zugehörige Durchgangsöffnung nicht in dieser Weise plattiert.

Jeder aufnehmende Teil 35, der ein Verbinder mit Einführkraft Hull ist, umfaßt Kontaktglieder 45 mit Kontaktfedern 53, die einstückig mit federnden Kontaktschenkeln 51 ausgebildet sind und federnde Haltezinken 49 haben, die im Isolierblock 35' des Teils 35 reibungsmäßig angreifen und das Kontaktglied"45 darin festhalten. Am Isolierblock 35 * sind entsprechend den Steuerkurvenplatten 14 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels schwenkbar Steuer-

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kurvenplatten 57 angeordnet, die mittels eines Schiebers 13' verschwenkbar sind und die Kontaktfedern 53 zwischen einer Offenstellung (vgl. Pig. 6) und einer Schließstellung (vgl. Pig. 5) verschieben, wobei die Eontaktfedern in der zurückgezogenen Stellung des Schiebers 13' geöffnet und in der vollständig eingeführten Stellung des Schiebers geschlossen sind, wie dies bei den Schiebern 13 nach den Pig. 1-4 der Pail ist. Der Isolierblock 35' jedes aufnehmenden Teils 35 ist beidendig offen, so daß ein einsteckbarer Teil 31 in Längsrichtung des Teils 35 damit verbindbar ist, und der Schieber 13' weist einen Längskanal 13" (vgl. Pig. 11) auf, so daß der Eintritt des einsteckbären Teils 31 nicht behindert ist.

Mehrere Xontaktglieder 45, von denen eines in Pig. 7 gezeigt ist, sind mittels eines Trägerstreifens 47 verbunden, von dem die Kontaktglieder 45 längs einer Strichlinie 47 * getrennt werden, bevor sie in den Isolierblock 35' eingesetzt werden.

Wenn die Kontaktglieder 45 im Block 35* angeordnet sind und der Block 35' an einer Leiterplatte 27 gesichert ist, liegt jeder Schenkel 51 jedes Kontaktglieds 45 federnd an einer der Kontaktflächen 39 an* und bildet einen zuverlässigen elektrischen Kontakt mit dieser (vgl. die Pig. 5 und 6).

Wie am besten aus den Pig. 5 und 6 ersichtlich ist, umfaßt jeder einsteckbare Teil 31 einen Isolierblock 31^f, in dem Kontaktglieder 55 gehalten sind, von denen eines

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vor dem Einsetzen in den Block 31' in Pig. 8 gezeigt ist. Jedes Kontaktelement 55 umfaßt einen ebenen langgestreckten Kontaktteil 61 mit gegenüberliegenden seitlichen abgerundeten Vorsprüngen 65, die in der Ebene des .Kontaktteils 61 liegen; zwischen den Vorsprüngen 61 liegt eine mittige Öffnung 67. Ein federnder Kontaktschenkel 63 steht schräg von einem Ende des Kontaktteils 61 weg. Nach Fig. 8 ist das Kontaktglied 55 mit einem Trägerstreifen 59 verbunden, von dem sich in gleicher Weise weitere Kontaktglieder (nicht gezeigt) erstrecken. Vor dem Einsetzen in den Isolierblock 31' wird jedes Kontaktglied 55 von dem Trägerstreifen 59 längs der Strichlinie 59* abgetrennt.

Mach den Pig. 5» 9 und 10 weist der Isolierblock 31', der länglich und im Querschnitt im wesentlichen T-förmig ist, Ruten 32 auf, die im Abstand voneinander parallel zueinander längs der Längserstreckung des Vertikalarms des T ausgebildet sind und sich quer dazu erstrecken zur Aufnahme der Kontaktteile 61 der Kontaktglieder 55. Jeder Kontaktteil 61 jedes Kontaktglieds 55 wird in die Nut 32 so eingedrückt, daß der-~ Kontaktteil 61 in seiner eigenen Ebene durch Anlage der Vorsprünge 65 an den Nutseitenwänden zusammengedrückt wird, wodurch die Öffnung 67 teilweise geschlossen wird (vgl, Fig. 9) und das Kontaktglied 55 fest im Block 31' gesichert ist. Der Querarm des T weist Öffnungen auf, in die die Kontaktschenkel 63 der Kontaktglieder 55 ragen. Wenn der' einsteckbare Verbinderteil an einer Leiterplatte 27 mittels der Niete 33 gesichert ist» ist jeder Kontaktschenkel 63 in federnde, kontaktbildende

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Anlage auf eine der Kontaktflächen 39 der Leiterplatte gedrückt.

Zum Zusammenbau der Leiterplatten 27 mit dem Rahmengestell 21 werden die Leiterplatten 27 nacheinander in die Nuten 26 der Führungen 23 eines gegenüberliegenden Führungspaars eingeführt, bis das Vorderende der Leiterplatte.27 an Anschlägen 61' (vgl. Fig. 6) an den Hinterenden der Hüten 23 anliegt. Vor diesem Einsetzen wird der Schieber 13' des aufnehmenden Verbinderteils 35 auf jeder Leiterplatte 27 zurückgezogen (vgl. die Schieber 13', die zusätzlich in Pig. 11 mit 70-72 bezeichnet sind), so daß der einsteckbare Verbinderteil 31 der benachbarten Leiterplatte 27 in den aufnehmenden Verbinderteil 35 in dessen Längsrichtung eintreten kann, wenn die genannte nächste Leiterplatte 27 in das Rahmengestell 21 eingesetzt wird; dadurch werden die beiden Hälften jedes Verbinders 29 relativ zueinander in Verbindungsstellungen gebracht, wie S¹Ig. 6 zeigt. Wenn das Rahmengestell 21 mit Leiterplatten 27 bestückt ist, werden die Schieber 13^f sämtlicher aufnehmender Verbinderteile 35 eingeschoben, so daß die Kontaktfedern 53 eier aufnehmenden Verbinderteile geschlossen werden und an den Kontaktteilen 61 der Kontaktglieder 55 anliegen (vgl. Pig, 5); dadurch wird jedes zusammengefügte Paar von Verbinderhälften 31 und 35 in seiner Verbindungslage gesichert, und die Kontaktfedern 53 werden mit den Kontaktgliedern 55 elektrisch verbunden. Jede Leiterplatte 27 ist aus dem Rahmengestell 21 einfach dadurch entfernbar, daß der zugeordnete Schieber 13^f zurückgezogen und die Leiterplatte aus ihren Führungen 23 gezogen wird.

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Erwünschtenfalls können die Führungen 23 durch aufnehmende Verhinderteile 35 ersetzt werden.

I'atentansprüche:

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Claims

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P a t entansprliche

Λ J Gedruckte Leiterplatteneinheit, mit mehreren beanstandeten, parallel zueinander verlaufenden gedruckten Leiterplatten, deren jede auf ihrer einen Seite fest angeordnete, davon abstehende einsteckbare Verbinderteile trägt, wobei die einsteckbaren Verbinderteile der einen leiterplatte mit aufnehmenden -Verbinderteilen verbindbar sind, die auf der anderen Seite der nächstbenachbarten Leiterplatte fest angeordnet sind und davon abstehen, wodurch auf den Leiterplatten ausgebildete elektrische Schaltungen zusammenschaltbar und die Leiterplatten mechanisch miteinander verbindbar sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatteneinheit wenigstens drei gedruckte Leiterplatten (1 oder 27) umfaßt, deren jede von ihrer änderen Seite abstehende aufnehmende Verbinderteile (7 und 11; oder 35) trägt, wobei die einsteckbaren und die aufnehmenden Verbinderteile (9 oder 31 bzw. 7 und 11 oder 35) zwischen jedem Paar benachbarter Leiterplatten (1 oder 27) miteinander verbunden sind.
2. Leiterplatteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufnehmenden Verbinderteile elektrische Verbinderhälften ( 7 und 11) sind, deren jede einen Block (10) aufweist, in dem eine elektrische Kontaktfeder (15) mittels einer Haltezinke (9¹) verankert ist, die federnd an einer Wand des Blocks (10) anliegt, und daß die ein-

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steckbaren Verhinderteile Kontaktstifte (9) haben, die einstückig mit den Kontaktfedern (15) ausgebildet sind und im Preßsitz in Durchgangsöffnungen (17) gedruckter Leiterplatten (1) sitzen.
3. Leiterplatteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet", daß jeder Verbinderteil eine elektrische Verbinderhälfte (31 oder 35) ist, die einen Isolierblock (31^f oder 35^f) aufweist, in dem ein elektrisches Kontaktglied (45 oder 55) gehalten ist, das einen Kontaktschenkel (51 oder 63) aufweist, der federnd an einer elektrisch leitenden Kontaktfläche (39)einer der gedruckten Leiterplatten (27) anliegt, wobei der Isolierblock (31^f und 35^f) an den gedruckten Leiterplatten (27) durch Niete (33 und 37) gesichert ist und die Kontaktflächen (39) auf der einen Seite jeder Leiterplatte (27) durch innen metallplattierte Öffnungen (41, 43) in der Leiterplatte (27) selektiv mit den Kontaktflächen (39) auf der anderen Seite der Leiterplatte (27) verbunden sind.
4. Leiterplatteneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktglieder (55) der einsteckbaren Verbinderhälfte ebene Kontaktteile (61) mit entgegengesetzt vorgesehenen abgerundeten Vorsprüngen (65) aufweisen, daß die Kontaktteile (61) in Nuten (32) im Isolierblock (31') der einsteckbaren Verbinderhälfte (31) anliegen derart, daß die abgerundeten Vorsprünge (65) an den VTandungen der Nuten (32) anliegen, und daß Öffnungen (67) in den Kontaktteilen (61) zwischen den gegenüberliegenden Vorsprüngen (65) liegen.

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5. leiterplatteneinheit nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckten leiterplatten (27) gleitbar in Nuten aufweisenden Führungen (23), die auf entgegengesetzten Innenflächen eines kastenförmigen Rahmengestells (21) angeordnet sind, aufnehmbar sind, wobei die aufnehmenden Verbinderhälften (35) jeder gedruckten leiterplatte (27) die einsteckbaren Verbinderhälften (31) der jeweils benachbarten leiterplatte (27) gleitend aufnehmen.
6. leiterplatteneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aufnehmenden Verbinderhälften (35) NuIleinführkraftverbinder sind, die sich in Längsrichtung der Führungen (23) erstrecken, wobei jede Verbinderhälfte (35) einen Schieber (13') aufweist, der zwischen einer ersten Stellung, in der die einsteckbaren Verbinderhälften (31) mit den aufnehmenden Verbinderhälften (35) in deren längsrichtung verbindbar sind, und einer zweiten Stellung, in der Kontaktfedern (15) der aufnehmenden Verbinderhälften (35) mit Kontaktgliedern (55) der einsteckbaren VerMnderhälften (31) in Anlage bringbar sind, verschiebbar ist.
7. leiterplatteneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber einen Kanal (13") aufweist, der die einsteckbare Verbinderhälfte (31) während des Verbindens mit der aufnehmbaren Verbinderhälfte (35) aufnimmt.
8. leiterplatteneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einsteckbare und die aufnehmende Verbinderhälfte (31 und 35) selektiv

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mit Leiterbahnen der gedruckten Leiterplatten (1 oder 27) verbunden sind, die ihrerseits mit elektrischen Bauteilen (3) auf den gedruckten Leiterplatten (1 oder 27) und mit
Signaleingangsleitungen (101) verbunden sind. .
9. Leiterplatteneinheit nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die einsteckbare und die aufnehmende Verbinderhälfte (31 und 35) jeder
Leiterplatte (27) selektiv miteinander elektrisch verbunden sind.

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