DE2817269C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Unter­ bringen und elektrischen Verbinden von elektronische Schaltungen aufweisenden Schaltkarten, die in einen Bau­ gruppenträger einschiebbar und mittels Steckverbindungen mit ihm elektrisch verbindbar sind. Der Baugruppenträger weist dabei eine mit gedruckten Leiterzügen versehene Grundkarte auf, auf der eine Vielzahl von Steckkontakten angeordnet ist und einen Kartenführungsrahmen, der in seinem oberen und unteren Teil Führungsnuten aufweist zum Aufnehmen der Schaltkarten. Zur Aufnahme des Baugruppen­ trägers ist ein Rahmen vorgesehen, in den der Baugruppen­ träger einsetzbar und in dem er befestigbar ist.

Derartige Einrichtungen sind bekannt, wie beispielsweise der Offenlegungsschrift 21 19 350, die einen Montageaufbau zur Aufnahme von gedruckten Schaltkarten betrifft, und der Offen­ legungsschrift 21 37 027 zu entnehmen ist, die einen Baugrup­ penträger zur Aufnahme und gegenseitigen elektrischen Verbin­ dung elektronischer Baugruppen beschreibt.

Bisher war es schwierig und zeitraubend, eine eine Einheit bildende Einrichtung zum Unterbringen elektronischer Schaltungen beim Kunden zu reparieren oder auszutauschen, denn eine mit gedruckten Leiterzügen versehene Grundkarte, auf die die elek­ tronischen Schaltungen tragende Schaltkarten senkrecht aufge­ steckt wurden, konnte nicht als eine vollständige Einheit ent­ fernt werden. Zuerst mußten die Karten aus dem Kartenführungs­ system entfernt werden, dann mußte das Kartenführungssystem auseinandergenommen und von der Anordnung der Grundkarten ent­ fernt werden. Beim Entfernen der Karten mußten sie in der rich­ tigen Reihenfolge in einen Kartenbehälter gelegt werden, um die Reihenfolge beim Wiedereinstecken in eine neue Grundkarte beizu­ behalten. Um die Grundkarte zu entfernen, war es notwendig, zuerst die Karten zu entfernen und dann den Führungsrahmen für die Grundkarten auszubauen. Eine Reihe von Schrauben mußte gelöst werden, von denen häufig einige in die Einheit hineinfielen. Außerdem mußte eine Anzahl von Eingabe/Ausgabedrähte einzeln gelöst werden. Es nahm etwa 8 bis 10 Stunden in Anspruch, um eine Grundkarte zu entfernen und wieder in ihren Halterungsauf­ bau einzusetzen.

Das Ausbessern oder Ändern einer Grundkarte beim Kunden war eine sehr langwierige Aufgabe. Drähte zur Durchführung von Schaltungsänderungen wurden entweder um Kontakte auf der Rück­ seite der Grundkarte gewickelt oder an ihnen festgeklemmt.

Um eine Änderung oder Ausbesserung durchzuführen, war es im allgemeinen notwendig, eine Reihe dieser Drähte zu ent­ fernen und sie außerdem einzeln zu kennzeichnen, so daß sie später wieder an ihrer richtigen Stelle befestigt werden konn­ ten. Wenn der Wartungstechniker die Grundkarte nicht ausbes­ sern konnte, mußte sie entfernt und zur Fabrik zurückgesandt werden. In jedem Fall sah sich der Wartungstechniker einer unerwünscht langen Maschinenausfallzeit gegenüber.

Darüber hinaus diktiert die gegenwärtige Technologie, daß Drähte zur Durchführung von Schaltungsänderungen permanent mit den Grundkarten verbunden werden müssen, um die elektri­ schen Eigenschaften zu verbessern. Aufgrund der schmalen Drähte und der jetzt verwendeten Dichte können Schaltungs­ änderungen beim Kunden nicht ohne die Benutzung hochentwickel­ ter Geräte vorgenommen werden, um Drähte zu entfernen oder hinzuzufügen, was zu einer teuren Arbeitsweise führt. Es wurde daher offensichtlich, daß eine verbesserte Einrichtung zum Anordnen elektronischer Schaltungen benötigt wird, die ein rasches Entfernen der Einrichtung und ihren Austausch beim Kunden gestattet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Einrichtung zum Unterbringen und elektrischen Verbinden von elektronische Schaltungen aufweisenden Schaltkarten, die in einen Baugruppen­ träger einschiebbar und mittels Steckverbindungen mit ihm elektrisch verbind­ bar sind, zu schaffen, die schnell als Einheit von einem Rahmen gelöst oder mit ihm verbunden werden kann und die auch eine ausreichende mechanische Sta­ bilität gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Maßnahmen.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeich­ nungen näher erläutert, von denen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der von ihrem Rah­ men getrennten Einrichtung zum Unterbringen elektro­ nischer Schaltungen;

Fig. 2 eine Teilansicht der vorderen rechten Hälfte der Einrichtung zum Unterbringen elektronischer Schaltungen;

Fig. 3 die Ansicht eines links der Linie 3-3 der Fig. 2 geführten Schnittes, der eine Schalt­ karte und einen Kartenhalter zeigt;

Fig. 4 eine isometrische Teilansicht, die die Messer­ kontakte der Schaltkarte zeigt und die Feder­ kontakte der Grundkarte;

Fig. 5 eine Teilansicht, die drei Führungsrillen im Kartenführungsrahmen und die Anordnung zur Verriegelung der Kartenhalter zeigt.

Fig. 1 zeigt perspektivisch die Einrichtung 10 für das Anord­ nen von Schaltkarten auf einer Grundkarte, welche Einrichtung aus einem Rahmen 11 entfernt ist. Der Rahmen 11 hat eine rück­ wärtige Öffnung 12 zur Aufnahme der Einrichtung und eine vor­ dere Öffnung 13 für den Zugriff zu der Einrichtung. Auf der Vorderseite des Rahmens befinden sich oben und unten eine Reihe von Vorsprüngen 14, die eine Kabelleiste für die Kabel 15 bilden. Die Einrichtung zur Anordnung von Schaltkarten auf einer Grundkarte enthält ganz allgemein eine Grundkarte 16 mit gedruckter Verdrahtung (Fig. 2 und 3), ein Versteifungs­ teil 17, einen Kartenführungsrahmen 18 und eine Reihe von Kar­ tenhaltern 19, von denen jeder eine Schaltkarte 20 mit ge­ druckter Verdrahtung enthält.

Fig. 2 zeigt nur die rechte vordere Hälfte der Einrichtung 10, da die andere Hälfte gleich ist. Die Grundkarte 16 mit ge­ druckter Verdrahtung ist an einem Absatz auf der Rückseite des nichtmetallischen Versteifungsteils 17 für die Grund­ karte befestigt. Quer über das Versteifungsteil für die Grundkarte ist eine Reihe von Längskanäle bildenden Öff­ nungen 21 angeordnet, die sich in vertikaler Richtung er­ strecken und die die Verbindung mit der Vorderseite der Grund­ karte erlauben. In horizontaler Richtung erstrecken sich zwei metallische Befestigungsstäbe 22, die über den Enden der ka­ nalartigen Längsöffnungen liegen und mit dem Versteifungs­ teil für die Grundkarte verbunden sind und die eine Reihe von gebohrten Löchern 23 aufweisen, die so angeordnet sind, daß ein Loch sich an jedem Ende der kanalartigen Öffnungen be­ findet. Im Inneren jeder Kanalöffnung befindet sich ein Ge­ häuse 24 für Kontaktfedern. Die Kontaktgehäuse werden durch die Befestigungsstäbe 22 getragen und sind daran mittels C-Klemmen 25 befestigt, die in Nuten in den Seiten der Kanalöffnungen einrasten. Wie in Fig. 4 dargestellt, weisen die Gehäuse 24 eine Reihe von Führungslöchern 26 auf, die mit gegabelten Kontaktfedern 27 ausgerichtet sind, die in der Vorderseite der Grundkarte 16 mit gedruckter Schaltung be­ festigt sind. Auf der Vorderseite des Versteifungsteiles für die Grundkarte ist mittels acht Schrauben 28 der Karten­ führungsrahmen 18 befestigt, der an jedem Ende eine Seiten­ platte 29 und eine Reihe von 18 Führungsnuten 30 sowohl im oberen als auch im unteren Teil des Rahmens aufweist. Die Nuten sind zur Führung der Kanten der Schaltkarten so ange­ ordnet, daß die steckbaren Enden eingesetzter Karten in ihre zugehörigen Kanäle 21 einlaufen. In Fig. 3 ist einer der in dem Kartenführungsrahmen 18 befestigten Kartenhalter 19 und eine Schaltkarte 20 mit gedruckter Verdrahtung dargestellt.

Eine Reihe von Bauelementen 31 sind auf der dargestellten Seite der Karte befestigt und längs eines Rand der Karte befinden sich Verbindungsstecker 32, die dazu benutzt werden, um elektrische Verbindungen zwischen den Schalt­ karten herzustellen. Der Kartenhalter besteht aus einem Kunststoff und schließt eine Platte 33 (Fig. 1) ein, die eine Reihe von Öffnungen 34 aufweist, die zur Kühlung der Karte beitragen. Längs des oberen und unteren Randes der Platte sind Führungsschienen 35 (Fig. 3) gebildet, die den Halter in die Führungsnuten 30 am oberen und unteren Teil des Rahmens 18 führen. Das äußere Ende jeder Führungs­ schiene weist einen Verriegelungsvorsprung 36 auf, der mit den Führungsnuten 30 zusammenwirkt, um die eingeführten Kartenhalter in noch zu beschreibender Weise richtig fest­ zulegen. Innerhalb jeder Führungsschiene ist ein hohler Teil 37 für die Werkzeugführung vorhanden.

Die Schaltkarte 20 mit gedruckter Verdrahtung paßt in die Nuten in dem Kartenhalter und wird in ihm durch ein Paar von nicht dargestellten Verriegelungsvorsprüngen festge­ halten. Mit dem einsteckbaren Rand der Schaltkarte ist ein Kunststoff-Kontaktgehäuse 38 verbunden, in das bei­ spielsweise vier Reihen von Kontaktfedern 39 eingegossen sind, wie das in Fig. 4 dargestellt ist. Jede Kontaktfeder ist mit einer Kontaktfläche 40 auf der Schaltkarte verlötet. An jedem Ende des Kontaktgehäuses ist ein blockartiger Teil 41 gebildet, der eine Bohrung aufweist, in der eine Sechs­ kantschraube 42 befestigt ist. An diesen Schrauben ist eine zu ihrer Befestigung dienende Klammer 43 angebracht, um sie an der Schaltkarte festzuhalten. Die der Befestigung die­ nenden Klammern sitzen in einer Vertiefung unterhalb des blockartigen Teiles 41. Die Befestigungsschrauben sind mit den Führungsteilen 37 für das Werkzeug ausgerichtet.

Die Schrauben 42 werden in mit einem Gewinde versehe­ nen Löchern 23 in den Befestigungsstangen 22 eingeschraubt, die sich längs des oberen und unteren Teiles des Verstei­ fungsteiles erstrecken. Die Schaltkarte ist so entworfen, daß sie in Bewegung gesetzt und in die Grundkarte eingesteckt wird durch vollständiges Anziehen der Schrauben nach­ einander mit einem speziellen, nicht dargestellten, Schraubendreher mit einem sechskantigen Ende, das auf die Schraubenköpfe paßt. Das Werkzeug wird in die hohlen Führungs­ teile 37 auf dem Kartenhalter eingesetzt und durch sie ge­ führt.

Dieses Befestigen erst an einem Ende der Schaltkarte und dann an dem anderen, hat den Vorteil, daß die beim Einführen gegen die Grundkarte wirkenden Kräfte bedeutend verringert werden im Vergleich zu einer direkten Bewegung, da die Messerkon­ takte 39 in die Federkontakte 27 in der Grundkarte in einer scherenartigen Weise eingeführt werden. Als Ergebnis werden die ersten Messerkontakte vollständig eingeführt, während die übrigen nur teilweise eingeführt werden mit allmählich abnehmender Strecke aufgrund der höheren anfänglichen Reibungs­ kräfte, die überwunden werden müssen, wenn die spitzen Enden der Messerkontakte 39 in die auf den oberen Enden der Kontakte 27 der Grundkarte vorgesehenen Einlauframpen eintreten. Die­ se Gegenwirkung neigt dazu, das entgegengesetzte Ende der Schaltkarte anzuheben und seine Bewegungsschraube über die Befestigungsstangen, so daß das Schraubengewinde nicht mit dem Gewinde übereinstimmt, ohne daß ein beachtlicher Druck auf das Bewegungswerkzeug ausgeübt wird. Dies würde die Bewegung schwierig machen, und um dieses Problem zu elimi­ nieren, wurden die Verriegelungsvorsprünge 36 an den äußeren Enden der Führungsschienen 35 auf dem Kartenhalter entworfen.

Fig. 5 ist eine Teildraufsicht auf drei der Führungsnuten 30 am Boden des Kartenführungsrahmens. Alle Nuten im oberen und unteren Teil des Rahmens sind gleich und sie haben am vorderen Ende, das auch das Ende für das Einführen der Karte ist, eine Verriegelungsausnehmung 44. Wenn die Kartenhalter und Karten in die Nuten 30 in dem Kartenführungsrahmen ein­ geführt werden, werden sie zu der Grundkarte gestoßen, bis die Verriegelungsvorsprünge 36 in die Ausnehmungen 44 ein­ rasten, wie das durch den Kartenhalter 19 a dargestellt ist. Die Entfernung von Verriegelung und Ausnehmung ist im rich­ tigen Abstand von der steckbaren Oberfläche der Grundkarte festgesetzt, so daß, wenn die Verriegelungen eingreifen, die Schaltkarte mit gedruckter Verdrahtung in der richtigen Po­ sition in Ausrichtung mit den Federkontakten der Grundkarte und parallel dazu gehalten wird. In dieser Position treten die Messerkontakte gerade in die Löcher des Gehäuses 24 für die Kontaktfedern ein. Dann werden die Schrauben 42 in dem Halter nacheinander fest angezogen und das Ende des Halters gegenüber dem verschraubten Ende hebt sich nicht ab und die Schrauben treten richtig in das Gewinde der Be­ festigungsstangen ein. Wenn die Schrauben voll angezogen sind, befindet sich der Verriegelungsvorsprung 36 auf dem Halter in der in Fig. 5 durch den Halter 19 b dargestellten Position und die Messerkontakte der Schaltkarte befinden sich voll­ ständig in den Kontaktfedern der Grundkarte.

Herausziehen und Entfernen der Schaltung wird erreicht durch Lösen der Schraube an jedem Ende der Karte und dieser Vorgang hebt die Klammer 43 zum Festhalten der Schraube, bis sie gegen die untere Fläche des blockartigen Teiles 41 drückt und dies hebt die Messerkontakte von den Kontaktfedern ab, wenn die Schraube gelöst wird. Das gleiche Verfahren wird auf die andere Schraube angewandt und die Schaltkarte ist von den Kontakten frei. Die Verriegelungsvorsprünge 36 werden dann von den Absätzen der Nut durch Stoßen der äußeren Enden der Führungsschienen des Kartenhalters getrennt und die Karte kann dann entfernt werden.

Der scherenartige Einführvorgang, für den gesorgt wird, in­ dem zuerst ein Ende der Karte voll aufsitzt und dann das andere, erlaubt das Einführen von mehr als vier mal so vielen Kontakten, als gegenwärtig bei Kontaktsystemen verwendet werden, bei denen die Schaltkarte von Hand eingesetzt wird. Außerdem eliminiert das Beibehalten des Versteifungsteils für die Grundkarte und die durch die Schrauben ge­ wonnene erhöhte Festigkeit die Bewegung der Karten und verringert dadurch die in gegenwärtigen Kontaktsystemen unter Schwingungsbedingungen beobachtete Kontaktbewegung. Die Verringerung der Kontaktbewegung ist sehr wichtig, da Tests gezeigt haben, daß die relative Bewegung eines Kon­ taktgliedes auf dem anderen, das Abtragen der Edelmetalle zur Folge hat, die auf den miteinander in Berührung ste­ henden Kontaktflächen verwendet werden, was die Langzeit­ zuverlässigkeit des Kontaktsystems ernstlich beeinträchtigt.

Nach Fig. 2 sind längs des Umfangs des Versteifungsteiles 16 Sechskantschrauben 45 angeordnet. An diesen Schrauben ist eine Halteklammer 46 befestigt, um sie an dem Versteifungs­ teil für die Grundkarte unverlierbar zu halten. Die Halteklam­ mern ruhen auf Absätzen 47 in dem Versteifungsteil für die Grundkarte. Löcher sind auf der Rückseite des Rahmens 11 vor­ gesehen, um diese Schrauben aufzunehmen. Der vorher erwähnte Schraubendreher dient dazu, diese Schrauben zu bewegen und es ist ersichtlich, daß die aus der Grundkarte, dem Verstei­ fungsteil dafür, dem Kartenführungsrahmen und den Schaltkar­ ten bestehende Anordnung leicht und schnell in den Rahmen eingesetzt und daran befestigt oder von ihm entfernt und durch eine andere gleiche Anordnung ersetzt werden kann.

In dem Versteifungsteil 17 für die Grundkarte befinden sich drei Öffnungen 48 in ihrem oberen und drei in ihrem unteren Teil, die das Aufstecken von sechs Kondensatoren 49 auf die Grundkarte ermöglichen. Ferner sind am Umfang des Ver­ steifungsteiles für die Grundkarte acht Öffnungen angeordnet, die acht Gruppen von Eingabe/Ausgabedrähten 50 aufnehmen, die in die Grundkarte eingesteckt werden. Jede Drahtgruppe ist in einem Halter 51 befestigt, der über eine Befestigungsplatte 52 für das Anklemmen von Drähten paßt, und an den Rahmen 11 angeschraubt wird. Jeder Halter 51 weist ein Paar von hohlen Werkzeugführungsteilen 53 auf, die mit Sechskantschrauben 54 ausgerichtet sind, die durch Befestigungsklemmen an den Gruppen unverlierbar gehalten sind. Nicht dargestellte Metallplatten sind an dem Versteifungsteil für die Grundkarte befestigt und weisen Ge­ windebohrungen zur Aufnahme der Schrauben auf. Die Kabel 15, die aus jeder Gruppierung herauskommen, werden von einer Be­ festigungsschelle 55 aufgenommen, die an der Montageplatte 52 befestigt ist und die Drähte werden zwischen den Vorsprüngen 14 auf dem Rahmen geführt. Der vorher erwähnte Schraubendreher wird in die Führungsteile 53 eingesetzt und dazu benutzt, um die Schrauben 54 zu lösen, um die Gruppierungen von dem Versteifungsteil für die Grundkarte vor dem Entfernen der aus Grund- und Schaltkarten bestehenden Anordnung aus dem Rahmen zu trennen. Der Schraubendreher wird auch dazu benutzt, um die Verbindung der Gruppierung durch nacheinander erfolgendes Anziehen der Schrauben herzustellen, wodurch die Kon­ taktvorsprünge der Gruppierungen in die Kontaktfedern der Grund­ karte eindringen aufgrund des gleichen scherenartigen Einführ­ vorgangs wie bei den Schaltkarten.

Wie früher erwähnt wurde, ist bei der heutigen Technologie das Ausbessern oder Ändern der Verdrahtung einer Grundkarte beim Kunden zu kostspielig und zeitraubend. Die beschriebene Ein­ richtung zum Unterbringen elektronischer Schaltungen bewältigt dieses Problem, da die Schaltkarten und die Grundkarten mit ihren Versteifungsteilen beim Kunden aufbewahrt werden können, was den Wartungstechniker in die Lage versetzt, Schaltkarten und Grundkarten einfach und rasch auszutauschen.

Claims (5)

1. Einrichtung zum Unterbringen und elektrischen Verbinden von elektronische Schaltungen aufweisenden Schaltkarten, die in einen Baugruppenträger einschiebbar und mittels Steckverbindungen mit ihm elektrisch verbindbar sind, wobei der Baugruppenträger aufweist:

• - eine mit gedruckten Leiterzügen versehene Grund­ karte auf der eine Vielzahl von Steckkontakten angeordnet ist, und
• - einen Kartenführungsrahmen (18), der in seinem oberen und unteren Teil Führungsnuten (36) auf­ weist zum Aufnehmen der Schaltkarten,

und wobei zur Aufnahme des Baugruppenträgers ein Rahmen vorgesehen ist in den der Baugruppenträger einsetzbar und in dem er befestigbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• a) eine Versteifungsplatte (17) an der die Grundkarte (16) rückseitig und der Kartenführungsrahmen (18) vorderseitig befestigt ist,
• b) die Versteifungsplatte (17) weist eine Reihe von Längskanäle bildenden Öffnungen (21) auf, von denen jede ein Steckverbindergehäuse (24) mit die Steck­ kontakte der Grundkarte aufnehmenden Kontaktkammern (26) enthält
• c) an der Versteifungsplatte sind die Befestigungsmittel (45) zum Befestigen des Baugruppenträgers im Rahmen (11) sowie Befestigungsmittel (51, 54) zum Befestigen elektrischer Verbindungsmittel (50) des Rahmens an der Versteifungsplatte vorgesehen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Versteifungsplatte befindlichen Befestigungs­ mittel aus einer Reihe von an den Rändern der Platte ange­ ordneten Schrauben (45) bestehen, deren jede mit einem Sicherungsring versehen ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die an jeder Schaltkarte angebrachten Befestigungs­ mittel aus je einer an zwei gegenüberliegenden Karten­ rändern angebrachten und mit einem Sicherungsring (43) versehenen Schraube (42) bestehen, die beim nacheinander er­ folgenden Anziehen durch scherenartiges Bewegen der Schaltkarte die Kontaktgabe von Messer- und Federkontakten herbeiführen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der oberen und unteren Kante jedes Kartenhalters (18; Fig. 5) ein Verriegelungsvorsprung (44) vorgesehen ist und im Kartenführungsrahmen angebrachte Bodennuten eine Ausnehmung aufweisen, die mit Vorsprüngen zusammen­ wirkt, um eingeführte Kartenhalter gegen vertikale Be­ wegung zu sichern und die verhindern, daß sich der untere oder obere Kartenrand beim Anziehen der gegenüberliegen­ den Schraube (42) anhebt.