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Elektrische Steckanordnung Die Erfindung betrifft Steckeinheiten,
enthaltend elektronische Schaltungen, die zum Teil nach dem Druckverfahren hergestellt
sind.
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Gedruckte Schaltungen finden vielseitige Anwendung in der Elektronentechnik,
vor allem dort, wo Raum eingespart, die Innenverdrahtung auf ein Mindestmaß beschränkt
und die Wartung vereinfacht werden soll. Eine gedruckte Schaltung läßt sich besonders
gut in einer Steckeinheit unterbringen. Eine solche Steckeinheit, die eine komplette
elektronische Schaltung enthält, braucht nur jeweils in eine entsprechende Steckeinrichtung,
z. B. einen Reihenstecker, eingesetzt zu werden. Steckeinheiten dieser Art sind
besonders für elektronische Ziffernrechenmaschinen brauchbar, da in einer solchen
Maschine zahlreiche, im wesentlichen gleichartige Einheitsstromkreise verwendet
werden.
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Die Vereinfachung, die durch Verwendung von Steckeinheiten erzielbar
ist, hängt natürlich von ihrer Bauart ab. Am zweckmäßigsten ist eine Steckeinheit,
in der eine möglichst umfangreiche Schaltung untergebracht werden kann, die aber
selbst möglichst klein gehalten ist, und zwar ohne Gefährdung der Bauelemente, wie
Widerstände, Kondensatoren usw., durch die Wärmeausstrahlung anderer Elemente, z.
B. Röhren. Außerdem müssen sämtliche Einheiten ohne weiteres gegen gleichartige
Einheiten austauschbar sein, um lange und kostspielige Wartezeiten während des Betriebes
der elektronischen Rechenmaschine, in der die Einheiten verwendet werden, zu vermeiden.
Zweckmäßig ist es, eine jede Steckeinheit mit einer Bezeichnung zu versehen, die
sofort erkennen läßt, welcher Stromkreis in ihr untergebracht ist.
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Die zu beschreibende Steckeinheit zeichnet sich dadurch aus, daß sie
äußerst unempfindlich, einfach herstellbar und bequem zu handhaben ist (freiliegende,
elektrische Kontaktstücke brauchen nicht berührt zu werden) und daß sie eine besondere
Anzeige dafür, daß die Steckeinheit in den richtigen Reihenstecker eingesetzt wird,
erübrigt.
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Bekannt ist eine Steckanordnung mit zwei Rücken gegen Rücken angebrachten
bedruckten Schaltungsplatten, denen Kontaktstücke zum Bilden einer Einsteckeinheit
zugeordnet sind, und einer Reihenbuchse mit Kontakten, die mit den Kontaktstücken
der Einsteckeinheit zusammenwirken.
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Aus der deutschen Patentschrift 859 037 ist es bekanntgeworden, eine
ähnliche elektrische Steckanordnung in zwei Abschnitte aufzuteilen, wobei in dem
oberen Abschnitt die wärmeerzeugenden Vorrichtungen und in dem unteren Abschnitt
die elektrischen Bauelemente und deren Verdrahtung untergebracht sind.
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Die vorliegende Erfindung sieht in zweckmäßiger Weise eine Einsteckeinheit
vor, die insbesondere der Verwendung in elektronischen Ziffernrechenmaschinen angepaßt
ist. Solche Rechenmaschinen verwenden eine große Anzahl von im wesentlichen gleichartigen
Einheitsschaltungen, so daß bei einer aus gleichartigen, bedruckten Schaltungsplatten
bestehenden Einsteckeinheit deren Kontaktstücke ohne Hilfe. irgendwelcher Markierungen
an den Kontaktstücken der Schaltungsplatten oder den Kontakten der Reihenbuchse
in die Steckfassung oder Reihenbuchse eingesetzt werden können, wodurch sowohl eine
Beschleunigung in der Montage und der Instandfialtungsarbeiten der Rechenmaschine
mit einer daraus folgenden Verringerung kostspieliger »Leerlaufzeit« ermöglicht
als auch eine falsche Bedienung der Rechenmaschine auf Grund fehlerhafter Ausrichtung
der Kontaktstücke der Einsteekeinheit mit den Kontakten der Reihenbuchse verhindert
wird.
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Demgemäß betrifft die Erfindung eine elektrische Steckanordnung mit
zwei Rücken gegen Rücken angebrachten, bedruckten und voneinander isolierten Schaltungsplatten,
denen je ein Satz Kontaktstücke zugeordnet ist, und einer Reihenbuchse mit Kontaktgliedern,
die mit den Kontaktstücken auf den bedruckten Schaltungsplatten zusammenwirken,
und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein flacher Rahmen vorgesehen ist, an dessen
beiden Seiten je eine bedruckte Schaltungsplatte angebracht ist, wobei jede Schaltungsplatte
die gleiche elektrische Schaltung aufgegedruckt und den gleichen Satz von aufgedruckten
Kontaktstücken hat, und daß die Reihenbuchse eine Doppelreihe von Kontaktgliedern
aufweist, wobei jede Reihe auf jeden der beiden Sätze der Kontaktstücke
auf
den Schaltungsplatten paßt, so daß eine besondere Kennzeichnung der Schaltungsplatten
oder der Kontakte auf der Reihenbuchse sich erübrigt.
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In dem zu beschreibenden Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht
die Einheit als solche aus einem Röhrensockelträger und zwei an einem Rahmen befestigten,
mit Schaltungen bedruckten Platten, welche einseitig oder beidseitig bedruckt sein
können. An jeder Schaltungsplatte sind Ösen befestigt, an die entsprechende Bauelemente
anlötbar sind. Die beiden Schaltungsplatten sind so an dem Rahmen befestigt, daß
sich ihre keine Bauelemente tragenden Flächen gegenüberliegen. Zwischen die Schaltungsplatten
wird eine Isolierschicht, z. B. Papier od. dgl., eingelegt. Die am unteren Teil
der Schaltungsplatten vorgesehenen Kontaktstücke sind so angeordnet, daß sie beim
Einstecken der Steckeinheit in eine passende Reihenbuchse mit in diesem vorgesehenen
Kontaktgliedern in Anlage gelangen. Die Kontakte an den Schaltungsplatten und die
Kontakte in der Reihenbuchse lassen sich symmetrisch anordnen, wodurch sich eine
Kontaktbezeichnung usw. erübrigt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der
Zeichnung erläutert, und zwar zeigt Fig. 1 eine perspektivische, auseinandergezogen
dargestellte Ansicht des Erfindungsgegenstandes mit vier Kippschwingungskreisen
und Fig. 2 ein Schaltschema eines der in Fig. 1 gezeigten Kippschwingungskreise.
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Gemäß Fig. 1 besteht der Hauptträger aus einem aus Leichtmetall, z.
B. Aluminium, hergestellten Rahmen 10, der durch einen Quersteg
11 in einen oberen Abschnitt 12 und einen unteren Abschnitt
13
unterteilt ist. In dem oberen Abschnitt 12 ist nahe dem Quersteg
11 ein Röhrensockelträger 14 angeordnet, der mittels einer an ihm vorgesehenen Abbiegung
15 an dem Rahmen 10 befestigt ist. Vom Sockelträger 14 werden aus
wärmefestem Material hergestellte Röhrensockel 16a, 16 b,
16c und 16 d getragen, in die Röhren 17a, 17b, 17c und
17d einsteckbar sind. Der Rahmen 10 ist so ausgebildet, daß zwischen
seinem oberen waagerechten Steg und den eingesteckten Röhren noch so viel Raum vorhanden
ist, daß man den Rahmen 10 anfassen kann, ohne mit den Fingern die Röhren zu berühren.
Es sei bemerkt, daß der Sockelträger 14 gleichzeitig als Wärmeisolator wirkt, d.
h., daß er die Übertragung der von den in dem oberen Teil 12 liegenden Röhren ausgestrahlten
Wärme auf die in dem unteren Teil 13 liegenden Elemente verhindert. Da in
elektronischen Rechenmaschinen die Steckeinheiten gewöhnlich so eingebaut werden,
daß die Ebenen ihrer Längsmittellinien senkrecht liegen, sind noch mehrere Platten
ähnlich dem Sockelträger 14 angeordnet, um so durch den bekannten »Kamin«-Effekt
dafür zu sorgen, daß erwärmte Luft verhältnismäßig rasch an den Steckeinheiten vorbeiströmt.
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In dem unteren Abschnitt 13 des Rahmens 10 sind Mittel
angebracht, welche elektrische Bauelemente, wie Widerstände, Kondensatoren, Kristalldioden
usw., tragen und miteinander verbinden. In dem Ausführungsbeispiel bestehen diese
Mittel aus zwei gleichartigen, bedruckten Schaltungsplatten 18a und 18b, die beiderseits
des Rahmens 10 Rückseite gegen Rückseite voneinander beabstandet angeordnet,
d. h. mittels Schrauben 19 od. dgl. an dem Rahmen 10 leicht entfernbar
befestigt sind. Zwischen den Schaltungsplatten 18a und 18b ist eine Trennplatte
20 eingelegt, die als Isolator dient und verhindert, daß die beiden Schaltungsplatten
insbesondere bei starker Vibration der Steckeinheit miteinander in Berührung kommen.
Die Trennplatte 20 ist so groß und so stark, daß sie sich leicht in den unteren
Teil 13 des Rahmens einsetzen läßt und beim Festschrauben der Schaltungsplatten
zwischen diesen eingeklemmt wird.
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Als Verbindungen zwischen den Kontaktstiften 21
der Röhrensockel
16a, 16b, 16c und 16d und den Anschlußpunkten, z. B. 22, der
Schaltungsplatten dienen einfache, entsprechend lange Leitungsdrähte, die einerseits
an dem zugeordneten Kontaktstift 21 und andererseits an dem Anschlußpunkt 22 angelötet
sind.
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Die Schaltungsplatten 18a und 18b sind, wie schon erwähnt, gleichartig.
Es wird deshalb anschließend nur eine, nämlich 18a, beschrieben. Diese Schaltungsplatte
besteht aus einer aus Isoliermaterial hergestellten Platte 23, auf der mehrere stromleitende
Verbindungsglieder 24, ein oder mehrere Bauelemente, z. B. Widerstände, Kondensatoren
usw., sowie mehrere Anschlußpunkte, z. B. 22, und Ösen 25 vorgesehen sind. Die Platte
23 besteht vorzugsweise aus Preßstoff und ist ungefähr 1,6 mm stark. Die übrigen
Bauelemente werden während des Druckverfahrens in bekannter Weise auf die Platte
23 aufgebracht. Die stromleitenden Verbindungsglieder 24 bestehen aus dünnen, stark
leitenden Metallstreifen, die etwa 1,6 mm stark sind und während des Druckverfahrens
geformt werden. Die am unteren Rand 26 der Platte 23 befestigten Enden
27 der Verbindungsglieder 24 sind erweitert und gelangen beim Einstecken der Steckeinheit
in eine Reihenbuchse 29 auf entsprechende, in der Reihenbuchse 29 angeordnete Kontaktglieder
28. Das untere Ende 26 der Platte 23 dient also der ganzen Steckeinheit
als Stecker, so daß ein Auflöten eines besonderen Steckers auf die Platte 23 in
einem gesonderten Arbeitsgang nicht erforderlich ist. Die anderen Enden der Verbindungsglieder
24 führen zu zugeordneten Ösen 25 oder Anschlußpunkten 22. Es sei noch bemerkt,
daß die Ösen 25 und die Anschlußpunkte 22 als Lötpunkte dienen, an die die Leiter
zu den elektronischen, nur auf einer Seite der Schaltungsplatte 18a angeordneten
Bauelementen angeschlossen sind, und daß jene Seite der Schaltungsplatte 18a bei
der zusammengebauten Steckeinheit außen liegt.
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Auf den Rückseiten der Schaltungsplatten 18 a und
18 b sind die elektrischen Bauelemente miteinander verbindende, aufgelötete
Leitungsschienen 32 angeordnet.
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In dem Ausführungsbeispiel sind die unteren Enden 27 der Verbindungsglieder
24 so ausgebildet, daß in eingestecktem Zustand der Steckeinheit in jedem Fall eine
Reibverbindung mit den Federkontakten 28 in der Reihenbuchse 29 sichergestellt ist.
Die Reihenbuchse 29 ist mittels ihrer Anschlußösen 30 über entsprechende
Verbindungen an elektrische Energiequellen (nicht gezeigt) angeschlossen.
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Es sei bemerkt, daß die Bauelemente auf den Schaltungsplatten 18a
und 18b so angeordnet und die Schaltungsplatten selbst so ausgebildet sind, daß
das Ganze eine kompakte Schaltungseinheit bildet, deren Bauelemente sichtbar, leicht
zugänglich und so weit voneinander beabstandet sind, daß man sie einfach und schnell
einbauen bzw. austauschen kann.
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Die Schaltungsplatten 18a und 18b lassen sich nach einem beliebigen
der bekannten Druckverfahren herstellen. Die in den Zeichnungen dargestellte Form
der Schaltungsplatten ist nur ein Beispiel dafür, wie sich eine Schaltung größtmöglichsten
Umfanges auf einem Raum gegebenen Ausmaßes unterbringen läßt. Ein
wesentliches
Merkmal dieser Anordnung ist es, daß sämtliche Bauelemente, einschließlich der Röhren
17a,
17b, 17c und 17d, innerhalb einem Raum unterbringbar sind, der allein
durch die Peripherie des Röhrensockels 14 bestimmt wird.
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Fig. 2 zeigt das Schaltschema eines bekannten Kippschwingungskreises.
Die Steckeinheit gemäß Fig.l enthält vier' solcher Kippschwingungskreise mit Röhren
des gleichen Typs. Auf beiden Seiten des Rahmens 10 sind je zwei Stromkreise verlegt,
und zwar derart, daß die in Fig. 1 links von der Strichpunktlinie 31 gezeigten,
auf der Schaltungsplatte 18a angeordneten Bauelemente der Röhre 17a und die rechts
von der Strichpunktlinie 31 angeordneten Bauelemente der Röhre 17 b zugeordnet sind.
Die Schaltungsplatte 18 b entspricht der Schaltungsplatte 18a und die auf ihr angeordneten
Bauelemente sind in der gleichen Weise, wie die Bauelemente auf der Schaltungsplatte
18a den Röhren 17a und 17b zugeordnet sind, den Röhren 17c und 17d zugeordnet. Des
besseren Verständnisses halber sind verschiedene, in dem Schaltschema gemäß Fig.2
gezeigte Bauelemente und Verbindungen in Fig. 1 bezeichnet.
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Die Vorteile der beschriebenen Anordnung sind offenbar. Erstens ist
der zur Unterbringung der Schaltung benötigte Raum auf ein Mindestmaß beschränkt
worden, da der Raum beiderseits des Rahmens zur Verfügung steht. Es lassen sich
beide Schaltungsplatten 18a und 18b in ein und derselben Reihenbuchse 29 stecken.
Ferner sind die Schaltungsplatten an ihren Rändern durch den Rahmen 10, insbesondere
durch dessen unteren Steg 33 verstärkt, so daß Schaltungsplatten und Rahmen 10 eine
starre Einheit bilden, die ohne Beschädigung der Schaltungsplatten wiederholte Male
in die Reihenbuchse 29 einsteckbar ist. Sind, wie in dem Ausführungsbeispiel, auf
jede Karte identische Schaltungen aufgedruckt, so ist außerdem die Steckeinheit
elektrisch symmetrisch, so daß ein Einstecken der Steckeinheit in die Reihenbuchse
29 ohne jegliche Markierungen möglich und die elektrische Verbindung stets richtig
hergestellt ist. Eine Markierung an den Schaltungsplatten oder an der Reihenbuchse
ist also in diesem Fall nicht erforderlich.
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Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung ist der, daß sämtliche
aufgedruckten Verbindungen auf der Vorderseite der Schaltungsplatte 18a oder 18
b vorgesehen sind, während die Leitungsschienen 32 auf der Rückseite der Schaltungsplatten
gelötet sind. Das Verfahren. die Verbindungsstellen nur auf der Rückseite der Schaltungsplatten
zu löten, ist besonders vorteilhaft bei der Anwendung des Tauchlötens, bei dem die
verschiedenen elektrischen Bauelemente in ihren richtigen Lagen auf der Vorderseite
der Schaltungsplatten zusammengestellt werden, wobei ihre elektrischen Verbindungsdrähte
durch die Anschlußpunkte 22 und die Ösen 25 gehen. Die Verbindungsdrähte werden
dann kurz abgeschnitten und ihre abgeschnittenen Enden zusammengedreht, um ihr Herausgleiten
zu verhindern. Die Anschlußpunkte 22 können eine den Ösen 25 ähnliche Form haben
und sich durch die Schaltungsplatten nach deren Rückseite hin erstrecken. Die Leitungsschienen
können mit Bohrungen versehen sein, durch welche sich die herausragenden Enden der
Ösen führen, so daß die Enden der Ösen umbiegbar sind, damit die Leitungsschienen
32 vorübergehend in Stellung gehalten werden. Auf die zu lötenden Verbindungsstellen
wird alsdann ausreichend Flußmittel aufgebracht und die So'haltungsplatten in ein
Lotbad getaucht, wodurch die durch die Ösen ragenden elektrischen Verbindungsdrähte
und die Leitungsschienen, durch die die Ösen hindurchragen, zusammengelötet werden
und eine feste Verbindung bilden, wenn die Schaltungsplatten aus dem Lotbad genommen
werden.