DE1065042B

DE1065042B - Verfahren und Geraet zur Anbringung von Schaltelementen auf einer gelochten Schaltungsgrundplatte

Info

Publication number: DE1065042B
Application number: DES51440A
Authority: DE
Inventors: Albert Blain
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1955-11-30
Filing date: 1956-11-29
Publication date: 1959-09-10
Also published as: US2978800A; FR1165547A; GB825658A

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Geräte zur Montage und zur Verdrahtung von elektrischen Schaltungsgrundplatten und betrifft insbesondere ein verbessertes Verdrahtungsverfahren, das die schnellere Verdrahtung einer auf einer Platte angeordneten Magnetspeichereinheit mit einer auf ein Grundbrett gedruckten Schaltung erlaubt, so daß Tauchlötung angewendet werden kann.

In Schaltungen verschiedener Art, z. B. solchen, wie sie in ziffermäßigen oder anderen Recheneinrichtungen angewendet werden, montiert man die Teilschaltungen auf eine Anzahl von Grundplatten, welche später zu einer Schaltungseinheit verbunden werden. Die so verwendeten Schaltungsgrundplatten können aus Isolierungsmaterialien bestehen, auf die die Schaltungsteile aufgedruckt sind. Häufig ist es erforderlich, daß andere Schaltelemente mit der aufgedruckten Schaltung oder auch mit Klemmen oder sonstigen Anschlüssen des Grundbrettes verbunden werden. Das so entstehende Verdrahtungsproblem spielt häufig eine wesentliche Rolle, und zwar besonders dann, wenn eine relativ große Anzahl Schaltelemente leitend am Grundbrett angebracht werden muß.

Im Falle einer Speichereinrichtung für Informationen, die eine Anzahl mit Steuerleitungen verbundener Magnetspeicherelemente enthalten kann, kommt es vor, daß viele hundert Schaltelemente mit einer einzigen Schaltungsgrundplatte zu verbinden sind.

Durch die vorliegende Erfindung soll die Anbringung von Schaltelementen z. B. einer Magnetspeichereinheit auf einer Platte mit aufgedruckter Schaltung erleichtert werden, die eine Anzahl von öffnungen aufweist, durch die ein langgestrecktes Leiterstück eines Schaltelements gezogen oder gesteckt werden kann.

Demgemäß sind ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und Geräte zur Befestigung einer AnzahlSchaltelemente auf einer Schaltungsgrundplatte.

Ein weiteres Ziel der Erfindung sind ein verbessertes Verfahren und Geräte für die Anbringung und Verdrahtung einer Magnetspeichereinheit auf einer Platte mit einer gedruckten Schaltung.

Ein weiteres Ziel der Erfindung sind ein verbessertes Verfahren und Geräte für eine schmale Befestigung einer sehr großen Anzahl Schaltelemente auf einer Schaltungsgrundplatte, um dadurch die gleichzeitige Tauchlötung dieser Teile zu erlauben.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist eine verbesserte Verdrahtungseinrichtung, die zur gleichzeitigen Einführung einer Anzahl Leiterstücke von Schaltelementen in einer Grundplatte, einem Chassis oder einer anderen Halterung geeignet ist.

Bei einem Verfahren zur gleichzeitigen Anbringung Verfahren und Gerät
zur Anbringung von Schaltelementen
auf einer gelochten Schaltungsgrundplatte

Anmelder:

Sperry Rand Corporation,
New York, N.Y. (V.St.A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt, Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 30. November 1955

Albert Blain₁ Philadelphia, Pa. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

mehrerer elektrischer Schaltelemente auf einer Grundplatte, durch die mehrere öffnungen hindurchgehen, und die eine gedruckte Schaltung trägt, wobei alle Schaltelemente mindestens ein langgestrecktes Leiterstück aufweisen, werden gemäß der Erfindung die langgestreckten Leiterstücke der Schaltelemente auf die Öffnungen an der einen Seite der Grundplatte gelegt, und es wird ein Mechanismus verwendet, der gleichzeitig alle Leiterstücke umbiegt und durch die Öffnungen hindurchzwängt, so daß ein kurzes Ende der Leiter stücke auf der anderen Seite der Platte zum Vorschein kommt; dann wird die Platte einer Tauchlötung unterzogen, durch die die elektrischen Schaltelemente der Platte befestigt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird ein Verdrahtungsgerät benutzt, das einen Tisch zur Aufnahme der Grundplatte mit einer gedruckten Schaltung besitzt. Diese Grundplatte mit der gedruckten Schaltung, die eine Anzahl von öffnungen oder Löchern aufweist, wird auf die entsprechenden Öffnungen oder Löcher des Tisches des Verdrahtungsgerätes ausgerichtet. Ferner enthält das Verdrahtungs-

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gerät eine Anzahl von -nadelartigen Teilen, die dicht neben den Öffnungen der Schaltungsgrundplatte und des Tisches angeordnet und auf die öffnungen ausgerichtet sind. Die nadelartigen Teile können gleichzeitig in die aufeinander ausgerichteten öffnungen der Grundplatte und des Tisches gestoßen oder aus diesen herausgezogen werden.

Die Verdrahtung kann .also mit Hilfe dieses Verdrahtungsgerätes vorgenommen werden, indem Leiterstücke von Schaltelementen direkt auf einer Seite der Schaltungsgrundplatte so angeordnet werden, daß sie über den öffnungen zu liegen kommen; die nadelartigen Teile werden dann durch die auf sie ausgerichteten öffnungen in Tisch und Grundplatte hindurchbewegt und nehmen dabei Leiterstücke von einer Seite der Grundplatte auf die andere mit. Dieses Verfahren und dieses Gerät bewirken daher, daß Leiterstücke gleichzeitig in eine große Anzahl von öffnungen in der Grundplatte eingeführt werden.

Die Grundplatte mit den durchgezogenen Leiterstücken wird danach vom Verdrahtungsgerät abgenommen und einer Tauchlötung unterworfen, so daß die durchgezogenen Leiterstücke dauerhaft an der Grundplatte befestigt und an einer gedruckten Schaltung angeschlossen werden. Die Erfindung erlaubt also die gleichzeitige Befestigung einer großen Anzahl von Leiterstücken auf einer Grundplatte, einem Chassis oder einer anderen Halterung und macht daher die bisher übliche Einzelbefestigung von Schaltelementen überflüssig.

Die Ziele, die Vorteile, der Aufbau und die Wirkungsweise des vorliegenden Erfindungsgegenstandes werden nun an Hand der beigegebenen Figuren beschrieben:

Fig. 1 ist ein Verdrahtungsgerät gemäß der Erfindung;

Fig. 2 A, 2 B und 2 C erläutern die Wirkungsweise des in Fig. 1 gezeigten Verdrahtungsgerätes;

Fig. 3 A und 3 B zeigen die Wirkungsweise eines ähnlichen Verdrahtungsgerätes;

Fig. 4 zeigt eine Befestigung mehrerer Leiterstücke in einer öffnung gemäß der Erfindung.

Betrachtet man nun Fig. 1, so sieht man gemäß der Erfindung einen \^rerdrahtungsapparat, der einen Tisch 10, gestützt auf die Füße 11, mit den in gewissem Abstand aufgesetzten Führungssäulen 12 und 13 enthält. Die oberen Enden dieser Führungssäulen 12 und 13 sind fest mit einem Joch 14 verbunden, während die unteren Enden der Führungssäulen 12 und 13 in den im Tisch 10 befindlichen Bohrungen gleiten können. Man erkennt also, daß das Joch 14 durch Anwendung einer nach unten gerichteten Kraft nach Wunsch auf den Tisch 10 zu bewegt werden kann, so daß die Führungssäulen 12 und 13 in den Bohrungen des Tisches 10 abwärts gleiten.

In der Praxis tragen die Führungssäulen 12 und 13 die Federn 15 und 16, die oben gegen die Unterseite des Joches 14 und unten an die Oberseite des Tisches 10 stoßen, wodurch das Joch 14 in gewissem Abstand federnd über dem Tisch 10 gehalten wird. Läßt man daher eine nach unten gerichtete Kraft auf das Joch 14 wirken, so bewegt sich das Joch 14 auf den Tisch 10 zu, wobei die Federn 15 und 16 zusammengedrückt werden. Wird die niederdrückende Kraft weggenommen, so treiben die Federn 15 und 16 das Joch 14 wieder in die Anfangsstellung zurück.

Das Joch 14 trägt eine Anzahl nadelartiger Teile 17, und diese nadelartigen Teile sind in den Bohrungen 18 des Joches 14 gegeneinander versetzt angeordnet. Die Einzelheiten der nadelartigen Teile ersieht

man genauer aus den Fig. 2 A bis 2 C Diese nadelartigen Teile weisen gemäß einer Ausführung der Erfindung einen unteren Führungsteil 19 und einen kürzeren am unteren Ende befindlichen Teil 20 zusammen mit einer hakenähnlichen Einbuchtung 21 zwischen den Teilen 19 und 20 auf. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Nadeln 17 sich bei Ausübung von Druck auf das Joch 14 dem Tisch 10 nähern. Die Nadeln 17 sind so konstruiert, daß die verschiedenen hakenähnlichen Teile 21 der Nadeln 17 die Leiterstücke fassen und diese Leiterteile von den Nadeln bei ihrer Abwärtsbewegung mitgenommen werden.

Man beachte, daß die spezielle Gestalt der in Fig. 1 und 2 gezeigten Nadeln 17 nur der Erläuterung dient. Die Nadeln können abgeändert werden, und es erscheint wünschenswert, sie bei Veränderung der zu verdrahtenden Schaltung ebenfalls zu ändern. Dieser Austauschbarkeit der Nadeln ist durch Anbringen einer Anzahl querliegender Halteschrauben 22 Rechnung getragen.

Benutzt man die in Fig. 1 dargestellte Verdrahtungseinrichtung zur Verdrahtung einer z. B. mit einer gedruckten Schaltung versehenen Tafel 23, so möge das gewählte Brett 23 eine Anzahl Löcher oder öffnungen 24, die in Gestalt und Lage den Nadeln 17 entsprechen, und der Tisch 10 eine weitere Anzahl Bohrungen (nicht gezeichnet) aufweisen, die sowohl den verschiedenen öffnungen 24 im Schaltungsgrundbrett 23, als auch den verschiedenen Nadeln 17 entsprechend angeordnet sind. Wenn es vorteilhaft erscheint, kann der Tisch 10 ferner eine Anordnung 25 zum Ausrichten enthalten, die aus einer langgestreckten Leiste mit einer Anzahl seitlicher Schlitze 26 darin besteht, von denen die den Klemmen zugehörigen Enden der Leiter zeitweilig aufgenommen werden, daß die Leiter sowohl über den Öffnungen 24 der Grundplatte 23, als auch über den entsprechenden Öffnungen des Tisches 10 unter den Nadeln 17 liegen. Man beachte, daß auf die Führungsteile 19 der Nadeln 17 verzichtet werden kann, wenn eine Anordnung 25 zum Ausrichten wirklich vorgesehen wird, so daß sich dann die hakenartigen Vertiefungen 21 der Nadeln 17 zwischen zwei am unteren Ende der Nadeln angeordneten, im wesentlichen gleich langen Nadelteilen befinden.

Praktisch wird die Grundplatte 23 auf dem Tisch 10 so angeordnet sein, daß sich die verschiedenen öffnungen 24 mit den zugehörigen öffnungen der Bohrungen des Tisches 10 decken. Dann können mehrere Leiterstücke 27 von Schaltelementen dicht auf einer Seite der Grundplatte 23 in der Weise ausgerichtet werden, daß sie über den verschiedenen Öffnungen 24 liegen. Dieses Ausrichten kann durch Einführen der den Klemmen zugehörigen Enden der Leiter in die seitlichen Schlitze 26 der dafür vorgesehenen Anordnung 25 geschehen oder auch so, daß das Joch 14 teilweise niedergedrückt wird, die Führungsteile 19 der Nadeln 17 in die Öffnungen 24 der Grundplatte 23 eindringen und die Leiterstücke 27 gegen die Führungsteile 19 geschoben werden. In der Praxis hat es sich erwiesen, daß die Ausrichtung sehr schnell dadurch erreicht werden kann, dann man über die in der Nähe der Öffnungen 24 befindlichen Leiterstücke 27 mit einem bürstenartigen Gegenstand streicht und damit die Leiterstücke 27 gegen die Führungsteile 19 der Nadeln 17 drückt oder die Leiterstücke in die seitlichen Schlitze 26 der Ausrichteanordnung 25 fallen läßt.

Sind die Leiterstücke 27 in dieser Weise ausgerichtet, so werden mit Hilfe einer nach unten gerichteten, auf das Joch 14 wirkenden Kraft alle Nadeln 17 gleich-

Claims

1 zeitig in die öffnungen 24 der Grundplatte 23 gedrückt und weiter in die damit ausgerichteten öffnungen der Grundplatte 10. Diese gleichzeitige Abwärtsbewegung der Nadeln 17 bewirkt, daß die Nadeln Teile der Leiterstücke 27 in die zugehörigen Öffnungen zur anderen Seite der Grundplatte 23 hin mitnehmen. Sind also erst einmal die Leiterstücke 27 in der oben beschriebenen Weise ausgerichtet, so genügt ein einmaliges Herunterdrücken des Joches 14, um Teile dieser Leiter gleichzeitig in die verschiedenen in der Grundplatte 23 vorgesehenen öffnungen 24 zu befördern. Die tatsächliche Wirkungsweise der Nadeln 17 beim Befestigen der Leiterstücke 27 an der Grundplatte 23 wird aus den Fig. 2 A bis 2 C deutlich. In Fig. 2 A habe ein Schaltelement 30 die beiden Anschlüsse 27 a und 27 h, welche über die erwähnten öffnungen 24 der Grundplatte 23 gelegt sein mögen. Die Nadeln 17 befinden sich anfangs in der in der Fig. 2 A gezeigten Lage. Die Führungsteile 19 der Nadeln 17 ragen ein Stück in die öffnungen 24 hinein, und die Anschlüsse 27 a und 276 seien dadurch dicht über den öffnungen 24 ausgerichtet, daß diese Anschlüsse gegen die Führungsteile 19 der Nadeln 17 geschoben worden sind. Nun werden die Nadeln 17 heruntergedrückt (Fig. 2 B), die hakenartigen Teile 21 der Nadeln 17 fassen die Anschlüsse des Schaltelementes 30 und befördern sie durch die öffnungen 24 der Grundplatte 23 auf die andere Seite dieser Platte. Sind die der Verbindung dienenden Enden der Anschlüsse 27 a und 27 b dicht an den öffnungen 24 angeordnet, so pressen oder drücken die sich abwärtsbewegenden Nadeln 17 diese Anschluß- oder Leiterenden elastisch durch die öffnungen 24. Wird das Joch 14 wieder freigegeben, so bewegen sich die Nadeln 17 entsprechend nach oben (Fig. 2C), und die der Verbindung dienenden Enden 31 und 32 der Anschlüsse des Schaltelementes 30 federn nach außen gegen die Unterseite der Grundplatte 23 und halten so das Schaltelement 30 an der Grundplatte 23 fest. Sind die Leiterstücke in dieser Weise provisorisch befestigt, so können sie durch eine Tauchlötung dauerhaft mit dem Grundbrett 23 verbunden werden. Die bisher gegebene Beschreibung setzt voraus, daß die Nadeln 17 derart bewegt werden, daß die verschiedenen Leiter wirklich durch die zugehörigen öffnungen im Grundbrett gestoßen werden. Man kann jedoch eine geeignete Abänderung der in Fig. 1 gezeigten Konstruktion in der Weise vornehmen, daß anfangs die verschiedenen Nadeln durch die Grundplatte oder das Grundbrett hindurchragen und die Leiter dann mittels der Nadeln durch das Brett gezogen werden, anstatt sie durchzustoßen. Diese Möglichkeit erläutern die Fig. 3 A und 3B. Man sieht wie bisher ein mit den öffnungen 24 versehenes Grundbrett 23, auf dem direkt auf einer Seite mehrere Leiterstücke 27 c von Schaltelementen über den verschiedenen öffnungen 24 liegend angeordnet sind. Die für die Verdrahtung des Grundbrettes benutzten nadelähnlichen Teile können hier die Form von sich nach oben erstreckenden Nadeln 33 annehmen, die einen Einschnitt 34 und einen Haken 35 aufweisen. Man erkennt, daß eine Abwärtsbewegung der Nadeln 33 einen Teil des Leiterstückes 27 c durch die öffnung mitnimmt. Jedoch wird er diesmal nicht gestoßen, sondern gezogen (s. Fig. 3 B). Die Erfindung liefert aber noch weitere Verdrahtungsmethoden. Betrachtet man die Fig. 4, so sieht man zwei Leiterstücke 36 und 37 von Schaltelementen, die mit Hilfe des beschriebenen Stoß- oder Ziehver-042 fahrens in einer bestimmten öffnung 24 im Grundbrett angebracht sind. Bei allen Ausführungsformen der Erfindung bleiben die anfangs beschriebenen Hauptvorteile bestehen, nämlich die Anwendung eines vereinfachten Aufbaues des Grundbrettes und die schnelle Befestigung vieler Leiterstücke der Schaltelemente am Grundbrett durch gleichzeitiges Einziehen oder -stoßen von Leiterstücken in die verschiedenen öffnungen des Grundbrettes. Fernerhin wird durch Tauchlötung eines mit Hilfe der bisher beschriebenen Verdrahtungsverfahren montierten Grundbrettes eine große Anzahl von dauerhaften Verbindungen schnell und billig am Grundbrett hergestellt. PATEMTAMSPRÜCHE:

1. Verfahren zur gleichzeitigen Anbringung mehrerer elektrischer Schaltelemente auf einer Grundplatte, durch die mehrere Öffnungen hindurchgehen, und die eine gedruckte Schaltung trägt, wobei alle Schaltelemente mindestens ein langgestrecktes Leiterstück enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Leiterstücke (27) der Schaltelemente (30) auf die Öffnungen (24) an der einen Seite der Grundplatte (23) gelegt werden, daß ein Mechanismus (14 bis 17) verwendet wird, der gleichzeitig alle Leiterstücke umbiegt und durch die öffnungen hindurchzwängt, so daß ein kurzes Ende der Leiterstücke auf der anderen Seite der Platte zum Vorschein kommt, und daß die Platte einer Tauchlötung unterzogen wird, durch die die elektrischen Schaltelemente an der Platte befestigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leiterstücke (27) jeweils auf eine einzige Öffnung gelegt werden, so daß beim Hindurchzwängen Abschnitte mehrerer Leiterstücke in eine einzige Öffnung eingeführt werden.

3. Verdrahtungsgerät zur Anbringung elektrischer Schaltelemente auf einer Grundplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Biege- und Druck- oder Ziehmechanismus einen Tisch (10) mit mehreren öffnungen, eine im gewissen Abstand vom Tisch vorgesehene Halterung (14) mit mehreren länglichen nadelartigen Teilen (17), die gegenüber den Öffnungen ausgerichtet sind, und eine Vorrichtung enthält, die die Stellung der Halterung relativ zum Tisch verändert, wodurch die gleichzeitige Bewegung aller nadelartigen Teile durch die Öffnungen in der Grundplatte und des Tisches bewirkt wird und die Leiterstücke der Schaltelemente gleichzeitig durch die Öffnungen gedrückt werden.

4. Verdrahtungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine federnde Einrichtung (15, 16) die Halterung in einem gewissen Abstand vom Tisch trägt, so daß sich die nadelartigen Teile normalerweise außerhalb der Tischöffnungen befinden.

5. Verdrahtungsgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln jeweils eine hakenähnliche Form an ihrem Ende aufweisen, die auf die Öffnungen zu gerichtet ist.

6. Verdrahtungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die nadelartigen Teile normalerweise innerhalb der Tischöffnungen befinden und daß die die Lage von Halterung zu Tisch verändernde Vorrichtung die Nadeln gleichzeitig aus den Öffnungen herausnimmt, wobei die hakenähnlichen Formen Abschnitte der Leiter