DE1640547B2 - Kupplungsvorrichtung mit angepaßtem Wellenwiderstand zur Verbindung der Leiter einer mehrschichtigen Schaltungskarte - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kupplungsvorrichtung mit Kontaktbrücken für die Verbindung der Signal- bzw. Masseleiter einer zweiseitig mit Signalleitern versehenen mehrschichtigen Schaltungskarte mit innenliegenden Masseleitern und einem Wellenwiderstand, der dem Wellenwiderstand zwischen den Signal- und Masseleitern der Schaltungskarte angepaßt ist.

Derartige Kupplungsvorrichtungen dienen erstens als elektromechanische Verbindungselemente zur Aufnahme von jeweils zwei Schaltungskarten, die mit ihren Rückseiten aneinanderliegen, und zweitens als lösbare elektrische Brückenverbindung der aus Signal- und Masseleitern bestehenden Übertragungsleitungen, die auf den Oberflächen und zwischen den Schichten der Schaltungskarten angeordnet sein können. Durch die Verwendung derartiger Kupplungsvorrichtungen wird

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Schaltungsanordnungen eine größere Packungsdich-" der Schaltungskarten und der Leitungen für die Signalübertragung, sowie zur Strom- bzw. Spannungsversorgung ermöglicht. .....

Diese Kupplungsvorrichtungen, d.e Kontaktbrucken Γ die Leitungsverbindungen enthalten, sind auch zur Aufnahme von einzelnen mehrschichtigen Schaltungs- v rten geeignet, deren Signal- und Masseleiter auf bei-Hn Oberflr^henseiten und in den Zwischenschichten Her Schaltungskarte angeordnet sind. Durch die Kon- ic iaktbrücken der Kupplungsvorrichtung werden die En-Hen der einander gegenüberliegenden Leiter so miteinander verbunden, daß der Wellenwiderstand der einzelnen Übertragungsleitungen auch in den Verbindungsstellen - Brücken - erhalten bleibt.

Diese Kupplungsvorrichtungen sind vorzugsweise in Schaltungsanordnungen von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen, Fernmeldevermittlungseinnchtun-„en und in Steuerungsgeräten verwendbar. Sie ermög-Uchen du-ch ihren angepaßten Wellenwiderstand eine „verfälschte, reflektionsfreie Übertragung von Signalen Eine derartige unverfälschte Übertragung von Signalen ist besonders bei den elektronischen Hochgeschwindigkeitsrechnern erforderlich, bei denen Signale nur aus geringen elektrischen Pegeländerungen bestehen und die Signalimpulse sehr steile Anstiegsflanken aufweisen, die im Mikro- und sogar im Nano-Sekundenbereich liegen.

Neuzeitliche Schaltungsanordnungen fur die vorgenannten Anlagen und Geräte sind aus leicht austauschbaren Schaltungskarten aufgebaut. Diese Schaltungskarten dienen als Träger, erstens für die elektronischen Bausteine - den sogenannten Moduls - und zweitens für die dazugehörigen Signal-Übertragungsleitungen, sowie die Strcm- bzw. Spannungsversorgungsleitungen der Schaltkreise. Die Moduls enthalten die in integrierter Technik ausgeführten Schaltkreise der Schaltungsanordnung. Schaltungskarten sind auch unter der Bezeichnung Leiterplatten, oder Verteilertafeln bekannt. Für diese Bauelemente wird folgend weiterhin die Bezeichnung Schaltungskarten verwendet. Die Signalleituneen sind vorzugsweise sogenannte gedruckte Leiterbahnen, die durch photolithographische Venahren aus einer dünnen kaschierten Kupferschicht auf der Isolierplatte der Schaltungskarte gebildet wurden Die Masseleiter können ebenfalls aus solchen Leiterbahnen bestehen oder sie können auch als eine metallische Belagsfläche zwischen zwei Isolierplatten angeordnet

^5e Bei gedruckten Schaltungskarten, auf deren Oberflächen einander gegenüberliegenden Signalleitungen angeordnet sind, ist es sehr wesentlich, daß der gesamte Leitungszug einer Übertragungsleitung einen einheitlichen Wellenwiderstand aufweist, d. h.. daß er richtig angepaßt ist und keine elektrischen Stoßstellen enthalt, damit die relativ schwachen Signale fehler- und reflektionsfrei übertragen werden. Derartige angepaßte Übertragungsleitungen führen beispielsweise zu DiHerentialverstärkern, oder zu Kernspeicherebenen, insbesondere zu deren Leseleitungen. Es besteht bei diesen Anwendungsfällen die Forderung, daß der Wellenwiderstand der Übertragungsleitung einschließlich der Anschlußverbindung und der Brückenstellen konstant ist Eine Übertragungsleitung auf einer Schaltungskarte bes'eht wie bekannt ist, aus einer Signalle.tung und einer auf Erdpotential liegenden Masseleitung, die beide in einem festgelegten Abstand zueinander angeordnPt sind wobei ebenfalls der Raum zwischen dem Si-

gnal- und dem Masseleiter durch eine dielektrische Schicht ganz oder teilweise ausgefüllt ist.

Die Verwendung von aus der HF-Technik bekannten Kcaxial-Steckkupplungen zur lösbaren Verbindung von Übertragungsleitungen auf gedruckten Schaltungskarten ist nicht zweckmäßig, da vielfach die Förderung besteht, daß die Kupplungsvorrichtung schnell losbar sein soll um einen flotten Austausch der Schaltungskarten in einer Anlage zu ermöglichen. Außerdem sind die bekannten Koaxial-Steckkupplungen in ihren Abmessungen viel zu groß, in bezug auf die eng beieinanderliegenden Leiterbahnen bei gedruckten Schaltungskarten, die bekanntlich eine große Packungsdichte aufweisen.

Zur Aufnahme und zur Verbindung von Schaltungskarten, bei denen die Enden der anzuschließenden !signal- und Masseleiter mit bestimmten Abständen nebeneinander auf einer Oberflächenseite der Schaltungskarte liegen, sind verschiedene Kupplungs-Steckvor richtungen bekanntgeworden, beispielsweise durch die deutsche Patentschriften 10 73 756 und 10 73 758. Diese bekannten Kupplungs-Steckvorrichtungen sind mit U-förmigen Kontaktfedern versehen, deren einander gegenüberliegende Kontaktschenkel einen Spalt begrenzen, in den eine Schaltungskarte steckbar «t weil bei diesen Kupplungsvorrichtungen und den Scha tungskarten d^e in gleichen Ebenen liegenden Signal- und Masseleiter mit Abstand nebeneinander angeordnet sind, ergibt sich eine relativ breite Schaltungskarte und somit eine kleine Packungsdichte. Außerdem ist der Wellenwiderstand für diese bekannten elektrischen Kupplungsverbindungen nicht definiert.

Das deutsche Gebrauchsmuster 18 50 066 offenbart eine Kupplungsvorrichtung, die zur Aufnahme elfter Schaltungskarte und zur Herstellung der Kontaktverbindungen zwischen den auf der Schaltungskarte an-"eordneten Leiterbahnen und Anschlußleitungen dient. Gegenstand dieses Gebrauchsmusters ist eine in der Kupplungsvorrichtung angeordnete manuell betatigbare Andrückeinrichtung, die eine in die K.^uPP^lunf^s.^v^- richtung gesteckte Schaltungskarte an die Kontakt^ dem der Kupplungsvorrichtung anpreßt, zur t^rzielunS eines sicheren Kontaktdruckes an den verschiedenen Verbindungsstellen und zur Schonung der empfindlichen Leiterbahnen beim Einsetzen und Herausziehen der Schaltungskarte aus der Kupplungsvorrichtung. Bei dieser bekannten Kupplungsvorrichtung ist der wellenwiderstand nicht angepaßt und definiert.

Um möglichst eine noch größere Packungsdichte bei den neuzeitigen Schaltungsanordnung«! zu erhalten, erzeugt man in steigender Anzahl nach photolithographischen Verfahren hergestellte f ^""f ^kaS .^b* denen die Masseleitung als leitende Ζ*'«»'«'⁸⁰¹"*¹" der Schaltungskarte angeordnet ist und nich1 mehr als gedruckte Leiterbahnen auf den Kartenoberflachen neben den Signalleiterbahnen. Durch diese verbesserte Ausführung der Schaltungskarten (oder auch Leiterplatten genannt), erhält man erstens eine recht^ gute Abschirmwirkung und zweitens, kann man eine viel größere Anzahl von Signalleiterbahnen auf der Oberflächenseite einer Schaltungskarte unterbringen wo_ durch sich eine größere Packungsdichte ergibt Diese sandwichartig aufgebauten, mehrschichtige η Scha,-tungskarten sind mit Übertragungsie.tungen ve sehen deren gemeinsame Masseleiter als tuende Zwischen schicht an der Unterseite der Schaltungskarte angeordn.»t sind, während sich die Signalle.ter in Abstanden ne ieneinanderliegend sich auf der Oberseite der Schal-

tungskarte befinden. Zur ν eiteren Vergrößerung der Packungsdichte einer Schaltungsanordnung und zur Einsparung von Raum werden die mehrschichtigen Schaltungskarten mit ihren Rückseiten paarweise übereinandergelegt, so daß man eine kombinierte Schaltungskarte mit mehreren Leiterschichten erhält.

Eine Kupplungsvorrichtung für die Leitungsverbindung und als Halterung für zwei ähnlich angeordnete Schaltungskarten, bei denen sich jedoch die Signalleiter in einer Zwischenschicht und die Masseleiter auf den Oberflächen befinden, ist im IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. Nr. 8, Nr. 8, Januar 1966, auf der Seite 1059 beschrieben. Diese auch als Brückenverbinder dienende Kupplungsvorrichtung besteht aus einem zweiteiligen leitenden Gehäuse, das in Längsrichtung einen U-förmigen Hohlraum aufweist, in dem zentral mit Abstand nebeneinander U-förmig gebogene Signalleiter als Kontaktbrücken angeordnet sind. Der Wellenwiderstand dieser bekannten Kupplungsvorrichtung ist so gewählt, daß er gleich dem Wellenwiderstand der miteinander zu verbindenden Leitungszüge von zwei Schaltungskarten ist, die die Kupplungsvorrichtung aufnehmen kann. Bei dieser bekannten Kupplungsvorrichtung ist jeweils eine in der Zwischenschicht einer Schaltungskarte liegende Signalleitung mit einem Ende einer U-förmigen Kontaktbrücke verbunden. Die einzelnen r. itaktbrücken, die sich durch den Hohlraum des auf Massepotential liegenden zweiteiligen Gehäuses erstrecken, werden durch Abstandshalter in ihrer zentralen Lage fixiert. Die Masseleiter der beiden miteinander zu verbindenden Schaltungskarten bestehen aus dünnen Metallschichten, die die Außenflächen der beiden Schaltungskarten bedecken. Diese Masseschichten haben, wenn die Schaltungskarten in die Kupplungsvorrichtung eingesetzt sind, eine kontaktmäßige Verbindung mit dem leitenden Gehäuse der Kupplungsvorrichtung, die gleichzeitig auch als Steckfassung für die beiden Schaltungskarten dient. Diese bekannte Kupplungsvorrichtung hat gute elektrische Übertragungseigenschaften, weil sie den gleichen Wellenwiderstand aufweist wie die Signalleitungen der Schaltungskarten. Jedoch hat diese bekannte Kupplungsvorrichtung auch Nachteile, beispielsweise, daß sie kompliziert und teuer ist und daß die U-förmigen Kontaktbrücken, die Koaxialleitungen darstellen, relativ viel Platz beanspruchen, wodurch die Packungsdichte der Signalleitungen auf den Schaltungskarten eingeschränkt wird. Außerdem ist bei dieser bekannten Kupplungsvorrichtung die Kontaktverbindung unsicher und daß Einsetzen und Herausnehmen der Schaltungskarten ist ziemlich erschwert Bei dieser bekannten Kupplungsvorrichtung ist jedem Paar der einander gegenüberliegenden Signalleiter eine Kontaktbrücke zugeordnet Als Kontaktbrücke für die Masseverbindung dient das metallische Gehäuse der Kupplungsvorrichtung. Diese kurz beschriebene Kupplungsvorrichtung ist nicht zur Brükkenverbindung und als Halter von Schaltungskarten geeignet, bei denen, wie bereits erwähnt wurde, die Signalleiter auf den Außenflächen und die Masseleiter in der Zwischenschicht der Schaltungskarten angeordnet sind

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbare Kupplungsvorrichtung zur Brückenverbindung der Übertragungsleitungen von zwei mit ihren Rückseiten aufeinanderliegenden Schaltungskarten, bei der die Enden der Signalleiter einander gegenüberliegend in engen Abständen nebeneinander auf jeweils einer Oberfläche der beiden miteinander zu verbindenden Schaltungskarten angeordnet sind, oder sich auf den beiden Außenflächen einer mehrschichtigen Schaltungskarte befinden, wobei deren Masseleiter als leitende Zwischenschichten in den Schaltungskarten enthalten und als Randstreifen zugänglich sind, so auszubilden, daß die Anzahl der Kontaktbrücken für die Masseverbindungen noch mehr reduziert wird, um dadurch eine noch größere Packungsdichte für die Übertragungsleitungen zu erhalten und die Kontaktbrücken

ίο der Kupplungsvorrichtung jeweils einen an die zu verbindende Signal- bzw. Übertragungsleitung angepaßten Wellenwiderstandswert aufweisen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kontaktbrükken U-förmig gestaltet und zu Dreiergruppen zusammengefaßt sind, daß jede Dreiergruppe aus zwei außenliegenden Kontaktbrücken für die Signalleiter und einer innenliegenden Kontaktbrücke für die Masseleiter besteht, daß der gegenseitige Abstand der Koni aktbrücken für die Signalleiter dem der Signalleiter auf der Schaltungskarte entspricht und daß die Größe der Seitenflächen der Kontaktbrücken sowie das die Dielektrikum zwischen den Kontaktbrücken für die Signal- bzw. Masseleiter so gewählt sind, daß sich der angepaßte Wellenwiderstand ergibt.

Bei der neuen Kupplungsvorrichtung für Schaltungskarten sind letztere zur Erzielung eines guten Kontaktes an den Brückenverbindungsstellen auf ihrer Steckoder Verbindungsseite zweckmäßig so gestaltet, daß die Einden der Signalleiterbahnen und die sie tragende Isolierschicht in einem gewählten Abstand vor der Kante der Schaltungskarte enden, so daß sich eine längs der Kartenkante vorspringender schmaler Massestreifen ergibt, in dem die Oberfläche der in der Zwischenschicht angeordneten Masseleitschicht frei zugänglich ist. Diese auf beiden Seiten der kombinierten Schaltungskarte befindlichen Massestreifen sind kontaktmäßig auf verschiedene Weise mit den Schenkeln der Masse-Kontaktbrücken verbindbar, wie dies später noch in den Ausführungsbeispielen beschrieben wird Bei der vorstehend kurz beschriebenen, vorzugsweise gebräuchlichen Ausführung der Schaltungskarten, grei fen im gekuppelten Zustand die Schenkel der Kontakt brücken für die Signalleiter über den Ausschnitt dei Massestreifen und stellen eine kontaktmäßige Verbin dung zu den Enden der Signalleiterbahnen her.

Während bei der kombinierten Schaltungskarte die Signalleiter auf beiden Außenflächen liegen und jeweils durch eine Isolierschicht getrennt über einer Masse schicht angeordnet sind, liegen in der Kupplungsvor

richtung die Kontaktbrücken für die Signal- und Mas seleiter in einem bestimmten seitlichen Abstand neben einander. Diese Kontaktbrücken sind zu Dreiergrup pen zusammengefaßt bei denen jeweils die zwei äuße ren Kontaktbrücken Signalleitern zugeordnet sind unc

die innenliegenden Kontaktbrücken dem Masseleiter Bei der erfindungsgemäßgen Kupplungsvorrichtung er gibt sich durch die Zusammenfassung der Kontaktbrük ken zu Dreiergruppen eine größere Packungsdichte da durch, daß von einer Kontaktbrücken-Dreiergruppf

zwei Paare von Übertragungsleitungen miteinandei verbindbar sind, wobei für alle diese Übertragungslei tungen nur eine gemeinsame Kontaktbrücke für di< Verbindung mit Masse vorhanden ist Durch die sinn reiche Bildung und Anordnung der Kontaktbrücken ii Dreiergruppen, welche eine kompakte Schaltungsan Ordnung ermöglicht, wird außerdem in der Kupplungs vorrichtung ein an die Übertragungsleitungen ange paßter Wellenwiderstand dadurch erzielt, daß ie nacl

den Erfordernissen die einander benachbarten Flächen der U-förmigen Kontaktbrücken entsprechend gestaltet werden und daß der Zwischenraum mit einem dielektrischen Mittel, dessen Dielektrizitätskonstante wesentlich ist, ganz oder teilweise ausgefüllt wird. Auch bei den in Dreiergruppen angeordneten Kontaktbrükken ist eine zufriedenstellende Abschirmwirkung und eine Entkoppelung durch die gemeinsame, innere auf Massepotential liegende Kontaktbrücke gegeben.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung besteht darin, daß die Joche der U-förmigen Kontaktbrücken für die Signalleiterbzw, die Masseverbindung mit Anschlußfahnen versehen sind, die das Isoliergehäuse der Kupplungsvorrichtung durchdringen und gegebenenfalls den Anschluß von äußeren Signal- bzw. Masseleitern, bzw. von Flachkabeln oder Koaxialleitungen ermöglichen.

Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung besteht darin, daß diese mit einer Spreizeinrichtung versehen werden kann, wie dies folgend im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wird. Durch diese Spreizeinrichtung sind die Schenkel der U-förmigen Kontaktbrücken aufspreizbar, wodurch sich ein größerer Spalt zwischen den Schenkeln bildet, so daß sich beim Einsetzen und Herausnehmen der Schaltungskarte eine größtmögliche Schonung der empfindlichen Leiterbahnen auf der Schaltung,skarte ergibt.

In einer anderen Konstruktion der erfindungsgemä-Den Kupplungsvorrichtung, die im zweiten Ausführüngsbeispiel ausführlicher beschrieben wird, bestehen die U-förmigen Kantaktbrücken für die Signal- bzw. Masseleiter aus verschiedenen zusammensetzbaren Baugruppen, von denen eine Baugruppe die scheibenförmigen Joche der Kontaktbrücken enthält, und zwei andere einander ähnliche Baugruppen enthalten die Schenkel der Kontaktbrücken. Auch bei dieser Konstruktionsart bilden die Kontaktbrücken Dreiergruppen, mit denen ebenfalls ein an die Übertragungsleitungen angepaßter Wellenwiderstand erreicht wird.

Durch diese Erfindung wurde eine vorteilhafte elektrische Kupplungsvorrichtung für die Übertragungsleitungen von mit ihren Rücken aneinanderliegenden Schaltungskarten geschaffen. Die neue Kupplungsvorrichtung ist wirtschaftlich herstellbar, ermöglicht eine große Packungsdichte und außerdem erlaubt sie, daß die auf den Außenflächen der Schaltungskarten sehr eng nebeneinanderliegenden Signal- oder Versorgungsleitungen miteinander lösbar gekuppelt, bzw. mit anderen Anschlußieitungen verbunden werden können, wobei der Wellenwiderstand eines Leitungszuges erhalten bleibt. Durch die neue Kupplungsvorrichtung ergeben sich keine elektrischen Stoßstellen bzw. keine Signalreflektionen in den miteinander verbundenen Übertragungsleitungen, wodurch eine sichere Signalübertragung erfolgt und die durch die neuzeitliche Schaltungstechnik gestellten Forderungen erfüllt werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden folgend an Hand von Zeichnungen der Fig. 1 bis 15 ausführlicher beschrieben. Es stellt dar

F i g. 1 in einer Perspektivansicht die Kupplungsverbindung von einander gegenüberliegender Signal- bzw. Masseleitungen von Schaltungskarten, die mit ihren Rückseiten aneinanderliegen durch schematisch dargestellte Kontaktbrücken, welche mit Anschlußleitungen verbunden sind,

F i g. 2 in einer Draufsicht einen Ausschnitt aus der Anschlußseite einer Schaltungskarte, auf deren Oberfläche paarweise Signalleiter angeordnet sind, die durch Dreiergruppen bildende Kontaktbrücken mit den auf der anderen Oberflächenseite befindlichen Signalleitern und auch mit Anschlußieitungen verbunden sind,

F i g. 3 die Perspektivansicht einer Kontaktbrücken-Dreiergruppe in stark vergrößerter Abbildung,

F i g. 4 die Seitenansicht eines Schnittes durch eine Schaltur'.gskarte an deren Anschlußseite entlang der ίο Schnittlinie IV-IV gemäß der F i g. 2,

F i g. 5 die Seitenansicht eines Schnittes durch eine Schaltungskarte an deren Anschlußseite entlang der Schnittlinie V-V in der F i g. 2,

F i g. 6 die Perspektivansicht einer komplettierten Kupplungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,

F i g. 7 die Ansicht eines Schnittes durch die komplettierte Kupplungsvorrichtung entlang der Schnittlinie VU in der F i g. 6 des ersten Ausführungsbeispieles, F i g. 8 und 9 Seitenansichten entlang der Schnittlinie VIII der F i g. 7, welche die in F i g. 6 dargestellte komplettierte Kupplungsvorrichtung zeigt. Die F i g. 8 stellt die Kupplungsvorrichtung und die Schaltungskarte im gekuppelten Zustand dar und die F i g. 9 zeigt die Kupplungsvorrichtung im geöffneten Zustand, bei der die Schenkel der Kontaktbrücken aufgespreizt sind,

F i g. 10 eine Draufsicht auf eine kombinierte Schaltungskarte, die an ihren Oberflächen einander gegenüberliegende gedruckte Signalleiter enthält, die paarweise miteinander durch die Kupplungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispieles zu verbinden sind,

F i g. 11 die Seitenansicht eines Schnittes durch zwei mit ihren Rückseiten aneinanderliegenden Schaltungskarten und die Kupplungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispieles entlang der Schnittlinien XI in der F i g. 10, welche sich durch eine Signalleiterverbindung erstreckt,

F i g. 12 die Seitenansicht eines Schnittes durch zwei mit ihren Rückseiten aneinanderliegenden Schaltungskarten und die Kupplungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispieles gemäß der Fig. 10 entlang der Schnittlinie XII, welche sich durch eine Masseverbindung erstreckt,

Fig. 13 in einer Perspektivansicht ein Brüekenelement für die Kupplungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der F i g. 10. Das Brückenelement enthält als Baugruppe die Schenkel der Kontaktbrücken,

Fig. 14 in einer Perspektivansicht, einen Isolierkörper mit in Dreiergruppen eingebetteten Jochscheiben als Baugruppe für die Kupplungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispieles entsprechend der Darstellung in Fi g. 10,

F i g. 15 die seitlichen Enden von zwei benachbarter komplettierten Kupplungsvorrichtungen des zweiter Ausführungsbeispieles, gemäß der F i g. 14, welche me chanisch miteinander verbunden sind.

Erstes Ausführungsbeispiel

Die F i g. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung wie durch eine Dreiergruppe von Kontaktbrücken de Kupplungsvorrichtung, die auf beiden Oberflächensei ten einer kombinierten Schaltungskarte 1 befindlich» einander gegenüberliegenden Signalleiter 8,9 paarwei se miteinander verbindbar sind. Die in der F i g. 1 dai gestellte kombinierte Schaltungskarte t besteht au zwei Schaitungskarten, die mit ihren Rückseiten aneir

cno Cii/i-

anderliegen. Da diese beiden durch die Kupplungsvorrichtung miteinander verbundenen Schaltungskarten eine Einheit bilden, ist folgend unter der Bezeichnung Schaltungskarte die Kombination von zwei Schaltungskarten zu verstehen, oder eine Schaltungskarte, die auf beiden Außenflächen die Signalleiter S, 9 enthält und in Zwischenschichten die einander gegenüberliegenden flächenhaften Masseleiter 4,5.

Die kombinierte Schaltungskarte 1 gemäß der F i g. 1 wird aus zwei plattenförmigen Trageschichten 2, 3 gebildet, die aus Isoliermaterial bestehen und die die untere Schicht von Einzelschaltkarten bilden, die mit ihren Rückseiten aneinandergelegt eine kombinierte Schaltungskarte 1 ergeben. Wie aus den F i g. 1, 3, 5, 11 und 12 zu ersehen ist, sind die Oberseiten der isolierenden Trageschichten 2, 3 jeweils mit einer dünnen Leitschicht 4, 5, welche auf Massepotential liegt versehen. Diese plattenförmigen Masseleiter 4, 5 sind bündig in die Trageschichten 2,3 eingelassen.

Auf jeder leitenden Masseschicht 4, 5 liegt eine Isolierschicht 6, 7 und auf der Oberfläche jeder Isolierschicht 6, 7 sind die streifenförmigen Signaileiter 8, 9 angeordnet. Die freien, nicht mit Signalleitern S, * versehenen Oberflichenberciche der Schiitungskarte 1 sind ebenfalls mit 6, 7 bezeichnet. Die gedruckten Leiterbahnen 8 und 9 dienen entweder als Anschlußbzw, als Signal- oder als Leseleitungen für die nicht in der F i g. 1 dargestellten Stromkreise auf der Schaltungskarte 1. Auf der isolierenden Oberfläche 6 sind die Leitungen 8 in festgelegten Abständen zueinander angeordnet, desgleichen auch die Leitungen 9 auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite 7. Die Leitungen 8 und 9 auf den beiden Oberflächen 6 und 7 der Schaltungskarte 1 sind so angeordnet, daß sie einander dekkungsgleich gegenüberliegen. Dabei kann z. B. jede einzelne Leitung 8 oder 9 in Verbindung mit der zugeordneten Masseschicht 4, 5, die als Zwischenschicht angeordnet ist, als Ubcrtragungs- bzw. als Signaiieitung wirken, die einen bestimmten Wellenwiderstand aufweist.

Zur elektrischen Verbindung dieser einander gegenüberliegenden Signalleiter 8 und 9 dienen die Kontaktbrücken 11. Zur elektrischen Verbindung der beiden schichtförmigen Masseleiter 4 und 5 sind die Kontaktbrücken 12 vorgesehen. In ihrer Grundkonstruktion sind die beiden Kontaktbrücken-Konstruktionen 11 und 12 einander ähnlich. Jede der planen Kontaktbrükken 11,12 für die Signalleiter- bzw. Masseverbinder hat eine etwa U-förmige Gestalt, wobei die beiden Schenkel als Kontaktarme zur Verbindung mit den Signalleitungen β, 9 bzw. mit den Masseschichten 4, 5 dienen. Der mittlere Steg dieser U-förmigen Kontaktbrücken II, 12, welcher auch als Joch bezeichnet wird, ist die Verbindungsbrücke zu den beiden Schenkeln der Kontaktbrücke, durch die letztlich die Verbindung der Signalleiter 8 und 9 miteinander erfolgt. Jede Kontaktbrücke 11, 12 ist im Bereich ihres Jochs mit einem Ansatz oder einer Verlängerung versehen, die ais Anschlußfahne 13, Lötöse, bzw. als Anschlußglied dient zum Anschluß von äußeren Leitungen 14, 15,17, die zu anderen hier nicht dargestellten Stromkreisen führen können.

Die zu Dreiergruppen zusammengefaßten Kontaktbrücken 11,12 sind in einem gewissen Abstand nebeneinander angeordnet, der dem der Leitungen 9, 9 auf der Schaltungskarte 1 entspricht. Die den Abstand zwischen den äußeren Kontaktbrücken 11 für die Signalleiter 8,9 und der inneren Kontaktbrücke 12 für die Mas-

seleiter 4, 5 bestimmenden Zwischenräume sind mil einem dielektrischer» Material 20 ganz oder teilweise ausgefüllt. Die Seitenflächen der Kontaktbrücken f 1, U und das dielektrische Material sind so aufeinander abgestimmt, daß der für die Schaltungskreise geforderte Wellenwiderstand auch in den Koniaktbrücken 11, 12 der Kupplungsvorrichtung besteht und daß keine elektrische Stoßstelle vorliegt, die eine Signalverzerrung verursachen könnte. Der Wellenwiderstand jeder Ver-ίο bindungsstelle eines Schenkels der Kontaktbrücke U zur Signalleitung 8, 9 bzw. zum Masseleiter 4, 5 und ebenfalls von jeder Anschlußfahne 13 zur Masseleitung 4,5 hat den gleichen Impedanzwert.

Die F i g. 2,3, 4 und 5 zeigen weitere Einzelheiten der

Kupplungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels. Die F i g. 2 zeigt in einer Draufsicht die Anschlußseite einer Schaltungskarte 1 und die Kontakt-Kupplungsstellen für die Leitungen 9, 4, wobei die Kontaktbrükken 11,12 Kupplungs-Dreiergruppen bilden. Dabei sind

die beiden äußeren Kontaktbänken 11 einer Dreiergruppe mit den Enden der Signalleitungen 9 in Kontaktvcrbindung und die dazwischen angeordnete Kontaktbrücke 12 einer Dreiergruppe ist mit dem Masseleiter 4 kontaktmißig verbunden. Jede Kupplungs-Dreier-

gruppe ist mit einem zweiadrigen, abgeschirmten Kabel 16 bzw. 17 verbunden, deren flexible Leitungsadern 14 und 15 jeweils an die Anschlußfahnen «3 der Kontaktbrucken 11 für die Signalleiter angeschlossen sind. Der als Schirmung dienende Mantel der beiden Kabel

Ib bzw. 17 ist mit den Anschlußfahnen 13 der mittleren Kontaktbrücken 12 verbunden, die kontaktmäß.g mit den flachenhaften Masseleitern 4 und 5 der Schaltungskarte 1 m Verbindung stehen.

Die Fig. 3 zeigt in einer stark vergrößerten Per-

spektivansicht eine Kupplungs-Dreiergruppe, die aus den beiden äußeren Kontaktbrücken 11 für die Signalleiter und der inneren Kontaktbrücke 12 für die Massele.ter besteht. Jede dieser planen Kontaktbrücken 11. 12 hau wie bereits erwähnt wurde, eine etwa U-förmige

Gestalt und jede Kontaktbrücke 11, 12 besteht aus einem elektrisch gut leitenden und federnden Material. z. B. Beryllium-Kupfer. Jeder der beiden Schenkel einer Kontaktbrücke 11 und 12 weist an seinem freien Ende ein gerundetes Kontaktteil 18 auf, das als ein nach in-

nen zum Spalt gerichteter Vorsprung mit einer Kontaktkuppe 9 versehen ist, die ebenfalls nach innen zur Kontaktstelle zeigt. Diese gerundeten Kontaktteile 18 liegen mit ihrer Kontaktkuppe 19 im gesteckten Zustand auf den Leitungen 8, 9 bzw. auf den Flächen der

Masselener 4,5 der Schaltungskarte 1 auf.

Aus der F ι g. 3 ist zu ersehen, daß eine Kupplungs-Dreiergruppe außer den beiden äußeren Kontaktbrukken 11 fur d.e Signalleiter 8, 9 und der mittleren mit

< tlitT K^tschenkeln versehenen Komaktbrük-

te 12 fur die Masseleifer 4. 5 noch zwei aus Isoliermatenal bestehende Abstandshalter 20 enthält, die jeweils als Dielektrikum zwischen zwei Kontaktbrücken 11. 12 angeordnet sind Die Kontaktbrücken 11, 12 sind konstruküv so ausgelegt, daß deren Kontaktschenkel ent-

Th- ρ" ^Fed^^{raft etwas} ^spreizbar sind, so daß sich die Einstecköffnung im Spalt zwischen den Kontaktschenkeln vergrößert. Das geringe Aufspreizen der Kontaktschenke! wird durch die Einwirkung einer Druckkraft erzeugt, die an den Innenseiten dir Kontaktschenkei angreift. Die Abmessungen und Materialeigenschaften der Elemente 11, 12 und 20. aus denen eine Kupplungs-Dreiergruppe besteht, und die Abstände der Kontaktbrücken 11, 12 zueinander

Dielektrizitätskonstante der Abstandshalter 20 sind sehr wichtig und sind so zu wählen und aufeinander abzustimmen, daß der geforderte Wellenwiderstand zwischen jedem Signalleiter 8, 9 und den Masseleitern 4,5 erhalten bleibt und daß außerdem an den Kontaktstellen ein zuverlässiger Kontaktdruck besteht.

Aus den F i g. 4 und 5 ist der geschichtete Aufbau einer kombinierten Schaltungskarte 1 zu ersehen und auch, wie die Zusammenkupplung der Signalleiter 8 und 9 durch die Kontaktbrücken II und der Masseleiter 4 und 5 durch die kürzeren Kontaktbrücken 12 geschieht. Diese Schnitt-Darstellungen zeigen, daß die kombinierte Schaltungskarte 1 einen symmetrischen Aufbau hat und daß sie auf der Anschluß- bzw. der Kupplungsseite stufenförmig abgesetzt ist. Der stufenförmige Vorsprung an der Schaltungskarte 1 ist so gewählt, daß die beiden inneren Trageschichten 2 und 3 länger sind als die darüber befindlichen Isolierschichten 6 und 7. Die inneren Trageschichten 2 und 3 weisen auch auf ihrer Stirnseite die Ansätze 24 und 25 auf, an welchen die flächenhaften Masseleiterschichten 4 und 5 anliegen. Diese flächenhaften Masseleiter 4 und 5 ragen in Form eines zugänglichen Leiterstreifens so weit unter den darüberliegenden Isolierschichten 6 und 7 der Schaltungskarte 1 hervor, daß eine ausreichend große Ansatzfläche für die Schenkel der Konuktbrücken 12 zur Verfugung steht. Die Enden der beiden Isolierschichten 6 und 7 sind von den Ansätzen 24 und 25 an den Stirnseiten der Trageschichten 2 und 3 so weit zurückgesetzt, daß ein genügend breiter Kontaktstreifen der Masseleiter 4,5 zur Verfügung steht. Die Enden der auf den beiden Isolierschichten 6 und 7 befindlichen Signalleiter 8 und 9 schließen bündig mit den zurückgesetzten Kanten dieser Isolierschichten 6, 7 ab. Die Schenkel der Kontaktbrücken 11 für die Signalleiter 8, 9 sind langer und an den Kontaktstellen weiter voneinander entfernt als die Schenkel der Kontaktbänken 12 für die Verbindung der Masseleiter 4 und 5. Im gesteckten Zustand greifen die beiden Schenkel der Kontaktbrücken 11 für die Signalleiter über den streifenförmigen Vorsprung der Masseleiter 4. 5 in der Schaltungskarte 1 hinweg und sie liegen mit ihren Kontaktstücken 18 am Kuppenpunkt 19 auf den Signaüeitungen 8 und 9 auf. Die Art der Zusammenkupplung der auf den beiden Oberflächen einer kombinierten Schaltungskarte 1 liegenden Signalleitungen 8 und 9 ist in der F i g. 4 dargestellt. Aus der F i g. 5 ist die Art der Zusammenkupplung der beiden flächenhaften Masseleiter 4 und 5 durch die Kontaktbrücke 12 ersichtlich. Aus den F i g. 4 und 5 ist weiter zu ersehen, daß der lichte Absland, d. h. die Breite des Spaltes zwischen den Schenkeln der Kontaktbrücken 11, 12 vor den Kontaktstücken 18 bei beiden Kontaktbrücken ti und 12 jeweils gleich ist.

Um das Aufsetzen der Kupplungsvorrichtung auf eine Schaltungskarte bzw. das Einsetzen einer kombinierten Schaltungskarte 1 in die Kupplungsvorrichtung zu erleichtern und um eine Schonung der Kontakte zu erreichen, werden die Kontaktschenkel entgegen ihrer federnden Vorspannung mit Hilfe einer Vorrichtung etwas nach außen gespreizt, so daß sich der lichte Abstand bzw. die Einstecköffnung zwischen den einander gegenüberstehenden Kontaktstücken 18 etwas vergrößert Nach dem Einsetzen der Schaltungskarte in die öffnung der Kupplungsvorrichtung, bzw. nach dem Aufsetzen der Kupplungsvorrichtung auf die Schaltungskarte wird die die Spreizung der Kontaktschenkel bewirkende Kraft entfernt, so daß die Kontaktschenkel hestrebt sind, in ihre Grundstellung zurückzukehren.

Dies ist jedoch nur bedingt möglich, da die lichten Abstände zwischen einander gegenüberliegenden Kontaktstücken 18 der Schenkel im Ruhezustand kleiner sind als die Abstände bzw. die Dicke der Schaltungskarte, gemessen zwischen den Oberflächen der Signalleiter 8 und 9 bzw. den Masseleitern 4 und 5. Durch diese Maßnahme wird bekanntlich ein federnder Kontaktdruck an den Verbindungsstellen erreicht. Dieser Kontaktdruck ist außerdem noch von den Materialeigenschaften und von der Gestalt der Kontaktschenkel abhängig.

Die F i g. 6, 7, 8 und 9 zeigen eine komplettierte Kupplungsvorrichtung für eine kombinierte Schaltungskarte 1, wobei die Kupplungsvorrichtung aus einer Anzahl von reihenförmig nebeneinander angeordneten Konuktbrücken — die Dreiergruppen 31 bilden — zusammengesetzt ist, und die Kontaktbrükken U, 12 in ein Kunststoffgehäuse 32 eingebettet sind. Diese komplettierte Kupplungsvorrichtung enthält außerdem eine verriegelbare Spreizeinrichtung, mit der die Schenkel der Kontaktbrücken 11, 12 zu dem obenstehend erwähnten Zweck etwas aufgespreizt werden können.

Aus den F i g. 6 und 7 ist zu ersehen, daß die komplettierte Kupplungsvorrichtung aus einer Anzahl aneinandergereihter Kupplungs-Dreiergruppen 31 von Kontaktbrücken 11, 12 besteht, die zueinander einen vorbestimmten Abstand aufweisen und die in ein Gehäuse 32 aus isolierendem Material eingesetzt sind.

Dieses Isoliergehäuse 32 ist auf der Einsteckseite der Schaltungskarte mit einer trogförmigen öffnung versehen. Eine Welle 33 mit den Lageransätzen 34 erstreckt sich längs durch das Isoliergehäuse 32, in dem in bestimmten Abständen Lagerschalen 35 eingeformt sind, die mit zylindrischen Lagerscheiben 34 dann die Lagerstelien bilden. Die Welle 33 hat im Bereich der Kupplungs-Dreiergruppen 31, also zwischen den Lagerscheiben 34, einen Querschnitt, der einer Nocke 36 entspricht, s. hierzu F i g. 7, 8 und 9. Bei der Montage der Kupplungsvorrichtung werden die Kupplungs-Dreiergruppen 31 über die nockenförmigen Bereiche 36 der Welle 33 geschoben, so daß die Schenkel aller Kontaktbrücken 11,12, symmetrisch zur Welle 33 liegen, s. hierzu F i g. 7. In der Rückwand des Gehäuses 32 befinden sich Durchbrüche, in die die Anschlußfahnen 13 der Kontaktbrücken-Dreiergruppen gesteckt sind, s, F i g. 6. Jede Endseite der Welle 33 ist mit einer Scheibe 37 abgeschlossen, die exzentrisch zur Welle 33 angeordnet sein kann. Wenigstens eine dieser Scheiber 37 enthält eine rechteckige Vertiefung 40, in die eir rc'hteckförmig geformter Schlüssel steckbar ist, um die Welle 33 verdrehen zu können und damit die Kontakt stellen zu verriegeln oder zu entriegeln, bzw. um di< Schenkel der Kontaktbri'cken 11, 12 aufzuspreizei bzw. sie in ihrer Grundstellung zu halten.

Um eine sichere Steckverbindung zwischen eine kombinierten Schaltungskarte t und der Kupplungs vorrichtung zu erhalten, ist eine weitere Einrichtuni zur Sicherung der mechanischen Kupplungsverbinduni

do vorgesehen. Diese Sicherungseinrichtung enthält zwe federnde Laschen 38, die auf der Anschlußseite de Schaltungskarte 1 links und rechts außen befestigt sin und sich in Richtung zur Kupplungsvorrichtung hin ei strecken. In der F i g. 6 ist lediglich eine Seite diest Sicherungseinrichtung dargestellt Jede der federnde Laschen 38 ist mit einer öffnung 39 versehen, dere Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser d< Scheiben 37. Sind die Schaltungskarte 1 und die Kupj

!ungsvorrichtung richtig miteinander verbunden, dann kommen die öffnungen 39 der federnden Laschen 38 mit den Scheiben 37 in Eingriff. Diese zusätzliche mechanische Sicherheitseinrichtung bewirkt somit einen zuverlässigen Sitz und Halt der Verbindung zwischen Schaltungskarte und Kupplungsvorrichtung.

Au*. ⁴en F i g. 8 und 9 ist zu ersehen, daß die nockenförmigen Abschnitte 36 der Welle 33 zwei Abflachungen 41 und zwei gerundete Oberflächen 42 aufweisen, die sich jeweils spiegelbildlich gegenüberliegen. Die gerundeten Oberflächen 42 sind weiter von der Wellenachse entfernt als die abgeflachten Oberflächen 41. Alle Abflachungen 41 in den nockenförmigen Abschnitten 36 der Welle 33 fluchten miteinander und sie haben außerdem die gleichen Abstände von der Achsenmitte.

Bevor der komplette Kupplungsstecker und die Schaltungskarte ineinandergesteckt werden, ist es zweckmäßig, die Schenkel der Kontaktbrücken 11 und 12 etwas zu spreizen, um einen größeren Einsteckspalt zu bekommen. Dies wird auf einfache Weise durch eine Verdrehung der Welle 33 bewerkstelligt. Liegt die Welle 33 winkclmäßig so, daß die Abflachungen 41 im nokkenförmigen Teil 36 sich parallel zu den Schenkeln erstrecken, dann besteht ein kleiner Abstand zwischen den Schenkeln und den Abflachungen 41 und die Schenkel der Kontaktbrücken 11, 12, befinden sich in Ut₁ Grundstellung, wie dies die F i g. 8 zeigt. Eine Verdrehung der Welle 33 um 90° bewirkt, daß die gerundeten Oberflächen 42 des nockenförmigen Teiles der Welle 33 an den Schenkeln anliegen und diese etwas auseinanderdrücken; es ergibt sich dadurch der in F i g. 9 dargestellte Zustand. In dieser Spreizstellung ist die Kupplungsvorrichtung >e ht ohne Kraftaufwand auf die Schaltungskarte aufsetzbar, bzw. ist die Schaltungskarte bequem in die Einstecköffnung der Kupplungsvorrichtung steckbar, wobei die gedruckten Leiterbahnen 8,9 bzw. die dünne Masseschicht 4, 5 geschont werden. Bei einem richtigen Sitz der Schaltungskarte in der Kupplungsvorrichtung rasten die seitlichen und federnden Laschen 38 mit ihren öffnungen 39 auf den Scheiben 37 der Welle 33 ein, so daß in diesem Zustand die Kupplungsvorrichtung auch mechanisch gegen Zugbeanspruchung gesichert ist. Durch die exzentrische Form der Scheiben 37 ist die Kupplungseinstellung justierbar, so daß ein zügiges Einsetzen oder Entfernen der Schahungskarte ermöglicht wird.

Falls es erforderlich ist, daß die Kontaktverbindungen zwischen den Signalleitungeii 8, 9 und den Masseleitern 4, 5 unterbrochen werden, indem beispielsweise die Schaltungskarte 1 entfernt bzw. ausgetauscht werden soll, dann ist die Welle 33 so zu verdrehen, daß die gerundeten Nockenoberflächen 42 an den Schenkeln der Kontaktbrücken 11, 12 anliegen und diese etwas spreizen. In diesem Zustand kann die Kupplungsvorrichtung leicht ohne großen Kraftaufwand von der Schaltungskarte 1 abgezogen werden bzw. kann man die Schaltungskarte aus der Kupplungsvorrichtung entnehmen, ohne daß die gedruckten und empfindlichen Leiterbahnen 8,9 beschädigt werden.

In der Kupplungsvorrichtung ist die Welle 33 mit den Nocken 36 als Spreizeinrichtung für die Schenkel der Kontaktbrücken U, 12 besonders zweckmäßig, wenn eine große Anzahl von Kontaktverbindungen auf einer Schaltungskarte herzustellen sind, oder wenn ein relativer großer Kontaktdruck bei den einzelnen Kontaktstellen benötigt wird und wenn die Gefahr besteht, daß dureh 4as Aufstecken bzw. das Abziehen der elektrischen Kupplungsvorrichtung die Kontaktstellen be schädigt werden, besonders die dünnen gedruckter Signalleiterbahnen 8,9 auf der Schaltungskarte.

Zweites Ausführungsbeispiel

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung ist in den Fig. 10, 11 und 12 dargestellt Eine kombinierte Schaltungskarte 1, wie sie vorstehend

ίο bereits beschrieben wurde, trägt an beiden Seiten der Oberfläche einander gegenüberliegende Signalleitungen 8,9 und enthält in den Zwischenschichten zwei flächenhafte Masseleiter 4, 5. Auch bei dieser Schaltungskarte sind die einander gegenüberliegenden

Signalleiter 8, 9 paarweise miteinander zu verbinden, desgleichen auch die Masseleiter 4, 5. Zu dieser Leitungskupplung bzw. Kontaktverbindung sind in der Kupplungsvorrichtung wieder in Dreiergruppen 31 angeordnete Kontaktbrücken vorgesehen. Diese Kon-

taktbrücken-Dreie.'gruppen sind nebeneinander in einem Gehäuse 51 aus Isoliermaterial angeordnet. Die Kupplungsvorrichtung dieses zweiten Ausführungsbeispiels ist aus mehreren verschiedenen Baugruppen zusammengesetzt.

Eine in der F i g. 14 abgebildete Baugruppe besteht aus einem prismatischen Isolierkörper 51, der etwas länger ist als die Breite einer Schaltungskarte 1. Dieser Isolierkörper 51 enthält eine Anzahl planer Meiallscheiben, die aus einem elektrisch gut leitenden Material bestehen. Diese Metallscheiben bilden die Joche 52 bzw. Stegverbindungen der Kontaktbrücken, die aus den Jochen 52 und den beiden Kontaktschenkeln zu * ^n.nengesetzt werden. Die Metallscheiben, folgend als Jochscheiben 52 bezeichnet, sind im Isolierkörper 51 so eingebettet, daß ihre seitlichen Abstände zueinander den Abständen der Signalleiter 8, 9 auf der Schaltungskarte entsprechen.

Zwischen jedem Paar Jochscheiben 52 für die Verbindung der Signalleitungen 8, 9 ist zur Bildung einer Kontaktbrücken-Dreiergruppe eine plane Melallscheibe eingefügt, die als Jochscheibe 53 bezeichnet ist und ein Bestandteil einer Kontaktbrücke für die Masseverbindung ist. Diese als Joche 52, 53 dienenden Metallscheiben ragen geringfügig aus der Oberfläche des lsolierkörpers an vorbestimmten Plätzen so weit heraus, daß sie zusammen mit den Schenkelbrücken 62 einer Deckplatte 54 eine Kontaktverbindung zu den Signalleitungen 8,9 und den Masseleitern 4,5 der Schaltungskarte 1 herstellen.

Der isolierte Kunststoffkörper 51 als Bauteil der Kupplungsvorrichtung ist in seiner Länge etwas größer als die Breite der Schaltungskarte 1 und er hat die in der Fig. 14 dargestellte Form. An seiner Rückseite 55 ist der Kunststoffkörper 51 mit Durchbrüchen versehen, aus welchen die Anschlußfahnen 56 der Jochscheiben 52, 53 herausragen, zur eventuellen Verbindung dieser Anschlußstellen mit äußeren Kabeln, oder anderen Schaltungskreisen, die hier nicht dargestellt sind. Der Kunststoffkörper 51 weist an seiner oberen Oberfliehe die aus den Kanten der Jochscheiben 52, 53 gebildeten Kontaktflächen 57, 58 auf und an seiner unteren Oberfläche die Kontaktflächen 59 und 60. Die Kontaktflächen 58, 60, welche der Masseverbindung zugeordnet sind, sind gegenüber den Kontaktflächen 57, 59, die zur Verbindung der Signalleiter 8, 9 vorgesehen sind, in seitlicher Richtung und in der Höhe versetzt angeordnet und sie haben einen geringeren Abstand zueinander. Die lochscheiben 52 für die Sienalleiter 8. 9

IO

bilden d'.e Kontaktflächen 57 und 59 und die jochscheiben 53 für die Masseverbindung haben die Kontaktflächen 58 und 60. Die Stirnkanten der Jochscheiben 52 und 53 bilden Kontaktflächen und dienen somit als Kontaktverbindungsstellen für die Schenkelbrücken 54, die als weitere Bauelemente zur Komplettierung der Kupplungsvorrichtung erforderlich sind.

Die Kontaktbrücken zwischen den Jochscheiben 52 und 53 und den Signalleitern 8,9 bzw. den Masseleitern 4, 5 auf der Schaltungskarte 1 werden durch die Verwendung von zwei Deckplatten 54 hergestellt, von denen eine in der Fi g. 13 abgebildet ist. Eine derartige Deckplatte 54 besteht aus einer länglichen an die Breite der Schaltungskarte angepaßten Isolierstoffscheibe 6i, deren eine Oberflächenseite mit einer Anzahl gedruckter Leiterbahnen bedeckt ist, die Schenkelbrücken 62 darstellen. Der seitliche Abstand dieser zueinander parallelen Leiterbahnen 62 ist gleich dem Abstand der Signalleiter 8, 9 auf der Schaltungskarte 1 und dem Abstand der Jochscheibe 52 im Kunststoffkörper 51. In der Mitte der Isolierstoffscheibe 61 ist über den leitenden Schenkelbrücken 62 rechtwinkelig zu diesen ein streifenförmiges Plättchen 63 aus Isolierstoff angeordnet, das jedoch schmaler ist als die Isolierstoffscheibe 61. Dieses schmale Isolierstoffplättchen 63 ist mit einer Schicht aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. Kupfer, belegt, welche als Schenkelbrücke 64 für die Masseverbindung dient. Diese Deckplatte 54 ist ein Bauelement der Kupplungsvorrichtung und dient als Zwischenstück bei der Brückenverbindung der Jochscheiben 52> 53 im Kunststoffkörper 51 mit der Schaltungskarle 1. Liegt der isolierende Kunststoffkörper 51 an der Anschlußseite der Schaltungskarte 1 an, dann werden an der Verbindungsstelle zwei Deckplatten 54 an beiden Seiten so eingelegt, daß deren Schenkelbrükken 64 eine Kontaktbrücke zwischen einem Masseleiter 4, 5 der Schaltungskarte 1 und den Kontaktflächen 58,60 der Jochscheiben 53 im Kunststoffkörper 51 herstellen und außerdem die Kontaktverbindungen von den Signalleitern 8, 9 über die streifenförmigen Schenkelbrücken 62 zu den Kontaktflächen 57, 59 der Jochscheiben 52 im Kunststoff körper 51.

In den F i g. 11 und 12 ist lediglich nur eine Deckplatte 54 der Kupplungsvorrichtung dargestellt, jedoch ist verständlich, daß auf beiden Seiten der Schaltungskarte 1 eine Deckplatte 54 zu verwenden ist, um die Kontaktbrücke von den Signalleitern 8,9 und den schichtförmigen Masseleitern 4,5 zu den Kontaktflächen 57, 59 der Jochscheiben 52, 53 im Kunststoffkörper 51 herzustellen.

Die beiden Deckplatten 54 werden durch Spannbänder 65 an die Schaltungskarte 1 und den Kunststoffkörper 51 angedrückt und dadurch in ihrer richtigen Lage gehalten und in dieser fixiert. Zwischen den Spannbändern 65 und den beiden Deckplatten 54 ist eine Schicht aus federndem Dämpfungsmaterial 66 eingelegt, wie dies aus der F i g. 15 zu ersehen ist.

Die Fig. 11 zeigt in einer Schnittansicht die brükkenförmige K.ontaktverbindung von einem Signalleiter 8 auf der Schaltungskarte 1 über die streifenförmige Schenkelbrücke 62 der Deckplatte 54 und der Kontaktfläche 57 zu einer Jochscheibe 52 im isolierten Kunststoffkörper 51. In der F i g. 12 ist in einer Schnittansicht die brückenförmige Kontaktverbindung der Masseleitung dargestellt, bei der der Masseieher der Schaltungskarte 1 durch die leitende Schenkelbrücke 64 der Deckplatte 54 über die Kontaktfläche 60 mit einer Jochscheibe 53 im Kunststoffkörper 51 verbunden ist.

Die Jochscheiben 52, 53 sind so konstruiert und im isolierenden Kunststoffkörper 51 so angeordnet, daß der vorgeschriebene Wellenwiderstand jeder Übertragungsleitung der Schaltungskreise zwischen ihrem Signalleiter 8, 9 und der Masseverbindung auch an den Kontakt-Kupplungsstellen gegeben ist. Der in der Kupplungsvorrichtung bei den Übertragungsleitungen geforderte Wellenwiderstandswert ist abhängig von den Abständen zwischen den Jochscheiben 52, 53 für die Signalleiter 8, 9 und die Masseleiter 4, 5, von den seitlichen Flächen der Jochscheiben 52, 53 und außerdem von der Dielektrizitätskonstanten des verwendeten Isoliermaterials, in das die Jochscheiben 52, 53 eingebettet sind, wobei dieses Isoliermaterial die Jochscheiben teilweise umschließt und auch den Kunststoffkörper 51 bildet.

In der vorstehenden Beschreibung wurden zwei verschiedene Ausführungsarten von Kupplungsvorrichtungen erläutert, die auf dem gleichen Erfindungsgedanken basieren. Die beiden Beispiele betreffen die paarweise Zusammenkupplung von Signalleitern 8, 9, die einander gegenüberliegend auf den zwei Oberflächen einer kombinierten Schaltungskarte 1 angeordnet sind, mittels Kontaktbrücken, welche Dreiergruppen bilden. In dem ersten Ausführungsbeispiel macht jede U-förmige Kontaktbrücke 11 für die Signalleiter direkt Kontakt mit den zugeordneten Signalleitungen 8,9 und jede mittlere Kontaktbrücke 12 in der Dreiergruppe stellt die Verbindung mit den Masseleitern 4, 5 der Schaltungskarte 1 her. Durch eine Spreizung der Schenkel der U-förmigen Kontaktbrücken 11, 12 ist es möglich, die Kontaktverbindung zu unterbrechen und die Kupplungsvorrichtung von der Schaltungskarte ohne Kraftanstrengung abzuziehen bzw. die Schaltungskarte aus der Kupplungsvorrichtung zu entnehmen.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung werden die Kontaktverbindungen durch zusammenfügbare Brückenelemente, welche Baugruppen bilden, hergestellt, die die Signalleiter 8, 9 bzw. die schichtförmigen Masseleiter 4, 5 auf der Schallungskarte mit den Jochscheiben 52,53 in einem Kupplungsgehäuse 51 miteinander verbinden. Wenn die Brückenelemente 62 entfernt werden, dann ist es auch möglich, das Kupplungsgehäuse 51 mit den in ihm enthaltenen Jochscheiben 52, 53 zu entfernen. Die Kontaktbrücken setzen sich hierbei aus Jochscheiben 52, 53 und Schenkelbrücken 62 zusammen, wobei die Jochscheiben 52,53 in einem Kunststoffkörper 51 eingebettet sind. Die Schenkelbrücken 62 sind Bestandteile von Deckplatten 54, die im komplettierten Zustand die Kupplungsvorrichtung bilden. Im zusammengekuppelten Zustand verbinden die Schenkelbrücken 62 die Jochscheiben 52, 53 mit den Signalleitern 8, 9 bzw. der schichtförmigen Masseleitern 4, 5 der kombinierter Schaltungskarte 1. Eine Trennung der Kupplungsvor richtung von der Schaltungskarte ist dadurch möglich daß eine der Deckplatten 62 abgenommen wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Kupplungsvorrichtung mit Kontaktbrücken für die Verbindung der Signal- bzw. Masseleiter einer zweiseitig mit Signalleitern versehenen mehrschichtigen Schaltungskarte mit innenliegenden Masseleitern und einem Wellenwiderstand der dem Wellenwiderstand zwischen den Signal- und Masseleitern der Schaltungskarte angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücken (11, 12) U-förmig gestaltet und zu Dreiergruppen (31) zusammengefaßt sind, daß jede Dreiergruppe (31) aus zwei außenliegenden Kontaktbrücken (11) für die Signalleiter (8, 9) und eirer innenliegenden (12) ,₅ für die Masseleiter (4,5) besteht, daß der gegenseitige Abstand der Kontaktbrücken (11) für die Signalleiter dem der Signalleiter (8, 9) auf der Schaltungskarte (1) entspricht und daß die Größe der Seitenflächen der Kontaktbrücken (11, 12) sowie das Dielektrikum (20) zwischen den Kontaktbrükken (11, 12) für die Signal- bzw. Masseleiter so gewählt sind, daß sich der angepaßte Wellenwiderstand ergibt.

2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch der U-förmigen Kontaktbrücken (11, 12) Anschlußfahnen (13) für äußere Signal- bzw. Masseleiter (14... 17) aufweist.

3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der innenliegenden Kontaktbrücken (12) kürzer sind als die der äußeren (11) und mit den gegenüber den Enden der Signalleiter (8,9) der Schaltungskarte (1) vorspringenden Masseleitern (4, 5) in Kontakt bringbar sind.

4. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichne,', daß die Kontaktbrücken (11, 12) plane Metallscheiben sind, deren Querschnitt eine wesentlich größere Breite aufweist als deren Dicke und daß die Flächen der Kontaktbrücken (11,12) senkrecht zur Ebene der Schaltungskarte (1) verlaufen.

5. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand zwischen den Schenkeln aller U-förmigen Kontaktbrücken (11, 12) gleich ist, daß die freien Schenkelenden aller Kontaktbrücken (11, 12) nach innen gerichtete Vorsprünge aufweisen und daß die Vorsprünge der Kontaktbrücke (12) für die Masseleiter (4, 5) langer sind als die der Kontaktbrücken (11) für die Signalleiter (8,9).

6. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein mit einer Einstecköffnung für die Schaltungskarte (1) versehenes isolierstoffgehäuse (32) enthält, in dem mehrere Dreiergruppen (31) von Kontaktbrücken (1 i, 12) angeordnet sind, deren Anschlußfahnen (13) aus einer Gehäusewand ragen und daß in dem Gehäuse (32) eine Spreizeinrichtung (32...40) für die Schenkel der U-förmigen Kontaktbrücken (11, 12) angeordnet ist, durch deren Betätigung der lichte Abstand zwischen den Schenkelenden beim Einsetzen und Herausnehmen der Schaltungskarte (1) vergrößerbar ist (F i g. 6 bis 9).

7. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizeinrichtung (33...40) aus einer in dem Isolierstoffgehäuse (32) gelagerten nockenförmigen Welle (33, 36, 41, 42) besteht, die den Raum zwischen den Schenkeln aller Kontaktbrücken (11,12) für die Signal- bzw. Masseleiter durchdringt (F i g. 6 bis 9).

8. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Kontaktbrücken (52,53,62,64) für die Signalbzw. Masseleiter mehrteilig sind, daß eine derartige Kontaktbrücke aus einer Jochscheibe (52, 53) und zwei Schenkelbrücken (62,64) zusammengesetzt ist, daß die Jochscheiben (52,53) flache, etwa rechteckige Metallscheiben sind, die parallel nebeneinander in Dreiergruppen (31) in einem entsprechenden Abstand der zu verbindenden Signalleiter (8, 9) so in einem isolierenden Kunststoffkörper (51) eingebettet sind, daß ihre oberen und unteren Scheibenkanten als Kontaktflächen (57, 58, 59, 60) zugänglich sind, daß der Kunststoffkörper (51) an der Schaltungskarte (1) anliegt, daß die Schenkelbrücken (62, 64) auf einer Oberflächenseite einer aus Isoliermaterial bestehenden Deckplatte (54) angeordnet sind, we'che mittels einer lösbaren Befestigungseinrichtung (65...74) so auf der Schaltungskarte (1) und dem Kunststoffkörper (51) ausgerichtet anliegt, daß die Endbereiche der Schenkelbrücken (62, 64) jeweils auf den Kontaktflächen (57, 58, 59, 60) der Jochscheiben (52, 53) und den auf der Schaltungskarte (1) korrespondierenden Signal- (8, 9) bzw. Masseleitern (4,5) aufliegen (F i g. 10 bis 12).

9. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Kunststoffkörper (51) die Kontaktflächen (60) der Jochscheiben (53) der Kontaktbrücken für die Masseleiter (4, 5) in einer separaten Reihe auf der zur Schaltungskarte (1) gerichteten Seite angeordnet sind und in Anpassung an die Masseleiter (4,5) der Schaltungskarte (1) eine geringere Höhe aufweisen als die Kontaktflächen (57, 59) der Jochscheiben (52) der Kontaktbrücken für die Signalleiter (8, 9), daß jede Schenkelbrücke (62) der Kontaktbrücken für die Signalleiter aus gedruckten Leiterbahnen (62) besteht, die auf einer Oberflächenseite einer aus Isoliermaterial bestehenden Deckplatte (61) angeordnet sind und daß jede Schenkelbrücke (64) der Kontaktbrücken für die Masseleiter (4,5) aus einer leitenden dünnen Metallschicht gebildet wird, die auf einer Oberflächenseite eines Isolierstoffstreifens (63) angeordnet ist (F ig. 13).