DE2018376B2 - Steckverteilertafel fuer koaxiale steckverbindungen - Google Patents
Steckverteilertafel fuer koaxiale steckverbindungenInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft eine Steckverteilertafel für koaxiale Steckverbindungen, basierend auf dem Oberbegriff
des ersten Patentanspruchs.
Die Erfindung bezweckt eine Weiterentwicklung von koaxialen Steckkontaktverbindungen zwischen den
sehr nahe beieinanderliegenden Anschlußstellen einer Schaltungs- oder Verteilertafel oder dergleichen und
koaxialen Übertragungsleitungen mit dem Ziel, eine größere Packungsdichte und eine gute Anpassung des
Wellenwiderstandes an den Anschlußstellen zu erhalten.
Solche Steckverteilertafeln mit Gitterstruktur für koaxiale Steckverbindungen werden vorzugsweise in
elektronischen Schaltungsanordnungen, z. 3. bei Computern, verwendet, welche Schaltungstafeln aufweisen,
die als Verteilungen für die verschiedenen Signale und die unterschiedlich hohen Spannungspegel dienen.
so Diese, dem Fachmann bekannten Schaltungs- oder Verteilertafcln dienen als Träger für gedruckte Leiterzüge,
welche in bestimmten Mustern sich auf den Außenseiten der Schaltungsplatten befinden, während
in den Zwischenschichten der Schaltungstafeln sich Leiterbahnen befinden, die meistens zur Spannungsversorgung
vorgesehen sind. Bei diesen Schaltungstafeln befinden sich auf der einen Oberflächenseite eine sehr
große Anzahl von nahe beieinander angeordneten Anschlußstellen, die vorwiegend als dünne Kontaktstif-
bo te ausgeführt sind. Auf der anderen gegenüberliegenden
Oberflächenseite einer solchen Schaltungstafel sind die steckbaren Schaltkarten angeordnet, welche die diversen
Schaltungskreise enthalten. Die Kontaktstifte der Anschlußstellen stehen milden verschiedenen Leitungs-
hri zügen und Leiterbahnen in der Schaltungstafel in
Verbindung. Die Kontaktstifte auf der einen Schaltungstafel sind durch eine Leitungsverbindung mit Kontaktstiften
auf einer anderen Schaltungstafel zur unver-
fälschten Übertragung von Signalen verbunden. Insbesondere bei nachträglichen Schaltungsänderungen ist es
erforderlich, verschiedene Kontaktstifte einer Sclhaltungstafel
miteinander durch koaxiale Leitungen zu verbinden.
Die erfindungsgemäße Steckverteilertnfel mit Gitterstruktur
für koaxiale Steckverbindungen kann auch in anderen Verteilungsanordnungen Verwendung finden,
z. B. bei Speicherebenen, die aus Halbleitern bestehen, welche mit einer großen Anzahl von Leitungen
verbunden sind. Weitere Anwendungsmögüchkeiten ergeben sich bei Verteilertafeln, bei denen dia lesbaren
Schaltverbindungen durch flexible Schaltschnüre hergestellt werden, beispielsweise bei Analogrechnern oder
bei elektrischen Steuerungsanlagen.
Durch den Trend zur Miniaturisation von elektronischen Schaltungsanordnungen besteht die Forderung,
daß auf einem vorgegebenen Raum auch eine wesentlich größere Anzahl von Kontaktanschlußverbindungen
untergebracht werden muß als bisher. So besteht z. B. in der neuzeitlichen Schaltungslechnik die
Forderung, daß bei den als Verteiler dienenden Schaltungstafeln die Abstände von zwei einander
benachbarten Kontaktstiften, welche verschiedene Potentiale aufweisen können, nur etwa 1,3 mm betragen.
Bei derartig kleinen Abständen zwischen zwei benachbarten Kontaktstiften ist es üblich und bekannt, die
Leitungen durch eine Lötverbindung anzuschließen. Diese sehr nahe beieinanderstehenden und aus der
einen Oberflächenseite einer Verteilertafel vorstehenden Kontaktstifte sind sehr dünn und auch mechanisch
ziemlich empfindlich. Es ist außerdem schwierig und es erfordert die Verwendung von Führungshilfen, um eine
sichere Kontaktverbindung mit diesen dicht gepackten Kontaktstiften herzustellen. Das Anschlußproblem wird
besonders kritisch in Verbindung mit dünnen Koaxialkabeln, weil diese den Anschluß von zwei Kontaktstiften
auf der Schaltungstafel bedingen. Der im Zentrum des Koaxialkabels liegende Signalleiter wird mit einem
Kontaktstift verbunden, und der Außenleiter des Koaxialkabels, welcher als Schirmung dient, wird mit
einem Kontaktstift verbunden, der in den meisten Fällen auf Massepotential liegt.
Durch die amerikanische Patentschrift 3179 914
wurde eine koaxiale Steckverbindung bekannt, bei der das eine Ende des Koaxialkabels mit einem zweipoligen
Stecker bestückt ist. Bei diesem Stecker ist der Signalleiter mit einem federnden Kontaktstück verbunden
und der Außenleiter bzw. der Schirmleiter mit einem benachbarten Kontaktstück und dem Gehäuse
des Steckers. Als Gegenstück dient ein gleicher zweiter Stecker, der mit dem ersten Stecker identisch ist. Beide
Stecker sind komplementär ineinandergeschoben. Diese Steckverbindung hat den Nachteil, daß sie zu yroße
Abmessungen aufweist, und daß auch für den Schirmleiter ein Einzelkontakt benötigt wird.
In der amerikanischen Patentschrift 29 39 100 ist eine
Steckverteilertafel beschrieben, die ein Gitter mit eingesetzten Isolierbuchsen enthält, welche zur Aufnahme
der Stecker von Schaltschnüren dienen. Die ω Isolierbuchsen sind an den Enden mit einem Flansch
versehen, der verhindert, daß beim Einstecken eines Steckers dessen vorstehender unter elektrischer Spannung
stehender Kontaktstift einen ungewollten Kontakt mit dem auf Massepotential liegenden Metallgitter t>'i
macht. Außerdem soll durch die Isolierbuchsen ein zwischen den Schaltschnüren und dem Metallgitter
fließender Ableitstrom auf einem Minimalwert begrenzt werden. Das Gitter dieser bekannten Steckverteilertafel
ist aus parallel zueinander in horizontaler und vertikaler Richtung verlaufenden Metallstreifen zusammengesetzt,
die kammartig mit Schlitzen versehen sind und so ineinandergefügt sind, daß sich zwischen den Kreuzungsstellen
der Streifen rechteckförmige Hohlräume bilden. Diese bekannte Steckverteilertafel ist nur für
einpolige Schaltschnüre ausgelegt, und es ist keine Einrichtung vorgesehen, welche eine Schirmung gegen
Störsignale oder Strahlungseffekte bewirkt. Außerdem sind die Anschlußstellen nicht an den Wellenwiderstand
der Übertragungsleitung angepaßt. Diese bekannte Schaltverteilungstafel und Gitterstruktur gibt keine
Lehre, um eine Steckverteilertafel zu schaffen, welche zum Anschluß von Koaxialkabeln bei einer großen
Packungsdichte geeignet ist.
Die amerikanische Patentschrift 34 05 384 offenbart ebenfalls einen gitterförmigen Steckverteiler, der aus
kammartig gestanzten Bandstreifen, die aus Isoliermaterial bestehen, zusammengesetzt ist. Die im Gitter des
Steckverteilers gebildeten rechteckförmigen Höhlräume
dienen als ein- oder mehrpolige Fassungen bzw. Buchsen, in welche ebenfalls rechteckförmige ein- oder
mehrpolige Stecker einsteckbar sind, welche als Träger für Bauelemente oder als Anschlußelemente für
Leitungen dienen. Diese Stecker sind an ihren Seitenwänden mit federnden Kontaktstreifen versehen,
die im gesteckten Zustand eine Kontaktverbindung mit Anschlußstreifen herstellen, welche in einem bestimmten
Muster auf den Seitenwänden angeordnet sind, die die Buchsen- bzw. Fassungshohlräume begrenzen.
Dieser bekannte gitterförmige Steckverteiler, welcher verhältnismäßig viel Raum beansprucht, enthält keine
zentral angeordneten Kontaktstifte als empfindliche Anschlußelemente, sowie keine Schirmungseinrichtung,
außerdem sind keine Maßnahmen zur Anpassung des Wellenwiderstandes vorgesehen.
Eine Steckverteilertafel mit Gitterstruktur zum Anschluß von koaxialen Kontaktsteckern wurde durch
die amerikanische Patentschrift 34 06 V>9 bekannt. Ein
Metallgitter, das aus ineinandergesteckten, sich rechtwinklig kreuzenden Bandstreifen besteht, ist zur
Fixierung in kreuzförmig angeordnete Nuten eingesetzt, die sich sowohl in einer metallischen Grundplatte
und in einer metallischen Deckplatte befinden, wobei die letztere mit Bohrungen versehen ist, welche als
Einstecköffnungen für die Koaxialstecker dienen. Von der Grundplatte isoliert, ragen in die durch das Gitter
gebildeten Hohlräume zentral angeordnete gebogene Kontaktfedern. Das Gitter, die Grundplatte und die
gelochte Deckplatte werden durch Rahmenschenkel zusammengehalten und bilden eine voluminöse Baueinheit,
welche fertigungstechnisch ziemlich aufwendig ist und demzufolge teuer sein dürfte. Bei dieser Steckverteilertafel
ist außerdem nachteilig, daß sie eine große Bauhöhe aufweist, weil die in die Einstecköffnungen der
Deckplatte gesteckten Koaxialstecker, bedingt durch ihre Konstruktionsart, eine relativ große Längs haben.
Bei dieser bekannten Steckverteüertafel sind die Forderungen nach einer großen Packungsdichte bei
kleinstem Raumvolurnen nicht zufriedenstellend erfüllt. Weitere Bedenken bestehen über die Sicherheit einer
zuverlässigen Kontaktgabe zwischen den Steckerstiften und den Kontaktfedern. Beim Einstecken der Koaxialstecker
besteht die Möglichkeit, daß ein Steckerstift Berührungskontakt mit der Deckplatte macht und sich
eventuell auch verbiegen kann.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine neue
verbesserte Steckverteilertafel, die eine Gitterstruktur enthält, für koaxiale Steckverbindungen zu schaffen,
welche die Nachteile der bekannten Konstruktionen nicht aufweist und die außerdem für eine große
Packungsdichte der Anschlußstellen und eine kleine Bauhöhe der koaxialen Kontaktsteckverbindungen
ausgelegt ist.
Die Bandstreifen für das Gitter sollen aus einfachen, in der Massenfertigung billig herstellbaren Teilen
bestehen, welche auf einfache Weise schnell zu einem stabilen, sich selbst haltenden und in der richtigen Lage
fixierten Gitter zusammensetzbar sind, ohne die Verwendung von Rahmenteilen. Das Gitter soll einen
mechanischen Schutz für die empfindlichen Signalkontaktstifte bilden und als elektrische Schirmung der
Koaxialleitung dienen. Hierbei soll gewährleistet sein, daß bei eingestecktem Koaxialstecker einerseits eine
zuverlässige Kontaktverbindung zwischen der Signalleitung und dem Signalkontaktstift besteht, und daß
andererseits eine ebenfalls sichere Kontaktverbindung zwischen dem Gitter und dem Schirmleiter gewährleistet
ist. Die einen Hohlraum im Gitter begrenzenden Seitenwände sollen als Führung für den einzusteckenden
Kontaktstecker dienen, welcher in seiner Kontaktstellung durch Reibungskräfte im Hohlraum gehalten
werden soll. Das Gitter soll außerdem so ausgelegt sein, daß sich bei einer offenen Anschlußstelle oder bei einem
in den Hohlraum eingesteckten Koaxialstecker ein angepaßter Wellenwiderstand ergibt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Kombination der im Kennzeichnungsteil des ersten
Patentanspruchs enthaltenen Merkmale.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Steckverteilertafel mit einer Gitterstruktur zur
Herstellung von koaxialen Kontakt-Steckverbindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das auf der Schaltungs- oder Verteilertafel angeordnete zu den Kontaktstiften ausgerichtete unf fixierte
Gitter bildet durch seine Seitenwände rechteckförmige Hohlräume, welche als Fassungen oder Buchsen für die
einsteckbaren koaxialen Kontaktstecker dienen. Diese Seitenwände, welche elektrisch leitend sind oder eine
Leitschicht aufweisen, dienen gleichzeitig für verschiedene Zwecke: beispielsweise als Schutzmantel für die
empfindlichen Kontaktstifte, als Führung für die Kontaktstecker, als Außenleiter der koaxialen Übertragungsleitung,
als Schirmung der Anschlußstelle und als Anpassungsglied zur Erzielung eines gleichen Wellenwiderstandes
an der Anschlußstelle. Das Gitter der Steckverteilertafel besteht aus ineinandergesteckten,
sich rechtwinklig kreuzenden Bandstreifen, deren im Rastermaß angeordnete Einsteckschlitze mit einer
Rasteinrichtung komplettiert sind, die auf einfache Weise den Zusammenhalt und die Stabilität des Gitters
gewährleistet. Zur Erzielung einer sicheren, erschütterungsbeständigen
Kontaktverbindung zwischen den Koaxialsteckern und der gitterfönnigcn Fassung sind
entweder die Wände der Hohlräume mit federnden Kontaktfingern versehen, und/oder die Koaxialsteckcr
enthalten an der Oberfläche federnde Kontaktelemente, /.. B. gekrümmte Blattfedern oder unter Federspannung
stehende Kugel- bzw. Warzenkontakte.
Die erfindungsgemäße Stcckverteilertafel für koaxiale
Steckverbindungen hat im Vergleich mit bekannten Ausführungen den Vorzug, daß sie eine wesentlich
größere Packungsdichte der Kontakt-Anschlußstellen ermöglicht, weil zur Herstellung der Kontaktvcrbindung
mit einer zweipoligen Übertragungsleitung nur ein Kontaktstift erforderlich ist und weil die die Einsteck
öffnung begrenzenden Seitenwände des Gitters gleich zeitig mehrere Funktionen erfüllen. Ein anderer Vortei
in bezug zu der bekannten durch die in dei amerikanischen Patentschrift 34 06 369 beschriebener
Steckverteilertafel besteht darin, daß die Gesamtbauhöhe der koaxialen Steckverbindung wesentlich geringei
ist, weil die Kontaktstellen für die Signal- unc Außenleiter nebeneinander auf einer Höhe liegen unc
ίο nicht hintereinander wie bei der bekannten Steckverbindung.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird in" folgenden anhand von Zeichnungen (F i g. 1 bis 5]
ausführlicher beschrieben. Es stellen dar
Fig. 1 in Perspektiv-Darstellung eine erfindungsgemäße Steckverbindung zwischen einer Schaltungstafe
und einem Koaxialkabel, bei der zur besserer Anschaulichkeit deren Teile — Koaxialstecker, gitterförmige
Fassung und die auf einer Schaltungstafe angeordneten Kontaktstifte — in auseinandergezogenem
Zustand abgebildet sind,
Fig. 2 eine Perspektiv-Ansicht von zwei sich kreuzenden und ineinander zu steckenden Metallstreifen,
aus denen die gitterförmige Steckerfassung besteht,
Fig.3 die Ansicht eines Längsschnittes durch eine erfindungsgemäße koaxiale Steckverbindung,
Fig.4 eine Perspektiv-Ansicht eines Koaxialkabels
mit einem angeschlossenen Koaxialstecker, an desser Außenflächen vorgespannte Federn angeordnet sind
zwecks Erzielung eines guten Kontaktes zwischen dei Fassung und dem Stecker,
F i g. 5 eine Perspektiv-Ansicht eines Streifens au; teilweise beschichtetem Isoliermaterial, der zur Bildung
der Gitterstruktur dient und der an vorbestimmter Stellen mit in gedruckter Schaltungstechnik ausgeführten,
elektrisch leitenden Zwischenverbindungen versehen ist.
In der F i g. 1 ist auf der rechten Seite ausschnittsweise ein Teilstück einer Schaltungstafel 10 dargestellt, die
mit einer Anzahl gedruckter oder geätzter Leiterbahnen versehen ist, welche jedoch nicht abgebildet sind
Aus der einen Oberflächenseite dieser Schaltungstafel 10 ragen in rasterförmiger Anordnung sehr nahe
beieinanderstehend eine Anzahl von Kontaktstiften 12 welche als Anschlußstellen dienen. Diese Kontaktstifte
12 sind vorwiegend mit den die Signale bzw. die Spannungspotentiale führenden Leitungszügen auf der
Schaltungstafel 10 verbunden und stehen ziemlich eng reihen- oder spaltenweise nebeneinander. Die koaxialer
Steckverbindungen für diese Kontaktstifte 12 können ebenfalls wie die Schaltungsanordnungen auf der
Schaltungstafel 10 in Miniaturtechnik ausgeführt oder entsprechend angepaßt sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Kontaktstifte 12 einen Durchmesser
γ, von etwa 0,4 mm und eine freie Länge von etwa 2,6 bis
3 mm. Der Abstand zwischen zwei einander benachbarten Kontaktstiften 12 kann etwa 1,3 mm betragen. Bei
dieser Schaltungstafel 10 können in einem spezifischen Flächenbereich mit den Abmessungen 25,4 χ 25,4 mm
mi bis zu 400 Kontaktstifte 12 in Reihen angeordnet sein
Bedingt durch die kleinen Abmessungen der Kontaktstifte 12 und ihre geringen Abstände zueinander, sowohl
durch die relativ kleinen Betriebsspannungen können auf einer Schaltungstafcl 10 somit eine sehr große
ι.-. Anzahl von Kontaktstiften 12 als Anschlußclcmentc, die
als Inncnleitcr der Kontaktverbindung dienen, untergebracht werden. Auf der einen Oberflächenseite der
Schaltungstafcl 10 ist ein elektrisch leitendes Fassungs-
gitter 14 angeordnet, dessen Wände 30 als rechteckförmige Fassungen oder Buchsen gestaltet sind, die zur
Führung und zur Aufnahme der Koaxialstecker 20 dienen. Außerdem dienen diese Gitterwände 30 zur
Schirmung und zur Anpassung des Wellenwiderstandes der Anschlußstelle bzw. der Übertragungsleitung. Die
gitterförmigen Fassungen sind so gestaltet und angeordnet, daß in die Mitte jedes Holraumes einer
Fassung, der durch eine Gittermasche gebildet wird, zentral ein Kontaktstift 12 einragt. Weil die Abstände
zwischen den Kontaktstiften 12 zu den Seitenwänden der Fassungen im Gitter 14 ziemlich klein sind, ist eine
sehr genaue Ausrichtung des Fassungsgitters 14 zu den Kontaktstiften 12 erforderlich. Nach der erfolgten
Ausrichtung wird das Fassungsgitter 14 auf der Schaltungstafel 10 fixiert und befestigt.
Das Fassungsgitter 14 dieses Ausführungsbeispiels wird aus ineinandergesteckten, sich kreuzenden Streifen
16, 18 gebildet, welche aus einem dünnen, elektrisch leitenden Federmaterial, z. B. Phosphorbronze, bestehen.
Die durch die Maschen des Fassungsgitters 14 gebildeten Hohlräume über der Schaltungstafel 10
dienen besonders für zwei Zwecke: I. Als Anhaltspunkt (INDEXING) und Führungseinrichtung für einen
einzusteckenden Koaxialstecker 20 bei der Herstellung einer Kontaktverbindung mit einem Kontaktstift 12 und
II. als elektrische Abschirmung der Kontaktverbindung.
Da alle Seitenwände der Maschen im Fassungsgitter 14 elektrisch leitend miteinander verbunden sind, dient
dieses Fassungsgitter 14 auch als gemeinsamer Bezugspunkt für die Masse- bzw. Erdleitung. Der Abschirmmantel
50 eines jeden Koaxialsteckers 20 ist wenigstens über ein federndes Kontaktelement 48, 54 mit dem
Fassungsgitter 14 verbunden und liegt somit auf Massepotential.
Die Fig.2 zeigt zwei sich rechtwinklig kreuzende und ineinandergesteckte Streifen 16, 18, aus denen das
Fassungsgitter 14 besteht. Alle Bandstreifen 16, 18 des Fassungsgitters 14, ob sie sich in Längs- oder in
Querrichtung erstrecken, haben die gleiche Gestalt und 4« die gleichen Abmessungen, dadurch wird eine rationelle
Fertigung der Streifen 16,18 ermöglicht. Jeder Streifen 16, 18 ist über seine gesamte Länge mit quer zur
Längsrichtung verlaufenden Querschlitzen 22 versehen, die sich über die halbe Breite der Streifen 16, 18 4">
erstrecken und deren Abstand zueinander der Maschenweite des Fassungsgitters 14 entspricht. In den
Bandstreifen 16, 18 ist jeweils in dem Streifenteil, der sich über einem Querschlitz 22 befindet, eine auf der
Längsachse der Querschlitze 22 liegende rechteckförmige
Ausstanzung 24 vorgesehen. Jeder Querschlitz 22 weist in seinem vorderen Bereich halbkreisförmige oder
nasenförmige Ausbuchtungen 26 auf, die eine Engstelle im Querschlitz 22 bilden und die bei zusammengesteckten
Streifen 16,18 in die rcchtcckförmigen Ausstanzun- γλ
gen 24 des anderen eingesteckten Streifens 16, 18 einrasten. Dadurch werden die beiden zusammengesteckten
Streifen 16,18selbstsperrcnd zusammengehalten
und sind nur durch größere Krafteinwirkung wieder voneinander lösbar. Zur Herstellung einer derartigen wi
mechanischen Kreuzungs-Steckverbindung werden die Streifen 16, 18 rechtwinklig so aufcinandergeset/t, daß
die offenen Seiten der Querschlitze 22 in der schmalen Längskante der Streifen 16, 18 übereinander liegen.
Durch die Ausübung eines Druckes auf clic beiden </> Streifen 16, 18 werden dann diese so weit in ihren
Querschlilzen 22 ineinandergeschoben, bis die Ausbuchtungen 26 im Qiicrschlil/ 22 des einen Streifens in die
Aussparung 24 des anderen Streifens einrastet. Die Streifen 16, 18 sind in den die Querschlitze 22 und
Aussparungen 24 umgebenden Bereichen 28 auf beiden Seiten verzinnt oder mit einem aufplattierten Streifen
aus Lötmateriai umgeben. Die zwischen den verzinnten Bereichen 28 liegenden Streifenbezirke 30 der Streifen
16, 18 sind vergoldet, siehe Fig.2. Jeweils in der Mitte
der vergoldeten Streifenbezirke 30 sind die Streifen 16, !8 mit U-förmigen Einschnitten versehen, so daß sich
federnde einseitig eingespannte Kontaktfinger 48 ergeben. Diese Kontaktfinger 48 sind an ihrem Fuß
etwas abgewinkelt und ragen schräg aus den planen Flachseiten der Streifen 16, 18 heraus, wobei die
Kontaktfinger 48 im Bereich des freien Endes so gebogen sind, daß dieser Endbereich etwa parallel zur
Oberfläche der Streifen 16,18, jedoch in einer anderen Ebene, verläuft. In den Streifen 16, 18 sind die
Kontaktfinger 48 in wechselnder Folge nach iinks oder rechts so abgewinkelt, daß z. B. im ersten Streifenbezirk
30 der Kontaktfinger 48 aus der linken Flachseite des Streifens 18 ragt und der Kontaktstreifen 48 des
benachbarten Streifenbezirkes aus der rechten Flachseite dieses Streifens 18. Diese vergoldeten Kontaktfinger
48 ragen, wenn das Fassungsgitter 14 komplettiert ist, in den von einer Masche gebildeten Hohlraum und sie
dienen als Kontaktverbindungselement zwischen dem Fassungsgitter 14, das vorzugsweise auf Massepotential
liegt und der leitenden Oberfläche eines eingesteckten Koaxialsteckers 20. Weitere Einzelheiten werden später
erläutert.
Nach der Zusammenfügung aller Streifen 16,18 in der bereits vorstehend beschriebenen Weise, und nach
erfolgter Ausrichtung mit den Kontaktstiften 12 ergibt sich das Fassungsgitter 14, das durch seine rasterförmig
angeordneten Fassungshohlräume eine gewisse Ähnlichkeit mit einer Wabe hat. Dieses Fassungsgitter 14
wird anschließend in einem Ofen oder durch ein Heißluftgebläse so stark erhitzt, daß die Verzinnung
bzw. das aufplattierte Lötmaterial in den Bereichen 28 schmilzt, wodurch sich in den Ecken der Hohlräume und
in den Querschlitzen 22 und Aussparungen 24 feste Lötverbindungen ergeben. Es wurde festgestellt, daß
nach diesem Lötprozeß das Fassungsgitter 14 sehr stabil ist und daß die Streifen 16, 18 nicht mehr relativ
zueinander bewegbar sind.
Koaxialkabel bzw. Koaxialleitungen 55 bestehen im Prinzip aus einem im Zentrum des Kabels angeordneten
Innenleiter 36, der als Signalleiter dient und der von einem Mantel aus Isoliermaterial bestimmter Dicke
umgeben ist, wobei das Isoliermaterial bestimmte spezifische Eigenschaften aufweist. Auf diesem dielektrischen
Isoliermaterial ist ein Außenleiter 46 in Form eines Drahtgeflechtes oder als gewickelter Leitungsstreifen angeordnet. Dieser Außenleiter 46, der den
Innenlciter 36 konzentrisch in einem bestimmten Abstand umgibt, liegt in den meisten Fällen elektrisch
auf Masse- oder Erdpotential, und er dient auch zur Schinnung des Innenlcitcrs 36 gegen äußere Störsignale.
Bei den Schaltungstafeln 10 oder ähnlichen Vertcilcrplattcn verwende! man zum Anschluß der
Schaltungskreise und für die Querverbindungen zu den Schaltungstafeln 10 ähnliche dünne und flexible
Koaxialleilungen 55. Dies ist bedingt durch die hohe Signalfrcqucnz, die steilen Impulsflanken und durch die
niederen Signalpcgel bei derartigen Schaltungsanorclnungcn
in Hochleistungsrcchnern. Bei elektrischen Verbindungen mit solchen Koaxiallcitungcn 55 wurden
bisher meistens der Signalleiter 36 mit einem Kontakt-
stift 12 verbunden und der Außenleiter 46 der Koaxialleitung wurde an einen anderen benachbarten
Kontaktstift 12 angeschlossen, der vorzugsweise auf Massepotential liegt. Werden die Kontaktverbindungen
zwischen den Anschlußstellen auf der Schaltungstafel 10 und den Koaxialleitern 55 auf diese bekannte Weise
hergestellt, dann benötigt man die doppelte Anzahl von Kontaktstiften 12 auf einer Schaltungstafel 10, da jede
Anschlußstelle zwei Kontaktstifte (einen Kontaktstift 12 für den Signalleiter 36 und einen Kontaktstift 12 für den
Außenleiter 46) benötigt.
Der zu dieser Steckverteilertafel mit Gitterstruktur gehörige Koaxialstecker 20 enthält nach F i g. 3 innen
eine längliche Buchse 34, die an ihrem rückseitigen Ende mit dem Signalleiter 36 des Koaxialkabels 55 z. B. durch
Lötung verbunden ist. Um eine gute Kontaktverbindung zwischen der Buchse 34 und einem Kontaktstift 12 zu
erzielen, ist die Buchse 34 in ihrem vorderen Teil, der zur Aufnahme des Kontaktstiftes 12 dient, in der Längsrichtung
geschlitzt. Die Buchse 34 ist in ihrer gesamten Länge zur Verhinderung von Kurzschlüssen mit dem
Außenleiter 46 des Koaxialkabels 55 mit einer Hülse 40 aus Isoliermaterial umgeben. Auf der Einsteckseite der
Hülse 40 befindet sich eine nach außen erweiternde trichterförmige öffnung 42, deren Mittelachse genau
mit der Mittelachse der Buchse 34 übereinstimmt. Diese trichterförmige öffnung 42 in der Hülse 40 dient als
Führung für den Kontaktstift 12 beim Aufstecken eines Kcaxialsteckters 20 auf die Schaltungstafel 10. Dadurch
wird das Aufsetzen des Koaxialsteckers 20 erleichtert, und außerdem wird verhindert, daß der Kontaktstift 12
beim Aufsetzen beschädigt oder verbogen wird. Auf die Isolierhülse 40 ist als Abschirmmantel eine Metallhülse
50 aufgeschoben, die an ihrem zum Koaxialkabel 55 zeigenden Ende ebenfalls auf dessen Außenleiter 46
aufgeschoben und mit diesem elektrisch leitend fest verbunden ist. Diese Verbindung zwischen der Metallhülse
50 und dem Außenleiter 46 erfolgt am zweckmäßigsten dadurch, daß man diese beiden Teile
vor der Montage verzinnt und nach der Komplettierung so erwärmt, bis das Lot schmilzt.
Bei einer Schaltungstafel 10 mit einer Anzahl von Anschlußstellen besteht eine koaxiale Steckverbindung
somit aus einem geschirmten Innenleiter 36 als Signalleiter eines Koaxialkabels 55, der über eine
geschirmte Buchse 34 im Koaxialstecker 20 mit einem geschirmten Kontaktstift 12 eines Schaltkreises auf der
Schaltungstafel 10 verbunden ist, wobei die Schirmung durch den Außenleiter 46 des Koaxialkabels 55, die
damit verbundene MetallhUlse 50 und durch die leitenden Wände der Hohlräume im Fassungsgitter 14
gebildet wird. Bei einem in das Fassungsgitter 14 eingesteckten Koaxialstecker 20 liegen die abgewinkelten
und unter Vorspannung stehenden Kontaktfinger 48 auf der Mctallhülse 50 des Koaxialsteckers 20 auf und
stellen damit die kontaktmäßige Verbindung des Außenleiters bzw. der Schimiung her. Zur Herstellung
einer Steckverbindung wird somit für eine koaxiale Anschlußstelle auf der Schaltungstafel 10 nur ein
Kontaktstift 12 benötigt.
Die kontaktmäßige Verbindung zwischen der äußeren Metallhülse 50 eines jeden Koaxialsteckers 20 und
den Seitenwänden in einem Hohlraum des Fassungsgitters 14 kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden.
Es wurde bereits erwähnt und aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß in jedem vergoldeten Streifenbereich 30
ein großer U-förmigcr Einschnitt vorgenommen wird, wodurch die Kontaktfinger 48 entstehen, deren
Längsachsen quer zur Längsachse der Streifen 16, 18 verlaufen und deren Fußpunkte sich in der Nähe der
Seitenkanten der Streifen 16, 18 befinden. Diese Fußpunkte der Kontaktstreifen 48 befinden sich
entweder in der Nähe der einen oder der anderen Seitenkante der Streifen 16, 18 je nachdem, ob der
Streifen 16, 18 umgekehrt, oder nicht mit dem anderen Streifen 16, 18 zwecks Herstellung einer Kreuzungs-Verbindung
zusammengefügt wird. Auf der F i g. 2 ist zu
ίο ersehen, daß beim Streifen 16, der in bezug zum Streifen
18 invertiert aufgesetzt ist, die Fußpunkte der Kontaktfinger 48 sich auf der Seite des Streifens 16
befinden, in der auch die rechteckförmigen Ausstanzungen
24 angeordnet sind. Die Kontaktfinger 48 aller Streifen 18, 18 sind an ihren Fußpunkten etwas
abgewinkelt, so daß sie bei dem fertig montierten Fassungsgitter 14 jeweils in die durch die Gittermaschen
gebildeten Hohlräume einragen und bei eingesteckten Koaxialsteckern 20 auf deren metallischen Oberfläche
aufliegen und eine kontaktmäßige Verbindung zwischen dem Außenleiter 46 bzw. der Schirmung 50 des
Koaxialkabels 55 und dem Fassungsgitter 14 herstellen. Weil die Kontaktfinger 48 aus einem gut federnden
Material bestehen und sie bei eingesetztem Koaxialstekker 20 unter Vorspannung stehen, wird eine gute
Kontaktübergangsstelle geschaffen. In den Bandstreifen 16, 18 sind die Kontaktfinger 48 in einer stetigen Folge
abwechselnd nach links und rechts abgewinkelt. Die Richtung der Abwinkelung der Kontaktfinger 48 ist bei
den Streifen 16, 18 so gewählt, daß bei einem fertig montierten Fassungsgitter 14 in jeden von einer Masche
gebildeten Hohlraum jeweils an zwei einander gegenüberliegenden Wänden auch zwei Kontaktfinger 48 in
diesen Hohlraum einragen. Die Kontaktfinger 48 in dem anderen gegenüberliegenden Wandpaar dieses Hohlraumes
ragen dagegen in die benachbarten Hohlräume. In jedem Hohlraum des Fassungsgitters 14 ragen somit
jeweils zwei Kontaktfinger 48, die von zwei einander gegenüberliegenden Wänden des Hohlraumes ausgebe
hen. In den nebeneinanderliegenden Hohlräumen des Fassungsgitters 14 sind somit die Kontaktfingerpaare 48
eines Hohlraumes in wechselnder Folge angeordnet, z. B. in einem Hohlraum liegen sie in einer waagerechten
Ebene und im benachbarten Hohlraum in einer senkrechten Ebene und im folgenden Hohlraum wieder
in der waagerechten Ebene und so fort. Über diese federnden Kontaktfinger 48 in den Wänden der
Hohlräume wird somit die Schirmung bzw. der Außenleiter 46 jedes angeschlossenen Koaxialkabels 55
so mit dem Fassungsgitter 14 verbunden, das, falls es
gewünscht ist, über einen speziellen Kontaktstift 12 oder eine andere Verbindung auf Masse- bzw.
Erdpotential gelegt werden kann. Anstelle der Kontaktfinger 48 kann zur Hersteilung einer gleitenden
Kontaktverbindung zwischen dem Fassungsgitter 14 und dem Außenleiter 46 des Koaxialkabels 55 eine
andere Ausführung in der nachstehend beschriebenen Art verwendet werden.
Aus der Fig.4 ist zu ersehen, daß auf zwei einander
to gegenüberliegenden Oberflächenseiten des Koaxialsteckers
20, der mit einem Koaxialkabel 55 verbunden ist, jeweils eine gekrümmte Blattfeder 54 angeordnet ist.
Über diese vorgespannten Blattfedern 54 wird die Schirmung bzw. der Außenleiter 46 des Koaxialkabels
b5 55 mit dem Fassungsgitter verbunden. Die als
Schleifkontakt dienende Blattfeder 54 erstreckt sich wenigstens von einer Oberflächenseite des Koaxialstekkers
20 in Längsrichtung und ist vorzugsweise nach
auswärts vorgespannt, so daß beim Einstecken des Koaxialsteckers 20 in einen Hohlraum des Fassungsgitters
14 die gekrümmte Blattfeder 54 etwas zusammengepreßt wird und dadurch einen Druck auf die
vergoldete Seitenwand 30 des Hohlraumes ausübt, wodurch sich wiederum eine gute Kontaktverbindung
ergibt. Diese gekrümmten Blattfedern zur Herstellung einer Gleit-Kontaktverbindung sind bezüglich ihrer
Kontaktsicherheit gleichwertig den bereits beschriebenen Kontaktfingern 48. Alle Koaxialstecker 20, die in
einem der Hohlräume des Fassungsgitters 14 gesteckt sind, verbinden über die Kontaktfinger 48 oder über die
gekrümmten Blattfedern 54 die Schirmung bzw. die Außenleiter 46 der mit den Koaxialsteckern 20
verbundenen Koaxialkabeln 55. Die auf jeden Koaxialstecker 20 angeordnete Metallhülse 50 ist ein wesentliches
Verbindungsglied zwischen der Schirmung der Koaxialkabel 55 und den Bandstreifen 16, 18. Das
gesamte Fassungsgitter 14 liegt in den meisten Fällen auf Massepotential und dient somit als gemeinsamer
Bezugspunkt für jedes an die Schaltungstafel 10 anzuschließende Koaxialkabel 55.
Falls es gewünscht ist, daß nicht alle Außenleiter 46 der Koaxialkabel 55 auf dem gleichen Masse- bzw.
Spannungspotential liegen sollen und daß Bezirke gefordert werden, die elektrisch voneinander isoliert
sind, oder wo verschiedene Spannungspotentiale für die Außenleiter 46 bedingt sind, werden zweckmäßigerweise
für das Fassungsgitter 14 Streifen aus isolierendem Material verwendet, in der Ausführung entsprechend
der Darstellung gemäß Fig. 5. Der in der Fig. 5 dargestellte Streifen 57 besteht aus einem elektrisch
nichtleitenden Material, z. B. Epoxyharz. Bei diesem isolierenden Streifen 57 ist die Umgebung der
Querschlitze 62 und der Ausstanzungen 64 mit einer streifenförmigen Plattierung 58 aus Lotmaterial versehen.
Im Abstand von diesen Plattierungsstreifen 58 sind auf den Oberflächenseiten der isolierenden Streifen 57
metallische Kontaktstreifen 56 angeordnet, die teilweise in Abhängigkeit von den zu schaffenden Potentialbezirken
durch Querstege 66 miteinander verbunden sind. Jeder dieser Kontaktstreifen 56 dient zur Herstellung
einer Kontaktverbindung zwischen der metallischen Hülse 50 eines Koaxialsteckers 20 und dem Streifen 57
des Fassungsgitters. Die Kontaktstreifen 56 sind von den Plattierungsstreifen 58 bzw. den von ihnen
angenommenen Bereichen isoliert. Die Beschichtung der isolierenden Streifen 57 durch die Plattierungsstreifen
58 und die Kontaktstreifen 56, sowie die Isolierung dieser Streifen voneinander geschieht durch ein
Ätzverfahren, bei dem zuerst die Oberflächen der isolierenden Streifen 57 mit einem Kupferüberzug 59
versehen werden, wobei die zwischen den Plattierungsstreifen 58 und den Kontaktstreifen 56 liegende
Kupferschicht nach dem Aufbringen der Leitungsmuster durch Ätzung entfernt wird. Auf die Kupferschicht
59 wird im Bereich der Plattierungsstreifen 58 eine Schicht aus Lotmaterial aufgetragen und im Bereich der
Kontaktstreifen 56 eine dünne Schicht aus Gold. Die Plattierungsstreifen 58 befinden sich jeweils in unmittelbarer
Nachbarschaft zu den Kanten der Querschlitze 62 und der Ausstanzungen 64 in den isolierenden Streifen
57. Nach dem erfolgten Auftragen der Plattierungsstreifen 58 und der Kontaktstreifen 56 nach einem der
bekannten Verfahren ist spätestens die zwischen diesen Streifen liegende Kupferschicht 59 zu entfernen, um die
ίο gewünschte Isolierung zu erhalten. Je nach den
vorliegenden Erfordernissen, in Abhängigkeit von den zu schaffenden Potentialbezirken auf der gitterförmigen
Fassung 14 können die Kontaktstreifen 56 durch gedruckte elektrisch leitende Querstege 66 miteinander
ir> verbunden werden. Durch den Gebrauch von isolierenden
Streifen 57 in der vorstehend erwähnten Ausführung können z. B. durch die paarweise Anordnung von
einander benachbarten Streifen 57 eine Reihe von Hohlräumen im Fassungsgitter 14 geschaffen werden,
deren Kontaktstreifen 56 alle auf dem gleichen Spannungspotential liegen. Die dieser Reihe unmittelbar
benachbarten Hohlräume, die lediglich durch die Isolierstreifen 57 voneinander getrennt sind, können
dagegen mit Kontaktstreifen 56 versehen sein, die auf einem anderen Spannungspotential liegen. Es ist
selbstverständlich und auch dem Zweck dienlich, daß solch ein Fassungsgitter 14, in dem die Kontaktstreifen
56 der einzelnen Hohlräume auf verschiedenen Potentialen liegen, und wo die Kontaktstreifen 56 von
Hohlräumen gleicher Potentiale zu Gruppen zusammengefaßt sind, am vorteilhaftesten mit isolierenden
Streifen 57 vorstehend beschriebener Ausführung gefertigt wird. Es ist für den Fachmann klar, daß die
einander gegenüberliegenden Oberflächenseiten des
)5 gleichen Streifens 57 aus Isoliermaterial und die darauf
angeordneten Kontaktstreifen 56 an verschiedenen Potentialen liegen können. Es ist ebenfalls verständlich,
daß jeder Kontaktstreifen 56 bzw. jedes Kontaktstreifenpaar 56 eines Hohlraumes auf einem ihm zugeordneten
Potential, z. B. Masse, liege kann.
Das Fassungsgitter 14 dient für verschiedene Zwecke, beispielsweise als Schutzmantel für die Kontaktstifte 12,
als Anpassungselement für den Wellenwiderstand der Übertragungsleitung bei offener Anschlußstelle, als
Führungsmittel für die Koaxialstecker 20 und als Hilfsmittel zur erleichterten Auffindung der richtigen
Anschluß-Position, d. h. auf welchen Kontaktstift 12 der Schaltungstafel 10 ein Koaxialstecker 20 zu stecken ist.
Außerdem dient das Fassungsgitter 14, das ein gemeinsames oder verschiedene Spannungspotentiale
aufweisen kann, für die Außenleiter 46 der eingesteckten Koaxialkabel 55 als Bezugspunkt und als Außenleiter
der Übertragungsleitung.
In den meisten Fällen liegt das Fassungsgitter 14 auf Massepotential, und es dient als Schirmung für die koaxialen Anschlußstellen
In den meisten Fällen liegt das Fassungsgitter 14 auf Massepotential, und es dient als Schirmung für die koaxialen Anschlußstellen
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Steckverteilertafel für koaxiale Steckverbindungen, bei der aus einer Oberfläche rasterförmig
angeordnete Signalkontaktstifte vorstehen, von denen jeder zentral in einen Hohlraum ragt, der von
den Seitenwänden eines auf der Verteilertafel angeordneten, elektrisch gut leitenden und vorzugsweise
auf Massepotential liegenden Gitters begrenzt ist, das aus sich rechtwinklig kreuzenden metallischen
oder metallisierten Bandstreifen besteht, deren Breite wenigstens gleich der freien Länge der
Signalkontaktstifte ist, die in Abständen, welche dem Gitterraster entsprechen, jeweils einen von einer
Kante der Längsseite ausgehenden, sich rechtwinklig über die halbe Streifenbreite erstreckenden
Schlitz aufweisen, in den der sich in Querrichtung erstreckende Bandstreifen mit seinem dieser Kieuzungsstelle
zugeordneten Schlitz eingesteckt ist, wobei die als elektrische Schirmung und Führungseinrichtung
dienenden Seitenwände der Bandstreifen so gestaltet sind, daß wahlweise in jeden
Hohlraum ein sich durch Reibungskräfte selbsthaltender Koaxialstecker einsteckbar ist, der zentral ein
den Signalstift kontaktierendes gabel- oder buchsenförmiges mit einem Signalleiter einer Koaxialleitung
verbundenes Kontaktstück enthält und dessen mit dem Schirmleiter der Koaxialleitung verbundener
Mantel über eine Kontaktfeder leitend mit dem metallischen oder metallisierten Gitter verbunden
ist, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Kreuzungsstelle eine beim Zusammenfügen der
Bandstreifen (16, 18, 57) betätigte Rasteinrichtung (24, 26) vorgesehen ist, die die Halteverbindung
fixiert, daß in den durch die Schlitze (22, 62) begrenzten Flächen (30) der Bandstreifen (16,18,57),
welche jeweils eine Seitenwand bilden, wenigstens eine durch Stanzung entstandene federnde Kontaktzunge
(48) vorhanden ist, daß diese Kontaktzungen (48) in wechselnder Folge nach links und rechts
etwas abgewinkelt sind, so daß deren freie Enden jeweils einen kleinen Auslenkhub zur Flachseite des
Bandstreifens (16, 18, 57) aufweisen, und daß die Bandstreifen (16, 18, 57) so zu einem Gitter (14)
zusammengefügt sind, daß die Kontaktzungen (48) von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden
(30) in einen Hohlraum ragen und die Fußpunkte dur Kontaktzungen (48) sich nahe den Einstecköffnungen
der Hohlräume befinden.
2. Steckverteilertafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Rasteinrichtung
(24, 26), die die Walzverbindung jeder Kreuzungsstelle sichert, in die Bandstreifen (16, 18,
57) jeweils ein der Dicke eines Bandstreifens (16,18, 57) entsprechendes und mit dem Schlitz (22, 62)
fluchtendes Loch (24, 64) eingestanzt ist, daß der Schlitz (22, 62), dessen Breite der Dicke eines
Bandstreifens (16, 18, 57) entspricht, im Bereich seiner Einstecköffnung eine durch zwei in den
Schlitz ragende nasenförmige Ausbuchtungen (26)
gebildete Engstelle aufweist, und daß diese beiden Ausbuchtungen (26) bei der Zusammenfügung der
Bandstreifen (16, 18, 57) in das Loch (24, 64) des Gegen-Bandstreifens (16,18,57) einrasten.
3. Steckverteilertafel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandstreifen (16,
18,57) beidseitig in einem schmalen Flächenbereich, der den Schlitz (22,62) und das Loch (24,64) umgibt,
eine Verzinnung (58) aufweisen, so daß bei einem zusammengefügten ausgerichteten Gitter (14) nach
der Einwirkung von Wärme nach bekannten Verfahren eine feste Lötverbindung an jeder
Kreuzungsstelle besteht.
4. Steckverteilertafel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen
(48) an ihrem Endbereich etwas abgewinkelt sind und parallel zu den Seitenwänden (30) verlaufen
und daß die Außenseite dieses Endbereiches der Kontaktzungen (48) vergoldet ist.
5. Steckverteilertafel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandstreifen
(16, 18) aus federharter Phosphorbronze oder aus einem Isoliermaterial (57) bestehen, bei dem die
Seitenwände (30), welche die Hohlräume begrenzen, in bestimmten Bereichen mit elektrisch gut leitenden
Kontaktstreifen (56) beschichtet sind und daß diese durch gedruckte oder geätzte leitende Querstege
(66) wahlweise miteinander verbunden sind.
6. Steckverteilertafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Hohlraum einsteckbarer
Koaxialstecker (20) zentral in eine Längsrichtung geschlitzte Kontaktbuchse (34) enthält, die eine
Isolierbuchse (40) umgibt, welche an ihrem vorderen Ende als Führung eine konische Einstecköffnung (42)
für den Signalkontaktstift (12) aufweist und daß die Außenfläche der Isolierbuchse (40) mit einer
elektrisch leitenden Metallhülse (50) umgeben ist.
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