DE2149315A1 - Elektrische Steckverbinderanordnung - Google Patents

Description

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Litton Industries, Inc, 360 North Crescent Drive, Beverly Hills, California 90213, USA

Elektrische Steckverbinderanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckverbinder— anordnung mit lötfreier elektrischer Verbindung und insbesondere auf eine elektrische Steckverbinderanordnung, die eine gedruckte Schaltplatte mit durchplattierten Löchern aufweist, welche die Buchsen, d_eh_e die Mutterverbinder bilden_o Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zum mecha«· nisehen Befestigen von Bauelementen auf einer gedruckten Schalt·· platte, um die Bauelemente elektrisch zwischenzuschalten, sowie zum elektrischen Verbinden der zwischengeschalteten Bauelemente mit weiteren elektrischen Vorrichtungen, ohne daß Lötvorgänge oder andere bisher notwendig werdende Vorgänge erforderlich wer· den β

Er, ist bekannt, eine Hauptgrundplatte in Form einer gedruckten Schaltplatte zu verwenden, die häufig als Mutterplatte bezeich·· not wird und die groß genug ist, damit eine Vielzahl von gedruck· ten Schaltplatten, die als Tochterplatten bezeichnet warden,

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unter Verwendung elektrischer Verbinder aufgenommen oder auf ihr befestigt werden können. Bei dieser bekannten Technik wird ein Verbinder, Z₀B₀ ein Plattenrandverbinder, zur Erzielung der mechanischen Befestigung zwischen der Mutterplatte und der Tochterplatte verwendete Der Plattenrandverbinder weist Verbinderstifte mit Schleiffingern auf, die mit stromleitenden Streifen auf der Tochterplatte einen elektrischen Kontakt ergeben, wobei letztere in den Verbinder eingesetzt wird und nicht gerundete entgegengesetzte Endabschnitte von dem Verbinder ausgehen.» Die Verbinder ihrerseits sind auf der Mutterplatte verschraubt, während eine elektrische Verbindung von jeder Tochterplatte dadurch erreicht wird, daß Drähte um die nicht gerundeten Endabschnitte der Kontakte innerhalb eines jeden Verbinders gewickelt werden«

Bei manchen bekannten Vorrichtungen sind lötfreie Verfahren zur Befestigung elektrischer Kontaktelemente mit einer Befestigungs« platte verwendet wordene Diese Vorrichtungen beruhen darauf, daß das durchplattierte Loch deformiert wird, wenn das Kontaktelement zur Erzielung der Haltekraft eingesetzt wirdo Eine derartige lot— freie kontaktbildende Verbindung kann nicht aufgehoben und wieder in die Befestigungsplatte eingeführt werden, weil der plattierte Überzug auf den Wandungen des Loches während des ursprünglichen deformierenden Einbaues zerstört worden isto Diese bekannten elektrischen Verbindungen haben auch die Tendenz, daß sie nach längerer Zeit weniger leistungsfähig werden, weil die mechanische Hai— tekraft und die elektrische Kontinuität 'abnehmen« Der Verlust an mechanischer Haltekraft ist durch die ursprüngliche Deformation des plattierten Überzuges in der Befestigungsplatte bedingt, die sich bis lange nach der Befestigung des Kontaktelementes fortsetzt, so daß das Kontaktelement sich innerhalb des Loches lösen kann«. Der Verlust an elektrischer Kontinuität tritt dann auf, wenn die umgebende Atmosphäre zwischen dem Kontaktelement und dem plattierten Überzug auf den Wandungen des Loches zirkuliert, wobei an der Grenzfläche eine Korrosion auftreten kann_a

Es besteht somit in der Technik ein Bedarf an. verbesserten lötfreien elektrischen Steckverbinderanordnungen^ bei denen die

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Buchsen, d_oh₀ die Mutterverbinder, die durchplattierten Löcher einer gedruckten Schaltplatte sind, damit eine elektrische Ver« binderanordnung erhalten wird, die zur einfachen Verbindung zu« sammengebaut und wieder auseinandergebaut werden kann, und die ermöglicht, daß nur die Stromkreisleiter der gedruckten Strom-» kreisplatte selektiv verwendet werden, die für die volle Stromkreisauslegung erforderlich sindo Bei einer derartigen elektrischen Steckverbinder anordnung ist es wesentlich, daß der Vater— teil, doho der Stiftstecker, wiederholt innerhalb des gleichen oder anderer Löcher verwendet werden kann, ohne daß der plattierte Überzug auf den Wandungen des Loches, in das 4er Stecker eingesetzt wird, zerstört wird, so daß er also erforderlichenfalls ausgewechselt werden kann_o Um dies zu erreichen, ist es erwünscht, daß der Stiftstecker in ein durchplattiertes Loch der gedruckten Schaltplatte mit verhältnismäßig geringer Einführkraft eingesetzt werden kann, und daß eine gasdichte Abdichtung zwischen der Innenfläche eines Loches und der eigenen Außenfläche erzielt wird, um eine Verringerung der elektrischen Kontinuität zu verhindern, ohne daß die mechanische Haltekraft durch Alterung verlorengeht_o

Gemäß der Erfindung wird bei einer elektrischen Steckverbinder« anordnung mit gedruckter Schaltung, die wenigstens ein durch— plattiertes Loch aufweist, dessen mit Metall überzogene Wandungen den Mutterverbinder bilden, und die wenigstens einen Vaterverbinder besitzt, der einen Teil mit zylindrischer Gestalt besitzt, das mit dem Mutterverbinder zusammenwirkt, wenn die Verbindung durch das Loch oder eines der Löcher als lösbarer Stift— stecker aufgenommen wird, vorgeschlagen, daß der vorgenannte Teil des Vaterverbinders durch einen Abschnitt aus flachem, strom— leitenden Material gebildet ist, der in zylindrische Form gebo- ' gen ist und der einen in radialer Richtung aufgegebenen, nach innen gerichteten Druck aufgrund einer federnden Deformation un—■ ter Verringerung des Durchmessers der zylindrischen Form aufnehmen kanno

Nach einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist die zylindrische Gestalt des Abschnittes aus flachem stromleitendem Material so gewählt, daß der Abschnitt des Vaterverbinders einen vollständigen, kreisförmigen Querschnitt mit Ausnahme eines Win-

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kelbereiches aufweist, der den kreisförmigen Querschnitt unterbricht, derart, daß wenigstens eine Kante des flachen, stromleitenden Materiales längs einer Erzeugenden nach innen gebogen ist und sich in das Innere der zylindrischen Form erstreckt,, Es wurden gute Resultate erzielt, wenn der Querschnitt des Abschnittes aus flachem stromleitendem Material C—förmig ausgebildet ist und beide Kanten, die sich längs zweier Erzeugender erstrecken, radial nach innen verlaufen,während der übrige Teil des Abschnittes aus flachem, stromleitendem Material in zylindrischer Form bestehtο Vorzugsweise sind die in radialer Richtung nach innen verlaufenden Kanten voneinander weg und in einem Abstand L· gebogen, der hinreichend kurz ist, damit die eine Kante die andere aufgrund einer Verringerung des Durchmessers der zylindrischen Gestalt berühren kann, wenn das Stück des Vaterverbinders oder eines jeden Vaterverbinders in ein durchplattiertes Loch eingeführt wird_o Diese Anordnung ermöglicht eine Ausgestaltung, bei der der Winkelbereich, der den. kreisförmigen Querschnitt unterbricht, größer als 90 Grad ist_o

Der Vaterverbinder, der den Stecker der Anordnung darstellt, ist besonders einfach zu handhaben, wenn seine Länge die Dicke der Schaltungsplatte übersteigt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Möglichkeit der P Zwischenverbindung mit anderen Stromkreiselementen vorgesehen, wenn die Länge des oder eines jeden Vaterverbinders in einen weiteren Mutterverbinder zur wirksamen Zuordnung mit einem weiteren Vaterverbindar fortgesetzt ist_o Dann kann der Mutterverbin— der ein metallisches Gehäuse mit ela±ischen Zungen sein, die aus entgegengesetzt gerichteten Seiten ausgespart sind, wobei die Zungen zum Reibeingriff mit einem der weiteren Vaterverbinder, die in das metallische Gehäuse einsetzbar sind, nach innen abgebogen sindo Wenn die Möglichkeit zur Herstellung von Verbindungen unter Anwendung der Drahtwickeltechnik erwogen wird, kann das Stück des oder jedes Vaterverbinders in ein Stück mit quadratischem Querschnitt des Verbinders fortgesetzt werden_o Eine weitere Möglichkeit für elektrische Verbindungen mit anderen

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Stromkreiselementen ist gegeben, wenn das Stück des oder eines jeden Vaterverbinders in ein flaches Federkontaktelement fortgesetzt wirdo Dies ermöglicht eine Anordnung, bei der benachbarte Federkontaktelemente von Paaren von Vaterverbindem beim Einsetzen in durchplattierte Löcher der Schaltungsplatte zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit Elementen eines elektrischen Bauelementes angeordnet sind, falls das elektrische Bauelement, ZoBo eine weitere Stromkreisplatte, gleitend zwischen die beiden Federkontaktelemente eines Paares eingesetzt ist«. Bei einer derartigen Anordnung können die Federkontakte die weitere Schaltungsplatte in ihrer Stellung, in der ein elektrischer Kontakt mit den Federkontaktelementen hergestellt wird, aufneh— ' men und aufrechterhaltene

Nachstehend wird eine Ausführungsform im einzelnen erläutert} es ist hierbei eine isolierende Grundplatte, z_oB_# eine Schaltung»· platte, mit einer Vielzahl von durchplattierten Löchern vorgesehen. Die Grundplatte kann eine einlagige Platte sein, sie kann aber auch eine mehrlagige Schaltungsplatte sein, wobei die Stromleiter mit ausgewählten Löchern verbunden sind, deren jedes mit einem Überzug aus stromleitendem Material auf der Innenfläche, dohc. den Wandungen des Loches versehen ist_o Ein Kontaktelement, das den Stiftstecker daräbellt und das einen zentrischen Abschnitt besitzt, der den in eine zylindrische Gestalt gebogenen Teil (fersteilt, wird in jedes der ausgewählten Löcher eingesetzt, in welchem der zentrische Abschnitt symmetrisch um seine Längsachse nachgibt, wodurch die gewünschte Haltekraft ohne störende Beeinflussung oder Zerstörung des durchplattierten Loches erzielt wird_e Der Stiftstecker weist ein Endteil zur mechanischen Befestigung eines elektrischen Bauelements mit ihm auf, während eine elektrische Kontinuität erzielt wirdo Der Stiftstecker kann ferner einen unrunden Endteil besitzen, der zur Befestigung eines Drahtes verwendet wirdo Der mittlere Abschnitt und Endteile des Stiftsteckers ergeben eine mechanische und elektrische Befestigung elektrischer Bauelemente ohne Verlöten, Tauchlöten oder andere herkömmliche Maßnahmen,

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Obgleich vorstehende Ausführungen und die spezielle Figuren— beschreibung aus dem nachfolgenden Teil der Beschreibung das erfindungsgemäße Prinzip klar erläutern, sei der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf der Erkenntnis beruht, daß eine zweckmäßige Steckverbinderanordnung, bei der die durchplattierten Löcher einer Schaltungsplatte die Mutterverbin— der, doho die Buchsen darstellen, erhalten wird, wenn die Stift— stecker, die von den durchplattierten Löchern aufgenommen werden, in einer solchen Weise ausgebildet sind, daß selbst ein wiederholtes Einführen in die durchplattierten Löcher und ein wiederholtes Herausführen aus den durchplattierten Löchern keinen nachteiligen Einfluß auf die Plattierung der Wandungen der Löcher ausübt. Injdiesem Zusammenhang ist es bekannt, daß die Plattierun— gen auf den Innenwandungen von Löchern von Schaltungsplatten in ausreichender Weise an den Wandungen anhaften, damit ein elektrischer Strompfad erzielt wird? Es ist ebenfalls bekannt, daß diese Verbindungen, die durch Plattiervorgänge ausgebildet werden, dann, wenn die Ausbildung auf Isoliermaterial als dem Grundmaterial von Schaltungsplatten keine besonders hohen Haftkräfte zwischen dem Grundmaterial und dem durch den elektrolytischen Niederschlag erzielten Überzug ergeben· Somit wurde bisher der Plattierüber— zug auf den Wandungen von Löchern durch Schaltungsplatten nicht als ausreichend widerstandsfähig gegenüber der mechanischen Beanspruchung angesehen, die auf ihn ausgeübt wird, wenn herkömmliche P Stiftstecker in Verbindung mit durchplattierten Löchern von Schaltungsplatten als Mutterverbinder zur- Aufnahme der Stiftstek— ker verwendet werden_o

Vorliegende Erfindung stellt eine Lösung dieses Problemes dar, indem ein Stiftstecker für den speziell angegebenen Zweck geschaffen wird, der auch bei wiederholtem Einführen und Herausführen denjplattierten Überzug auf den Innenwandungen von Löchern in Schaltungsplatten nicht beschädigte Da Schaltungsplatten häufig unter Bedingungen verwendet werden, in denen sie korrodierenden Umweltekiflüssen ausgesetzt sind, löst die Erfindung ein weiteres Problem, nämlich einen Stiftstecker zu schaffen, der in der Lage ist, einen Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche mit dem plattierten Überzug über fast die gesamte zylindrische Oberfläche

+) erfolgt,

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des Loches zu schaffen, was als gasdichte Abdichtung bezeichnet wirdo

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläuterte Die Figuren zeigen s

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Stiftsteckers nach vorliegender Erfindung, wie er in ein durch— plattiertes Loch einer gedruckten Schaltungsplatte eingeführt wird,

Figur 2 eine Seitenansicht des elektrischen Stiftsteckers nach Figur 1,

Figur 3 eine Vorderansicht des elektrischen Stiftsteckers nach Figur 1,

Figur 4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 der Figur 3, Figur 5 eine Schnittansicht längs der Linie 5—5 nach Figur 3,

Figur 6 eine perspektivische Ansicht, aus der hervorgeht, wie der elektrische Stiftstecker in eine elektrische Verbindungsanordnung eingefügt wird,

Figur 7 eine Querschnittsansicht der elektrischen Verbindungsanordnung nach Figur 6, in teilweise zusammengefügtem Zustand,

Figur 8 eine perspektivische Ansicht, aus der hervorgeht, wie der elektrische Stiftstecker in eine abgeänderte elektrische Verbindungsanordnung eingefügt werden kann,

Figuren 9-12 Schnittansichten ähnlich der nach Figur 4, wobei die unterschiedlichen Schnitte verschiedener Ausführungsformen des mittleren Abschnittes dargestellt sind, der der gebogene Abschnitt aus flachem, stromleitendem Material des elektrischen Stiftsteckers isto

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Figur 1 zeigt einen elektrischen Vaterverbinder, d_oh_o einen Stiftstecker 10, der in das Loch 14 einer Grundplatte 12, welche eine gedruckte Schaltplatte ist, die als Mutterplatte dient, ein-, gesetzt wirdo Die !butterplatte besteht aus einem isolierenden Material und stellt das Befestigungs« , d_oh. Grundbauteil für die lötfreie elektrische Verbindungsanordnung nach vorliegender Erfindung dar_o Jedes Loch 14 innerhalb des isolierenden Materiales der Mutterplatte ist mit einem entsprechenden stromleitenden Material 16, ZoBo durch Elektroplattieren oder einen anderen Vorgang zur Ausbildung durchplattierter Löcher überzogene Das stromleitende Material kann auch in Streifen 18 ausgebildet sein, die fc stromleitende Linien auf der Oberfläche der isolierenden Mutterplatte darstellen, wobei die Linien elektrisch ausgewählte Löcher 14 miteinander verbinden.

Bei der speziellen Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 5 ist der Stiftstecker 10 mit drei Abschnitten ausgebildet, nämlich einem nicht gerundeten Endabschnitt 20, einem mittleren Abschnitt 22, der das Stück ist, das aus flachem Blech besteht, welches in eine zylindrische Gestalt aufgebogen ist und einem Endabschnitt 24 zur Befestigung elektrischer Bauelemente_o Diese Abschnitte werden geeigneter Weise aus einem flachen Vorrat aus Federmaterial, ZoBo Phosphorbronze, mit zwei verschiedenen Querschnittsdicker: geformto Der unrunde Endabschnitt 20 wird durch Pressen aus dem dickeren Querschnitt mit einer Dicke von Z₀B₀ 0,0 6 cm hergestellt, während der mittlere Abschnitt 22 und der Befestigungsendabschnitt 24 durch Pressen aus einem Querschnitt mit einer Dicke von Z₀B₀ 0,0175 cm ausgebildet werden» Aus dem beschriebenen Material wird der den Vaterverbinder 10 bildende Stiftstecker in der in der Zeichnung dargestellten Form hergestellte Der Vaterverbinder ist mit einem unrunden Endabschnitt 20 vorzugsweise mit quadratischem Querschnitt ( vgl.Figur 5 ) hergestellt, um welchen Drahtleiter maschinell gewickelt sind» Diese Technik macht die Anwendung einer Lötverbindung überflüssig und ergibt eine entsprechende elektrische Verbindung zwischen Endabschnitt 20 und den Leitern, die nicht geseigtsindo

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Der mittlere Abschnitt 22 ist aus dem dünnen Teil in der Nähe des Bereiches der Verbindungsstelle ausgebildet, an der der dicke und der dünne Teil aneinanderstoßen. Wie in Figur 4 gezeigt, ist der mittlere Abschnitt 22 als evolventenartiges, G-förmiges zylindrisches Stück des Taterverbinders ausbildet, wobei die entgegengesetzten Ränder des C-förmigen Stückes nach innen gebo« gen und ungefähr in ihrer Mittellinie beendet sind, so daß Schenkeleiernente ausgebildet werden, die durch die nach innen gebogenen Ränder 26 dargestellt sind«, Diese Ränder 26 können einander berühren, wenn der mittlere Abschnitt, d_oh_o das zylin— drische Stück 22 des Vatersteckers 10 in das durchplattierte Loch 14 eingesetzt wirdo Das Schließen des C—förmigen Abschnittes bewirkt, daß jeder nach innen gerichtete Rand 26 gegen die innere Fläche des mittleren Abschnittes in einer noch dichteren Schlei« fe schließtο Daraus ergibt sich, daß das anfängliche Einsetzen des elektrischen Vaterverbinders 10 bewirkt, daß der mittlere Abschnitt, nämlich das Stück 22, über dem größeren Durchmesser des Querschnittes schließt, bis die Ränder 26 einander berühren» Dann werden die Ränder 26 zusätzliche nachgiebige Federelemente, da sie gegen die innere Fläche des mittleren Abschnittes 22 nach— geben_o

Wenn das Stück 22 aus flachem, stromleitendem Material in eine zylindrische Gestalt gebogen ist, ist sie in der Lage, einem in radialer Richtung aufgegebenen, nach innen gerichteten Druck als das Ergebnis einer nachgiebigen Deformation unter Verringerung des Durchmessers der zylindrischen Gestalt nachzugeben,, Ferner sind die in radialer Richtung nach innen verlaufenden Ränder 26 voneinander wegjgebogen und in einem Abstand angeordnet, der hinreichend klein ist, daß bei einer Verringerung des Durch« rnessers der zylindrischen Gestalt beim Einsetzen des mittleren Abschnittes 22 des Vaterverbinders 10 in ein durchplattiertes Loch 14 ein Rand in Kontakt mit dem anderen kommt _o

Ansätze 28 sind innerhalb des mittleren Abschnittes 22 so ausgebildet, daß sie den Vaterstecker 10 bei dessen Einführen in das Loch 14 festlegen«, Die Ansätze sind etwa in gleichem Abstand um 'wn Uffii ang des mittleren Abschnittes 22 angeordnet, wobei der

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mittlere Ansatz gegenüber der Öffnung des C—förmigen mittleren Abschnittes liegto Ein vierter. Ansatz 30 dient zur Aufrechterhaltung der Tochterplattenführung, wie weiter unten noch ausgeführt wirdo

Der Endabschnitt 24 ist als flacher Teil ausgebildet, dessen unteres Ende, d_oh_o das Ende, das dem mittleren Abschnitt 22 am nächsten liegt, in einen halbkreisförmig .gebogenen Teil 32 übergeht und in die zylindrische Form des C—förmigen mittleren Abschnittes 22 übergeht. Nach oben und von diesem halbkreisförmig abgebogenen Teil 32 weg verlaufend ist der Abschnitt 24 für Befc festigungsbauelemente von der Achse des zylindrischen Abschnittes 22 weg gebogen, so daß ein Pederkontaktabschnitt 34 entsteht= Das obere Ende dieses Federabschnittes 34 ist durch einen Schlitz 36 gegabelt, so daß zwei elektrische Bauelemente berührende Finger 38 ausgebildet werden_o Diese Finger sind gegen die Längsachse des Abschnittes 22 des Vaterstiftsteckers an der Stelle des Bauelementkontaktes zurückgebogen und enden in nach auswärts verlaufenden Nasen 40„ Der Zweck dieser Nasen wird weiter unten erläuterte

In den Figuren 6 und 7 ist der elektrische Stiftstecker 10 in einer elektrischen Steckverbinderanordnung dargestellt, die keine Lötvorgänge erforderlich macht, wobei die Mutterplatte 12 P mit durchplattierten Löchern 14 versehen ist, de.cen stromlei— · tender Überzug 16 jedes Ende des Loches überlappt und sich über die Fläche der Mutterplatte zur Erzielung eines bessersren elektrischen Kontaktes erweitert· Figur 6 zeigt zwei stromleitende Streifen 18 auf der Oberfläche der Mutterplatte 12 „ In der Praxis können viele zusätzliche Stromkreisleiter in Form solcher Streifen auf der Oberfläche der Schaltplatte aufgebracht werden, während im Falle von mehrlagigen Schaltungsplatten mit inneren Ebenen von stromleitenden Leitern die stromleitenden Streifen im Inneren der Platte angeordnet und mit ausgewählten, durchplattier·· ten Löchern verbunden sindo Diese Anordnung ermöglicht eine lötfreie Zwischenverbindung zwischen verschiedenen elektrischen Vatersteckern 10 innerhalb von Löchern 14, wodurch eine ühermä-

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ßige elektrische Verdrahtung vermieden wird_o Ferner kann eine entsprechend ausgelegte mehrlagige gedruckte Schaltplatte 12 die Notwendigkeit für die unrunden Endabschnitte 20 der Vaterstecker 10 gänzlich erübrigen_o

In Figur 6 sind die elektrischen Stiftstecker oder Vaterverbin— der 10 in parallelen Reihen'angeordnet, wobei die mit den Bauele~ menten kontaktgebenden Federkontaktfinger 38 benachbarter Stecker 10 einander zugewandt sindo Zwischen diesen Fingern 38 kann eine Tochterplatte 44 mit stromleitenden Streifen 46 eingesetzt werden« Die Finger 38 schleifen auf den stromleitenden Streifen 46 ₉ wenn die Tochterplatte zwischen Paare von entgegengesetzt gerichteten Federkontakten 38 eingeführt wird« Dies bewirkt, daß der Federabschnitt 34 nach außen nachgibt und Haltekräfte erzeugt, die dazu dienen, die Tochterplatte 44 in der eingenommenen Stellung zu halten und die elektrische Kontinuität mit den stromleitenden Streifen 46 aufzubauen«

In Verbindung mit den Figuren 6 und 7 ist ein Tochterplattenfüh— rungsbauteil 48 zwischen den elektrischen Kontakten 10 und der Tochterplatte 44 gezeigte Diese Führung besteht aus Isoliermaterial und ist über die beiden parallelen Reihen von Vaterstift— Steckern 10 gesetzte Die Tochterplattenführung 48 ist mit einem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 50 versehen, der zwischen Rippen 52 ausgebildet ist, welche von entgegengesetzten Oberflächen nach innen gerichtet sind und mit T—förmigen Enden 54 abgeschlossen sindo Die oberen Flächen der T—förmigen Enden 54 sind nach innen und nach abwärts geneigt, so daß eine anfängliche Führung für die Tochterplatte 44 erhalten wirdo Wenn die Platte in den Schlitz 50 eingesetzt ist, kommt sie in Berührung mit den Federfingern 38 und drückt sie federnd.nach außen» Die Platte wird dann nach unten gedrückt, bis sie mit einem Anschlag 56 innerhalb des Schlitzes 50 in Kontakt kommt« Der Anschlag 56 ist mit vorstehenden Teilen 58 versehen, die eine niedrigere Schulter 60 aufweisen, über die die Ansätze 30 schnappen, wenn die Führung 48 nach unten über die Vatersteckerstifte 10 gedrückt■wirdo Daraus ergibt sich, daß die Verbinder 10 innerhalb der Mutter—

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platte 12 durch Reibeingriff des mittleren Abschnittes 22 mit dem plattierten Überzug in Löchern 14 gehalten werden, während die Führung 48 gegen die Mutterplatte 12 durch die Ansätze 30 und die Schultern 60, welche am unteren Ende der vorstehenden Teile 58 ausgebildet sind, gehalten werden_o Jeder Steckerstift 10 ist zwischen den Schultern 52 angeordnet, wobei die Nasen 40 zwischen den T-förmigen Enden 54 und der inneren Wandung des Schlitzes 50 angeordnet sind_o Somit verhindern die Nasen 40, daß die Federfinger 38 sich nach innen über einen Punkt hinaus er-« strecken, der durch die Nase 40 und die Enden 54 festgelegt ist«

Eine zweite lötfreie elektrische Verbindung ist in Figur 8 ge— zeigt, wobei die elektrischen Vaterstiftstecker 10 innerhalb einer Vielzahl von Löchern 14 befestigt sind, die mit durchplatti£, ten Überzügen 16 versehen sind. Die unrunden Endabschnitte 20 sind mit quadratischem Querschnitt aargestellt,über den der Draht ohne Verlöten gewickelt ist. Die mittleren Abschnitte 22 und die die elektrischen Bauelemente befestigenden Endabschnitte 24 sind abgeändert worden. Bei dieser Αιαεführungsform ist jeder mittlere Abschnitt 22 verkürzt ausgeführt, während der Endabschnitt 24 von dem evolventenartigen, C—förmigen Zylinder des mittleren Abschnittes 22 in einen den Endabschnitt bildenden behälterförmi— gen Abschnitt 63 verlängert wird, der einen Mutterverbinder darstellt» Die Seitenwandungen des behälterförmigen Abschnittes 63 b in der Nähe der Seitenwandung, die durch axe anstoßenden Endteile dos Ausgangsmateriales gebildet sind, sind mat einem etwa U-fcr— migen Schnitt gestanzt, so daß sie entgegengesäzte, nach innen verlaufende Kontaktfinger in Form von nachgiebigen Zungen 64 ausbilden. Die auf diese Weise ausgebildeten hehälterförmigen End— abschnitte 63 sind in zwei parallelen Reihen angeordnet, die eine Vielzahl von Kontaktstiften 66 aufnehmen, welche weitere Vaterverbinder einer integrierten Schaltanordnung 68 bilden· Bei der dargestellten Ausführungsform weist diese Anordnung 68 14 derartige Kontaktstifte 66 auf, die in 14 zugeordnete Endab— schnitte 63 eingesetzt und durch die Haltekraft von 14 Paaren von entgegengesetzt angeordneten Federkontaktfingern 64 gehalten werdeno Diese Kraft reicht zur Erzielung der mechanischen Stabi-

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Iitat aus und ergibt eine elektrische Kontinuität zwischen dem elektrischen Vaterstiftstecker 10 und den Kontaktstiften 66_O

Die Stiftstecker 10 sind vorstehend so erläutert worden, daß sie einen Bauelemente aufnehmenden Abschnitt 24 entweder mit Kontaktfingern 38 oder Kontaktfingern 64 innerhalb eines behälterförmigen Abschnittes 63 besitzen. Es sind jedoch auch andere Enden und Anordnungen mögliche Beispielsweise können abgerundete Endteile 69 ( Figur 8 ) vorgesehen sein, um weitere lösbare elektrische Kontaktelemente zu erhalten, die in der Mutterplatte 12 befestigt sind, soweit sie eine Vielzahl von Stiften an einem Ende des Vaterstiftsteckers 10 ausbilden«. Jeder dieser Stifte kann dann einen herkömmlichen Mutterverbinder mit Stifte aufnehmenden Buchsen aufnehmen_o Ferner können die behälterförmigen Mutterverbinder 63 zur Befestigung individueller elektrischer Bauelemente auf der Mutterplatte, z_eB_o eines Widerstandes 70, verwendet werden_o

In Verbindung mit dem Aufbau und den Anordnungen der Ausführungs— beispiele, wie sie vorstehend beschrieben wurden, ergibt sich, wie die elektrische Steckverbinderanordnung betrieben wird» Lediglich der Vollständigkeit halber und zum Verständnis des praktischen Wertes der Erfindung wird nachstehend auf den konischen kurzen Verbindungsabschnitt Bezug genommen, der den im wesentlich^ylindrisch gebogenen Abschnitt 22 des Vaterstiftsteckers 10 mit dem Abschnitt 20 quadratischen Querschnittes verbindet ( verglo Figuren 1,2 und 3 )„ Der leicht abgerundete, etwas konisch ausgebildete Zwischenverbindungsteil kann das Einführen des Stiftsteckers 10 in das durchplattierte Loch 14 einer Schaltplatte erleichtern«. Dieser Abschnitt muß jedoch nicht unbedingt so ausgebildet sein, weil der obere Teil des abgebogenen Abschnittes 22, der beim Einführen sich aus der Schaltplatte heraus erstreckt ( Figur 6 ), von einem Bedienenden leicht zwi« sehen zwei Fingern zusammengedrückt werden kann, wodurch der Stiftstecker unter Verringerung seines Durchmessers während des Einführvorganges in das durchplattierte Loch nachgiebig deformiert wird» Somit braucht der konische Zwischenverbindungsab-

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schnitt nicht unbedingt vorhanden zu sein_o Darüber hinaus ergibt diese Handhabung der Stiftstecker 10, daß die elektrolytisch aufgebrachten Metallüberzüge auf den Innenwandungen der Löcher nicht beschädigt werden,, Dies ist insbesondere deshalb der Fall, weil der Bedienende den Verbinder nur bei einem vollständigen Einsetzen freigibt, so daß der zylindrische Abschnitt 22 seinen Durchmesser in einer Richtung rechtwinklig zu den plattierten Wandungen des Loches vergrößerte Eine derartige Handhabung ist insbesondere in Verbindung mit Ausführungsformen zweckmäßig, bei denen der Abschnitt 22, der der abgebogene mittlere Abschnitt ist, die Dicke der Schaltplatte 12 übersteigt,,

Nach Figur 9 ist ein abgeänderter Querschnitt des zylindrisch gebogenen Stückes gezeigt, der den mittleren Abschnitt 22 bildete Das abgebogene Stück ist so ausgebildet, daß es einen einfachen C-»förmigen Querschnitt mit nahezu vollständigem Kreis bildet, wodurch eine entsprechende elektrische Kontinuität zwischen dem elektrischen Vaterstiftstecker 10 und dem stromleitenden Material 16 innerhalb des Loches 14 erzielt wird. Die mechanische Halte— kraft jedoch, die durch die nachgiebige Deformation des diesen Querschnitt aufweisenden mittleren Abschnittes 22 erzeugt wird, ist nicht so groß wie die Kraft, die durch den evolventenartigen, C—förmigen Querschnitt nach Figur 4 erzeugt wird« Der einfache, C—förmige Querschnitt nach Figur 9 kann beispielsweise in einer W Sammelschiene verwendet werden, bei der eine Reihe von elektric sehen Vaterstiftsteckern innerhalb einer gemeinsamen Schiene befestigt und in eine Vielzahl von Löchern eingesetzt sind,, Bei dieser Anordnung addiert sich die Haltekraft eines jeden Vater·-· stiftsteckers zu der Kraft der anderen, damit eine ausreichende mechanische Befestigung der Sammelschiene erhalten wird»

Eine weitere Ausführungsform eines anderen Querschnittes für den mittleren Abschnitt 22 ist in Figur 10 gezeigt» Dieser Querschnitt ist in Form ein^s Paares von C-förmigen Querschnitten 71 ausgebildet, die nebeneinander gesetzt sind, wobei die beiden benachbarten Schenkel aneinander anschließen,. Der in Figur 10 dargestellte Querschnitt ergibt ähnlich dem in Figuren 4 und 9

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gezeigten Abschnitt einen dichten Reibeingriff mit der inneren Fläche des stromleitenden Materiales, das als Überzug auf die Wandungen der Löcher 14 über mehr als 180° aufgebracht ist_o Im Falle der Querschnitte nach den Figuren 4 und 9 beträgt die Überdeckung mehr als 270°, was besonders erwünscht ist, da die« se Ausbildungen verhindern, daß die umgebende Atmopshäre Zutritt zu dem stromleitenden Material erhält,und damit Korrosionserscheinungen an den Grenzflächen verhindert werden. Es ergibt sich somit nach einem speziellen Merkmal der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, daß der Winkelbereich, der den kreisförmigen Querschnitt des abgebogenen mittleren Abschnittes 22 unterbricht, kleiner als 90 Winkelgrad ist_o

Figur 11 zeigt einen weiteron Querschnitt des mittleren Abschnittes 22 in Form eines V—förmigen Querschnittes mit einem abgerundeten unteren Teil und evolventenartig geformten oberen Enden_o Diese Ausgestaltung ergibt einen Dreipunktkontakt mit der inneren Fläche des Loches 14«, Die Figur 12 zeigt eine weitere Abänderung, die etwa in Form eines vierblätterigen Kleeblattes ausgebildet isto Jeder der Querschnitte nach den Figuren 11 und 12 gibt nach innen gegen die Längsachse des zylindrisch gebogenen Abschnittes nach, wenn der Stiftstecker in das Loch 14 eingeführt wirdο Diese Ausführungsformen sehen auch einen mittleren Abschnitt 22 vor, der die Plattierung auf den Wandungen des Loches, in das er eingesetzt wird, nicht zerstört.

Im Falle vorliegender Erfindung kann eine typische Mutterplatte in ihrer Größe variieren«. Zwei übliche Größenabmessungen sind 120 χ 60 cm und 47,5 χ 38,75 cm«, Diese Platten sind so ausgelegt, daß sie die Schaltung verschiedener kleinerer gedruckter Schalt« platten, d.h. Tochterplatten aufnehmen und zwischenverbinden„ Vorliegende Erfindung ermöglicht den Zusammenbau, den Auseinan— derbau und den Wiederzusammenbau aller Bauelemente, ohne daß Lötverbindungen, Schweißverbindungen oder andere Formen von nicht lösbaren elektrischen Verbindungen erstellt werden müssen«. Aufgrund dieser Anordnung wird eine rasche und wirtschaftliche Bedienung und Wartung erzielte Ferner kann der Zusammenbau der

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Anordnung dadurch wesentlich vereinfacht werden, daß die Anzahl von erforderlichen Kontrollen für den Zusammenbau verringert wirdo Da es verhältnismäßig einfach ist, ein einzelnes Bauelement zu ersetzen, können diese Bauteile während des Zusammenbaues geprüft werden_o

Eine typische Mutterplatte ist häufig durch einen Galvanisier— Vorgang mit stromleitendem Material überzogene Diese Platten können dann überflutet werden, d_oh_o, daß nach dem Galvanisieren die Platte in heißes Öl eingesetzt und das Lötmittel zur Glättüng und Verbesserung des Aussehens und der Funktion der Platte flie—

P ßend gemacht wirdo Während dieses Vorganges wandert das Lötmittel auf die Löcher zu und sammelt sich in ihnen_o Der elektrische-f Stiftstecker nach den Figuren 4,9 und 10 ist insbesondere geeignet zum Einführen in ein Loch 14, in welchem Lötmittel konzentriert worden ist_o Wenn der Stiftstecker 10 eingesetzt wird, reibt er das Loch 14 dadurch rein, daß das überschüssige Lötmittel aus dem Loch ausgetrieben wirdo Während des Einführens gibt der mittlere Abschnitt 22 des Stiftsteckers 10 nach und schließt sich injseiner Längsachse aufgrund der nachgiebigen Deformation«, Das Nachgeben des Federmateriales, das den Verbinder bildet, erzeugt Haltekräfte, die den Kontakt innerhalb des Loches festhalten, ohne daß die Plattierung auf den Wänden beschä—

fc digt oder zerstört wirdo Die Anordnung des mittleren Abschnittes, doho des abgebogenen Teiles 22 , nach den Figuren 4,9 und 10 ermöglicht ferner, daß die äußere Oberfläche des mittleren Abschnittes nahezu vollständig die innere Oberfläche des Loches 14 berührt. Dies ist der Fall, weil der Abschnitt 22 aus flachem, stromleitendem Material so gewählt ist, daß dieses Stück des Stiftsteckers einen vollständig kreisförmigen Querschnitt aufweist, mit Ausnahme eines Winkelbereiches, der diesen kreisförmigen Querschnitt unterbricht Insbesondere ist in den Ausfüh— rungsformen nach den Figuren 1 bis 4 dieser verhältnismäßig kleine Winkelbereich durch wenigstens einem Rand 26 des flachen, stromleitenden Materiales, das nach innen längs einer Erzeugenden abgebogen ist, bedingt, und erstreckt sich in das Innere der zylindrischen Ausgestaltung_o Dieser praktisch vollständige Um-

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fangskontakt erzeugt eine gasdichte Abdichtung, die verhindert, daß die umgebende Atmosphäre zwischen den Stiftstecker 10 und das Loch 14 eintreten kann, so daß eine Korrosion verhindert wirdo

Es wird eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis erzielt, wenn die Steckverbinderanordnung nach vorliegender Erfindung als. elektrisches Verbindungssystem verwendet wirdo Beispielsweise kann eine gedruckte Schaltplatte oder eine Mutterplatte mit mehrlagigen Stromleitern hergestellt werden_o Diese bekannten Platten halten jedoch die Wärme, die bei normalen Lötvorgängen erzeugt wird, nicht aus, da die Wärme die Stromleiter zerstörte Somit wird bei diesen Arten die lötfreie elektrische Kontaktanordnung nach vorliegender Erfindung mit Vorteil verwendete Ferner gibt vorliegende Erfindung dem Konstrukteur und Hersteller die Möglichkeit, einen Stromkreis oder eine Anordnung von Stromkreisen so auszulegen und herzustellen, daß normalerweise erforderlich werdende Anschlußstücke entfallen können_o Das heißt, daß die Führung 48 mar für den Zweck der Führung der Tochterplatte vorgesehen wird. Εε ist nicht erforderlich, eine Vielzahl von Verbindungsstücken vorzusehen, diese Stücke mit einer Mutterplatte zu befestigen und dann Tochterplatten in jedem Verbindungsstück zu befestigen, '-de dies bei bekannten Anordnungen der Fall isto In Falle der Erfindung kann der Konstrukteur seine Anordnung genau in der erforderlichen Weise auslegen. Er kann dann die Anzahl von Stiftsteckern, die er in den gewünschten Stellungen benötigt, einsetzen. Offensichtlich wird eine vorbestimmte Anzahl von Verbindern erforderlich, um jede Tochterplatte zu befestigen., Über diese Anzahl hinaus jedoch können die Verbindungs steck er weggelassen v/erden, wenn die Verbinder nicht vorher zusammengebaut sindo Diese Anordnung ermöglicht dem Konstrukteur eine wesentliche Einsparung an Zeit und Kosten,,

Wenn oin Stiftstecker, eine Führung, eine Tochterplatte, ein elektrisches Bauelement oder ein anderer Teil der Anordnung ersetzt v/erden soll, kann die Änderung einfach dadurch erreicht werben, daß die Tochterplatte 44 von den Stiftsteckern 10 ent-

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fernt wird, daß die Führung 48 von den Verbindern 10 abgezogen und jeder Verbinder 10 aus dem Loch 14 herausgeführt wird_o Da die Plattierungen in den Löchern durch das Einsetzen oder Herausführen der Stiftstecker 10 nicht beschädigt werden, kann der Vorgang wiederholt und umgekehrt werden, so daß jeder Teil oder jedes Bauelement, das vorher entfernt worden ist, wieder ersetzt werden kann_o Die unrunden Endabschnitte 20 der Stiftstecker 10 können in einigen Anordnungen entfallen, bei denen eine mehrlagige gedruckte Schaltplatte verwendet wirdo

Eine spezielle Ausführungsform des Stiftsteckers 10 ist vorstehend anhand von verschiedenen Querschnitten für den mittleren Abschnitt nämlich den zylindrisch gebogenen Abschnitt 22 beschrieben und dargestellt worden₀ Es sind jedoch auch andere Kombinationen
und Lösungen möglich. So kann beispielsweise die Anordnung, in der die Stiftsteckeranordnung vorgesehen ist, geändert werden, indem Kombinationen der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen verwendet werden, ohne daß vom Wesen der Erfindung abgewichen
wirdo

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Claims (1)

1. 2 1 4 y d I b

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   Patentansprüche

   Elektrische Steckverbinderanordnung mit gedruckter Schaltung, die wenigstens ein durchplattiertes Loch aufweist, dessen mit Metall überzogene Wandungen den bzw. die Mitten— verbinder bilden, und die wenigstens einen Vaterverbinder besitzt, der einen Teil zylindrischer Gestalt aufweist, der mit demVaterverbinder zusammenwirkt, wenn die Verbindung durch das Loch oder eines der Löcher als lösbarer Stiftstek— ker aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgenannte Teil des Vaterverbinders (10) durch einen Abschnitt (22) aus flachem, stromleitendem Material gebildet ist, der ' in zylindrischer Form gebogen ist und der einen in radialer Richtung aufgegebenen, nach innen gerichteten Druck aufgrund einer federnden Deformation unter Verringerung des Durchmessers der zylindrischen Form aufnehmen kann_o

   Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Gestalt des Abschnittes (22) aus flachem, stromleitendem Material so gewählt ist, daß der Abschnitt des Vaterverbinders einen vollständigen, kreisförmigen Querschnitt mit Ausnahme eines Winkelbereiches aufweist, der den kreisförmigen Querschnitt unterbricht, derart, daß wenigstens ein Rand (26) des flachen, stromleitenden Materiales längs einer Erzeugenden nach innen gebogen ist und sich in das Innere der zylindrischen Form erstreckte

   3. Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Abschnittes (22)" aus flachem, stromleitendem Material C-förmig ausgebildet ist und beide Ränder (26), die sich längs der Erzeugenden erstrecken, radial nach innen verlaufen und daß die übrige Gestalt des Abschnittes aus flachem, stromleitendem Material zylinderförmig ausgebildet ist_o

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   4. Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung nach innen verlaufenden Ränder (26) voneinander weg und in einem Abstand gebogen sind, der hinreichend kurz ist, damit der eine Rand den anderen aufgrund einer Verringerung des Durchmessers der zylindrischen Gestalt berühren kann,, wenn der Abschnitt (22) des bzwo eines jeden Vaterverbinders (10) in ein durch;: lattier— tes Loch eingeführt wird,»

   5ο Elektrische Steckverbinderariordnung nach Anspruch 2,3 oder fi, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelbereich, der den kreis— förmigen Querschnitt unterbricht, kleiner als 90 Winkelgrad ist

   6ο Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (22) des oder eines jeden Vaterverbinders (10) in seiner Längenabmessung größer ist als die Dicke der Schaltplatte_o

   7ο Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (22) des oder eines jeden Vaterverbinders (10) sich in einen weiteren Mutterverbinder (63) fortsetzt, so daß er einem weiteren Vaterverbinder (66) wirksam zugeordnet ist.

   ο Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mutterverbinder ein metallischer Behälter (63) mit elastischen Zungen (64) ist, die aus entgegengesetzt gerichteten Seiten ausgespart sind, wobei die Zungen für einen Reibeingriff mit einem der weiteren Vaterverbinder (66), der in den metallischen Behälter (63) einsetzbar ist, nach innen abgebogen sind.

   Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden^ dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (22) des oder eines jeden Vaterverbinders (10) in einem Stück (20) mit quadratischem Querschnitt des Verbinders fortgesetzt ist.

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   BAD ORIGINAL

   L/p 7194 -21- 27.September 19 71 W/H

   10ο Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (22) des oder eines jeden Vaterverbinders (10) sich in einem flachen Federkontaktelement (24) fortsetzte

   Ho Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Federkontaktelemente (24) von Paaren von Vaterverbindern (10) beim Einsetzen in durch— plattierte Löcher (14) der Schaltplatte (12) zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit Elementen (46) eines elektrischen Bauelementes (44) angeordnet sind, falls das elektrische Bauelement gleitend zwischen die beiden Federkon— taktelemente (24) eines Paares eingesetzt isto

   12ο Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Bauteil eine weitere Schaltplatte (44) ist, deren Stromleiter (46) die Elemente darstellen, die mit den Federkontaktelementen (24) Kontakt ergeben»

   13ο Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkontaktelemente (24) die weitere Schaltplatte (44) in ihrer Stellung aufnehmen und festhalten, in der ein elektrischer Kontakt mit den Federkontaktelementen (24) hergestellt wird«,

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