DE2303969B2

DE2303969B2 - Anordnung zum elektrischen und mechanischen Verbinden von Pfosten an Steckverbindern mit Metallplatten

Info

Publication number: DE2303969B2
Application number: DE19732303969
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 6100 Darmstadt Brune; Ernst Dr.-Ing. 6100 Darmstadt-Eberstadt Duell; Roland Piwernetz; Guenter Dipl.-Ing. Schwartz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-01-27
Filing date: 1973-01-27
Publication date: 1978-11-02
Also published as: BE810068A; CH564899A5; GB1440894A; DE2303969A1; FR2215720B3; DE2303969C3; FR2215720A1

Description

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Nachrichtenverarbeitende Geräte enthalten häufig gedruckte Leiterplatten, auf denen elektronische Bauelemente angeordnet sind. An einer Kante der w> Leiterplatten sind Messerleisten angebracht, die in Federleisten einsteckbar sind, die an den Rückwänden von Einschüben befestigt sind. Die Federleisten bestehen aus einem Gehäuse, in dem Federkontakte angeordnet sind, die pfostenartige Verlängerungen h> aufweisen, die durch den Boden des Federleistengehäuses ragen. Die Verlängerungspfosten mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt dienen zum Anschließen von Leitungen, die z. B. mittels der bekannten Drahtwickeltechnik spiralförmig um die Pfosten der Federleisten gelegt sind. Die Pfosten sind daher in einer sogenannten Verdrahtungsebene angeordnet. Derartige Anordnungen sind aus dem Aufsatz: »INTERMAS, das mechanische Aufbausystem«, von W. Bohnenberge r und D. Hesse in »Technische Mitteilungen, AEG-Telefunken, 62 (1972), Heft 4,5, Seiten 148 bis 162 bekannt.

Es ist weiterhin eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei der die Pfosten von Federleisten durch Bohrungen von Metallplatten ragen, die gegeneinander elektrisch isoliert sind. Die Bohrungen haben kleineren oder größeren Durchmesser. Bei Bedarf wird auf einen Pfosten eine Metallhülse aufgesteckt, die sich durch die Bohrungen aller Metallplatten erstreckt, aber nur den Rand einer Bohrung kleineren Durchmessers berührt, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Pfosten und der betreffenden Metallplatte herzustellen (DE-OS 19 00 655).

Der im Anspruch 1 genannten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Anordnung so weiterzuentwickeln, daß sie sich für Steckverbinder mit eng benachbarten Pfosten eignet. Insbesondere sollen Kriechstrecken und Luftstrecken zwischen Pfosten und Metallplatten, die gegeneinander unterschiedliche Spannungen aufweisen, unschädlich gemacht werden, um von den für Kriechstrecken und Luftstrecken bei bestimmten Spannungen vorgeschriebenen Mindestabständen entsprechend dem Einsatzort unabhängig zu sein.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, daß vielpolige Steckverbinder benutzt werden können, deren Pfosten in einem sehr kleinen Rastermaß angeordnet sind. Wenn vielpolige Steckverbinder mit kleinen Abmessungen verwendet werden können, lassen sich auf den Leiterplatten, die elektronische Bauelemente tragen, zahlreiche Anschlüsse nach außen führen. Daraus ergibt sich eine größere Flexibilität bei der Anordnung der Bauelemente auf den Leiterplatten. Insoweit die Zahl der nach außen geführten Leitungen die Anzahl der auf der Leiterplatte montierbaren Bauelemente beschränkt, ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung auch die Erhöhung der Packungsdichte.

Die Grundplatte, die bei der Anordnung nach dem Anspruch 2 zum Tragen der Steckverbinder vorgesehen ist, dient gleichzeitig zur Versorgung von Stiften mit einem bestimmten Potential, das z. B. Massepotential sein kann. Bei Einschüben kann die Grundplatte als Rückwand benutzt werden. Vorzugsweise ist die Grundplatte aus Aluminium hergestellt.

Dort, wo die der Grundplatte nach Anspruch 2 benachbarte Metallplatte mit Hülsen an Pfosten angeschlossen wird, ergeben sich Kriechstrecken zwischen den Hülsen und der Grundplatte. Mit der im Anspruch 2 genannten Isolierlage werden von diesen Kriechstrecken verursachte Schwierigkeiten beseitigt.

Die Isolierlagen nach Anspruch 3 dienen zur Begrenzung des Aufschiebewegs der auf die Pfosten aufgepreßten Hülsen. Werden nach Anspruch 4 die oberen und unteren Hälften der Hülsen gleich geformt, so kann beliebig das eine oder andere Ende einer Hülse bei der Montage zuerst über einen Pfosten geschoben werden. Die Hülsen müssen daher bei der Montage nicht mehr so ausgerichtet werden, daß ein besonders ausgebildetes Ende zuerst auf einen Pfosten aufgescho-

ben wird. Hieraus ergeben sich Einsparungen an Zeit und Aufwand bei der Montage einer Anschlußvorrichtung.

Schichten aus Isoliermaterial, die nach Anspruch 6 durch Wirbelsintern auf die Metallplatten ".ufgebracht sind, ergeben Isolierschichten von gleichmäßiger Stärke, die auch bei geringen Dicken homogen sind und gute Isoliereigenschaften aufweisen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt:

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Verbinden von Pfosten an Steckverbindern mit mehrlagig angeordneten Metallplatten,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die in F i g. I dargestellte Vorrichtung,

F i g. 3 eine Hülse in Seitenansicht,

F i g. 4 die in F i g. 3 dargestellte Hülse von oben.

Eine Anschlußvorrichtung 1 enthält Steckverbinder 2, die an einer Grundplatte 3 aus Aluminium befestigt sind. Auf der Grundplatte 3 sind weitere zwei, durch Isolierlagen 4, 5 getrennte Metallplatten 6, 7 angeordnet. Die Metallplatten 6, 7 und die Isolierlagen 4,5 sind kleiner als die Metallplatte 3.

Die Steckverbinder 2 enthalten nicht näher dargestellte Kontakte, deren Enden als Pfosten 8 ausgebildet sind. Die Isolierlagen 4,5 und die Metallplatten 6,7 sind mit Bohrungen 9 versehen, die im Rastermaß der Pfosten 8 angeordnet sind. Die Pfosten 8 ragen durch die Bohrungen 9 hindurch.

Die Grundplatte 3 und die Metallplatten 6, 7 dienen zur Versorgung von Pfosten 8 mit bestimmten Spannungen oder Signalen. Vorwiegend wird die Grundplatte 3 für die Zuführung von Massepotential benutzt, während die Metallplatten 6, 7 verschiedene Betriebsspannungen für die auf nicht näher dargestellten Leiterplatten montierten Bauelemente zur Verfügung stellen. Diese Leiterplatten werden in die Steckverbinder 2 eingesetzt. Je nach der Anzahl der von den Bauelementen benötigten unterschiedlichen Spannungen lassen sich mehrere Lagen von Metallplatten auf der Grundplatte 3 anbringen. Da die Stärken der Metallplatten 6, 7 und der Isolierlagen 4, 5 klein sind, reicht der über die Metallplatten und Isolierlagen hinausragende Abschnitt der Pfosten 8 zum Anschluß einzelner Leitungsdrähte aus.

Die Pfosten 8 sind in einem den Steckverbindern 2 benachbarten Abschnitt 10 von Isolierstoffhülsen 11 umgeben, die als Vorsprünge der Steckverbinder 2 ausgebildet sind. Die zum Anschluß an die Grundplatte 3 bestimmten Pfosten 8 sind nicht von Isolierstoffhülsen 11 umgeben. Die fehlenden Isolierstoffhülsen 11 können bereits bei der Herstellung der Steckverbinder 2 ausgespart oder nachträglich entfernt werden.

Eine Verbindung zwischen einem Pfosten 8 und der Grundplatte 3 wird mittels einer elektrisch leitenden Hülse 12 hergestellt, die auf den jeweiligen Pfosten 8 aufgeschoben und in eine Bohrung 9 eingepreßt ist. Die Hülse 12 wird dabei sowohl gegen den Pfosten 8 als w. auch gegen die Grundplatte 3 gedrückt, so daß beide elektrisch leitend verbunden sind.

Die Metallplatten 6 und 7 sind auf ihren Wandflächen mit einer Schicht 13 aus homogenem Isoliermaterial bedeckt. Die Schicht 13 überzieht auch die Innenwände ,-, der Bohrungen 9 der Metallplatten 6, 7. Zwischen einer Stelle A an der Kante der Metallplatte 7 und einer gegenüberliegenden Stelle B auf dem Pfosten 8 braucht infolge der Schicht 13 nicht mehr die für gegeneinander unter Spannung stehende Teile vorgeschriebene Mindestluftstrecke eingehalten zu werden. Der Abstand zwischen den Stellen A und B kann daher kleiner als die der jeweiligen Betriebsspannung zugeordnete Mindestluftstrecke sein. Dadurch ergibt sich eine kompaktere Anordnung der Anschlußvorrichtung 1. Insbesondere lassen sich die Pfosten 8 enger anordnen. Kriechstrekken treten durch die Schicht 13 /wischen den Metallplatten 6, 7 und den Pfosten 8 ebenfalls nicht auf. Bei der räumlichen Anordnung von Pfosten 8 und Metallplatten 6, 7 müssen daher nicht die für Kriechstrecken vorgeschriebenen Abstände eingehalten werden.

Die Hülsen 12, 14 bestehen aus einem zylindrischen Mittelstück 16 mit zwei konischen Enden 17. Die Wände des Mittelstückes 16 sind mit zahnartigen Vorsprüngen 18 ausgestaltet. Das Mittelstück 16 und die Enden 17 sind mit einer Bohrung 19 versehen, in die sich die Pfosten 8 einstecken lassen. Ein Schlitz 20 ermöglicht die Anpassung der Hülsen 12,14 an die Bohrungen 9 in den Platten 3, 6 und 7. Bezüglich ihrer oberen und unteren Hälften 21, 22 sind die Hülsen 12, 14 gleich geformt.

Vor der Montage sind die Durchmesser der Hülsen 12,14 größer als die Durchmesser der Bohrungen 9.

Um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Pfosten 8 und der Metallplatte 6 herzustellen, wird zunächst die Platte 6 auf die Isolierlage 4 gelegt. Dabei ragen sich verjüngende, nicht näher bezeichnete Enden der Isoliersitoffhülsen 11 ein Stück in die Bohrungen 9 und zentrieren die Metallplatte 6 in bezug auf die Pfosten 8. Anschließend werden Hülsen 14 auf die entsprechenden Pfosten 8 geschoben und in die Bohrungen 9 eingepreßt. Beim Einpressen der Hülsen 14 werden die Schichten 13 an den Innenflächen der Bohrungen 9 abgerieben. Durch die Formgebung und die Abmessungen der Hülsen ergibt sich eine hinreichend große Anpreßkraft zwischen dem entsprechenden Pfosten 8 und den von der Schicht 13 befreiten Bohrungsinnenflächen 15. Dadurch entstehen kleine Übergangswiderstände zwischen den Teilen 8,14 und 6.

Nachdem die Hülsen 14 in die Bohrungen 9 der Metallplatte 6 eingesetzt sind, können die Isolierlage 5 und die Metallplatte 7 aufgelegt werden. Zur Zentrierung der Metallplatte 7 lassen sich geeignete Führungseinrichtungen an den Rändern anbringen. Das Einsetzen der Hülsen 14 geschieht dann in der oben beschriebenen Weise. Die Isolierlage 5 dient dabei zur Begrenzung des Aufschiebewegs der auf die Pfosten 8 geschobenen Hülsen 14.

Da die Hülsen 12 und 14, wie der F i g. 3 zu entnehmen ist, symmetrisch ausgebildet sind, kann das eine oder andere Ende 17 bei der Montage zuerst auf einen Pfosten 8 aufgeschoben werden. Damit entfallen aufwendige Prüf- und Ausrichtungsarbeiten. Die Montage kann schneller und einfacher durchgeführt werden. Insbesondere erleichtert die Ausbildung der Hülsen 12, 14 die Anwendung halb- oder vollautomatischer Montageverfahren.

Zwischen den in die Metallplatten 6, 7 eingedrückten Hülsen 15 und der Grundplatte 3 herrschen geringe Abstände, so daß dabei durch Kriechstrecken bedingte Schwierigkeiten entstehen können. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist die Isolierlage 4 gleich stark oder stärker als der Mindestabstand ausgebildet, der für den zwischen den Hülsen 15 und der Grundplatte 4 herrschenden Spannungsunterschied gilt.

Nach den VDE-Richtlinien Nr. 0110 ist für die Isolationsgruppe Cbei Gleichspannungen bis zu 15 Volt eine Kriechstrecke von mindestens 1,7 mm und eine Luftstrecke von mindestens 0,8 mm einzuhalten. Bei hochpoligen Steckverbindern 2 sind die Pfosten 8 in einem genormten Rastermaß von 2,54 mm nebeneinander angeordnet. Dieses Rastermaß ist so klein, daß die angegebenen Kriechstrecken zwischen den Kanten der Pfosten 8 und den leitenden Wänden der Bohrungen 9 unterschritten werden. Treten Verbiegungen der Pfosten 8 auf, dann können auch die angegebenen Luftstrecken unterschritten werden. Daher ermöglicht erst die erfindungsgemäße Vorrichtung die Verwendung von Steckverbindern 2 mit dem kleinen Rastermaß der Pfosten 8 bei mehrlagig angeordneten Metallplatten 3, 6, 7. Bei dieser Vorrichtung können z. B. die Bohrungen 9 ohne Schicht 13 etwa 2 mm und einschließlich der Schicht 13 1,83 mm stark sein.

Die Schichten 13 werden mittels des Wirbelsinterverfahrens auf die Metallplatten 6, 7 aufgebracht. Dadurch ergeben sich homogene Schichten, die gleichmäßig und porendicht die Wandflächen überziehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum wahlweisen elektrischen und mechanischen Verbinden von Pfosten an Steckverbindern, die in einer Verdrahtungsebene angeordnet sind, mit übereinanderliegenden, elektrisch voneinander isolierten Metallplatten, in deren Bohrungen die Pfosten hineinragen, mittels elektrisch leitender Hülsen, die an den Verbindungsstellen die Pfosten umgeben und einen Festsitz mit den Bohrungen der Metallplatten bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (6, 7) Bohrungen (9) gleichen Durchmessers aufweisen, daß die auf die Pfosten (8) aufpreßbaren Hülsen (14) nur so lang sind, daß sie jeweils die Bohrung (9) einer einzigen Metallplatte (6,7) bemühen, und daß die Metallplatten (6, 7) auf ihren Wandflächen jeweils von einer homogenen Schicht (13) aus Isoliermaterial bedeckt sind, die in den Bohrungen (9) beim Aufpressen der Hülsen (14) auf die Pfosten (8) abreibbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbinder (2) an einer nicht von einer Schicht aus Isoliermaterial umgebenen Grundplatte (3) befestigt sind, in deren Bohrungen Abschnitte (10) der Pfosten (8) entweder von aus den Steckverbindern (2) vorspringenden Isolierstoffhülsen (11) umgeben oder wahlweise mit Hülsen (12) an die Grundplatte (3) angeschlossen sind, und daß zwischen der Grundplatte (3) und der benachbarten, von einer Schicht (13) aus Isoliermaterial bedeckten Metallplatte (6) eine Isolierlage (4) angeordnet ist, deren Stärke gleich oder größer als die für die Potentialunterschiede zwischen Pfosten (8) und Grundplatte (3) maßgebende Kriechstrecke ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten, von Schichten (13) aus Isoliermaterial bedeckten Metallplatten (6, 7) Isolierlagen (5) mit Bohrungen kleineren Durchmessers als die Metallplatten (6, 7) angeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Hälften (21, 22) der Hülsen (12, 14) gleichgeformt sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (12, 14) jeweils einen zylindrischen Mittelabschnitt (16) und konische Enden (17) aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (13) aus Isoliermaterial durch Wirbelsintern auf die Metallplatten (6,7) aufgebracht sind.