DE2361129A1 - Elektrischer steckverbinder - Google Patents

Description

Elektrischer Steckverbinder

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den -7.DEZ. 1973

Berlin und München Wittelsbacherplatz 2

73/2165

Die Erfindung "bezieht sich auf einen elektrischen Steckverbinder zum lösbaren Verbinden einer Vielzahl von internen Leitungen für Signal- und Versorgungsspannungen eines elektronischen Gerätes mit in einem Kabel zusammengefaßten externen Leitungen, bei dem zueinander steckbar und einseitig an einer eine Gehäusewand des Gerätes bildenden Montageplatte festgelegt eine vielpolige Stecker- und eine Federleiste vorgesehen sind, mit deren rasterförmig angeordneten Eontakteleraenten die Leitungsenden der internen bzw. der externen Leitungen verdrahtet sind. , ι

Komplexe elektronische Geräte, zum Beispiel Teile von datsnvorarbeitenden Anlagen, benötigen vielfach-eine Vielzahl von externen Leitungsverbindungen zum Zuführen von Signal- und Versorgungsspannungen. Wegen des schnellen und einfachen Zusammenbaus werden Leitungsverbindungen zwischen den internen und externen Leitungen meist als Mehrfachsteckverbindungen ausgeführt. Ein solcher elektrischer Steckverbinder besteht im wesentlichen aus zwei zueinander steckbaren Teilen, der sogenannten Steckerleiste und der Federleiste, die jeweils einander zugeordnet-eine Vielzahl von Kontaktelementen trägen. Beim Zusammenstecken der Federleiste mit der Steckerleiste verklemmen sich die einander zugeordneten Kontaktelemente und bilden damit einen galvanischen Kontakt zwischen den internen Leitungen im Gerät und den externen Leitungen eines mehradrigen Kabels.

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Bezüglich der internen bzw. der externen Seite eines solchen Steckverbinders verteilen sich die Forderungen, die er erfüllen soll, mit unterschiedlichem Gewicht.

Auf der externen Seite gilt es besonders, den Steckverbinder gegenüber hochfrequenten Störungen abzuschirmen. Ein dafür besonders geeigneter Steckverbinder ist insbesondere in der - deutschen Off enlegurigs schrift 2 123 053 beschrieben, in der das Einführen eines mehradrigen, mit einem metallischen Schutzschirm abgeschirmten Kabels in ein elektronisches Gerät über eine Mehrfachsteckverbindung mit einer störungssicheren Schirmableitung näher erläutert ist. Diese Schirmableitung wird dadurch erreicht, daß mi-j/federnden Elementen über eine Vielzahl von Punkten ein definierter Übergangswiderstand zwischen dem Schirm des Kabels und dem Gehäuse der gesamten Anordnung, bzw. dem Gehäuse und einer Montageplatte im elektronischen Gerät sichergestellt wird.

Im Innern des Gerätes dagegen steht der Raumbedarf für den Anschluß der internen Leitungen an die Mehrfachsteckverbindung im Vordergrund, da die fortentwickelte Technologie zu einer außerordentlich hohen Packungsdichte der elektronischen Bauteile und Baugruppen geführt hat. Um den gewonnenen Raum nicht wieder zu verschenken, wird daher ebenso versucht, die internen Leitungsverbindungen und die Leitungen zu den externen Anschlüssen möglichst dicht zu packen. Insbesondere wegen der hohen Zahl von internen Leitungsverbindungen wird darüber hinaus aber auch gefordert, daß diese Leitungsverbindungen sich möglichst einfach in einer übersichtlichen räumlichen Anordnung herstellen lassen, um Herstellungs- und Montage- sowie Wartungskosten zu sparen. Eine gute Möglichkeit, diese Forderungen zu erfüllen, bietet die interne Verkabelung mit Plachbandkabeln, in denen die parallel geführten Drähte eines ganzen Leitungsbündels zusammengefaßt sind. Flachbandkabel haben also den früher üblichen, aus einer

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Vielzahl von einzelnen leitungen gebildeten Kabelbaum abgelöst. Die Verwendung von Flachbandkabeln hat jedoch den Nachteil, daß sie sich nicht ohne weiteres für heute vielfach übliche automatische Anschlußtechniken, ζ. B. die bei Einzeldrähten gebräuchliche Drahtwickeltechnik (Wire-Wrap-Technik) eignen, obwohl sich die in einem bestimmten Raster angeordneten Ansehlußstifte der Kontaktelemente des Steckverbinders dafür gerade anbieten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, als Flachbandkabel ausgebildete interne leitungen an interne Anschlußstifte des Steckver- ; binders derart anzuschließen, daß bei hoher mechanischer und elektrischer Kontaktgüte eine raumsparende Verbindung zwischen dem Flachbandkabel und den internen Anschlußstiften des Steckverbinders erzielt wird. Dabei ist davon auszugehen, daß die äußeren Abmessungen der Stecker- bzw. der Federleiste der Mehrfacheteckverbindung in der Anschlußebene im wesentlichen bereits die G-röße des Einbauplatzes für die gesamte Steckverbindung festlegen. Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, daß die galvanische Verbindung zwischen den Leitungsenden der Flachbandkabel und den Anschlußstiften des Steckverbinders in einer Weise herzustellen sein soll, die sich für automatische Fertigungsmethoden eignet.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen die Leitungsenden der als Flachbandkabel ausgebildeten internen Leitungen und interne Anschlußstifte des Steckverbinders eine kupferkaschierte Folie als flexible Leiterplatte mit darauf angeordneten Leiterbahnen eingefügt ist, die jeweils ein mit einem der Anschlußstifte verlötetes Lötauge mit einem an einer Außenkante der Leiterplatte angeordneten

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Kontaktflecken verbinden, der jeweils einem der Leitungsenden, eines Flachbandkabels zugeordnet ist.

Einseitig kupferkaschierte Folien sind an sich bereits seit langem bekannt. Sie werden üblicherweise bei der Herstellung der bekannten, meist glasfaserverstärkten Leiterplatten verwendet und bilden dort eine Signal- oder Potentiallage. Entgegen dieser üblichen Verwendung als starre Platte soll dagegen im Rahmen der Erfindung die kupferkaschierte Folie so verwendet werden, daß ihre ursprüngliche Flexibilität erhalten bleibt. Diese Eigenschaft läßt sich in besonders einfacher Weise ausnutzen, um den gewünschten raumsparenden Aufbau beim Ansehließen der Flachbandkabel an die interne Seite des Steckverbinders zu erreichen.

Dies wird insbesondere im Zusammenhang mit einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung deutlich, die darin besteht, daß parallel zu den Längsseiten eines Stiftgehäuses für Kontaktelemente mit den internen Anschlußstiften an diesem festgelegte Blechwinkel angeordnet sind, an denen die einander

besetzten

gegenüberliegenden, mit Kontaktflecken/und nach innen abgewinkelten Enden der flexdblen Leiterplatte mit der Folienseite anliegen. Die flexible Leiterplatte wird also bei der Montage mit beiden Längsseiten nachhLnten umgebogen, so daß sie ein ü-förmiges Profil ergibt,.dessen Grundfläche nur wenig über die Abmessungen der Stecker- bzw. auch der ,Federleiste in. der Anschlußebene hinausreicht. Trotzdem läßt sich die Verbindung zwischen dem Flachbandkabel und der flexiblen Leiterplatte bzw. zwischen der flexiblen Leiter- . platte und den Anschlußstiften - ζ. Bi_in einem Schwall-Lötbad - automatisch und in einem Arbeitsgang herstellen, wenn beim Lötvorgang die flexible Leiterplatte in ihrer gestreckten Lage geführt ist.

Andere Weiterbildungen der Erfindung sind in ünteransprüchen gekennzeichnet. ' ■-

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Zur näheren Erläuterung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher "beschrieben. Dabei zeigt: _ " . .

Pig. 1 eine teilweise aufgebrochene Skizze des Steckverbinders in räumlicher Darstellung von der Geräteseite her gesehen, .

Pig. 2 eine Seitenansicht dieses Steckverbinders und Pig. 3 einen Schnitt durch die in Pig. 2 dargestellte' Ansicht . längs der Schnittlinie II!...III.

Die räumliche Pfinzipskizze in Pig. 1 zeigt vor allem die interne Anschlußseite des Steckverbinders. Der Steckverbinder ist auf einer Montageplatte 1 festgelegt, die über Befestigungs- "' -löcher 2 mit Hilfe von Schrauben in einem rechteckigen Durchbruch einer nicht mehr dargestellten Gehäusewand starr anzu- . ordnen ist. An dieser Montageplatte 1 sind durch eine Schraubverbindung 3 zwei identisch ausgebildete und parallel zu den Längsseiten der Montageplatte angeordnete Blechwinkel 5, ein zwischen diesen liegendes Stiftgehäuse 4 und ein Rahmen 6 festgelegt. Ist der Steckverbinder in einem .elektronischen Gerät montiert, so steht der Rahmen 6 nach außen aus der Gehäusewand heraus und kann, wie noiih zu zeigen sein wird, eine Federleiste aufnehmen.

Das Stiftgehäuse 4 bildet zusammen mit einer Vielzahl von iri ihm rasterförmig angeordneten Kontaktelementen 7» von denen hier in Pig. 1 nur einzelne interne Anschlußstifte 71 zu erkennen sind, die Steckerleiste des Steckverbinders. Parallel zu der Oberfläche des Stiftgehäuses 4 ist eine kupferkaschierte Polie als flexible ,Leiterplaste 8 angeordnet, die in diesem Auaführungsbeispiel aus zwei identisch aufgebauten Hälften 81 und 82 zusammengesetzt ist. So ergeben Sich zwei kleinere Einheiten, die günstiger zu fertigen sind, *-\.j weil das Beseitigen von Fertigungsfehlern immer nur die Reparatur bzw. den Austausch der fehlerhaften Hälfte er-' fordert. Den rasterförmig angeordneten internen Anschluß·- stiften 71 zugeordnet trägt di® flexible Lelterpl&tt;® 8 .sine

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Yielzahl von Lötaugen 84ι mit denen jeweils einer der hindurchgeführten internen Anschlußstifte 71 Verlötet ist. Jedes Lötauge 84 bildet den einen Endpunkt einer der Leiterbahnen 85, die an den Außenkanten der flexiblen Leiterplatte

8 in Kontaktflecken 85 enden.

Diese Außenkanten der flexiblen Leiterplatte 8 sind im montierten Zustand des Steckverbinders nach innen umgebogen - und liegen mit ihrer Folienseite an den Innenflächen der Blechwinkel 5 an, so daß die flexible Leiterplatte 8 insgesamt ein U-förmiges Profil bildet.

Mit jedem der Kontaktflecken 85 ist jeweils ein Leitungsende einer internen Leitung verlötet. Diese internen Leitungen für Signal- und Versorgungsspannungen sind gruppenweise zu Flachbandkabeln 9" zusammengefaßt. Die Enden dieser Flachbandkabel 9 sind zugentlastet zwischen einem der beiden Blechwinkei 5 und jeweils einer mit diesem durch Klemmschrauben festgelegten Klemmleiste 11 eingeklemmt.

Aus Fig. 2 und 3 sind zusätzliche Details der internen Anschlußseite des Steckverbinders zu erkennen, die externe Anschlußseite ist auch dort dagegen nur schematisch angedeutet, da sie z. B. so ausgeführt sein kann, wie sie in der bereits erwähnten deutschen Offenlegungsschrift 2 123 053 beschrieben ist.Über die im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erläuterten konstruktiven Einzelheiten hinausgehend, ist aus Fig. 2 insbesondere zu entnehmen, daß der gegenseitige Abstand der beiden Blechwinkel 5 der lichten Weite des Rahmens 6 entspricht und dieser Abstand im wesentlichen durch die Breite der Stecker leiste, die aus dem Stiftgehäuse 4 und den darin rasterförmige angeordneten Kontaktelementen 7 besteht, bzw. der Federleiste bestimmt ist. Für die räumliche Anordnung des Anschlusses der Leitungsenden, der Flachbandkabel

9 an die internen Anschluß3tifte 71 wird in der Breite zu-

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-Zusätzlich, nur geringer Platz benötigt, so daß die vorhandene Fläche eines Einbauplatzes für einen Steckverbinder gut ausgenutzt wird. Das ist von besonderer Bedeutung, denn "man muß ja davon ausgehen, daß im praktischen Anwendungsfall eine ' Mehrzahl derartiger Steckverbinder auf engem Raum räumlich nebeneinander angeordnet werden muß."

Als weitere Einzelheit ist in den Fig. 2 und 3 auch noch · deutlicher zu erkennen, wie die Blechwinkel 5, das Stiftgehäuse 4 und der Rahmen 6 mit der Montageplatte 1 verschraubt sind, Weiterhin zeigt Pig. 3 in einem zusätzlichen Aufbruch die Anordnung der Kontaktelemente 7 in dem Stiftgehäuse 4 und verdeutlicht damit die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte 8 und externen Anschlußstiften 72, die durch den Boden des Rahmens 6 geführt sind. Die konstruktive Ausgestaltung eines solchen Kontaktelementes 7 in Verbindung mit der Durchführung durch das Stiftgehäuse 4 braucht im Rahmen der Erfindung nicht näher erläutert zu-werden, da hierfür eine · ganze Reihe von Lösungen bekannt sind. Wesentlich für die Erfindung ist in diesem Zusammenhang nur, daß das Kontaktelement 7 je einen internen und einen externen Anschlufistift besitzen muß, die mit der flexiblen Leiterplatte 8 verlötet sind bzw. mit einem Kontaktelement einer von außen aufgesetzten Federleiste Kontakt geben* Schließlich ist aus dem teilweise aufgebrochenen Rahmen 6 in Fig. 3 auch noch zu erkennen, daß auf der Innenseite der Wandfläche dieses Rahmens 6 eine Vielzahl von federnden Elementen 61 angeordnet sind, die dazu dienen, einen definierten Übergangswiderstand zwischen dem Rahmen R und dem Steckergehäuse mit der eingebauten Federleiste zu erzielen. ■

Im folgenden sei noch kurz auf die Herstellung des beschriebenen Steckverbinders eingegangen: Entsprechend den Abmessungen einer Leiterplattenhälfte 81 bzw. 82 geschnittene Folienstücke werden

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nach dem Raster der Internen Anschlußstifte 71 gelocht. Wie bei der Herstellung von leiterplatten üblich, werden anschließend die Leiterbahnen 83 mit den Lötaugen 84 und den Kontaktflecken 85 an ihren beiden Enden nach einer Druckvorlage geätzt. Dann werden zwei Leiterplattenhälften 81 bzw. 82 gegeneinander auf die internenen Anschlußstifte 71 eines Stiftgehäuses 4- aufgesetzt, die Leitungsenden der Flachbandkabel 9 den Kontaktflecken 85 zugeordnet und die gesamte Anordnung z. B. in einem Schwall-Lötbad einem Lötvorgang unterzogen. Bei diesem yorgang liegen die Flachbandkabel 9 plan zu der Leiterplatte 8. Die mit den Kontaktflecken 85 besetzten Außenkanten der Leiterplatte 8 werden erst umgebogen, wenn die Flachbandkabel 9 zwischen einem der Blechwinkel 5 und einer Klemmleiste 11 festgelegt werden.

3 Figuren

4 Patentansprüche

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Claims (4)

1. Pate ntansprüche

   Iy Elektrischer Steckverbinder zum lösbaren Verbinden einer Vielzahl von internen Leitungen für Signal- und Versorgungsspannungen eines elektronischen Gerätes mit in einem Kabel zusammengefaßten externen Leitungen, bei dem zueinander steckbar und einseitig an einer eine Gehäusewand des Gerätes bildenden Montageplatte festgelegt eine vielpolige Steckerund eine Federleiste vorgesehen sind, mit deren rasterförmig angeordneten Kontaktelementen die Leitungsenden der internen bzw. der externen Leitungen verdrahtet sind, d a d u r eh geke nnzei'c hne t, daß zwischen die Leitungsenden der als Flachbandkabel (9) ausgebildeten internen Leitungen (7, 4) eine kupferkaschierte Folie als flexible Leiterpaare '

   (8) mit darauf angeordneten Leiterbahnen (83-) eingefügt ist, die jeweils ein mit einem der internen Anschlußstifte verlötetes Lötauge (84) mit einem an einer Außenkante der Leiterplatte angeordneten Kontaktflecken (85) verbinden, der jeweils einem der Leitungsenden eines Flachbandkabels zugeordnet ist.
2. 2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, d a d ur c h geke nnzei chn et, daß parallel zu den Längsseiten eines Stiftgehäuses (4) für Kontaktelemente. (7) mit den internen Anschlußstiften (71) an diesem festgelegte Blechwinkel (5) angeordnet sind, an denen die einander gegenüberliegenden, mit Kontaktflecken (85) besetzten und nach innen abgewinkelten Enden der flexiblen Leiterplatte (8) mit der Folienseite anliegen.
3. 3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2, d a durch gekennzei chnet, daß die Enden der Flachbandkabel

   (9) jeweils zwischen dem anliegenden der beiden Blechwinkel (5) und einer mit diesem verschraubten Klemmleiste (11) festgelegt sind. -

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4. 4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte (8) aus zwei identisch ausgebildeten Hälften (81, 82) zusammengesetzt sind.

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   L e e r s e i t e