DE2546189A1

DE2546189A1 - Stecksockel

Info

Publication number: DE2546189A1
Application number: DE19752546189
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Bouley
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1975-10-15
Publication date: 1977-03-10
Also published as: FR2322465A1; GB1511149A; CA1063692A; JPS5933946B2; JPS5228690A; US4025148A; DE2546189C3; DE2546189B2; FR2322465B1

Description

PATF.N^TANV'iÄI.TE A. GRÜNECKER

DIPL-iNG

W. STOCKMAIR

DRING ■ AoF ICAlTECH)

K. SCHUMANN

DRRERNAT-DIPL-HHYS

P. H. JAKOB

D)PL-ING.

G. BEZOLD

DFl HEHNAT- DIFL-CHeM

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DFLREROBCLlNa

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

LINDAU

15. Oktober 1975 P 9725

BIMEER RAM) CORPORATION

Commerce Drive, Oak Brook, Illinois 60521, USA

Stecksockel

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stecksockel für die gegen Verdrehung gesicherte Aufnahme von flachen Steckstiften.

1 O/06-8"S

TELEFON (OB9)22 2B62 TELEX OS - 39 38Ο TELEeHAMIWtMONAPAT

In elektronischen Rechnern, Rundfunkgeräten, Nachrichtenüberiaittlungsanlagen usw. sind jeweils zahlreiche Verbindungen mit mehreren Kontakten vorhanden, von denen viele lösbar sein müssen. Insbesondere in den Schaltungen von Rechenanlagen sind zahlreiche Schalt ungs einrichtungen, einschließlich integrierter Schaltungen über eine Vielzahl von Steckstiften leitend mit den Leiterbahnen einer als Träger ausgebildeten gedruckten Schaltung verbunden.

Zum Herstellen solcher Verbindungen werden die Schaltungselemente entweder direkt mit einer gedruckten Schaltung verlötet oder mit ihren Steckstiften in einen dazwischen angeordneten Mehrfach-Stecksockel eingesteckt. Im letzteren Falle sind die Kontaktbuchsen des Sockels in die Bohrungen einer gedruckten Schaltung eingesetzt und darin verlötet.

Zur Erzielung einer sicheren elektrischen sowie mechanischen Verbindung müssen die Buchsen von für die Aufnahme von integrierten Steckschaltungen bestimmten Stecksockeln ziemlich starke Federn enthalten, welche an den Steckstiften der Schaltungselemente angreifen. Dadurch ergibt sich ein ziemlich großer Abstand zwischen den Schaltungselementen und der gedruckten Schaltung. Die zur Erzielung einer sicheren elektrischen Verbindung notwendigen großen Federn bedürfen zu ihrer Unterbringung entsprechend groß bemessener Buchsen. TJm also einen genügend starken reibschlüssigen Angriff an den Steckstiften und damit eine sichere elektrische Verbindung zu gewährleisten, müssen die Buchsen unerwünscht große Längen und Durchmesser haben. Damit vergrößert sich der Abstand zwischen den Schaltungselementen und der gedruckten Schaltung in nachteiliger Weise, während sich die Anzahl der möglichen Verbindungen mit der gedruckten Schaltung verringert.

Ein weiterer Nachteil von bekannten Stecksockeln dieser Art

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liegt in ihren Herstellungskosten. Die zur Erzielung einer sicheren elektrischen Verbindung notwendigen Federn sind relativ teuer. Um die Herstellungskosten zu senken, können die Federn in den Buchsen auch v/eggelassen werden, wobei die Buchsen dann jedoch sehr lang sein müssen, damit wenigstens an einer Stelle über ihre Länge eine elektrische Verbindung gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für den Anschluß von integrierten Schaltungen und dergl. geeigneten Stecksockel zu schaffen, welcher mit geringem Aufwand herstellbar ist und bei welchem zwischen einem Schaltungselement und einer damit zu verbindenden gedruckten Schaltung nur ein sehr kleiner Zwischenraum verbleibt.

Bei einem Stecksockel der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine von wenigstens einer Bohrung durchsetzte, isolierende Tragplatte, durch jeweils eine in der Bohrung sitzende Kontaktbuchse mit einem Einlaßende zum Einführen eines flachen Steckstifts und einem dem Einlaßende gegenüberliegenden Anschlußende und durch Einrichtungen zum Verhindern einer Drehung der Kontaktbuchse in der Bohrung, wobei die Kontaktbuchse die Form eines länglichen Röhrchens mit einer Einschnürung im mittleren Teil hat und die Einschnürung eine dem Querschnitt eines Steckstifts komplementäre, gegenüber der Ausrichtung des Steckstifts beim Einführen jedoch in einem Winkel verdrehte Form hat, so daß an der Einschnürung eine haltende Torsionskraft zwischen der Buchse und dem Steckstift wirksam ist.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann wenigstens eine Kontaktbuchse der vorstehend beschriebenen Art direkt an einer gedruckten Schaltung befestigt sein, die isolierende Tragplatte also weggelassen werden.

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Die für die Aufnahme eines komplementären Steckstifts vorgesehene Kontaktbuchse kann eine sehr geringe Länge und einen kleinen Durchmesser haben, so daß sich eine Verbindung der beschriebenen Art in Miniaturbauweise herstellen läßt, ohne daß die Sicherheit der elektrischen und mechanischen Verbindung dadurch beeinträchtigt ist.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung enthält ein Stecksockel mehrere Kontaktbüchsen für die Aufnahme der Steckstifte eines Schaltungselements. Die als längliche Röhrchen ausgebildeten Buchsen bewirken aufgrund ihrer Innenform eine Verdrehung der Steckstifte beim Einführen derselben, wobei die Buchsen selbst gegen Verdrehung gesichert an einem Isolierkörper befestigt sind.

Die Erfindung ist nicht auf die Herstellung von Anschlüssen , von steckbaren Schaltungselementen beschränkt, sondern kann überall dort Anwendung finden, wo Verbindungen mit gegen Verdrehung gesicherten, flachen Steckstiften herzustellen sind.

Die Kontaktbuchsen haben eine längliche Form mit im wesentlichen kreisfürmigem Querschnitt und wenigstens einer im mittleren Teil gebildeten Einschnürung, welche eine dem Querschnitt eines einzuführenden Steckstifts komplementäre Form hat, dabei jedoch gegenüber der Ausrichtung des Steckstifts beim Einführen desselben um einen Winkel verdreht ist, so daß an der Einschnürung eine haltende Torsionskraft zwischen der Buchse und dem Stift wirksam ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Einschnürung in einer zur Achse des Röhrchens normalen Ebene eine rechteckige Querschnittsform und ist in bezug auf d e Achse symmetrisch angeordnet. Da der Querschnitt der verwendeten Steckstifte gewöhnlich die Form eines länglichen Rechtecks hat, weist die Einschnürung vorzugsweise ebenfalls eine

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länglich-rechteckige Querschnittsform auf, deren Längsachse gegenüber der des Querschnitts eines» unbelasteten Steckstifts eines Schaltungselements um einen spitzen Winkel verdreht ist. Die Achsen der rechteckigen Einschnürungen von in einer Reihe angeordneten Kontaktbuchsen für die Aufnahme der Steckstifte eines Schaltungselements verlaufen in einem vorbestimmten Winkel zu einer in der Reihe der Buchsen liegenden Ebene. Bei Vorhandensein einer zweiten Reihe von Eontaktbuchsen verlaufen die Längsachsen von deren rechteckigen Einschnürungen in einem dem der Achsen in der ersten Reihe gleich großen, jedoch entgegengesetzten Winkel.

Bei dem erfindungsgemäßen Stecksockel ergibt sich der Vorteil, daß die elastische Verdrehung der Steckstifte im Bereich der Einschnürungen eine äußerst zuverlässige elektrische Verbindung sowie eine sehr große mechanische Haltekraft gewährleistet.

Da die elektrische Verbindung durch die auf die Steckstifte ausgeübte Torsionskraft zustande kommt, ist sie nicht von der Länge der Eontaktbuchsen abhängig, so daß diese sehr kurz sein können und der verfügbare Raum wirtschaftlich für den Anschluß von Schaltungselementen genutzt werden kann.

Eine Mini at urb auwei se der Schaltungseinrichtungen ist bei Verwendung des erfindungsgemäßen Stecksockels auch daher möglich, daß die Sicherheit der elektrischen Verbindung nicht von den Abmessungen der Eontaktbuchsen abhängig ist. Diese brauchen vielmehr nur geringfügig größer zu sein als die der Steckstifte.

Schließlich sind die Eosten für die Herstellung des Eontaktbuchsen und ihre Anbringung an einer gedruckten Schaltung oder an einer Tragplatte sehr niedrig. Die Eontaktbuchsen können in bekannter Weise geschnitten oder gestanzt werden, wobei sehr viel weniger Arbeitsschritte notwendig sind als

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bei der Herstellung bekannter Federbuchsen. Die eigentlichen Kontaktflächen der Buchsen sind nur sehr klein und brauchen nur oberflächlich oder überhaupt nicht besonders bearbeitet zu werden. Dank ihren kleinen Abmessungen können die Kontaktbuchsen direkt in die genormten Bohrungen einer gedruckten Schaltung, wie sie für die Aufnahme von Steckstiften an Schaltungselementen und dergl. an solchen vorgesehen sind, eingesetzt werden.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Kontaktbuchse mit einem in diese eingeführten Steckstift,

Pig. 2 eine Draufsicht auf die Kontaktbuchse nach Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Stecksockels mit einem aufgesteckten Schaltungselement,

Fig. 4- eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht in Richtung der Pfeile IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine isolierende Tragplatte mit mehreren in diese eingesetzten Kontaktbuchsen,

Fig. 6 eine Schnitt ansicht des Anschlußendes einer Buchse,

Fig. 7 eine Schnittansicht des Anschlußendes in einer anderen Ausführungsform einer Buchse und

Fig. 8 eine Fig. 3 entsprechende Stirnansicht unter Weglassung der isolierenden Tragplatte.

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Fig. 1 zeigt eine Kontaktbuchse 1 mit einer Einschnürung 4 für die formschlüssige Aufnahme des Endes 8 eines an einem Steckkörper 3 hervorstehenden Steckstifts 2. Die Buchse 1 sowie der Steckkörper 3 sind gegen Verdrehung gesichert.

An der Berührungsstelle mit dem Steckstift 2 bildet die Einschnürung 4 einen rechteckigen Durchlaß 5. Die Achse des rechteckigen Durchlasses 5 bildet einen spitzen Winkel zum Ansatz 7 des Steckstifts 2 am Steckkörper 3· Beim Einführen des Steckstifts 2 abwärts in die Buchse 1 läuft sein Ende 8 an den schrägen Flanken 6 der Einschnürung 4 auf, so daß er zum Eintritt in den rechteckigen Durchlaß 5 etwas in sich verdreht wird. Dies geht insbesondere aus Fig. 2 hervor. Darin ist der Ansatz 7 des Steckstifts gegenüber dem rechteckigen Durchlaß 5 der Einschnürung 4 um einen Winkel verdreht.

Der rechteckige Durchlaß 5 der Einschnürung 4 wird durch Zusammendrücken eines Teils des die Buchse 1 bildenden Röhrchens entlang einer zu seiner Längsachse A-A senkrechten Achse B-B geformt (Fig. 1, 2). Die Buchse 1 hat ursprünglich die Form eines zylindrischen Röhrchens. Beim Zusammendrücken desselben zum Herstellen der Einschnürung 4 werden automatisch die beiden Schrägflanken 6 gebildet, welche das Ende 8 des Steckstifts 2 in den Durchlaß 3 leiten.

Da die Buchse 1 und der Steckkörper 3 gegen Verdrehung gesichert sind, ist der Steckstift 2 einer elastischen Torsionsverformung unterworfen. Die sich dadurch beim Einführen ergebende Reibung gewährleistet eine sichere elektrische Verbindung sowie einen guten mechanischen Halt des Steckstifts in der Buchse.

Fig. 3 und 4 zeigen die Verbindung einer integrierten Schaltungseinrichtung 10 mit einer gedruckten Schaltung 13 unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stecksockels . Dieser hat

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eine isolierende Tragplatte 9 tnit gegen Verdrehung gesichert darin eingesetzten Kontakt buch sen 12. Die Anschlußenden der Buchsen 12 sind durch Bohrungen in der Gedruckten Schaltung 13 geführt und mit einer Lötverbindung 18 daran befestigt. Anderenfalls kann die integrierte Schaltung 10 auch unter Weglassung der isolierenden Tragplatte 9 mittels der Kontaktbuchsen 12 direkt mit der gedruckten Schaltung 13 verbunden werden (3?ig. 8).

In Pig. 3 und 4 ist lediglich das System der Verbindung einer integrierten Schaltung mit einer gedruckten Schaltung dargestellt, wobei die Verdrehung der Steckstifte 11 in den Buchsen 12 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt ist. In Wirklichkeit sind die Steckstifte jedoch in der in Pig. 1 gezeigten Weise verdreht und stehen unter entsprechender Torsionsspannung.

Die in die in Fig. 3 und 4 dargestellte isolierende Tragplatte 9 eingesetzten Kontaktbuchsen 12 entsprechen in ihrer Anzahl und Ansordnung den am integrierten Schaltungselement 10 hervorstehenden Steckstiften 11. Der Innendurchmesser der Buchsen 12 ist nur etwas größer als die Breite der Stifte 11, und ihr Außendurchmesser ist klein genug, daß sie sich in die genormten Bohrungen der gedruckten Schaltung 13 einführen lassen. Die Kontaktbuchsen 12 können somit für eine sichere Verbindung zwischen der integrierten Schaltung 10 und der gedruckten Schaltung 13 verwendet werden, ohne daß die Letztere für die Aufnahme der Buchsen abgeändert zu werden braucht.

Am oberen Ende haben die Buchsen 12 eine trichterförmige Erweiterung 12a, welche das Einführen der Steckstifte 11 erleichtert und ein Verdrehen der Buchsen in der Tragplatte verhindert. Zur sicheren Befestigung der Buchsen 12 in der Tragplatte 9 ist die Einschnürung 14 jeweils gerade an der Unterseite der Tragplatte 9 gebildet, so daß diese zwischen

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der oberen Erweiterung 12a und der Einschnürung 14 eingespannt ist. Durch die Lötverbindung 18 des unteren Endes 12b der Buchse 12 mit der Unterseite der gedruckten Schaltung 13 ist eine weitere Sicherung der Buchse gegen Verdrehen gebildet. Die Sicherung der Steckstifte 11 gegen Verdrehen ergibt sich in der dargestellten Ausführung von selbst dadurch, daß jeweils mehrere Steckstifte entlang den Seitenrändern des Schaltungselements 10 vorhanden sind. Bei Verwendung eines einzelnen Steckstifts müssen irgendwelche Einrichtungen vorhanden sein, welche ihn an einer Drehung hindern, beispielsweise an einem (nicht gezeigten) Verbindergehäuse gebildete Führungsnuten oder -stege, welche den Verbinder in einer unverdrehbaren Stellung gegenüber der Kontaktbuchse führen.

Fig. 5 zeigt eine Tragplatte 9 mit zwei Reihen von Kontaktbuxhsen 12. Wie man in dieser Figur erkennt, bilden die Achsen der länglich rechteckigen Durchlässe einen spitzen Winkel zu einer entlang der jeweiligen Reihe verlaufenden Ebene. In der in Fig. 5 linken Reihe C-C liegen die Achsen der Durchlässe parallel zueinander und bilden zu der Linie C-C jeweils einen Winkel . In der rechten Reihe D-D liegen die Durchlässe der Eontaktbüchsen ebenfalls parallel zueinander und bilden zur Linie D-D einen Winkel in der entgegengesetzten Richtung.

Im Bereich der Einschnürungen 14 ist der Durchmesser der Kontaktbüchsen 12 jeweils in einer Richtung vergrößert und in einer anderen Richtung verkleinert (Fig. 4 bzw. 3)· In Richtung der Verbreiterung bildet die Einschnürung 4 einen Wulst : 4a, welcher die Tragplatte 9 in einem kleinen Abstand 16 von der gedruckten Schaltung 13 hält (Fig. 4). Der Zwischenraum 16 erleichtert das Reinigen der Anordnung nach dem Verlöten der Anschlußenden 12b und ermöglicht die Belüftung der auf die gedruckte Schaltung aufgesetzten Schaltungs element e.

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Die Buchsen 12 sind an ihren unteren Enden 12c vorzugsweise verschlossen, um das Eindringen von Lot zu verhindern. Das Verschließen der Buchsen ist insbesondere beim Tauch-löten in der Massenfertigung notwendig.

In 3?ig. 6 ist das untere Ende 12c mit einem Stopfen 17 abgedichtet. Dieser ist durch Einwärtsbördeln des unteren Randes der Buchse in dieser festgehalten, so daß er sich auch bei den höchsten beim Löten auftretenden Temperaturen nicht lösen kann. Außerdem erleichtert der einwärts gebördelte Band 12c das Einführen der Buchse 12 in die Bohrungen der gedruckten Schaltung 13 und/oder der Tragplatte 9·

In der Ausführung nach Fig. 7 hat die Eontaktbuchse 12 ein geschlossenes, halbkugelförmiges unteres Ende 12c. In dieser Ausführung ist kein Stopfen notwendig, und das halbkugelförmige Ende erleichtert das Einführen der Buchse in die Bohrungen der gedruckten Schaltung 13 bzw. der Tragplatte 9-

Die in Fig. 8 gezeigte Anordnung ist ähnlich der in Fig. 3 dargestellten, mit der Ausnahme, daß hier die Tragplette 9 weggelassen ist. Die Länge der Kontaktbuchsen 12 ist hier nur etwas größer als die Diche der gedruckten Schaltung 13, und die Buchsen sind direkt in die genormten Bohrungen der Schaltung eingesetzt. Wie zuvor sind die Kontakt büchsen hier durch die trichterförmige Erweiterung 12a am oberen Ende und die an der dieser gegenüberliegenden Seite der Schaltung 13 angreifende Einschnürung 14- gegen Verdrehen gesichert. Zusätzlich kann zwischen der Einschnürung. 14 und der Unterseite der gedruckten Schaltung 13 eine Lötverbindung 18 vorgesehen sein, welche eine weitere Sicherung gegen Verdrehen bildet und eine elektrische Verbindung zwischen der Buchse und den Leiterbahnen der Schaltung darstellt. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist eine noch bessere Ausnützung des vorhandenen Eaums möglich. Die dabei gewonnene Bauhöhe ist gleich dem Abstand des unteren Endes 11a der

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Steckstifte 11 zum unteren Ende 12c der Buchsen 12 (KLg. 3). Diese Anordnung ergibt somit einen sehr kompakten Aufbau für einen Stapel von gedruckten Schaltungen und ermöglicht eine günstige Ausnutzung des verfügbaren Raums. Die Bauhöhe ist bei dieser Ausführung allein durch die Länge der Steckstifte 11 vorgegeben, während die Buchsen keinen Einfluß auf sie haben.

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Claims

Patentansprüche:

Vi. J Stecksockel für die gegen Verdrehung gesicherte Aufnahme von flachen Steckstiften, gekennzeichnet durch eine von wenigstens eina?Bohrung durchsetzte, isolierende Tragplatte (9) durch jeweils eine in der Bohrung sitzende Kontaktbuchse (12) mit einem Einlaßende (12a) zum Einführen eines flachen Steckstifts und einem dem Einlaßende gegenüberliegenden Anschlußende (12b) und durch Einrichtungen (12a, 14, 18) zum Verhindern einer Drehung der Kontaktbuchse in der Bohrung, wobei die Kontaktbuchse die Form eines länglichen Röhrchens mit einer Einschnürung (14) im mittleren Teil hat und die Einschnürung eine dem Querschnitt eines Steckstifts (11) komplementäre, gegenüber der Ausrichtung des Steckstifts beim Einführen jedoch in einem Winkel verdrehte Form hat, so daß an der Einschnürung eine haltende Torsionskraft zwischen der Buchse und dem Steckstift wirksam ist.
2. Stecksockel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Buchse (12) bildende Röhrchen einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat, während die Einschnürung (14) in einer zur Achse des Röhrchens normalen Ebene einen rechteckigen Querschnitt hat und in bezug auf die Achse des Röhrchens symmetrisch angeordnet ist.
3. Stecksockel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß in der Tragplatte (9) wenigstens zwei Kontaktbüchsen (12) in einer Reihe angeordnet sind und. daß die Einschnürungen (14) der Buchsen länglich rechteckige Querschnittsform haben, deren Längsachsen in einem spitzen Winkel zu einer entlang der Reihe der Buchsen verlaufenden Ebene liegen.
4. Stecksockel nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß in der Tragplatte (9) wenigstens zwei

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weitere Eontaktbüchsen (12) in einer zweiten, zur ersten parallelen Reihe angeordnet sind, und daß die Längsachsen der länglich rechteckige Querschnittsform aufweisenden Einschnürungen (14) der Buchsen der zweiten Reihe einen dem der Einschnürungen der Buchsen in der ersten Reihe gleichen, jedoch entgegengesetzten Winkel zu einer entlang der zweiten Reihe verlaufenden Ebene bilden.
5. Stecksockel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Einschnürungen der Buchsen in der ersten und der zweiten Reihe jeweils parallel zueinander verlaufen.
6. Stecksockel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbuchsen (12) am Anschlußende (12c) verschlossen sind.
7. Stecksockel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Anschlußebde (12b, c) lang genug zum Hindurchführen durch eine gedruckte Schaltung (13) und Anschließen an derselben ist.
8. Stecksockel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verhindern einer Drehung der Eontaktbuchse eine an einem Ende der Bohrung reibschlüssig an deren Wandung anliegende Erweiterung (12a) und ein zusammengedrücktes Teil nahe dem Anschlußende umfassen, wobei das zusammengedrückt Teil die Einschnürung (14) bildet· und sich am anderen Ende der Bohrung an der Tragplatte in Anlage befindet.
9. Stecksockel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verhindern einer Drehung der Kontaktbuchse (13) eine Lötverbindung (18) am Anschlußende aufweisen.

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10. Stecksockel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9i dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte eine gedruckte Schaltung (10) ist.
11. Stecksockel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 j dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte ein zusätzlicher Isolierkörper (9) ist, an welchem das Anschlußende (12b) der Kontaktbuchse (12) auswärts hervorsteht, daß das Anschlußende in eine zweite Bohrung in einer gedruckten Schaltung (13) eingeführt ist und daß die Einschnürung (14) zwischen den einander zugewandten Flächen des Isolierkörpers und der gedruckten Schaltung gebildet ist.

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