DE3005364A1

DE3005364A1 - Codiereinrichtung fuer elektrische leiterplatten

Info

Publication number: DE3005364A1
Application number: DE19803005364
Authority: DE
Inventors: Rene Roger Charles Garreau; Jean-Paul Lager
Original assignee: Le Materiel Telephonique Thomson CSF
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1980-02-13
Publication date: 1980-08-21
Also published as: FR2449342A1

Description

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30Ü5364

Patentanwälte

Dipl.-lng. Dipl.-Chem. Dipl.-lng

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergersttasse 19

8 München 60

13. Februar 1980

LE MATERIEL TELEPHONIQUE THOMSON-CSF 146, boulevard de Valmy

9 2707 COLOMBES / Frankreich

Unser Zeichen: L 1115

Codiereinrichtung für elektrische Leiterplatten

Die Erfindung betrifft eine Codiereinrichtung für in eir Gehäuse oder Chassis einsteckbare Leiterplatten.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit der Aufgabe, das Anschließen einer eine elektrische Schaltung tragenden Leiterplatte an eine ungeeignete Spannungsquelle und somit die Zerstörung dieser Schaltung zu verhindern.

Bei bestimmten elektrischen Anlagen, z.B. Fernmeldezentralen, benötigt man oft eine große Anzahl von elektrischen Schaltungen auf gedruckten Leiterplatten rechtwinkeligen Formats. Diese Leiterplatten werden im allgemeinen über Führungsschienen im Gehäuse der Zentrale eingeschoben, z.B. derart, daß sie mit ihren Längsrändern senkrecht in zwei parallelen, senkrecht zur Stirn-und Rückseite des Gehäuse orientierten Führungsschienen angeordnet sind.

Um die elektrischen Verbindungen zwischen den Leiterplatten herzustellen bzw. sie von der Rückseite des Gehäuses her zu

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versorgen, sind die steckbaren Leiterplatten gewöhnlich mit Steckverbindungen ausgerüstet, die die Aufgabe haben, an komplementär dazu ausgebildete Steckverbinder angekoppelt zu werden, die im Inneren des Gehäuses an dessen fester Rückwand angeordnet sind, die auch als "Gehäuseboden" bezeichnet wird.

Bei Verwendung einer Steckverbindung mit "indirektem Stecken" nach der DIN 41612 enthält der an der steckbaren Leiterplatte befestigte Steckverbinder einen vorspringenden Teil und Leiterbuchsen auf seiner Seite, die dazu bestimmt ist, mit dem an der Rückwand befestigten komplementären Steckverbinder gekoppelt zu werden.

Das Zusammenstecken dieser Steckverbinder erfolgt, indem die Leiterplatten in ihren Führungsschienen gegen die Rückwand des Gehäuses gedrückt werden. Aufgrund ihrer Ähnlichkeit kann es vorkommen, daß beim Einstecken die Leiterplatten in den Führungsschienen verwechselt werden. Dies kann bei solchen Elektronikzentralen geschehen, wo viele Leiterplatten mit integrierten Schaltungen bestückt sind, die mit Niederspannung arbeiten, und wo andere Leiterplatten vorhanden sind, die Schaltungen mit Umsetzern enthalten, die mit 48 V gespeist werden. Wenn eine mit integrierten Schaltungen bestückte Leiterplatte falsch eingebaut wird, wird sie an Steckverbinder angeschlossen, die mit 48 V gespeist werden, so daß die Gefahr besteht, daß diese Schaltkreise beschädigt werden.

Fehlerhafte Verbindungen können natürlich ausgeschlossen werden, wenn entsprechende Schutzvorkehrungen getroffen sind, z.B. die Anwendung von bekannten Codiereinrichtungen. Derartige Einrichtungen sind im allgemeinen aus zwei Elementen gebildet, von denen das eine der gedruckten Leiterplatte und deren Steckverbinder zugeordnet und das andere auf der Gehäuserückwand dem anderen Steckverbinder zugeordnet ist. Diese

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Elemente sind so codiert, daß ein Leiterplattenansctiluß nur dort erfolgen kann, wo er beabsichtigt ist.

Es können so alle elektrischen Leiterplatten mit solchen Einrichtungen ausgestattet werden. Dies verursacht jedoch sehr hohe Kosten, wenn die Anzahl von einzuschiebenden Leiterplatten groß ist, wie dies bei Telefonzentralen für mehrere tausend Texlnehmerleitungen oft der Fall ist.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Codiereinrichtung, die aus zwei Elementen gebildet ist, wovon das eine der Gehäuserückwand und das andere nur denjenigen steckbaren Leiterplatten zugeordnet ist, die mit für die anderen Leiterplatten gefährlichen Spannungen gespeist werden sollen, wobei das der Rückwand zugeordnete Element verhindert, daß die anderen steckbaren Leiterplatten an gefährliche Spannungen angeschlossen werden, selbst wenn sie nicht mit dem anderen Element der Einrichtung versehen sind.

Bei elektronischen Fernsprechzentralen kann so verhindert werden, daß Leiterplatten mit integrierten Schaltungen irrtümlich einer Spannung ausgesetzt werden, durch welche sie zerstört werden können.

Es ist weiter bekannt, daß zur Verminderung des Raumbedarfs von Telefonzentralen angestrebt wird, eine möglichst große Anzahl von elektrischen Leiterplatten in einem minimalen Volumen unterzubringen. Dies führt dazu, daß sie in parallelen Führungsschienen angeordnet werden, die sehr nahe nebeneinander liegen. Diese Führungsschienen sind natürlich Rillen, deren Breite etwas größer ist als die Dicke der Leiterplattenränder, die darin gleiten sollen. Wegen des Spiels in den Führungsschienen und ihrer sehr geringen Herstellungst-~oleranzen, die auf die geringen Abstände zwischen den benachbarten verschiebbaren Platten zurückzuführen sind, können eine Leiter-

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platte und der zugehörige Steckverbinder seitlich in der Führungsschiene zur einen oder anderen Seite versetzt sein. Dadurch wird die Verbindung zwischen den beiden Steck*- verbindern nicht verhindert, denn diese sind im allgemeinen mit Abschrägungen versehen, die ihren Verschiebungsweg so ausrichten, daß sie aneinander gekoppelt werden können.

Damit die beiden Elemente der Einrichtung ihre jeweiligen Aufgaben erfüllen können, müssen sie ferner mit geeigneten Mitteln versehen sein, damit der auf der steckbaren Leiterplatte montierte Teil der Codiereinrichtung mit dem anderen Teil zusammenwirken kann, der dem komplementären Steckverbinder an der Gehäuserückwand zugeordnet ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Codiereinrichtung für steckbare Leiterplatten, insbesondere solche mit Steckverbindern zum "indirekten Stecken" in einem Gehäuse, vorgeschlagen, die zwei miteinander zusammenwirkende Teile aufweist, deren erster entlang der steckbaren Leiterplatte parallel zu diesem Steckverbinder befestigt ist und die Form eines Kammes mit mehreren Codierzinken aufweist, die mit Codierzungen am zweiten Teil zusammenwirken, der auf einem zu dem ersten Steckverbinder komplementären, im Gehäuse befestigten Steckverbinder aufgeklammert ist, wobei die beiden Teile mit Zentriermitteln versehen sind, um die Bahn der steckbaren Leiterplatte so zu richten, daß der erste Teil sich gegenüber einer Hemmeinrichtung des zweiten Teils befindet, wobei diese Hemmeinrichtung sich dem Einstecken einer steckbaren Leiterplatte widersetzt, die mit dem ersten Teil nicht versehen ist, wobei dieser erstere Teil ferner mit Mitteln versehen ist, um dieses Hemmnis derart zu beseitigen, daß das Vorschieben der steckbaren Leiterplatte und Verkoppeln der beiden Steckverbinder ermöglicht wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 eine Perspektivansicht der Codiereinrichtung;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Einrichtung längs Linie A-A in Fig. 1; und

Fig. 3 eine Querschnittsansicht längs Linie B-B in Fig. 1.

Die beschriebene Ausführungsform besteht aus zwei Teilen 10, 40, die in Fig. 1 perspektivisch dargestellt sind. Der Teil 1O hat die Form eines geraden Kammes und ist mittels (nicht gezeigten) Nieten, die sich durch Bohrungen 11 an seinen Enden hindurch erstrecken, an dem flachen Rand 13 einer gedruckten Schaltungsplatte 12 befestigt. Mittels derselben Nieten ist an dem daran angrenzenden Rand auf der Rückseite der Platte 12 ein elektrischer Steckverbinder 30 befestigt, dessen abgewinkelte Stifte 30a in die integrierte Schaltung der Leiterplatte 12 eingelötet sind.

Dieser Kamm enthält z.B. sechs Codierzinken 14 auf der einen Hälfte seiner Längsausdehnung. Diese Zinken 14 sind in einer zur Leiterplatte 12 parallelen Ebene, jedoch in einer von deren Rand 13 abgewandten Richtung orientiert.

Der Kamm enthält ferner zwei Zinken 15 mit geneigten Flanken auf der der Leiterplatte 12 gegenüberliegenden Seite. Auf diese Zinken 15 folgt ein geradliniger Randabschnitt, der in einem Zentrierzapfen 16 endet, der genau so orientiert ist wie die Codierzinken 14 und die Zinken 15.

Die Wandungsstärke des Kammes ist konstant, außer zwischen den beiden Zinken 15, wo die Wandstärke reduziert ist, und am Ansatz der Zinken 15 in einem abgeschrägten Rand 17 auf der der Leiterplatte 12 gegenüberliegenden Seitenplatte endet.

Der zweite Teil 40 der Codiereinrichtung ist ebenfalls in Fig. 1 gezeigt, und zwar unter dem ersten Teil 10. Er ist

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auf einen elektrischen Steckverbinder 31 bekannter Art, der komplementär zum Steckverbinder 30 ist, aufgeklammert. Dieser Steckverbinder 31 ist dazu vorgesehen, mit seinem Sockel 41 auf einer festen (nicht dargestellten) Platte befestigt zu werden, die senkrecht zur Ebene der Leiterplatte 12 in ihren Führungsschienen ist. Er kann mittels Schrauben oder Nieten befestigt sein oder auch durch Verlöten seiner elektrischen Kontakte 32, wenn dieses Steckkontakte sind, in metallisierten Löchern der Platte mit dieser fest verbunden sein. Um diesen Teil auf dem Stecker 31 festzuklammern, ist er mit Greifmitteln versehen, die im wesentlichen aus zwei Seitenwandungen 45 gebildet sind, die um ihre Befestigungsstellen mit der Längswandung 43 herum elastisch sind und Vorsprünge 36 aufweisen, die sich parallel zu dieser Wandung erstrecken. Diese Vorsprünge 46 sind in Aussparungen der Seitenwandungen des Steckverbinders 31 aufgenommen. Sie werden dort aufgrund ihrer Form und der elastischen Kraft der Wandungen 45 festgehalten.

Dieser Teil 40 ist an die üblichen Steckverbinder 31 angepaßt, die eine Längswandung 33 enthalten, deren untere Hälfte leicht gegenüber der oberen Hälfte zurückversetzt ist. Zu diesem Zweck enthält er ein Positionierelement 44 von der Art einer flexiblen Zunge mit einem Sitz 47, der unter den Rand der zurückversetzten Wandung 33 des Steckverbinders 31 greift.

Eine elastische Zunge 48, die nicht über die Höhe des Sockels 41 hinausgeht, ist über einen umgebogenen Teil 55 an die Wandung 43 einer Aussparung 56 derselben angeschlossen. Zwischen der Wandung 43 und der Zunge 48 ist ein ausreichender Abstand vorhanden, damit diese Zunge zur Wandung 43 hin zurückgedrückt werden kann. Etwas oberhalb des Niveaus des Oberrandes der Wandung 43 endet die Zunge 48 mit einem Kopfstück 50, das auf beiden Seitenflanken mit zwei Flügeln oder Längsfortsätzen 49

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versehen ist, deren Querschnitt dreiecfcsförmig ist und die symmetrisch auf beiden Seiten in der Ebene der Zunge 48 angeordnet sind* Geneigte Oberflächen 51 der Flügel 49 befinden sich unter diesen Bedingungen in Ausrichtung mit den beiden Zinken 15 des Kammes 10. Das Kopfstück 50 hat eine viereckige Form und weist eine flache Kuppe auf, die senkrecht zu dem abgeschrägten Rand 17 des Kammes 10 ist.

Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß die Seite des Kopfstücks 50, die dem Steckverbinder 31 zugewandt ist, einen doppelten Nocken 52, 53 aufweist. Der erste Nocken 52 liegt über dem Längsrand 33a des Steckverbinders 31, wenn das Kopfstück sich in seiner normalen Ruhestellung befindet, und der zweite Nocken 53 stützt sich ab und hält einen Abstand zwischen der Stirnseite der Zunge 4 8 und der Wandung 33 des Steckverbinders 31 .

Die Zunge 48 und das Kopfstück 5O bilden ein Hemmnis, das die Verbindung zwischen den Steckverbindern 30 und 31 verwehrt, wenn die Leiterplatte 12 nicht mit dem Teil 10 der Einrichtung versehen ist und wenn der Steckverbinder 31 einem Teil 40 der Einrichtung zugeordnet ist.

Die Arbeitsweise dieser Hemmeinrichtung wird später im einzelnen beschrieben.

Die Codiereinrichtung dieses Teils 40 sind als sechs starre Zungen dargestellt, die gleichmäßig beabstandet sind und sich gegenüber der Längswandung 43 zwischen den Hemmeinrichtungen 48, 50 und den Positioniermitteln 44, 47 aufrichten. Ihre rechtwinkelig abgewinkelten Enden erstrecken sich im wesentlichen bis zur Höhe der Flügel 49 der Hemmeinrichtung.

Diese Zungen können nach einem bekannten Verfahren erforderlichenfalls während der Formung dieses Teils mit Rillen oder Bohrungen (nicht dargestellt) versehen werden, um sie von Hand auf halber Höhe abbrechen zu können.

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Aufgrund des Spiels zwischen den Führungsschienen und ihrer Herstellungstoleranzen und wegen unterschiedlicher Dicken der in den Führungsschienen geführten Leiterplatten ist es erforderlich, auf beiden Seiten der Codiermittel und des Hemmnisses eine Zentriereinrichtung vorzusehen, die es gestattet, erforderlichenfalls die Richtung der Leiterplatte 12 derart auszurichten, daß der Rand 17 und die Zinken 15 sich jeweils über dem Kopfstück 50 des Hemmnisses und den Seiten 51 der Flügel 49 einstellen.

Eine solche Einrichtung kann als Ausrichtprisma 6O ausgebildet sein, das sich an einem vorstehenden Teil 54 der Längswandung 43 erhebt. Dieses Prisma 60 enthält zwei aktive Oberflächen 60a, 60b. Die erste Oberfläche 60a dient dazu, den Zentrierzinken 16 des an der Platte 12 befestigten Kammes IO transversal nach hinten (Pfeil F) zurückzudrücken, während die zweite Oberfläche 60b dazu dient, in der entgegengesetzten Richtung den abgeschrägten Rand eines elektrischen Steckverbinders 30 zurückzudrücken, der auf einer parallelen benachbarten Platte befestigt ist und parallel zu dem ersten auf der Seite der Wandung 43 angeordnet ist.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs A-A durch die erfindungsgemäße Einrichtung und die beiden Steckverbinder 3O, 31.

Die Verschiebung der Leiterplatte wird nur aufgrund eines gewissen Spiels in den Führungsschienen ermöglicht. Folglich kann die Leiterplatte 12 während ihres Verschiebeweges leicht versetzt werden. Ein solcher Fall ist in Fig. 2 dargestellt, wo die Leiterplatte und ihr Steckverbinder 30 am Beginn ihres Vorschiebens nach links versetzt sind. Die Einrichtung bewirkt hier eine Korrektur des Schiebeweges. Diese erste Funktion der Einrichtung wird durch den Zentrierzinken 16 erreicht, der über seine Abschrägung mit der Oberfläche 6Oa des Aufrichtprismas 60 in Berührung gelangt, wodurch er anschließend in Richtung der Pfeile abgelenkt wird.

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Da der Steckverbinder 3O der Leiterplatte 12 vorausgeht, würde er über seinen Sockel mit dem Kopfstück 50 der Hemmeinrichtung in Berührung gelangen, das sich gegen den Steckverbinder 31 abstützt, wenn diese Hemmeinrichtung nicht aus seinem Weg entfernt würde. Dieser Fall würde eintreten, wenn die Leiterplatte 12 nicht mit dem ersten Teil 10 der Einrichtung versehen wäre.

In dem hier beschriebenen und dargestellten Fall wird jedoch die Hemmeinrichtung zurückgedrückt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Zunächst gelangen die beiden Zinken 15 des Kammes 1O in Berührung mit den Oberflächen 51 der beiden Flügel 49 und drücken sie dann progressiv in Richtung zv~ Wandung 43 zurück. Dann gelangt der geneigte Rand 17 in Berührung mit der Kante 50a des Kopfstücks 50, um dieses nach hinten zur Wand 43 zurückzudrücken.

Diese zweistufige Wirkung beruht auf dem notwendigerwexse geringen Platzbedarf und Ablenkungsweg der vorhandenen Teile. Sobald die Hemmeinrichtung beseitigt ist, können die beiden Steckverbinder verkoppelt werden, wenn darüber hinaus alle Codierbedxngungen erfüllt sind.

Hierzu ist es erforderlich, daß der Lage eines ganzen Codierzinkens 14 an dem Kamm 10 jeweils gegenüber eine Stelle entspricht, wo eine Zunge 42 zerbrochen und entfernt ist, und umgekehrt, daß der Stelle eines zerbrochenen und entfernten Zinkens 14 gegenüber eine ganze Codierzunge 42 entspricht.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Codiereinrichtung mit sechs Zinken und sechs zerbrechbaren Codierzungen gewählt. Natürlich kann ohne Schwierigkeiten die Anzahl derselben vergrößert oder verkleinert werden, durch einfaches Verändern der Länge der Einrichtung oder ihrer Anordnung an dem Kamm 10.

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Wenn die Codierbedingungen erfüllt sind, verursacht das weitere Vorschieben der Leiterplatte in ihren Führungsschienen das Einstecken des Steckerteils des Steckverbinders 3D in den Buchsenteil des Steckverbinders 31 sowie die Verbindung zwischen den Kontaktstiften und Kontaktbuchsen dieser Steckverbinder.

Wenn die Leiterplatte 12 herausgezogen oder aus den Führungsschienen entfernt werden soll, gelangt die Hemmeinrichtung aufgrund ihrer Elastizität automatisch in die Anfangsstellung zurück.

Die Vorzüge der beschriebenen Einrichtung sind folgende: Wenn der an der Rückwand befestigte Steckverbinder mit e^;.nem Teil 40 versehen ist, verhindert die Hemmeinrichtung 48, 50 seine Verkopplung mit einem dazu komplementären Steckverbinder 30, der an einer steckbaren Leiterplatte 12 befestigt ist, wenn diese nicht mit einem Teil 10 der beschriebenen Art ausgerüstet ist. Wenn also eine große Anzahl von Leiterplatten mit untereinander äquivalenten elektrischen Spannungen versorgt wird und nur wenige Leiterplatten mit Spannungen verschiedener Werte versorgt werden müssen, so ist es nicht erforderlich, die häufigeren Leiterplatten mit Teilen bzw. Kämmen 10 auszurüsten. Vielmehr werden nur die selteneren Leiterplatten mit den codierten Kämmen 10 ausgerüstet, um sie untereinander zu unterschieden und folglich das mit Zungen 42 ausgerüstete Teil 40 zu codieren.

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Claims

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8 München 60

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PATENTANSPRÜCHE

( 1J Codiereinrichtung für steckbare Leiterplatten mit einem elektrischen Steckverbinder zur indirekten Verbindung in einem Gehäuse, mit zwei miteinander zusammenwirkenden Teilen, wovon der erste längs der Leiterplatte parallel zu dem Steckverbinder befestigt ist und einen Codierkamm mit mehreren Zinken enthält, die mit Codierzungen des zweiten Teils zusammenwirken, der an einem im Gehäuse befestigten komplementären Steckverbinder aufgeklammert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil eine Hemmeinrichtung aufweist, die den Anschluß einer Leiterplatte hemmt, die nicht mit dem ersten Teil versehen ist, äzß der erste Teil Mittel zur Beseitigung dieser Hemmeinrichtung aufweist und daß die zwei Teile ferner Zentriern ittel aufweisen, welche die die Hemmeinrichtung beseitigenden Mittel auf diese Hemmeinrichtung zu richten, wenn die mit dem ersten Teil versehene Leiterplatte versetzt ist.
2. Codiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriermittel des ersten Teils einen geraden Zinken in der Ebene des Kammes mit einer Abschrägung enthalten.

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3. Codiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriermittel des zweiten Teils durch ein Aufrichtprisma gebildet sind.
4. Codiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmeinrichtung des zweiten Teils aus einer Zunge gebildet ist, die transversal zur Einsteckrichtung der Leiterplatte schwingen kann und in einem flachen, zu der Einsteckrichtung senkrechten Kopfstück endet.
5. Codiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmeinrichtung ferner zwei symmetrische Flügel mit zur Einschiebrichtung geneigten Flanken aufweist.
6. Codiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Beseitigung der Hemmeinrichtung aus zwei Zinken mit in derselben Richtung wie die Flanke der beiden Flügel geneigten Flanken und zwischen den beiden Zinken aus einem abgeschrägten Rand des Kammes, der langer ist als das Kopfstück der Hemmeinrichtung, gebildet sind.
7. Codiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3, 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper des zweiten Teils eine flache Längswandung und zwei Seitenwandungen aufweist, die flexibel und derart in ihrer Form angepaßt sind, daß sie auf die Enden des komplementären Steckverbinders aufklammerbar sind.
8. Codiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil zwei flexible Positionierelemente mit einem Sitz aufweist.

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