EP0034243A2

EP0034243A2 - Steckverbindung

Info

Publication number: EP0034243A2
Application number: EP81100081A
Authority: EP
Inventors: Ewald Emil Stadler
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1981-01-08
Publication date: 1981-08-26
Also published as: DE3160277D1; EP0034243A3; EP0034243B1; DE3005634A1

Abstract

Steckverbindung für mit Steckerstiften versehene Baugruppen zum Anschluß an mit gedruckten Schaltungen versehene Schaltungskarten. Diese weisen eine große Anzahl von in die Schaltungskarte (4) eingelassenen Anschlußstiften (5) auf. Eine Buchsenplatte (6) weist eine große Anzahl von Bohrungen (8) mit innen liegenden elektrisch leitenden Buchsen (9) auf, die der Aufnahme jeweils eines Steckerstiftes (3) und eines Anschlußstiftes (5) dienen und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Baugruppe (2) und Schaltungskarte (4) herstellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung zwischen mit Steckerstiften versehenen elektronischen Bauelementen oder Baugruppen, die manchmal auch als Moduln bezeichnet werden, und einer mit gedruckten Schaltungen oder Leitungen versehenen Schaltungskarte.
Steckverbindungen dieser Art sind allgemein bekannt. Bei den meisten bisher bekannt gewordenen Konstruktionen dieser Art enthält der eine Teil der Steckverbindung die Steckerstifte, während der andere Teil die zugehörigen Buchsen aufweist. Steckverbindungen dieser Art sind beispielsweise in der DE-AS 21 63 340 oder in der DE-OS 26 04 837 offenbart.
Ferner ist zum Stande der Technik eine elektrische Steckverbindung erwähnenswert, die aus zwei identisch geformten Isolierkörpern besteht, die sich jeweils paarweise gegenüberstehende identische Buchsenteile enthalten, wobei jeweils in einem Buchsenteil jedes Paares ein aus dem Isolierkörper ragender, an diesem verankerter Steckerstift sitzt.
Derartige Konstruktionen sind relativ teuer und wenig flexibel. Die hier verwendeten Buchsen sind meist Federbuchsen, die in die mit einer gedruckten Schaltung versehene Schaltungskarte eingesetzt und mit den dort vorhandenen Leitungszügen verlötet werden müssen. Da solche Verbindungen als Steckverbindungen lösbar sein müssen, besteht immer die Gefahr, daß mit der Zeit die Federkraft der Federbuchsen nachläßt. Außerdem müssen Federbuchsen stets mit einer vorgeschriebenen Ausrichtung eingesetzt werden. Wenn die Buchsen einmal eingesetzt sind, läßt sich die Anordnung nicht mehr ändern. Ebenfalls können die Federbuchsen bei der Fertigung der vollständig bestückten Schaltungskarten verbogen werden und lassen sich nur schwer wieder richten.
Aufgabe der Erfindung ist es also, eine neuartige Steckverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nicht nur in der Herstellung einfacher und billiger ist, sondern sich auch leichter auf Fertigungsfehler überwachen läßt. Ferner soll sich die neue Steckverbindung auch leichter an geänderte Verhältnisse anpassen lassen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Schaltungskarte selbst auf ihrer Oberfläche an den Anschlußpunkten ebenfalls mit Anschlußstiften versehen ist und daß-eine aus Isoli.ermate- rial bestehende _Buchsenplatte vorgesehen ist, die auf beiden Oberflächen an den den Anschlußpunkten entsprechenden Stellen öffnungen sowie innen liegende elektrisch leitende Buchsen aufweist, die jeweils gleichzeitig der Aufnahme der Steckerstifte und der entsprechenden Anschlußstifte dienen. Vorzugsweise ist die Anordnung dabei so getroffen, daß die Buchsen sich aus einem geraden Abschnitt nach oben und unten erweitern und daß die Querschnittsabmessungen des geraden Abschnitts jeder Buchse etwa der Summe der Querschnittsabmessungen je eines Steckerstiftes und eines Anschlußstiftes entsprechen. Besonders vorteilhaft in der Herstellung ist es, wenn die Buchsen aus einem zylinderförmigen geraden Abschnitt und je einem sich nach außen trichterförmig sich erweiternden Abschnitt oben und unten bestehen. Dabei ist es vorteilhaft, die Buchsen.aus einem federnden Material herzustellen.
Von ganz besonderem Vorteil ist es, wenn dabei die Längskanten des die Buchsen bildenden Materialstreifens nicht miteinander verbunden sind und der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts der Buchsen etwas geringer ist als die Summe der Durchmesser je eines Steckerstiftes und eines Anschlußstiftes. Insbesondere ist es dabei zweckmäßig, wenn sich die Längsseiten des die Buchsen bildenden Materialstreifens in der fertig ausgeformten Buchse überlappen.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Steckverbindung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 schematisch eine Darstellung dieser Steckverbindung,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Buchse und
Fign. 4A - 4C
verschiedene Querschnittsansichten einer erfindungsgemäß ausgestalteten Buchse.

Fig. 1 zeigt rein schematisch eine erfindungsgemäß aufgebaute Steckverbindung 1 zwischen einem Modul, einem elektrischen Bauelement oder einer solchen Baugruppe 2 mit daran angebrachten Steckerstiften 3 und einer mit gedruckten Schaltungen oder Leitungen versehenen Schaltungskarte 4. Die Schaltungskarte 4 ist dabei mit einer großen Anzahl von Anschlußstiften 5 versehen, die fest und unverrückbar in die Schaltungskarte eingesetzt sind. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ragen die Anschlußstifte 5 über beide Oberflächen der Schaltungskarte 4 hinaus, obwohl dies nicht zwingend erforderlich ist. Zwischen dem Modul 2 mit seinem Steckerstift 3 und der Schaltungskarte 4 mit ihrem Anschlußstift 5 ist eine Buchsenplatte 6 angeordnet, die an ihrer Ober- und Unterseite Öffnungen 7 aufweist. An diese öffnungen schließt sich im Innenraum eine Bohrung 8 an, die der Aufnahme einer Buchse 9 dient. Wie man aus Fig. 1 ohne weiteres erkennt, ist der Durchmesser der Bohrung 8 an allen Stellen etwas größer als die hier verschieden groß gezeigten Durchmesser der Buchse ..9. Der Zweck dieser unterschiedlich großen-Durchmesser wird noch näher erläutert.
Man erkennt ferner, daß die Öffnungen 7 in der Buchsenplatte 6 so groß gewählt sind, daß jeweils nur der Steckerstift 3 von oben oder der Anschlußstift 5 von unten einschiebbar sind. Die Buchsenplatte 6 besteht dabei aus Isoliermaterial, während die Buchse 9-selbst aus elektrisch leitendem Material besteht.
In Fig. 2 ist rein schematisch die Anordnung von Modul 2, Buchsenplatte 6 und Schaltungskarte 4 gezeigt. Man erkennt wiederum rein schematisch eine Anzahl von Steckerstiften 3 des Moduls 2, eine Anzahl von Öffnungen 7 in der Buchsenplatte 6 und eine Anzahl von Anschlußstiften 5 in der Schaltungskarte 4. In Fig. 3 ist dann eine der Buchsen 9 im einzelnen gezeigt. Obwohl im Prinzip die Buchse 9 jeden beliebigen Querschnitt aufweisen könnte und auch über ihre gesamte Längsausdehnung einen gleich großen Querschnitt besitzen könnte, ist doch hier, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Buchse 9 so ausgestaltet, daß sie in der Mitte einen geraden Abschnitt 10 aufweist, der nach oben und nach unten in einen sich nach außen erweiternden Abschnitt 11 bzw. 12 übergeht. In dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der gerade Abschnitt 10 zylinderförmig, und die sich nach außen erweiternden Abschnitte 11 und 12 sind trichterförmig ausgestaltet.
Der Durchmesser des geraden Abschnitts wird dabei so gewählt, daß er etwa der Summe der Querschnittsabmessungen je eines Steckerstiftes 3 und eines Anschlußstiftes 5 entspricht. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, wenn die Buchsen 9 aus einem federnden Material bestehen und der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts der Buchsen 9 etwas geringer ist als die Summe der Durchmesser je eines Steckerstiftes 3 und eines Anschlußstiftes 5. Von besonderem Vorteil ist es aber, wenn die Längsseiten des die Buchsen 9 bildenden Materialstreifens sich in der fertig ausgeformten Buchse überlappen. Da die Buchsen aus einem federnden Material bestehen und sich nach oben und unten trichterförmig erweitern, wird die Buchse beim Einfügen der Steckerstifte bzw. Anschlußstifte etwas auseinander gedrückt und stellt damit eine sichere elektrische Verbindung zwischen Steckerstift und Anschlußstift her.
Wie aus Fig. 4 im einzelnen rein schematisch zu erkennen, kann der Querschnitt der Buchse beispielsweise quadratisch, sechseckig, kreisförmig oder auch elliptisch sein. Im Falle eines elliptischen Querschnittes ist es möglich, eine geschlossene Buchse zu verwenden. In allen anderen Fällen ist es zweckmäßiger, eine Buchse zu verwenden, deren Seitenkanten nicht miteinander verbunden sind und die sich eine kleine Strecke überlappen.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Buchsenplatte aus einer oberen und einer unteren Deckplatte 14 bzw. 15 aus Isoliermaterial und einer dazwischen liegenden, ebenfalls aus Isoliermaterial bestehenden Schicht 16. Wie bereits erwähnt, sind die Öffnungen 7 in den Deckplatten 14, 15 jeweils nur so groß, daß sie jeweils den Durchtritt eines Steckerstiftes oder aber eines Anschlußstiftes gestatten.
Die neue Steckverbindung hat nun folgende Vorteile. Anschlußstifte sind weniger zerbrechlich als die bisher gebräuchlichen Buchsen. Fehlerhafte Anschlußstifte lassen sich vor dem Zusammenbau leichter feststellen. Das Einsetzen von Anschlußstiften kann scheller erfolgen, da keine besondere Ausrichtung wie bei den bisher verwendeten Buchsen erforderlich ist. Der Abstand zwischen den einzelnen Anschlußstiften in der Schaltungskarte kann leichter verändert werden, da doe Stifte nicht wie die Federn mit vorgegebenen Abständen ausgestanzt werden müssen. Verbogene Anschlußstifte in einer Schaltungskarte können leicht geradegebogen werden. Falls eine höhere Dichte von Anschlußstiften gewünscht wird, die einer höheren Dichte der Steckerstifte der Bauelemente oder Baugruppen entspricht, so läßt sich dies mit der neuen Steckverbindung leichter durchführen.
Die Federwirkung tritt in einem gesonderten Teil auf, das leicht entfernt und ausgewechselt werden kann: Die Buchsenplatte kann ebenfalls leicht abgenommen werden, wenn an der mit Anschlußstiften versehenen Schaltungskarte oder an dem mit Steckerstiften versehenen Modul Änderungen vorgenommen werden müssen. Das Auswechseln fehlerhafter Federn nach einer höchstmöglichen Anzahl von Einsetz- und Entnahmevorgängen ist leicht möglich.
Für das Einsetzen der Baugruppen, Bauelemente oder Moduln mit ihren Steckerstiften in die Buchsenplatte wird man mit Hilfe einer mechanischen Vorrichtung zunächst die Buchsenplatte 6 auf die Schaltungskarte 4 mit ihren Anschlußstiften 5 aufsetzen. Mit der gleichen Vorrichtung wird man dann die Bauelemente, Baugruppen oder Moduln mit ihren Steckerstiften in die entsprechenden Buchsen der Buchsenplatte eintreiben. Die gleiche Vorrichtung kann auch zum Lösen der Steckverbindung eingesetzt werden. Insgesamt erhält man also eine Steckverbindung, die wesentlich einfacher herzustellen und zusammenzubauen ist.

Claims

1. Steckverbindung zwischen mit Steckerstiften versehenen elektronischen Bauelementen oder Baugruppen und einer mit gedruckten Schaltungen .oder Leitungen versehenen Schaltungskarte,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Schaltungskarte (4) auf mindestens einer ihrer Oberflächen an den Anschlußpunkten ebenfalls mit Anschlußstiften (5) versehen ist und

daß eine aus Isoliermaterial bestehende Buchsenplatte (6) vorgesehen ist, die auf beiden Oberflächen Öffnungen (7) sowie innen liegende elektrisch leitende Buchsen (9) aufweist, die jeweils gleichzeitig der Aufnahme der Steckerstifte (3) und der entsprechenden Anschlußstifte (5) dienen.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
daß die Buchsen (9) sich aus einem geraden Abschnitt (10) nach oben und unten erweitern (11, 12) und daß die Querschnittsabmessungen des geraden Abschnitts (10) etwa der Summe der Querschnittsabmessungen je eines Steckerstiftes (3) und eines Anschlußstiftes (5) entsprechen.

3. Steckverbindung nach den Ansprüchen 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Buchsen (9) aus einem zylinderförmigen geraden Abschnitt (10) und je einem sich nach außen trichterförmig erweiternden Abschnitt (11, 12) bestehen.

4. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Buchsen (9) aus einem federnden Material bestehen,

daß dabei die Längskanten (13) des die Buchsen (9) bildenden Materialstreifens nicht miteinander verbunden sind und

daß der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts (10) der Buchsen etwas geringer ist als die Summe der Durchmesser je eines Steckerstiftes (3) und eines Anschlußstiftes (5).

5. Steckverbindung nach Anspruch 4, dadurch .
gekennzeichnet,
daß die Längsseiten des die Buchsen (9) bildenden Materialstreifens in der fertig ausgeformten Buchse sich überlappen.

6. Steckverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Buchsenplatte (6) aus je einer oberen und einer unteren Deckplatte (14, 15) aus Isoliermaterial und einer dazwischen liegenden ebenfalls aus Isoliermaterial bestehenden Schicht (16) besteht und

daß die öffnungen (7) in den Deckplatten (14, 15) jeweils nur den Durchtritt eines Steckerstiftes bzw. eines Anschlußstiftes (5) gestatten.