DE2817269A1

DE2817269A1 - Einrichtung zum packen elektronischer schaltungen

Info

Publication number: DE2817269A1
Application number: DE19782817269
Authority: DE
Inventors: Richard Lynn Agard; Terrence Edward Bocinski; Lawrence Edgar Brearley; William Riley Yaple
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-04-29
Filing date: 1978-04-20
Publication date: 1978-11-02
Also published as: FR2389298A1; CA1069207A; GB1597451A; FR2389298B1; JPS53135461A; US4131933A; JPS5745080B2; IT1108850B; DE2817269C2; IT7821399A0

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

ne/se

Einrichtung zum Packen elektronischer Schaltungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Packen elektrischer Schaltungen mit rascher Austauschmöglichkeit.

Bisher war es schwierig und zeitraubend, eine eine Einheit bildende Einrichtung zum Packen elektronischer Schaltungen beim Kunden zu reparieren oder auszutauschen, denn eine mit gedruckten Leiterzügen versehene Grundkarte, auf die die elektronischen Schaltungen tragende Schaltkarten senkrecht aufgesteckt wurden, konnte nicht als eine vollständige Einheit entfernt werden. Zuerst mußten die Karten aus dem Kartenführungssystem entfernt werden, dann mußte das Kartenführungssystem auseinandergenommen und von der Anordnung der Grundkarten entfernt werden. Beim Entfernen der Karten mußten sie in der richtigen Reihenfolge in einen Kartenbehälter gelegt werden, um die Reihenfolge beim Wiedereinstekken in eine neue Grundkarte beizubehalten. Um die Grundkarte zu entfernen, war es notwendig, zuerst die Karten zu entfernen und dann den Führungsrahmen für die Grundkarten auszubauen. Eine Reihe von Schrauben mußte gelöst werden, von ienen häufig einige in die Einheit hineinfielen. Außerdem mißte eine Anzahl von Eingabe/Ausgabedrähte einzeln gelöst werden. Es nahm etwa 8 bis 10 Stunden in Anspruch, um eine Srundkarte zu entfernen und wieder in ihren Halterungsaufoau einzusetzen.

Das Ausbessern oder Ändern einer Grundkarte beim Kunden war sine sehr langwierige Aufgabe. Drähte zur Durchführung von 3chaltungsänderungen wurden entweder um Kontakte auf der Rückseite der Grundkarte gewickelt oder an ihnen festgeklemmt. en. 97-6 034 809844/0839

Um eine Änderung oder Ausbesserung durchzuführen, war es im allgemeinen notwendig, eine Reihe dieser Drähte zu entfernen und sie außerdem einzeln zu kennzeichnen, so daß sie später wieder an ihrer richtigen Stelle befestigt werden konnten. Wenn der Wartungstechniker die Grundkarte nicht ausbessern konnte, mußte sie entfernt und zur Fabrik zurückgesandt werden. In jedem Fall sah sich der Wartungstechniker einer j

i unerwünscht langen Maschinenausfallzeit gegenüber.

Darüber hinaus diktiert die gegenwärtige Technologie, daß Drähte zur Durchführung von Schaltungsänderungen permanent mit den Grundkarten verbunden werden müssen, um die elektrischen Eigenschaften zu verbessern. Aufgrund der schmalen Drähte und der jetzt verwendeten Dichte können Schaltungsänderungen beim Kunden nicht ohne die Benutzung hochentwickelter Geräte vorgenommen werden, um Drähte zu entfernen oder hinzuzufügen, was zu einer teuren Arbeitsweise führt. Es wurde daher offensichtlich, daß eine verbesserte Einrichtung zum Anordnen elektronischer Schaltungen benötigt wird, die ein rasches Entfernen der Einrichtung und ihren Austausch beim Kunden gestattet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Einrichtung zum Packen elektronischer Schaltungen zu schaffen, die schnell als Einheit von einem Rahmen gelöst oder mit ihm verbunden werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Maßnahmen.

en 976 034 809844/0839

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung eines !bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert, von denen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der von ihrem Rah- ! men getrennten Einrichtung zum Packen elektro-

; nischer Schaltungen;

Fig. 2 eine Teilansicht der vorderen rechten Hälfte j der Einrichtung zum Packen elektronischer

Schaltungen;

Fig. 3 die Ansicht eines links der Linie 3-3 der

Fig. 2 geführten Schnittes, der eine Schaltkarte und einen Kartenhalter zeigt;

Fig. 4 eine isometrische Teilansicht, die die Messerkontakte der Schaltkarte zeigt und die Federkontakte der Grundkarte;

Fig. 5 eine Teilansicht, die drei Führungsrillen im

Kartenführungsrahmen und die Anordnung zur !

Verriegelung der Kartenhalter zeigt. !

Fig. 1 zeigt perspektivisch die Einrichtung 10 für das Anord- ; nen von Schaltkarten auf einer Grundkarte, welche Einrichtung ! aus einem Rahmen 11 entfernt ist. Der Rahmen 11 hat eine rück- ι wärtige öffnung 12 zur Aufnahme der Einrichtung und eine vordere öffnung 13 für den Zugriff zu der Einrichtung. Auf der ! Vorderseite des Rahmens befinden sich oben und unten eine Reihe von Vorsprüngen 14, die eine Kabelleiste für die Kabel 15 bilden. Die Einrichtung zur Anordnung von Schaltkarten auf einer Grundkarte enthält ganz allgemein eine Grundkarte 16 mit gedruckter Verdrahtung (Fign. 2 und 3), ein Versteifungsteil 17, einen Kartenführungsrahmen 18 und eine Reihe von Kar-

976 034 809844/0833

_ 7 —

jtenhaltern 19, von denen jeder eine Schaltkarte 20 mit ge-• druckter Verdrahung enthält.

Fig. 2 zeigt nur die rechte vordere Hälfte der Einrichtung 10, ; da die andere Hälfte gleich ist. Die Grundkarte 16 mit gedruckter Verdrahung ist an einem Absatz auf der Rückseite des nichtmetallischen Versteifungsteils 17 für die Grund- ^: karte befestigt. Quer über das Versteifungsteil für die Grundkarte ist eine Reihe von Längskanäle bildenden öffnungen 21 angeordnet, die sich in vertikaler Richtung erstrecken und die die Verbindung mit der Vorderseite der Grundkarte erlauben. In horizontaler Richtung erstrecken sich zwei metallische Befestigungsstäbe 22, die über den Enden der kanalartigen Längsöffnungen liegen und mit dem Versteifungsteil für die Grundkarte verbunden sind und die eine Reihe _; von gebohrten Löchern 23 aufweisen, die so angeordnet sind, daß ein Loch sich an jedem Ende der kanalartigen öffnungen bei findet. Im Inneren jeder Kanalöffnung befindet sich ein Ge-. häuse 24 für Kontaktfedern. Die Kontaktgehäuse werden durch die Befestigungsstäbe 22 getragen und sind daran mittels

■ C-Klemmen 25 befestigt, die in Nuten in den Seiten der

iKanalöffnungen einrasten. Wie in Fig. 4 dargestellt, weisen : die Gehäuse 24 eine Reihe von Führungslöchern 26 auf, die mit gegabelten Kontaktfedern 27 ausgerichtet sind, die in der Vorderseite der Grundkarte 16 mit gedruckter Schaltung befestigt sind. Auf der Vorderseite des Versteifungsteiles für die Grundkarte ist mittels acht Schrauben 28 der Kartenführungsrahmen 18 befestigt, der an jedem Ende eine Trennungsplatte 29 und eine Reihe von 18 Führungsnuten 30 sowohl im

■ oberen als auch im unteren Teil des Rahmens aufweist. Die

; Nuten sind zur Führung der Kanten der Schaltkarten so ange- : ordnet, daß die steckbaren Enden eingesetzter Karten in ihre ; zugehörigen Kanäle 21 einlaufen. In Fig. 3 ist eine der in \ dem Kartenführungsrahmen 18 befestigten Kartenhalter 19 und ! eine Schaltkarte 20 mit gedruckter Verdrahtung dargestellt.

en 976 034 TO984 47083

iEine Reihe von Komponenten 31 sind auf der dargestellten |Seite der Karte befestigt und längs eines Rand der Karte befinden sich Verbindungsstecker 32, die dazu benutzt werden, um elektrische Verbindungen zwischen den Schaltkarten herzustellen. Der Kartenhalter besteht aus einem Kunststoff und schließt eine Platte 33 (Fig. 1) ein, die eine Reihe von Öffnungen 34 aufweist, die zur Kühlung der Karte beitragen. Längs des oberen und unteren Randes der !Platte sind Führungsschienen 35 (Fig.3) gebildet, die den Halter in die Führungsnuten 30 am oberen und unteren ¹TeU des Rahmens 18 führen. Das äußere Ende jeder Führungs-Ischiene weist einen Verriegelungsvorsprung 36 auf, der mit jden Führungsnuten 30 zusammenwirkt, um die eingeführten Kartenhalter in noch zu beschreibender Weise richtig festzulegen. Innerhalb jeder Führungsschiene ist ein hohler Teil 37 für die Werkzeugführung.

Die Schaltkarte 20 mit gedruckter Verdrahung paßt in die Nuten in dem Kartenhalter und wird in ihm durch ein Paar von nicht dargestellten Verriegelungsvorsprüngen festgehalten. Mit dem einsteckbaren Rand der Schaltkarte ist ein Kunststoff-Kontaktgehäuse 38 verbunden, in das beispielsweise vier Reihen von Kontaktfedern 39 eingegossen sind, wie das in Fig. 4 dargestellt ist. Jede Kontaktfeder iist mit einer Kontaktfläche 40 auf der Schaltkarte verlötet. jAn jedem Ende des Kontaktgehäuses ist ein blockartiger Teil |41 gebildet, der eine Bohrung aufweist, in der eine Sechskantschraube 42 befestigt ist. An diesen Schrauben ist eine zu ihrer Befestigung dienende Klammer 43 angebracht, um sie an der Schaltkarte festzuhalten. Die der Befestigung dienenden Klammern sitzen in einer Vertiefung unterhalb des blockartigen Teiles 41. Die Befestigungschrauben sind mit den Führungsteilen 37 für das Werkzeug ausgerichtet.

en 976 oü4 809844/0839

β !

ιDie Fesselschrauben 42 werden in mit einem Gewinde versehe-

I !

inen Löchern 23 in den Befestigungsstangen 22 eingeschraubt, ' j die sich längs des oberen und unteren Teiles des Verstei- ;fungsteiles erstrecken. Die Schaltkarte ist so entworfen, daß I sie in Bewegung gesetzt und in die Grundkarte eingesteckt ;wird durch vollständiges Anziehen der Fesselschrauben nachjeinander mit einem speziellen, nicht dargestellten, Torsionsantriebswerkzeug mit einem sechskantigen Ende, das auf die :Schraubenköpfe paßt. Das Werkzeug wird in die hohlen Führungsiteile 37 auf dem Kartenhalter eingesetzt und durch sie ge- ;führt.

!Dieses Befestigen erst an einem Ende der Schaltkarte und dann lan dem anderen, hat den Vorteil, daß die beim Einführen gegen idie Grundkarte wirkenden Kräfte bedeutend verringert werden jim Vergleich zu einer direkten Bewegung, da die Messerkon-'takte 39 in die Federkontakte 27 in der Grundkarte in einer !scherenartigen Weise eingeführt werden. Als Ergebnis werden ιdie ersten Messerkontakte vollständig eingeführt, während idie übrigen nur teilweise eingeführt werden mit allmählich !abnehmender Strecke aufgrund der höheren anfänglichen Reibungs-j :kräfte, die überwunden werden müssen, wenn die spitzen Enden der Messerkontakte 39 in die auf den oberen Enden der Kontake ;27 der Grundkarte vorgesehenen Einlauframpen eintreten. Die-'se Gegenwirkung neigt dazu, das entgegengesetzte Ende der I Schaltkarte anzuheben und seine Bewegungsschraube über die jBefestigungsstangen, so daß das Schraubengewinde nicht mit

idem Gewinde übereinstimmt, ohne daß ein beachtlicher Druck !auf das Bewegungswerkzeug ausgeübt wird. Dies würde die Bewegung schwierig machen, und um dieses Problem zu eliminieren, wurden die VerriegelungsvorSprünge 36 an den äußeren Enden der Führungsschienen 35 auf dem Kartenhalter entworfen.

Fig. 5 ist eine Teildraufsicht auf drei der Führungsnuten 30 am Boden des Kartenführungsrahmens. Alle Nuten im oberen und unteren Teil des Rahmens sind gleich und sie haben am "en~976 034 809844/MH

- 10 -

vorderen Ende, das auch das Ende für das Einführen der Karte ist, eine Verriegelungsausnehmung 44. Wenn die Kartenhalter und Karten in die Nuten 30 in dem Kartenführungsrahmen eingeführt werden, werden sie zu der Grundkarte gestoßen, bis die Verriegelungsvorsprünge 36 in die Ausnehmungen 44 einrasten, wie das durch den Kartenhalter 19a dargestellt ist. Die Entfernung von Verriegelung und Ausnehmung ist im richtigen Abstand von der steckbaren Oberfläche der Grundkarte festgesetzt, so daß, wenn die Verriegelungen eingreifen, die Schaltkarte mit gedruckter Verdrahung in der richtien Position in Ausrichtung mit den Federkontakten der Grundkarte und parallel dazu gehalten wird. In dieser Position treten die Messerkontakte gerade in die Löcher des Gehäuses 24 für Sie Kontaktfedern ein. Dann werden die Fesselschrauben 42 in

Idem Halter nacheinander fest angezogen und das Ende des jHalters gegenüber dem verschraubten Ende hebt sich nicht ab und die Schrauben treten richtig in das Gewinde der Befestigungsstangen ein. Wenn die Schrauben voll angezogen sind, befindet sich der Verriegelungsvorsprung 36 auf dem Halter in der in Fig. 5 durch den Halter 19b dargestellten Position jund die Messerkontakte der Schaltkarte befindetn sich vollständig in den Kontaktfedern der Grundkarte.

[Herausziehen und Entfernen der Schaltung wird erreicht durch jLösen der Schraube an jedem Ende der Karte und dieser Vorgang iiebt die Klammer 43 zum Festhalten der Schraube, bis sie jegen die untere Fläche des blockartigen Teiles 41 drückt and dies hebt die Messerkontakte von den Kontaktfedern ab, Wenn die Schraube gelöst wird. Das gleiche Verfahren wird auf die andere Schraube angewandt und die Schaltkarte ist /on den Kontakten frei. Die Verriegelungsvorsprünge 36 werden lann von den Absätzen der Nut durch Stoßen der äußeren Enden ier Führungsschienen des Kartenhalters getrennt und die Karte cann dann entfernt werden.

en 976 034 80 9844/083

Der scherenartige Einführvorgang, für den gesorgt wird, in- | dem zuerst ein Ende der Karte- voll aufsitzt und dann das \ andere, erlaubt das Einführen von mehr als vier mal so vielen
Kontakten, als gegenwärtig bei Kontaktsystemen verwendet ; werden, bei denen die Schaltkarte von Hand eingesetzt wird. ; Außerdem eliminiert das Beibehalten des Versteifungsteils
für die Grundkarte und die durch die Fesselschrauben gewonnene erhöhte Festigkeit die Bewegung der Karten und
verringert dadurch die in gegenwärtigen Kontaktsystemen ' unter Schwxngungsbedingungen beobachtete Kontaktbewegung.
Die Verringerung der Kontaktbewegung ist sehr wichtig,
da Tests gezeigt haben, daß die relative Bewegung eines Kontaktgliedes auf dem. anderen, das Abtragen der Edelmetalle ; zur Folge hat, die auf den miteinander in Berührung ste- j henden Kontaktflächen verwendet werden, was die Langzeit- ! zuverlässigkeit des Kontaktsystems ernstlich beeinträchtigt. i

Nach Fig. 2 sind längs des ümfangs des Versteifungsteiles I 16 Sechskantschrauben 45 angeordnet. An diesen Schrauben ist i eine Halteklammer 46 befestigt, um sie an dem Versteifungs- i teil für die Grundkarte gefesselt zu halten. Die Halteklam- ; mern ruhen auf Absätzen 47 in dem Versteifungsteil für die
Grundkarte. Löcher sind auf der Rückseite des Rahmens 11 vorgesehen, um diese Schrauben aufzunehmen. Das vorher erwähnte
Tor sionswerkzeug dient dazu, diese Schrauben zu bewegen und es! ist ersichtlich, daß die aus der Grundkarte, dem Versteifungsteil dafür, dem Kartenführungsrahmen und den Schaltkarten bestehende Anordnung leicht und schnell in den Rahmen
eingesetzt und daran befestigt oder von ihm entfernt und
durch eine andere gleiche Anordnung ersetzt werden kann.

In dem Versteifungsteil· 17 für die Grundkarte befinden sich
drei öffnungen 48 in ihrem oberen und drei in ihrem unteren
Teil, die das Aufstecken von sechs Kondensatoranordnungen 49
auf die Grundkarte ermöglichen. Ferner sind am Umfang des Versteifungsteiles für die Grundkarte acht, öffnungen angeordnet,
EN 976 034 80 9844/0 83$

die acht Gruppen von Eingabe/Ausgabedrähten 50 aufnehmen, die ,in die Grundkarte eingesteckt werden. Jede Drahtgruppe ist j in einem Halter 51 befestigt, der über eine Befestigungsplatte j 52 für das Anklemmen von Drähten paßt, und an den Rahmen 11 j angeschraubt wird. Jeder Halter 51 weist ein Paar von hohlen j Werkzeugführungsteilen 53 auf, die mit Sechskantschrauben 54 ' ausgerichtet sind, die durch Befestigungsklemmen an die Gruppen! gefesselt sind. Nicht dargestellte Metallplatten sind an dem | Versteifungsteil für die Grundkarte befestigt und weisen Ge- j Windebohrungen zur Aufnahme der Schrauben auf. Die Kabel 15, l die aus jeder Gruppierung herauskommen, werden von einer Be- ! festigungssteile 55 aufgenommen, die an der Montageplatte 52 ι befestigt ist und die Drähte werden zwischen den Vorsprüngen ; 14 auf dem Rahmen geführt. Das vorher erwähnte Torsionswerkzeug wird in die Führungsteile 53 eingesetzt und dazu benutzt, um die Fesselschrauben zu lösen, um die Gruppierungen von dem Versteifungsteil für die Grundkarte vor dem Entfernen der aus jsrund- und Schaltkarten bestehenden Anordnung aus dem Rahmen [zu trennen. Das Torsionswerkzeug wird auch dazu benutzt, um äie Verbindung der Gruppierung durch nacheinander erfolgendes Anziehen der Fesselschrauben herzustellen, wodurch die Konbaktvorsprünge der Gruppierungen in die Kontaktfedern der Grund fcarte eindringen aufgrund des gleichen scherenartigen Einführvorgangs wie bei den Schaltkarten.

früher erwähnt wurde, ist bei der heutigen Technologie das Ausbessern oder Ändern der Verdrahtung einer Grundkarte beim Sunden zu kostspielig und zeitraubend. Die beschriebene Einrichtung zum Packen elektronischer Schaltungen bewältigt lieses Problem, da die Schaltkarten und die Grundkarten mit Lhren Versteifungsteilen beim Kunden aufbewahrt werden können,

den Wartungstechniker in die Lage versetzt, Schaltkarten and Grundkarten einfach und rasch auszutauschen.

en 976 034 ~ 8Ö9844/0839

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Einrichtung zum Packen elektronischer Schaltungen mit rascher Austauschmöglichkeit, gekennzeichnet durch j

a) eine mit gedruckten Leiterzügen versehene Grundkarte i (16; Fig. 4), auf der eine Vielzahl von Kontakten (27)! angeordnet sind,

b) ein an der Grundkarte befestigtes Versteifungsteil (17; Fig. 1) mit einer Reihe von Kanälen (21; Fig. 2), von denen jeder Löcher (26; Fig. 4) aufweist, die mit den Kontakten der Grundkarte ausgerichtet sind,

c) eine Reihe von Schaltkarten (20; Fig. 3), die längs einer Kante eine Reihe von Kontakten (39; Fig. 4) besitzen,

d) einen an der Versteifungsplatte befestigten Rahmen (18; Fig. 1) zur Führung der mit Kontakten versehenen Kanten der Schaltkarten in die Kanäle der Versteifungsplatte,

e) an jeder Schaltkarte angebrachte Befestigungsmittel (42 Fig. 4) zum Befestigen eingeführter Schaltkarten an der Versteifungsplatte, so daß ihre Kontakte mit denen der Grundkarte in Eingriff sind,

f) eine Rahmenanordnung (11; Fig. 1) und

g) an der Versteifungsplatte angebrachte Befestigungsmittel (45; Fig. 2), um diese zusammen mit der mit Schaltkarten versehenen Grundkarte als eine Einheit in der Rahmenanordnung schnell zu befestigen bzw. schnell von ihr zu trennen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsplatte eine Reihe von Durchbrüchen zur Aufnahme von Kabelsteckern aufweist, die auf die Grundkarte gesteckt und durch schnell lösbare Befestigungsmittel (54; Fig. 2) an der Versteifungsplatte befestigt werden.

ϊ3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn- '. zeichnet, daß

a) die Grundkarte mit Kontaktfedern (27; Fig. 1) versehen j ist,

' b) jeder Kanal der Versteifungsplatte mit einem Kontakt- ^; gehäuse (24; Fig. 4) versehen ist, dessen Löcher (26) ■ mit den Kontaktfedern der Grundkarte ausgerichtet sind,

c) die Schaltkarten mit Messer-Kontakten (39) versehen sind und jede Schaltkarte in einem Kartenhalter (19; Fig.
3) befestigt ist,

d) ein Kartenführungsrahmen (18) vorgesehen ist, der in seinem oberen und unteren Teil Nuten (36; Fig. 5) aufweist zur Aufnahme der Kartenhalter und der Schaltkarten und zur Führung der Messerkontakte der Schaltkarten in den Kanälen und Kontaktgehäusen,

e) mit jeder Schaltkarte verbundene Befestigungsmittel zu ihrer Befestigung an der Versteifungsplatte vorgesehen sind, um die Messerkontakte mit den Federkontakten in Berührung zu bringen und

f) ein Rahmen (11; Fig. 1) zur Aufnahme der mit der Grundkarte und den auf sie aufgesteckten Schaltkarten versehenen Versteifungsplatte vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Versteifungsplatte befindlichen Befestigungsmittel aus einer Reihe von an den Rändern der Platte angeordneten Schrauben (4, 5) bestehen, deren jede mit einem Sicherungsring versehen ist.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn- . zeichnet, daß die an jeder Schaltkarte angebrachten j Befestigungsmittel aus je einer an zwei gegenüberliegender Kantenrändern angebrachten und mit einem Sicherungsring versehenen Schraube bestehen, die beim nacheinander erfolgenden Anziehen durch scherenartiges Bewegen der Schalkarte die Kontaktgabe der Messer- und Federkontakte herbei

0

EN 976 034
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen und unteren Kante jedes Kartenhalters (18; Fig. 5) ein Verriegelungsvorsprung (44) vorgesehen ist und die Bodennuten im Kartenführungsrahmen jede eine Ausnehmung aufweisen, die mit den VorSprüngen (36) zusammenwirkt, um eingeführte Kartenhalter gegen vertikale Bewegung zu sichern und die verhindern, daß sici der untere oder obere Kartenrand beim Anziehen der gegenüberliegenden Schraube anhebt.

EN 976 034 809844/0835