CN104115337A - 连接构件 - Google Patents

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Abstract

一种连接构件，其用于将两个组件导电连接，该连接构件具有导体，其中该导体包括至少两个导体部(6、10)，该至少两个导体部在连接方向上能够相对彼此运动，其中该至少两个导体部(6、10)的相对运动导致该至少两个导体部(6、10)中的至少一方产生径向变形。

Description

连接构件
技术领域
本发明涉及一种用于两个组件的导电连接的连接构件，且特别地涉及一种如下的连接构件，通过该连接构件，射频信号能够以最大可能减小损耗的方式在两个组件、特别是在两个印刷电路板之间进行传输。
背景技术
在这种连接构件的情况下，该连接构件必须确保即使在两个印刷电路板的平行性和两者之间的距离具有规定范围的公差也能以最大可能减小损耗的方式传输射频信号。这种连接构件需满足的进一步的需求是制造便宜且易于组装。同样，连接构件的轴向和径向尺寸需要保持为尽可能的小。
目前所使用的主要具有两种设计的这种连接构件。
一方面，借助于两个同轴插入式连接件和一个适配器(即，所谓的“插塞(bullet)”)在两个印刷电路板之间进行连接，该连接件牢固地连接到印刷电路板，适配器连接两个同轴插入式连接件。该适配器允许补偿轴向和径向公差且还允许补偿平行性公差。用于该目的的典型的同轴插入式连接件是SMP连接件、迷你SMP连接件和FMC连接件。
可选地，还借助于单导体和/或多导体构造的所谓弹簧插针(Pogo pin)的弹簧加载的接触销在两个印刷电路板之间进行电连接。这种弹簧加载的接触销包括套筒和头部以及卷簧，在套筒内部分地引导该头部，在头部和套筒之间支撑该卷簧。与卷簧所需要具有的回弹力和压并高度相关的特性要求相对大长度的弹簧，该弹簧对弹簧加载的接触销的整个轴向高度具有不利影响。使用单导体构造的弹簧加载的接触销还具有如下缺点：如果要实现令人满意的电性能，销必须布置成特别的图案以作为信号销和接地销。另一方面，多导体由于其复杂的结构而容易故障且昂贵。
发明内容
以上述现有技术作为出发点，本发明的目的是提出一种用于两个组件的电连接的改进的连接构件。特别地，尽管具有补偿公差的特性，但是连接构件显著特点为制造便宜、构造简单且因此没有出错的风险和/或易于组装。
通过主方案1的主题实现该目的。根据本发明的连接构件的有利的实施方式形成了从属方案的主题，且可由如下的本发明的说明看到根据本发明的连接构件的有利的实施方式。
本发明的想法是借助于具有最简单的可能构造的导体在两个组件之间进行电连接，以及通过由于导体的结构设计导致的该导体的变形对待连接的两个组件的位置公差实行补偿。
根据本发明用于实现该目的的是如下的导体：该导体包括至少两个部分，该至少两个部分在连接方向上能够相对于彼此运动，通过所述导体部的相对运动导致导体部中的至少一方的径向变形、优选为弹性变形。
因而两个导体部可以具有伸缩形式且通过一起伸缩滑动和分离可以补偿待连接的组件的位置公差，且特别地可以补偿组件(的连接点)的彼此的距离公差。由两个导体部的相对运动产生的导体部中的至少一方的径向变形确保了一起滑动、特别产生了仅够补偿位置公差所需要的距离的一起滑动。由此实现了导体在两个组件的连接点处的可靠接触。
“连接方向”的含义是由两个组件的两个连接点之间的直的连接线限定的方向。
产生由相对运动导致的径向变形的优选可能方式可以使得导体部中的至少一方的至少一部分被设置成变窄(例如锥形)的形状。然后另一个导体部的相应的配套部分可以在相对运动期间在变窄部分上滑动，因而可以径向膨胀。
另一导体部的(至少)在变窄部分上滑动的那部分应该被优选地设计成产生足够小的恢复力以执行本发明设想的当两个组件和连接构件被装配在一起时在施加或能够传输力的条件下补偿公差的功能。为此，可以优选对导体部的至少第一方进行设置，作为特别优选的方案，具有在另一导体部的变窄部分上滑动的部分的那个导体部形成多个弹性舌，该弹性舌支撑于第二导体部的(作为特别优选的方案为变窄部分的)表面(且在预加载状态下，如果需要，即使在中性位置处也这样做)。
有利地，可以提供制造这种具有弹性舌的导体部的特别便宜的可能方式，可以通过将切削出形状的坯料(即，已经形成弹性舌的平坦的组件)圆化弯曲成管(具有任意期望的截面，而特别是圆形截面)来生产这种导体部。
“中性位置”的含义是仅可以通过施加外力才能实现相对运动的两个导体部的相对位置。
可以优选通过在导体部之间设置限制由于径向弹性变形导致的相对运动的止动部来实现特征为力处于平衡状态的该中性位置。
为了在两个组件之间进行良好的接触，应当在各情况下在连接构件上获得相对大面积的接触面。可以通过适当成形且特别通过在导体部的趋于与各组件接触的那些端部处形成相对大截面的导体部来形成该相对大的接触面。在优选通过圆化弯曲切削出形状的坯料而形成导体部的情况下，可以对其进行设置以连接成环状(环面为任意所需的形状，但是优选为圆形)的适配器构件，该适配器构件形成具有相对大面积的所述接触面。通过这种方式，如果坯料的厚度可能不足够大到形成具有足够大的面积的接触面，可以省掉在端部处折叠切削出形状的坯料的需要。适配器构件还可以被设计成(例如可以是L形截面)围绕导体部(的一部分)并且在其管状形状中保持导体部。然后，如果需要，可以省略对接接头的任意连接(例如通过焊接、铜焊、锡焊或者粘接)。
在根据本发明的连接构件的优选实施方式中，对要作为同轴连接构件的外导体的导体进行设置，该外导体围绕另一导体(中心导体)。该中心导体可以优选地采用弹簧加载的接触销的已知形式且可以由此包括套筒、一个或两个柱塞和一个或多个弹簧构件，可在套筒中部分地引导柱塞，弹簧构件朝向柱塞的伸出位置推动一个柱塞/两个柱塞。这种弹簧加载的接触销具有显著良好的传输特性、特别是对于射频信号具有显著良好的传输特性并且还对于待连接在一起的组件的位置公差不敏感。通过套筒中柱塞的可能的位移补偿两个组件之间的距离公差。在这种情况下，弹簧构件确保了柱塞压接紧邻的组件的足够的力。
绝缘构件优选配置在外导体和中心导体之间。为了提供可被令人满意地操作的单元，该绝缘构件可优选牢固地连接到中心导体且可以被牢固地连接到外导体的至少一部分。在绝缘构件被牢固地连接到整个外导体的情况下还存在如下可能性，绝缘构件具有相对小的弹性模量，因此不妨碍根据本发明进行设置的外导体的两部分的相对运动，或者仅以不明显的程度进行了妨碍。
附图说明
以下将参照在附图中所示的实施方式详细说明本发明。在附图中：
图1是根据本发明的连接构件的局部剖视的侧视图。
图2至图5示出了将图1所示的连接构件连接至两个印刷电路板的不同阶段。
具体实施方式
使用图1至图5中所示的连接构件将两个印刷电路板以导电连接的方式连接在一起。连接构件包括中心导体1、外导体2和绝缘构件3，该绝缘构件3配置在中心导体1和外导体2之间。中心导体1采用弹簧加载的接触销的形式，即中心导体1包括套筒4和两个柱塞(plunger)5，在套筒中部分引导该两个柱塞5以使得两个柱塞5可运动。卷簧(未示出)配置在套筒4内部，该卷簧被支撑在两个柱塞5之间且将两个柱塞推到它们各自的伸出位置。
外导体2包括第一导体部6，该第一导体部6具有环形截面的管状外壳，通过多个弹性舌(resilient tongue)7形成第一导体部6。弹性舌的固定端插入第一导体部6的基部8。基部8本身被保持在环状适配器构件9中，该环状适配器构件9的壁具有L形截面。L形壁的第一臂(limb)与基部8的外侧接触且将基部8固定于径向上的适当位置。L形壁的第二臂的内侧与基部8的端面接触并将所述基部8固定于轴向(与连接方向对应)的适当位置。所述第二臂的外侧用作接触面16以与第一印刷电路板接触。第一导体部6的基部8和第一导体部6的适配器构件9之间的连接由于是压接而形成耐用的形式。
外导体2还包括第二导体部10，该第二导体部10同样具有管状形式(环形截面)且具有几乎与绝缘构件3相同的长度，并且所述第二导体部的形成实体外壳的部分牢固地连接到(或者粘接到)绝缘构件3。在第二导体部10的被配置成与第一导体部6的基部8抵接的端部处，在纵向上对第二导体部10进行不止一次(事实上是四次)的开槽，因而同样地形成了弹性舌11，而这些弹性舌11的弹性刚性大于第一导体部6的弹性舌7的弹性刚性。第二导体部10的弹性舌11的目的在于确保第二导体部10的对应的端部牢固地支撑于第一导体部6的基部8的内侧。为了使得弹性舌11能够向内偏转，绝缘构件3的对应的部分形成为具有稍小的直径。
在与基部8相反的端部处，第一导体部6在其外侧变窄且事实上形成锥形部12。该锥形部12并入环状突起部13，该环状突起部13用作第一导体部6的弹性舌7的弧状的(自由)端部14的止挡部。当连接构件处于图1所示的中性位置时，弹性舌7的弧状的端部14于是处于具有互补形状的在第二导体部10的锥形部12与第二导体部10的环状突起部13之间的过渡部中。在该位置，只能通过施加相当大的力才能将两个伸缩地互相插入的导体部6、10拉开。另一方面，能够简单地通过施加相对小的推力使得导体部6、10一起滑动，两个导体部6、10产生了反作用力，该反作用力是第一导体部6的弹性舌7的径向弹性变形(偏转)的结果。弹性舌7的这种径向偏转是通过使得第一导体部6的弹性舌7的弧状的端部14在第二导体部10的锥形部12上滑动而产生相对位移的结果。
第二导体部10的具有锥形部12的端部的端面同样形成接触面15，该接触面15用于与第二印刷电路板接触。
由于中心导体1牢固地连接到绝缘构件3且绝缘构件3牢固地连接到第二导体部10，且因为第二导体部10和第一导体部6之间的连接仅可以受限制地移位，所以连接构件构成了能够令人满意地操作的单元，该单元的组件以足够牢固的方式连接在一起。
对于待借助于根据本发明的连接构件电连接以传输射频信号的两个印刷电路板，连接构件首先被牢固地连接到第一印刷电路板17。在图2至图5所示的示例中，这借助于外导体2的由第二导体部10形成的接触面15来完成。在这种情况下，中心导体1的相应的(底部)柱塞5被移位到套筒4中足够远，从而使得柱塞5的顶端大致与第二导体部10的接触面15相齐。通过产生相应的反作用力，由此增大的卷簧的预负荷确保了柱塞与印刷电路板17上的相关的接触点可靠地接触。
然后装配第二印刷电路板18，由此第二印刷电路板18以规定的作用力压抵外导体的由第一导体部形成的那端(参见图3)。可以基于两个印刷电路板17、18的位置的公差使得这种作用力变化。另一方面，将第二印刷电路板18压抵连接构件导致中心导体1的相应的(顶部)柱塞5克服卷簧的力而位移。采用这种方式进一步增大卷簧的预加载，确保了柱塞5与印刷电路板18上的相应的接触点的接触。
顶部印刷电路板18被压抵两个导体部6、10的事实还确保了两个导体部6、10在轴向上或者换句话说在连接方向上至少存在小的相对位移(参见图5)。这是处于中性位置的外导体2的整个长度是如下尺寸的结果：该长度稍微大于两个印刷电路板17、18之间的公差允许的最大距离。导体部6、10的相对位移导致已经说明的第一导体部6的弹性舌7的径向弹性偏转。这产生了恢复力，该恢复力确保了连接构件和印刷电路板17、18之间的接触点处具有足够的接触压力。同时，因为仅通过弹性舌7、11使得第一导体部6和第二导体部10之间接触，所以即使在径向上也存在(受限制)相对可运动性，导体部6、10的相对的轴向可运动性也能够补偿两个印刷电路板17、18的位置的公差，不仅能够补偿两个印刷电路板17、18的彼此间的距离的公差，还能够在限制范围内补偿两个印刷电路板的非平行状态的公差。

Claims (12)

1.一种连接构件，其用于两个组件的导电连接，所述连接构件具有导体，其特征在于，所述导体包括至少两个导体部(6、10)，所述至少两个导体部在连接方向上能够彼此相对运动，通过所述至少两个导体部(6、10)的相对运动使得所述至少两个导体部(6、10)中的至少一方产生径向变形。
2.根据权利要求1所述的连接构件，其特征在于，所述径向变形是弹性的。
3.根据权利要求1或2所述的连接构件，其特征在于，所述至少两个导体部(6、10)中的至少一方具有变窄的部分。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的连接构件，其特征在于，所述至少两个导体部中的至少第一方(6)包括多个弹性舌(7)，所述多个弹性舌支撑于第二导体部(10)的表面。
5.根据权利要求4中任一项所述的连接构件，其特征在于，通过将切削出形状的坯料圆化弯曲成管来制造所述第一导体部(6)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的连接构件，其特征在于，所述至少两个导体部(6、10)形成至少一个限制相对运动的止动部。
7.根据权利要求6所述的连接构件，其特征在于，所述第一导体部(6)的自由端连接到环状适配器构件(9)，所述环状适配器构件(9)在所述连接构件的一个轴向端形成接触面(16)以与第一组件接触，且所述第二导体部(10)的自由端在所述连接构件的另一轴向端形成接触面(15)以与第二组件接触。
8.根据权利要求7所述的连接构件，其特征在于，所述环状适配器构件(9)的截面具有L形形式。
9.根据前述权利要求中任一项所述的连接构件，其特征在于，所述导体作为外导体(2)围绕中心导体(1)。
10.根据权利要求9所述的连接构件，其特征在于，所述中心导体(1)具有弹簧加载的接触销形式。
11.根据权利要求9或10所述的连接构件，其特征在于，绝缘构件(3)配置在所述外导体(2)和所述中心导体(1)之间。
12.根据权利要求11所述的连接构件，其特征在于，所述绝缘构件(3)牢固地连接到所述中心导体(1)且牢固地连接到所述至少两个导体部(6、10)中的一方的至少一部分。
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