CN107925180B - 用于两个印刷电路板的信号传输连接的板对板连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种板对板连接器(2)，其用于第一印刷电路板与第二印刷电路板的信号传输连接、特别是磁共振成像扫描器的信号传输连接，其中板对板连接器(2)具有主体(4)，主体(4)具有用于第一印刷电路板的接触部分的第一插座(6)和用于第二印刷电路板的接触部分的第二插座(8)，在第一插座(6)和第二插座(8)之间设置有具有多个弹簧元件(12)的弹簧元件支撑件(10)，各个弹簧元件(12)在弹簧加载接触压力下与相应的接触部分的触点导电接触。

Description

用于两个印刷电路板的信号传输连接的板对板连接器
技术领域
本发明涉及用于两个印刷电路板之间的、特别是磁共振成像扫描器(magneticresonance imaging scanner)的信号传输连接的板对板连接器。
背景技术
板对板连接器(BTB连接器)用于以如下方式使两个印刷电路板(PCB)彼此连接：使两个印刷电路板上的电子部件能够通过交换电信号彼此通信。
对于两个印刷电路板之间的信号传输连接，已知通过插接使诸如接触销的一个连接部分与诸如插座的配合部分连接，因此例如将插座焊接到其中一个印刷电路板。然而，焊接这样的配合部是费力的。在插接操作过程中，接触销可能会被损坏，使其不可修复地变形，并且不再能够形成插接连接。这导致了受影响的印刷电路板的技术故障。此外，印刷电路板在没有额外的机械保持的情况下彼此连接。因此，冲击和振动能够导致电接触或触点的中断。
EP 1 536 524 A1公开了一种用于使两个印刷电路板电连接的具有弹簧元件的板对板连接器。印刷电路板能够被插接入板对板连接器的壳体中。
US 2008/0171451 A1记载了一种配置在相同平面中的用于连接印刷电路板的板对板连接器。
JP 2001 068184 A也公开了一种配置在同一平面中的用于连接印刷电路板的板对板连接器。
US 5 161 981 A记载了一种压力连接器或高压连接器，其中，承载导电迹线的柔性线缆从相反两侧压靠被包含导电迹线的薄膜包围的弹性绝缘体芯。
发明内容
因此，本发明基于如下问题：设计一种简化两个印刷电路板的信号传输连接同时使其不易受故障的影响的方法。
根据本发明，该问题通过具有方案1所述特征的前述类型的板对板连接器得到了解决。在其他方案中记载了本发明的有利的变型。
根据本发明的用于第一印刷电路板与第二印刷电路板的信号传输连接的板对板连接器具有主体，所述主体具有用于所述第一印刷电路板的接触部分的第一插座和用于所述第二印刷电路板的接触部分的第二插座，在所述第一插座和所述第二插座之间设置有具有多个弹簧元件的弹簧元件支撑件，各个所述弹簧元件在弹簧加载接触压力下与相应的接触部分的触点导电接触。
其优点在于：一方面，不需要建立复杂的焊接连接，这降低了制造成本；另一方面，由于弹簧接触压力，在形成插接连接时能够省去敏感的销。因此，降低了制造成本，同时使制造过程不易受到故障的影响。此外，能够在不施加力并且没有摩擦的情况下通过插接来连接两个印刷电路板，这增加了印刷电路板表面的使用寿命。此外，机械固定防止了在插接操作期间对两个印刷电路板的触点的接触表面的损坏，由此，由于机械固定，由两个印刷电路板和板对板连接器组成的组件也不易受到冲击和振动的影响。最后，利用板对板连接器，能够实现两个印刷电路板彼此之间的无工具连接。
根据一个实施方式，所述第一插座被设计成预定用于所述第一印刷电路板的所述接触部分的第一插入方向，并且所述第二插座被设计成预定用于所述第二印刷电路板的所述接触部分的第二插入方向，其中所述第一插入方向和所述第二插入方向彼此不同。例如，第一插入方向和第二插入方向能够实际上彼此相反。以这种方式，提供了一种操作特别简单的板对板连接器。
根据又一实施方式，所述第一插座和所述第二插座均设计成插接槽的形式。以这种方式，板对板连接器能够特别简单并且同时安装特别简单，这进一步简化了制造。
所述第一插座对应于所述弹簧元件支撑件。第一插座也是通过模制在弹簧元件支撑件上的引导件形成。由于第一插座和第二插座分别对应于不同的部件，因此这简化了部件的制造。
所述第二插座对应于铰接于所述主体的可枢转盖，所述可枢转盖能够在打开位置和闭合位置之间移动。第二插座也是通过模制在盖上的引导件形成。铰接式盖能够例如通过膜铰链固定到主体。因此它与主体不可拆卸地连接。
根据又一实施方式，具有至少一个销的所述板对板连接器被设计成仅在所述接触部分被正确地插入所述第一插座和/或所述第二插座中时，所述主体的盖能够从盖的打开位置移动到盖的闭合位置。这可靠地防止了在安装期间的错误，其中由于第一印刷电路板和/或第二印刷电路板在第一插座或第二插座中的错误定位，接触部分的触点不能与相应的弹簧元件电连接。
根据又一实施方式，所述主体具有被模制到所述盖上的至少一个销。这使得能够使用制造特别简单的主体。
根据又一实施方式，所述第一插座和/或所述第二插座对应于复位弹簧元件。相应的复位弹簧元件配置成与弹簧元件支撑件相对，其中，在各情况下弹簧元件支撑件和相应的复位弹簧元件之间的间隙限定了第一插座或第二插座。由于复位弹簧元件，提高了接触压力并因此提高了电触点的连接质量。
根据又一实施方式，所述板对板连接器由非磁性材料制成。非磁性材料应理解成具有近似为1的相对磁导率μr的材料。这些可以是例如顺磁材料或反磁材料。这使得能够在具有强磁场的环境中使用板对板连接器，例如在磁共振成像扫描器中。
本发明还包括一种组件，所述组件包括第一印刷电路板和第二印刷电路板，所述第一印刷电路板和所述第二印刷电路板借助于该板对板连接器以信号传输方式彼此连接。该组件还能够具有框架，该框架作为印刷电路板的保护框架、保护印刷电路板的边缘和/或角部免受损坏。
附图说明
下面将参照附图详细说明本发明，其中
图1示出了根据本发明的板对板连接器的示例性实施方式的分解图，
图2示出了图1所示的板对板连接器的固定元件的示意图，
图3示出了图1所示的板对板连接器的主体的示意图，
图4示出了安装图1所示的板对板连接器的第一步骤的示意图，
图5示出了安装图1所示的板对板连接器的第二步骤的示意图，
图6示出了安装图1所示的板对板连接器的第三步骤的示意图，
图7示出了具有闭合了的盖的图1所示的板对板连接器的示意图。
具体实施方式
首先将参照图1。
图1所示的板对板连接器2设计用于第一印刷电路板与第二印刷电路板的导电连接，以便以导电的方式将第一印刷电路板的接触部分的触点与第二印刷电路板的接触部分的触点连接，使得第一印刷电路板和第二印刷电路板与板对板连接器2一起形成组件。
该组件可以是磁共振成像扫描器(MRI扫描器)的组成部件，其中两个印刷电路板中的一个印刷电路板例如设计成控制可调节的扫描床(patient table)，另一个印刷电路板设计成对管体进行致动。一个或两个印刷电路板能够具有用作保护框架的框架，以特别保护印刷电路板的边缘或角部免受损害。
在本示例性实施方式中，板对板连接器2包括主体4、弹簧元件支撑件10和两个复位弹簧元件22a、22b。
在本示例性实施方式中，主体4是注塑成型的塑料部件，其形成为具有大致长方体的基本形状的单一部件。主体4具有盖14、基部16、两个侧壁18a、18b和后壁20。
盖14经由枢转接头28不可拆卸地固定到主体4，枢转接头28设计成能够在打开位置和闭合位置之间移动的膜铰链形式。
为在主体4的内部的配置设置了弹簧元件支撑件10。在本实施方式中，弹簧元件支撑件10包括基体30、固定元件32和多个弹簧元件12。在本示例性实施方式中，基体30和固定元件32是形成为单一部件的注塑成型的塑料部件，而弹簧元件12则是金部件或由含金的合金制成的部件。
另外，复位弹簧元件22a、22b均设置成安装到盖14的内侧和基部16的内侧。在本示例性实施方式中，复位弹簧元件22a、22b均被设计成压板形式。在本示例性实施方式中，复位弹簧元件22a、22b均由具有多个弹簧舌的冲压的、弯折或成角度的金属片构成。
在本示例性实施方式中，板对板连接器2及其部件主体4、弹簧元件支撑件10(具有基体30、固定元件32以及多个弹簧元件12)和复位弹簧元件22a、22b均由具有近似为1的相对磁导率μr的非磁性材料、例如顺磁性和/或反磁性材料制成。
此外，现在将参照图2。
图2示出了弹簧元件支撑件10的固定元件32。
模制到固定元件32的是由两个相对的导轨组成的第一引导件34。第一引导件34限定了用于第一印刷电路板的接触部分的第一插座6。印刷电路板的接触部分在这里理解为是指印刷电路板的配置有触点的部分，该触点待以导电方式与弹簧元件12连接，而印刷电路板的其他部分配置有各种不同的电子部件。
此外，现在将参照图3。
图3示出了盖14处于其打开位置的主体4。由此复位弹簧元件22a、22b已经被固定到盖14的内侧和基部16的内侧。
在本示例性实施方式中，为了将盖14固定到其闭合位置，盖14上模制有卡合钩24a、24b，卡合钩24a、24b在闭合位置能够与主体4中相应的凹部26a、26b接合，以便将盖14固定到闭合位置。
盖14上还模制有由两个相对的导轨组成的第二引导件38。第二引导件38限定了用于第二印刷电路板的接触部分的第二插座8。
盖14上还模制有被设计成编码销(coding pin)形式的销36a、36b、36c、36d，而固定元件32(参见图2)设置有用于接收盖14的销36a、36b、36c、36d和卡合钩24a、24b的销插座40a、40b、40c、40d、40e、40f，其中，当弹簧元件支撑件10和固定元件32嵌入主体4并且盖14处于其闭合位置时，销36a、36b、36c、36d与卡合钩24a、24b接合。
在本示例性实施方式中，具有盖14、基部16、两个侧壁18a、18b、后壁20、第一引导件34和销36a、36b、36c、36d的主体4为制造成单一部件的注塑成型的塑料部件。
现在将另外参照图4至图7说明板对板连接器2的安装。
弹簧元件支撑件10已被预先安装，因为弹簧元件12嵌入用于弹簧元件12的插座并且然后将弹簧元件支撑件10与固定元件32连接。固定元件32被设计成使其封闭设置用于将弹簧元件12插入插座中的插入开口，从而弹簧元件12被固定在插座中。由此弹簧元件12以浮动的方式安装在插座中。
在第一步骤(参见图4)中，在盖14打开的情况下，在本示例性实施方式中，通过铆接将两个复位弹簧元件22a、22b固定到盖14的内侧和基部16的内侧。
在第二步骤(参见图5)中，还是在盖14打开的情况下，预先安装的弹簧元件支撑件10与主体4连接，因为弹簧元件支撑件10插入侧壁18a、18b之间并且在本示例性实施方式中通过铆接固定。
在第三步骤(参见图6)中，通过沿着第一插入方向I的插入移动将第一印刷电路板的接触部分插入第一插座6中，并且通过沿着第二插入方向II的插入移动将第二印刷电路板的接触部分插入第二插座8中。在本示例性实施方式中，在第一分步骤中，通过沿着第一插入方向I的插入移动将第一印刷电路板的接触部分插入第一插座6中，然后在第二分步骤中，通过沿着第二插入方向II的插入移动将第二印刷电路板的接触部分插入第二插座8中。
在本示例性实施方式中，第一插入方向I和第二插入方向II均涉及从侧部插入。第一插座6和第二插座8被设计成彼此间隔一定距离形成的插入槽形式。
因此第一插入方向I和第二插入方向II彼此不同。在本示例性实施方式中，第一插入方向I和第二插入方向II彼此相对行进。另外，在本示例性实施方式中，第一插入方向I和第二插入方向II以与枢转接头28的枢转轴线的延伸方向E成大致90°的角度延伸。“大致”在这里理解为是指在制造公差之内。
在第四步骤(参见图7)中，使具有弹簧元件支撑件10的盖14从其打开位置进入其闭合位置。从而使盖14的销36a、36b、36c、36d和卡合钩24a、24b接合在弹簧元件支撑件10的相应的销插座40a、40b、40c、40d、40e、40f中。
图7还示出了在各种情况下在弹簧元件支撑件10和复位弹簧元件22a、22b之间均形成有间隙，该间隙限定了设置成接收第一印刷电路板的接触部分的第一插座6和设置成接收第二印刷电路板的接触部分的第二插座8。
由于在本示例性实施方式中会导致销36a、36b、36c、36d和卡合钩24a、24b的偏转，所以盖14的销36a、36b、36c、36d和卡合钩24a、24b被设计成只能够使盖14闭合，并且如果第一印刷电路板被正确插入第一插座6且第二印刷电路板被正确插入第二插座8，则使卡合钩24a、24b卡合接合。
现在通过复位弹簧元件22a使第一印刷电路板的接触部分压靠弹簧元件支撑件10的弹簧元件12，使得确保了在第一印刷电路板的接触部分的触点和各个弹簧元件12之间的可靠的导电连接。
同时，通过复位弹簧元件22b使第二印刷电路板的接触部分压靠着弹簧元件支撑件10的弹簧元件12，使得确保了在第二印刷电路板的接触部分的触点和各个弹簧元件12之间的可靠的导电连接。以这种方式，接触部分的各个触点通过相应的弹簧元件12以导电方式连接。
与参照图4至图7说明的用于安装板对板连接器2的示例性实施方式不同，步骤的顺序也能够改变，例如能够将第一步骤和第二步骤的顺序颠倒。
然而，在本示例性实施方式中仅在盖14打开时将第一印刷电路板插入第一插座6中。否则，销36a、36b、36c、36d会阻碍进入到第一插座6中的插入路径。因此，在本示例性实施方式中，第一印刷电路板需要首先被插接或插入，即在第二印刷电路板之前被插接或插入。这防止了按照颠倒的插入顺序插入，即首先将第二印刷电路板插接到第二插座中、然后将第一印刷电路板插接到第一插座中。
因此，使用板对板连接器2，两个印刷电路板能够在不建立焊接连接的情况下以信号传输的方式彼此连接，避免损坏敏感销。

Claims (13)

1.一种板对板连接器(2)，其用于第一印刷电路板与第二印刷电路板的信号传输连接，其中，所述板对板连接器(2)具有主体(4)，所述主体(4)具有用于所述第一印刷电路板的接触部分的第一插座(6)和用于所述第二印刷电路板的接触部分的第二插座(8)，在所述第一插座(6)和所述第二插座(8)之间设置有具有多个弹簧元件(12)的弹簧元件支撑件(10)，各个所述弹簧元件(12)在弹簧加载接触压力下与相应的接触部分的触点导电接触，其特征在于，所述第二插座(8)对应于铰接于所述主体(4)的可枢转盖(14)，所述可枢转盖(14)能够在打开位置和闭合位置之间移动，其中，所述第二插座通过模制在所述盖上的引导件形成，并且所述第一插座(6)对应于所述弹簧元件支撑件(10)，所述第一插座通过模制在所述弹簧元件支撑件上的引导件形成。
2.根据权利要求1所述的板对板连接器(2)，其特征在于，用于信号传输连接的所述板对板连接器(2)是磁共振成像扫描器的板对板连接器。
3.根据权利要求1或2所述的板对板连接器(2)，其特征在于，所述第一插座(6)被设计成预定用于所述第一印刷电路板的所述接触部分的第一插入方向(I)，所述第二插座(8)被设计成预定用于所述第二印刷电路板的所述接触部分的第二插入方向(II)，其中所述第一插入方向(I)和所述第二插入方向(II)彼此不同。
4.根据权利要求1或2所述的板对板连接器(2)，其特征在于，所述第一插座(6)和所述第二插座(8)均设计成插接槽的形式。
5.根据权利要求1或2所述的板对板连接器(2)，其特征在于，具有至少一个销(36a、36b、36c、36d)的所述板对板连接器(2)被设计成仅在所述接触部分被正确地插入所述第一插座(6)和/或所述第二插座(8)中时，所述主体(4)的盖(14)能够从盖的打开位置移动到盖的闭合位置。
6.根据权利要求5所述的板对板连接器(2)，其特征在于，所述至少一个销(36a、36b、36c、36d)被模制到所述盖(14)上。
7.根据权利要求1或2所述的板对板连接器(2)，其特征在于，所述第一插座(6)和/或所述第二插座(8)对应于复位弹簧元件(22a、22b)。
8.根据权利要求7所述的板对板连接器(2)，其特征在于，在所述弹簧元件支撑件与所述复位弹簧元件之间形成有限定所述第一插座和所述第二插座的间隙。
9.根据权利要求1或2所述的板对板连接器(2)，其特征在于，所述板对板连接器(2)由非磁性材料制成。
10.根据权利要求1或2所述的板对板连接器(2)，其特征在于，所述盖具有模制的销，所述销被设计成编码销的形式，并且当所述盖处于盖的闭合位置时所述销接合在销插座中。
11.根据权利要求1或2所述的板对板连接器(2)，其特征在于，所述盖上的销被设计成接合在所述弹簧元件支撑件上的相应的销插座中。
12.一种组件，所述组件包括第一印刷电路板、第二印刷电路板以及根据前述任一项权利要求所述的板对板连接器(2)，所述第一印刷电路板和所述第二印刷电路板借助于所述的板对板连接器(2)以信号传输方式彼此连接。
13.根据权利要求12所述的组件，其特征在于，所述组件是磁共振成像扫描器的组件。
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