-
Die
Erfindung betrifft ein Elektrotechnisches Bauteil für Telekommunikations-
und/oder Datenübertragungssysteme
mit einer ersten Installationsplatte, die biegesteif ausgebildet
ist, und einer zweiten Installationsplatte in Form einer Leiterplatte,
die flexibel ausgebildet ist und die eine Vielzahl von Leiterbahnen
aufweist oder in die eine Vielzahl von Leiterbahnen eingebettet
sind, wobei die zweite Installationsplatte einen ersten Endbereich
aufweist, der mit der ersten Installationsplatte verbunden oder
verbindbar ist, einen zweiten Endbereich, der mit der ersten Installationsplatte
oder mit an dieser befestigten elektrotechnischen Teilen verbunden
oder verbindbar ist, und einen Mittelbereich zwischen erstem und
zweitem Endteil (3, 4) der durch eine Schar zueinander
paralleler Leiterbahnabschnitte gebildet ist, die voneinander seitlich
beabstandet sind und die mechanische Verbindung zwischen den beiden
Endteilen bilden.
-
Aus
der
DE 202 00 412
U1 ist eine Steckbuchse für Telekommunikations- und Datenübertragungssysteme
bekannt, mit einem Gehäuse,
dass eine Stecköffnung
für einen
Stecker aufweist und mit einer Vielzahl von Kontaktdrähten, die
in die Stecköffnung
vorragen und die Anschlussenden zur Kontaktierung mit einer Leiterplatte
aufweisen, wobei die Kontaktdrähte
an einem Kontaktträger
gehalten sind, der in das Gehäuse
montierbar ist. Bei einer solchen Steckbuchse ist der Kontaktträger als
separates Element ausgebildet.
-
Die
Kontaktdrähte
müssen
separat hergestellt und an dem Kontaktträger montiert werden, bevor
dann der Kontaktträger
insgesamt mit dem Gehäuse
der Steckbuchse verbunden wird. Demzufolge müssten bei der Herstellung die
Einzelteile separat gefertigt und montiert werden. Dies ist sowohl
bezüglich
der Herstellung als auch bezüglich
der Montage äußerst aufwendig.
-
Aus
der
US 4,124,785 ist
ein Bauteil für
Telekommunikationssysteme bekannt, bei dem eine erste biegesteife
Platine und eine zweite flexible Platine mit einer Vielzahl von
Leiterbahnen vorgesehen ist. Die zweite Platine weist erste und
zweite Endbereiche auf, die jeweils mit der ersten Platine verbindbar
sind, beispielsweise mittels Schrauben. Nah einem Mittelbereich
ist eine Schar von zueinander parallelen Leiterbahnabschnitten vorgesehen,
die voneinander seitlich beabstandet sind und die die mechanische Verbindung
zwischen den Endbereichen bilden.
-
Aus
der
US 5,967,854 ist
ein Bauteil bekannt, welches eine erste biegesteife Leiterplatte
aufweist sowie eine zweite flexible Leiterplatte, die mit der ersten
Leiterplatte verbunden ist, und die eine Schar zueinander paralleler
Leiterbahnabschnitte in einem Mittelbereich als Verbindung zwischen
zwei Endbereichen aufweist. An einem Endteil der flexiblen Leiterplatte
ist eine Steckbuchse mit entsprechender Steckereinsatzöffnung befestigt,
wobei in der Montagesolllage die Schar von parallelen Leiterbahnabschnitten
die Steckbuchsenkontakte bilden. Aus der
GB 2271678 A sind Kontakte
aus Polyimid für einen
Steckverbinder für
Datenkommunikationssysteme bekannt, wobei der Polyimidfilm beidseitig Leiterbahnen
trägt,
sowie elektrotechnische Kompensationsmittel.
-
Aus
der
US 4,720,269 ist
ein als Walze mit Ringabschnitten ausgebildetes Federelement in
einer Steckbuchse für
Telekommunikationssysteme bekannt.
-
Aus
der
US 4,292,477 und
der WO 85/03613 A1 sind Bauteile für Telekommunikationssysteme
mit miteinander verbundenen biegesteifen und flexiblen Leiterplatten,
sowie Scharen von parallelen Leiterbahnabschnitten und Endteilen
bekannt.
-
Aus
der
US 6,444,921 B1 ist
eine einstückig miteinander
verbundene flexible und biegesteife Leiterplatte als Multilayer-Leiterplattenverbund
bekannt.
-
Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein elektrotechnisches Bauteil zu schaffen, welches in einfacher Weise
gefertigt werden kann und eine einfache Montage ermöglicht,
wobei das Bauteil in einfacher Weise mit einer Steckbuchse zu komplettieren
sein soll.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung vor, dass die erste Installationsplatte und die zweite
Installationsplatte als Multilayer-Leiterplattenverbund ausgebildet sind,
dass
der erste Endteil, die Schar von Leiterbahnabschnitten und der zweite
Endteil aus der die zweite Installationsplatte bildenden Schicht
des Multilayer-Leiterplattenverbundes separiert sind, wobei lediglich
die der Schar von Leiterbahnabschnitten abgewandte Randkante des
ersten Endteiles mit der einen Teil der zweiten Installationsplatte
bildenden Schicht einstückig
verbunden ist,
dass an der ersten Installationsplatte oder
an der Multilayer-Leiterplatte nahe des an der Installationsplatte
befestigten oder in die Multilayer-Leiterplatte übergehenden Endes des ersten
Endteiles ein Deckel einer Steckbuchse befestigt ist, dass an dem
Deckel das zweite Endteil befestigt ist und an dem Deckel ein Steckbuchsenkörper befestigt
ist, wobei in der Montagesolllage die Schar von parallelen Leiterbahnabschnitten
die Steckbuchsen-Kontakte
bilden, die vom Steckbuchsenkörper
abgedeckt sind, wobei die Steckbuchse eine entsprechende Steckereinsatzöffnung aufweist.
-
Bei
dieser Ausbildung sind die Kontaktdrähte keine vereinzelten Elemente
mehr, die separat zugeführt,
positioniert und montiert werden müssen, sondern die Kontaktdrähte sind
durch die Schar von zueinander parallelen Leiterbahnabschnitten
gebildet. Die erste Installationsplatte bildet eine formstabile Montageplatte,
während
die zweite Installationsplatte nach Art einer flexiblen Leiterplatte
ausgebildet ist. In dieser sind eine Vielzahl von Leiterbahnen vorgesehen.
Die zweite Installationsplatte weist einen ersten Endbereich auf,
der mit der ersten Installationsplatte verbunden werden kann oder
verbunden ist, sowie einen zweiten Endbereich, der ebenfalls mit
der ersten Installationsplatte oder mit an dieser befestigbaren
oder befestigten elektrotechnischen Teilen verbunden ist oder verbindbar
ist. Der Mittelbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Endteil
wird durch die Schar zueinander paralleler Leiterbahnabschnitte
gebildet. Diese sind seitlich voneinander beabstandet und bilden
die mechanische Verbindung zwischen den beiden Endteilen. Die Schar
der Leiterbahnabschnitte ist quasi durch zueinander parallel verlaufende
kammartige Stabstrukturen gebildet, die die einzige Verbindung zwischen
den beiden Endteilen bilden. Aufgrund dieser Ausbildung können diese übereinander
parallelen Leiterbahnabschnitte als Kontaktierungselemente, beispielsweise
beim Aufbau von Steckbuchsen oder dergleichen, dienen. Eine separate
Anordnung und Ausbildung der Leiterbahnabschnitte, die quasi die
Kontaktdrähte
bilden, ist nicht erforderlich, da diese bei der Herstellung der zweiten
Installationsplatte in diese eingebracht werden und in deren beiden
Endbereichen durch das Leiterplattenmaterial fixiert sind. Lediglich
in dem Mittelbereich sind diese Leiterbahnabschnitte freigelegt, so
dass sie biegbare Kontaktelemente bilden können. Die Schar von parallelen
Leiterbahnabschnitten ist quasi durch voneinander beabstandete parallel zueinander
gerichtete Stabstrukturen gebildet.
-
Gemäß dieser
Gestaltung kann die erste Installationsplatte samt zweiter Installationsplatte
ein einstückiges
Verbundbauteil sein.
-
Bevorzugt
kann vorgesehen sein, dass jeder Leiterbahnabschnitt der Schar einseitig,
also unterseitig oder oberseitig, durch Kupfermetall überdeckt ist,
welches in die Materialschicht der beiden Endteile übergeht.
-
Die
Stabstruktur der Schar von Leiterbahnabschnitten kann jeweils durch
das Material der zweiten Installationsplatte unterlegt oder überdeckt
sein, wodurch eine Versteifung der Stabstrukturen der Leiterbahnabschnitte
erfolgt.
-
Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass die Leiterbahnen und Leiterbahnabschnitte
aus Metall, insbesondere Kupfermetall bestehen.
-
Um
eine gute Kontaktgabe zu Anschlusselementen zu erreichen, kann zudem
vorgesehen sein, dass die Leiterbahnabschnitte im nicht isolierten
Bereich mit gut elektrisch leitendem, korrisionsarmem Material,
insbesondere Gold, beschichtet sind.
-
Um
bei der Verwendung im Telekommunikations- und/oder Datenübertragungsbereich
gute Übertragungseigenschaften
sicherzustellen, ist vorgesehen, dass mindestens in eines der beiden
Endteile der zweiten Installationsplatte elektrotechnische Kompensationsmittel,
Resonanzdämpfungsmittel oder
andere die elektrischen Übertragungseigenschaften
verbessernde Mittel eingebettet sind, die in elektrisch leitender
Verbindung mit den Leiterbahnen beziehungsweise Leiterbahnabschnitten
stehen.
-
Solche
Kompensationsmittel sind an sich bekannt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung
wird aber erreicht, dass diese Kompensationsmittel äußerst nahe
zu den Kontaktbahnen angeordnet sind, die durch die Schar von parallelen
Leiterbahnabschnitten gebildet sind und hierdurch werden die Übertragungseigenschaften
verbessert, insbesondere im Bereich von beispielsweise 250 Megahertz.
-
Zudem
ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Installationsplatte eine
Leiterplatte ist.
-
Bevorzugt
ist zudem, dass die zweite Installationsplatte aus Polyimid mit
eingebetteten Leiterbahnen und dergleichen besteht.
-
Um
eine formstabile Ausbildung der ersten Installationsplatte zu erreichen,
ist vorgesehen, dass die erste Installationsplatte aus Glasfaser
verstärktem
Kunststoff besteht.
-
Um
eine einfache Verbindung der zweiten Installationsplatte mit der
ersten Installationsplatte realisieren zu können, ist vorgesehen, dass
der erste Endteil der zweiten Installationsplatte mechanische Verbindungsteile
aufweist, mittels derer der Endteil mit der ersten Installationsplatte
verbunden ist.
-
Dabei
kann vorgesehen sein, dass der erste Endteil mittels Steckverbindern
mit der ersten Installationsplatte verbunden ist.
-
Zudem
kann vorgesehen sein, dass aus dem ersten Endteil Anschlussenden
der Leiterbahnen oder Leiterbahnabschnitte austreten, die mit Kontaktbereichen
der ersten Installationsplatte kontaktgebend verbunden sind.
-
Hierbei
kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Steckbuchsenkörper am
Deckel anscharniert ist.
-
Um
eine exakte Ausrichtung der freiliegenden Leiterbahnabschnitte der
Schar von Leiterbahnabschnitten zu erreichen, ist vorgesehen, dass
am Deckel der Steckbuchse scheibenförmige Führungs- und Positionierelemente
angeordnet oder angeformt sind, auf denen sich jeweils ein Leiterbahnabschnitt der
Schar von Leiterbahnabschnitten abstützt, wobei die Leiterbahnabschnitte
durch diese Elemente voneinander separiert sind.
-
Hierbei
kann vorgesehen sein, dass die scheibenförmigen Führungs- und Positionierelemente über einen
Tragarm am Deckel befestigt sind.
-
Um
den Kontaktdruck dauerhaft aufrechterhalten zu können, kann vorgesehen sein,
dass der Tragarm von einem am Deckel gehaltenen Federelement gestützt ist.
-
Hierbei
kann vorgesehen sein, dass das Federelement eine metallische Blattfeder
ist.
-
Alternativ
oder zusätzlich
kann vorgesehen sein, dass das Federelement ein Elastomerkörper ist, der
zwischen einem am Deckel angeordneten Auflagerteil und dem Tragarm
eingespannt ist.
-
Bevorzugt
ist dabei vorgesehen, dass der Elastomerkörper als Walze ausgeformt ist,
wobei einzelne Ringabschnitte der Walze die einzelnen Leiterbahnabschnitte
separat federnd abstützen.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung gezeigt und im Folgenden näher beschrieben.
-
Es
zeigt:
-
1 eine
erste Ausführungsform
eines elektronischen Bauteiles in Ansicht;
-
2 Einzelheiten
der 1 in Ansicht;
-
3 Einzelheiten
in einer anderen Funktionsstellung;
-
4 ein
mit einer Steckbuchse komplettiertes Bauteil in der Ansicht gemäß 1 gesehen;
-
5 desgleichen
in einer weiteren Vormontagelage;
-
6 desgleichen
in einer Endmontagelage;
-
7 das
Bauteil von der Rückseite
her gesehen;
-
8 das
Bauteil in Seitenansicht, teilweise geschnitten;
-
9 eine
Variante in der Ansicht analog 1 gesehen;
-
10 die
Variante in einer anderen Funktionslage;
-
11 eine
Einzelheit in Seitenansicht;
-
12 die
Einzelheit in Ansicht;
-
13 die
Einzelheit in einer anderen Blickrichtung gesehen;
-
14 ein
elektronisches Bauteil in einer Vormontageposition;
-
15 desgleichen
in ähnlicher
Blickrichtung gesehen;
-
16 desgleichen
in Seitenansicht;
-
17 das
Bauteil in der Endmontagelage;
-
18 desgleichen
in Seitenansicht, teilweise geschnitten.
-
In 1 ist
ein elektrotechnisches Bauteil für Telekommunikations-
und/oder Datenübertragungssysteme
gezeigt. Es besteht aus einer ersten Installationsplatte 1,
die biegesteif ausgebildet ist und einer zweiten Installationsplatte 2,
die flexibel ausgebildet ist. Die zweite Installationsplatte 2 ist
als Leiterplatte ausgebildet, wobei die entsprechenden Leiterbahnen in
die Leiterplatte eingebettet sind. Die zweite Installationsplatte
weist einen ersten Endbereich 3 auf, der mit der ersten
Installationsplatte 1 verbunden ist, sowie einen zweiten Installationsbereich 4,
der wie insbesondere aus 5 ersichtlich ist, mit der ersten
Installationsplatte 1 nur mittelbar verbunden ist, nämlich unter
Zwischenanordnung von an dieser befestigten elektrotechnischen Teilen,
die später
noch beschrieben sind. Zwischen dem ersten und dem zweiten Endteil 3, 4 ist
ein Mittelbereich ausgebildet, der durch eine Schar zueinander paralleler
Leiterbahnabschnitte 5 gebildet ist, die voneinander seitlich
beabstandet sind und nicht miteinander seitlich verbunden sind.
Vielmehr ist zwischen den einzelnen parallelen Leiterbahnabschnitten
jeweils ein Freiraum vorhanden.
-
Diese
zueinander parallelen Leiterbahnabschnitte 5 bilden die
mechanische Verbindung zwischen den beiden Endteilen 3, 4 und
stellen Kontaktflächen
für entsprechende
elektrische Kontakte dar. Je nach Anwendungsfall kann jeder Leiterbahnabschnitt 5 der
Schar von Leiterbahnabschnitten einseitig, also unterseitig oder
oberseitig durch Kupfermetall überdeckt
sein, welches in die Materialschicht der beiden Endteile 3, 4 übergeht,
also einstückig
mit diesem ausgeformt ist. Solche Materialschichten können zur
Versteifung der Leiterbahnabschnitte 5 dienen und auch
sicherstellen, dass diese Leiterbahnabschnitte 5 nur einseitig
freigelegt sind und kontaktierbar sind. Vorzugsweise bestehen sowohl
die in die zweite Installationsplatte 2 integrierten Leiterbahnen als
auch die Leiterbahnabschnitte 5 aus Kupfermetall. Im nicht
isolierten Bereich, also zwischen den Endteilen 3, 4 können die
Leiterbahnabschnitte 5 mit gut elektrisch leitendem, korrosionsarmem
Material, beispielsweise Gold, beschichtet sein. Vorzugsweise weist
zudem mindestens eines der beiden Endteile 3 oder 4 der
zweiten Installationsplatte 2 elektrotechnische Kompensationsmittel,
Resonanzdämpfungsmittel
oder andere, die elektrischen Übertragungseigenschaften
verbessernde Mittel in eingebetteter Form auf. Diese Mittel können in
unmittelbarer Nähe
zu den Leiterbahnabschnitten 5 angeordnet werden, so dass
ein äußerst kurzer
Weg zu den kontaktierenden Elementen besteht.
-
Auch
die erste Installationsplatte 1 ist vorzugsweise eine Leiterplatte
mit eingebetteten Kontaktbahnen und dergleichen elektrotechnischen
Bauteilen. Zur Kontaktierung können
Anschlussteile aus dem ersten Endteil 3 der zweiten Installationsplatte herausgeführt sein,
die mit entsprechend freigelegtem Kontaktbereichen der ersten Installationsplatte kontaktierend
verbunden werden.
-
Vorzugsweise
besteht die zweite Installationsplatte 2 aus Polyimid mit
eingebetteten Leiterbahnen, während
die erste Installationsplatte 1 aus Glasfaser verstärktem Kunststoff
besteht.
-
Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 1 bis 8 weist
der erste Endteil 3 der zweiten Installationsplatte 2 mechanische
Verbindungsteile auf, mittels derer der Endteil 3 der ersten
Installationsplatte 1 verbunden ist, beispielsweise steckverbunden. Eine
mögliche
Art der Verbindung ist beispielsweise in 8 ersichtlich.
Gemäß Ausführungsform
nach 9 und 10 sowie 14 bis 18 sind
die erste Installationsplatte 1 und die zweite Installationsplatte 2 zu
einem Multilayer-Leiterplattenverbund ausgebildet. Dabei ist der
erste Endteil 3, die Schar von Leiterbahnabschnitten 5 und
der zweite Endteil 4, der die zweite Installationsplatte 2 bildenden Schicht
des Multilayer-Leiterplattenverbundes von dem restlichen Bestandteil
der zweiten Installationsplatte separiert, wobei lediglich die der
Schar von Leiterbahnabschnitten 5 abgewandte Randkante 6 des ersten
Endteiles 3 mit der die zweite Installationsplatte bildenden
restlichen Schicht 2 einstückig verbunden ist. Das Element
mit den Bestandteilen 3, 4, 5 kann aus
der Ebene der Multilayer-Verbundplatte
herausgeschwenkt werden, wie beispielsweise in 10 verdeutlicht
ist. An der ersten Installationsplatte 1 oder an der Multilayer-Leiterplatte 1, 2 kann nahe
des an der Installationsplatte befestigten oder in die Multilayer-Leiterplatte übergehenden
Endes des ersten Endteiles 3 ein Deckel 7 einer
Steckbuchse 8 befestigt sein. An dem Deckel 7 wiederum
ist das zweite Endteil 4 der zweiten Installationsplatte 2 befestigt,
wobei in der Montagesolllage, wie sie beispielsweise in 14 gezeigt
ist, die Schar von parallelen Leiterbahnabschnitten 5 die
Steckbuchsenkontakte bilden, die in der Montagesolllage, wie sie beispielsweise
in 17 verdeutlicht ist, vom Körper der Steckbuchse 8 abgedeckt
sind. Die Steckbuchse 8 weist dabei eine entsprechende
Steckereinsatzöffnung
für einen
passenden Stecker auf.
-
Vorzugsweise
ist der Körper
der Steckbuchse 8 am Deckel 7 anscharniert, so
dass beide Teile einstückig
aus Kunststoff gefertigt sein können.
Die Verbindung der beiden Teile ist beispielsweise ein Filmscharnier.
-
Am
Deckel 7 der Steckbuchse können noch scheibenförmige Führungs-
und Positionierelemente 9 angeordnet oder angeformt sein,
auf denen sich in der Montagesolllage jeweils ein Leiterbahnabschnitt 5 der
Schar der Leiterbahnabschnitte abstützt. Die Leiterbahnabschnitte 5 sind
zusätzlich
durch diese Elemente voneinander separiert. Zudem können die scheibenförmigen Führungs-
und Positionierelemente 9 über einen Tragarm 10 am
Deckel 7 befestigt sein. Der Tragarm 10 hat eine
gewisse Federungswirkung. Um die Federungswirkung noch zu verbessern,
kann der Tragarm 10 von einem am Deckel 7 gehaltenen
Federelement gestützt
sein. Beispielsweise in der Ausführungsform
gemäß 15 ist
das Federelement durch eine metallische Blattfeder 11 gebildet.
Beispielsweise bei der Ausführungsform nach 14 ist
das Federelement ein Elastomerkörper 12,
der zwischen einem am Deckel angeordneten Auflagerteil 13 und
dem Tragarm 10 eingespannt ist. Der Elastomerkörper 12 kann
als Walze ausgeformt sein, wobei einzelne Ringabschnitte der Walze
die einzelnen Leiterbahnabschnitte 5 separat federnd stützen.
-
Bei
der in 1 bis 8 gezeigten Ausführungsform
erfolgt die Montage und Komplettierung in der Weise, dass zunächst an
die erste Installationsplatte 1 die zweiten Installationsplatten 2 gesteckt werden.
Die Verbindung kann durch Schweißen oder in anderer Weise gesichert
werden. Dabei erfolgt zudem eine Kontaktierung der Kontaktelemente
der zweiten Installationsplatte 2 mit den Leiterbahnen
der ersten Installationsplatte 1. Anschließend kann
der Deckel 7 der Steckbuchse lagerichtig auf die Installationsplatte 1 aufgesetzt
und mit dieser verschweißt werden.
Diese Position ist in 4 gezeigt. Das zweite Ende 4 der
zweiten Installationsplatte 2 wird über eine entsprechende Aufnahme
des Deckels 7 mit einer Lochung gesteckt und ebenfalls
fixiert, beispielsweise verschweißt. Anschließend kann
die Buchse 8 in Schließstellung
verschwenkt werden, so dass die Leiterbahnabschnitte 5 ihre
Sollposition innerhalb der Steckbuchse 8 einnehmen.
-
In 7 ist
die Hinterseite der ersten Installationsplatte 1 gezeigt,
wobei die Kontaktbahnen der zweiten Installationsplatte an der Rückseite
der Installationsplatte 1 angelegt sind und mit entsprechenden
Kontaktbereichen kontaktiert sind.
-
Die
Federung der Kontaktbereiche 5 erfolgt im Wesentlichen
durch die Kontaktfeder 11 und das Elastomerelement 12.
-
Bei
der Ausführungsform
nach 9 und 10 beziehungsweise 14 bis 18 erfolgt die
Montage in der Weise, dass zunächst
die beigelegten Teile der zweiten Installationsplatte 2,
nämlich die
Teile 3, 5, 4 aus der Position gemäß 9 in
die Position gemäß 10 verschwenkt
werden, wobei die Verschwenkung automatisch erfolgen kann und ein
entsprechendes Betätigungsmittel
durch die Lochungen 14 greift. In dieser Position, die
in 10 gezeigt ist, kann die Komplettierung mit dem
Deckel 7 erfolgen, der im entsprechenden Installationsort der
Verbundleiterplatte 1, 2 fixiert wird, woraufhin
das zweite Ende mit dem Bereich 4 aufgesteckt und durch
Schweißen
positioniert wird. Anschließend kann
die Buchse 8 in die Montagesolllage verschwenkt werden,
so dass sich die Position einstellt, wie sie in 17 und 18 gezeigt
ist.
-
Die
Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.