DE102004025709A1

DE102004025709A1 - Elektrischer Kartenrandverbinder mit doppelten Kurzschließkontakten

Info

Publication number: DE102004025709A1
Application number: DE102004025709A
Authority: DE
Inventors: Scott Stephen Duesterhoeft; Charles Dudley Copper; John Michael Landis
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: CN100580997C; JP4425058B2; US6764345B1; CN1574474A; DE102004025709B4; JP2004356096A

Abstract

Ein Kontaktsystem beinhaltet mindestens ein Paar einander gegenüberliegender Kontakte (26). Jeder der Kontakte (26) weist einen federnd nachgiebigen hinteren Schenkel (40), einen sich von dem hinteren Schenkel (40) weg erstreckenden Führungsbereich (44) sowie eine sich von dem Führungsbereich (44) weg erstreckende Kontaktfläche (50) auf. Die Kontaktfläche (50) beinhaltet einen gegabelten Flächenbereich, der zum Herstellen mehrerer Berührungsstellen mit einer Gegen-Kontaktfläche ausgebildet ist. Der gegabelte Flächenbereich beinhaltet einen ersten Kontaktstreifen (100) und einen zweiten Kontaktstreifen (102), die durch einen Schlitz (104) voneinander getrennt sind. Mindestens ein konturierter Fußbereich (106, 108) erstreckt sich von einem des ersten und des zweiten Kontaktstreifens weg, um mehrere Berührungsstellen mit einer Gegen-Kontaktfläche herzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf elektrische Verbinder für gedruckte Schaltungsplattenanordnungen und betrifft im Spezielleren einen Kartenrandverbinder mit Kurzschließkontakten.

Typischerweise werden eine Mutterplatte und eine oder mehrere Tochterplatten zum Übertragen von Signalen zwischen jeweiligen Anordnungen verwendet, die in einem Computer oder anderen elektronischen Gerätschaften zum Einsatz kommen. Bei manchen Gerätetypen können die Mutterplatte und die Tochterplatte(n) in Abhängigkeit von der Ausbildung des Produkts insgesamt rechtwinklig zueinander angeordnet sein können, wobei dies gelegentlich als „Kartenrand"-Konfiguration bezeichnet wird. Ein Kartenrandverbinder erstreckt sich zwischen der Mutterplatte und der bzw. den Tochterplatten und koppelt diese miteinander, und zwar unter Verwendung einer Anzahl einander gegenüberliegender elektrischer Kontakte. Das eine Ende von jedem der Kontakte ist an der Mutterplatte angebracht, und das gegenüberliegende Ende von jedem der Kontakte ist in einem Schlitz in dem Verbinder derart angeordnet, dass eine Tochterplatte in dem Schlitz zwischen den Enden der einander gegenüberliegenden Kontakte aufgenommen werden kann. Wenn die Tochterplatte aus dem Schlitz entfernt wird, bewegen sich die einander gegenüberliegenden Kontakte zusammen, um einen elektrischen Kurzschließkreis durch den Verbinder zu bilden. Die Zuverlässigkeit dieser Kurzschließkontakte hat Einfluss auf die Effizienz des zugehörigen Geräts.

Herkömmlicherweise handelt es sich bei den Kartenrandkontakten um gebogene oder gekrümmte Elemente, die beim Entfernen der Tochterplatte über die gesamte Breite der jeweiligen Kontakte miteinander in Eingriff treten. Gelegentlich wurde eine Erhebung auf einer Oberfläche der Kurzschließkontakte verwendet, um eine Kontaktspannung gegenüber einem gegenüberliegenden Kontakt zu erzielen. Es können sich jedoch Staub und Fragmente an der Grenzfläche zwischen der Mutterplatte und der Tochterplatte ansammeln, oder es kann sich eine Oxidschicht auf den einander gegenüberliegenden Kontakten des Kartenrandverbinders bilden. Solche Fragmente und Schichten können die elektrische Verbindung zwischen den einander gegenüberliegenden Kurzschließkontakten zerstören und zu einer Funktionsstörung der elektronischen Gerätschaften führen.

Es sind Kurzschließkontakte entwickelt worden, die gerundete Erhebungen beinhalten, so dass bei Anordnung der Erhebungen in einander gegenüberliegender Weise in einem Gehäuse eine Schleifbewegung zwischen den Erhebungen zu einer sich bewegenden Verbindungsstelle führt, die Schichten oder Fragmente an den Kontakten überwindet, um dadurch die Zuverlässigkeit der Kurzschließverbindung zwischen den Kontakten zu verbessern. In diesem Zusammenhang sei z.B. auf die US-Patente Nr. 5,277,607 und 5,366,382 verwiesen. Die Erhebungen können jedoch zueinander fehlausgerichtet werden, so dass die Kurzschließverbindung nicht mehr zustande kommt. Ferner sind die Erhebungen derart ausgebildet, dass sie sich beim Einsetzen einer Tochterplatte in den Verbinder trennen, um dadurch die Kurzschließverbindung zu unterbrechen. Wenn jedoch die Tochterplatte unvollständig oder inkorrekt in den Verbinder eingesetzt wird, wird die Verbindung zwischen den Kurzschließkontakten unterbrochen, und es kann zu einer elektrischen Fehlfunktion und einer Beschädigung von Komponenten kommen.

Diese Probleme sucht die vorliegende Erfindung zu überwinden.

Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung weist ein Kontaktsystem mindestens ein Paar einander gegenüberliegender Kontakte auf. Jeder Kontakt des Kontaktpaares besitzt einen federnd nachgiebigen hinteren Schenkel, einen sich von dem hinteren Schenkel weg erstreckenden Führungsbereich sowie eine sich von dem Führungsbereich weg erstreckende Kontaktfläche bzw. eine Fläche, an der die Kontakte eines Kontaktpaares einander berühren. Die Kontaktfläche weist einen gegabelten Flächenbereich auf, der dazu ausgebildet ist, mehrere Berührungsstellen mit einer Gegen-Kontaktfläche herzustellen.

Der gegabelte Flächenbereich weist wahlweise einen ersten Kontaktstreifen und einen zweiten Kontaktstreifen auf, die durch einen Schlitz voneinander getrennt sind. Mindestens ein konturierter Fußbereich erstreckt sich von einem Kontaktstreifen des ersten und des zweiten Kontaktstreifens weg, um mehrere Berührungsstellen mit einer Gegen-Kontaktfläche herzustellen. Bei einem Ausführungsbeispiel werden drei separate Kontaktstellen bzw. Berührungsstellen mit einer Gegen-Kontaktfläche hergestellt.

Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der Erfindung besitzt ein elektrischer Verbinder ein Paar von Kontakten, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Jeder dieser Kontakte weist eine gegabelte Kontaktfläche auf, und die gegabelten Kontaktflächen des Paares von Kontakten stehen miteinander in Eingriff, bis eine gedruckte Schaltungsplatte vollständig zwischen die Kontaktflächen eingeführt ist.

Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform besitzt ein elektrischer Verbinder ein Gehäuse, das zum Aufnehmen einer Schaltungsplatte konfiguriert ist und mindestens eine schräg verlaufende Innenwand aufweist. Ein Paar Kontakte ist in dem Gehäuse vorgesehen, wobei die Kontakte einander gegenüberliegend angeordnet sind. Wenigstens einer des Paares von Kontakten besitzt einen federnd nachgiebigen hinteren Schenkel, der der schräg verlaufenden Innenwand benachbart angeordnet ist, sowie einen sich von dem hinteren Schenkel weg erstreckenden federnd nachgiebigen Kontaktbereich. Der Kontaktbereich beinhaltet eine Kontaktfläche, die mindestens einen Kontaktstreifen aufweist, der dazu ausgebildet ist, separate erste und zweite Berührungsstellen herzustellen, wenn die Kontaktfläche mit einer Gegen-Kontaktfläche in Eingriff gebracht wird.

Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der Erfindung wird ein elektrischer Kartenrandverbinder geschaffen. Der Verbinder besitzt ein Gehäuse, das zum Aufnehmen eines Rands einer Schaltungsplatte konfiguriert ist, sowie erste und zweite Kontakte, die in dem Gehäuse angeordnet sind und in Form von miteinander in Verbindung stehenden, einander gegenüberliegenden Paaren vorgesehen sind. Mindestens einer von dem ersten und dem zweiten Kontakt jedes Paares besitzt einen federnd nachgiebigen hinteren Schenkel, der einer schräg verlaufenden Innenwand des Gehäuses benachbart angeordnet ist, sowie einen sich von dem hinteren Schenkel weg erstreckenden Führungsbereich. Der Führungsbereich tritt mit der Schaltungsplatte in Eingriff, wenn die Schaltungsplatte in dem Gehäuse aufgenommen wird, wobei sich ein federnd nachgiebiger Kontaktflächenbereich von dem Führungsbereich weg erstreckt. Der Kontaktflächenbereich beinhaltet eine gegabelte Kontaktfläche, die mit einer Gegen-Kontaktfläche in Eingriff steht, bis die Schaltungsplatte vollständig zwischen den ersten und den zweiten Kontakten eingesetzt ist. Der federnd nachgiebige Schenkel biegt sich, wenn die Schaltungsplatte mit dem Führungsbereich in Eingriff tritt, um dadurch die gedruckte Schaltungsplatte aufzunehmen, ohne dass die Kontaktflächen voneinander getrennt werden, bevor die Schaltungsplatte nicht über eine vorbestimmte Distanz in den Schlitz des Gehäuses eingeführt ist.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben; darin zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines Kartenrandverbinders, der gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist;
2 eine Perspektivansicht eines Kurzschließkontakts für den in 1 gezeigten Verbinder;
3 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Verbinders unter Darstellung der Kontakte in einer Kurzschließposition;
4 eine Endansicht der Kontakte in der Kurzschließposition;
5 eine vergrößerte Darstellung einer Kurzschließ-Kontaktfläche für die in 4 gezeigten Kontakte;
6 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Verbinders mit einer teilweise mit diesem verbundenen gedruckten Schaltungsplatte; und
7 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Verbinders mit einer vollständig mit diesem verbundenen gedruckten Schaltungsplatte.
1 zeigt eine Perspektivansicht eines Kartenrandverbinders 10, der gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. Der Verbinder 10 beinhaltet ein nicht leitendes Gehäuse 14 mit länglichen Seitenwänden 16, 18 und Endwänden 20, 22, die in einer im Wesentlichen rechteckigen Konfiguration angeordnet sind. Ein oberer Rand 24 des Gehäuses 14 ist geschlitzt, um eine Anzahl seitlicher Kerben 25 zu bilden, die Kurzschließkontakte 26 aufnehmen. Die Kurzschließkontakte 26 sind in Kontaktpaaren 27 angeordnet, die in den seitlichen Kerben 25 des Gehäuses 14 einander gegenüberlie gend angeordnet sind. Die Kurzschließkontakte 26 erstrecken sich von einem unteren Rand 28 des Gehäuses 14 über eine vorbestimmte Distanz aus dem Gehäuse 14 heraus, und zwar zur Verbindung mit einer solchen Konstruktion wie einer gedruckten Schaltungsplatte oder im Spezielleren einer Mutterplatte, die in 1 nicht dargestellt ist. Während bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Kontakte 26 für eine Durchgangsverbindung mit der Mutterplatte konfiguriert sind, ist darauf hinzuweisen, dass die Kontakte 26 bei einer alternativen Ausführungsform ebenso gut für eine Oberflächenmontage an der Mutterplatte ausgebildet sein können.
Ein zentraler Längsschlitz 30 erstreckt sich entlang einer Länge des oberen Rands 24 des Gehäuses und ist zum Aufnehmen einer gedruckten Schaltungsplatte, wie z.B. einer Tochterplatte (die in 1 nicht gezeigt ist) in dieser konfiguriert, um eine Verbindung mit den Kontakten 26 in den seitlichen Kerben 25 des Gehäuses 14 herzustellen.
Wie im Folgenden noch ausführlicher erläutert wird, bilden die Kontakte 26 eine Kurzschließ-Kontaktfläche mit redundanten Berührungsstellen oder Berührungspunkten, wobei die Kontakte 26 für einen unterbrechungslosen Eingriff mit einer in den Längsschlitz 30 eingeführten Tochterplatte konfiguriert sind. Die redundanten Kontaktstellen reduzieren die Möglichkeit einer schlechten elektrischen Kontaktgabe zwischen den Kurzschließkontakten 26 selbst im Fall einer Fehlausrichtung der Kontakte 26. Die Kontakte 26 sind ferner auch derart konfiguriert, dass sichergestellt ist, dass ein teilweises oder unvollständiges Einführen der Tochterplatte nicht zu einer vorzeitigen Unterbrechung einer Kurzschließverbindung zwischen den Kontakten 26 führt.
2 veranschaulicht einen Kurzschließkontakt 26, der gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist und für die Verwendung in dem in 1 gezeigten Verbinder 10 ausgebildet ist. Der Kontakt 26 ist hergestellt aus einem Streifen aus elektrisch leitfähigem Material, wobei es sich bei einer exemplarischen Ausführungsform beispielsweise um Berylliumkupfer handelt. Der Kontakt 26 ist mit einem ebenen hinteren Schenkel 40 und einer allgemein U-förmigen Biegung 42 an seinem oberen Ende ausgebildet. Ein ebener Führungsbereich 44 erstreckt sich von der Biegung 42 in einem spitzen Winkel von dem hinteren Schenkel 40 weg. Ein Übergangsbereich 46 erstreckt sich von dem Führungsbereich 44 weg und ist von dem Führungsbereich 44 in Richtung auf den hinteren Schenkel 40 zu gebogen bzw. abgewinkelt. Ein Kurzschließ-Kontaktbereich 48 erstreckt sich von einem dem Führungsbereich 44 entgegengesetzten Ende des Übergangsbereichs 46 weg in Richtung nach außen von dem hinteren Schenkel 40 weg. Die gebogene Konfiguration des Kontakts 26 sorgt für ein Federvermögen, so dass der Kurzschließ-Kontaktbereich 48 in Richtung von dem hinteren Schenkel 40 weg vorgespannt ist. Der Kurzschließ-Kontaktbereich 48 weist an seinem distalen Ende eine gegabelte Kurzschließ-Kontaktfläche 50 auf, die im Folgenden noch erläutert wird. Die Kontaktflächen 50 der Kontakte 26 eines Kontaktpaares 27 greifen aneinander an, um durch den in 1 dargestellten Verbinder 10 eine elektrische Kurzschlußverbindung herzustellen. Die Kontaktflächen 50 der Kontakte 26 eines Kontaktpaares 27 schaffen redundante Berührungsstellen zwischen einem Kontaktpaar 27, wenn sich die Kontakte 26 in dem in 1 dargestellten Gehäuse 14 befinden sowie einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Führungsbereich 44 in einem geringeren Neigungswinkel (gemessen relativ zu dem hinteren Schenkel 40) als der Kurzschließ-Kontaktbereich 48, wobei darauf hinzuweisen ist, dass bei alternativen Ausführungsformen andere relative Orientierungen des hinteren Schenkels 40, des Führungsbereichs 44 und des Kurzschließ-Kontaktbereichs 48 verwendet werden können.
Der hintere Schenkel 40 des Kontakts 26 beinhaltet einen verbreiterten Kopfbereich 52 mit vergrößerten seitlichen Abmessungen gemessen zwischen den Seitenkanten 54 und 56. Der Kopfbereich 52 erstreckt sich entlang einer Längsachse 58 des hinteren Schenkels 40 und verläuft im Wesentlichen rechtwinklig zu dieser. Der Kopfbereich 52 befindet sich in einem vorbestimmten Abstand von der Biegung 42, und ferner weist der Kopfbereich 52 Stanzzungen 60 auf, die an einem oberen Ende 62 des Kopfbereichs 52 an beiden seitlichen Randbereichen 54, 56 von diesem nach oben gebogen sind. Ein Bereich 64 mit reduzierter Breite, der eine verminderte Querschnittsfläche aufweist, erstreckt sich zwischen den Zungen 60. Der Bereich 64 besitzt eine seitliche Breite (gemessen rechtwinklig zu der Längsachse 58), die geringer ist als eine Breite zwischen Seitenkanten 66 und 68 und einem Rest des hinteren Schenkels 40, der sich zwischen dem Kopfbereich 52 und der Biegung 42 befindet. Wie im Folgenden noch erläutert wird, ermöglicht der Bereich 64 dem Körperbereich 40 ein Biegen, wenn eine gedruckte Schaltungsplatte, wie z.B. eine Tochterplatte, in den Längsschlitz 30 des Verbinders 10 eingeführt wird.
Eine Positionierzunge 70 ist aus einem zentralen Teil des Kopfbereichs 52 an einem unteren Ende 72 desselben gestanzt, wobei die Positionierzunge 70 nach unten sowie von den Zungen 60 weg gebogen ist. Die Positionierzunge 70 sorgt für ein Festlegen des hinteren Schenkels bzw. Körperbereichs 40 in einer gewünschten Position in dem Gehäuse 14 des Verbinders 10. Ein nachgiebiger Stiftleiter 74 erstreckt sich von dem unteren Ende 72 (das in Bezug auf 2 rechts angeordnet ist) des Kopfbereichs 52 weg und sorgt für eine lötfreie Verbindung mit einer gedruckten Schaltungsplatte, wie z.B. einer Mutterplatte. Es ist ins Auge gefasst, dass bei alternativen Ausführungsformen Lötfahnen oder andere bekannte Verbindungsmethoden anstelle des nachgiebigen Stiftleiters 74 verwendet werden könnten.
3 veranschaulicht eine Schnittdarstellung des Verbinders 10 entlang der Linie 3-3 in 1, und zwar durch eine Ebene hindurch, die einander gegenüberliegende Kontakte 26 enthält. Das Gehäuse 14 beinhaltet eine Kerbe 25, in der ein Kontaktpaar 27 von Kontakten 26 in Form eines miteinander in Verbindung stehenden, einander gegenüberliegenden Paares angeordnet sind, wobei die jeweiligen Kurzschließ-Kontaktbereiche 48 der Kontakte 26 einander zugewandt sind. Die hinteren Schenkel 40 der Kontakte 26 sind an ihren oberen Enden von dem Gehäuse 14 getrennt, um dadurch Freiraumspalte 84 zwischen den hinteren Schenkeln 40 und den nach außen abgeschrägten Seitenwänden 86 in den Kerben 25 im Inneren des Gehäuses 14 zu schaffen. Die einander gegenüberliegenden Kurzschließ-Kontaktbereiche 48 sind aufgrund der Federkraft der jeweiligen Kontakte 26 gegeneinander gedrückt, und zwischen den Kontakten 26 ist eine elektrische Kurzschließverbindung gebildet. Die Kontaktflächen 50 greifen aneinander an, um eine elektrische Verbindung (eine Kurz schließverbindung) zwischen den miteinander in Verbindung stehenden Kontakten 26 zu schaffen. Eine Tochterplatte 82 mit einer darauf befindlichen elektrischen Schaltung kann in den Schlitz 30 in dem oberen Rand 24 des Gehäuses 14 sowie zwischen die miteinander in Verbindung stehenden Kurzschließ-Kontaktbereiche 48 der Kontakte 26 eingeführt werden. Die nachgiebigen Stiftleiter bzw. Stiftanschlüsse 74 sind mit einer Mutterplatte 88 elektrisch verbunden.
Beim Einführen der Tochterplatte 82 in den Verbinder 10 tritt die Tochterplatte 82 zu Beginn mit den Führungsbereichen 44 der einander gegenüberliegenden Kontakte 26 in Eingriff. Beim weiteren Einführen der Tochterplatte 82 biegen sich die hinteren Schenkel 40 der jeweiligen Kontakte 26 um die Bereiche 64, und die oberen Bereiche der hinteren Schenkel 40 erstrecken sich in Richtung der Pfeile A und B nach außen in die Freiraumspalte 84, die durch die nach außen abgeschrägten Seitenwände 86 in den Kerben 25 im Inneren des Gehäuses 14 gebildet sind. Wie dargestellt ist, ist eine Dicke der Seitenwände 16 und 18 in der Nähe des oberen Rands 24 des Gehäuses 14 geringer als in der Nähe des unteren Rands 28. Ein unterer Bereich 90 des Gehäuses 14 weist eine im Wesentlichen konstante Wandstärke auf, um für ein stabiles Abstützen der in 2 dargestellten Kopfbereiche 54 der Kontakte 26 zu sorgen. In dem unteren Randbereich des unteren Bereichs 90 befinden sich Aussparungen 92, die die in 2 dargestellten jeweiligen Positionierzungen 70 der Kontakte 26 aufnehmen.
4 veranschaulicht die Kontakte 26 eines Kontaktpaares 27, wenn sich diese in der in 3 dargestellten Position in Verbindungseingriff miteinander befinden, und 5 zeigt eine Perspektivansicht der Kontaktfläche 50 der Kontakte 26. Jede Kontaktfläche 50 ist mit zwei oder mehr Gabelbereichen gegabelt ausgebildet, die in der nachfolgend beschriebenen Weise redundante Berührungsstellen zwischen den Kontaktflächen 50 herstellen. Bei einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet jede Kontaktfläche 50 zwei Gabelbereiche (d.h. eine in zwei Teile gegabelte Kontaktfläche) in Form von Kontaktstreifen 100 und 102. Eine in zwei Teile gegabelte Kontaktfläche wird jedoch lediglich zum Zweck der Erläuterung als solche beschrieben. Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf eine solche, in zwei Teile gegabelte Kontaktfläche zu beschränken.
Wie am Besten in 5 gezeigt ist, beinhalten bei einer erläuternden Ausführungsform die Kontaktflächen 50 jeweils einen geraden Kontaktfinger oder Kontaktstreifen 100 sowie einen abgeschrägten Kontaktfinger oder Kontaktstreifen 102. Der gerade und der abgeschrägte Kontaktstreifen 100, 102 sind durch einen Schlitz 104 voneinander getrennt, so dass eine gegabelte Kontaktfläche gebildet wird. Der gerade Kontaktstreifen 100 verläuft erstreckungsgleich mit dem seitlichen Rand 68 des Kontakts 26 und hat eine im Wesentlichen konstante Breite und Dicke. Der abgeschrägte Kontaktstreifen 102 ist mit einer solchen Kontur ausgebildet, die von dem seitlichen Rand 66 des Kontakts 26 in Richtung nach innen verlagert ist. Der abgeschrägte Kontaktstreifen 102 ist dem geraden Kontaktstreifen 100 benachbart angeordnet und in seiner Breite entlang einer Außenseite 103 desselben in Richtung auf den geraden Kontaktstreifen 100 abgeschrägt bzw. verjüngt ausgebildet. Die in dem abgeschrägten Kontaktstreifen 102 vorgesehene Verjüngung vereinfacht eine Versetzung des geraden und des abgeschrägten Kontaktstreifens 100 und 102 relativ zueinander, wenn die Kontaktflächen 50 miteinander in Eingriff gebracht werden. Somit befindet sich der abgeschrägte Kontaktstreifen 102 des einen der Kontakte 26 nahe dem Schlitz 104 des gegenüberliegenden Kontakts 26, wenn die Kontaktflächen 50 miteinander in Eingriff gebracht sind, und umgekehrt. Das Federvermögen der Kontakte 26 schafft einen Keileffekt zwischen den Kontaktstreifen 100 und 102 der jeweiligen Kontakte, so dass eine zuverlässige elektrische Verbindung hergestellt werden kann. Das heißt, die Kontaktstreifen 100, 102 werden gegeneinander gedrückt, um einen Eingriff der betreffenden Kontaktflächen 50 zu gewährleisten.
Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, beinhaltet jede Kontaktfläche 50 den geraden Kontaktstreifen 100 und den abgeschrägten Kontaktstreifen 102, und konturierte Fussbereiche 106 und 108 erstrecken sich in Längsrichtung von den distalen Enden 107 bzw. 109 der Streifen 100 und 102 weg. Die Fussbereiche 106, 108 sind von den distalen Enden 107 und 109 der Kontaktstreifen 100, 102 in Richtung nach außen sowie von diesen weg gekrümmt. Ferner sind die Fussbereiche 106 und 108 an ihren seitlichen Innenseiten, die dem Schlitz 104 benachbart sind, abgeschrägt (5). Die Krümmung der Fussbereiche 106 und 108 in seitlicher Richtung und in Längsrichtung unterstützt den Punktkontakt zwischen den Kurzschließ-Kontaktflächen 50 jedes Kontakts 26 und vermindert Reibungskräfte sowie Reibungsbelastungen der Kontaktflächen 50 während der Herstellung des Eingriffs und während des Lösens des Eingriffs. Wenn die Kontaktflächen 50 miteinander in Eingriff gebracht werden, greifen zuerst die Fussbereiche 106 und 108 der jeweiligen Kontakte 26 aneinander an. Aufgrund des Federvermögens der Kontakte 26 erfolgt der Eingriff zwischen den Kontaktflächen 50 unter hoher Spannung, um die Kontaktflächen 50 miteinander in Eingriff zu halten. Aufgrund des Federvermögens und der Konfigurationen der Kontaktflächen 50 führen ferner die Fussbereiche 106 und 108 und/oder die Streifen 100, 102 bei einer Gleitbewegung in Richtung des Pfeils C einen Schleifvorgang aneinander aus, um in einer Verbindungsposition miteinander in Eingriff zu treten.
Wie am Besten in 4 dargestellt ist, erzeugt die Konfiguration der Kontaktflächen 50 ferner redundante Berührungsstellen zwischen den Kontaktflächen 50. Bei der exemplarischen Ausführungsform sind drei separate Berührungsstellen 112, 114, 116 für jede Kontaktfläche 50 vorhanden. Genauer gesagt beinhaltet jeder der geraden Kontaktstreifen 100 eine Berührungsstelle 112 an dem Fussbereich 106, der an den abgeschrägten Kontaktstreifen 102 der gegenüberliegenden Gegen-Kontaktfläche 50 angrenzt. Zusätzlich dazu schafft jeder der Fussbereiche 108 der abgeschrägten Streifen 102 zwei Berührungsstellen 114, 116 mit der Gegen-Kontaktfläche 50, und zwar jeweils einen auf jeder Seite des Fussbereichs 108. Durch Ausbilden mehrerer Berührungsstellen 112, 114, 116 zwischen den Kontaktflächen 50 kann sichergestellt werden, dass trotz einer möglichen Fehlausrichtung zwischen den miteinander in Verbindung tretenden Kontaktflächen 50 der elektrische Kontakt hergestellt wird.
Zusätzlich dazu gewährleisten die mehreren Berührungsstellen 112, 114, 116 eine Kontaktgabe zwischen den Kontaktflächen 50 trotz Einschränkungen bei der Herstellung sowie Toleranzen bei der Fertigung der Kontaktflächen 50. Bei der exemplarischen Ausführungsform z.B., die drei separate Berührungsstellen 112, 114, 116 vorsieht, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, kann sichergestellt werden, dass wenn nicht alle drei Berührungsstellen, so doch mindestens zwei Berührungsstellen 112, 114, 116 in einer beliebigen Kombination gebildet werden, wenn die Kontaktflächen 50 miteinander in Eingriff stehen.
Während das dargestellte Ausführungsbeispiel drei Berührungsstellen vorsieht, kann man auch mehr oder weniger als drei Berührungsstellen erzielen, indem die Anzahl der Kontaktstreifen, die Abmessung der Streifen und/oder die Beabstandung zwischen den Streifen an jeder Kontaktfläche 50 variiert werden.
6 veranschaulicht den Verbinder 10 mit der in diesen eingeführten Tochterplatte 82 in einer mittleren oder teilweise verbundenen Position. Die Führungsbereiche 44 der einander gegenüberliegenden Kontakte 26 befinden sich in Berührung mit den Oberflächen 120 und 122 der Tochterplatte 82 und sind nach außen gebogen. Die Biegung der Führungsbereiche 44 veranlasst die hinteren Schenkel 40 der jeweiligen Kontakte 26 zu einem Biegen um die jeweiligen Bereiche 64 (die in 2 gezeigt sind), so dass die oberen Bereiche der hinteren Schenkel 40 nach außen in Richtung auf die abgeschrägten Seitenwände 86 des Gehäuses 14 verlagert sind. Die Kontaktbereiche 48 der jeweiligen Kontakte 26 bleiben jedoch in Eingriff, um durch die Kontaktflächen 50 einen elektrischen Kurzschließkontakt dazwischen zu schaffen. Selbst wenn die Tochterplatte 82 nur teilweise mit dem Verbinder 10 verbunden ist, sorgen die Kontakte 26 somit weiterhin für eine elektrische Kurzschließverbindung.
7 veranschaulicht den Verbinder 10 mit der in diese eingeführten Tochterplatte 82 in einer vollständig verbundenen Position. Die Führungsbereiche 44 der einander gegenüberliegenden Kontakte 26 bleiben mit den gegenüberliegenden Oberflächen 120 und 122 der Tochterplatte 82 in Kontakt, und die gegenüberliegenden Oberflächen 120 und 122 der Tochterplatte 82 trennen die Kontaktbereiche 48 und die Kontaktflächen 50 voneinander. Die Kurzschließverbindung wird zwischen den Kontaktbereichen 48 unterbrochen, und eine elektrische Verbindung wird lediglich durch die Tochterplatte 82 hergestellt. Die Kontakte 26 treten mit der Tochterplatte 82 in Verbindung, bevor das Unterbrechen der Kurzschlussverbindung erfolgt. Elektrische Fehlfunktionen und Beschädigungen von Komponenten und Gerätschaften durch eine inkorrekt oder unvollständig verbundene Tochterplatte 82 werden somit durch einen unterbrechungslosen Eingriff der Kontakte 26 vermieden.
Wenn die Tochterplatte 82 aus dem Verbinder 10 entfernt wird, springen die Kontakte 26 federnd in die in 3 gezeigte Position zurück, in der die Kurzschließverbindung zwischen den Kontakten 26 mit mehreren Berührungsstellen sicher hergestellt wird.
Es wird somit ein elektrischer Kartenrandverbinder geschaffen, der trotz des Vorhandenseins von Fragmenten und Schichten auf der Kontaktfläche eine hohe Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung gewährleistet, während er in Verbindung mit einer Fehlausrichtung der Kurzschließkontakte vorhandene Schwierigkeiten überwindet. Eine Schleifbewegung zwischen den jeweiligen mehreren Berührungsstellen zwischen den Verbindungs-Kontaktflächen überwindet die Ansammlung von Schichten oder Fragmenten auf den jeweiligen Kurzschließkontakten und schafft eine äußerst zuverlässige elektrische Verbindung. Eine unterbrechungslose Verbindung der Tochterplatte mit dem Verbinder stellt die Kurzschließverbindung der Kontakte sicher, bis die Tochterplatte vollständig mit dem Verbinder verbunden ist.

Claims

Kontaktsystem, gekennzeichnet durch: Mindestens ein Paar einander gegenüberliegender Kontakte (26), wobei jeder der Kontakte eines Paares Folgendes aufweist: Einen federnd nachgiebigen hinteren Schenkel (40); einen sich von dem hinteren Schenkel (40) weg erstreckenden Führungsbereich (44); und eine sich von dem Führungsbereich (44) weg erstreckende Kontaktfläche (50), die einen gegabelten Flächenbereich aufweist, der zum Herstellen von mehreren Berührungsstellen mit einer Gegen-Kontaktfläche (50) ausgebildet ist.
Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gegabelte Flächenbereich einen ersten Kontaktstreifen (100) und einen zweiten Kontaktstreifen (102) aufweist, die durch einen Schlitz (104) getrennt sind.
Kontaktsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der gegabelte Flächenbereich einen ersten Kontaktstreifen (100) und einen zweiten Kontaktstreifen (102) aufweist, wobei sich mindestens ein konturierter Fussbereich (106, 108) von einem Kontaktstreifen des ersten und des zweiten Kontaktstreifens weg erstreckt, um mehrere Berührungsstellen mit einer Gegen-Kontaktfläche herzustellen.
Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gegabelte Flächenbereich dazu ausgebildet ist, drei Berührungsstellen mit einer damit in Verbindung stehenden Kontaktfläche (50) herzustellen.
Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Berührungsstellen voneinander getrennt sind.
Elektrischer Verbinder, gekennzeichnet durch ein Paar Kontakte (26), die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei jeder der Kontakte (26) eine gegabelte Kontaktfläche (50) aufweist und die gegabelten Kontaktflächen (50) des Paares von Kontakten (26) miteinander in Berührung stehen, bis eine gedruckte Schaltungsplatte (82) vollständig zwischen den Kontaktflächen (50) eingeführt ist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der gegabelten Kontaktflächen (50) einen ersten Streifen (100) und einen zweiten Streifen (102) aufweist, die durch einen Schlitz (104) getrennt sind.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der gegabelten Kontaktflächen (50) mindestens einen Kontaktstreifen (100, 102) sowie einen konturierten Fussbereich (106, 108) aufweist, der sich von dem Kontaktstreifen (100, 102) weg erstreckt, wobei der Fussbereich (106, 108) für einen Schleifeingriff mit einer Gegen-Kontaktfläche ausgebildet ist.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gegabelten Kontaktflächen (50) in zwei Teile gegabelt ausgebildet sind.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (14), das ein Paar schräg verlaufende Innenwände (16, 18) aufweist, wobei das Paar der Kontakte (26) federnd nachgiebige hintere Schenkel (40) aufweist, die sich in Richtung auf die schräg verlaufenden Innenwände biegen, wenn eine gedruckte Schaltungsplatte (82) zwischen die Kontakte (26) eingeführt wird.
Elektrischer Verbinder, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (14), das zum Aufnehmen einer Schaltungsplatte (82) konfiguriert ist und mindestens eine schräg verlaufende Innenwand (16, 18) aufweist; und durch ein Paar Kontakte (26), die in dem Gehäuse (14) vorgesehen sind und einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei mindestens einer des Paares von Kontakten (26) einen federnd nachgiebigen hinteren Schenkel (40), der der schräg verlaufenden Innenwand (16, 18) benachbart angeordnet ist, sowie einen sich von dem hinteren Schenkel (40) weg erstreckenden federnd nachgiebigen Kontaktbereich (48) aufweist, der eine Kontaktfläche (50) beinhaltet, die mindestens einen Kontaktstreifen (100, 102) aufweist, der zum Herstellen separater, erster und zweiter Berührungsstellen ausgebildet ist, wenn die Kontaktfläche (50) mit einer Gegen-Kontaktfläche in Eingriff gebracht wird.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kontaktstreifen einen ersten Kontaktstreifen (100), einen zweiten Kontaktstreifen (102) und einen Schlitz (104) aufweist, der den ersten Kontaktstreifen und den zweiten Kontaktstreifen voneinander trennt.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch einen konturierten Fussbereich (106, 108), der sich von dem mindestens einen Kontaktstreifen (100, 102) weg erstreckt, wobei der Fussbereich (106, 108) für einen Schleifeingriff mit einer Gegen-Kontaktfläche ausgebildet ist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche einen zweiten Kontaktstreifen aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine dritte Berührungsstelle zu schaffen, wenn die Kontaktfläche mit einer Gegen-Kontaktfläche in Eingriff gebracht wird.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (14) eine Aussparung beinhaltet, die einen durch die schräg verlaufende Innenwand (16, 18) gebildeten Freiraumspalt (84) aufweist, wobei der mindestens eine Kontakt (26) einen federnd nachgiebigen hinteren Schenkel (40) aufweist, der sich in Richtung auf den Freiraumspalt (84) nahe der schräg verlaufenden Innenwand (16, 18) biegen kann.
Elektrischer Kartenrandverbinder, gekennzeichnet durch: Ein Gehäuse (14), das zum Aufnehmen eines Rands einer Schaltungsplatte (82) konfiguriert ist; und durch einen ersten und einen zweiten Kontakt (26), die sich in dem Gehäuse (14) befinden und in Form eines miteinander in Verbindung tretenden, einander gegenüberliegenden Paares angeordnet sind, wobei mindestens einer von dem ersten und dem zweiten Kontakt (26) Folgendes aufweist: Einen federnd nachgiebigen hinteren Schenkel (40), der einer schräg verlaufenden Innenwand (16, 18) des Gehäuses (14) benachbart angeordnet ist; einen Führungsbereich (44), der sich von dem hinteren Schenkel (40) weg erstreckt, wobei der Führungsbereich (44) mit der Schaltungsplatte (82) in Eingriff tritt, wenn die Schaltungsplatte (82) in dem Gehäuse (14) aufgenommen wird; und eine federnd nachgiebige Kontaktfläche (50), die sich von dem Führungsbereich (44) weg erstreckt; wobei die Kontaktfläche (50) einen gegabelten Kontaktflächenbereich aufweist, der mit einer Gegen-Kontaktfläche in Eingriff steht, bis die Schaltungsplatte vollständig zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt (26) eingeführt ist, wobei sich der federnd nachgiebige Schenkel (40) biegt, wenn die Schaltungsplatte (82) mit dem Führungsbereich (44) in Eingriff tritt, um die Schaltungsplatte (82) aufzunehmen, ohne dass sich die Kon taktflächen voneinander trennen, bevor die Schaltungsplatte (82) nicht über eine vorbestimmte Distanz in den Schlitz des Gehäuses (14) eingeführt ist.
Elektrischer Kartenrandverbinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeder des Paares von Kontakten (25) eine in zwei Teile gegabelte Kontaktfläche beinhaltet.
Elektrischer Kartenrandverbinder nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der federnd nachgiebige hintere Schenkel (40) einen Bereich mit reduzierter Querschnittsfläche aufweist.