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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Zwischenverbindungsstück für Kartenkantenverbindungen
der im Oberbegriff des Patentanspruchs I genannten Art.
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Das im folgenden kurz als "Kartenstecker", "Zwischenstecker" oder
auch nur kurz als "Stecker" bezeichnete Zwischenverbindungsstück dient der Herstellung
elektrischer Verbindungen zwischen elektronischen Schaltungseinheiten, beispielsweise
der Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Schaltkarten, das heißt
also zwischen zwei Karten, die gedruckte elektrische Schaltungen und elektrische
oder elektronische Bauteile tragen, oder zwischen beispielsweise einer funktionellen
elektronischen Baugruppe, beispielsweise einer Flüssigkristallanzeigeeinheit, und
einer Schaltkarte, die beispielsweise eine Treiberschaltung für die funktionelle
Baugruppe trägt. Solche miteinander elektrisch zu verbindenden Baugruppen haben
entweder die Form von Karten mit geringer Dicke oder sind auf solchen relativ dünnen
Karten aufgebaut oder weisen zumindest Anschlußkanten oder Anschlußleisten auf,
die die Form dünner Karden haben.
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Kartenstecker sind in der verschiedensten Form bekannt. So ist ein
Kartenstecker bekannt, der ein langgestrecktes formstabiles U-förmiges oder E-förmiges
Gehäuse aus elektrisch isolierendem Werkstoff aufweist. In diesem Gehäuseprofil
sind in regelmäßigem Abstand voneinander metallische Klemmkontaktelemente eingespannt.
Die metallischen Kontaktelemente sind einzeln in der Profilnut oder Profilöffnung
des Steckergehäuses befestigt.
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Nachteilig an einem so aufgebauten Kartenstecker ist seine mühsame
und aufwendige Herstellung, die das einzelne Befestigen zahlloser winziger metallischer
Klemmkontakte im Gehäuseprofil erfordert. Dabei ist kaum zu gewährleisten, daß der
Abstand zwischen den einzelnen metallischen Kontaktfedern wirklich über die gesamte
Länge des Steckers konstant ist. Ein weiterer Nachteil dieser Kartenstecker ist,
daß zwischen den metallischen Kontaktfedern des Steckers und den Anschlußpunkten
auf der Kante der Schaltkarte im wesentlichen nur punktförmige elektrische Kontakte
erhalten werden. Solche nur auf geringe Kontaktflächen beschränkten elektrischen
Klemmkontakte sind jedoch gegen den Einfluß von Fremdmaterial im Kontaktbereich,
beispielsweise gegen Staubeinwirkung, sehr empfindlich. Außerdem sind die Anschlußkontakte
auf den Kanten der Schaltkarten nur geringen mechanischen Belastungen gewachsen
und werden unter dem Andruck durch die metallische Kontaktfeder des Steckers beim
Einstecken der Schaltkarte in den Stecker leicht verletzt. Insbesondere vielpolige
Kartensteckverbindungen sind daher nicht immer ganz zuverlässig.
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Schließlich sind auch der Miniaturisierung solcher Kartenstecker Grenzen
gesetzt, so daß die Kartenstecker mit metallischen Kontaktfedern durch den Mindestabstand,
der zwischen zwei metallischen Kontaktelementen des Steckers einzuhalten ist, relativ
groß gehalten werden muß. Kontaktabstände im Bereich von 1 mm, gemessen von Kontaktmitte
zu Kontaktmitte in Längsrichtung des Steckers, sind mit Metallkontaktsteckern nicht
zu erreichen. In dieser Größenordnung muß jedoch die Kontaktfolge im Kartenstecker
mindestens liegen, wenn die zur Zeit in der Schaltkartentechnik zu verwirklichende
Miniaturisierung auch im Bereich der Anschlüsse realisiert werden soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kartenstekker, allgemein
ein Zwischenverbindungsstück, der eingangs genannten Art zu schaffen, der die wirtschaftliche
Herstellung
einer dichten Kontaktfolge bei Einhaltung höchster Genauigkeit
ermöglich und die Herstellung zuverlässiger großflächiger Anschlußkontakte bei höchster
Schonung der Anschlußkontaktbereiche auf den Kartenkanten gewährleistet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Zwischenverbindungsstück,
speziell einen Stecker, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 genannten Merkmale aufweist Der Kartenstecker der Erfindung besteht also im wesentlichen
(a) aus einem Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden formstabilen Werkstoff und
(b) mindestens einem elastisch verformbaren Element aus elektrisch isolierendem
Werkstoff in diesem Gehäuse. Das Gehäuse weist dabei in Längsrichtung einen im wesentlichen
gleichmäßigen Querschnitt auf. Das Gehäuse weist weiterhin mindestens einen Schlitz
auf, der sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckt. In diesem Gehäuse ist das elastisch
verformbare, elektrisch isolierende Element in der Weise angeordnet, daß zwischen
dem elastisch verformbaren Glied und der Innenwand des Gehäuses in Längsrichtung
des Gehäuses zumindest ein Berührungsbereich besteht, in dem das elastisch verformbare
Element elastisch an die Gehäusewandung gedrückt wird. Weiterhin trägt das elastisch
verformbare Element auf seiner äußeren Oberfläche streifenförmige Abschnitte, die
zumindest im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses ausgerichtet
sind und aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff bestehen. Diese elektrisch leitenden
Streifen sind dabei zumindest in dem Bereich der äußeren Oberfläche des elektrisch
isolierenden elastischen Elementes angeordnet, der unter elastischer Vorspannung
und Andruck mit der Innenwand des Gehäuses in Berührung steht.
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Ein solches elastisch verformbares Element kann in einfachster Weise
durch Biegen oder Rollen aus einem flächigen Naterial eines elektrisch isolierenden
elastischen Werkstoffs
hergestellt werden. Die elektrisch leitfähigen
Streifenbereiche können auf das Flächenmaterial unter Verwendung einer elektrisch
leitfähigen Masse aufgedruckt werden.
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Zur Herstellung der elektrischen Anschlußverbindung wird die Schaltkartenkante
in den Schlitz des Gehäuses eingeschoben. Diese Schaltkartenkante trägt Anschlußkontaktbereiche,
deren Abmessungen mit den Abmessungen der elektrisch leitfähigen Streifen auf dem
elektrisch isolierenden elastischen Element des Kartensteckers in Einklang gebracht
sind. Die Schaltkarte wird dabei so in den Stecker schlitz eingeschoben, daß die
Kartenkontaktbereiche den elektrisch leitfähigen Streifenbereichen des Steckers
zugekehrt sind. Die Kartenkante bzw. der Anschlußbereich der Karte sind dann sandwichartig
unter elastischer Vor spannung zwischen dem elastisch verformbaren Element des Steckers
und der Innenwand des Stekkergehäuses eingespannt, so daß zwischen den Kontaktbereichen
der Schaltkartenkante und den leitfähigen Streifen des Stekkers eine großflächige
sichere und zuverlässige elektrische Verbindung erhalten wird.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein Beispiel für
eine Grundausführung des Kartensteckers, bei dem zwei Einsteckschlitze für die Kartenkanten
auf ein und derselben Seite des Steckergehäuses angeordnat sind; Fig. 2 einen Schnitt
nach II-II in Fig. 1; Fig. 3 in drei Querschnitten drei verschiedene Möglichkeiten
zur Anordnung der Einsteckschlitze im Steckergehäuse;
Fig. 4 in
perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines verformbaren Steckerelementes
aus Vollmaterial; Fig. 5 in perspektivischer Darstellung ein verformbares Steckerelement
in der Ausbildung als dünnwandiges Röhrchen oder dünnwandiger Schlauchabschnitt;
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel es Kartensteckers mit dem in Fig. 5 gezeigten
verformbaren Steckerelement; Fig. 7 in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel
des verformbaren Steckerelements in Form eines Flächenmaterials, das auf einer seiner
Oberflächer. Leiterstreifen trägt; Fig. 8 im Schnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Kartensteckers unter Verwendung des in Fig. 7 gezeigten, zu einer U-förmigen
Rinne gebogenen verformbaren Steckerelementes; Fig. 9 das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel
des Kartensteckers mit einer eingeschobenen Karte; Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Kartensteckers zur Aufnahme von drei Schaltkarten und unter Verwendung von zwei
verformbaren Elementen; Fig. 11 in perspektivischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Kartensteckers mit nur einem Anschlußschlitz;
Fig. 12 einen
Schnitt nach XII-XII in Fig. 11; Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kartensteckers
mit nur einem Einsteckschlitz; Fig. 14 ein drittes Ausiührungsbeispiel des Kartensteckers
mit nur einem Einsteckschlitz; Fig. 15 fünf weitere Ausführungsbeispiele des Kartensteckers
im Querschnitt unter Verwendung eines elastisch verformbaren Steckerelementes, das
aus einem Flächenmaterial geformt ist; Fig. 16 in perspektivischer Darstellung ein
weiteres Ausführungsbeispiel für das verforl,tbare Steckerelement, wobei das Element
T-förmigen Querschnitt hat; und Fig. 17 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kartensteckers
unter Verwendung des in Fig. 16 gezeigten verformbaren Elementes.
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Der Kartenstecker der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem
Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff und einem elastisch verformbaren
Element, das in diesem Gehäuse in der Weise angeordnet ist, daß zwischen der Außenseite
des elastischen Elementes und der Innenwand des Gthäuses ein Berührungsbereich ausgebildet
wird, in dem das elastische Element mit einem für den Kontaktdruck angemessenen
elastischen Vorspannungsdruck gegen die Gehäusewand gepreßt wird. Beim Einschieben
einer Schaltkartenkante oder einer beliebigen anderen kartenartigen Anschlußleiste
einer elektronischen Schaltungseinheit wird die Anschlußkante durch den Schlitz
im Gehäuse des Kartensteckers in den Berührungsbereich
zwischen
die Innenwand des Gehäuses und die Außenwand des elastisch verformbaren Steckerelementes
eingeschoben. Die eingeschobene Kartenkante wird dann durch den Andruck des verformbaren
Elementes gehalten. Das elastisch verformbare Steckerelement trägt zumindest im
elastischen Andruckbereich auf seiner äußeren Oberfläche parallel zeeinander streifenförmige
Leiterbahnen, die zumindest im wesentlichen parallel zur Einschubrichtung der Schaltkarte
verlaufen Das elektrisch isolierende Gehäuse des Kartensteckers besteht vorzugsweise
aus einem duroplastischen oder thermoplastischen Werkstoff mit ausreichender Formstabilität.
Das Gehäuse kann nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise
durch Spritzgießen oder Druckverformen. Prinzipiell kann das Gehäuse beliebige Abmessungen
und Formen aufweisen. Die Gestaltung des Gehäuses wird dabei praktisch ausschließlich
von den speziellen Erfordernissen des speziellen Anwendungsgebiets abhängen. So
kann beispielsweise der Querschnitt des Gehäuses senkrecht zur Längsachse des Gehäuses
quadratisch, rechteckig, rund oder mit prinzipiell beliebigem anderen Querschnitt
ausgebildet sein. In den meisten praktischen Fällen wird dieser Querschnitt jedoch
rechteckig sein.
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Üblicherweise weist das Steckergehäuse mindestens einen, in der Regel
mindestens zwei Schlitze auf, die sich in Längsrichtung über das Gehäuse durchgehend
erstrecken.
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Durch diese Schlitze hindurch wird die die Anschluß leiste tragende
Kante der anzuschließenden Schaltkarte in den Stecker bzw. in das Steckergehäuse
eingeschoben. Die Anzahl der im Gehäuse vorgesehenen Schlitze und deren Abmessungen
entsprechen der Anzahl und den Abmessungen der über den Kartenstecker anzuschließenden
Schaltkarten.
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Das Gehäuse kann einstückig oder mehrstückig hergestellt werden. Bei
mehrstückiger Ausgestaltung wird das Gehäuse nach Einbringen des verformbaren Elementes
verschlossen.
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Vorzugsweise wird das Gehäuse durch Schneiden von einem entsprechend
profilierten und geschlitzen Strangmaterial hergestellt. Die so erhaltenen Strangabschnitte,
die als geschlitzte Hohlprofilabschnitte ausgebildet sind, können erforderlichenfalls
nach Einsetzen des elastisch verformbaren Elementes mit Seitenwandteilen verschlossen
werden.
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Diese Seitenwandteile können beispielsweise durch Verklebe, Verschweißen
oder andere Mittel auf den Schnittilächen bzw. Stirnseiten der Strangprofilabschnitte
befestigt werden.
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In der Fig. 1 ist ein Grundmodell des Kartensteckers der Erfindung
in perspektivischer Sicht dargestellt. Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach II-II in
Fig. 1. Das Gehäuse 1 dieses Kartensteckers besteht aus einem formstabilen elektrisch
isolierenden Werkstoff. Das Gehäuse 1 ist aus einem Gehäusekörper 1a und einem Gehäusedeckel
1b zusammengesetzt.
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Im Deckel 1b sind zwei zueinander parallel und in Längsrichtung des
Gehäuses 1 verlaufende Schlitze 11 ausgebildet.
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Gleicherweise können die Einsteckschlitze 11 statt im Dekkel 1b auch
im Gehäusekörper 1a selbst vorgesehen sein. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein elastisch
verformbares Element 2 angeordnet, das sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckt
und in dieser Längsrichtung mehrere Berührungsbereiche 12 mit der Innenwand des
Gehäuses 1 aufweist. Diese Berührungsbereiche 12, in denen das verformbare Element
2 durch den Widerstand der nicht verformbaren Gehäusewand elastisch verformt wird,
erstrecken sich über die gesamte Länge des elastisch verformbaren Elementes 2 und
des Gehäuses 1. Die im Deckel 1b ausgebildeten Schlitze 11 dienen als Einsteckschlitze
zum Einschieben der kartenförmigen Anschlußleisten, insbesondere der die Anschlußkontakte
tragenden Schaltkartenkante. Der Einschub erfolgt dabei in
Richtung
der in Fig. 2 gezeigten Zeile.
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Bei dem in Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die
Einsteckschlitze 11 auf ein und derselben Seite des Steckergehäuses 1 angeordnet.
Diese Konfiguration wird dann verwendet, wenn die beiden miteinander zu verbindenden
Schaltkarten übereinander und parallel zueinander angeordnet sind. Der Fachmann
erkennt ohne weiteres daß der Kartenstecker der Erfindung nicht auf diese Anordnung
der Einsteckschlitze beschränkt ist, also auch zum Anschluß und zum Verbinden von
Schaltkarten und kartenartigen Anschlubleisten, die nicht parallel zueinander und
übereinander angeordnet sind, dienen kann.
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Andere Anordnungen der Einsteckschlitze sind in den Figuren 3a bis
3c gezeigt. Der Kartenstecker nach Fig 3a dient als Zwischenstecker zum Verbinden
von zwei Schaltkarten, die in einer Ebene angeordnet sind. Der in Fig. 3b gezeigte
Kartenstecker dient als Zwischenstecker zum Verbinden von zwei Schaltkarten, die
flächenparallel zueinander stufig gegeneinander versetzt, aber nicht übereinander-,
sondern nebeneinanderliegend angeordnet sind. Der in Fig. 3c gezeigte Kartenstecker
schließlich kann als Eckverbinder bezeichnet werden und dient als Zwischenstecker
zum Verbinden von senkrecht zueinanderstehenden Schaltkarten. Darüber hinaus können
die Kartenstecker auch mit nur einem einzigen Schlitz versehen sein und dabei beispielsweise
als übergangsstück auf andere Anschluß systeme ausgebildet sein oder können auch
mit drei oder mehr Einsteckschlitzen ausgerüstet sein und so als Mehrfachstecker,
beispielsweise in Kartenrahmen, dienen.
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Bei den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen des
Kartensteckers ist jeder der Einsteckschlitze 11 so angeordnet, daß die durch ihn
definierte Einsteckebene zumindest im wesentlich tangential zur Berührungsebene
12
zwischen dem verformbaren Element 2 und der Innenwand des Gehäuses
1 liegt. Diese Anordnung ist selbstverständlich aber nur dann wesentlich, wenn die
durch den EinsXeckschlitz eingeschobene Kartenkante oder Anschluß leiste in Einschubrichtung
steif ist. Die zueinander tangentiale Anordnung der Andruckberührungszone 12 und
der durch den Einsteckschlitz 11 definierten Einsteckebene ist dann nicht erforderlich,
wenn die durch den Schlitz einzuführende Schaltkartenkante biegeelastisch ist. Solche
biegeelastischen Schaltkarten haben in jüngerer Zeit zunehmende Verbreitung gefunden.
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In der Fig. 4 ist in perspektivischer Darstellung ein elastisch verformbares
Steckerelement 2 dargestellt, das bei den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen
des Kartensteckers verwendet werden kann. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
besteht das elastische Steckerelement aus einem Strangmaterial, und zwar einem Vollmaterial,
mit kreisrundem oder elliptischem Querschnitt.
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Als Werkstoff dient ein relativ weich eingestellter, elektrisch isolierenden
Kautschuk. Auf der Oberfläche dieses Strangmaterials sind streifenförmig umlaufend
entsprechend den benötigten Anschlußabständen angeordnet mehrere in sich geschlossen
umlaufende Leiterbahnen 21 angeordnet. Diese Leiterbahnen können als elektrisch
leitfähiger Aufdruck oder Anstrich oder in Form einer dünnen Metallfolie auf das
elektrisch isolierende Strangmaterial aufgebracht sein.
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Die Leiterbahnen 21 sind fest mit dem elektrisch isolierenden Werkstoff
des Strangmaterials verbunden. Die Längsrichtung oder Laufrichtung jeder der Leiterbahnen
21 verläuft zumindest im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung bzw.
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senkrecht zur axialen Ausdehnung des elastisch verformbaren Grundkörpers
2. Die Laufrichtung oder Längsrichtung der Leiterbahnen 21 liegt damit auch senkrecht
zur Längsrichtung der Einsteckschlitze 11 in den Seitenwänden oder in
der
Seitenwand des Gehäuses 1, in dem das verformbare Steckerelement 2 angeordnet ist.
Die Breite jeder einzelnen Anschlußleiterbahn 21 und der oder die Abstände der Leiterbahnen
21 voneinander bestimmen sich nach der Anordnung und Verteilung der Anschlußkonta'-tbereiche
auf der anzuschließenden Schaltkartenkante.
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Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel des verformbaren Steckerelements
2 ist ein vollzylindrisches Schnurmaterial aus einem elektrisch isolierenden Kautschuk
mit streifenartigen und ringartig in sich geschlossen umlaufenden Leiterbahnen 21
versehen, die fest auf dessen Oberfläche angebracht bzw. mit dieser verbunden sind.
Die Leiterbahnen können durch Aufdrucken einer elektrisch leitfähigen Paste oder
durch Aufkaschieren oder Aufkleben von Metallfolien hergestellt werden. Statt die
Leiterbahnen auf ein Strangmaterial aus elektrisch isolierendem Werkstoff aufzudrucken
oder aufzukleben, kann das elastisch verformbare Steckerelement vorzugsweise auch
in der jeweils benötigten Länge von einem zylindrischen Schnurmaterial oder Strangmaterial
geschnitten werden, das alternierend aus elektrisch leitfähigen und elektrisch nicht
leitfähigen elastischen Abschnitten besteht. Diese elektrisch leitfähigen und elektrisch
nicht leitenden elektrischen Abschnitte des Strangmaterials sind als radial angeordnete
Scheiben, also als Scheiben oder Sektoren des Strangmaterials ausgebildet, deren
Ebenen senkrecht zur Längsrichtung oder zur Achse des zylindrischen oder elliptischen
Strangmaterials liegen. Diese Scheiben bilden dabei untereinander einen festen einheitlichen
Verbund.
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In der in Fig. 4 gezeigten Weise kann das elastisch verformbare Steckerelement
2 als Vollschnurmaterial ausgebildet sein, das aus einem Elastomer besteht. Für
zahlreiche Anwendungszwecke, insbesondere wenn Gewichtersparnis eine Rolle spielt,
wird jedoch eine Ausgestaltung des verformbaren
Elementes in der
in Fig. 5 gezeigten Art vorzuziehen sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das
elastisch verformbare Element als dünnes Röhrchen oder als dünnwandiger Schlauchabschnitt
ausgebildet. Solange eine ausreichende elastische Rückstellkraft gewährleistet ist,
die im Berührungsbereich oder Andruckbereich zwischen der ußeren Oberfläche des
elastischen Elementes 2 und der Innenwand des Gehäuses zur Verfügung stehen muß,
kann die Wand des schlauchförmigen oder rohrförmigen elastischen Elementes so dünn
wie möglich ausgebildet sein. Eine Gewichtersparnis kann selbstverständlich auch
dadurch erzielt werden, daß ein Vollmaterial der in Fig. 4 gezeigten Art ausgebohrt
oder ausgestanzt wird.
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Um bei Ausbildung des elastisch verformbaren Elementes 2 in Form eines
Röhrchens oder Schlauchabschnitts in der in Fig. 5 gezeigten Art eine ausreichende
und ausreichend dauerhafte Elastizität, genauer gesagt elastische Rückstellkraft,
zu gewährleisten, wird das so ausgelegte elastisch verformbare Steckeelement vorzugsweise
als Laminatstruktur ufgebaut. Dabei besteht die innere Schicht eines solchen Laminatröhrchens
aus einem gummielastischen Elastomer, auf dem außen eine Schicht aus einem Werkstoff
auflaminiert ist, der zwar verformbar, speziell biegeverformbar ist, aber praktisch
keine elastische, insbesondere gummielastische Dehnbarkeit aufweist. Viele Kunststoffolien
weisen diese Eigenschaften auf. Die Ausbildung des elastisch verformbaren Röhrchens
oder Schlauchabschnitts als Laminatstruktur ist speziell dann besonders vorteilhaft,
wenn die Leiterbahnen 21 durch Aufdrucken einer elektrisch leitfähigen Masse hergestellt
werden, die keinen Beitrag zur Verbesoerung des elastischen Verhaltens des verformbaren
Steckerelementes 2 liefern.
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In der Fig. 6 ist im Querschnitt ein Ausführungsbeispiel des Kartensteckers
in der Form eines Zwischensteckers zum Verbinden koplanarer Schaltkarten dargestellt,
bei dem. ein hohles, schlauchartiges oder rohrartiges elastisch verformbares Element
2 der in Fig. 5 gezeigten Art verwendet ist.
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Das dünnwandige verformbare elastische Steckerelement 2 kann in seinen
Eigenschaften für viele Anwendungsfälle durch eine Ausbildung gemäß der in Fig.
7 gezeigten Art weiter verbessert werden. Das elastisch verformbare Steckerelement
2 ist in der aus Fig. 7 erkennbaren Art als Flächenmaterial hergestellt. Das in
Fig. 7 gezeigte, im entspannten Zustand flächige, folienartige verformbare Steckerelement
2 besteht aus einer elastisch biegeverformbaren Folie 20, die als Trägerfolie für
streifenförmige Leiterbahnen 21 dient. Zum Einsetzen in das Gehäuse 1 des Kartensteckers
brauchten solches Flächenmaterial beispielsweise nur in der in Fig. 8 gezeigten
Art U-förmig verformt zu werden. Das U-förmig verspannte Flächenmaterial wird dabei
so in das Steckergehäuse 1 eingeführt, daß die Leiterbahnstreifen 21 der Innenwand
des Gehäuses zugekehrt sind und an dieser anliegen und senkrecht zur Längsrichtung
der Einsteckschlitze 11 verlaufen (Fig. 8).
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Bei Verwendung eines im entspannten Zustand vor dem Einbau flächigen
Materials in der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Weise als elastisch verformbares
Steckerelement 2 wird vor allem der Vorteil der einfacheren Aufbringung der Leiterbahnen
21 auf dem elastischen Trägermaterial erzielt. Solche Leiterbahnen 21, gleich in
welcher Weise sie aufgebracht, eingebracht oder anderweitig hergestellt werden,
sind auf einer ebenen Fläche in jedem Fall einfacher anbringbar als auf einer gekrümmten
Fläche, beispielsweise auf der Zylindermantelfläche des in Fig. 5 gezeigten Röhrchens.
So ist beispielsweise die Genauigkeit, mit der eine elektrisch leitende Paste auf
eine ebene Oberfläche aufgedruckt werden kann, wesentlich größer als die Genauigkeit,
mit der die gleiche Paste auf einen Zylindermantel aufgedruckt werden
kann.
Auch können auf einer ebenen Fläche ohne Schwierigkeiten Fotoverfahren angewendet
werden, beispielsweise das Fotoätzen von Metallfolien oder metallischen Beschichtungen
oder das Fotovernetzen elektrisch leitfähiger Lackbeschichtungen. Solche Fotoverfahren
sind in der Praxis insbesondere dann kaum entbehrlich, wenn die Breite und die Aufeinanderfolge
der Leiterbahnen 21 sehr klein sind.
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Das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel des Kartenstekkers der
Erfindung mit dem vorzugsweise als elastisch verformbares Element verwendeten Flächenmaterial,
das hier U-förmig verformt im Steckergehäuse 1 eingesetzt ist, ist in Fig. 9 bei
in einen der Einsteckschlitze 11 eingesteckter Schaltkarte 3 dargestellt. Die auf
der Kartenkante mit entsprechenden Abmessungen angeordneten und ausgebildeten streifenförmigen
Anschlußkontaktbereiche stehen in elektrischem Kontakt mit den Leiterbahnen 21 auf
dem elastisch verformbaren Element 2 des Steckers, wobei diese Leiterbahnen 21 mit
einer den elektrischen und mechanischen Anforderungen und Bedingungen des speziellen
Einzelfalles angepaßten elastischen Vor spannung gegen die Kartenkante gedrückt
werden. Dabei wirkt bei in den Einsteckschlitz 11 eingeschobener Schaltkarte 3 auf
das verformbare Element 2 die in der Fig. 9 durch den Pfeil A angedeutete Verformungsspannung
ein. Diese führt zu der in Fig. 9 gezeigten Spannungsverformung und bewirkt, daß
die Schaltkarte 3 gegen einen nur relativ geringen Reibungswiderstand in den Stekker
eingeführt werden kann. Wird dagegen der Versuch unter nommen, die Schaltkarte 3
in der in Fig. 9 ebenfalls durch einen Pfeil oberhalb der Schaltkarte 3 angedeuteten
Weise aus dem Einsteckschlitz 11 herauszuziehen, so wirkt auf das elastisch verformbare
Element 2 eine durch die elastische Rückstellkraft unterstützte Verformungsspannung
ein, die in der Fig.9 durch den Pfeil B angedeutet ist. Dies führt zu einer Verstärkung
des Anpreßdruckes des elastisch verformbaren Elementes 2 und damit zu einer Erhöhung
der
Reibungskräfte, die einem EIerausziehen der Steckkarte 3 aus
dem Einsteckschlitz 11 entgegenwirken. Durch diese Anordnung wird also eine gewisse
Sicherung gegen ein unbjbsichtigtes Herausziehen der Steckkarte aus dem Stecker,
damit also eine erhöhte Zuverlässigkeit, erzielt, müssen also zum Herausziehen der
Steckkarte aus dem Kartenstecker relativ gezielt eingesetzte größere Kräfte aufgewendet
werden, ohne daß die zum Einschieben der Karte erforderlichen Kräfte in gleicher
Weise erhöht sind. Vielmehr sind die zum Einschub der Kartenkante benötigten Kräfte
gegenüber dem normalen Andruckzustand dadurch weiter erniedrigt, daß die wirksame
Reibungsfläche zwischen der Kartenkante und dem elastisch verformbaren Element durch
dessen Verformung stark reduziert wird.
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Statt nur eines in ein Steckergehäuse 1 eingesetzten verformbaren
Steckerelementes 2 können auch zwei oder mehr solcher verformbaren Elemente in ein
einziges Steckergehäuse eingesetzt sein. Ein solches Beispiel ist in der Fig. 10
im Querschnitt dargestellt. Im Steckergehäuse 1 sind zwei verformbare Elemente 2a
und 2b in der prinzipiell in den Figuren 1 und 2 gezeigten Weise angeordnet. Die
elastisch verformbaren Elemente 2a und 2b stehen auf Grund der elastischen Verformung
unter elastischer Vorspannung in den Bereichen 12a mit den Innenwänden des Gehäuses
1 in längsgestreckt flächiger Berührung. Außerdem stehen die beiden verformbaren
Elemente 2a und 2b im ebenfalls axial flächig langgestreckten Bereich 12b elastisch
vorgespannt miteinander in Berührung. Das Gehäuse 1 ist mit drei.Einsteckschlitzen
versehen, von denen die beiden Einsteckschlitze 11a den Kontaktbereichen 12a zugeordnet
sind, während der Kontaktbereich 12b dem Einsteckschlitz 11b zugeordnet ist. Der
in der Fig. 10 gezeigte Kartenstecker dient in dieser Ausbildung der elektrischen
Verbindung von gleichzeitig drei flächenparallel und übereinanderliegend angeordneten
Schaltkarten, die in die Schlitze 11a, lib und 11a eingesteckt werden können.
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Im Gegensatz zu den im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 10 beschriebenen
Ausführungsbeispielen des Kartensteckers, bei dem der Stecker mindestens zwei, prinzipiell
beliebig viele Einsteckschlitze aufweist und als Zwischenstecker zum Verbinden von
mindestens zwei Schaltkarten dient, ist in den Figuren 11 und 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Kartensteckers gezeigt, bei dem im Gehäuse 1 nur ein einziger Einsteckschlitz
11 ausgebildet ist. Die Anordnung dieses Einsteckschlitzes 11 ist in der Fig. 11
in perspektivischer Sicht und in der Fig. 12, die einen Schnitt nach XII-XII in
Fig. 11 darstellt, im Querschnitt gezeigt. Das bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete
verformbare Element 2 ist von der in den Figuren 7 bis 9 gezeigten Art. Der auf
den Gehäusekörper 1a aufgesetzte Gehäusedeckel 7b (Figuren 11 und 12) trägt mehrere
metallische Anschlußdurchführungen 4, die sich auf der Innenseite des Steckers bis
in den Kontaktbereich 12 zwischen dem in der Darstellung der Fig. 12 unteren Schenkel
des U-förmig verformten verformbaren Steckerelementes 2 und der nach oben weisenden
unteren Innenfläche des Gehäuses 1 erstrecken. Diese Durchführungen können außen
in der für den jeweiligen Einsatzzweck benötigten Weise, beispielscise in der in
Fig. 11 gezeigten Weise, ausgebildet sein.
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Statt der Anschlußklemmen oder Anschlußstifte 4, die in Fig. 11 gezeigt
sind, können die metallischen Anschlüsse auch auf ein Kabel, insbesondere Flachkabel,
gegeben werden, so daß der Kartenstecker der Erfindung als Anschlußstecker für ein
Verbindungskabel dienen kann. Allgemein wird der mit nur einem Einsteckschlitz ausgebildete
Kartenstecker der Erfindung dann eingesetzt, wenn nur eine einzige Schaltkarte in
den Schlitz 11 eingesteckt werden soll und der Zwischenstecker dem übergang von
dem auf der Kartenkante aufgebrachten Anschlußkontaktmuster auf ein anderes Anschlußsystem
dient, beispielsweise auf die in den Figuren 11 und 12 gezeigten Anschlußstifte
4.
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Weitere Ausgestaltungen des Kartensteckers mit nur einem einzigen
Einsteckschlitz 11 sind im Querschnitt in den Figuren 13 und 14 gezeigt. Bei dem
in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel des Steckers ist einer der beiden Schenkel,
nämlich der Schenkel 2' des im entspannten Zustand flächigen, im eingebauten Zustand
U-förmig verformten, elastisch verformbaren Elementes 2 des Steckers verlängert
und so aus dem Steckergehäuse 1 herausgeführt, daß er zu Anschlußzwecken zur Verfügung
steht. Beispielsweise kann der aus dem Gehause 1 herausgeführte verlängerte Schenkel
2' direkt zur erstellung von elektrischen Andruckkontakten dienen und so einen direkten
elektrischen Übergang von der in den Einsteckschlitz 11 eingesteckten Schaltkarte
auf ein zweites elektrisches Funktionselement bilden.
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Im Gegensatz zu dem in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel ist bei
dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel das verformbare Steckerelement 2 vollständig
in dem mit nur einem einzigen Einsteckschlitz 11 versehenen Gehäuse 1 eingeschlossen.
Bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der als Bodenplatte ausgebildete
Gehäusedeckel ib nach außen über den Gehäuserand des Gehäusekörpers 1a verlängert.
Auf seiner in der Darstellung der Fig. 14 nach oben weisenden Oberfläche ist der
Deckel bzw. die Bodenplatte 1b mit parallel zueinander verlaufenden Leiterbahnen
5 belegt. Die Anordnung der Leiterbahnen 5 entspricht dabei der Anordnung der Leiterbahnen
21 auf dem verformbaren Element 2 im Gehäuse 1. Die Leiterbahnen 5 auf dem Gehäusedeckel
1b und die Leiterbahnen 21 auf dem verformbaren Element 2 stehen in elektrischem
Kontakt miteinander. Bei dieser Anordnung kann ebenfalls ein Anschlußübergang zwischen
einer in den Einsteckschlitz 1 eingeschobenen Schaltkarte und einem an die freiliegenden
Leiterbahnabschnitte 5 elektrisch angeschlossenen Bauteil hergestellt werden.
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Beim verformenden Einsetzen eines im entspannten Zustand flächigen
verformbaren Elementes 2 in darn- Gehäuse 1 braucht das im entspannten Zustand flächige
Gebilde nicht nur und nicht unbedingt in der in den Figuren 8, 9 und 12 bis 14 yezeitjten
Weise U-förmig verformt zu sein. Vielmehr können auch beliebig andere Verformungsquerschnitte
durch Umbie(erl oder Rollen des im entspannten Zustand flchigen Gebildes hergestellt
werden, solange ein ausreichend elastisch vorgespannter Berührungskontakt zwischen
den Innenwänden des Gehäuses 1 und dem elastisch verspannt verformten verformbaren
Element 2 im Gehäuse gewährleistetist. Eine Reihe von Ausführungsbeispielen für
solche nicht bzw. nicht streng U-förmigen Verformungen im entspannten Zustand flächiger
verformbarer Elemente 2 sind in den Fiquren la bis 13c gezeigt. Dabei ist zu beachten,
daß bei den in den Figuren 15b und 15c gezeigten Ausbildungen des Steckergehäuses
1 keine speziellen Einsteckschlitze zum Einstecken der anzuschließenden Schaltkarten
ausgebildet sind. Statt der Einsteckschlitze weist claus Steckergehäuse lediglich
eine breite Öffnung auf, durch clie in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen
jeweils zwei Schaltkarten einsteekbar sind. Die breite öffnung entspricht also zwei
gleichsam miteinander verschmolzenen oder ohne Zwischensteg ineinander übergehenden
Einsteckschlitzen 1 1 der vor stehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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Eine weitere Abwandlung eines entspannten Zustand flächigen verformbaren
Elenentes zum Einsetzen in das Stekkergehäuse ist in der Fig. 16 in perspektivischer
Darstellung und in der Fig. 17 eingesetzt in ein Steckergehäuse im Querschnitt gezeigt.
Das in den Figuren 16 und 17 gezeigte verformbare Element 2 hat im entspannten Zustand
in der in Fig. 16, gezeigten Weise einen im Wien T-förmigen Querschnitt. Der in
der Darstellung der Fig.
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senkrechtstehende leistenförmige Abschnitt 2c ist 1 st s lt r als
der horizontale Abschnitt 2d ausgebildet und dient der
Versteifung
des Elementes. Die in der Darstellung der Fig. 16 nach oben weisende freiliegende
Oberfläche des horizontalen Abschnitts 2d des verformbaren Elementes 2 trägt die
Leiterstreifen 21. Beim Einsetzen des in Fig.16 gezeigten verformbaren Elementes
2 in das Steckergehäuse 1 in der in Fig. 17 gezeigten Weise werden die überstehenden
leistenförmigen Bereiche des im entspannten Zustand flächigen horizontalen Abschnitts
2d U-förmig zur Versteifungsleiste 2c hin umgebogen und stehen beim eingesetzten
und umgebogenen Zustand unter elastischer Vorspannung im Druckkontakt mit den Innenwänden
des Gehäuses 1 (Fig. 17). Die Versteifungsleiste 2c dient dabei einer Fixierung
und der Halterung des Elementes 2, insbesondere des Abschnitts 2d des verformbaren
Elementes 2; im Gehäuse 1. Durch die Stütz- und Versteifungsleiste 2c wird vor allem
auch ein axiales Verschieben der-Kontaktbereiche 2d beim Einschieben der Schaltkarten
in das Stekkergehäuse verhindert.