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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verbindungsstück der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 genannten Art.
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Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verbindungsstück zur Herstellung
elektrischer Kontakte unter mechanischem Andruck der anzuschließenden Schaltkreisbauteile.
Insbesondere ist das Verbindungsstück nach Art einer Verbindungsleiste langgestreckt
ausgebildet und dient vor allem in dieser Form sandwichartig eingespannt der Herstellung
elektrischer Anschlüsse zwischen zwei Schaltkarten. Speziell dient ein solcherart
ausgestaltetes Verbindungsstück der elektrischen Verbindung zwischen einer gedruckten
Schaltung zur Durchführung elektronischer Schaltoperationen und einer Karte oder
Platine mit funktionellen oder aktiven Schaltungsbauteilen.
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Es ist gebräuchliche Praxis, funktionelle elektronische Bauteile und
Baugruppen wie beispielsweise Flüssigkristallanzeigeeinheiten oder Elektrolumineszenzanzeigeeinheiten
auf einer Schaltkarte anzuordnen und unter mechanischem Andruck über ein sandwichartig
eingespanntes elektrisches Verbindungsstück mit den steuernden oder treibenden Schaltungsbauteilen
zu verbinden. Das zu diesem Zweck verwendete Verbindungsstück ist nur senkrecht
zu seiner Längsachse elektrisch leitfähig und vermag nur in dieser Richtung die
auf zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten des Verbindungsstück angedrückten
Kontaktleisten der elektrischen oder elektronischen Bauteile, genauer gesagt, Karten,
miteinander zu verbinden.
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Verbinder dieser Art sind beispielsweise aus US 3 795 037 Al, US 3
862 790 Al und JP 53-147991 A2 bekannt. Diese Verbinder bestehen aus einer Leiste
aus einem elektrisch isolierenden Elastomer, in dem zahlreiche drahtartige oder
phasrige Einlagen aus einem t elektrisch leitfähigen Werkstoff eingearbeitet sind.
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Diese elektrisch leitfähigen Einlagen sind zumindest im wesentlichen
parallel zueinander in einer Richtung senkrecht zur Längsachse der Verbindungsleiste
angeordnet, und zwar über die gesamte axiale Länge des Verbinders.
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Wird ein Verbinder dieser Art sandwichartig zwischen zwei Anschluß
leisten eingespannt und werden diese Anschluß leisten zur Herstellung einwandfreier
elektrischer Kontakte in Richtung der Leitfähigkeit des Verbinders gegeneinander
gedrückt, so wird die Elastomermatrix des Verbinders senkrecht zur Kompressionsrichtung
verformt, und zwar auch in Richtung der Längsachse des Verbinders, bzw. des verbindungsleistenartigen
Verbindungsstücks.
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Diese axiale Verformung des Verbindungsstücks ist direkt proportional
der senkrecht zu den Ebenen der anzuschliessenden Anschlußleisten der Schaltkarten
einwirkenden Kompressionskraft. Dabei ist die POISSON-Zahl von Kautschuk relativ
hoch. Durch diese axiale Dehnung des Verbundstücks wird zwangsläufig eine Verminderung
der Dichte der drahtartigen oder phasrigen linearen Leitereinlagen in der Matrix
verringert. Dadurch wiederum wird auch die Zuordnung der Kontakte auf den Anschluß
leisten der Schaltkarten zu den in der Elastomermatrix eingelagerten Leiterfäden
gestört. Diese unerwünschten Erscheinungen treten insbesondere in den stirnseitigen
Endbereichen der elastischen Verbinderleisten auf. Versuche, diesem Problem dadurch
zu begegnen, daß die seitlichen Endbereiche der Anschlußleisten durch höhere Klemmdrücke
in ihrer Lage fixiert werden, sind fehlgeschlagen, da dadurch über die Gesamtlänge
der
Anschluß leiste ungleichmäßige Kontaktbedingungen mit insbesondere
verschlechterten Kontaktbedingungen im Mittelbereich der Leiste in Kauf genommen
werden müssen.
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Aus der Druckschrift JP 52-107566 A2 ist schließlich bekannt, dem
Problem der Querdehnung des elastischen Verbindungsstücks durch die Einwirkung der
Kontaktandruckkraft dadurch zu begegnen, daß das Verbindungsstück unter sehr hoher
Kompressionsspannung zwischen die Anschlußleisten der Schaltkarten eingespannt wird.
Die damit verbundene hohe Volumenkompression führt jedoch zu einem ungleichmäßigen,
statistisch verteilten und gegenläufigen Ausknicken der im entspannten Zustand linear
verlaufenden im Elastomer eingebetteten Leiterfäden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gummielastisches Verbindungsstück
der eingangs genannten Art mit elektrischer Leitfähigkeit quer zur Längsachse zu
schaffen, das die durch axiale Längenänderungen unter der einwirkenden Kontaktandruckkraft
verursachten Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit und Güte der elektrischen Anschluß
kontakte ausschaltet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Verbindungsstück
der eingangs genannten Art, das erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist.
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Das Verbindungsstück für Klemmkontakte oder Andruckkontake besteht
also aus den folgenden drei Komponenten: (a) Einem Strangmaterial aus einem elektrisch
isolierenden gummielastischen Werkstoff, insbesondere einem Elastomer.
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Dieses Strangmaterial weist zwei einander gegenüberliegende axial
ausgerichtet und zumindest im wesentlichen parallel
zueinander verlaufende
Oberflächen auf.
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(b) Einer Vielzahl fadenförmiger Einlagen aus einem elektrisch leitfähigen
Werkstoff, die in das Strangmaterial eingebettet sind. Die fadenförmigen Einlagen
sind zumindest im wesentlichen über die gesamte Länge des Strangmaterials verteilt.
Die fadenförmigen Einlagerungen sind dabei so ausgerichtet, daß deren stirnseitige
Endflächen an den einander gegenüberliegenden Oberflächen des Strangmaterials freiliegen.
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(c) Zumindest einem Blatt-, Film- oder Folienelement (im folgenden
kurz "Folie" genannt) aus einem elektrisch isolierenden flexiblen Werkstoff mit
größerer Steifigkeit als das elektrisch isolierenden Elastomer des Strangmaterials.
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Die Folie ist in das Strangmaterial eingebettet oder fest mit dessen
Oberfläche verbunden und zwar in der Weise, daß sich die Folie parallel zur Längsachse
des Strangmaterials erstreckt und im Schnitt quer zu dieser Richtung nichtlinear
verläuft, also gebogen, gewellt, geknifft, gefaltet oder in anderer Weise nichtlinear
profiliert ist.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. la in perspektivischer
Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei auf die Außenflächen
des Strangmaterials gebundenen Folien; Fig. ib einen Schnitt des in Fig. la gezeigten
Ausführungsbeispiels quer zur Längsachse des Verbindungsstücks;
Fig.
2a und 2b in perspektivischer Darstellung und im Schnitt quer zur Längsachse ein
zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei Folien, die auf der äußeren Oberfläche
des Elastomerstrangs befestigt sind; Fig. 3a und 3b in perspektivischer Darstellung
und im Schnitt quer zur Längsachse des Verbundstücks ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem zwei Folien im Elastomerstrang eingebettet sind; Fig. 4a
und 4b in perspektivischer Darstellung und im Schnitt quer zur Längsachse ein weiteres
Ausführungsbeispiel des Verbindungsstücks mit einer auf einer Außenfläche des Strangmaterials
aufgebrachten Folie; und Fig. 5a und 5b in perspektivischer Darstellung und im Schnitt
quer zur Längsachse ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verbindungsstücks mit einer
einzigen Folie, die im Inneren des Elastomermaterials eingebettet ist.
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Das elektrisch isolierende Elastomer des Strangmaterials des Verbindungsstücks,
das als Matrix für die elektrisch leitfähigen fadenförmigen Einlagen dient, kann
aus Naturkautschuk,
synthetischem Kautschuk oder aus bestimmten
thermoplastischen Harzen bestehen, die eine ausreichende Elastizität aufweisen.
Vorzugsweise hat der als Matrixmaterial verwendete Werkstoff eine Härte von nicht
größer als 70 ShorA, A, vorzugsweise von nicht größer als 50 Shore A. Der Werkstoff
des Strangmaterials kann voll, porös, zellig oder schwammig strukturiert sein.
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Der im Rahmen dieser Beschreibung kurz als "Elastomer" bezeichnete
elastische Werkstoff für das Strangmaterial muß ausreichend elastisch sein, um dem
Durchbiegen der fadenförmigen elektrisch leitenden Einlagen beim Einspannen des
Verbindungsstücks zu folgen und beim Entspannen, beispielsweise beim Auswechseln
einer der angeschlossenen Schaltkarten, sich wieder in seine ursprüngliche Konfiguration
rückstellen. Bei der Wahl des elastischen Werkstoffs ist weiterhin darauf zu achten,
daß die Herstellung eines elektrisch zuverlässigen und guten engen Kontaktes mit
der Anschlußleiste, beispielsweise einer Schaltkarte, gewährleistet ist, wenn das
Verbindungsstück stimmungsgemäß zwischen zwei Schaltkarten eingespannt ist. Unter
Berücksichtigung all dieser Anforderungen wird als Werkstoff zur Herstellung der
Verbinder vorzugsweise ein Siliconkautschuk eingesetzt.
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Die geometrische Gestalt des Strangmaterials richtet sich selbstverständlich
im einzelnen nach den Erfordernissen des Einzelfalls. Dies gilt insbesondere im
Hinblick auf die Bemessung der Länge und des Querschnitts des Verbindungsstücks.
Grundsätzlich wird das Strangelement jedoch zwei einander gegenüberliegende Oberflächen
aufweisen, die sich zumindest im wesentlichen parallel zueinander in axialer Richtung
erstrecken. Diese einander gegenüberliegenden Oberflächen bilden die Kontaktleisten
oder Anschlußflächen für die miteinander zu verbindenden Anschluß leisten der Schaltungskreisbaugruppen,
insbesondere
der Schaltkarten.
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Zur Herstellung der im wesentlichen fadenartigen oder streifenartigen,
in jedem Fall einen schmalen Strompfad darstellenden und im folgènden-kurz als "fadenartig"
bezeichneten Einbettungen können die verschiedensten elektrisch leitfähigen Werkstoffe
dienen. Vorzugsweise seien die folgenden genannt: Kohlefasern, hergestellt durch
Verkohlung oder Graphitisierung von organischem Fasermaterial, insbesondere von
natürlichen, regenerierten oder synthetischen Fasern, beispielsweise Cellulosefasern,
Polyacrylnitrilfasern oder PolyvinylalkohoLfasern sowie von Fasern, die durch Verspinnen
von Petrolpech und Phenolharz erhalten werden; metallische Werkstoffe in Form von
Filamenten, Fäden, Zwirnen, Litzen oder Bändern, auch gedruckten oder auf gedampften
Bändern, die insgesamt in an sich bekannter Weise hergestellt werden können oder
im Handel erhältlich sind; Fasern, Drähte oder feine Stränge aus Kunststoffen oder
Elastomeren, die mit Ruß oder anderen diesen Harzen oder Elastomeren eine elektrische
Leitfähigkeit verleihenden Werkstoffen gefüllt sind, vorzugsweise rußgefüllte Polyamidfasern
oder rußgefüllte Polyesterfasern sowie rußgefüllte oder metallpulvergefüllte Kautschukstränge;
und Fasern oder Bänder aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, der dicht mit
einem elektrisch leitenden Werkstoff beschichtet ist.
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Profil und Fläche des Querschnitts dieser in die Elastomermatrix eingebetteten
Leiterpfade sind nicht spezifisch kritisch und richten sich nach den Erfordernissen
des einzelnen Anwendungsfalls. Bei kreisförmigen oder kreisringförmigen Querschnitten
der Leiterpf ade wird der typischerweise verwendete Durchmesser des einzelnen Leiterpfades
im Bereich von 3 bis 200 Am liegen. Bandartige oder leiterbahnartige Leiterpfade
haben typischerweise eine Breite im Bereich
von 30 bis 2000 Wm
und eine Dicke im Bereich von 5 bis 200 leim.
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Zur Herstellung des Strangmaterials mit den eingebetteten Leiterpfaden
ist es mitunter vorteilhaft, die Oberflächen der Leiterpfade vor dem Einarbeiten
in das Elastomer mit einer Grundierung zu beschichten und/oder das Elastomer bzw.
die Formmasse, aus dem das Elastomer hergestellt wird, mit einem Haftvermittler
zu versetzen, um die Haftstärke zwischen Leiterpfaden und der Elastomermatrix zu
verbessern.
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Jeder der Leiterpfade ist so lang, daß er mit seinen beiden Endflächen
an den beiden einander gegenüberliegenden Flächen des Strangmaterials freiliegt
und mit den Anschlußkontakten auf der anzuschließenden Anschlußleiste, beispielsweise
der Schaltkarte, unter Herstellung eines elektrischen Kontaktes in Berührung treten
kann, wenn das Verbindungsstück sandwichartig zwischen zwei Schaltkarten eingespannt
wird. Dabei ist ein absolut exaktes Einhalten der Lunge der Leiterpfade in der Weise,
daß diese bei entspanntem Elastomer mit ihren Stirnflächen exakt mit der Oberfläche
des Strangmaterials abschließen,- nicht unbedingt erforderlich. Die Enden der Leiterpfade
können auch geringfügig über die Oberfläche des Elastomerstrangmaterials überstehen
oder auch geringfügig unter dieser Oberfläche enden, solange gewährleistet ist,
daß der im spezifischen Anwendungsfall zur Verfügung stehende Kontaktdruck das Elastomer
zumindest so weit verformt, daß auch bei geringfügig zu kurzen Leiterpfaden ein
sicherer elektrischer Kontakt zwischen den Anschlußkontakten auf den anzuschließenden
Schaltkreibauelementen und dem Verbindungsstück gewährleistet ist.
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Die in der Elastomermatrix eingebetteten elektrischen Leiterpfade
brauchen nicht unbedingt nur gradlinig von einer zur anderen Anschluß fläche des
Strangmaterials zu verlaufen, sondern können ebenso gut gebogen oder gewellt oder
in anderen Konfiguratlonen verlaufen. Eine Reihe dieser Möglichkeiten sind in den
Zeichnungen dargestellt.
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Dabei haben die Strompfade sogar durchaus vorzugsweise eine gewellte,
gebogene oder geknickte Struktur und tragen so durch ihre Federelastizität zum verbesserten
Kontaktgabeverhalten des Verbindungsstücks bei, wenn dieses zwischen zwei Anschluß
leisten eingespannt ist.
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Die dritte Komponente des Verbindungsstücks der Erfindung ist ein
im Rahmen dieser Beschreibung kurz als "Folie" bezeichnetes Blatt-, Folien- oder
Filmelement, das entweder in das gummielastische Strangmaterial eingebettet oder
auf zumindest einer äußeren Oberfläche des Strangmaterials fest gebunden ist, so
daß die Folie und das Elastomer in jedem Fall einen festen Verbund bilden. Die Folie
erstreckt sich in axialer Richtung des Strangmaterials, und zwar über dessen gesamte
axiale Länge. Im Schnitt quer zur Längsachse des Verbindungsstücks weist die Folie
ein gewelltes, gebogenes, geknifftes oder gefaltetes oder in anderer Weise nichtlineares
Profil auf. Mit anderen Worten die Folie ist bei zumindest im wesentlichen gleichmäßiger
Stärke nicht eben. Das Verbindungsstück der Erfindung ist also mit zumindest einer
Folie im vorstehend genannten Sinne versehen, die dem Zweck dient, die axiale Dehnung
des Anschlußelementes unter der Einwirkung von Querkräften entweder ganz auszuschließen
oder signifikant zu reduzieren. Zu diesem Zweck ist die Folie vorzugsweise steifer
und/oder fester und weniger dehnbar als das Elastomer des Strangmaterials.
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Dennoch muß auch das Folienmaterial gleichzeitig eine ausreichende
Flexibilität aufweisen, um die Verformung des Strangmaterials quer zur Längsachse
des Anschluß stücks und
senkrecht zur einwirkenden Druckkraft zu
ermöglichen und nicht übermäßig zu behindern. Zur Erfüllung dieser Anforderungen
weist der Werkstoff der Folie vorzugsweise einen Elastizitätsmodul auf, der 1,5
mal, insbesondere vorzugsweise 2,0 mal größer als der Elastizitätsmodul des Elastomers
des Strangmaterials ist. Bei diesem Verhältnis der Elastizitätsmodulen weist die
Verbundstruktur für den beabsichtigten Einsatzzweck optimale Kenndaten auf.
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Soweit die vorstehend definierte Zwecksetzung der Folie und die vorzugsweise
einzuhaltenden Kenndaten prinzipiell beachtet werden, ist die Auswahl des Werkstoffs
für die Folie nicht spezifisch kritisch. Das im Rahmen dieser Beschreibung kurz
als "Folie" oder "Folienelement" bezeichnete Verbundelement des Anschlußstücks der
Erfindung kann ein Film, eine Folie oder ein textiles Material unterschiedlichster
Art sein und sowohl aus anorganischen als auch organischen elektrisch isolierenden
Werkstoffen bestehen. Als Werkstoffe für das Folienelement seien folgenden Substanzen
genannt: Polyethylenterephthalatharze, Polytetramethylenterephthalatharze, Polyamidharze,
Polyimidharze, Polyether, Polydiphenylpropanterephthalat sowie glasfaserverstärkte
Epoxidharze, Triazinharze oder Polyester. Die Folie wird mit dem Strangmaterial
entweder durch unmittelbares Anformen oder Anvulkanisieren gleichsam einstückig
verbunden oder unter Verwendung eines Klebstoffes unter Herstellung einer Klebverbindung
zwischen dem Elastomer und der Folie mit dem Elastomer des Strangmaterials zu einem
Verbund vereinigt. Dabei ist die Stärke der Folie nicht spezifisch kritisch. Die
Stärke der Folie wird sich nach der spezifischen Werkstoffkombination des Elastomers
des Strangmaterials und der Folie sowie nach den Anforderungen des Anwendungsbereiches,
für den das Verbindungsstück bestimmt ist, richten. Typischerweise wird die Stärke
der Folie im Bereich von einigen wenigen Mikrometern bis zu 200 jim liegen. Bei
Verwendung einer einzelnen Folie
sollte die Stärke dieser Folie
und bei Verwendung mehrerer Folien sollte die Gesamtstärke aller Folien zusammen
nicht größer als 40 % der maximalen Breite des Strangmaterials sein. Die Gesamtstärke
aller mit dem Strangkörper im Verbund vorliegenden Folien sollte also einen Wert
von 40 % der Breite des elastomeren Strangmaterials senkrecht zur Längsachse und
senkrecht zur Richtung der bei bestimmungsgemäßer Anwendung einwirkenden Druckkraft
nicht überschreiten.
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In den Figuren 1 bis 5 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar jeweils in der Abbildung (a) in perspektivischer Darstellung und in der
Abbildung (b) im Querschnitt in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Verbindungsstücks.
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Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel des Verbindungsstücks besteht
aus einem axial langgestreckten Strangmaterial 1 aus einem elektrisch isolierenden
Elastomers, einer Vielzahl drahtartiger oder fadenartiger linearer elektrischer
Leiter oder Leiterpfade 2, die im Elastomer des Strangmaterials 1 eingebettet sind,
und aus zwei Folien 3, die unter Bildung des festen Verbundkörpers mit den einander
gegenüberliegenden Längsseiten des Strangmaterials 1 verbunden sind. Die Enden jedes
der linearen Leiter 2 liegen an der Oberfläche der beiden einander gegenüberliegenden
Hauptflächen des Strangmaterials 1 frei und bilden so die Kontaktflächen zum Herstellen
elektrischer Kontakte zu den Anschlußkontakten auf den miteinander zu verbindenden
Schaltkarten. Das Verbindungsstück wird sandwichartig zwischen zwei Anschlußleisten,
beispielsweise von Schaltkarten, eingespannt, von denen die eine auf die Oberseite,
die andere auf die Unterseite (in der Darstellung der Fig. 1) aufgedrückt wird.
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Die linearen Leiter 2 sind praktisch über die gesamte axiale
Länge
des Strangmaterials verteilt. In der Fig. 1 ist die-se axiale Richtung bzw. die
Richtung der axialen Länge durch den Pfeil A angedeutet. Die in das Strangmaterial
1 eingebetteten linearen Leiter oder Leiterpfade 2 sind sämtlich einheitlich in
Richtung des Pfeiles B (Fig. 1) ausgerichtet, also in einer Richtung die im wesentlichen
senkrecht zur Längsachse, also senkrecht zur Richtung A, und senkrecht zur oeren
und unteren axialen Hauptebene des Verbindungsstücks verläuft.
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Wenn das in Fig. 1 gezeigte Verbindungsstück zwischen die Anschluß
leisten zweier übereinander liegender Schaltkarten so eingespannt wird, daß die
linearen Leiter 2 mit den Anschlußkontakten der Karten in Berührung stehen, wird
das Strangmaterial unter Einwirkung der zur Herstellung der elektrischen Kontakte
erforderlichen Andruckkraft in Richtung des Pfeiles B zusammengedrückt. Dabei wird
das Elastomer des Strangmaterials in Richtung des Querpfeiles C verformt, also einseitig
ausgebaucht. Wenn das Strangmaterial 1 nicht mit den Folien 3,3 verbunden wäre,
würde auch eine merkliche Längung des Strangmaterials in Richtung des Pfeiles A
auftreten. Durch den festen Verbund zwischen den elastischen Werkstoffs des Strangmaterials
1 und dem flexiblen Werkstoff der beiden Folien 3,3, die eine größere Festigkeit
bzw. geringere Dehnbarkeit als das gummielastische Elastomer des Strangmaterials
1 aufweisen, wird eine solche axiale Dehnung verhindert. Die durch die in Richtung
des Pfeiles B einwirkende Druckkraft verursachte Querschnittsverformung erfolgt
ausschließlich als Walkverformung in Richtung des Pfeiles C. Um diese seitliche
Verformung und lokale Spannungen im Strangmaterial 1 aufnehmen zu können, ist die
Folie 3 im Schnitt quer zur Längsachse gebogen, gewellt oder gefaltet.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verbindungsstücks
der Erfindung sind die beiden Folien 3,3 auf den Seitenflächen des Strangmaterials
1 gleichsinnig gebogen,
ist die eine Folie also konvex, die gegenüberliegende
konkav gebogen.
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Auch sind bei den in Fig. j gezeigten Ausführungsbeispielen ebenfalls
die linearen Leiter 2 gleichsinnig und zumindest im wesentlichen profilkomplementär
mit den beiden Folien 3,3 gebogen.Auf diese Weise kann eine gewisse den linearen
Leitern 2 innewohnende Federelastizität sinnvoll ausgenutzt werden, wenn das Anschlußstück
zwischen zwei Anschlußleisten eingespannt und in Richtung des Pfeiles B mit einer
Druckkraft zur Herstellung der elektrischen Kontakte beaufschlagt wird.
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Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des Verbindungsstücks der
Erfindung gleicht im wesentlichen dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, weist
gegenüber diesem jedoch die Variante auf, daß die beiden Folien 3,3 auf den axialen
Seitenflächen des Strangmaterials 1 gegensinnig gebogen, also beide konvex, ausgebildet
sind. Die linearen Leiter 2 sind nicht gebogen, sondern verlaufen gradlinig von
der oberen zur unteren Axialfläche des Strangmaterials 1.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel des Verbindungsstücks der Erfindung
ist in der Fig. 3 gezeigt. Das Strangmaterial 1 des Verbindungsstücks weist ein
rechteckiges Querschnittsprofil auf. Im Strangmaterial 1 sind zwei Folien 3,3 unter
Bildung eines einheitlichen festen Verbundes eingebettet.
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Jede der Folien 3,3 weist eine aus der Fig. 3b ersichtliche Wellung
auf, deren Längsachse parallel zur Längsachse des Strangmaterials 1 verläuft. Im
wesentlichen profilkomplementär zu den gewellten Folien 3,3 sind auch die linearen
Leiter 2 gewellt.
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Das in der Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel des Verbindungsstücks
hat im wesentlichen die Form eines Zylindermantelsektors.
Eine
der beiden axialen Seitenflächen des Strangmaterials 1 ist konvex aufgebaut, während
die gegenüberliegende axiale Längsseite konkav gekehlt ist. Auf der konvex vorgewölbten
axialen Längs seite ist eine einzige Folie 3 befestigt, bzw. unter Bildung eines
festen Verbundes mit dieser verbunden. Die linearen Leiter 2, die zumindest im wesentlichen
profilkomplementär mit den gleichsinnig gewölbten Profilen der axialen Seitenflächen
des Strangmaterials 1 und der Folie 3 gewölbt sind, sind nicht wie bei den vorangegangenen
Beispielen in nur einer Reihe, sondern in zwei zueinander parallelen und zur Längsachse
des Strangmaterials 1 parallelen Reihen angeordnet.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verbindungsstücks ist schließlich
in der Fig. 5 gezeigt. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Verbindungsstück ist wiederum
nur eine einzige Folie verwendet. Das Verbindungsstück besteht aus einem Strangmaterial
1 mit rechteckigem Querschnitt und einer unter Bildung eines einheitlichen Verbundmaterials
in das Strangmaterial eingebetteten Folie. Die Folie 3 ist auf einer Längskante
stehend satteldachartig gebogen oder geknifft, wobei die Firstlinie im Bereich der
Mittelachse des Strangmaterials liegt (Fig. 5b). Die linearen Leiterpfade 2 sind
als Bänder ausgebildet. Sie bestehen aus Metall und sind mit der Oberfläche der
Folie 3 verbunden. Ein solcher Verbund zwischen der Folie 3 und den linearen Leiterpfaden
2 kann beispielsweise einfach dadurch erhalten werden, daß aus der elektrisch isolierenden
Folie 3 und einer Metallfolie ein Laminat hergestellt und anschließend aus der Metallschicht
des Laminats die Leiterstreifen durch sätzen, insbesondere durch Photoätzen, hergestellt
bzw. voneinander isoliert'werden. Das so vorgefertigte Verbundmaterial aus der elektirsch
isolierenden Folie 3 und den elektrisch leitfähigen linearen Leitpfaden 2, sobei
die Folie 3 als Träger
für die Leiterpfade 2 dient, wird dann anschließend
in das elektrisch isolierende Elastomer des Strangmaterials unter Bildung eines
gleichsam einstückigen Verbundes eingeformt. Zur Herstellung dieses Verbundes wird
die Gummimasse des Strangmaterials vorzugsweise um die mit den Leiterbahnen 2 versehene
Folie 3 herumgespritzt und erst anschließend vulkanisiert. Bei diesem Schritt wird
dann das fertige Verbindungsstück erhalten.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß bei jedem Ausführungsbeispiel
das Verbindungsstück stets in Richtung des Pfeiles B eine anisotrope elektrische
Leitfähigkeit aufweist. Das Verbindungsstück der Erfindung kann daher in gleicher
Weise wie die gebräuchlichen Verbindungsstücke ähnlicher Art verwendet werden, also
beispielsweise zwischen die Anschlußkontaktleisten zweier Schaltkarten unter Einwirken
einer Druckkraft in Richtung des Pfeiles B eingespannt werden. Im Gegensatz zu den
bekannten Verbindungsstücken aus gummielastischem Werkstoff zeigt das gummielastische
Verbindungsstück der Erfindung jedoch unter der Einwirkung der Kontaktandruckskraft
in Richtung des Pfeiles B praktisch keine axiale Dehnung in Richtung des Pfeiles
A.
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Durch diese unterbleibende axiale Dehnung werden die Kontaktbedingungen
von einer Anschluß leiste zum Verbindungsstück und von diesem zur zweiten Anschluß
leiste wesentlich zuverlässiger und besser. Die Zuverlässigkeit der einwandfreien
und in der beabsichtigten Zuordnung erfolgenden elektrischen Kontaktgabe wird durch
die gewellte oder gebogene Konfiguration der elektrisch isolierenden Folie weiter
verbessert.
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Durch diese Konfiguration der Folie wird die Ausbildung örtlich begrenzter
mechanischer Spannungen im Strangmaterial vermieden und eine Querverformung des
Elastomers des Strangmaterials unter Kontaktandruck in die jeweils gewünschte Richtung
geleitet. Bei Verwendung des Verbindungsstücks der Erfindung bei der Montage elektronischer
Geräte, insbesondere
zum Verbinden von Schaltkarten untereinander,
wird eine wesentlich verbesserte Stabilität und Zuverlässigkeit der elektrischen
Verbindungen zwischen den Schaltkarten erreicht, so daß bei der Montage der elektronischen
Geräte insgesamt eine wesentlich verbesserte Zuverlässigkeit erzielt wird.
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Zusammenfassung Verbindungsstück zur Herstellung elektrischer Anschlüsse
unter Kontaktgabe durch Andruck. Die Kontaktstücke weisen eine leistenartige oder
strangartige Konfiguration auf und werden zur Herstellung der Anschlüsse sandwichartig
zwischen die Anschlußleisten von beispielsweise zwei Schaltkarten eingespannt. Das
Verbindungsstück besteht aus einem Strang aus einem elektrisch isolierenden gummielastischen
Werkstoff, in dem zahlreiche im wesentlichen lineare Leiter eingebettet sind, die
das Strangmaterial von einer axial ausgerichteten Anschlußfläche zu einer dieser
gegenüberliegenden und zu ihr im wesentlichen parallelen Anschlußfläche durchlaufen,
sowie mindestens einem Flachmaterial ("Folie") aus elektrisch isolierendem Werkstoff
mit einer Festigkeit, die größer als die Festigkeit des Elastomers des Strangmaterials
ist, wobei das Flachmaterial unter Bildung eines festen Verbundes entweder in das
gummielastische Strangmaterial eingebettet oder auf mindestens einer äußeren Oberfläche
dieses Strangmaterials aufgebunden ist und sich axial über die gesamte Länge des
Strangmaterials erstreckt. Durch diese Verbundversteifung des elastischen Strangmaterials
wird unter Einwirkung der beim Andruck der Anschluß leisten auftretenden Querkräfte
eine axiale Längendehnung des Strangmaterials verhindert. Dadurch wird die Anschlußgeometrie
verbessert eingehalten, so daß insgesamt die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontaktgabe
und Anschlußcharakteristik wesentlich verbessert werden. Im Profil quer zur Längsachse
ist das mit dem Strangmaterial verbundene Flachmaterial nichtlinear, insbesondere
gebogen oder gewellt oder gefaltet, ausgebildet, um so der besseren Absorption lokaler
mechanischer Spannungen im Strangmaterial
unter Einwirkung der
Druckkraft zu dienen. Dadurch können die Stabilität und Zuverlässigkeit der mit
dem Verbindungsstück hergestellten elektrischen Anschlüsse weiter verbessert werden.