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Kontaktelemente für Kartenrandverbinder
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktelement gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es sei darauf hingewiesen, daß der in der vorliegenden Anmeldung benutzte
Begriff Karte als Kurzausdruck für gedruckte Schaltungsplatte verwendet wird.
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Kartenrandverbinder enthalten tpyischerweise Kontaktelemente, die
einen Stift oder eine Zuleitung, der bzw.
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die sich durch den Verbinder hindurch nach unten erstreckt und zum
Einsetzen in eine gedruckte Schaltungsplatte bzw.
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Schaltungskarte dient, sowie einen freitragenden Arm aufweisen, der
sich längs des Kartenaufnahmeschlitzes nach oben erstreckt. Eine konvexe Kontaktfläche,
die sich an dem Arm in Richtung nach innen von dem freien Ende desselben befindet,
greift an den leitfähigen Bahnen auf der gedruckten Schaltungskarte an. Die konvexe
Fläche schafft einen relativ großen Metall-an-Metall-Berührungsbereich für eine
gute Schleifwirkung bzw. Wischwirkung beim Angreifen des Armes an der Karte sowie
für einen guten elektrischen Kontakt mit dieser. Die US-PSen 3 665 370, 3 671 917,
4 077 688 und 4 303 294 offenbaren
jeweils Kontaktelemente, die
hinsichtlich der freitragenden Arme unterschiedliche Gesamtstrukturen aufweisen,
die jedoch die vorstehend erwähnten konvexen Kontaktflächen besitzen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kontaktelements
der vorstehend beschriebenen Art, wobei das erfindungsgemäße Kontaktelement jedoch
eine von der Konzeption und der Struktur her andere Kontaktfläche aufweist, die
sich leichter und zuverlässiger durch Oxide und Ablagerungen auf den leitfähigen
Bahnen auf der Schaltungskarte hindurchreiben kann.
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Ein Kontaktelement gemäß dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik
ist gemäß der vor3ienden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kontaktfläche
an dem freien Ende des freitragenden Armes befindet. Außerdem ist die Kontaktfläche
derart ausgebildet, daß sie einen ausgeprägten kugelförmigen Radius schafft, der
beim schleifenden Wischen über die leitfähige Bahn Ablagerungen und Oxide leichter
und zuverlässiger durchdringt bzw. durchbricht. Außerdem läßt sich die Länge des
Armes reduzieren, wodurch eine geringere Höhe erzielt wird.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden nun anhand
eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene, isometrische Ansicht eines Kartenrandverbinders
mit Einsetzkraft Null, der die erfindungsgemäßen Kontaktelemente enthält; Fig. 2
eine Querschnittsansicht eines zusammengebauten Kartenrandverbinders mit Einsetzkraft
Null, in der die erfindungsgemäßen Kontaktelemente angreifend an eine gedruckte
Schaltungsplatte gezeigt sind; Fig. 3 eine vergrößerte, isometrische Ansicht der
Kontaktfläche des erfindungsgemäßen Kontaktelements; Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht
der in Fig. 3 gezeigten Kontaktfläche entlang der Linie 4-4 derselben; Fig. 5 eine
Draufsicht entlang der Linie 5-5 der Fig. 3, wobei man von oben auf die in Fig.
3 gezeigte Kontaktfläche hinabblickt; Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang der
Linie 6-6 der Fig. 3; und Fig. 7 eine Querschnittansicht der an einer leitfähigen
Bahn einer gedruckten Schaltungsplatte angreifenden Kontaktfläche.
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Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Kartenrandverbinder 10 mit Einsetzkraft
Null besitzt ein unteres Gehäuse 12, Kontaktelemente 14, zwei Steuerflächenglieder
16, die in Nuten 18
in dem unteren Gehäuse 12 beweglich positioniert
sind sowie ein oberes Gehäuse 20. Nicht gezeigte Hebeleinrichtungen, die zwischen
einem Schlitz 22 in einem Fortsatz 24 und öffnungen 26 in den Steuerflächengliedern
16 zusammenwirken, bewegen diese Steuerflächenglieder in Längsrichtung. In den Nuten
vorgesehene Nockenglieder 28 wirken mit an den Steuerflächengliedern vorgesehenen
Rampen 30 zusammen, um die Steuerflächenglieder bei einer Bewegung in Längsrichtung
in Vertikalrichtung zu bewegen. Das obere Gehäuse 20, das auf den Steuerflächengliedern
gleitend angeordnet ist, bewegt sich nach oben oder nach unten, wenn die Steuerflächenglieder
mittels der Hebeleinrichtungen nach außengezogen oder nach innengedrückt werden.
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Wie in Fig. 2 zu sehen ist, handelt es sich bei dem oberen Bereich
der Kontaktelemente 14 um einen freitragenden Arm, der das Bezugszeichen 32 trägt.
Das freie Ende des Arms trägt eine Kontaktfläche 34. Eine konvexe Steuerfläche 36
ist von dem freien Ende in Richtung nach innen angeordnet.
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Bei dem unteren Bereich des Kontaktelements handelt es sich um eine
Zuleitung 38, die in einem durchplattierten Loch in einer nicht gezeigten gedruckten
Schaltungsplatte positioniert ist.
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Festhalteeinrichtungen, die das Bezugszeichen 40 tragen und zwischen
der Zuleitung und dem freitragenden Arm angeordnet sind sowie die Zuleitung und
den freitragenden Arm miteinander verbinden, halten das Kontaktelement indem unteren
Gehäuse.
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Wie in Fig. 2 gezeigt ist, erstrecken sich die freitragenden Arme
32 nach oben in das obere Gehäuse 20 hinein und befinden
sich auf
beiden Seiten eines Kartenaufnahmeschlitzes 42.
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Diese Arme sind derart vorgespannt, daß die Steuerflächen 36 gegen
die Innenwände des Gehäuses drücken. Diese Wände besitzen einen abgeschrägten Bereich
44, an den sich senkrechte Bereiche 46 bzw. 48 oben und unten anschließen.
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Wenn sich das obere Gehäuse in der unteren Position befindet, die
nicht gezeigt ist, dann stützen sich die freitragenden Arme an dem senkrechten Wandbereich
46 ab, und die Kontaktflächen 34 an den freien Enden der Arme sind aus dem Kartenaufnahmeschlitz
42 entfernt. Eine Karte 50 kann dann ungehindert in den Schlitz eingesetzt oder
aus diesem entnommen werden, ohne daß die Kontaktflächen 34 dabei im Wege stehen
und diesen Vorgang behindern.
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Wenn die Steuerflächenglieder 16 längs der Nuten 18 verschoben werden,
dann bewegen sie sich senkrecht nach oben, wobei sie das obere Gehäuse 20 in dieselbe
Richtung bewegen. Die abgeschrägten Wandbereiche 44, die an den Steuerflächen 36
an den freitragenden Armen angreifen, drängen die Arme und insbesondere die Kontaktflächen
34 in Richtung nach innen. Die sich in den Kartenaufnahmeschlitz 42 hineinbewegenden
Kontaktflächen kontaktieren leitfähige Bahnen an der Karte 50, die in den Kartenaufnahmeschlitz
42 eingesetzt werden kann. Außerdem richten.
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sich die Arme auf, wenn sie nach innen gedrängt werden.
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Dies veranlaßt die Kontaktflächen, auf den Bahnen auf der Karte nach
oben zu gleiten, so daß Ablagerungen, Schmutz und andere Verunreinigungen, die vorhanden
sein können, weggewischt werden. Ein Wischen in entgegengesetzter Richtung findet
ebenfalls statt, und zwar aufgrund der Struktur der Nockenglieder 28 und der Rampen
30, und somit findet ein Abwischen der Bahnen auch in Richtung nach unten statt.
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Das ungefähre Ausmaß des Wischens ist durch den zwischen
den
beiden Pfeilen 52 liegenden Raum angezeigt.
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Die Kontaktfläche 34 ist in den Figuren 3 bis 6 stark vergrößert dargestellt.
Die Kontaktfläche ist kugelförmig ausgebildet und, wie vorstehend erwähnt wurde,
befindet sich an dem freien Ende des freitragenden Armes 32. Bevorzugterweise beschreibt
die kugelförmige Fläche einen Radius von 0,3 mm (0,012 inch). Die Figuren 4, 5 und
6 zeigen Ansichten von verschiedenen Punkten zur Verdeutlichung der kugelartigen
Gestalt.
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Fig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht, die den Winkel der Kontaktfläche
34 beim Angreifen an der leitfähigen Bahn 54 auf der Karte 50 zeigt.
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Von den mehreren Vorteilen der vorliegenden Erfindung besteht einer
der wichtigsten Vorteile darin, daß die Kontaktfläche in der Lage ist, gegen die
Oberfläche der leitfähigen Bahn zu drücken sowie an dieser wischend bzw.
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schleifend anzugreifen. Versuche haben gezeigt, daß sich die Kontaktfläche
mit "punktweiser" -Berührung mit größerer Sicherheit durch Ablagerungen bindurchschneidet
bzw. hindurchwischt als herk5=1iche Kontaktflächen, die typischerweise einen Angriffsradius
bzw. Berührungsradius von ca. 0,635 bis 1,016 mm (ca. 0,025 bis 0,040 inch) aufweisen.
Diese Fähigkeit ergibt sich daraus, daß der auf die Bahn ausgeübte Druck durch den
kleineren Radius der Kontaktfläche 34 konzentrierter ist.
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Ein weiterer wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, daß sich die Gesamthöhe des freitragenden Armes beträchtlich reduzieren läßt,
wobei weder die Federeigenschaften noch die Vorspannbarkeit des Armes in dem
Gehäuse
verloren gehen.
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Noch ein weiterer Vorteil, der gefunden wurde, besteht darin, daß
nur eine kleine Fläche mit Edelmetallen, wie z.B. Gold, plattiert werden muß. Somit
läßt sich eine erhebliche Kostenersparnis erzielen.
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Die Kontaktfläche 34 wird vorzugsweise durch Prägen hergestellt.
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