1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
schwenkbare elektrische Verbinderanordnung mit
zumindest einem Aufnahmeanschlußglied und zumindest
einem Steckanschlußglied, die so eingerichtet sind,
daß sie unter Aufrechterhaltung ihrer elektrischen
Verbindung relativ zueinander drehbar sind.
2. Kurze Beschreibung des Standes der Technik
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Sogenannte schwenkbare Verbinder bzw. drehbare
Verbinder haben eine weitgehende Verwendung mit
verschiedenen Gegenständen zwecks Aufrechterhaltung
der elektrischen Verbindung zwischen zwei gedruckten
Leiterplatten unter Drehung zueinander erfahren.
Ein Verbinder dieser Art macht es leichter, mehr
elektronische Bauteile in einem begrenzten Raum
anzubringen.
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Schwenkbare Verbinderanordnungen besitzen gewöhnlich
einen Steckverbinder, der mit einem Aufnahmeverbinder
drehbar koppelbar ist. Jeder Verbinder weist ein
Gehäuse auf, in dem ein oder mehrere Anschlüsse
angebracht sind. In Abhängigkeit von der Größe oder
Form des Bereichs, in dem die schwenkbare
Verbinderanordnung angebracht ist, kann die Anordnung des
Steckverbinders in bezug auf den Aufnahmeverbinder,
wenn die beiden gekoppelt werden, wichtig sein.
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Wenn der Bereich klein oder seltsam geformt ist,
kann es schwierig sein, die beiden Verbinder
zusammenzukoppeln.
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Es sind schon früher verschiedene Arten schwenkbarer
Verbinder, die eine Einrichtung zum Einsetzen eines
der Verbinder in den anderen vorsehen, vorgeschlagen
worden. Zum Beispiel beschreiben die japanischen
Gebrauchsmusteranmeldungen mit der Offenlegungs-Nr.
142481/1985, Nr. 109187/1985, Nr. 166985/1985,
Nr. 136080/1985, Nr. 160488/1985 und das U.S.-Patent
Nr. 4.632.475 schwenkbare Verbinder dieser Art.
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Die in diesen Schriften des Standes der Technik
beschriebenen Ausgestaltungen sind voneinander
verschieden, sie besitzen jedoch ein gemeinsames Mittel
zum Koppeln des Steck- und des Aufnahmeverbinders.
Die schwenkbare Verbinderanordnung weist einen
Eingriffsstift auf, der vom Gehäuse eines Verbinders
vorsteht, während das Gehäuse des anderen Verbinders
eine Nut, eingerichtet zur Aufnahme des
Eingriffsstiftes, aufweist. Auf diese Weise werden die
gekoppelten Verbinder drehbar unter Führung durch
den Gleiteingriff des Stiftes und der Nut drehbar
verbunden. Eine solche Konstruktion erfordert den
Vorgang des Einsetzens des Eingriffsstiftes eines
der Gehäuse in die Nut des anderen Gehäuses zum
Zeitpunkt der Verbindung des Aufnahmeverbinders
mit dem Steckverbinder. Demgemäß werden die folgenden
Probleme hervorgerufen:
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a) Die Richtung, in der der eine in den anderen
einzusetzen ist, ist durch die Form oder die Richtung
der Stiftaufnahmenut begrenzt.
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b) Wenn die Einsetzrichtung geändert wird, kann
ein Fall eintreten, in dem der Verbinder nicht mehr
als Ganzes verwendet werden kann.
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c) Es kann ein Fall auftreten, in dem die Freiheit
in der Gestaltung des Gerätes begrenzt ist.
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d) Wenn verschiedene Arten schwenkbarer
Verbinderanordnungen mit verschiedenen Einsetzrichtungen
hergestellt werden, um die Gestaltungsfreiheit zu
erhöhen, so sind die Handhabungs- und/oder
Führungsvorgänge bei diesen zahlreichen Arten solcher
Anordnungen beschwerlich.
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Wenn die Mittel zum mechanischen Zusammenschließen
der gekoppelten Verbinder nicht am Steck- und
Aufnahmeverbindergehäuse gebildet sind, sondern an
den Steck- und Aufnahmeanschlüssen selbst, kann
die Freiheit der Einsetzrichtung des einen in den
anderen erreicht werden. Jedoch muß der elektrische
Kontaktpunkt im Drehzentrum gehalten sein. Dieses
kann schwierig zu erreichen sein.
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Eine Einrichtung zur Herbeiführung einer drehbaren
elektrischen Verbindung dieser Art ist im U.S.-Patent
Nr. 4.657.320 beschrieben, das auf den Erwerber
der vorliegenden Erfindung übertragen ist.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
schwenkbare elektrische Verbinderanordnung zu
schaffen, bei der die Richtung, in der ein
Aufnahmeverbinder und ein Steckverbinder miteinander in
Eingriff zu bringen sind, frei nach Wunsch gewählt
werden kann.
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Somit sieht die vorliegende Erfindung eine
schwenkbare Verbinderanordnung vor, mit
einem Aufnahmeverbinder mit einem Gehäuse, das
einen Anschlußbefestigungsraum und zumindest einen
in dem Anschlußbefestigungsraum angebrachten
Aufnahmeanschluß besitzt, und
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einem Steckverbinder mit einem Gehäuse mit
zumindest einem in diesem angebrachten Steckanschluß,
der mit dem Aufnahmeanschluß drehbar koppelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
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der Aufnahmeanschluß ein Paar einander
gegenüberliegender Anschlußteile mit einem zwischen diesen
gebildeten Halteraum aufweist, die Anschlußteile
Kontaktbereiche an ihren jeweils einander
gegenüberliegenden Oberflächen aufweisen, wobei sich eines
der Anschlußteile gegenüber dem anderen nach vorn
erstreckt und einen Eingriffsvorsprung an seiner
gegenüberliegenden Oberfläche an seinem vorderen
Ende aufweist,
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der Steckanschluß einen vorderen Endbereich
von im wesentlichen kreisförmiger Scheibenform mit
einem mittleren Eingriffsloch aufweist, wobei der
vordere Endbereich im Anschlußhalteraum aufnehmbar
ist, derart, daß der Eingriffsvorsprung des
Aufnahmeanschlusses federnd im Eingriffsloch aufgenommen
ist, und
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der Anschlußbefestigungsraum eine Bodenwand
von bogenförmiger Gestalt entsprechend dem vorderen
Endbereich von im wesentlichen kreisförmiger Gestalt
aufweist, zur Abstützung des vorderen Endbereichs,
sollte eine äußere Kraft auf die Anordnung ausgeübt
werden,
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wobei der Steckanschluß und der
Aufnahmeanschluß relativ zueinander um den Punkt gedreht
werden können, an dem der Eingriffsvorsprung in
Eingriff mit dem Eingriffsloch gehalten ist, während
die Kontaktbereiche der Aufnahmeschlußteile ständig
in elektrischem Kontakt mit dem Steckanschlußglied
gehalten sind.
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Ein Weg der Ausführung der vorliegenden Erfindung
wird nun im einzelnen als Beispiel unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben, die eine spezielle
Ausführungsform einer schwenkbaren elektrischen
Verbinderanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist in Explosivdarstellung eine
perspektivische Ansicht der Verbinderanordnung nach der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 ist eine geschnittene Seitenansicht der
Verbinderanordnung nach der vorliegenden Erfindung
in ihrem gekoppelten Zustand;
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Fig. 3 ist eine geschnittene Draufsicht der
Verbinderanordnung nach der vorliegenden Erfindung
in ihrem gekoppelten Zustand;
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Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die
Aufnahmeanschlüsse der Aufnahmeverbinderhälfte der
schwenkbaren Verbinderanordnung nach der vorliegenden
Erfindung zeigt, und
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Fig. 5 und 6 veranschaulichen den Kopplungseingriff
der schwenkbaren Verbinderanordnung nach der
vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der dargestellten Ausführungsform
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Mit Blick auf die Zeichnungen weist eine allgemein
mit 1 bezeichnete schwenkbare Verbinderanordnung
einen Aufnahmeverbinder 2 auf, der ein Gehäuse 4
mit einer Mehrzahl von Befestigungsräumen 5 in seiner
vorderen Fläche und in den jeweiligen
Befestigungsräumen 5 angeordneten Aufnahmeanschlüssen 6 aufweist.
Jeder Aufnahmeanschluß 6 weist ein gabelförmiges
Paar rechter und linker ebener Anschlußteile 6a
und 6b auf, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Die rechten
und linken Anschlußteile 6a und 6b bilden einen
Halteraum 7 zum Halten eines Steckanschlusses 15
zwischen ihnen, wie es im folgenden beschrieben
wird. Eines der Anschlußteile 6a und 6b erstreckt
sich gegenüber dem anderen nach vorn, und ein
Eingriffsvorsprung 9 mit einer halbkugeligen Oberfläche
ist an einer gegenüberliegenden Fläche des sich
nach vorn erstreckenden Teils gebildet.
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Die Anschlußteile 6a und 6b besitzen Kontaktbereiche
10 und 11 auf ihren einander gegenüberliegenden
Oberflächen. Die Anschlußteile 6a und 6b sind so
eingerichtet, daß sie einen elektrischen Kontakt
mit dem Steckanschluß 15 herstellen. Der
Aufnahmeanschluß 6 besitzt einen Verbindungsteil 12 an seinem
hinteren Ende, der sich nach hinten über das Gehäuse
4 hinauserstreckt. Dieses Verbindungsende 12 ist
zum Beispiel so eingerichtet, daß es mit einem
vorbestimmten Punkt einer gedruckten Leiterplatte 13
verbunden wird.
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Der Steckverbinder 3 weist ein Gehäuse 14 und eine
Mehrzahl in dem Gehäuse angeordneter Steckanschlüsse
15 auf. Jeder der Steckanschlüsse 15 erstreckt sich
von einer vorderen Oberfläche 14a des Gehäuses 14
nach vorn. Ein vorderes Ende des Steckanschlusses
15 ist in im wesentlichen kreisförmiger Scheibenform
gebildet, und eine verjüngte Oberfläche 17 ist auf
deren Umfangsfläche gebildet. Ein Eingriffsloch
18 ist in der Mitte des kreisförmigen Endes gebildet.
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Das Eingriffsloch 18 ist so eingerichtet, daß es
den Eingriffsvorsprung 9 aufnimmt. Wenn der Vorsprung
9 in das Loch 18 eingreift, sind der
Aufnahmeverbinder 2 und der Steckverbinder 3 miteinander
verriegelt, wobei sie gleichzeitig relativ zueinander
um den Verbindungspunkt drehbar sind.
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Ein hinteres Ende 15a jedes Steckanschlusses 15
geht von einer hinteren Oberfläche 14b des Gehäuses
14 aus. Das hintere Ende 15a ist so eingerichtet,
daß es mit einer Zuleitung einer elektronischen
Schaltung verbunden wird.
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Eine Mehrzahl von Aufnahmeanschlüssen 6 und eine
Mehrzahl von Steckanschlüssen 15 sind auf geraden
Linien im Gehäuse 4 bzw. 14 mit einer vorgegebenen
Teilung bzw. Mittellinienabstand (zum Beispiel 2,5 mm
Teilung) angeordnet. Die Anschlüsse 6 und 15 sind
durch ihr jeweiliges Gehäuse elektrisch voneinander
isoliert.
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Es ist gewünscht, daß der Eingriffsvorsprung 9,
der an einem der Aufnahmeanschlüsse gebildet ist,
in eine gegebene Richtung weist, wie es durch den
Pfeil 19 in Fig. 4 angezeigt ist. Der
Eingriffsvorsprung, der an einem benachbarten Aufnahmeanschluß
6 gebildet ist, weist in die entgegengesetzte
Richtung, wie es durch den Pfeil 20 in Fig. 4
angegeben ist.
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Die jeweiligen Befestigungsräume 5 zum Befestigen
der jeweiligen Aufnahmeanschlüsse 6 sind zwischen
den Trennwänden 21 gebildet, die an der vorderen
Oberfläche des Gehäuses 4 mit geeigneten Abständen
vorstehen. Jede Trennwand 21 besitzt verjüngte
Führungsflächen 22, die an ihrem vorderen Ende
gebildet sind, um das Einsetzen des Steckanschlusses
in den Raum zwischen den Aufnahmeanschlüssen zu
erleichtern. Des weiteren ist eine Bodenwand 28
des Befestigungsraums 5 zwischen dem jeweiligen Paar
von Trennwänden 21 in Bogenform entsprechend der
im wesentlichen kreisförmigen Gestalt des vorderen
Endes 29 des Steckanschlusses 15 gebildet, wie es
in Fig. 2 gezeigt ist. Als Ergebnis ist, wenn sich
die Aufnahmeanschlüsse 6 und die Steckanschlüsse
15 in gegenseitigem Eingriff befinden, die
Umfangsfläche des vorderen Endes 29 jedes Steckanschlusses
15 in Gegenüberlage zu der bogenförmigen Bodenwand
28 unter Aufrechterhaltung eines leichten Spaltes
zwischen ihnen positioniert. Falls eine zufällige
äußere Kraft auf das Aufnahmeverbindergehäuse 4
oder das Steckverbindergehäuse 14 von deren Oberseite
oder Boden ausgeübt wird, kommen die Umfangsfläche
des vorderen Endes 29 und die bogenförmige Wand
28 miteinander in Kontakt. Die Anschlüsse 6 und
15 stützen einander in ihrem Kontaktbereich ab,
so daß einer von ihnen daran gehindert ist, sich
von dem anderen zu lösen, wobei gleichzeitig der
Eingriffspunkt in derselben Position zu jeder Zeit
aufrechterhalten wird.
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Im Betrieb bewegen sich, wenn der Aufnahmeverbinder
2 und der Steckverbinder 3 ineinander gesteckt
werden, die jeweiligen Eingriffsvorsprünge 9, die
an den vorderen Enden 8 der Aufnahmeanschlüsse 6
des Aufnahmeverbinders 2 gebildet sind, in die
jeweiligen Eingriffslöcher 18 hinein, die in den
vorderen Enden 16 der Steckanschlüsse 15 des
Steckverbinders 3 gebildet sind. Auf diese Weise werden
der Aufnahmeverbinder 2 und der Steckverbinder 3
elektrisch gekoppelt und in ihrem elektrisch
verbundenen Zustand mechanisch miteinander verriegelt.
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In dem beschriebenen gekoppelten Zustand sind die
kreisförmigen Endbereiche 29 der Steckanschlüsse
15, die in den Aufnahmeverbinder eingesteckt werden,
jeweils durch die bogenförmige Bodenwand 28 des
Befestigungsraums 5 des Aufnahmeanschlusses 6
geführt, so daß der Eingriffsvorsprung 9 des
Aufnahmeanschlusses 6 mit dem Eingriffsloch 18 jederzeit
genau an der gleichen Stelle in Eingriff kommt.
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Somit sind der Aufnahmeverbinder 2 und der
Steckverbinder 3 relativ zueinander frei drehbar, wobei
sie gleichzeitig miteinander mechanisch verriegelt
und elektrisch verbunden sind. Dieses heißt, daß
die mechanische Verriegelung durch den Eingriff
des am vorderen Ende 8 des Aufnahmeanschlusses 6
gebildeten Eingriffsvorsprungs 9 mit dem im vorderen
Endbereich 16 des Steckanschlusses 15 gebildeten
Eingriffsloch 18 erreicht wird, so daß eine Ein-
Punkt-Verriegelung zwischen ihnen gebildet ist.
Das Drehzentrum ist durch die Position der Verbindung
definiert. In diesem Zustand halten die
Kontaktbereiche 10 sämtlicher Aufnahmeanschlüsse 6 konstant
Kontakt mit der Oberfläche des im wesentlichen
kreisförmigen Steckanschlusses 15.
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Während des Ineingriffbringens des
Eingriffsvorsprungs 9 mit dem Eingriffsloch 18 kann der
Eingriffsvorsprung aus jeder Richtung rund um den
Steckanschluß 15 herangebracht werden. Dieses heißt,
daß die Richtung oder der Winkel, in dem einer der
Verbinder in den anderen Verbinder eingesteckt wird,
frei gewählt werden kann.
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Mit Blick auf Fig. 5 wird der Aufnahmeverbinder
2 im Gebrauch an einer gedruckten Leiterplatte 13
befestigt, und der Steckverbinder 3 wird in einem
Gehäuse 23 eines Gerätes befestigt. Wenn die
gedruckte Leiterplatte 13 horizontal liegt, wie es
durch ununterbrochene Linien in Fig. 5 angegeben
ist, ist es unmöglich, den Verbinder 2 aufgrund
des Vorhandenseins der Wand 23a des Gehäuses 23
des Gerätes in horizontaler Richtung einzusetzen.
Es ist nicht ungewöhnlich, das Gehäuse 23 als ein
einstückiges Teil aus Kunstharzmaterial durch einen
Formprozeß zu bilden, und in einem solchen Fall
ist es sehr oft unmöglich, den Verbinder 3 in
Befestigungsrichtung einzusetzen. In einem solchen
Fall ist es notwendig, die gedruckte Leiterplatte
13 in einer mehr senkrechten Richtung einzusetzen,
um die Verbinder 2 und 3 in Eingriff zu bringen.
Nach dem Eingriff wird die gedruckte Leiterplatte
13 in die horizontale Position gedreht.
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Im Falle einer herkömmlichen Konstruktion einer
schwenkbaren Verbinderanordnung, bei der der Stift
und die Stiftaufnahmenut in den Verbindergehäusen
gebildet sind, ist die Einsetzrichtung auf eine
vorbestimmte Richtung in Abhängigkeit von der Form
der Stiftaufnahmenut begrenzt. Demgemäß ist es,
wenn die Einsteckrichtung der Angabe durch den Pfeil
24 in Fig. 5, beispielsweise, entspricht, unmöglich,
den Verbinder einzusetzen, wenn ein anderes
elektronisches Teil 25 schon im Einsteckweg
angeordnet ist. Bei Verwendung eines Verbindergehäuses
gemäß der vorliegenden Erfindung kann die
Einsteckrichtung frei gewählt werden, so daß der Verbinder
leicht in der durch den Pfeil 26 angegebenen Richtung
unter Vermeidung des elektronischen Teils 25
eingesetzt werden kann.
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Es ist ferner möglich, die zweite gedruckte
Leiterplatte 13 mit ihrer Oberseite nach unten gegenüber
der Darstellung in Fig. 5 zu positionieren, wie
es am deutlichsten in Fig. 6 gezeigt ist, und den
Verbinder in das Gehäuse 13 einzusetzen, wie durch
den Pfeil 30 angegeben. Nach dem Einsetzen wird
die gedruckte Leiterplatte 13 in die
Befestigungsposition gedreht, wie es durch den Pfeil 31 angezeigt
ist.
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Auch ist es möglich, den Aufnahmeverbinder 2 in
horizontaler Richtung einzusetzen und dann die Platte
13 in eine senkrechte Stellung zu drehen.