DE4420663A1 - Platinenverbinderanordnung - Google Patents
PlatinenverbinderanordnungInfo
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- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Plati
nenverbinderanordnung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 und betrifft eine elektronische Anordnung,
wie z. B. eine Rückwandplatinenanordnung, und befaßt
sich mit der elektrischen Verbindung einer "Mutter
platte" und einer "Tochterplatte", wobei ein flexibler
Film mit darauf vorgesehenen Schaltungseinrichtungen
verwendet wird.
Eine Mutterplatte und eine Tochterplatte werden elek
trisch miteinander verbunden, um digitale Signale
zwischen jeweiligen Anordnungen zu übertragen, die z. B.
in einem Computer oder anderen elektronischen
Geräten verwendet werden. Die Mutterplatte und die
Tochterplatte können senkrecht zueinander angeordnet
sein, wie bei einer "Randkarten"-Konfiguration, wobei
dies von der Ausbildung des Produkts als Ganzem ab
hängig ist.
Bei einer Vielzahl anderer Produktanwendungen hat der
Stand der Technik komprimierbare elektrische Verbinder
verwendet, die in der Elektronikindustrie allgemein
bekannt sind. Diese komprimierbaren elektrischen Ver
binder beinhalten eine Vielzahl eng beabstandeter
leitfähiger Elemente bzw. Leiterbahnen, die durch
fotografisches Ätzen oder anderweitig auf einem
flexiblen Film gebildet sind, der mit einem elastome
ren Kern oder einem anderen geeigneten Träger verbun
den ist. Unter ihrem Warenzeichen "AMPLIFLEX" liefert
die Firma AMP Incorporated in Harrisburg, Pennsylva
nia, USA eine große Vielzahl verschiedener solcher
komprimierbarer elektrischer Verbinder an die Elektro
nik- und die Luftfahrtindustrie.
Aufgrund ihrer relativ hohen Schaltungsdichten wäre es
wünschenswert, diese komprimierbaren elektrischen Ver
binder des "AMPLIFLEX"-Typs bei bestimmten Produktan
wendungen zu verwenden, die die Konfiguration von
Mutterplatten/Tochterplatten besitzen. Da jedoch die
Tochterplatte in die Mutterplatte rechtwinklig zu
dieser eingeschoben wird, kann der komprimierbare
elektrische Verbinder versehentlich beschädigt werden.
Es ist daher wichtig, eine sehr geringe Einführkraft
oder eine Einführkraft von im wesentlichen Null zu
haben, um eine Beschädigung des komprimierbaren elek
trischen Verbinders auszuschließen. Dies ist zum Ein
führen der Platten während der Montage der Gerätschaf
ten bei der Produktion sowie zum Herausziehen der
Platten während Wartungs- und Servicearbeiten an den
Gerätschaften am Einsatzort erforderlich.
Die US-PS 5,273,450 lehrt ein Verbindungssystem mit
einer Einführkraft Null, das flexible Filmschaltungs
einrichtungen verwendet. Die elektrische Anordnung
desselben beinhaltet eine Mutterplatte, einen auf der
Mutterplatte angebrachten Verbinderkörper sowie wenig
stens einen komprimierbaren elektrischen Verbinder,
der von dem Verbinderkörper getragen wird. Eine Toch
terplatte ist in den Verbinderkörper einschiebbar und
ist im wesentlichen senkrecht zu der Mutterplatte an
geordnet. Die Tochterplatte besitzt jeweilige Seiten
sowie jeweilige Schaltungselemente, die mit dem kom
primierbaren elektrischen Verbinder an dem Verb in
derkörper elektrisch verbunden werden. Eine Ablenkein
richtung ist von dem Verbinderkörper getragen und
greift an einer der Seiten der Tochterplatte an, um
die Tochterplatte von dem komprimierbaren elektrischen
Verbinder wegzulenken, während die Tochterplatte in
den Verbinderkörper eingeschoben wird. Außerdem ist
eine Festhalteeinrichtung vorgesehen, um eine seitli
che Klemmkraft auf die Tochterplatte sowie gegen den
Verbinderkörper auszuüben, nachdem die Tochterplatte
in den Verbinderkörper eingeführt worden ist, um da
durch die Tochterplatte in lösbarer Weise an der
Mutterplatte festzuhalten.
Ein weiterer Weg zu einer Verbinderanordnung mit einer
Einführkraft Null für Mutter-/Tochterplatten besteht
in einem Platinenverbinder, der eine Mutterplatte auf
weist, die mit einem Verbindergehäuse zum Aufnehmen
einer Tochterplatte rechtwinklig zu diesem versehen
ist. Eine steuerflächenartige Erhebung ist auf der
Tochterplatte vorgesehen, um an einer schräg ver
laufenden Steuerfläche an dem Verbindergehäuse auf der
Mutterplatte anzugreifen, um dadurch die Tochterplatte
von einem flexiblen elektrischen Verbinder in dem Ver
bindergehäuse auf der Mutterplatte in seitlicher Rich
tung wegzulenken. Wenn die Tochterplatte vollständig
in dem Verbindergehäuse auf der Mutterplatte sitzt,
ist die Steuerflächenerhebung in einer dafür vorge
sehenen Steuerflächenerhebungs-Aussparung an dem Ver
bindergehäuse aufgenommen. Eine Feder ist an dem Ver
bindergehäuse vorhanden, um die Tochterplatte in Rich
tung auf die Mutterplatte vorzuspannen, um dadurch
zwischen diesen eine Festhaltewirkung zu schaffen.
Die vorliegende Erfindung geht noch einen anderen Weg
zur Schaffung einer elektrischen Zwischenverbindung
zwischen einer Mutterplatte und einer Tochterplatte
unter Verwendung eines Schaltungseinrichtungen aufwei
senden flexiblen Films als Zwischenverbindungseinrich
tung.
Die vorliegende Erfindung schafft eine elektronische
Anordnung, vorzugsweise eine Platinenverbinderanord
nung, wie sie häufig an Rückwänden von Schaltungsplat
ten verwendet wird und die deshalb auch als Rückwand-
Verbinderanordnung bezeichnet wird; bei der Platinen
verbinderanordnung handelt es sich um eine des Typs
mit einer Mutterplatte, einem auf der Mutterplatte
angebrachten Verbindergehäuse sowie einer Tochterplat
te, die zur elektrischen Verbindung mit der Mutter
platte in das Verbindergehäuse einschiebbar ist. Die
Anordnung umfaßt ein längliches Verbindergehäuse mit
einem Paar parallel angeordneter, voneinander beab
standeter Gehäuseelemente, die zwischen sich wenig
stens einen Schlitz zur Aufnahme der Tochterplatte
definieren. Eine Krafterzeugungseinrichtung ist in dem
Schlitz angeordnet, wobei die Krafterzeugungseinrich
tung ein Paar federnd nachgiebige, im wesentlichen L-
förmige Elemente aufweist. Ein Schenkel eines jeden L-
förmigen Elements ist zwischen der Mutterplatte und
den jeweiligen Gehäuseelementen fest angeordnet,
während die anderen Schenkel in voneinander beabstan
deter Weise in dem Schlitz hochstehen, um zwischen
sich die Tochterplatte aufzunehmen, wobei die hoch
stehenden Schenkel wenigstens ein Paar einander
gegenüberliegender elastomerer Elemente beinhalten, um
einen Kompressionsdruck auf die Tochterplatte aus zu
üben. Außerdem ist ein flexibles Schaltungselement an
der Krafterzeugungseinrichtung angebracht und be
triebsmäßig zur elektrischen Verbindung der Tochter
platte mit der Mutterplatte angeordnet. Ein bevorzug
tes Merkmal besteht in der Ausbildung einer Steuerflä
cheneinrichtung an den hochstehenden Schenkeln, um ein
Einführen der Tochterplatte zu ermöglichen, ohne daß
dabei eine Beschädigung der Schaltungseinrichtungen
auf dem flexiblen Schaltungselement verursacht wird,
das vorzugsweise in Form eines flachen Films vorge
sehen ist.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Platinenverbin
deranordnung mit einer Mutterplatte, einem einen
Schlitz aufweisenden Verbindergehäuse sowie einer
Tochterplatte, die zur Herstellung einer elektrischen
Verbindung mit der Mutterplatte in den Schlitz des
Verbindergehäuses einschiebbar ist, wobei sich die
Platinenverbinderanordnung dadurch auszeichnet, daß
der Schlitz eine in diesem angeordnete Krafterzeu
gungseinrichtung beinhaltet, die ein federnd nachgie
biges L-förmiges Element aufweist, wobei ein Schenkel
des L-förmigen Elements zwischen der Mutterplatte und
dem Verbindergehäuse fest angeordnet ist und der
andere Schenkel in Kommunikation mit der Tochterplatte
in dem Schlitz nach oben hochsteht, wobei der hoch
stehende Schenkel ein Druckbeaufschlagungselement zum
Ausüben von Druck auf die Tochterplatte beinhaltet,
und daß ein flexibles Schaltungselement an der Kraft
erzeugungseinrichtung angebracht ist und be
triebsmäßig zur elektrischen Verbindung der Tochter
platte mit der Mutterplatte angeordnet ist.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden
im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen
mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer erfindungs
gemäßen Platinenverbinderanordnung;
Fig. 2 eine Perspektivansicht eines von zwei
Krafterzeugungselementen, die in die er
findungsgemäße Platinenverbinderanordnung
integriert sind;
Fig. 3 eine vergrößerte, fragmentarische Drauf
sicht auf das Ende des Krafterzeugungsele
ments der Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4
der Fig. 1;
Fig. 5 eine Schnittansicht einer bevorzugten Aus
führungsform für ein nachgiebiges Feder
element′ das Teil des in Fig. 2 darge
stellten Krafterzeugungselements ist;
Fig. 6-8 Schnittansichten unter Darstellung der
aufeinanderfolgenden Schritte beim
Bestücken der Platinenverbinderanordnung
der Fig. 1;
Fig. 9 eine der Fig. 5 ähnliche Schnittansicht
unter Darstellung einer weiteren Aus
führungsform einer elastischen Feder, die
Teil eines Krafterzeugungselements ist;
und
Fig. 10 eine Schnittansicht einer Platinenverbin
deranordnung, in die die elastische Feder
der Fig. 9 integriert ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist die vorliegende
Erfindung auf eine Platinenverbinderanordnung des Typs
mit einer Mutterplatte 10, einem auf einer Flachseite
der Mutterplatte 10 angebrachten Verbindergehäuse 12
und einer Tochterplatte 14 gerichtet, die in dem Ver
bindergehäuse 12 gleitend verschiebbar aufnehmbar ist.
Was die weiteren Details anbelangt, wie sie in den
Fig. 1 bis 4 gezeigt sind, besitzt das Verbinderge
häuse ein Paar länglicher Gehäuseelemente 16, die der
art ausgebildet und angeordnet sind, daß sie einander
benachbart positioniert sind, um zwischen sich wenig
stens einem länglichen Tochterplatten-Aufnahmeschlitz
20 zu definieren. Bei dem bevorzugten Ausführungsbei
spiel der Fig. 1 sind zwei miteinander ausgerichtete
Schlitze 20 zum Aufnehmen einer einzigen Tochterplatte
14 vorgesehen. Außerdem ist der Schlitz 20 durch
schräg verlaufende Seiten 22 definiert, wobei diese
Seiten 22 in Richtung auf die Verbindungs-Schnitt
stelle 24 zwischen dem Verbindergehäuse 12 und der
Mutterplatte 10 konvergieren. An den jeweiligen Enden
26 der Schlitze 20 kann eine Plattenführung in Form
von abgeschrägten Wänden 28 vorgesehen sein. An jedem
Ende 30 sowie in dem mittleren Bereich 32 des Aus
führungsbeispiels der Fig. 1 sind Befestigungslöcher
34 zum Aufnehmen von Befestigungsmitteln 36 zur Befe
stigung der Gehäuseelemente 16 an der Mutterplatte 10
vorgesehen, wie dies in Fig. 4 zu sehen ist. Zur Er
leichterung dieser Befestigung können L-förmige Befe
stigungsstützen 38, die durch Stanzen und Formen aus
einem Metallblech-Rohling gebildet sind, innerhalb
einer Aussparung entlang der Basis 40 und der Schlitz
wandung der Gehäuseelemente 16 in Ausrichtung mit den
Befestigungslöchern 34 vorgesehen sein.
Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, sind die Befe
stigungsstützen 38 durch Stege 41 mit einem L-förmigen
Element 52 verbunden, wie dies im folgenden beschrie
ben wird. Jede Befestigungsstütze 38 beinhaltet einen
hochstehenden Flanschschenkel 43, in dem ein Loch 45
vorgesehen ist. Der Zweck des Lochs 45 besteht darin,
Erhebungen bzw. Vorsprünge 47 entlang der Innenwandung
49 des Gehäuseelements 16 aufzunehmen, um dieses an
der Mutterplatte 10 zu befestigen, wie dies in Fig. 4
zu sehen ist.
Bestandteil des Verbindergehäuses 12 ist eine in dem
Schlitz oder den Schlitzen 20 liegende Krafterzeu
gungseinrichtung 50, die ein Paar L-förmiger Elemente
52 aufweist, die aus einem elastischen Material, wie
z. B. Kunststoff oder Metall, gebildet sind, wobei ein
Schenkel 54 derselben zwischen der Mutterplatte 10 und
der Gehäusebasis 40 liegt. Die anderen Schenkel 56 der
jeweiligen L-förmigen Elemente 52 sind voneinander
beabstandet und stehen innerhalb des Schlitzes 20
zwischen den Gehäuseelementen 16 nach oben, wie dies
in den Fig. 4 bis 6 zu sehen ist. Die Enden 58 dieser
anderen bzw. zweiten Schenkel 56 sind mit einer ge
formten Steuerfläche 59 versehen, die zum Auseinander
spreizen der zweiten Schenkel 56 zusammenarbeiten,
wenn die Tochterplatte 14 zwischen diese eingeführt
wird, wie dies nachfolgend beschrieben wird.
Ein Merkmal eines jeden Schenkels 54, 56 besteht in
der Ausbildung in Längsrichtung verlaufender Nuten 60,
62 zum Aufnehmen komprimierbarer Elemente 64, 66 wobei
es sich z. B. um ein stangenartiges Element aus einem
elastomeren Material handelt. Fig. 5 zeigt eine ver
größerte Schnittansicht eines bevorzugten L-förmigen
Elements 52, wobei die komprimierbaren Elemente 64, 66
innerhalb der Nuten 60, 62 angeordnet sind. Außerdem
ist zu erkennen, daß ein flexibler Film 70 mit darauf
vorhandenen Schaltungseinrichtungen 72, wie dies in
Fig. 2 zu sehen ist, in der dargestellten Weise um die
L-förmigen Elemente 52 gewickelt ist. D. h., ein Film
rand 74 ist um das Ende 76 des Schenkels 54 herumge
wickelt und an diesem befestigt, wobei der Film dann
straff angeordnet ist und sich über die komprimierba
ren Elemente 64, 66 erstreckt und schließlich wiederum
an der Rückseite 78 befestigt ist. Aufgrund dieser
Anordnung können die komprimierbaren Elemente 64, 66
den flexiblen Film 70 mit einer Kraft beaufschlagen,
um diesen mit der Mutterplatte oder der Tochterplatte
zu verbinden. In diesem Zusammenhang ist auf die in
den Fig. 5 bis 7 dargestellte Einführabfolge der Toch
terplatte 14 aus der nichteingeführten Position in
eine teilweise eingeführte Position bzw. die vollstän
dig eingeführte Position hinzuweisen.
Bei dieser Abfolge ist zu erkennen, daß die Tochter
platte 14 einen zentralen Schlitz 80 aufweist, der
sich von dem Steckende 82 der Tochterplatte weg öffnet
und in der vollständig verbundenen Position den mitt
leren Bereich 32 aufnimmt. Außerdem beinhaltet die
Tochterplatte 14 mehrere Löcher 84, die jeweils mit
einem Paar der Enden 58 der L-förmigen Elemente 52
ausgerichtet sind und diesen entsprechen. Beim Einfüh
ren der Tochterplatte 14 in den Schlitz 20 (Fig. 7)
tritt die Steckkante 82 mit den Schenkelenden 58 in
Berührung, wodurch die Schenkel auseinandergespreizt
werden. Durch die Verwendung des schmalen Stegs 41
zwischen dem L-förmigen Element 52 und der Befesti
gungsstütze 38 kann sich dieses L-förmige Element 52
um den Steg 41 verschwenken oder verdrehen, um ein
Einführen der Tochterplatte 14 zu ermöglichen. Bei
weitergehendem Einführ- oder Verbindungsvorgang bewe
gen sich die Steuerflächen 59 in seitlicher Richtung
zur Aufnahme der Tochterplatte 14, wobei sie sich die
Hauptflächen derselben außerhalb der Schaltungsbahnen
bzw. Leiterbahnen entlangbewegen, bis die Tochterplat
te 14 vollständig in dem Schlitz sitzt, wie dies in
Fig. 8 gezeigt ist. Ein vollständiges Einführen der
Schaltungsplatte ist dann erreicht, wenn die Löcher 84
zwischen den entsprechenden Steuerflächen 59 seitlich
ausgerichtet sind und die Schenkel 56 in einen Verrie
gelungszustand mit den Löchern 84 zurückfedern. Der
Einführvorgang erfolgt ohne Beschädigung des flexiblen
Films.
Die Fig. 9 und 10 zeigen ein weiteres Ausführungsbei
spiel einer Krafterzeugungseinrichtung 50′, wobei
jeder Schenkel eines L-förmigen Elements 52′ mit einem
Paar komprimierbarer Elemente 90, 92 und 94, 96
versehen ist. Außerdem sind zwei separate flexible
Filme 98, 100 vorhanden, wobei, wie am besten in Fig.
9 zu sehen ist, der über den komprimierbaren Elementen
90 und 94 liegende Film 98 die Schaltungseinrichtungen
derselben elektrisch miteinander verbindet und der
Film 100 die über den komprimierbaren Elementen 92 und
96 liegenden Schaltungseinrichtungen elektrisch mit
einander verbindet. Fig. 10 veranschaulicht die Ver
wendung einer solchen modifizierten Krafterzeugungs
einrichtung zum elektrischen Verbinden einer Tochter
platte 14′ mit einer Mutterplatte 10′.
Claims (10)
1. Platinenverbinderanordnung mit einer Mutterplatte
(10), einem einen Schlitz (20) aufweisenden Ver
bindergehäuse (12) sowie einer Tochterplatte (14),
die zur elektrischen Verbindung mit der Mutter
platte (10) in den Schlitz (20) des Verbinderge
häuses (12) einschiebbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (20) eine
in diesem angeordnete Krafterzeugungseinrichtung
(50) aufweist, die ein federnd nachgiebiges L-
förmiges Element (52) besitzt, wobei ein Schenkel
(54) des L-förmigen Elements (52) zwischen der
Mutterplatte (10) und dem Verbindergehäuse (12)
feststehend angeordnet ist und der andere Schenkel
(56) in Kommunikation mit der Tochterplatte (14)
in dem Schlitz (20) nach oben hochsteht, wobei der
hochstehende Schenkel (56) ein Druckbeauf
schlagungselement zum Aufbringen von Druck auf die
Tochterplatte (14) beinhaltet, und daß ein
flexibles Schaltungselement (70) an der Krafter
zeugungseinrichtung (50) angebracht ist und be
triebsmäßig zur elektrischen Verbindung der Toch
terplatte (14) mit der Mutterplatte (10) angeord
net ist.
2. Platinenverbinderanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Krafterzeugungs
einrichtung (50) ein Paar L-förmiger Elemente (52)
mit einem Paar hochstehender Schenkel (56) auf
weist, wobei jeder der hochstehenden Schenkel (56)
ein elastomeres Element (66) beinhaltet, die ein
ander gegenüberliegen, und wobei die hochstehenden
Schenkel (56) in dem Schlitz (20) zur Aufnahme der
Tochterplatte (14) voneinander beabstandet sind.
3. Platinenverbinderanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die hochstehenden
Schenkel (56) Schenkelenden (58) besitzen, die
einander gegenüberliegende, zusammenwirkende
Steuerflächenelemente (59) aufweisen, die be
triebsmäßig zum Auseinanderspreizen der hoch
stehenden Schenkel (56) angeordnet sind, wenn die
Tochterplatte (14) mit diesen in Berührung tritt.
4. Platinenverbinderanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tochterplatte (14)
mit einem mit den Schenkelenden (58) ausgerichte
ten Loch (84) versehen ist, so daß beim vollstän
digen Einsetzen der Tochterplatte (14) in den
Schlitz (20) die hochstehenden Schenkel (56)
zurückfedern und die Schenkelenden (58) in dem
Loch (84) zum Sitzen kommen.
5. Platinenverbinderanordnung nach einem der voraus
gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Druck
beaufschlagungselement um ein elastomeres Element
(66) handelt.
6. Platinenverbinderanordnung nach einem der voraus
gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel (54,
56) des L-förmigen Elements (52) eine seitlich
ausgerichtete Nut (60, 62) zum Aufnehmen des
elastomeren Elements (64, 66) aufweist, und daß
das flexible Schaltungselement (70) mit dem
elastomeren Element (64, 66) in Berührung steht.
7. Platinenverbinderanordnung nach einem der An
sprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel (54,
56) ein Paar paralleler Nuten aufweist, die
elastomere Elemente (90, 92, 94, 96) enthalten,
wobei die elastomeren Elemente eines jeweiligen
Paares dazu ausgelegt sind, Druck auf ein jeweils
anderes flexibles Schaltungselement (98, 100) aus
zuüben.
8. Platinenverbinderanordnung nach einem der voraus
gehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des L-
förmigen Elements (52) eine Flanscheinrichtung
(38) zum Anbringen des L-förmigen Elements an der
Mutterplatte (10) vorgesehen ist.
9. Platinenverbinderanordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Flanscheinrich
tung (38) mit dem L-förmigen Element (52) durch
einen schmalen Steg (41) verbunden ist, so daß dem
L-förmigen Element (52) die Ausführung einer seit
lichen steuerflächenartigen Bewegung ermöglicht
ist, während die Flanscheinrichtung (38) zwischen
dem Verbindergehäuse (12) und der Mutterplatte
(10) fest angebracht ist.
10. Platinenverbinderanordnung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Flansch
einrichtung (38) auf halbem Wege entlang des Ver
bindergehäuses (12) zwischen einem Paar in Längs
richtung miteinander ausgerichteter, L-förmiger
Elemente (52) vorgesehen ist.
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