DE602005000763T2

DE602005000763T2 - Elektrischer Verbinder

Info

Publication number: DE602005000763T2
Application number: DE602005000763T
Authority: DE
Inventors: Mark A. Batavia Richmond; Armando Bolingbrook Jaquez
Original assignee: Cinch Connectors Inc
Current assignee: Cinch Connectors Inc
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2025-02-02
Also published as: ATE358343T1; EP1571733A1; DE602005000763D1; EP1571733B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektrische Verbinder und betrifft im Besonderen lösbar miteinander verbindbare elektrische Verbinderanordnungen, ausgebildet zum Bereitstellen von multiplen elektrischen Kontakten zwischen gedruckten Schaltungsplatten, flexiblen Kabeln und anderen Komponenten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Elektrische Kontakte vom Twist-Pin-und-Sockel-Typ sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt. Beispielsweise sind Kontakte dieses Typs von der Firma Cinch Connectors, Inc., Lombard, IL, unter der Marke Dura-Con^® erhältlich. Diese Kontakte bestehen aus einem Pin und einem röhrenförmigen Sockel, der ausgebildet ist zum Aufnehmen des Pins und Herstellen einer elektrischen Verbindung mit demselben. Der Pin ist aus einer Mehrzahl von Drahtsträngen gebildet, die lose gewickelt oder zusammengedreht sind, um eine Helix zu bilden. Um die Drahtstränge an ihren distalen Enden zusammenzufügen, werden die distalen Enden miteinander verschmolzen oder in Lötmetall eingeschlossen. Um einen Interferenzsitz zu erzeugen, wenn der Pin in den Sockel eingeführt wird, ist eine Ausbauchung auf halbem Wege entlang der Länge des Pins bereitgestellt dadurch, dass die Helix an diesem Ort gezwungen wird, sich nach außen zu wölben. Demgemäß sollte die Ausbauchung größer sein als der Querschnitt des korrespondierenden Sockels. Weil der Pin aus Drahtsträngen hergestellt ist, weist die Ausbauchung eine elastische Qualität auf und kann bei Entfernung aus dem Sockel ihren Originaldurchmesser im Wesentlichen zurückgewinnen. Dies erlaubt ein vielmaliges wiederlösbares Verbinden von Pin und Sockel.
Zur Anbindung des Pins an eine gedruckte Schaltungsplatte ist ein Schaft bereitgestellt, der an dem Helixbereich des Pins gegenüber dem distalen Ende der zusammengefügten Drähte integral befestigt ist. Ferner ist ein ähnlicher Schaft an dem Sockel bereitgestellt. Der Schaft wird über ein Loch aufgenommen, welches durch eine elektrische Bahn auf der gedruckten Schaltungsplatte hindurch angeordnet ist, und mit demselben verlötet, um eine elektrische Verbindung bereitzustellen. Zur Anbindung des Pins oder Sockels an einen Draht ist an Stelle des Schaftes eine Hülse bereitgestellt, welche den Draht aufnehmen und an ihm angecrimpt oder angelötet werden kann.
Um eine große Zahl von Pins oder Sockeln an eine gedruckte Schaltungsplatte zu löten, muss jeder Schaft der individuellen Pins und Sockel in das entsprechende Loch eingeführt werden. Sodann muss das Löten von Hand oder nach einer Reflow-Löttechnik durchgeführt werden. Die Anbindung einer Anzahl von Pins oder Sockeln an ein flexibles Kabel oder eine flexible Schaltung, welche multiple Drähte oder Leiter enthält, ist ebenfalls ein komplexer und zeitaufwändiger Vorgang. Hinzu kommt, dass die individuellen Pins und Sockel, wenn sie einmal befestigt sind, offen exponiert sind und leicht beschädigt werden können, wenn man z.B. versucht, den Gegenkontakt einzuführen. Weiter: weil Löten und Crimpen relativ dauerhafte Verbindungstechniken sind, ist es schwierig, einen individuellen Pin oder Sockel, der beschädigt worden ist, zu entfernen und zu ersetzen.
Es besteht also Bedarf, den Prozess des Befestigens einer Anzahl von Twist-Pins und Sockeln an schaltungstragenden Elementen, z.B. gedruckten Schaltungsplatten, Kabeln und dergleichen, besser zu erleichtern. Es besteht ferner Bedarf, die befestigten Twist-Pins und Sockel gegen Beschädigung zu schützen. Es besteht ferner Bedarf, den Austausch von beschädigten Pins und Sockeln zu vereinfachen.
US-A-4108525 offenbart einen elektrischen Verbinder, umfassend zwei hermaphroditische, miteinander verbundene Gehäuse. Jedes Gehäuse umfasst sowohl verdrehte Drahtabschlüsse als auch Sockel, welche mit einem Draht verbunden sind.
US-A-5382169 offenbart einen elektrischen Verbinder, welcher ein einziges Gehäuse umfasst. Das Gehäuse umfasst elastische Kontakte, welche via Leiterstreifen mit Leiterzinken verbunden sind.
US-A-6135815 offenbart einen EMI-Schirm für einen elektrischen Verbinder mit einem einzigen Gehäuse, welches eine Mehrzahl von Öffnungen umfasst.
US-A-5831815 offenbart eine programmierbare Rückschale für einen elektrischen Verbinder mit einem trapezförmigen Vorsprung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt einen elektrischen Verbinder bereit, der multiple elektrische Verbindungen zwischen schaltungstragenden Elementen, z.B. gedruckten Schaltungsplatten und flexiblen Kabeln, über eine Mehrzahl von Twist-Pin-und-Sockel-Kontakten herstellen kann. Der elektrische Verbinder ist in Anspruch 1 spezifiziert. Wenn die Kontaktfläche benachbart zu einer gedruckten Schaltungsplatte oder anderen Komponente platziert wird, sind die vorstehenden Sekundärkontakte in der Lage, mit auf derselben angeordneten exponierten elektrischen Bahnen in Kontakt zu treten. Durch Halten der Kontaktfläche benachbart zu der gedruckten Schaltungsplatte entfällt die Notwendigkeit, individuelle Kontakte an die gedruckte Schaltungsplatte zu löten oder sonstwie permanent zu fixieren.
Somit besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass sie das Befestigen einer großen Anzahl von Pins und/oder Sockeln an einer gedruckten Schaltungsplatte oder anderen Komponenten vereinfacht. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die vorliegende Erfindung die Möglichkeit des gleichzeitigen Verbindens oder Trennens einer großen Zahl von individuellen Pin-und-Sockel-Typ-Kontakten ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie die Pins und Sockel schützt durch Platzieren derselben innerhalb von schützenden Gehäusen. Ein weiterer Vorteil ist, dass Entfernung und Austausch der Pins und Sockel auf einer gedruckten Schaltungsplatte und anderen Komponenten stark vereinfacht ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die elastischen Kontakte zuverlässiger sind als Kontakte mit starrer Oberfläche, wenn sie Vibrationen oder Kalttemperaturextremen ausgesetzt sind.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine perspektivische Draufsicht, die eine Anwendung des elektrischen Verbinders zeigt, wobei das männliche und das weibliche Gehäuse des elektrischen Verbinders an einer gedruckten Schaltungsplatte bzw. einem flexiblen Kabel befestigt gezeigt sind.
2 ist eine perspektivische Draufsicht des männlichen Gehäuses, welche den Vorsprung und eine Mehrzahl von Öffnungen zeigt.
3 ist eine Explosionsdarstellung des männlichen Gehäuses, welche die Komponenten des männlichen Gehäuses zeigt.
4 ist eine geschnittene perspektivische Darstellung des zusammengebauten männlichen Gehäuses.
5 ist eine geschnittene Seitenansicht des zusammengebauten männlichen Gehäuses, wobei die Anordnung der Kontakte innerhalb der Öffnung gezeigt ist.
6 ist eine perspektivische Draufsicht auf das weibliche Gehäuse des elektrischen Verbinders, welche die Aufnahme zeigt.
7 ist eine Explosionsdarstellung des weiblichen Gehäuses, welche die Komponenten des weiblichen Gehäuses zeigt.
8 ist eine geschnittene perspektivische Darstellung des zusammengebauten weiblichen Gehäuses.
9 ist eine geschnittene Seitenansicht des zusammengebauten weiblichen Gehäuses, welche die Anordnung der Kontakte innerhalb der Öffnung zeigt.
10 ist eine geschnittene perspektivische Darstellung, welche das männliche und weibliche Gehäuse einander gegenüberliegend zeigt.
11 ist eine geschnittene perspektivische Darstellung, welche das männliche und weibliche Gehäuse miteinander verbunden zeigt.
12 ist eine perspektivische Draufsicht, welche eine Anwendung des elektrischen Verbinders zeigt, wobei das männliche Gehäuse und das weibliche Gehäuse an einer gedruckten Schaltungsplatte bzw. einem flexiblen Kabel befestigt gezeigt sind.
13 ist eine perspektivische Draufsicht der Anwendung von
12, welche das männliche und weibliche Gehäuse miteinander verbunden zeigt.
14 ist eine Schnittdarstellung des männlichen Gehäuses, welches gegen die gedruckte Schaltungsplatte gedrückt ist.
15 ist eine perspektivische Draufsicht, welche eine weitere Anwendung des elektrischen Verbinders zeigt, wobei das männliche und das weibliche Gehäuse jeweils an einer gedruckten Schaltungsplatte befestigt und einander gegenüberliegend gezeigt sind.
16 ist eine perspektivische Draufsicht der Anwendung von
15, welche das männliche und weibliche Gehäuse miteinander verbunden zeigt.
17 ist eine geschnittene Explosionsdarstellung, die das männliche Gehäuse gemäß einer weiteren Ausführungsform des elektrischen Verbinders zeigt.
18 ist eine geschnittene Vorderansicht des zusammengebauten männlichen Gehäuses der in 17 gezeigten Ausführungsform.
19 ist eine perspektivische Ansicht von unten des männlichen Gehäuses gemäß einer weiteren Ausführungsform des elektrischen Verbinders, der zum Bereitstellen einer rechtwinkligen Verbindung konfiguriert ist.
20 ist eine Explosionsdarstellung des männlichen Gehäuses von 19, welche die Komponenten des männlichen Gehäuses zeigt.
21 ist eine Vorderansicht des männlichen Gehäuses von 19.
22 ist eine geschnittene Seitenansicht des männlichen Gehäuses von 19, welche die Anordnung der Kontakte innerhalb der Öffnung zeigt.
23 ist eine Draufsicht des männlichen Gehäuses von 19.
DETAILBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Es wird nun auf die zeichnerische Darstellung Bezug genommen, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen und gemäß welcher 1 eine Ausführungsform eines elektrischen Verbinders 100 illustriert, der in Einklang mit den Lehren der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Der elektrische Verbinder ist ausgebildet, über eine Mehrzahl von Twist-Pin-und-Sockel-Verbindern die mechanische und elektrische Verbindung zwischen zwei schaltungstragenden Elementen, z.B. zwischen einer gedruckten Schaltungsplatte 106 und einem flexiblen Kabel 108, bereitzustellen. Zur Aufnahme der Mehrzahl von Twist-Pins ist ein männliches Gehäuse 102 bereitgestellt, welches an der gedruckten Schaltungsplatte befestigt gezeigt ist, während zur Aufnahme der korrespondierenden Sockel ein weibliches Gehäuse 104 bereitgestellt ist, welches an dem flexiblen Kabel befestigt gezeigt ist. Das weibliche Gehäuse ist ausgebildet, mit dem männlichen Gehäuse lösbar verbunden zu werden, derart, dass die Pins und Sockel in der vorgesehenen Art und Weise ausgerichtet und verbunden werden.
Wie besser in 2 illustriert, ist die besondere Ausführungsform des männlichen Gehäuses 102 als ein rechteckiger Körper ausgebildet, der einen sich von einer Seite erstreckenden Vorsprung 120 mit einem trapezförmigen Profil aufweist. Die Komponenten des männlichen Gehäuses, welche in 3 illustriert sind, umfassen eine Vorderschale 122, welche den Vorsprung 120 umfasst, eine Rückschale 124 und natürlich eine Mehrzahl von Pins 110. Der Pin 110 kann eine Helix 132 umfassen, welche mit einem ausgebauchten Zentrum 134 ausgebildet ist, das sich zu einer Löt- oder Schweißspitze 136 verjüngt. Jeder Pin 110 kann ferner einen Schaft 138 umfassen, der sich in der der Helix entgegengesetzten Richtung zu einem distalen Ende 130 erstreckt. Die Vorder- und Rückschale sind vorzugsweise aus einem nicht-leitfähigen geformten Thermoplast, z.B. Polyphenylensulfid (PPS), hergestellt.
Zur Aufnahme der Pins 110 innerhalb des männlichen Gehäuses sind eine Mehrzahl von Öffnungen 140 durch die Vorderschale 122 hindurch angeordnet. Im Einzelnen, wie aus 4 ersichtlich, sind die Öffnungen 140 zylindrisch gestaltet und erstrecken sich senkrecht von einer Vorsprungsfläche 142, welche durch den Vorsprung 120 definiert ist. Wichtig ist, dass die Öffnungen in einem Muster angeordnet sind, welches mit der Geometrie des Vorsprungs abgestimmt und von derselben abhängig ist. Bei der illustrierten Ausführungsform umfasst dieses Muster multiple Reihen von Öffnungen. In jede Öffnung 140 ist ein Pin 110 eingeführt und so orientiert, dass die Helix 132 koextensiv innerhalb des Vorsprungs 120 lokalisiert ist, während der Schaft 138 auf der gegenüberliegenden Seite über die Vorderschale hinaus vorsteht. Hierbei sind die Helixbereiche der Pins innerhalb der Öffnungen geschützt verborgen. Dies verhindert, dass die Pins beschädigt oder verbogen werden durch Kollision mit Gegenständen aus der äußeren Umgebung. Weiterhin werden hierbei die Pins 110 durch die Wände der Öffnungen elektrisch voneinander isoliert.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, gemäß welcher zum Zwecke des Zusammenfügens der Vorderschale 122 mit der Rückschale 124 die Vorderschale einen rechteckigen Flansch 144 aufweist, der an der Basis des Vorsprungs 120 lokalisiert ist und als solche wirkt. Die Rückschale 124 ist als ein ähnlich dimensioniertes Rechteck ausgebildet, welches eine obere Fläche 160 und eine korrespondierende untere Fläche 162 definiert. Im zusammengefügten Zustand, wie in 4 illustriert, liegt die Anlagefläche 160 an dem Flansch 144 an. Um die zusammengefügten Schalen miteinander zu verriegeln, sind ein Paar Löcher 150, 152 durch die Vorderschale hindurch auf jeder Seite des Vorsprungs 120 angeordnet, während zwei korrespondierende Löcher 170, 172 durch die Rückschale 124 hindurch angeordnet sind, wie in 3 illustriert. Beim Zusammenfügen der Schalen werden die zwei Sätze von Löchern miteinander ausgerichtet und zwei röhrenförmige Hülsen 190, 192 mit Presssitz oder sonstwie in den ausgerichteten Löchern fixiert.
Zum Vollenden der elektrischen Verbindungen über das männliche Gehäuse sind eine Mehrzahl von zylindrischen Öffnungen 164 durch die Rückschale 124 hindurch in einem Muster angeordnet, welches zu der Mehrzahl von Öffnungen 140, die durch die Vorderschale 122 hindurch angeordnet sind, korrespondiert, wie aus 3 ersichtlich. Jede Öffnung in dem Rückgehäuse kann Sekundärkontakte, z.B. einen Stößel 180 und einen flexiblen Kontakt, aufnehmen. Der flexible Kontakt ist ein Bauschdrahtkontakt 188. Bei anderen Ausführungsformen kann der flexible Kontakt ein elektrisch leitfähiger Elastomerkontakt oder ein Helixfederkontakt sein.
Vorzugsweise ist der Stößel gemäß der illustrierten Ausführungsform fest und weist im Wesentlichen die Gestalt eines Geschosses mit einer verjüngten Spitze 182 auf, wie in US-Patent Nr. 5 704 795 beschrieben. Derartige Stößel sind typisch aus sauerstofffreiem Kupfer, Beryllium-Kupfer, Messing oder einem anderen elektrisch leitfähigen Material hergestellt. Derartige Stößel sind beispielsweise von der Firma Cinch Connectors, Inc., Lombard, IL, erhältlich. Alternativ kann der Stößel von dem Typ sein, der einen vergrößerten zylindrischen Basisbereich mit einem Abschlussbereich kleineren Durchmessers aufweist, wie in US-Patent Nr. 5 127 837 beschrieben. Der Bauschdrahtkontakt ist typischerweise als ein zylindrisches Element ausgebildet, hergestellt aus einem dünnen elektrisch leitfähigen Draht, der zu einem elastischen und wirren Büschel oder Bausch geformt ist. Dadurch weist der Bauschdrahtkontakt eine Federqualität auf und kann seine Originalgestalt nach Kompression wieder zurückgewinnen. Derartige Bauschdrahtkontakte sind z.B. von der Firma Cinch Connectors, Inc., Lombard, IL, unter der Marke CIN::ASPE^® kommerziell erhältlich.
Es wird nun auf 5 Bezug genommen, gemäß welcher der Stößel 180 mit der Spitze voraus in die Öffnung 164 eingeführt wird, gefolgt von der axialen Einführung des Bauschdrahtkontaktes 188. Demgemäß sollte der Durchmesser der Öffnung etwas größer sein als der Durchmesser des Stößels oder des Bauschdrahtkontaktes, die beide vorzugsweise ähnlich im Durchmesser sind. Um dem Stößel zu erlauben, über das männliche Gehäuse hinaus vorzustehen, verjüngt sich die Öffnung einwärts wie ein Konus 174 zunächst dem Punkt, wo die Öffnung durch die Kontaktfläche 162 des Rückgehäuses 124 hindurch angeordnet ist. Hierbei sitzt der geschossförmige Stößel 180 so in dem Konus 174, dass seine verjüngte Spitze 182 über die Kontaktfläche 162 hinaus vorsteht. Die Öffnungen 164 isolieren jeden Satz von Stößeln und Bauschdrahtkontakten körperlich und elektrisch voneinander. Um das Einführen der Stößel und der Bauschdrahtkontakte in die Öffnungen 164 zu erleichtern, ist es bevorzugt, wenn die Eingänge 166 zu den Öffnungen versenkt sind, wie in 3 illustriert.
Es wird auf 4 und 5 Bezug genommen, gemäß welchen beim Zusammenfügen von Vorderschale 122 und Rückschale 124 die Öffnungen 140 in der Vorderschale mit den Öffnungen 164 in der Rückschale axial ausgerichtet werden. Dies bewirkt, dass die vorstehenden Schäfte 138 der Pins mit den Bauschdrahtkontakten 188 in Kontakt kommen und diese gegen die Stößel 180 drücken. Um zu verhindern, dass der Pin 110 durch die Öffnung 140 hindurch und aus dem Vorsprung heraus geschoben wird, ist eine Schulter 146 innerhalb der Öffnung gebildet, mit der ein an dem Pin gebildeter ringförmiger Rand 139 zur Anlage kommen kann, wie in 5 illustriert. So werden die Pins und die Sekundärkontakte innerhalb der ausgerichteten Öffnungen zwischen der Vorder- und Rückschale gefangen. Es versteht sich, dass der Schaft, damit er den Bauschdrahtkontakt zusammendrücken kann, ausreichend lang sein muss, um die Öffnungen des Rückgehäuses zu erreichen. Vorzugsweise, wie in 5 illustriert, ist der Schaft teilweise in die Öffnung 164 eingeführt, um den Bauschdrahtkontakt 188 zusammenzudrücken. Um den Schaft in die Öffnung eintreten zu lassen, weist das distale Ende 130 des Schaftes 138, wie in 3 illustriert, einen gegenüber dem Rest des Schaftes verminderten Durchmesser auf. Weiterhin wird das Einführen des distalen Endes 130 durch Versenken der Eingänge 166 zu den Öffnungen erleichtert, wie in 3 illustriert.
Zum Ausrichten der zwei Mehrzahlen von Öffnungen beim Zusammenfügen der Vorder- und Rückschale umfasst die Rückschale einen in der Anlagefläche 160 gebildeten Rücksprung, wodurch eine Rücksprungfläche 168 definiert wird, siehe 3. Die Gestalt und Größe des Rücksprungs korrespondiert zu einer Stufe 148, die sich von dem Flansch 144 der Vorderschale gegenüber dem Vorsprung 120 erstreckt. Wie für den Fachmann leicht erkennbar, erlauben die Stufe und der Rücksprung ein Ausrichten der Öffnun gen, wenn Stufe und Rücksprung in Eingriff kommen. Bei der illustrierten Ausführungsform sind die Mehrzahl von Öffnungen 164 der Rückschale allesamt durch die Rücksprungfläche 168 hindurch angeordnet, während die Mehrzahl von Öffnungen 140 der Vorderschale allesamt durch die Stufe 148 hindurch angeordnet sind.
Es wird auf 4 und 5 Bezug genommen, gemäß welchen ein Hohlraum in der äußersten Oberfläche der Stufe 148 gebildet ist, der definiert ist durch eine Hohlraumseitenwand 154 und die Rücksprungfläche 168, wenn die Vorder- und Rückschale zusammengefügt sind. Um zu verhindern, dass die Pins aus dem männlichen Gehäuse herausgezogen werden, ist der Hohlraum mit Epoxid gefüllt, welches die Schäfte 138 der Pins umhüllt. Das Epoxid hat ferner einen zusätzlichen Umweltvorteil insofern, als es das Innere des männlichen Gehäuses abdichtet. Das Epoxid sollte nicht-leitfähig sein und sollte anbindungsfähig an das Vordergehäuse sein, z.B. ein Zweikomponenten-Epoxid mit der Produkt-Nummer EE4198/HD3561, erhältlich von der Firma Henkel-Loctite, 211 W. Franklin St., Olean, New York, USA. Wichtig ist, dass kein Teil des Epoxids die distalen Enden 130 der Schäfte 138 bedecken sollte, damit eine elektrische Kommunikation durch das männliche Gehäuse möglich ist.
Es wird nun auf 6 Bezug genommen, gemäß welcher das weibliche Gehäuse 104 ebenfalls als ein im Wesentlichen rechteckiger Körper ausgebildet ist, jedoch mit einer Aufnahme 200, die sich von einer Seite erstreckt. Wie der Vorsprung 120 weist bei der vorliegenden Ausführungsform die Aufnahme 200 eine im Wesentlichen trapezförmige Gestalt auf und erstreckt sich senkrecht von dem rechteckigen weiblichen Gehäuse. Die anderen Komponenten des weiblichen Gehäuses, welche in 7 illustriert sind, umfassen eine Vorderschale 202, welche die Aufnahme 200 umfasst, eine Rückschale 204 und die Mehrzahl von Sockeln 210. Die Sockel 210 sind längliche Verbinder mit einem röhrenförmigen Sockelbereich 214 zum Aufnehmen des Twist-Pins an einem Ende und einem Schaft 212 am anderen. Wie die Vorder- und Rückschale des männlichen Gehäuses sind die Vorder- und Rückschale des weiblichen Gehäuses vorzugsweise aus geformtem Polyphenylensulfid hergestellt.
Die Ausgestaltung der Aufnahme ist in 8 besser illustriert, gemäß welcher eine dünne Wand 220 über einen Flanschbereich 222 der Vorderschale 202 hinaus vorsteht. Die Innenfläche der Wand umschließt und definiert einen leeren Raum oberhalb des Flansches, der eine ähnliche, etwas größere trapezförmige Gestalt wie der Vorsprung 120 des männlichen Gehäuses aufweist. Die Sockel 210 erstrecken sich von dem Flansch 222 in den leeren Raum hinein. Zur Aufnahme der Sockel 210 sind eine Mehrzahl von zylindrischen Öffnungen 224 senkecht durch den Flansch 222 hindurch angeordnet. Die Anordnung der Öffnungen 224 korrespondiert zu den Öffnungen, welche durch das männliche Gehäuse hindurch angeordnet sind. Die Sockel sind in jeder Öffnung 224 individuell so orientiert, dass der röhrenförmige Bereich 214 sich in den durch die Aufnahme definierten leeren Raum hinein erstreckt, während der Schaft 212 sich von der anderen Seite der Vorderschale erstreckt. Hierbei umgibt und schützt die dünne Wand 220 die röhrenförmigen Bereiche der Sockel. Um den Sockel 210 innerhalb der Öffnung zu halten, ist eine Schulter 226 in der Öffnung bereitgestellt, mit welcher der Sockel zur Anlage kommen kann, siehe 9.
Die übrigen Komponenten des weiblichen Gehäuses sind ähnlich zu denjenigen des männlichen Gehäuses und funktionieren auf dieselbe Weise. So ist beispielsweise, wie aus 7, 8 und 9 ersichtlich, die Rückschale 204 als ein Rechteck mit einer Anlagefläche 240 und einer Kontaktfläche 242 ausgebildet, wobei eine Mehrzahl von zylindrischen Öffnungen 244 hierzwischen angeordnet sind. Diese Öffnungen nehmen jeweils einen Stößel 260 und einen Bauschdrahtkontakt 262 des oben beschriebenen Typs auf. Die Stößel sitzen so innerhalb der Öffnungen, dass sie teilweise über die Kontaktfläche 242 der Rückschale hinaus vorstehen. Zum Zusammenfügen der Schalen wird die Anlagefläche 240 der Rückschale 204 mit dem Flansch 222 der Vorderschale 202 zur Anlage gebracht. Um richtige Ausrichtung der Öffnungen 224 in der Vor derschale mit den Öffnungen 244 in der Rückschale zu gewährleisten, ist eine Rücksprungfläche 246 in der Rückschale gebildet, die mit einer sich von dem Flansch 222 der Vorderschale erstreckenden Stufe 228 in Kontakt kommt. Die Stufe umfasst ferner einen Hohlraum, der definiert ist durch eine Hohlraumseitenwand 236 und die Rücksprungfläche 246 und der mit einem Epoxid gefüllt sein kann. Zum dauerhaften Fügen der Vorder- und Rückschale sind zwei Löcher 230, 232 durch den Flansch 222 hindurch angeordnet, welche zu zwei Löchern 250, 252, die durch die Rückschale hindurch angeordnet sind, korrespondieren. Beim Zusammenfügen der Schalen werden die Löcher miteinander ausgerichtet und Hülsen 270, 272 werden mit Presssitz in die Löcher gefügt.
Es wird auf 10 Bezug genommen, gemäß welcher zum Miteinanderverbinden des männlichen Gehäuses 102 und des weiblichen Gehäuses 104 die beiden Gehäuse so orientiert werden, dass der Vorsprung 120 zu der Aufnahme 200 hin gerichtet ist. Der Vorsprung wird dann in den durch die Aufnahme definierten leeren Raum eingeführt und eingeschoben. Weil die Anordnungen der Öffnungen von den Geometrien des Vorsprungs und der Aufnahme sowie voneinander abhängen, hat das Einführen des Vorsprungs in die Aufnahme die Funktion, die Mehrzahl von Pins 110 mit der Mehrzahl von Sockeln 210 auszurichten. Um das Einführen des Vorsprungs zu erleichtern, ist es bevorzugt, wenn der innere Rand 234 der Aufnahmewand 220 abgeschrägt ist. Es wird ferner erkennbar sein, dass durch die Verwendung von trapezförmigen Gestalten, die nur in einer Orientierung miteinander verbunden werden können, die korrekte Polarität der Verbinder gewährleistet wird. Es versteht sich und wird für den Fachmann erkennbar sein, dass viele andere Geometrien eine oder mehrere der oben beschriebenen Funktionen erfüllen und dass die vorliegende Erfindung nicht als auf eine trapezförmige Ausführungsform beschränkt zu verstehen ist.
Wie in 11 illustriert, wird die elektrische Verbindung zwischen den Gehäusen hergestellt, wenn die Sockel 210 in den die Pins 110 enthaltenden Öffnungen 140 aufgenommen werden, so dass sie mit dem Helixbereich der Pins in Kontakt kommen. Wie aus 11 ersichtlich, werden die multiplen Pin-und-Sockel-Kontakte gleichzeitig gebildet, und somit wird der elektrische Verbinder als "massenterminiert" bezeichnet. Demgemäß muss, um die Pin-und-Sockel-Verbindungen zu erlauben, der Durchmesser jeder Pin-enthaltenden Öffnung 140 ausreichend bemessen sein, um die röhrenförmigen Bereiche 214 der Sockel 210 aufzunehmen. Ferner muss, um volles Einführen der Pins in die Sockel zu gewährleisten, der durch die dünne Wand 220 der Aufnahme definierte leere Raum ausreichend tief sein, um den Vorsprung 120 aufzunehmen.
Wegen des Interferenzsitzes zwischen den Pins und Sockeln trennen sich die miteinander verbundenen Gehäuse nicht leicht. Vielmehr müssen zum Trennen der Verbindung der in 11 gezeigten Gehäuse die Gehäuse mit einer Kraft auseinander gezogen werden, die zum Überwinden der festen Verbindungen zwischen den Pins und Sockeln notwendig ist. Vorzugsweise sollte, um die lösbar verbindbare Funktion zu erleichtern, die Ziehkraft nicht ein solches Maß überschreiten, dass das Trennen der Gehäuse jenseits des vernünftigen menschlichen Vermögens liegt. Vorteilhaft – da die Gehäuse nicht leicht trennbar sind – setzt der elektrische Verbinder einer Trennung infolge mechanischer Schwingungen aus der Umgebung oder ungewollt verursachter Ziehkräfte einen Widerstand entgegen. Die Ziehkraft beträgt maximal ca. 10 ozs. pro Kontakt.
Weil die Verbindung der Pins und Sockel gänzlich innerhalb der Öffnungen stattfindet, ist jede Kontaktkombination körperlich und elektrisch gegenüber den anderen und gegenüber der äußeren Umgebung isoliert. Dies schützt die Kontakte vor möglicher Beschädigung oder Korrosion durch Elemente aus der Umgebung. Zum Schutz der elektrischen Verbindungen gegen RF-Interferenz können bei einigen Ausführungsformen das männliche und das weibliche Gehäuse von Metallabschirmungen umgeben sein, wie auf dem Fachgebiet allgemein bekannt. Zur Vermeidung von Kurzschluss des elektri schen Verbinders ist wichtig, dass die Abschirmungen nicht in Kontakt mit irgendeinem Teil der Kontaktkombinationen kommen sollten.
Der Beschreibung und Illustration der vorstehenden Ausführungsform liegt zugrunde, dass die Twist-Pins innerhalb des männlichen Gehäuses und die Sockel innerhalb des weiblichen Gehäuses angeordnet sind; es wird leicht erkennbar sein, dass diese Anordnung umgekehrt sein kann. Demgemäß sind Ausführungsformen, bei denen die Twist-Pins innerhalb des weiblichen Gehäuses untergebracht sind und die Sockel innerhalb des männlichen Gehäuses untergebracht sind, oder Kombinationen hiervon allesamt beabsichtigt.
Es wird nun auf 12 und 13 Bezug genommen, gemäß welchen eine Anwendung des oben beschriebenen elektrischen Verbinders illustriert ist, der zur Herstellung einer elektrischen Kommunikation zwischen zwei schaltungstragenden Elementen, insbesondere zwischen einem flexiblen Kabel 108 und einer gedruckten Schaltungsplatte 106, verwendet wird. Wie auf dem Fachgebiet hinreichend bekannt, sind über die Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte 106 eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Bahnen 300 lokalisiert. Die leitfähigen Bahnen schließen typischerweise an einem exponierten Kontaktbereich ab, wo die Bahn mit einem elektrischen Kontakt verbunden werden kann. Typischerweise sind die Kontaktbereiche innerhalb des gleichen kleinen Bereichs der gedruckten Schaltungsplatte in einem vorgegebenen Muster konzentriert. Das vorgegebene Muster korrespondiert zu dem Muster von Öffnungen, welche durch die Kontaktfläche des männlichen Gehäuses hindurch angeordnet sind. Ähnlich sind eine Anzahl von ähnlichen Bahnen 310 auf dem flexiblen Kabel 108 gebildet und schließen zusammen in der Nähe des Kabelendes ab.
Wie in 12 illustriert, ist das männliche Gehäuse 102 an der gedruckten Schaltungsplatte 106 an einem Ort befestigt, der zu dem Ort der Kontaktbereiche korrespondiert. Im Einzelnen ist das männliche Gehäuse 102 so befestigt, dass der Vorsprung 120 von der gedruckten Schaltungsplatte 106 weg gerichtet und die Kontaktfläche der Rückschale benachbart zu der ge druckten Schaltungsplatte ist. Zum Befestigen des männlichen Gehäuses 102 an der gedruckten Schaltungsplatte 106 werden zwei Gewindebolzen 304, 306 durch die mit Presssitz gefügten Hülsen geführt und in Gewindeeingriff mit der gedruckten Schaltungsplatte gebracht, oder, alternativ, mit Verbindungspfosten oder Muttern, die auf der gegenüberliegenden Seite der gedruckten Schaltungsplatte bereitgestellt sind. Es versteht sich, dass andere Befestigungsmethoden ausreichen können, um das männliche Gehäuse 102 an der gedruckten Schaltungsplatte 106 zu befestigen, und dass die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten Befestigungselemente begrenzt ist.
Wie aus 12 ersichtlich, ist das weibliche Gehäuse 104 in ähnlicher Weise an dem flexiblen Kabel 108 an einem Ort befestigt, der zu dem Ort der Kontaktbereiche korrespondiert. Das weibliche Gehäuse 104 ist so befestigt, dass die Aufnahme 200 von dem flexiblen Kabel 108 weg gerichtet und die Kontaktfläche benachbart zu dem flexiblen Kabel ist. Um das weibliche Gehäuse mit dem flexiblen Kabel in Kontakt zu halten, ist eine Rückplatte 314 bereitgestellt, welche das Kabel sandwichartig zwischen sich selbst und dem weiblichen Gehäuse anordnet. Bei der illustrierten Ausführungsform sind zwei Gewindebolzen 316, 318 durch die Rückplatte und das flexible Kabel eingeführt und passieren die mit Presssitz gefügten Hülsen, um parallel mit der Aufnahme vorzustehen.
Es wird nun auf 14 Bezug genommen, gemäß welcher zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von der gedruckten Schaltungsplatte 106 durch das männliche Gehäuse 102 hindurch die Kontaktbereiche 308 mit den vorstehenden verjüngten Spitzen 182 der in dem männlichen Gehäuse enthaltenen Stößel 180 in Kontakt kommen. Im Einzelnen wird erkennbar sein, dass, wenn das männliche Gehäuse 102 gegen die gedruckte Schaltungsplatte gedrückt wird, der Kontaktbereich mit dem vorstehenden Stößel 180 in Kontakt kommt und denselben in die Öffnung 164 hinein versetzt. Der versetzte Stößel wiederum komprimiert den Bauschdrahtkontakt 188 gegen das distale Ende 130 des Pins 110. Infolge seiner elastischen Natur drängt der Bauschdrahtkontakt 188 den Stößel 180 zurück gegen den Kontaktbereich, so dass eine feste elektrische Verbindung aufrechterhalten wird. Ähnliche elektrische Verbindungen treten zwischen dem flexiblen Kabel und dem weiblichen Gehäuse auf.
Es wird nun auf 13 Bezug genommen, gemäß welcher zur Vollendung der elektrischen Verbindung zwischen der gedruckten Schaltungsplatte 106 und dem flexiblen Kabel 108 das männliche Gehäuse 102 und das weibliche Gehäuse 104 in der oben beschriebenen Weise miteinander verbunden werden. Um bei der in 13 illustrierten Ausführungsform das männliche und weibliche Gehäuse aneinander zu befestigen, werden die über das weibliche Gehäuse 104 hinaus vorstehenden Bolzen 316, 318 mit den Köpfen der Bolzen 304, 306 in Gewindeeingriff gebracht, so dass das männliche Gehäuse 102 niedergehalten wird. Wegen der festen Verbindung zwischen den Twist-Pins und Sockeln ist jedoch ein In-Gewindeeingriff-Bringen der Bolzen im Wesentlichen unnötig und dient als eine zusätzliche Vorsorgemaßnahme. Um die gedruckte Schaltungsplatte und die flexible Schaltung zu trennen, werden die Bolzen 316, 318 einfach außer Gewindeeingriff gebracht und die Gehäuse auseinander gezogen. Somit kann eine große Zahl von elektrischen Verbindungen schnell und leicht hergestellt und getrennt werden. Ferner können wegen der Befestigungselemente die Gehäuse leicht von der gedruckten Schaltungsplatte oder dem flexiblen Kabel entfernt werden, ohne die Verbindungen loslöten zu müssen. Dies erleichtert den Austausch eines beschädigten Verbinders 102 oder Verbinders 104 gegen einen neuen Verbinder.
In 15 und 16 ist eine weitere Anwendung des oben beschriebenen elektrischen Verbinders illustriert, der zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei gedruckten Schaltungsplatten 402, 406 verwendet wird. Bei dieser Anwendung ist das männliche Gehäuse 102 so an der gedruckten Schaltungsplatte 402 befestigt, dass Kontakt mit einer Mehrzahl von Kontaktbereichen hergestellt wird. Ähnlich ist das weibliche Gehäuse 104 so an einer weiteren gedruckten Schaltungsplatte 406 befestigt, dass Kontakt mit einer Mehrzahl von Kontaktbereichen hergestellt wird. Befestigungselemente mit Gewinde oder andere Befestigungsmethoden können verwendet werden, um die Gehäuse an den gedruckten Schaltungsplatten zu befestigen. Die beiden gedruckten Schaltungsplatten werden so orientiert, dass die Gehäuse ausgerichtet und dann, wie in 16 illustriert, zusammengebracht werden, so dass die Gehäuse in der oben beschriebenen Weise miteinander verbunden werden. Um die Verbindung zu trennen, werden die gedruckten Schaltungsplatten einfach mit ausreichend Kraft auseinander gezogen, wodurch das männliche und das weibliche Gehäuse voneinander getrennt werden.
In 17 und 18 ist eine weitere Ausführungsform des elektrischen Verbinders illustriert, wobei die Stößel weggelassen sind. Ein Vorteil eines derartigen elektrischen Verbinders liegt darin, dass ein Kontakt aus dem zusammengebauten Verbinder eliminiert ist und dabei dennoch eine feste elektrische Verbindung bereitgestellt wird. In 17 sind die Komponenten des männlichen Gehäuses 502 gemäß vorliegender Ausführungsform illustriert, umfassend die Vorderschale 520 mit einem Vorsprung 522, eine Rückschale 540 und eine Mehrzahl von Twist-Pin-Kontakten 510. Zur Aufnahme der Twist-Pin-Kontakte 510 sind eine Mehrzahl von zylindrischen Öffnungen 524 durch die Vorderschale 520 hindurch angeordnet. Die Pins sind innerhalb der Öffnungen so orientiert, dass die Helices 512 koextensiv innerhalb des Vorsprungs 522 lokalisiert sind. Um diese Orientierung der Pins zu erleichtern, ist eine Schulter 526 teilweise entlang der Öffnung 524 bereitgestellt. Die Schulter kommt mit einem ringförmigen Rand 514 in Kontakt, der an dem Pin 510 gebildet ist, wo die Helix 512 mit dem Schaft 516 zusammentrifft, um als ein Anschlag zu wirken und zu verhindern, dass der Pin durch die Öffnung hindurch gleitet.
Ferner weist die Rückschale 540 eine Mehrzahl von durch sie hindurch angeordneten Öffnungen 542 auf, die zu den durch die Vorderschale hindurch angeordneten Öffnungen 524 korrespondieren und mit denselben ausgerichtet werden können. Jede Öffnung kann einen aus einer Mehrzahl von zylindrischen Bauschdrahtkontakten 560 aufnehmen. Im Einzelnen werden die Bauschdraht kontakte axial in die Öffnungen eingeführt, so dass die respektiven Enden der Bauschdrahtkontakte über eine Rücksprungfläche 544 und eine Kontaktfläche 546 der Rückschale hinaus vorstehen. Um zu verhindern, dass die Bauschdrahtkontakte aus den Öffnungen herausgleiten, sind die Öffnungen in ihrer Mitte schmaler als an den beiden Enden, wodurch ein Hals 548 gebildet und den Öffnungen die Gestalt einer Sanduhr verliehen wird. Die Sanduhrgestalt hat die Funktion, die Mitte eines eingeführten Bauschdrahtkontaktes zusammenzudrücken, um dadurch den Bauschdrahtkontakt innerhalb der Öffnung zu halten. Die Details zu so gestalteten Öffnungen und ihren Funktionen sind in US-Patent Nr. 4 988 306 beschrieben, welches durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird.
Die Rückschale und die Vorderschale werden wie in 18 illustriert zusammengefügt und durch zwei Presssitz-Hülsen 580, 582, welche durch Löcher 530, 532 in der Vorderschale und Löcher 550, 552 in der Rückschale eingeführt sind, zusammengehalten. Bei so zusammengefügten Schalen kommen die über die Vorderschale hinaus vorstehenden Pin-Schäfte 516 mit den Enden der über die Rücksprungfläche 544 hinaus vorstehenden Bauschdrahtkontakte 560 in Kontakt und komprimieren dieselben. Aus 16 ist ersichtlich, dass, wenn die Kontaktfläche 564 des männlichen Gehäuses gegen eine ein Muster von Kontaktbereichen aufweisende Schaltungsplatte oder andere Komponente platziert wird, die vorstehenden Enden der Bauschdrahtkontakte durch die Kontaktbereiche zusammengedrückt werden. Infolge der Elastizität des Bauschdrahtkontaktes werden die respektiven Enden des Kontaktes gegen die Kontaktbereiche gedrängt, wodurch eine feste elektrische Verbindung erzeugt wird.
Um einen kompletten elektrischen Verbinder bereitzustellen, wird ein korrespondierendes weibliches Gehäuse, welches Sockelkontakte und Bauschdrahtkontakte, aber keine Stößel enthält, auf ähnliche Weise hergestellt. Das männliche und das weibliche Gehäuse können in der oben beschriebenen Weise miteinander verbunden werden.
Es wird nun auf 19 bis 23 Bezug genommen, gemäß welchen ein männliches Gehäuse 602 einer anderen Ausführungsform des elektrischen Verbinders illustriert ist, der ausgebildet ist, eine rechtwinklige Verbindung bereitzustellen. Im Einzelnen, wie in 19 und 21 gezeigt, sind die Twist-Pins und/oder Sockel und die Öffnungen 674, in denen sie untergebracht sind, so orientiert, dass sie in einem 90°-Winkel zu einer Kontaktfläche 644 angeordnet sind, welche zum Verbinden mit Kontaktbereichen auf einer gedruckten Schaltungsplatte oder anderen Komponente ausgebildet ist. Diese Konfiguration erlaubt es, das weibliche Gehäuse beim Verbinden mit dem männlichen Gehäuse parallel zu der gedruckten Schaltungsplatte zu platzieren. Ein Vorteil eines derartigen elektrischen Verbinders liegt in dem verminderten erforderlichen Abstand oberhalb einer gedruckten Schaltungsplatte, an welcher der elektrische Verbinder befestigt ist.
In 20 sind die Komponenten des männlichen Gehäuses 602 illustriert, umfassend eine Vorderschale 610, eine Oberschale 630 und eine Unterschale 640. Die Unterschale umfasst eine Mehrzahl von Öffnungen 642, welche durch sie hindurch in einem Muster angeordnet sind, welches zu der Kontaktkonfiguration auf einer gedruckten Schaltungsplatte oder anderen Komponente korrespondiert. Jede Öffnung 642 nimmt einen Stößel 660 und einen Bauschdrahtkontakt 662 auf. Die Öffnungen sind so ausgebildet, dass die Stößelspitzen über die Kontaktfläche 644 auf einer Seite der Unterschale 640 hinaus vorstehen können, während die Bauschdrahtkontakte über eine gegenüberliegende Anlagefläche 646 hinaus vorstehen. Ferner sind eine Mehrzahl von Twist-Pins 604 als Teil des männlichen Gehäuses umfasst. Zur Aufnahme der Pins ist ein trapezförmiger vorderer Isolator 672 bereitgestellt, der eine Mehrzahl von durch ihn hindurch angeordneten Öffnungen 674 umfasst, die parallel zueinander und in multiplen Reihen organisiert sind. Jede Öffnung kann einen Twist-Pin aufnehmen.
Im zusammengebauten Zustand, wie in 22 illustriert, ist die Oberschale 630 oben auf der Anlagefläche 646 der Unterschale 640 platziert, während die vordere Schale 610 und der vordere Isolator 672 benachbart zu einer gemeinsamen, durch die Ober- und Unterschale gebildete Seitenfläche 694 platziert sind. Aus 19 und 20 ist ersichtlich, dass zum Aufnehmen des vorderen Isolators innerhalb der Vorderschale ein trapezförmiger Vorsprung 612 sich von einem Basisbereich 614 der Vorderschale erstreckt. Durch den Vorsprung hindurch angeordnet ist eine korrespondierende trapezförmige Öffnung, in die der vordere Isolator 672 eingeführt werden kann, derart, dass der Zugang zu den Öffnungen 674 unbehindert ist. Um das zusammengebaute männliche Gehäuse zusammenzuhalten, werden eine Mehrzahl von mit Gewinde versehenen Befestigungselementen 692 durch Befestigungslöcher 616 eingeführt, welche durch die Vorderschale hindurch angeordnet sind. Mindestens eines der mit Gewinde versehenen Befestigungselemente kommt mit einem Loch 634 in der Oberschale 630 in Gewindeeingriff, während ein anderes mit einem Loch 652 in der Unterschale 640 in Gewindeeingriff kommt. Zusätzlich sind ein Paar von Löchern 636, 638 durch die Oberschale hindurch angeordnet, von denen jedes mit einem komplementären, durch die Unterschale hindurch angeordneten Loch 648, 650 ausgerichtet ist. Hülsen 664, 666 werden dann in den beiden ausgerichteten Sätzen von Löchern mit Presssitz gefügt.
Aus 22 ist ersichtlich, dass zum Halten des Pins innerhalb des vorderen Isolators die Öffnungen eine Schulter 676 umfassen, mit der ein an dem Pin gebildeter ringförmiger Ring 606 zur Anlage kommen kann. Ferner kann Epoxid bereitgestellt sein, welches die Schäfte der Pins umhüllt und hält. Im Einzelnen passiert der Pin-Schaft 698 durch einen Hohlraum, der zwischen einer in dem hinteren Bereich der Vorderschale 610 gebildeten Hohlraumseitenwand 618 und der gemeinsamen Seitenfläche 694 definiert ist. Das Epoxid wird in den Hohlraum eingeführt, um zu verhindern, dass der Pin durch die Öffnung gezogen wird.
Zur Herstellung einer elektrischen Kommunikation zwischen den Kontakten in den zwei Sätzen von Öffnungen, wie in 22 illustriert, sind eine Mehrzahl von Durchlässen 696 zwischen der Oberschale 630 und der Unterschale 640 gebildet, wenn die beiden zusammengefügt sind. Im Einzelnen erstrecken sich die Durchlässe von der gemeinsamen Seitenfläche 694 bis zu den Mündungen der Öffnungen in der Anlagefläche 646. Der Schaft 698 des Twist-Pins erstreckt sich durch den Durchlass in der Nähe der Öffnungsmündung durch die Anlagefläche hindurch, wo der Schaft mit dem Bauschdrahtkontakt 662 in Kontakt kommt, wodurch die elektrische Verbindung zwischen dem Twist-Pin und dem Stößel 660 vollendet wird. Um multiple Reihen von Twist-Pins aufzunehmen, können die spezifischen Längen der Schäfte, Bauschdrahtkontakte und Stößel entsprechend angepasst werden, wie für den Fachmann erkennbar sein wird.
Aus 19 und 23 ist ersichtlich, dass zum Befestigen des männlichen Gehäuses an einer gedruckten Schaltungsplatte mit Gewinde versehene Befestigungselemente durch die mit Presssitz gefügten Hülsen 664, 666 eingeführt und mit der benachbart zu der Kontaktfläche platzierten gedruckten Schaltungsplatte in Gewindeeingriff gebracht werden können. Bei einer anderen Ausführungsform können die mit Gewinde versehenen Befestigungselemente mit einer Gewindemutter auf der gegenüberliegenden Seite der gedruckten Schaltungsplatte in Eingriff kommen, um die gedruckte Schaltungsplatte sandwichartig zwischen den Muttern und der Kontaktfläche anzuordnen. Zur Vollendung der elektrischen Verbindung kann die Aufnahme eines weiblichen Gehäuses den trapezförmigen Vorsprung und die darin lokalisierten Twist-Pins aufnehmen und hiermit verbunden werden. Um die Gehäuse aneinander zu sichern, ist ein Paar von Gewindehülsen 668, 670 bereitgestellt, welche sich von der Vorderschale auf beiden Seiten des Vorsprungs erstrecken und mit einem Paar von Befestigungselementen in Eingriff kommen können, welche das weibliche Gehäuse begleiten.
Die vorliegende Erfindung offenbart also einen elektrischen Verbinder, der eine elektrische Kommunikation zwischen einer Mehrzahl von Kontaktbereichen, welche auf einem schaltungstragenden Element lokalisiert sind, und einer korrespondierenden Mehrzahl von Kontaktbereichen, welche anderswo lokalisiert sind, bereitstellt. Der elektrische Verbinder verwendet eine Mehrzahl von Twist-Pins und Sockel, um eine isolierte elektrische Kommunikation zwischen individuellen Kontaktbereichen bereitzustellen. Die Twist-Pins und Sockel sind teilweise in separaten respektiven Gehäusen eingeschlossen, wodurch sowohl Schutz für die individuellen Kontakte bereitgestellt wird als auch die gleichzeitige Verbindungsherstellung oder -trennung der gesamten Mehrzahl ermöglicht wird.
Alle hierin beschriebenen Methoden können in beliebiger geeigneter Reihenfolge durchgeführt werden, wenn nichts anders angegeben ist oder durch den Kontext klar widerlegt wird. Die Verwendung von Beispielen oder beispielhafter Sprache (z.B. "beispielsweise") im vorliegenden Text dient allein dazu, die Erfindung besser zu erläutern und ist nicht als Limitierung des Bereichs der Erfindung zu verstehen, wenn nichts anderes beansprucht ist. Der Wortlaut der Beschreibung ist nicht so auszulegen, dass irgendein nicht beanspruchtes Element als wesentlich für die Umsetzung der Erfindung angegeben ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind hierin beschrieben, einschließlich der besten den Erfindern bekannten Ausführungsform der Erfindung. Es versteht sich, dass Variationen dieser bevorzugten Ausführungsformen für den Durchschnittsfachmann nach Lektüre der vorstehenden Beschreibung erkennbar sein werden. Fachleute können derartige Variationen geeignet verwenden, und die Erfindung kann auch anders als speziell hierin beschrieben umgesetzt werden. Demgemäß umfasst die vorliegende Erfindung alle Ausführungsformen des in den beigefügten Ansprüchen angegebenen Gegenstandes.

Claims

Elektrischer Verbinder (100) zum Verbinden einer Mehrzahl von Kontaktbereichen (308) auf einem ersten schaltungstragenden Element (106, 402) mit einer Mehrzahl von Kontaktbereichen (308) auf einem zweiten schaltungstragenden Element (108, 406), wobei der elektrische Verbinder (100) umfasst: ein erstes Gehäuse (102), welches ein männliches Gehäuse mit einem Vorsprung (120) ist, und ein zweites Gehäuse (104), welches ein weibliches Gehäuse mit einer Aufnahme (200) zum Aufnehmen des Vorsprungs (120) ist; wobei das erste Gehäuse (102) eine erste Kontaktfläche (162) und eine erste Mehrzahl von Öffnungen (140), welche durch das erste Gehäuse (102) hindurch angeordnet und in einem in Bezug auf die Gestalt des Vorsprungs (120) koordinierten Muster gesetzt sind, umfasst, wobei mindestens eine erste Öffnung (140) einen Twist-Pin (110) hält, wobei der Twist-Pin einen Helixbereich (132) aufweist, und einen ersten flexiblen Kontakt (188), wobei der erste flexible Kontakt ein Bauschdrahtkontakt (188) ist, wobei der Twist-Pin (110) und der erste flexible Kontakt (188) in Kontakt sind; wobei das zweite Gehäuse (104) eine zweite Kontaktfläche (242) und eine zweite Mehrzahl von Öffnungen (244), welche durch das zweite Gehäuse (104) hindurch angeordnet und in einem in Bezug auf die Gestalt der Aufnahme (200) koordinierten Muster gesetzt sind, umfasst, wobei mindestens eine zweite Öffnung (244) einen Sockel (210) hält, wobei der Sockel einen röhrenförmigen Bereich (214) aufweist, und einen zweiten flexiblen Kontakt (262), wobei der zweite flexible Kontakt ein Bauschdrahtkontakt (262) ist, wobei der Sockel (210) und der zweite flexible Kontakt (262) in Kontakt sind; wobei das erste Gehäuse (102) und das zweite Gehäuse (104) miteinander verbunden werden können, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten schaltungstragenden Element (106, 402) und dem zweiten schaltungstragenden Element (108, 406) via eine Verbindung zwischen mindestens dem Twist-Pin (110) und dem Sockel (210) bereitzustellen.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei jede aus der ersten Mehrzahl von Öffnungen (140) in dem männlichen Gehäuse (102) einen Twist-Pin (110) umfasst.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei jede aus der zweiten Mehrzahl von Öffnungen (244) in dem weiblichen Gehäuse (104) einen Sockel (210) umfasst.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei die Aufnahme (200) als eine dünne Wand (220) geformt ist, die von dem weiblichen Gehäuse (104) hervorragt, wobei die dünne Wand (220) einen leeren Raum umschließt und definiert.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 4, wobei der röhrenförmige Bereich (214) des Sockelkontakts (210) sich von der Öffnung (244) in den durch die dünne Wand (220) definierten leeren Raum hinein erstreckt.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, wobei der Twist-Pin (110) in der Öffnung (140) so orientiert ist, dass der Helixbereich (132) des Twist-Pins (110) koextensiv innerhalb des Vorsprungs (120) lokalisiert ist.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei die Aufnahme (200) und der Vorsprung (120) beide eine trapezförmige Gestalt haben.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei bei Aufnahme des Vorsprungs (120) in der Aufnahme (200) die erste Mehrzahl von Öffnungen (140) des männlichen Gehäuses (102) mit der zweiten Mehrzahl von Öffnungen (244) des weiblichen Gehäuses (104) ausgerichtet sind.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, wobei ein Bereich der flexiblen Kontakte (188, 262) aus den Öffnungen (140, 244) hervorragt.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Stößel (180, 260) in mindestens einer Öffnung (140, 244), wobei ein Bereich des Stößels (180, 260) aus der Öffnung (140, 244) hervorragt.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei die flexiblen Kontakte (188, 262), der Twist-Pin-Kontakt (110) und der Sockelkontakt (210) axial miteinander ausgerichtet sind.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei mindestens ein flexibler Kontakt (188, 262) in einem rechten Winkel zu dem Twist-Pin-Kontakt (110) und dem Sockelkontakt (210) steht.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei das männliche Gehäuse (102) und das weibliche Gehäuse (104) in einer metallischen RF-Abschirmung eingeschlossen sind.
Verfahren zum Verbinden eines auf einem ersten schaltungstragenden Element (106, 402) lokalisierten Kontaktbereichs (308) mit einem auf einem zweiten schaltungstragenden Element (108, 406) lokalisierten Kontaktbereich (308), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten Gehäuses (102), welches ein männliches Gehäuse mit einem Vorsprung (120) ist, und eines zweiten Gehäu ses (104), welches ein weibliches Gehäuse mit einer Aufnahme (200) zum Aufnehmen des Vorsprungs (120) ist; wobei das erste Gehäuse (102) eine erste Mehrzahl von Öffnungen (140) umfasst, welche durch dasselbe hindurch angeordnet und in einem in Bezug auf die Gestalt des Vorsprungs (120) koordinierten Muster gesetzt sind, wobei mindestens eine erste Öffnung (140) mindestens teilweise einen Twist-Pin-Kontakt (110) enthält, wobei der Twist-Pin-Kontakt einen Helixbereich (132) aufweist, und einen flexiblen Kontakt (188), wobei der flexible Kontakt ein Bauschdrahtkontakt (188) ist; wobei das zweite Gehäuse (104) eine zweite Mehrzahl von Öffnungen (244) umfasst, welche durch dasselbe hindurch angeordnet und in einem in Bezug auf die Gestalt der Aufnahme (200) koordinierten Muster gesetzt sind, wobei mindestens eine zweite Öffnung (244) mindestens teilweise einen Sockelkontakt (210) enthält, wobei der Sockelkontakt einen röhrenförmigen Bereich (214) aufweist, und einen flexiblen Kontakt (262), wobei der flexible Kontakt ein Bauschdrahtkontakt (262) ist; Platzieren des ersten Gehäuses (102) benachbart zu dem ersten schaltungstragenden Element (106, 402), wodurch der flexible Kontakt (188) gegen den Kontaktbereich (308) drängt; Platzieren des zweiten Gehäuses (104) benachbart zu dem zweiten schaltungstragenden Element (108, 406), wodurch der flexible Kontakt (262) gegen den Kontaktbereich (308) drängt; und Verbinden des ersten Gehäuses (102) mit dem zweiten Gehäuse (104), wodurch der Twist-Pin-Kontakt (110) in den Sockelkontakt (210) eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Verbindens des ersten Gehäuses (102) mit dem zweiten Gehäuse (104) durchgeführt wird durch Einführen des Vorsprungs (120) in die Aufnahme (220).
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der flexible Kontakt (188) des ersten Gehäuses (102) einen Stößel (180) gegen den Kontaktbereich (308) drängt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der flexible Kontakt (262) des zweiten Gehäuses (104) einen Stößel (260) gegen den Kontaktbereich (308) drängt.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei die erste Öffnung (140) den Twist-Pin (110) so hält, dass der Helixbereich (132) des Twist-Pins (110) koextensiv innerhalb des Vorsprungs (120) lokalisiert ist.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 4, wobei die zweite Öffnung (244) den Sockel (210) so hält, dass der röhrenförmige Bereich (214) des Sockels (210) sich in den leeren Raum hinein erstreckt.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei der erste flexible Kontakt (188) der ersten Öffnung (140) über die erste Kontaktfläche (162) hinausragt und wobei der zweite flexible Kontakt (262) der zweiten Öffnung (244) über die zweite Kontaktfläche (242) hinausragt.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei die erste Öffnung (140) ferner einen ersten Stößel (180) hält, der über die erste Kontaktfläche (162) hinausragt, und wobei die zweite Öffnung (244) ferner einen zweiten Stößel (260) hält, der über die zweite Kontaktfläche (242) hinausragt.