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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft das Gebiet
elektrischer Verbinder und insbesondere einen elektrischen Eingangs/Ausgangs-Verbinder zum Verbinden
einer Vielzahl von Leitern mit einer elektronischen Komponente oder
Vorrichtung, und welche Sockelverbinderaufnahmeeinrichtungen enthält.
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Hintergrund der Erfindung
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Es gibt viele Anwendung in der elektronischen
Industrie, wie z. B. in Kopiermaschinen, Computern und dergleichen,
in welchen eine Vielzahl von Leitern an verschiedene elektronische
Komponenten angeschlossen werden müssen, um verschiedene Funktionen
einer Maschine oder Vorrichtung auszuführen. Beispielsweise wird in
einer Kopiermaschine die Steuerelektronik über Datenleiter oder Leitungen und
Energieleiter oder Leitungen verschiedenen Elementen, wie z. B.
Motoren, hörbaren
oder sichtbaren Anzeigeeinrichtungen oder dergleichen zugeführt, welche
die verschiedenen Funktionen der Maschine ausführen, wie z. B. eine Veränderung
der Verkleinerung des Kopierprozesses, die Veränderung der Anzahl der Kopien,
indem sie hörbare
oder sichtbare Signale und dergleichen ausgeben. Elektronische Komponenten
oder Vorrichtungen, wie z. B. gedruckte Leiterplatten, integrierte
Schaltungschips, Sockel oder Verbinder müssen über elektrische Verbinder mit
den Energie- und Datenübertragungsleitern
oder Leitungen verbunden werden. Ein elektronisches System der vorstehenden
beschriebenen Art ist in dem U. S. Patent Nr. 5,125,846 für Sampson
et al., mit dem Datum von 30. Juni 1993 und dem Zessionar dieser
Erfindung zugeteilt, dargestellt. In diesem Patent wird eine Vielzahl
von Leitern mit einer gedruckten Leiterplatte verbunden. Die Platte
selbst weist einen integrierten Schaltungschip (IC-Chip) und eine Vielzahl
von getrennten darauf montierten Sockelverbindern auf. Die Sockelverbinder
weisen mit Leiterbahnen auf der gedruckten Leiterplatte verbundene Anschlußstifte
auf. Im wesentlichen sind die Sockelverbinder getrennte Verbindervorrichtungen
und der IC-Chip
liegt frei auf der Oberseite der gedruckten Leiterplatte zwischen
den Sockelverbindern.
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Diese Erfindung befaßt sich
mit einem verbesserten elektronischen System der vorstehend beschriebenen
Art und wie sie allgemein in dem Patent 5,125,846 beschrieben ist,
welche aber ein oberes oder zweites Vielzweckgehäuse enthält, welches eine Vielzahl von
Sockelverbindern auf der gedruckten Leiterplatte ausbildet, zusammen
mit einer Einrichtung zur Abschirmung des IC-Chips auf der Leiterplatte
vor elektrostatischer Entladung, während gleichzeitig eine Kühlung des
IC-Chips bereitgestellt wird, und in einer Ausführungsform eine Verformung der
Anschlüsse
der Sockelverbinder von außerhalb des
Gehäuses
bereitgestellt wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht
daher in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten elektrischen
Eingangs/Ausgangs-Verbindersystems der beschriebenen Art. In der
exemplarischen Ausführungsform
der Erfindung wird ein elektrisches Verbindersystem zum elektrischen
Verbinden einer Vielzahl von Leitern mit einer gedruckten Leiterplatte
bereitgestellt. Ein Hauptgehäuse
besitzt eine erste Schnittstelleneinrichtung zum Befestigen einer
Seite der gedruckten Leiterplatte auf dem Gehäuse und eine zweite Schnittstelleneinrichtung
zum Aufnahme der Leiter. Die gedruckte Leiterplatte weist ein IC-Chip
auf ihrer Außenseite
auf. Anschlußeinrichtungen
sind auf dem Gehäuse
zum Verbinden der Leiter mit den Schaltungen der gedruckten Leiterplatte befestigt.
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Die Erfindung befaßt sich
mit der Bereitstellung eines einteiligen zweiten Gehäuses, das
für die Befestigung
auf der gegenüberliegenden
Seite der gedruckten Leiterplatte angepaßt ist. Das einteilige zweite
Gehäuse
enthält
wenigstens einen integrierten Sockelabschnitt, der eine Aufnahmeeinrichtung zum
Aufnahme eines komplementären
elektrischen Verbinders definiert. Anschlußeinrichtungen sind in dem
Sockelabschnitt montiert und besitzen eine Kontakteinrichtung, die
in der Aufnahme für
einen Eingriff mit den Kontakteinrichtungen des komplementären elektrischen
Verbinders angeordnet sind, und Endeinrichtungen für einen
Eingriff mit Leiterbahnen auf der gedruckten Leiterplatte. Das einteilige
zweite Gehäuse
enthält
auch einen integrierten Abschirmungsabschnitt für die Abdeckung des IC-Chips
und die Bereitstellung eines elektrostatischen Entladungsschutzes
dafür.
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In der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält
das einteilige zweite Gehäuse
ein Paar der integrierten Sockelabschnitte und entsprechende Anschlußeinrichtungen,
wobei der integrierte Abschirmungsabschnitt dazwischen angeordnet
ist. Öffnungseinrichtungen
sind in dem Abschirmungsabschnitt für die Bereitstellung einer
Kühleinrichtung
für den
IC-Chip vorgesehen. Die Öffnungseinrichtungen sind
in dem Abschirmungsabschnitt an einer Stelle angeordnet, um einen
Zugang durch sie hindurch zu den Anschlußeinrichtungen der Sockelabschnitte
zu schaffen und dadurch eine Verformung der Anschlüsse von
außerhalb
des zweiten Gehäuses
zu ermöglichen.
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die Merkmale dieser Erfindung, welche
für neu
gehalten werden, werden insbesondere in den beigefügten Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung, zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen wird am Besten
durch Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen
verständlich,
in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren
bezeichnen und in welchen: 1 eine
perspektivische Ansicht einer elektrischen Verbinderanordnung oder eines
Systems ist, das die Konzepte der Erfindung verkörpert;
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2 eine
perspektivische Ansicht des einteiligen zweiten Gehäuses der
Erfindung ist;
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3 eine
Draufsicht auf das Gehäuse
von 2 ist;
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4 ein
vertikaler Querschnitt entlang der Linie 4-4 von 2 ist.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Gemäß detaillierterer
Bezugnahme auf die Zeichnungen, und zuerst auf 1 wird dargestellt, daß eine allgemein
mit 10 bezeichnete elektrische Verbinderanordnung ein gemeinsames
oder Hauptgehäuse,
allgemein mit 12 bezeichnet umfaßt. Die elektrische Verbinderanordnung
ist ein Eingangs/Ausgangs-Verbinder
zum Verbinden einer Vielzahl von Leitern mit einer elektronischen Komponente.
Wie es in 1 dargestellt
ist, sind die Leiter herkömmliche
diskrete isolierte Leiterdrähte, die
drei Datenübertragungsleitungen 14 und
zwei Energieübertragungsleitungen 16 umfassen.
Die elektronische Komponente ist in der Form einer herkömmlichen
gedruckten Leiterplatte 18 mit Leiterbahnen darauf dargestellt.
Wie in dem vorgenannten Patent 5.125.846 dargestellt, ist ein integrierter
Schaltungschip 52 auf der Oberseite der gedruckten Leiterplatte 18 im
allgemeinen an einer zentralen Stelle davon montiert.
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Die Verbinderanordnung 10 kann
auf einem Trägersubstrat 20 montiert
sein. Das Gehäuse 12 enthält eine
Vielzahl federnder Verriegelungsarme 22 mit nach Innen
gerichteten Verriegelungshaken 24 zum Aufschnappen über die
Oberseite der gedruckten Leiterplatte, um die gedruckte Leiterplatte
in einer zusammengebauten Position beabstandet von dem obigen Substrat 20 und
den Daten- und Energieübertragungsleitungen 14 bzw. 16 zu
halten. Gemäß Darstellung
in dem vorgenannten Patent 5,125,846 sind herkömmliche Kombinationsisolationsverschiebung/Oberflächen-Montageanschlüsse 23 (nur
einer ist in 1 dargestellt)
innerhalb des Gehäuses 12 montiert
und verbinden die Daten- und
Energieversorgungsdrähte
mit den Leiterbahnen auf der Leiterplatte 18. Ein allgemein
mit 26 bezeichneter Verbinder kann an Daten- und Energieübertragungsdrähte 14,
bzw. 16 angeschlossen sein, wodurch die Daten- und Energieversorgungsleitungen
ohne weiteres mit einem (nicht dargestellten) komplementären elektrischen
Verbinder verbunden werden können.
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Die Verbinderanordnung 10 kann
zur Verteilung von Energie und Daten durch eine elektrische Vorrichtung,
welche eine derartige Verteilung erfordert, verwendet werden. Die
Steuerelektronik aus einer Steuerstation verläuft durch eine Maschine in
Daten- und Energieübertragungsleitungen 14 bzw. 16. Die
Verbinderanordnung 10 enthält Anschlüsse, welche die Leitungen an
die Leiterbahnen auf der gedruckten Leiterplatte 18 anschließen, und
der zentral angeordnete IC-Chip verteilt die Energie und Daten an
verschiedene Vorrichtungen in der Maschine über eine Vielzahl von Datenverbindern,
welche allgemein mit 30 bezeichnet sind, und Energieverbinder,
welche allgemein mit 32 bezeichnet sind. Die Daten- und Energieverbinder
sind elektrisch mit verschiedenen Vorrichtungen, z. B. Motoren,
hörbaren
und sichtbaren Anzeigeeinrichtungen und dergleichen in der Maschine
verbunden. Beispielsweise kann die Steuerelektronik eine Betätigungseinrichtung
enthalten, um den Grad der Vergrößerung einer
Kopiermaschine eines Originalkopierblattes zu verändern. Der
IC-Chip auf der gedruckten Leiterplatte 18 teilt einen
Motor in der Maschine seine entsprechende Funktion über einen
der Verbinder 30 und 32 mit, die zu dem spezifischen
Motor führen.
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Gemäß 2 bis 4 in
Verbindung mit 1 befaßt sich
die Erfindung mit der Bereitstellung eines einteiligen zweiten Gehäuses, allgemein
mit 34 bezeichnet, für
eine Befestigung auf der Oberseite der gedruckten Leiterplatte 18,
wobei die Leiterplatte in oder auf dem Hauptgehäuse 12 der Verbinderanordnung 10 befestigt
ist. Im wesentlichen ist das zweite Gehäuse 34 auf einer Seite
der gedruckten Leiterplatte gegenüberliegend deren Seite befestigt,
welche Leiterbahnen mit Daten- und Energieleitungsdrähten 14,
bzw. 16 verbunden hat. Das zweite Gehäuse weist eine Vielzahl von
Befestigungsstiften oder Plattenverriegelungen 36 auf,
welche in entsprechende Befestigungslöcher in der gedruckten Leiterplatte 18 ragen,
um das zweite Gehäuse
auf der Oberseite der Platte gemäß Darstellung
in 4 zu befestigen. Die Unterseite
des zweiten Gehäuses 34 weist
ein paar langgestreckte Stege 38 (2) auf, welche eine Abstandseinrichtung
bereitstellen, um das zweite Gehäuse
von der Oberseite der Leiterplatte auf Abstand zu halten.
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Das einteilige zweite Gehäuse 34 ist
eine Vielzweckkomponente und führt
eine Anzahl von Funktionen durch. Zuerst definiert das Gehäuse integrierte
Sockelabschnitte, welche insgesamt mit 40 bezeichnet sind,
an seinen gegenüberliegenden
Enden. Jeder Sockelabschnitt 40 definiert eine Aufnahmeeinrichtung 42 für die Aufnahme
eines Datenleitungsverbinders 30 (1) und eine Aufnahmeeinrichtung 44 für die Aufnahme
eines Energieleitungsverbinders 30. Die Verbinder 30 und 32 sind
mit federnden einseitig gelagerten Verriegelungsarmen 46 ausgestattet,
welche hinter einer oberen Verriegelungsleiste 48 jedes
Sockelabschnittes 40 einschnappen, wie es durch die zwei
gesteckten Verbinder 30 und 32 an dem linken Ende
des zweiten Gehäuses 34 in 1 zu sehen ist.
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Wie es in 4 zu
sehen ist, befestigt das zweite Gehäuse 34 eine Vielzahl
von Einrichtungen, welche allgemein mit 50 bezeichnet sind.
In der Ausführungsform
der 2 bis 4 sind die Anschlußeinrichtungen mit L-förmigen Stiften
ausgestattet, die Kontaktstiftabschnitte 50a, welche in
die Aufnahmeeinrichtungen 42, 44 ragen, und Endabschnitte 50b, welche
durch entsprechende Löcher
in der gedruckten Leiterplatte 18 zum Anschluß an Leiterbahnen auf
der Leiterplatte oder in den Löchern
ragen, umfassen. Wenn die Verbinder 30 und 32 mit
den Sockelabschnitten 40 des einteiligen zweiten Gehäuses 34 vereint
werden, verbinden sich die Anschlüsse innerhalb der Verbinder 30 und 32 mit
den Kontaktstiftabschnitten 50a der Anschlußeinrichtung 50.
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Das einteilige zweite Gehäuse 34 stellt
auch eine Abschirmungseinrichtung für den IC-Chip auf der gedruckten
Leiterplatte 18 bereit. Wie vorstehend festgestellt, ist
der IC-Chip im allgemeinen zentral auf der Leiterplatte angeordnet,
wie es durch die punktierte Stelle 52 in 4 dargestellt
ist. Demzufolge weist das zweite Gehäuse 34 einen Hohlraum 54 auf seiner
Unterseite auf, um den zwischen den integrierten Sockelabschnitten 40 angeordneten
IC-Chip aufzunehmen.
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Das einteilige zweite Gehäuse 34 enthält ferner
eine Vielzahl von Öffnungen
oder Schlitzen 56 in einer oberen Wand 58 des
Gehäuses
im allgemeinen über
der Stelle des IC-Chips 52. Die obere Wand schirmt den
IC-Chip ab oder schützt
diesen. Die Schlitze ermöglichen
das Stattfinden einer herkömmlichen
Konvektionswärmeübertragung,
um den IC-Chip 52 zu kühlen,
während
das einteilige zweite Gehäuse
einen Schutz gegen elektrostatische Entladung für den IC-Chip bereitstellt.
Schließlich
sind die Schlitze 56 auch zu den Anschlüssen 50 ausgerichtet angeordnet,
um durch diese hindurch einen Zugriff auf die Anschlüsse zum
Verformen der Anschlüsse
in deren Funktionskonfiguration zu ermöglichen. Insbesondere sind
die Anschlüsse
der in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsform ursprünglich in
der Form gerader "Gurtstifte" vorgesehen, die in die Aufnahmeeinrichtungen 44 (4) in der Richtung von Pfeilen "A" in
die durch gepunktete Linien
50c angezeigte Positionen eingeführt sind.
Ein geeignetes Werkzeug kann dann durch die Schlitze 56 in
der Richtung von Pfeilen "B" in Eingriff mit den geraden Anschlußstiften
eingeführt
werden, um dann die Stifte nach unten in die vollständig durchgezogene "L-förmige" Konfigurationen,
die in 4 dargestellt sind, vor der
Montage des Gehäuses 34 auf
der Leiterplatte 78 zu biegen. Daher stellen die Kühlschlitze 56 sogar
mehrere Funktionen innerhalb des zweiten Multifunktionsgehäuses 34 bereit.
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Es dürfte sich verstehen, daß die Erfindung in
weiteren spezifischen Formen, ohne Abweichung von ihrem Schutzumfang
ausgeführt
werden kann. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sind daher in
jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht einschränkend zu
betrachten und die Erfindung ist nicht auf die hierin dargestellten
Details beschränkt.