DE69524322T2

DE69524322T2 - Kombinierter Stecker mit Kontakt

Info

Publication number: DE69524322T2
Application number: DE69524322T
Authority: DE
Inventors: Gary Broadfield; Markku Syrjala
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd; Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Nokia Oyj; Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2015-09-08
Also published as: EP0701303B1; GB2293283A; EP0701303A3; EP0701303A2; JP3110661B2; US5782646A; GB9418235D0; JPH0896876A; DE69524322D1; GB2293283B

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Verbinder, und insbesondere Kombinationsverbinder, die zur Verwendung beim Liefern von Ladestrom für Batterien in Funktelefonen geeignet sind.
Ein Kombinationsverbinder bildet eine Einrichtung, durch die einer Funktelefonbatterie mittels eines Ladekontaktflecks oder mittels eines Ladekontakts, der für passende Anbringung eines Kabels konzipiert ist, ein Ladestrom zugeführt werden kann. Typischerweise ist neben dem Kombinationsverbinder auch ein getrennter Einzelstift-Gleichspannungsverbinder vorhanden. Jeder der Verbinder kann unabhängig zum Laden der Batterie verwendet werden. Es ist eine mechanische Anordnung zum Verhindern der gleichzeitigen Benutzung verschiedener Ladewege vorhanden.
Fig. 1 zeigt einen typischen bekannten Mehrstiftverbinder. Am Kombinationsverbinder sind zum Anbringen eines Kabelverbinders, der einen Ladestrom liefert, vier Buchsen 1-4 gemeinsam mit zwei Stiften 5, 6 zum Liefern hochfrequenter Signale vorhanden. Neben dem Kombinationsverbinderkontakt ist eine Gleichspannungsbuchse vorhanden, um vom Netz oder von einer Fahrzeugbatterie über eine Zigarettenanzünderbuchse Gleichstrom zu empfangen.
Bei einem typischen Kabelverbinder sind vier Stifte für passenden Eingriff mit den vier Buchsen des Kombinationsverbinderkontakts vorhanden. Eine Metallabschirmung umgibt die Stifte, und sie verfügt über ein Paar Haltearme, jeweils über einen auf jeder Seite der Verbinderabschirmung, die zu komplementären Aussparungen in Metallplatten passen, die in der Verbinderbuchse festgehalten sind. An den Seiten des Kabelsverbinders sind Drucktasten vorhanden, um die Haltearme aus dem Eingriff in die jeweiligen Aussparungen in den Metallplatten zurückzuziehen, um ein Herausziehen zu ermöglichen.
Es sind zwei Ladekontaktflecke 7, 8 vorhanden, und zwar jeweils einer auf jeder Seite des Mehrstiftverbinders. Beim Zusammenbau werden diese Ladekontaktflecke durch das Verbindergehäuse 9 geführt und mit der gedruckten Leiterplatte (PCB = printed circuit board) des Funktelefons an der Rückseite des Gehäuses zur Verbindung mit der Batterie über Kontakte 10 verbunden. Der zur Batterie fließende Strom wird durch eine MCU gesteuert, um die gewünschten Betriebsbedingungen für den Ladevorgang zu schaffen. Das Verbindergehäuse 11 wird durch einen Kleber an der PCB befestigt.
Gemäß der Erfindung ist ein Kombinationsverbinder zum Liefern eines Ladestroms an eine Batterie eines Funktelefons geschaffen, der über einen elektrisch leitenden Ladekontaktfleck und einen Signalverbinder zum Empfangen von Signalen von einem komplementären Kabelverbinder verfügt, wobei der elektrisch leitende Ladekontaktfleck eine Einrichtung zum lösbaren Festhalten des Kabelverbinders gegen Herausziehen aus dem Kombinationsverbinder bildet.
Die Erfindung führt zu mehreren Vorteilen. Durch Kombinieren der Funktion der bekannten Festhalteplatte und des Ladekontaktflecks zu einem einzelnen Element kann hinsichtlich der Gesamtfläche des Kombinationsverbinders eine deutliche Einsparung erfolgen, gemeinsam mit einer Verringerung der Anzahl der Bauteile, wodurch die Kosten des Kombinationsverbinders gesenkt sind.
Die kombinierte Festhalteplatte/Ladekontaktfleck-Einrichtung kann zusätzlich dazu verwendet werden, den Verbinder fest an einer gedruckten Leiterplatte anzubringen. Es kann ein Bein vorhanden sein, das durch das Verbindergehäuse hindurchsteht und sich zur PCB erstreckt, wo er mit dieser verlötet werden kann, um den Kombinationsverbinderkontakt fest an seiner Position zu halten. Da zwei derartige Lötverbindungen möglich sind, jeweils eine von den Ladekontaktflecken aus, ist für zusätzliche Festigkeit gesorgt. Zur Befestigung an der PCB ist kein Kleber erforderlich, und dies führt zum zusätzlichen Vorteil, dass ein Schritt im Herstellprozess einsparbar ist, was zu weiteren Kostenvorteilen führt.
Durch Anbringen der kombinierten Festhalteplatte und des Ladekontaktflecks an einer Position, dass sie zu den Haltearmen an der Abschirmung eines passenden Kabels gehören, treten die Ladekontaktflecke mit der leitenden Abschirmung des passenden Kabels in Kontakt. Dies bedeutet, dass die Verbinerstifte des Verbinderkabels selbst keinen Ladestrom mehr zuführen müssen. Dies führt zu zwei möglichen Vorteilen, dass nämlich die Anzahl der Stifte am Verbinder gesenkt werden kann, mit entsprechenden Kosten- und Raumeinsparungen, oder alternativ Stifte, die zum Laden nicht mehr benötigt werden, dazu verwendet werden können, zusätzliche Signale zu liefern, ohne dass die Größe des Verbinders zunimmt.
Gemäß einer zweiten Erscheinungsform der Erfindung ist eine Verbinderanordnung zum Liefern eines Ladestroms an eine Batterie eines Funktelefons geschaffen, mit einem Kombinationsverbinder mit einem elektrisch leitenden Ladekontaktfleck sowie einem Signalverbinder, und mit einem Kabelverbinder mit einer leitenden Abschirmung, der für passenden Eingriff mit dem Signalverbinder ausgebildet ist, wobei die Verbinderanordnung dergestalt ist, dass Signale vom Kabelverbinder an den Signalverbinder geliefert werden und Strom von der leitenden Abschirmung an den Ladekontaktfleck geliefert wird.
Gemäß einer dritten Erscheinungsform der Erfindung ist ein Funktelefon mit einem kombinierten Verbinder zum Liefern eines Ladestroms an eine Batterie geschaffen, wobei der kombinierte Verbinder einen elektrisch leitenden Ladekontaktfleck und einen Signalverbinder zum Empfangen von Signalen von einem komplementären Kabelverbinder aufweist, wobei der elektrisch leitende Ladekontaktfleck eine Einrichtung zum lösbaren Festhalten eines komplementären Kabelverbinders gegen Herausziehen aus dem Kombinationsverbinder bildet.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 10 der Zeichnungen detaillierter beschrieben.
Fig. 2 ist ein Funktelefon mit einem Kombinationsverbinder gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Verbinders der Fig. 2;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Schaltungslayouts des Verbinders der Fig. 3;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die den Verbinder der Fig. 3 in Relation zur gedruckten Leiterplatte des Funktelefons zeigt;
Fig. 6A und 68 sind perspektivische Ansichten von Ladekontaktflecken;
Fig. 7 ist eine Stirnansicht eines Kombinationsverbinders gemäß einem anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 8 ist eine Draufsicht des Kombinationsverbinderkontakts der Fig. 7;
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines Kabelverbinders zum Liefern eines Ladestroms von Signalen an den Kombinationsverbinder der Fig. 2; und
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung eines Gleichspannungsbuchse-Wandlungsmoduls zur Verwendung bei Verbindern gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Um es einem Funktelefon zu ermöglichen, sowohl Strom zum Laden einer Batterie als auch andere Signale zum Empfangen, wird ein Verbinder bereitgestellt. Es ist von Bedeutung, dass dieser Verbinder von allen geeigneten Verbinderarten einen Ladestrom empfangen kann und dass er auch so kompakt und einfach wie möglich gehalten wird. Der Ladestrom wird typischerweise auf eine von drei Arten zugeführt, nämlich über eine Gleichspannungsbuchse, über einen Kabelverbinder oder über einen Ladekontakt von einer aufstellbaren Ladeeinrichtung. Im dritten Fall erfolgt elektrischer Kontakt dadurch, dass die Ladekontakte auf stromführenden Federkontakten positioniert werden. Damit vorhandene Ladeeinrichtungen unter Verwendung einer oder mehrerer dieser Kontaktarten nicht unbrauchbar werden, ist es wichtig, dass Funktelefone mit vorhandener Ladehardware verträglich bleiben. Ein Verbinder an einem Telefon sollte daher weiterhin mit einer Gleichspannungsbuchse, einer stehenden Ladeeinrichtung und einem Kabelverbinder verträglich sein.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 ein Funktelefon 19 mit einem Kombinationsverbinder 20 und einer Gleichspannungsbuchse 18 dargestellt. Der Kombinationsverbinder 20 ist in Fig. 3 detaillierter erkennbar. Der Kombinationsverbinder verfügt über Ladekontaktverbinder 21, 22 und einen Signalverbinder 23. Der Verbinder verfügt zusätzlich über zwei Funkfrequenz-Signalstifte 24, 25. Der Signalverbinder 23 ist so konzipiert, dass er einen passenden Kabelverbinder 26, wie in Fig. 9 dargestellt, aufnimmt.
Die vier Signalstifte 23, die zwei Ladekontaktflecke 21, 22 und die Gleichspannungsbuchse 18 können jeweils unabhängig zum Liefern eines Ladestroms für Batterie verwendet werden. Das Funktelefon steuert die Lieferung von Strom von den Verbindern an die Batterie. In jedem der Wege fließender Strom durchläuft eine Diode und wird durch eine CPU 17 gesteuert (Fig. 4).
Um den passenden Kabelverbinder 26 (Fig. 9) aufzunehmen, muss der Kombinationsverbinder 20 auf dem Sockel des Telefons 19 über eine Aussparung 27 zum Aufnehmen einer leitenden Abschirmung 28 des Kabelverbinders 26, die typischerweise über Festhaltearme 29 zum Absichern der Verbindung verfügt, und auch Signalbuchsen, die zu den Signalstiften des Kabelverbinders 26 passen sollen, aufweisen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Ladekontaktflecke 21, 22 des Kombinationsverbinders 20 gemeinsam mit der Wand der Aussparung 27 zum Aufnehmen der leitenden Abschirmung 28 des Kabelverbinders 26 an einem Verbindergehäuse 30 angebracht. Elektrisch leitende Kontakte 31 (Fig. 6), die von den Ladekontaktflecken 21, 22 wegführen, sind an den Außenwänden dieser Aussparung 27 angebracht, und die leitenden Kontakte 31 des Ladekontaktflecks selbst bilden jeweilige Löcher 32 zum Aufnehmen der Haltearme 29 der leitenden Abschirmung 28 zum lösbaren Festhalten des Kabelverbinders 26 an seiner Position.
Durch Kombinieren der Funktionen der Ladekontaktflecke 21, 22 und durch die lösbare Festhalteeinrichtung in ein Element ist die Kombinationsverbinderanordnung stark vereinfacht.
Jeder Ladekontaktfleck verfügt über ein Bein 33, das durch das Gehäuse 30 des Verbinders durchsteht und an eine gedruckte Leiterplatte (PCB) 34 (siehe Fig. 5) gelötet ist. Auf diese Weise ist das Verbindergehäuse 30 an zwei getrennten Punkten auf die PCB 34 gesteckt, und Lötmittel sorgt für eine feste Anbringung. Außerdem kann, da während der Herstellung eines Funktelefons andere Funkteile an die PCB gelötet werden, das Verbindergehäuse 30 gleichzeitig mit diesen anderen Komponenten an der PCB 34 befestigt werden, was einen Zusammenbauschritt einspart.
Um für die erforderlichen Leiteigenschaften zu sorgen, wird der Ladekontaktfleck vorzugsweise mit Gold plattiert, wohingegen der Rest des Kontakts mit Zinn oder Blei plattiert wird.
Der Verbinder wird dadurch zusammengebaut, dass die Ladekontaktflecke 21, 22 in der Einführrichtung des passenden Kabelverbinders 26 in die Einsparung eingeführt werden. Der in Fig. 6A dargestellte Ladekontaktfleck wird durch Arme 35, die in entsprechende Aussparungen im Sockel des Telefons eingreifen, an seiner Position gehalten. Die Ladekontaktflecke der Fig. 6B werden durch Zapfen 36 festgehalten, die ein Herausziehen durch die Vorderseite des Verbindergehäuses verhindern. Es können statt dessen jedoch andere Maßnahmen zum Befestigen eines Ladekontaktflecks am Verbindergehäuse verwendet werden.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist benachbart zum Kombinationsverbinder 20 eine Gleichspannungsbuchse 18 vorhanden. Jedoch kann, wenn der Ladekontakt 31 die Wand der Aussparung 37 auskleidet, ein Modul 38 mit einer Gleichspannungsbuchse 39, wie in Fig. 10 dargestellt, verwendet werden, um diese Anordnung bei einer solchen zu verwenden, die Strom über einen Einzelstift-Gleichspannungsstecker aufnimmt. Kontakte 40 an der Außenseite des Moduls 48 sorgen für elektrische Kopplung mit den Ladekontaktflecken 31. Durch Einführen des Gleichspannungsbuchse-Moduls 38 in die normalerweise zum Aufnehmen eines Kabelverbinders verwendete Aussparung 27, kann ein Gleichspannungsstift dazu verwendet werden, einer Batterie Ladestrom über denselben Weg zuzuführen, den der über die Ladekontaktflecke gelieferte Strom nimmt. Es ist keine dauerhafte Gleichspannungsbuchse 37 erforderlich, und es kann eine mechanische Anordnung zum Sperren eines Ladewegs von einem Gleichspannungs-Einzelstift, wenn dieser nicht verwendet wird, vermieden werden.
Schließlich ermöglicht die Anordnung gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen weiteren Vorteil, der bei geringer Modifizierung des Verbinderkabels 26 der Fig. 9 erzielbar ist. Durch Ausbilden dieses Kabelverbinders 26 in solcher Weise, dass er den Ladestrom über die leitende Außenabschirmung 28 liefert, kann entweder die Anzahl der Verbinderstifte 23 gesenkt werden, da die typischerweise zum Laden erforderlichen vier Stifte nicht mehr benötigt werden, oder diese Stifte können dazu verwendet werden, die Signale von anderem Typ zu leiten, ohne dass die Gesamtgröße oder Komplexität des Systems erhöht wird. Die oben beschriebene Anordnung bedeutet, dass der gesamte Ladestrom unabhängig von der Stromquelle über die Ladekontaktflecke 21, 22; 31 geführt werden kann, was die Steuerung des Ladewegs stark vereinfacht.
Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein einzelner HF-Signalstift 29 an Stelle der zwei beim ersten Ausführungsbeispiel dargestellten Stifte vorhanden ist. Ansonsten sind die Teile ähnlich. Gleiche Zahlen sind dazu verwendet, gleiche Teile zu kennzeichnen.
Angesichts der vorstehenden Beschreibung ist es ersichtlich, dass innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung zahlreiche Modifizierungen vorgenommen werden können.

Claims

1. Kombinationsverbinder (20) zum Liefern eines Ladestroms an eine Batterie eines Funktelefons mit einem elektrisch leitenden Ladekontaktfleck (21, 22) und einem Signalverbinder (23) zum Empfangen von Signalen von einem komplementären Kabelverbinder (26), wobei der elektrisch leitende Ladekontaktfleck (21, 22) eine Einrichtung zum lösbaren Festhalten des Kabelverbinders (26) zum Herausziehen aus dem Kombinationsverbinder (20) bildet.

2. Kombinationsverbinder nach Anspruch 1, bei dem der elektrisch leitende Ladekontaktfleck (21, 22) über Leiterbahnen auf einer gedruckten Leiterplatte (23) elektrisch mit der Batterie verbunden ist.

3. Kombinationsverbinder nach Anspruch 2, der in einem Gehäuse (30) untergebracht ist und auf der gedruckten Leiterplatte (34) montiert ist, wobei der elektrisch leitende Ladekontaktfleck (21, 22) ferner ein Bein (33) aufweist, das zum Einstecken des Gehäuses in die gedruckte Leiterplatte (34) ausgebildet ist.

4. Kombinationsverbinder nach Anspruch 3, bei dem das Bein (33) auf die gedruckte Leiterplatte (34) gelötet ist.

5. Verbinderanordnung zum Liefern eines Ladestroms an eine Batterie eines Funktelefons, mit einem Kombinationsverbinder (20) mit einem elektrisch leitenden Ladekontaktfleck (21, 22) und einem Signalverbinder (23), und mit einem Kabelverbinder (26) mit einer leitenden Abschirmung (28), der für passenden Eingriff mit dem Signalverbinder (23) ausgebildet ist, wobei die Verbinderanordnung dergestalt ist, dass Signale vom Kabelverbinder (26) an den Signalverbinder (23) geliefert wird und Strom von der leitenden Abschirmung (28) an den Ladekontaktfleck (21, 22) geliefert wird.

6. Verbinderanordnung nach Anspruch 5, bei der der elektrisch leitende Ladekontaktfleck (21, 22) eine Einrichtung zum lösbaren Verriegeln des Kabels gegen Herausziehen aus dem Signalverbinder (23) aufweist.

7. Verbinderanordnung nach Anspruch 5 oder 6, ferner mit einem Gleichspannungsbuchse-Umsetzer (38) mit einer Einrichtung zum Verbinden des elektrisch leitenden Ladekontaktflecks (21, 22) mit einer Gleichspannungsbuchse (39).

8. Funktelefon mit einem Kombinationsverbinder zum Liefern eines Ladestroms an eine Batterie, wobei der Kombinationsverbinder einen elektrisch leitenden Ladekontaktfleck (21, 22) und einen Signalverbinder (23) zum Empfangen von Signalen von einem komplementären Kabelverbinder (26) aufweist, wobei der elektrisch leitende Ladekontaktfleck (21, 22) eine Einrichtung zum lösbaren Festhalten des passenden Kabelverbinders (26) gegen Herausziehen aus dem Kombinationsverbinder (20) bildet.