DE69605673T2

DE69605673T2 - Steckverbindung zwischen zwei leiterplatten

Info

Publication number: DE69605673T2
Application number: DE69605673T
Authority: DE
Inventors: Robert Correll; Donald Dellinger; Donald Summers
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: US5545051A; EP0835538A1; DE69605673D1; WO1997001877A1; CN1097324C; TW338196B; KR19990028397A; JP2001517352A; EP0835538B1; CN1189251A

Description

Diese Erfindung betrifft elektrische Verbinder und insbesondere elektrische Verbinder zwischen Leiterplatten für das Verbinden von Schaltkreisen zwischen parallelen Leiterplatten.
Das U. S. Patent Nr. 5395250 offenbart einen blind eingreifbaren Miniaturverbinder für das Verbinden von Schaltkreisen zwischen parallelen Leiterplatten. Der Verbinder in diesem Patent umfaßt oberflächenmontierbare C-förmige Buchsenkontakte, von denen jeder einen Federarm aufweist, der sich in einer Richtung parallel zur Montagefläche des Gehäuses erstreckt und in einer Richtung quer zur Achse des Eingreifens durchbiegbar ist. Der Stecker weist oberflächenmontierbare L-förmige Kontakte auf, von denen ein jeder einen Stift aufweist, der sich am Federarm vorbei erstreckt und mit dem Federarm in einem federvorgespannten Eingriff ist, wenn die Verbinder in Eingriff sind.
Das U. S. Patent Nr. 5199884 offenbart einen weiteren Verbinder für das Verbinden von Schaltkreisen zwischen parallelen Leiterplatten. Der oberflächenmontierbare Buchsenkontakt in diesem Patent ist L-förmig, wobei sich der Stift in Richtung der Eingriffsfläche des Verbindergehäuses erstreckt. Jeder der oberflächenmontierbaren Steckkontakte umfaßt eine Basis und einen U-förmigen Federarm mit einem freien Ende, wobei sich der Federarm in Richtung der Eingriffsfläche des Steckergehäuses erstreckt. Während die Buchse und der Stecker in Eingriff sind, kommt das freie Ende des Federarmes mit dem Stift des Buchsenkontaktes in Eingriff und wird nach innen in Richtung des anderen Armes bewegt.
Bei der zunehmenden Miniaturisierung der elektronischen Ausrüstung, wie beispielsweise kleine tragbare Computer und dergleichen, ist es wünschenswert, daß Verbinder für Mutterleiterplatten und Tochterleiterplatten verfügbar sind, die in einer parallelen Konfiguration in Eingriff gebracht werden. Das erfordert eine Vielzahl von Verbindern auf der Mutterleiterplatte, die mit einer entsprechenden Vielzahl von komplementären Verbindern auf der Tochterleiterkarte in Eingriff gebracht werden müssen. Diese Verbinder müssen alle "blind in Eingriff gebracht werden können". Die Ausrichtung eines einzelnen Verbinders wird leichter zustande gebracht als die Ausrichtung von mehreren Verbindern während des gleichzeitigen Eingriffes. Gibt man den genauen Mittellinienabstand der elektrischen Kontakte in diesen Verbindern vor, ist es äußerst wichtig, daß eine Ausrichtung erfolgt, bevor die Kontakte in Eingriff kommen, so daß die empfindlichen Kontakte während des Eingriffsvorganges nicht beschädigt werden.
Bei der Herstellung von Leiterplatten, auf die mehrere Verbinder montiert werden sollen, werden die Leiterplatten zuerst mit Anordnungen von Kontaktanschlußflächen an den gewünschten Stellen für die verschiedenen Verbinder für das Verbinden mit den Kontakten der verschiedenen daran zu sichernden Verbinder bereitgestellt. Zusätzlich müssen die Leiterplatten ebenfalls mit einem Muster von genau dimensionierten Durchgangslöchern oder anderen Einrichtungen für das Ausrichten der Verbinder zur Leiterplatte versehen werden. Die Leiterplatten werden innerhalb des gewünschten oder zulässigen Toleranzbereiches für das Anordnen der Anordnungen von Kontaktanschlußflächen mit Bezugnahme zueinander und für das genaue Anordnen der Ausrichtungslöcher mit Bezugnahme auf jede Anordnung hergestellt. Trotz dessen, daß eine genaue Sorgfalt gewahrt wird, sind die Probleme in Verbindung mit dem Toleranzaufbau bei der Montage von mehreren Verbindern auf eine Leiterplatte im Fachgebiet gut bekannt. Das Ergebnis ist, daß alle die Verbinder, die auf eine Tochterleiterkarte montiert werden, nicht genau mit den entsprechenden komplementären Verbindern auf einer Mutterleiterplatte ausgerichtet sein können. Daher, wenn das gleichzeitige Eingreifen der Vielzahl von Verbinderpaaren auf den zwei Leiterplatten erfolgt, werden charakteristische Ausrichtungsmerkmale an den Eingriffsflächen der entsprechenden Verbinder bereitgestellt, um die entsprechenden Verbinderpaare in Eingriff zu bringen und sie in eine Ausrichtung für einen sachgemäßen Eingriff zu drücken. Anfangs kann diese Kraft auf die gelöteten Verbindungen auf den entsprechenden Leiterplatten in konventionellen Anordnungen angewandt oder übertragen werden. Die auf die gelöteten Verbinder angewandten Spannungen, wenn sie aufrechterhalten werden, nachdem die Leiterplatten in Eingriff sind, können ausreichend sein, um eine oder mehrere der gelöteten Verbindungen über eine längere Zeitdauer zu zerbrechen, wodurch die Leistungsfähigkeit der Anordnung nachteilig beeinflußt wird. Die kumulative Wirkung des Anordnens der Muster auf der Leiterplatte, des Anordnens und Sicherns der Verbinder auf ihren entsprechenden Leiterplatten, ein jeder innerhalb des zulässigen Toleranzbereiches, beeinflußt die Eingreifbarkeit der mehreren Paare von Verbindern und verstärkt die Möglichkeiten einer Fehlausrichtung dazwischen. Es ist daher wünschenswert, eine Einrichtung bereitzustellen, durch die jedes der Verbinderpaare vor dem Eingreifen der Kontakte ausgerichtet werden kann. Es ist außerdem wünschenswert, daß Kräfte, die erforderlich sind, um die entsprechenden Verbinder auszurichten, von den gelöteten oberflächenmontierten Verbindungen isoliert werden, nachdem der Eingriff erfolgt ist. Es ist ebenfalls wünschenswert, daß jegliche Spannung bei den gelöteten Verbindungen minimiert wird, nachdem die entsprechenden Verbinder in Eingriff gebracht wurden.
Die vorliegende Erfindung ist auf das Lösen der Probleme ausgerichtet, die mit dem blinden Eingriff bei mehreren Verbinderpaaren in Verbindung stehen, die gleichzeitig in Eingriff gebracht werden können, ohne daß die Kontakte beschädigt werden, während die Spannungen bei den gelöteten Verbindungen zwischen den Verbindern und ihren entsprechenden Leiterplatten minimiert werden. Dazu besteht die Erfindung aus einer oberflächenmontierbaren Verbinderanordnung nach Patentanspruch 1 und einer Anordnung von miteinander verbindbaren Leiterplatten nach Patentanspruch 7. Jedes Paar der eingreifbaren Verbinder umfaßt: einen Steckverbinder, der ein Gehäuse mit einem sich erstreckenden Steckerabschnitt und einen ersten Satz von Kontakten aufweist; und einen Buchsenverbinder, der ein Gehäuse mit einem Buchsenabschnitt, der einen Steckeraufnahmehohlraum begrenzt, und einen zweiten Satz von Kontakten aufweist. Einer von Stecker- und Buchsenabschnitt umfaßt mindestens zwei mit Abstand angeordnete Einklinkvorsprünge, die sich seitlich vom Abschnitt aus erstrecken, und der andere von Stecker- und Buchsenabschnitt umfaßt mindestens zwei mit Abstand angeordnete Klinkenaufnahmeaussparungen, die so ausgelegt sind, daß die Einklinkvorsprünge beim vollständigen Eingriff dort aufgenommen werden. Während des Eingreifens des Steck- und Buchsenverbinders drücken die Einklinkvorsprünge während des anfänglichen Eintrittes des Steckerabschnittes in den Buchsenabschnitt gegen benachbarte Auflageflächen und rufen eine Preßpassung damit hervor, wodurch die zentrierte Position des Steck- und Buchsenverbinders unveränderlich gehalten wird, um seitlichen Kräften darauf während des Eingriffes einen Widerstand entgegenzusetzen. Beim vollständigen Eingriff des Steck- und Buchsenverbinders geben die Einklinkvorsprünge die Auflageflächen frei, wenn die Vorsprünge in den Klinkenaufnahmeaussparungen aufgenommen werden. Die Anordnung wird dadurch gekennzeichnet, daß: die Einklinkvorsprünge lose in den Aussparungen aufgenommen werden, wodurch eine begrenzte horizontale Bewegung des Steckverbinders innerhalb des Buchsenverbinders gestattet wird, während eine vertikale Bewegung der Verbinder verhindert wird; und mindestens einer der Sätze von Kontakten durchbiegbare Träger umfaßt, wobei die Kontakte zusammenwirken, um eine Spannung und horizontale Ausrichtung der Verbinder auszugleichen, wodurch gestattet wird, daß sich die Gehäuse relativ zueinander bewegen können.
Bei einer Ausführung umfaßt das Steckergehäuse Einklinkvorsprünge, die sich seitlich von mindestens beiden gegenüberliegenden Seiten oder beiden gegenüberliegenden Enden des Steckerabschnittes erstrecken, und das Buchsengehäuse umfaßt Klinkenaufnahmeaussparungen angrenzend an den Hohlraumboden längs mindestens beider Seitenwände oder beider Stirnwände entsprechend den gegenüberliegenden Seiten oder Enden des Steckerabschnittes.
Bei einer weiteren Ausführung ist der Buchsenverbinder mit Einklinkvorsprüngen versehen, die sich nach innen in den Hohlraum erstrecken, und der Steckverbinder umfaßt entsprechende Aussparungen für das Aufnehmen der Vorsprünge.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Anordnung von miteinander verbindbaren Leiterplatten, auf die mehrere Verbinderpaare montiert sind.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Einrichtung für das gleichzeitige Eingreifen von mehreren Verbinderleiterplattenanordnungen zur Verfügung, während die Spannungen an den gelöteten Verbindungen der oberflächenmontierten Kontakte minimiert werden. Außerdem übt die Erfindung eine größere Nachsicht hinsichtlich der Anordnungstoleranzen bei der Herstellung von Leiterplatten. Die Erfindung übt ebenfalls eine größere Nachsicht hinsichtlich der Anordnungsstelle von Subminiaturverbindern, wenn mehrere Verbinder auf einer einzelnen Leiterplatte angeordnet und gleichzeitig mit entsprechenden Subminiaturverbindern auf einer anderen Leiterplatte in Eingriff gebracht werden.
Ausführungen der Erfindung werden jetzt als Beispiel mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Verbinderanordnung der vorliegenden Erfindung, wobei die Buchse und der Stecker voneinander auseinandergezogen dargestellt werden;
Fig. 2 eine Draufsicht der Eingriffsfläche des Steckers aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Steckverbinders aus Fig. 1;
Fig. 4 eine Draufsicht der Eingriffsfläche des Buchsenverbinders aus Fig. 1;
Fig. 5 eine Seitenansicht des Buchsenverbinders aus Fig. 1;
Fig. 6 eine Draufsicht der in Eingriff gebrachten Verbinderanordnung aus Fig. 1;
Fig. 7-9 Schnittdarstellungen der Verbinderanordnung, die die Reihenfolge während des Eingriffes der Verbinder veranschaulichen;
Fig. 7 eine Schnittdarstellung, die den Stecker und die Buchse zueinander ausgerichtet vor dem Eingriff zeigt;
Fig. 8 den Verbinder der Anordnung aus Fig. 7, der teilweise in Eingriff ist;
Fig. 9 die vollständig in Eingriff befindliche Anordnung längs der Linie 9-9 in Fig. 6;
Fig. 10 eine zeichnerische Darstellung des gleichzeitigen Eingreifens von vier Verbindern, die auf entsprechenden Leiterplatten montiert sind, wobei die Tochterleiterkarte in Phantomlinien gezeigt wird;
Fig. 11 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführung der Verbinderanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei die Buchse und der Stecker auf entsprechenden Leiterplatten montiert und voneinander auseinandergezogen dargestellt werden, und wobei die eine Leiterplatte in Phantomlinien gezeigt wird;
Fig. 12 eine Schnittdarstellung, die den Stecker und die Buchse aus Fig. 10 zueinander ausgerichtet vor dem Eingreifen zeigt;
Fig. 13 eine perspektivische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführung der Verbinderanordnung der vorliegenden Erfindung, wobei die Buchse und der Stecker voneinander auseinandergezogen dargestellt werden;
Fig. 14 die vollständig in Eingriff befindliche Anordnung der Ausführung aus Fig. 13. Mit Bezugnahme auf Fig. 1 bis 6 umfaßt die Verbinderanordnung 20 einen Stecker 22 mit einer Vielzahl von darin angeordneten Kontakten 40; und eine Buchse 50 mit einer Vielzahl von darin angeordneten Kontakten 70. Der Stecker 22 umfaßt, wie in Fig. 1 bis 3 und 6 gezeigt wird, ein Steckergehäuse 24 mit einer gegenüberliegenden Eingriffsfläche 26 und Montagefläche 28 und gegenüberliegenden Seitenwänden 30 und Stirnwänden 32. Die Stirnwände 32 umfassen außerdem Flanschabschnitte 34 mit Einklinkvorsprüngen 36, die sich von dort nach außen nahe der Eingriffsfläche 26 erstrecken. Die Kontakte 40 sind L-förmig und umfassen eine Basis 42 mit einer Oberflächenmontagekontaktfläche 44 und einem Stift 46. Die Kontakte 40 sind in Kontaktaufnahmedurchgängen 38 angeordnet, die sich zwischen der Eingriffs- und bzw. Montagefläche 26, 28 des Gehäuses 24 erstrecken.
Die Buchse 50 umfaßt: ein Gehäuse 52 mit einer gegenüberliegenden Eingriffs- und Montagefläche 54, 56; einen Boden oder eine untere Wand 58; und gegenüberliegende Seitenwände 62 und Stirnwände 64, die alle zusammen einen Steckeraufnahmehohlraum 68 begrenzen. Der Boden 58 des Gehäuses 52 umfaßt außerdem eine Vielzahl von Kontaktaufnahmeschlitzen 60, in denen eine Vielzahl von C-förmigen Kontakten 70 angeordnet wird. Das Buchsengehäuse 52 umfaßt außerdem Klinkenaufnahmeaussparungen 66 angrenzend an den Hohlraumboden 58 längs der Stirnwände 64. Die Aussparungen 66 sind so ausgeführt, daß die Einklinkvorsprünge 36 des Steckverbinders 22 beim vollständigen Eingriff des Steckverbinders 22 und des Buchsenverbinders 50 aufgenommen werden. Die Kontakte 70 umfassen eine Basis 72 mit einer Oberflächenmontagekontaktfläche 74 und einen Federarm 76 mit einem ersten Kontaktabschnitt 78 an dessen vorderem Ende.
Die Buchsen- und bzw. Steckergehäuse 24, 52 werden vorzugsweise aus Material mit hoher Temperaturbeständigkeit hergestellt, wie beispielsweise einem Flüssigkristallpolymer oder dergleichen. Das ausgewählte Material muß in der Lage sein, Temperaturen von etwa 250ºC auszuhalten, die typischerweise während eines Lötvorganges erreicht werden, wie beispielsweise eines Infrarotaufschmelzlötens oder anderer Verfahren, wie sie im Fachgebiet bekannt sind.
Die Steck- und Buchsenkontakte bei dieser Ausführung sind vom im U. S. Patent 5395250 offenbarten Typ. Die Steckkontakte 40 werden vorzugsweise aus einem Metallausgangsmaterial, wie beispielsweise Phosphorbronze oder dergleichen, mit einer Dicke von etwa 0,32 mm (0,0126 in.) hergestellt, das vorzugsweise eine reduzierte Dicke von etwa 0,23 mm aufweist, um die Kontaktrandfläche zu liefern. Die Buchsenkontakte 70 werden vorzugsweise aus einem Metallausgangsmaterial mit einer Dicke von etwa 0,15 mm (0,006 in.) hergestellt. Das ausgewählte Metall weist vorzugsweise eine hohe Fließgrenze im Bereich von 105-125 tausend psi auf, um zu sichern, daß in der in Eingriff befindlichen Anordnung eine ausreichende Normalkraft erreicht wird.
Fig. 7 bis 9 veranschaulichen die Eingriffsreihenfolge des Steck- und Buchsenverbinders 22, 50. Es ist so zu verstehen, daß zum Zeitpunkt des Eingreifens ein jeder von entsprechendem Steck- und Buchsenverbinder auf die Leiterplatten montiert wird. Für den Zweck der Veranschaulichung der Erfindung wurden die Leiterplatten aus allen außer Fig. 9 weggelassen. Wenn die Verbinder 22, 50 ausgerichtet werden, wird jedes der entsprechenden Gehäuse 24, 52 vorzugsweise mit charakteristischen Merkmalen versehen, die die Gehäuse vor dem Eingriff der Kontakte 40, 70 ausrichten. Bei der vorliegenden Erfindung werden flanschartige Abschnitte 34 an den Stirnwänden 32 des Steckergehäuses 24 in entsprechenden ausgeführten Aussparungen des Hohlraumes 68 des Buchsengehäuses 52 aufgenommen. Das Buchsengehäuse 52 weist Einführungsflächen 69 auf, die dabei helfen, den Steckverbinder 22 in die Position zu führen, und die konischen Einführungsflächen 37 am Einklinkvorsprung 36 helfen beim Eingreifen der Einklinkvorsprünge 36 in einer Preßpassung an den Stirnwänden 64 des Buchsengehäuses 52.
Fig. 7 zeigt den Steckverbinder 22, der für einen Eingriff mit dem Buchsenverbinder 50 ausgerichet ist. Während der Steckverbinder 22 in Eingriff mit dem Buchsenverbinder 50 bewegt wird, kommen die Einklinkvorsprünge 36 mit den inneren Stirnwandflächen 65 in Eingriff, wodurch die Stirnwände 64 etwas nach außen durchgebogen werden, wie durch die Pfeile gezeigt wird, um den Steckverbinder 22 im Hohlraum 68 sicher zu positionieren und zu zentrieren, so daß die Kontakte 40, 70 vor deren Eingriff in Ausrichtung sind.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird mindestens eine der Kontaktanordnungen aus der Eingriffsfläche ausgespart, damit das Steckergehäuse 24 im Buchsenhohlraum 68 vor dem Eingriff der entsprechenden Paare von Gegenkontakten 40, 70 aufgenommen werden kann. Wie in Fig. 8 gezeigt wird, sind die Gehäuse richtig angeordnet, bevor der entsprechende Kontaktstift 46 mit dem Federarm 76 der Gegenkontakte 40, 70 in Eingriff kommt. Fig. 9 zeigt den Steckverbinder 22, der auf die Leiterplatte 82 montiert ist, und die Oberflächenmontagekontaktflächen 44 der Kontakte 40, die auf entsprechende Schaltkreisanschlußflächen 84 gelötet sind. Der Buchsenverbinder 50 ist auf die Leiterplatte 88 montiert, und die Oberflächenmontagekontaktflächen 74 der Kontakte 70 sind auf die Schaltkreisanschlußflächen 90 gelötet. Die entsprechenden Paare von Steck- und Buchsenverbindern 22, 50 werden vollständig mit den Einklinkvorsprüngen 36 in Eingriff gebracht, die in den Klinkenaufnahmeaussparungen 66 aufgenommen werden. Die Gehäuse 24, 52 befinden sich nicht mehr in einer Preßpassung.
Während die Verbinder 22, 50 in einen festen Eingriff zusammengebracht werden, wie in Fig. 8 gezeigt wird, wird eine Spannung auf die gelöteten Verbindungen der oberflächenmontierten Kontakte ausgeübt. Diese Spannung wird beseitigt, wenn die Steck- und Buchsenverbinder 22, 50 vollständig in Eingriff gebracht wurden und sich die Einklinkvorsprünge 36 in den Aussparungen 66 befinden, wie in Fig. 9 gezeigt wird. Jegliche Fehlausrichtung zwischen den entsprechenden Verbindern und dadurch erzeugte Kräfte werden auf den durchbiegbaren Federarm 76 der Kontakte 70 des Buchsengehäuses 52 übertragen. Daher werden jegliche Kräfte, die während der Ausrichtung erzeugt werden, nicht mehr länger auf die gelöteten Verbindungen zwischen den entsprechenden Kontakten 44, 74 und die Kontaktanschlußflächen 84, 90 der Leiterplatte, auf die sie montiert sind, angewandt.
Fig. 10 ist eine zeichnerische Darstellung des Eingriffes der Vielzahl von oberflächenmontierten Verbindern 102, die auf eine Mutterleiterplatte 110 montiert sind, und der Vielzahl von Steckverbindern 104, die auf eine Tochterleiterkarte 112 montiert sind, wie es mittels der Tochterleiterkarte zu sehen ist, die in Phantomlinien gezeigt wird. Einer der Verbinder 102, 104 auf jeder der entsprechenden Leiterplatten 110, 112 wird mit repräsentativen oberflächenmontierten Kontakten gezeigt, die auf die entsprechenden Leiterplattenanschlußflächen gelötet werden. Der Deutlichkeit halber wurden die Oberflächenmontagekontakte von den verbleibenden Verbindern 102, 104 auf den Leiterplatten weggelassen. Diese Darstellung veranschaulicht, wie die Toleranzbereiche, die in den verschiedenen Stufen des Herstellungsprozesses zu verzeichnen sind, die Eingreifbarkeit der mehreren Verbinderpaare beeinflussen. Die kumulative Wirkung aller Toleranzen, die beim Anordnen der Anordnungen von Leiterplattenkontaktanschlußflächen für jeden Verbinder zulässig sind, die Stellen der Ausrichtungslöcher oder anderen charakteristischen Ausrichtungsmerkmale und die tatsächliche Sicherung der Verbinder auf den Leiterplatten tragen zum Aufbau bei. Das Ergebnis ist, daß alle Verbinder, die auf eine Tocherleiterkarte montiert sind, nicht genau mit den entsprechenden komplementären Verbindern auf einer Mutterleiterplatte ausgerichtet werden können.
Die vorliegende Erfindung erleichtert die Probleme in Verbindung mit dem Toleranzaufbau, indem zusätzlich zu den charakteristischen Ausrichtungsmerkmalen Einklinkvorsprünge 36 an der Steckereingriffsfläche bereitgestellt werden, die mit den inneren Buchsenwandflächen an deren Eingriffsfläche in Eingriff kommen, um mit den dazugehörenden Buchsenwänden in einer Preßpassung in Eingriff zu kommen und die entsprechenden Verbinderpaare in eine Ausrichtung für einen richtigen Eingriff zu drücken. Beim vollständigen Eingriff der Verbinderpaare bewegen sich die konischen Einklinkvorsprünge 36 an den Stirnwänden des Steckverbinders aus der Preßpassung heraus und in die Klinkenaufnahmeaussparungen 66 des Steckbuchsenverbinders hinein. Daher wird gestattet, daß sich die Gehäuse 24, 52 relativ zueinander bewegen, während jegliche Ausrichtungsspannung, die für Ausrichtungszwecke zur Anwendung kommt, auf den elastischen Kontaktfederarm oder die -träger 76 eher als auf die gelöteten Verbindungen übertragen wird. Die Federarme 76 biegen sich leichter durch als die Kunststoffgehäuse, wodurch die gelöteten oberflächenmontierten Kontaktabschnitte geschützt werden. Die resultierende Übertragung der Kraft, die zur Anwendung kommt, um die Kontaktträger durchzubiegen, kann bewirken, daß sich die Eingriffsflächen des Stiftes 46 und der Träger 78 verschieben. Wenn sich die entsprechenden Verbindergehäuse 24, 52 mit Bezugnahme auf die Breite der Gehäuse verschieben, nachdem die Kräfte übertragen sind, wird sich der Steckerstift 46 längs der Länge des Trägers 78 verschieben. Eine Verschiebung in der Längsrichtung der Verbindergehäuse 24, 52, nachdem die Kräfte übertragen sind, wird die Normalkraft zwischen den Kontakten 40 und 70 in einer Reihe der Verbinder verstärken und die Normalkraft zwischen den Kontakten auf der anderen Seite des Verbinders infolge des speziellen Aufbaus der Verbinder verringern, wie in Fig. 1 gezeigt wird.
Das Material, das für die Kontakte der entsprechenden Verbinder ausgewählt wird, muß so sein, daß eine ausreichende Normalkraft innerhalb des gewünschten Betriebsbereiches verbleiben wird. Das Federelement muß aus einem Material bestehen, das trotz eines gewissen Grades an zusätzlicher oder geringerer Durchbiegung innerhalb eines spezifischen Toleranzbereiches funktionieren kann.
Fig. 11 und 12 zeigen eine alternative Ausführung 120 eines Verbinderpaares 122, 150, die jeweils auf entsprechende Leiterplatten 182, 188 montiert sind und oberflächenmontierte Kontaktflächen 144, 174 aufweisen, die entsprechend an den Schaltkreisanschlußflächen 184, 190 gesichert sind. Bei dieser Ausführung befinden sich die Klinken 136 am Stecker 122 an den Seitenwänden 130 und die Einklinkaussparungen 166 des Buchsenverbinders 152 längs der Seitenwände 162. Jeder Kontakt 140 im Steckverbinder 122 weist einen durchbiegbaren Trägerabschnitt 148 auf, der sich in einer Richtung parallel zur Eingriffsachse der Verbinder erstreckt. Bei der Durchbiegung bewegen sich die Trägerabschnitte in einer Richtung parallel zur Breite des Verbindergehäuses. Der Buchsenkontakt weist einen Stift 180 auf. Die Steck- und Buchsenkontakte in dieser Ausführung sind von dem im U. S. Patent 5199884 offenbarten Typ.
Fig. 13 und 14 veranschaulichen eine weitere Ausführung 220 der Erfindung, bei der der Buchsenverbinder 250 mit Einklinkvorsprüngen 236 versehen ist, die sich nach innen in den Hohlraum längs der Enden erstrecken, und der Steckverbinder 222 umfaßt entsprechende Aussparungen 266 für das Aufnehmen der Vorsprünge 236.
Es ist so zu verstehen, daß die Kontakte entweder des Steckers oder der Buchse durchbiegbare Träger aufweisen können. Zusätzlich können sowohl der Stecker als auch die Buchse durchbiegbare Träger aufweisen. Man bevorzugt, daß eine oder beide der entsprechenden Anordnungen von Kontakten aus der Eingriffsfläche des entsprechenden Gehäuses ausgespart sind, um die Ausrichtung der Verbindergehäuse vor dem Eingriff der Kontakte zu sichern. Eine Leiterplatte kann ebenfalls sowohl Steck- als auch Buchsenverbinder aufweisen, solange wie die andere Leiterplatte mit Verbindern versehen ist, die dazu komplementär sind.
Es ist weiter so zu verstehen, daß entweder der Steck- oder der Buchsenverbinder mehr als einen Vorsprung auf beiden Seiten oder an beiden Enden aufweisen oder Vorsprünge an beiden Seiten und beiden Enden umfassen kann. Begleitend werden die eingreifenden Buchsen- oder Steckverbinder die entsprechende Anzahl von Aussparungen aufweisen. Die Anzahl und Stelle der Vorsprünge und Aussparungen wird von der Größe und Konfiguration des Verbinders abhängig sein.

Claims

1. Oberflächenmontierbare Verbinderanordnung (20) für das Verbinden von Schaltkreisen entsprechender Leiterplatten, die umfaßt: einen Steckverbinder (22), der ein Gehäuse (24) mit einem Steckerabschnitt, der sich zwischen gegenüberliegenden Seiten (30) und gegenüberliegenden Enden (32) erstreckt, und einen ersten Satz Kontakte (40) aufweist; und einen Buchsenverbinder (50), der ein Gehäuse (52) mit einem Buchsenabschnitt, der gegenüberliegende Seiten (62) und gegenüberliegende Enden (64) aufweist, die einen Steckeraufnahmehohlraum (68) begrenzen, und einen zweiten Satz Kontakte (70) aufweist; wobei einer von Stecker- und Buchsenabschnitten (36, 136, 236) mindestens zwei mit Abstand angeordnete Einklinkvorsprünge (36) umfaßt, die sich seitlich von mindestens beiden gegenüberliegenden Seiten (30, 62) oder beiden gegenüberliegenden Enden (32, 64) des Abschnittes aus erstrecken; und wobei der andere von Stecker- und Buchsenabschnitten mindestens zwei mit Abstand angeordnete Klinkenaufnahme-aussparungen (66, 166, 266) längs mindestens beider gegenüberliegender Seiten (30, 62) oder beider gegenüberliegender Enden (32, 64) umfaßt und so ausgeführt ist, daß die Einklinkvorsprünge (36, 136, 236) beim vollständigen Eingriff aufgenommen werden; wobei die Einklinkvorsprünge (36, 136, 236) gegen angrenzende Auflageflächen des anderen Abschnittes während des anfänglichen Eintrittes des Steckerabschnittes in den Buchsenabschnitt drücken und mit diesen eine Preßpassung hervorrufen, wodurch die zentrierte Position von Steck- und Buchsenverbinder (22, 50) unveränderlich gehalten wird, um seitlichen Kräften darauf während des Eingriffes und während des vollständigen Eingriffes von Steck- und Buchsenverbinder (22, 50) einen Widerstand entgegenzusetzen, wobei die Einklinkvorsprünge (36, 136, 236) die Auflageflächen freigeben, wenn die Vorsprünge in den Klinkenaufnahmeaussparungen (66, 166, 266) aufgenommen werden; wobei die Anordnung (20) dadurch gekennzeichnet wird, daß:

die Einklinkvorsprünge lose in den Aussparungen aufgenommen werden, wodurch eine begrenzte horizontale Bewegung des Steckverbinders innerhalb des Buchsenverbinders gestattet wird, während eine vertikale Bewegung der Verbinder verhindert wird; und

mindestens einer der Sätze von Kontakten (40, 70) durchbiegbare Träger umfaßt, wobei die Kontakte (40, 70) zusammenwirken, um eine Spannung und horizontale Ausrichtung der Verbinder (22, 50) auszugleichen, wodurch gestattet wird, daß sich die Gehäuse (24, 52) relativ zueinander bewegen können.

2. Oberflächenmontierbare Verbinderanordnung (20) nach Anspruch 1, bei der Einklinkvorsprünge (36, 136, 236) und Klinkenaufnahmeaussparungen (66, 166, 266) nahe an Ecken der gegenüberliegenden Seiten (30, 62) oder gegenüberliegenden Enden (32, 64) der entsprechenden Stecker- und Buchsenabschnitte liegen.

3. Oberflächenmontierbare Verbinderanordnung nach Anspruch 1, bei der Auflageflächen der Einklinkvorsprünge (36, 136, 236) kontinuierlich nach vorn und nach innen von den Einklinkflächen aus konisch verlaufen.

4. Oberflächenmontierbare Verbinderanordnung nach Anspruch 1, 2, oder 3, bei der sich Einklinkvorsprünge (36) seitlich von gegenüberliegenden Enden (30) des Steckerabschnittes aus erstrecken und die Klinkenaufnahme-aussparungen (66) längs der Enden (64) des Buchsenabschnittes vorhanden sind.

5. Oberflächenmontierbare Verbinderanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der sich Einklinkvorsprünge (136) seitlich von gegenüberliegenden Seiten (130) des Steckerabschnittes aus erstrecken und Klinkenaufnahme-aussparungen (166) längs der Seiten des Buchsenabschnittes vorhanden sind.

6. Oberflächenmontierbare Verbinderanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der sich Einklinkvorsprünge (236) seitlich von gegenüberliegenden Enden des Buchsenabschnittes aus erstrecken und die Klinkenaufnahmeaussparungen (266) längs der Enden des Steckerabschnittes vorhanden sind.

7. Anordnung von miteinander verbindbaren Leiterplatten, die umfaßt: eine erste Leiterplatte mit einer Vielzahl von ersten Verbindern, die an ersten Verbinderstellen in entsprechenden Ausrichtungen montiert sind; und eine zweite Leiterplatte mit einer Vielzahl von zweiten Verbindern, die an zweiten Verbinderstellen in entsprechenden Ausrichtungen montiert sind; wobei erste und zweite Verbinder eingreifbare Paare von Steck- und Buchsenverbindern (22, 50) sind; wobei jeder Steckverbinder (22) aufweist: ein Gehäuse (24) mit einem Steckerabschnitt, der sich zwischen gegenüber-liegenden Seiten (30) und gegenüberliegenden Enden (32) erstreckt, und einen ersten Satz Kontakte (40); und wobei jeder Buchsenverbinder (50) aufweist: ein Gehäuse (52) mit einem Buchsenabschnitt, der gegenüber-liegende Seiten (62) und gegenüberliegende Enden (64) aufweist und einen Steckeraufnahmehohlraum (68) begrenzt, und einen zweiten Satz Kontakte (70); wobei einer von Stecker- und Buchsenabschnitten (36, 136, 236) eines jeden Paares von eingreifbaren Steck- und Buchsenverbindern mindestens zwei mit Abstand angeordnete Einklinkvorsprünge (36) umfaßt, die sich seitlich von mindestens beiden gegenüberliegenden Seiten (30, 62) oder beiden gegenüberliegenden Enden (32, 64) des Abschnittes aus erstrecken; und wobei der andere von Stecker- und Buchsenabschnitten mindestens zwei mit Abstand angeordnete Klinkenaufnahmeaussparungen (66, 166, 266) längs mindestens beider gegenüberliegender Seiten (30, 62) oder beider gegenüberliegender Enden (32, 64) umfaßt und so ausgeführt ist, daß die Einklinkvorsprünge (36, 136, 236) beim vollständigen Eingriff aufgenommen werden; wobei beim Positionieren die Platten zusammen bewegt werden, um gleichzeitig die Paare von Steck- und Buchsenverbindern (22, 50) in Eingriff zu bringen, wobei die entsprechenden Einklinkvorsprünge (36, 136, 236) gegen angrenzende Auflageflächen des anderen Abschnittes während des anfänglichen Eintrittes des entsprechenden Steckerabschnittes in den dazugehörenden Buchsenabschnitt drücken und eine Preßpassung mit diesen bewirken, wodurch die zentrierte Position der Steck- und Buchsenverbinder (22, 50) unveränderlich gehalten wird, um seitlichen Kräften darauf während des Eingriffes und beim vollständigen Eingriff der Steck- und Buchsenverbinder (22, 50) einen Widerstand entgegenzusetzen, wobei die Einklinkvorsprünge (36, 136, 236) die Auflageflächen freigeben, wenn die Vorsprünge in den Klinkenaufnahme-aussparungen (66, 166, 266) aufgenommen werden; wobei die Anordnung (20) dadurch gekennzeichnet wird, daß:

die Einklinkvorsprünge lose in den Aussparungen aufgenommen werden, wodurch eine begrenzte horizontale Bewegung der entsprechenden Steckverbinder innerhalb der dazugehörenden Buchsenverbinder gestattet wird, während eine vertikale Bewegung der Verbinder verhindert wird; und mindestens einer der Sätze von Kontakten (40, 70) durchbiegbare Träger umfaßt, wobei die Kontakte (40, 70) zusammenwirken, um eine Spannung und horizontale Ausrichtung der Verbinder (22, 50) auszugleichen, wodurch gestattet wird, daß sich die entsprechenden Paare von Gehäusen (24, 52) relativ zueinander bewegen können.

8. Anordnung nach Anspruch 7, bei der Einklinkvorsprünge (36, 136, 236) und Klinkenaufnahmeaussparungen (66, 166, 266) nahe an Ecken der gegenüber-liegenden Seiten (30, 62) oder gegenüberliegenden Enden (32, 64) der entsprechenden Stecker- und Buchsenabschnitte liegen.

9. Anordnung nach Anspruch 7, bei der Auflageflächen der Einklinkvorsprünge (36, 136, 236) kontinuierlich nach vorn und nach innen von den Einklinkflächen aus konisch verlaufen.

10. Anordnung nach Anspruch 7, 8 oder 9, bei der sich Einklinkvorsprünge (36) seitlich von gegenüberliegenden Enden (28) des Steckerabschnittes aus erstrecken und Klinkenaufnahmeaussparungen (66) längs der Enden (64) des Buchsenabschnittes vorhanden sind.