DE69631980T2 - Elektrischer Verbinder - Google Patents

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    • H01R12/70—Coupling devices
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    • H01R12/70—Coupling devices
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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinder, genauer elektrische Verbinder, welche verwendet werden zum Verbinden elektrischer Anordnungen, wie beispielsweise Leiterplatten, welche oftmals, jedoch nicht notwendigerweise, aneinander angrenzend in einem vertikal angeordneten Stapel befestigt werden müssen. Derartige elektronische Anordnungen werden hierin als "Platten" bezeichnet.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Neben einem Festverdrahten der Platten miteinander umfassen Verfahren des Standes der Technik zum Verbinden der Platten die Verwendung von Steckerleisten, getragen durch die Platten, welche in Eingriff sind mit komplementären festen Verbindern, getragen innerhalb eines Rahmens, welcher die Platten befestigt, wobei eine Verbindung erforderlich ist zwischen den komplementären festen Verbindern zum Liefern der notwendigen Verbindungen von einer Platte zur nächsten.
  • Derartige Systeme sind unkomfortabel und kostspielig, da sie zahlreiche einzelne Bauelemente sowie die Montage dieser Elemente in ein Verbindungssystem erfordern. Ferner ist es wahrscheinlich, dass die Entfernung bzw. das Auswechseln einzelner Platten einer Anordnung den Service und die Wartung erschwert und diese kostspieliger gestaltet.
  • US-P 5,378,160 offenbart einen entsprechenden Stapelsteckverbinder für Leiterplatten, welcher ferner ein Gehäuse umfasst, hergestellt aus isolierendem Material. Das Gehäuse weist eine lineare Anordnung von in Seitenrichtung verlaufenden spaltartigen Öffnungen auf, welche durch die obere Fläche in das Innere des Gehäuses hinein verlaufen. Jede der Öffnungen nimmt ein einzelnes entsprechendes passendes Kontaktelement auf. Jedes der Kontaktelemente ist eine einstückige Verlängerung eines Anschlussleiters. Die Anschlussleiter sind entlang gegenüberliegender Lateralseiten des Gehäuses angeordnet. Jeder Leiter verläuft durch die Seitenwand in die Bodenfläche der Öffnung hinein und entlang dieser.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Einrichtung zum Verbinden von Platten, wie hier definiert, zu schaffen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß, wie in Anspruch 1 definiert, umfasst der elektrische Verbinder zum Verbinden zweier physisch angrenzender Platten, wie hier definiert, einen elektrisch isolierenden Körper, an welchem ein elektrisch leitendes Element bzw. mehrere elektrisch leitende Elemente befestigt sind, wobei jedes derartige leitende Element einen ersten Abschnitt aufweist, welcher angepasst ist zum elektrischen Kontaktieren eines elektrisch leitenden Elements einer Platte, und einen zweiten Abschnitt, welcher angepasst ist zum Kontaktieren eines elektrisch leitenden Elementes einer angrenzenden Platte, zum Liefern einer elektrischen Verbindung zwischen diesen.
  • Einer dieser Abschnitte kann angepasst sein zum physischen Anbringen an dem elektrisch leitenden Element der jeweiligen Platte davon, und der andere Abschnitt kann angepasst sein zum Bilden eines Druckkontakts mit dem elektrisch leitenden Element der anderen Platte.
  • Alternativ hierzu kann der Körper des Verbinders physisch angebracht werden an bzw. angeordnet werden auf einer der beiden Platten und ein Druckkontakt hergestellt werden durch beide Abschnitt des Verbinderelements auf die jeweiligen leitenden Elemente der beiden Platten.
  • Bei einer Form eines erfindungsgemäßen Verbinders kann der isolierende Körper des Verbinder zwischen den zu verbindenden Platten liegen, und eine Verbindung kann erfolgen zwischen den Kontakten, welche jeweils durch die gegenüberliegenden Flächen der beiden Platten getragen werden.
  • Bei einer anderen Form können die zu verbindenden Platten aufeinander liegen, und eine Verbindung kann hergestellt werden zwischen Kontakten, welche jeweils auf den oberen Flächen der beiden Platten getragen werden.
  • Bei Verwenden einer Reihe von erfindungsgemäßen Verbindern kann eine Reihe von Platten in Stapel verbunden werden, ohne dass ein externer mechanischer Rahmen oder zugehörige Zwischenverbinder erforderlich sind.
  • Es ist ersichtlich, dass erfindungsgemäße Verbinder eine schnellere und kostengünstigere Einrichtung zum miteinander Verbinden angrenzender Platten und zum Bilden eines verbundenen Stapels einer Reihe derartiger Platten liefern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
  • Damit Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung noch deutlicher ersichtlich sind, werden zwei Ausführungsbeispiele davon beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt bzw. zeigen:
  • 1, 2 und 3 jeweils eine Ansicht von oben, von der Seite und von unten eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders;
  • 4 einen Querschnitt durch den Verbinder der 1, 2 und 3 entlang der Linie A-A, in Pfeilrichtung betrachtet;
  • 5 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsart eines erfindungsgemäßen Verbinders;
  • 6 und 7 Ansichten des Verbinders von 5 von einer Seite bzw. von unten in unterschiedlichem Maßstab; und
  • 8 eine weitere Querschnittsansicht des Verbinders von 5, montiert mit zwei Platten und diese verbindend.
  • Genaue Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Unter Bezugnahme auf die 1 und 4 umfasst der erste elektrische Verbinder einen Körper 10 aus einem elektrisch isolierenden Material in Form einer Kunststoffmasse, wobei die gegenüberliegenden Längsseiten 12 und 14 jeweils mit einer Reihe gegenüberliegender Vertiefungen versehen sind, wie beispielsweise 16 bzw. 18 (siehe 4), in welchen identische Kontaktelemente, wie beispielsweise 20 und 22, befestigt sind.
  • Der Körper 10 kann typischerweise aus hochtemperaturbeständigem STANYL(TM)-Nylon 46 gebildet sein, und die Kontaktelemente 20 aus Beryllium-Kupfer-Streifenmaterial mit einer Dicke von 0,1 mm.
  • Jedes Kontaktelement ist derart geformt, dass ein Kopf 24 in Form eines umgekehrten V am oberen äußersten Ende des Kontaktelements und ein flacher Fuß 26 am unteren äußersten Ende gebildet wird.
  • Der Kopf 24, welcher einen Druckkontakt mit einer Kontaktstelle auf eine Leiterplatte herstellen soll, ist vergoldet zum Optimieren eines elektrischen Kontakt zwischen einem Kontaktelement 20 und der jeweiligen Kontaktstelle, getragen auf der Platte, so dass eine Befestigung angrenzend an die obere Fläche 32 des Körpers 10 erfolgt.
  • Der Fuß 26, welcher mittels Löten oberflächenmontiert werden soll an einer Kontaktstelle auf der anderen Leiterplatte, wird verzinnt mit einer Zinn-Blei-Legierung, um eine schnelle Anbringung daran zu ermöglichen.
  • Jedes Kontaktelement 20 ist derart geformt und befestigt, dass ermöglicht wird, dass sich der Kopf 24 nach außen und nach unten auf dem Schaft 34 und um die Biegung 36 biegt, wenn mit einer oberen Leiterplatte montiert, wobei die untere Seite davon in Kontakt ist mit der oberen Seite 32 der Form 10, wenn die obere Platte in Kontakt gedrückt ist mit dem Verbinder.
  • Unter Bezugnahme auf den weiteren Verbinder, dargestellt in den 5 bis 8 der Zeichnung, ist eine Reihe von Kontaktelementen 50 angebracht innerhalb von Vertiefungen 52, angeordnet in zwei gegenüberliegenden Reihen 54 und 56, eine auf jeder Seite einer Körperform 58 aus elektrisch isolierendem Material.
  • Jedes Kontaktelement 50 umfasst einen im allgemeinen V-förmigen Abschnitt, wobei ein Zweig 60 davon in Kontakt ist mit der Oberseite der Vertiefung 52, und der andere Zweig 62 teilweise vorsteht durch den Öffnungsspalt 64 in der Unterseite der Vertiefung 52.
  • Der Endabschnitt des Zweigs 60 ist fortgesetzt und gestuft, um einen Fuß 66 zu schaffen, welcher auf einen komplementären Kontakt, getragen von einer der beiden zu verbindenden Platten, oberflächenmontiert werden soll, und der Endabschnitt 68 des Zweigs 62 ist nach oben in Richtung der Vertiefung 52 gebogen, um eine Federkontaktfläche 69 zu liefern zum Eingriff mit einem komplementären Kontakt, getragen von der anderen der beiden zu verbindenden Platten.
  • 8 zeigt den gleichen Verbinder, montiert mit einem Paar von Platten 70 und 72, mit entsprechend angeordneten Kontaktstellen 74 bzw. 76 jeweils auf der oberen Fläche davon, um eine Verbindung mittels der Kontaktelemente 50 zu ermöglichen.
  • Der Endabschnitt 68 jedes Kontaktelements 50 steht durch die Öffnung 64 vor und ermöglicht ein Berühren der Kontaktstellen 76 durch die Kontaktflächen 69 auf der oberen Fläche der Platte 72, wobei der untere Abschnitt des Verbinderkörpers 58 vorsteht durch eine angemessen bemessene Öffnung in der oberen Platte 70 zum mechanischen Kontaktieren der oberen Fläche der unteren Platte 72.
  • Es ist ersichtlich, dass der in Verbindung mit den 5 bis 8 der Zeichnung beschriebene Verbinder normalerweise getragen wird auf der oberen Platte 70 mittels der Kontaktfüße 66, oberflächenmontiert mittels Lötanbringung an Kontaktstellen 74, und bei Montage der beiden Platten 70 und 72 gelangen die Kontaktflächen 69 in Eingriff mit Kontaktstellen 76 auf der unteren Platte 72. Die gesamte Anordnung kann zusammengehalten werden durch ein geeignetes Befestigen der Platte 70 an der Platte 72, beispielsweise mittels ineinander greifender Stifte bzw. Dübel und Öffnungen bzw. anderweitig.

Claims (25)

  1. Elektrischer Verbinder zum Verbinden von mindestens zwei Leiterplatten, umfassend: einen Isolierkörper (10, 58), welcher eine erste Fläche (32) definiert, gestaltet zur angrenzenden Anordnung an eine Fläche einer ersten Leiterplatte (72); ein Kontaktelement (20, 22, 50), umfassend einen elastisch bewegbaren Kontaktkopf (24), angeordnet oberhalb einer Ebene durch die erste Fläche (32), wobei der Kontaktkopf (24) bewegbar ist in Richtung der ersten Fläche (32) bei Drücken in Gegenkontakt mit der ersten Leiterplatte (72), wobei jedes dieser Kontaktelemente (20, 22, 50) ferner einen Schenkelabschnitt mit einem Kontaktfuß (26, 66) umfasst, verbunden mit dem Schenkelabschnitt für einen Gegenkontakt mit der zweiten Leiterplatte (70), wobei der Isolierkörper (10) mindestens eine Reihe angrenzend angeordneter Vertiefungen (16, 18, 52) umfasst, jede davon einen Öffnungsspalt (64) aufweisend; ein Kontaktelement (20, 22, 50), angeordnet in jeder der Vertiefungen (16, 18, 52), wobei jedes Kontaktelement (20, 22, 50) einen generell V-förmigen Abschnitt mit einem ersten und einem zweiten Zweig (60, 62) aufweist, wobei der erste Zweig (60) in Kontakt ist mit einer Fläche der Vertiefung (16, 18, 52), und wobei der zweite Zweig (62) teilweise vorsteht durch den Öffnungsspalt (64) in die gegenüberliegende Seite der Vertiefung (52); wobei der Endabschnitt (68) des zweiten Zweigs (62) nach oben gebogen ist in Richtung der Vertiefung (16, 18, 52) und durch den Isolierkörper (10, 58) uneingeschränkt ist zum Gewährleisten eines Eingriffs der Federkontaktfläche (69) bezüglich eines Komplementärkontakts, getragen durch die erste Leiterplatte (72); dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt des ersten Zweigs (60) den Kontaktfuß (26, 66) umfasst, verlaufend aus der jeweiligen Vertiefung (16, 18, 52) hinaus durch den Öffnungsspalt (64) zum Gegenkontakt mit der zweiten Leiterplatte (70).
  2. Verbinder nach Anspruch 1, wobei der Endabschnitt (68) des zweiten Zweigs (62) lediglich einmal nach oben gebogen ist in Richtung der Vertiefung (16, 18, 52).
  3. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Endabschnitt des ersten Zweigs (60) gestuft ist, um den Kontaktfuß (26, 66) zu schaffen.
  4. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Kontaktelement (20, 22, 50) einen flexiblen Schaftabschnitt (34) umfasst.
  5. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes der Kontaktelemente (20, 22, 50) eine Biegung (36) umfasst, welche den flexiblen Schaftabschnitt (34) mit dem ersten Zweig (60) verbindet, wobei die flexible Biegung (36) innerhalb der jeweiligen Vertiefungen (16, 18, 52) angeordnet ist.
  6. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktkopf (24) eine umgekehrte generell V-artige Form aufweist.
  7. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der flexible Schaftabschnitt (34) jedes der Kontaktelemente (20, 22, 50) sich ausgehend vom Schenkelabschnitt in einem Winkel verschieden von 90 Grad, insbesondere von weniger als 90 Grad, erstreckt, wobei bei Gegenkontakt mit der ersten Leiterplatte (72) der flexible Schaftabschnitt (34) sich in Richtung des Schenkelabschnitts bewegt.
  8. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Isolierkörper (10) zwei der Reihen angrenzend angeordneter Vertiefungen (16, 18, 52) mit den jeweiligen Kontaktelementen (20, 22, 50) umfasst.
  9. Verbinder nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Isolierkörper (10) generell symmetrisch ist über eine Ebene, welche sich zwischen den Reihen angrenzend angeordneter Vertiefungen (16, 18, 52) erstreckt.
  10. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktfuß (26, 66) jedes der Kontaktelemente (20, 22, 50) eine Kontaktfläche aufweist, welche in eine bezüglich des Kontaktkopfs (24) entgegengesetzte Richtung weist.
  11. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei der Kontaktfuß (26, 66) jedes der Kontaktelemente (20, 22, 50) eine Kontaktfkäche aufweist, welche in die gleiche Richtung weist wie der Kontaktkopf (24).
  12. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Isolierkörper (10) ferner eine zweite Fläche (30) umfasst, welche generell der ersten Fläche (32) gegenüberliegt und aufgebaut ist zur angrenzenden Anordnung an eine Fläche der zweiten Leiterplatte (70), wobei der Kontaktfuß (26,66) jedes Kontaktelements (20, 22, 50) sich über eine Ebene der zweiten Fläche (30) hinaus erstreckt, so dass der Kontaktfuß (26, 66) eine elektrische Verbindung mit einer Gegenkontaktstelle (74) der zweiten Leiterplatte (70) herstellt bei einer Anordnung der zweiten Fläche (30) direkt angrenzend an die Fläche der zweiten Leiterplatte (70), wobei das Kontaktelement (20,22,50) dadurch zwischen der ersten und der zweiten Leiterplatte (70, 72) angeordnet ist.
  13. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, wobei der Isolierkörper (10) ferner eine zweite Fläche (30) umfasst, welche generell der ersten Fläche (32) gegenüberliegt, wobei der Kontaktfuß (26, 66) jedes der Kontaktelemente (20, 22, 50) sich nach außen ausgehend vom Isolierkörper (10) zwischen Ebenen durch die erste Fläche (32) und die zweite Fläche (30) erstreckt, so dass der Kontaktfuß (26,66) eine elektrische Verbindung herstellt mit der Gegenkontaktstelle (74) der zweiten Leiterplatte (70).
  14. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Isolierkörper (10) zwei in entgegengesetzte Richtungen weisende Reihen (12, 14; 54, 56) angrenzend angeordneter Vertiefungen (16, 18, 52) definiert.
  15. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Fläche (32) des Isolierkörpers (10) definiert ist zwischen den Reihen von Vertiefungen (16, 18, 52) und aufgebaut ist zur angrenzenden Anordnung an eine Fläche einer ersten Leiterplatte (72).
  16. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schenkelabschnitt des Kontaktelements (20, 22, 50) sich aus der jeweiligen Vertiefung (16, 18, 52) hinaus erstreckt generell entgegengesetzt zu dem Kontaktkopf (24) zum Gegenkontakt mit der zweiten Leiterplatte.
  17. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Isolierkörper (10) ein generell symmetrisches Querschnittsprofil durch die Vertiefungen (16, 18, 52) aufweist.
  18. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schenkelabschnitt gesetzt ist gegen eine Innenfläche des Isolierkörpers (10) zumindest teilweise innerhalb der Vertiefung (16, 18, 52).
  19. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktkopf (24) einen derartigen Aufbau aufweist, dass ein genereller Punktkontakt entlang einer Breite davon bezüglich einer Gegenkontaktstelle (76) der ersten Leiterplatte (72) definiert wird.
  20. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der, Kontaktfuß (26, 66) eine generell flache planare Kontaktfläche für einen Planarkontakt mit einer Gegenkontaktstelle (74) der zweiten Leiterplatte (70) aufweist.
  21. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Teil des Isolierkörpers (58) durch eine angemessen bemessene Öffnung in der zweiten Leiterplatte (70) vorsteht, um mit der oberen Fläche der ersten Leiterplatte (72) in Kontakt zu gelangen.
  22. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Isolierkörper (10) des Verbinders zwischen den Platten (70, 72) liegt, um verbunden zu werden, wobei eine Verbindung hergestellt wird zwischen Kontakten, welche jeweils getragen werden durch die gegenüberliegenden Flächen der beiden Platten (70, 72), wobei der Körper (10) physisch angebracht ist an bzw. angeordnet ist auf einer der beiden Platten (70, 72).
  23. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der Vertiefungen (16, 18, 52) eine Rückwand aufweist, welche zwischen einer im wesentlichen horizontalen unteren Fläche, definiert durch eine Innenfläche eines unteren Abschnitts der Vertiefung (16, 18, 52), und einer im wesentlichen horizontalen oberen Fläche, definiert durch eine Innenfläche eines oberen Abschnitts der Vertiefung (16, 18, 52), verläuft, wobei die obere Fläche sich horizontal in geringerem Ausmaß erstreckt als die untere Fläche, so dass die Vertiefung (16, 18, 52) offen ist an der Seite des Isolierkörpers (10) und zumindest teilweise an dem oberen Abschnitt des Körpers.
  24. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vertiefung (16, 18, 52) offen ist an der Seite des Isolierkörpers (10) an dem Punkt, an welchem der Kontaktfuß (26, 66) aus dem Körperelement hinaus verläuft.
  25. Verbinder nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vertiefung (16, 18, 52) offen ist an der Oberseite, zumindest teilweise an dem oberen Abschnitt des Isolierkörpers, an dem Punkt, an welchem der Kopf (24, 69) des Kontaktelements (20, 22, 50) sich aus der ersten Fläche (32) hinaus und über diese erstreckt.
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