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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinder, und genauer
elektrische Verbinder, welche zum Verbinden elektronischer Teilanordnungen verwendet
werden, beispielsweise für
Leiterplatten, wobei es erforderlich ist, daß diese zueinander benachbart
angebracht werden, häufig
in einer vertikal gestapelten Anordnung.
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Es
sind Verfahren des Stands der Technik zum Verbinden elektronischer
Anordnungen, insbesondere Leiterplatten, bekannt. Beispielsweise
ist es gut bekannt, die Platten durch eine Festverdrahtung miteinander
zu verbinden oder Kantenverbinder zu verwenden, welche an den Platten
angebracht sind, welche mit komplementären befestigten Kantenverbindern
ineinandergreifen, welche in einem Gestell angebracht sind, in welchem
die Platten angebracht sind.
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Ein
Problem bei herkömmlichen
Plattenverbindern ist der begrenzte Raum für eine Verbindung der Platten
bzw. Anordnungen in der elektronischen Vorrichtung. Bei herkömmlichen
Verbindern, welche eine Vielzahl von Anschlüssen verwenden, welche seitlich
in Abständen
in einem Gehäuse
angeordnet sind, wird ein Kontaktsteg jedes Anschlusses an das Schaltungsmuster
einer Leiterplatte gelötet,
und der andere Steg des Kontakts wird an das Schaltungsmuster auf
der anderen Leiterplatte gelötet.
Infolge der engen Abstände
zwischen den Anschlüssen
und der vertikalen Entfernung zwischen den Platten ist es äußerst schwierig,
jeden der Anschlüsse
zu löten, ohne
mit dem Lötmaterial
eine Brücke
zu einem benachbarten Anschluß zu
bilden. Das Lötverfahren
ist eine zeitaufwendige und schwierige Aufgabe.
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Eine
vorgeschlagene Verbesserung ist in der europäischen Patentschriftveröffentlichung
Nr. 0 463 487, veröffentlicht
am 2. 1. 1992, offenbart. Darin wird ein elektrischer Verbinder
beschrieben, welcher ein Anschlußgehäuse aufweist, wobei eine Vielzahl
von Anschlüssen
seitlich angeordnet und in regelmäßigen Abständen befestigt ist, wobei zwei
Stegkontakte jedes Anschlusses von dem Gehäuse ausgehen. Eine Verbinderhülle beherbergt
das Anschlußgehäuse in lockerer
Weise und ermöglicht,
daß das
Anschlußgehäuse in der
Hülle nach
oben und unten gleitet. Die Hülle
wiederum weist Erweiterungen zum Befestigen davon an einer Leiterplatte
und Einrichtungen zum Ermöglichen,
daß die
Leiterplatte in Kontakt mit den anderen Anschlüssen gelangt, auf. Diese Vorrichtung
erfordert jedoch einen angemessenen Raum zwischen den Leiterplatten,
um die Verbinderhülle
und das Anschlußgehäuse aufzunehmen.
Die minimale Entfernung bzw. Höhe
zwischen benachbarten Leiterplatten wird somit unnötig beschränkt, insbesondere
bei einer Stapelanordnung von Leiterplatten.
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Die
veröffentlichte
PCT-Patentanmeldung Nr. WO 97/02631 offenbart einen elektrischen
Verbinder zum Verbinden benachbarter Leiterplatten, wobei dies gestapelte
Leiterplatten umfaßt.
Der Verbinder umfaßt
einen generell I-förmigen
isolierenden Körper,
welcher eine Vielzahl benachbarter Aussparungen definiert, in welchen
identische Kontaktelemente angebracht sind. Die Kontaktelemente
weisen mindestens einen elastischen Kontaktarm auf, welcher sich
in der Körperaussparung
elastisch biegt bzw. bewegt.
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Das
U.S.-Patent Nr. 4,664,458 offenbart eine elektrische Verbinderanordnung,
welche Kontakte mit einem generell C-förmigen Profil und einem U-förmigen Zwischenabschnitt umfaßt, wobei
der Zwischenabschnitt in einer Einkerbung in einem isolierenden
Körper
enthalten bzw. eingebettet ist. Kontaktarme sind an dem U-förmigen Abschnitt
zurückgebogen,
so daß diese
die Richtung wechseln und zu der anderen Seite des isolierenden
Körpers
hinüber verlaufen.
Die mehrfachen Biegungen in den Kontakten tragen wesentlich zu der
Breite bzw. Dicke des Verbinders bei.
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Das
U.S.-Patent Nr. 5,041,016 und die europäische Patentschrift Nr. 0 346
206 offenbaren andere Typen von Leiterplattenverbindern.
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Aufgaben und
Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
elektrischen Verbinder zu schaffen, welcher insbesondere zum Verbinden gestapelter
Leiterplatten geeignet ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen
Verbinder zu schaffen, welcher eine in relativer Weise minimale
Höhe aufweist,
um vertikal gestapelte Leiterplatten mit einer minimalen Trennungsentfernung
dazwischen zu verbinden.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden
Beschreibung dargelegt oder sind aus der Beschreibung ersichtlich oder
können
durch praktische Anwendung der Erfindung erkannt werden.
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Gemäß den Aufgaben
und Zwecken der Erfindung wird eine elektrische Verbinderanordnung
mit flachem bzw. „dünnem" Profil zum Verbinden
physikalisch getrennter Leiterplatten, insbesondere in einer Stapelanordnung,
geschaffen. Der elektrische Verbinder umfaßt mindestens ein isolierendes
Körperelement,
welches entgegengesetzte Enden und mindestens einen in Längsrichtung
verlaufenden Steg, welcher zwischen den Enden definiert ist, aufweist.
Es sei bemerkt, daß eine
Vielzahl derartiger Stege vorgesehen sein kann. Eine Vielzahl benachbart
und in Abstand angeordneter Verbinderelemente ist an jedem der Stege
quer zu der Längsrichtung
angeordnet. Vorzugsweise sind die Verbinder an verschiedenen Verbinderpositionen,
welche entlang des Stegs definiert sind, angeordnet. Beispielsweise
können
die Verbinderpositionen Rillen bzw. Vertiefungen sein, welche mindestens
teilweise in Verlauf um den Umfang des Stegs definiert sind. Die Rillen
bzw. Vertiefungen können
ferner Eingriffs- bzw. Positionierungsflächen umfassen, welche darin
definiert sind, welche geeignet gestaltet sind, um jedes Verbinderelement
bei jeder Verbinderposition entlang des Stegelements zu halten und
anzuordnen.
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Die
Verbinderelemente sind generell offenendig bzw. U-förmig und
weisen ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende, welches durch
gegenüberliegende
Armelemente definiert ist, auf. Die geschlossenen Enden sind bei
jeder Verbinderposition um den Steg gelegt. Jedes Verbinderelement
umfaßt ferner
eine nach außen
weisende Kontaktfläche,
welche an jedem der ausgehenden Arme definiert ist. In dieser Weise
ist der Verbinder zwischen gestapelten Leiterplatten angeordnet,
wobei sich die Arme in Paßkontakt
mit jeweiligen Kontaktstellen getrennter zugewandter Leiterplatten
befinden.
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Vorzugsweise
ist mindestens einer der Arme der Verbinder ein in einem Winkel
verlaufender elastischer Arm, welcher geeignet für einen Preßpassungskontakt mit einer
jeweiligen Kontaktstelle einer der Leiterplatten angeordnet ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
kann der andere Verbinderarm einen generell steifen Arm umfassen,
welcher an eine Außenfläche des
Stegs angrenzend angeordnet ist. Somit kann der steife Arm an dessen
jeweilige Leiterplatten-Kontaktstelle gelötet werden, wobei der elastische
Arm ohne Löten
in Preßkontakt
mit dessen jeweiliger Kontaktstelle gehalten wird. Alternativ kann der
elastische Arm gleichfalls an dessen jeweilige Kontaktstelle gelötet werden.
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Der
elastische Arm kann in einem Winkel von dem Steg fort verlaufen
und befindet sich vorzugsweise nicht in Kontakt mit dem Steg. Der
elastische Arm bezieht seine Elastizität nicht daraus, daß dieser auf
den Steg zurückgeklappt
wird, da dies die minimale Höhe
der Anordnung aufgrund zusätzlicher
Biegungen in den Verbinderelementen beschränken würde. Der elastische Arm kann
ferner eine geeignete Länge
aufweisen, um sich über
die Längskante des
Stegs und sogar darüber
hinaus zu erstrecken, beispielsweise in der Rille bzw. Vertiefung,
welche in dem Steg definiert ist. Vorzugsweise gelangen die Verbinderarme
nicht in Kontakt miteinander.
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Bei
einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel können beide
Verbinderarme elastische Armelemente sein, welche geeignet für einen Preßpassungskontakt
mit jeweiligen Kontaktstellen zugewandter Leiterplatten angeordnet
sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel
können
sich die Arme in Rillen bzw. Vertiefungen hinein bewegen, welche
in dem Steg des isolierenden Körpers
definiert sind, wenn diese gegen Kontaktstellen der zugewandten Leiterplatten
gedrückt
werden. Die elastischen Arme können
eine geeignete Länge
aufweisen, um sich über
den Steg zu erstrecken, ohne einander zu berühren, wenn sich diese in der
Preßpassungsanordnung
befinden, um die Dicke bzw. das Profil des Verbinders weiter zu
beschränken.
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Der
Verbinder kann ferner eine Ausrichtungsstruktur umfassen, welche
an mindestens einem der Enden des isolierenden Körpers definiert ist. Die Ausrichtungsstruktur
kann beliebige geeignete Gestaltungsweisen umfassen, um mit einer
komplementären
Struktur an den Leiterplatten ineinanderzugreifen, um den Verbinder
bezüglich
der Leiterplatten genau anzuordnen. Beispielsweise kann die Ausrichtungsstruktur
entweder ein männliches
oder ein weibliches Element zum Eingriff mit einem weiblichen bzw.
männlichen
Element an der Leiterplatte umfassen.
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Es
ist ein Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Verbinder
zu schaffen, welcher eine minimale Höhe bzw. ein minimales Profil
aufweist. Im Hinblick darauf umfaßt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Verbinders eine Höhe
bzw. ein Profil von weniger als etwa 1,0 mm zwischen den gegenüberliegenden
Armen der Verbinderelemente, wenn sich der Verbinder in Paßkontakt
zwischen zugewandten Leiterplatten befindet, und vorzugsweise von
zwischen etwa 0,5 mm und 0,7 mm. Die Profilhöhe des Verbinders stellt jedoch
keine Beschränkung
der Erfindung dar.
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Um
eine genaue Anordnung des Verbinderelements an den Leiterplatten
zu unterstützen,
können Eingriffsstrukturen,
wie etwa männliche
oder weibliche Elemente, an dem Körperelement definiert sein, so
daß eine
Anordnungskappe oder eine ähnliche Vorrichtung
verwendet werden kann, um das Verbinderelement an einer Leiterplatte
zu fassen und genau anzuordnen. Diese Struktur kann ferner als Anordnungs-
bzw. Ausrichtungsstruktur dienen, welche mit einer komplementären Struktur
an den Leiterplatten in Eingriff gebracht werden kann.
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Es
sei bemerkt, daß eine
Vielzahl von Verbinderanordnungen gemäß der Erfindung in einer beliebigen
Anzahl von Anordnungen verwendet werden kann. Beispielsweise kann
eine Vielzahl der Verbinderanordnungen an einer einzigen Anordnungskappe
zur Anordnung in einem beliebigen erwünschten Muster auf einer Leiterplatte
angeordnet sein.
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Die
vorliegende Verbinderanordnung ist nicht durch ein spezielles Konstruktionsmaterial
beschränkt,
und im Hinblick darauf können
beliebige herkömmliche
geeignete Materialien bei der Herstellung der Verbinderanordnungs-Bauelemente
verwendet werden.
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Ein
weiterer wichtiger Punkt bei jedem Verbinder ist die Befestigung
der Verbinderelemente an dem isolierenden Körper. Im Hinblick darauf umfaßt die vorliegende
Erfindung vorzugsweise eine Haltevorrichtung, welche zwischen dem
isolierenden Körper,
insbesondere dem Steg, und den Verbinderelementen bzw. -streifen
eingerichtet ist.
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Die
Haltevorrichtung weist eine geeignete Gestaltung auf, um mit dem
geschlossenen Ende des Verbinderelements in Verlauf um die Stegkante
ineinanderzugreifen und dieses zu halten, wobei es ermöglicht wird,
daß das
Verbinderelement zu Beginn auf den Steg geschoben wird. Die Haltevorrichtung gewährleistet,
daß die
geschlossenen Enden der Verbinderelemente sicher in Position entlang
des Stegs gehalten werden, wobei jedoch relativ einfache Konstruktions-
und Herstellungsverfahren ermöglicht werden.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Haltevorrichtung
geneigte Flächen,
welche auf jeder Seite des Stegs in unmittelbarer Nähe zu der
Kante des Stegs angeordnet sind. Beispielsweise können die
geneigten Flächen
bei den Enden der Wände
neben der Stegkante definiert sein. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die geneigten Flächen
an nach innen hervorstehenden Wandabschnitten in unmittelbarer Nähe zu der
Stegkante definiert. In dieser Weise weist die Verbinderposition
bzw. -rille einen Abschnitt verminderter Breite zwischen diesen
nach innen hervorstehenden Wandabschnitten auf. Das geschlossene
Ende des Verbinderelements weist eine entsprechend verminderte Breite
auf, um in den Abschnitt verminderter Breite der Verbinderposition
bzw. -rille zwischen den Wandabschnitten hinein zu gleiten.
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Die
geneigten Flächen
sind generell von einem niedrigen Punkt neben der Stegkante zu einem hohen
Punkt, welcher weiter von der Stegkante entfernt ist, geneigt. Die
geneigten Flächen
können
in einer generell vertikalen Endwand enden. Die Endwand kann in
einer Ebene definiert sein, welche im wesentlichen lotrecht zu den
Seiten der Querwände, welche
in Verlauf über
den Körpersteg
angeordnet sind, verläuft.
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Die
Verbinderpositionen bzw. -rillen können einen Abschnitt generell
vergrößerter Breite
aufweisen, welcher zu dem Abschnitt verminderter Breite benachbart
ist und sich über
den Steg erstreckt. Ähnlich
können
die Verbinderelemente einen Abschnitt vergrößerter Breite aufweisen, welcher
zu dem Abschnitt verminderter Breite davon benachbart ist. Eine
Schulter kann zwischen den Abschnitten verminderter Breite und den
Abschnitten vergrößerter Breite
der Verbinderelemente definiert sein.
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Um
das Verbinderelement auf den Körper
zu drücken,
gleiten die Abschnitte vergrößerter Breite der
Arme an den geneigten Flächen
nach oben, wenn das geschlossene Ende des Verbinderelements bei
der Verbinderposition auf den Steg gedrückt wird. Der Abschnitt vergrößerter Breite
senkt sich über
die generell vertikalen Endwände,
und das geschlossene Ende verminderter Breite des Verbinderelements
gleitet in den Abschnitt verminderter Breite zwischen den nach innen
hervorstehenden Seitenwandabschnitten, wenn das Verbinderelement vollständig auf
den Steg gedrückt
wird. In der Endposition der Verbinderelemente ruhen die Arme, und insbesondere
der Abschnitt verminderter Breite der Arme, mindestens teilweise
in dem Abschnitt verminderter Breite der Verbinderpositionsrillen,
und die Schultern an dem Verbinderelement stoßen gegen die generell vertikalen
Endwände
der nach innen hervorstehenden Abschnitte. Das geschlossene Ende verminderter
Breite des Verbinderelements gleitet sicher nach unten in den Abschnitt
verminderter Breite der Verbinderpositionsrille, welcher zwischen
den nach innen hervorstehenden Wandsegmenten definiert ist.
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Die
Anmelder stellten fest, daß diese
spezielle Halteanordnung beim Halten der Verbinderelemente an dem
isolierenden Körper
sehr wirksam ist, ohne jegliche Art einer zusätzlichen mechanischen Struktur,
Klebstoffe, Lötmaterial
oder ähnliches
zu erfordern. Es ist ein relativ kostengünstiges Verfahren, die Haltevorrichtungsstruktur,
wie etwa die geneigten Flächen
und die nach innen hervorstehenden Wände, einfach direkt in das
Körperelement
zu formen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend durch bevorzugte Ausführungsbeispiele gemäß Darstellung
in den beigefügten
Figuren genauer beschrieben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines elektrischen
Verbinders gemäß der Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Verbinders, welcher
in 1 dargestellt ist;
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3 ist
eine perspektivische Funktionsansicht des Verbinders, wobei dieser
nicht zwischen gestapelten Leiterplatten eingepaßt ist;
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4 ist
eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines dualen Verbinders gemäß der Erfindung;
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5a ist
eine Querschnittsansicht der Verbinderanordnung von 4 gemäß den gekennzeichneten
Linien;
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5b ist
eine Querschnittsansicht der Verbinderansicht von 4 gemäß den gekennzeichneten
Linien in einer Paßeingriffsanordnung
zwischen gegenüberliegenden
Leiterplatten;
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6 ist
eine alternative Ansicht einer dualen Verbinderanordnung, welche
mit einer Anordnungsvorrichtung dargestellt ist;
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7 ist
eine Unterseitenansicht der Anordnung, welche in 6 dargestellt
ist;
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8 ist
eine Querschnittsansicht der Anordnung von 6 und 7;
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9 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen dualen Verbinderanordnung;
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10 ist
eine vergrößerte Unterseitenansicht
der Verbinderanordnung, welche in 9 dargestellt
ist;
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11 ist
eine teilweise perspektivische Ansicht der Verbinderanordnung von 9,
welche in Eingriff mit einer unteren Leiterplatte dargestellt ist;
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12 ist
eine Querschnittsansicht der Verbinderanordnung von 9,
welche in Eingriff zwischen gegenüberliegenden Leiterplatten
dargestellt ist;
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13 ist
eine Querschnittsansicht einer alternativen Verbindergestaltung
gemäß der Erfindung, welche
insbesondere ein alternatives Verbinderelement darstellt;
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14 ist
eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Verbinderanordnung
gemäß der Erfindung,
welche insbesondere ein alternatives Verbinderelement darstellt;
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15a ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen
Verbinderanordnung gemäß der Gestaltung,
welche insbesondere eine alternative Gestaltung eines isolierenden
Körperelements
darstellt;
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15b ist eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels
von 15a gemäß den gekennzeichneten Linien;
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15c ist eine unterschiedliche perspektivische
Ansicht der Verbinderanordnung von 15a;
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15d ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht,
welche insbesondere die Haltevorrichtung darstellt, welche verwendet
wird, um die Verbinder bei dem Ausführungsbeispiel von 15a zu halten;
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16a ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels
der Verbinderanordnung gemäß der Erfindung
unter Verwendung des isolierenden Körpers von 15a mit einer alternativen Gestaltung der Verbinderelemente 34;
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16b ist eine unterschiedliche perspektivische
Ansicht des Ausführungsbeispiels,
welches in 16a dargestellt ist;
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16c ist eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels,
welches in 16a dargestellt ist;
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17 ist
eine Querschnittsansicht alternativer Verbinderelementgestaltungen,
welche an dem isolierenden Körper
der 15a und 16a verwendet
werden können;
und
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18 ist
eine Querschnittsansicht einer weiteren alternativen Gestaltung
eines Verbinderelements, welches gemeinsam mit den isolierenden Körpern der 15a und 16a verwendet
werden kann.
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Genaue Beschreibung
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Es
folgt nun eine genaue Behandlung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung, wobei ein Beispiel bzw. mehrere Beispiele davon in
der Zeichnung dargestellt ist bzw. sind. Jedes Beispiel ist zur
Erklärung
der Erfindung angegeben und soll keine Beschränkung der Erfindung bedeuten.
Beispielsweise können
Merkmale, welche als Bestandteil eines Ausführungsbeispiels beschrieben
werden, bei einem anderen Ausführungsbeispiel
verwendet werden, um wiederum ein drittes Ausführungsbeispiel zu ergeben.
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Beispielhafte
bevorzugte Ausführungsbeispiele
einer Verbinderanordnung, generell 10, gemäß der Erfindung
sind in den Figuren dargestellt. Die Verbinderanordnung 10 ist
insbesondere beim Verbinden gegenüberliegend zugewandter leitfähiger Elemente,
wie etwa Leiterplatten, in einer Stapelanordnung nützlich,
wobei die Stapelhöhe
zwischen den leitfähigen
Elementen minimiert wird. Zur Erleichterung der Erläuterung
und der Darstellung sind die leitfähigen Elemente in der vorliegenden
Schrift als Leiterplatten dargestellt und bezeichnet. Dies bedeutet
jedoch keine Beschränkung
der Erfindung, und die Verbinderanordnungen 10 können verwendet werden,
um beliebige herkömmliche
leitfähige
Elemente zu verbinden.
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Die
Verbinderanordnung 10 ist insbesondere nützlich,
wenn eine minimale Stapelhöhe
zwischen gegenüberliegenden
Leiterplatten erwünscht
ist. Im Hinblick darauf ermöglicht
die Verbinderanordnung bei bevorzugten Ausführungsbeispielen Stapelhöhen von
weniger als etwa 1,0 mm und vorzugsweise von zwischen etwa 0,5 bis
0,7 mm. Die Verbinderanordnung 10 liefert beispielsweise
eine wirksame und sichere Vorrichtung zum Verbinden von Kontaktstellen 14 herkömmlicher
zugewandter Leiterplatten 12, wie in 3 dargestellt.
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Obgleich
die Erfindung generell im Hinblick auf das Verbinden von Leiterplatten
und unter Verweis auf eine Struktur, welche zum Verbinden der Leiterplatten
genügt,
beschrieben wird, sei darauf hingewiesen, daß die Platten und die Verbinderanordnungen 10 gemäß der Erfindung
in einer Gestellstruktur jeglichen elektrischen Bauteils, worin
die Elemente enthalten sind, weiter gehalten bzw. befestigt sein
können.
Derartige Anordnungen sind Fachkundigen gut bekannt und brauchen
in der vorliegenden Schrift nicht sehr genau beschrieben zu werden.
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Die
Verbinderanordnung 10 umfaßt mindestens ein isolierendes
Körperelement 18,
welches gegenüberliegende
Enden 20, 22 und mindestens einen in Längsrichtung
verlaufenden Steg 24, welcher sich zwischen den Enden 20, 22 erstreckt,
aufweist. Der isolierende Körper
kann aus einem beliebigen geeigneten isolierenden Material, beispielsweise
einem Hochtempe ratur-Kunststoffmaterial, wie etwa dem hochtemperaturbeständigen Nylonmaterial STANYL,
hergestellt sein.
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Eine
Vielzahl benachbart und in Abstand angeordneter Verbinderelemente 34 ist
entlang jedes in Längsrichtung
verlaufenden Stegs 24 angeordnet. Die Verbinderelemente 34 werden
nachfolgend genauer beschrieben.
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Die
Verbinderelemente 34 sind in einer beliebigen geeigneten
Weise an dem in Längsrichtung verlaufenden
Steg 24 befestigt. Eine bevorzugte Weise, welche in den
Figuren dargestellt ist, ist es, benachbarte Rillen bzw. Vertiefungen 28 entlang
der Länge
des in Längsrichtung
verlaufenden Stegs 24 zu definieren und Verbinderelemente 34 in
den Rillen 28 anzuordnen. Beispielsweise können die
Elemente 34 einfach durch Preßpassung in den Rillen 28 angebracht
sein. Im Hinblick darauf können
die Rillen 28 vorzugsweise eine Struktur, wie etwa keilförmige Vertiefungen 30,
umfassen, wodurch eine Eingriffs-Preßpassungsfläche für Keilkanten 32, welche
an den Verbinderelementen 34 definiert sind, definiert
wird. Im Hinblick darauf kann eine beliebige geeignete Struktur
zum sicheren Halten der Verbinderelemente 34 in Position
entlang der Länge
des in Längsrichtung
verlaufenden Stegs 24 verwendet werden. Ferner sind Rillen 28 in
Verlauf um mindestens einen Abschnitt des Umfangs des in Längsrichtung
verlaufenden Stegs 24 und vorzugsweise um den gesamten Umfang
davon definiert, um einen Raum für
elastische Arme der Verbinderelemente 34 zu definieren, welche
hineingedrückt
werden, wenn sich die Verbinderanordnungen 10 in Paßverbindung
mit gegenüberliegenden
Leiterplatten befinden, wie nachfolgend genauer beschrieben.
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Die
Verbinderelemente 34 sind aus einem beliebigen herkömmlichen
leitfähigen
Material hergestellt, beispielsweise aus einem herkömmlichen
Kupferlegierungsmaterial, welches eine Dicke von etwa 0,1 mm aufweist.
Jedes Verbinderelement 34 ist generell U-förmig mit
einem offenen Ende 38 und einem geschlossenen Ende 36.
Der Ausdruck „U-Form" wird generell verwendet,
um jegliche Gestalt zu bezeichnen, welche ein offenes Ende und ein
geschlossenes Ende aufweist, wobei dies V-Formen, C-Formen etc.
umfaßt.
Das geschlossene Ende 36 ist generell um eine Kante 25 des
in Längsrichtung
verlaufenden Stegs 24 gelegt, vorzugsweise in Rillen 28, wie
in den Figuren dargestellt. Wie oben erörtert, können die Verbinderelemente 34 durch
Preßpassung
in den Rillen 28 angebracht sein oder in anderer Weise
an dem in Längsrichtung
verlaufenden Steg befestigt sein.
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Das
offene Ende 38 jedes Verbinderelements 34 ist
durch die ausgehenden Arme 40 definiert. Jeder Arm 40 umfaßt eine
nach außen
weisende Kontaktfläche 42,
welche geeignet für
einen Paßkontakt
mit jeweiligen Kontaktstellen 14 der Leiterplatten 12 angeordnet
und eingerichtet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel, welches in
den 1 bis 5b dargestellt ist, ist jeder
Arm 40 ein elastischer Arm, welcher geeignet für einen
Preßpassungskontakt
mit einer jeweiligen Kontaktstelle 14 gestaltet ist. Die
Arme 40 befinden sich nicht in Kontakt mit dem Steg 24 und
beziehen deren Elastizität
nicht daraus, daß diese
auf den Steg zurückgeklappt
werden. Jeder Steg 40 weist ferner eine geeignete Länge auf, um
sich über
die Längskante 27 des
Stegs 24 bzw. darüber
hinaus zu erstrecken, wie speziell in den 5a und 5b dargestellt.
Die elastischen Arme können
in einem Winkel von generell weniger als 90° gegen eine horizontale Ebene
durch den in Längsrichtung
verlaufenden Steg 24 verlaufen. Die elastischen Arme 40 sind
zu dem Steg hin in eine Rille 28 hinein beweglich, wenn
diese gegen die Kontaktstellen 14 einer Leiterplatte 12 gedrückt werden,
ohne einander zu berühren,
wie generell in 5b dargestellt.
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5a und 5b umfaßt der obere
elastische Arm 40 eine generell gekrümmte Kontaktfläche 42,
welche durch eine mit einem Radius versehene Verlängerung 44 definiert
ist. Der untere elastische Arm 40 ist ferner durch eine
generell gekrümmte Kontaktfläche 42 und
eine generell horizontale Verlängerung 46 definiert.
Bei der Preßpassungsanordnung
zwischen Leiterplatten 12, welche in 5b dargestellt
ist, ist der obere Arm 40 in eine Rille 28 gedrückt und
ruht generell in dem unteren Arm 40, wie in der Figur dargestellt.
Die Arme 40 weisen genügend
Elastizität
auf, um sich selbst dann in konstantem Preßkontakt mit den Kontaktstellen 14 zu befinden,
ohne gelötet
zu werden, wenn die Leiterplatte 12 an der oberen Fläche 27 jedes
in Längsrichtung
verlaufenden Stegs 24 ruht, wie insbesondere in 5b dargestellt.
Somit ist die minimale Stapelhöhe
bzw. vertikale Breite der Verbinderanordnung 10 generell
durch die obere und die untere in Längsrichtung verlaufende Fläche des
isolierenden Körpers 18 definiert,
genauer, der in Längsrichtung
verlaufenden Stege 24. Im Hinblick darauf weisen die Arme 40 des Verbinderelements 34 eine
geeignete Länge
auf, um sich generell über
die äußere Kante 27 der
in Längsrichtung
verlaufenden Stege 24 zu erstrecken, wenn sich diese in
Preßpassungskontakt
mit jeweiligen Leiterplatten 12 befinden, wie in 5a und 5b dargestellt.
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Jede
Verbinderanordnung 10 kann ferner vorzugsweise eine Ausrichtungsstruktur
zum Unterstützen
einer genauen Anordnung der Verbinderanordnung bezüglich der
Leiterplatten umfassen. Beispielsweise kann eine derartige Struktur
männliche Elemente 60 oder
weibliche Elemente 62 umfassen, welche an gegenüberliegenden
Enden 22, 20 des Körperelements 18 definiert
sind. Ein männliches Element 60 kann
einfach als hervorstehendes Element definiert sein, welches eine
geeignete Gestalt und Gestaltung zum Eingriff in einer jeweiligen
weiblichen Struktur 64, welche in den Leiterplatten 12 definiert
ist, aufweist. Alternativ weist eine weibliche Struktur 62,
welche als einfaches Loch bzw. als Aussparung definiert sein kann,
eine geeignete Gestalt und Gestaltung zum Eingriff mit einer entsprechenden
männlichen
Struktur, welche an den Leiterplatten 12 definiert ist,
auf. Für
Fachkundige sei bemerkt, daß jegliche
Art einer Eingriffsstruktur im Hinblick darauf verwendet werden
kann und daß die
Ausführungsbeispiele,
welche in den Figuren dargestellt sind, Beispiele lediglich einer
geeigneten Einrichtung darstellen.
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Ferner
kann eine Struktur zum Verbinden einer oder mehrerer der Verbinderanordnungen 10 vorgesehen
werden. Beispielsweise sind in 3 bis 5b einreihige
Verbinderanordnungen 10 dargestellt, welche mittels der
weiblichen/männlichen
Eingriffsstruktur miteinander verbunden sind, um im wesentlichen
eine zweireihige Verbinderanordnung zu definieren. In 3 ist
die verbundene Anordnung klarheitshalber in Strichlinie dargestellt.
Zwei verbundene Anordnungen 10 sind speziell in 4 dargestellt.
Die Konstruktion jeder Anordnung 10 ist die gleiche, und
eine derartige Anordnung kann zum Verbinden zweier Reihen von Kontaktstellen
zwischen zugewandten Leiterplatten 12 verwendet werden, wie
in 3 dargestellt. Für Fachkundige sei somit bemerkt,
daß eine
beliebige Anordnung verbundener Anordnungen 10 im Hinblick
darauf verwendet werden kann.
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Eine
alternative Anordnung einer zweireihigen Verbinderanordnung ist
speziell in 9 bis 12 dargestellt.
Bei dieser Anordnung umfaßt
das Körperelement 18 zwei
in Längsrichtung
verlaufende Stege 24, welche zwischen Enden 20, 22 definiert sind.
Die Anordnung von Verbindern 34 entlang jedes Stegs 24 kann
der obigen Beschreibung im Hinblick auf gegenüberliegende elastische Stege 40 entsprechen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist eine Eingriffsstruktur an den Enden 22 in Form von
männlichen
hervorstehenden Elementen 60 definiert. Es sei bemerkt,
daß eine
beliebige Gestaltung von Eingriffsstrukturen im Hinblick darauf
verwendet werden kann. Beispielsweise kann die Eingriffsstruktur
in Form weiblicher Aufnahmestrukturen zum Paßeingriff mit männlichen
Strukturen an den Leiterplatten definiert sein.
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Das
Ausführungsbeispiel
der Verbinderanordnungen, welches in 1 bis 5b dargestellt ist,
kann als „lötfreie" Verbinderanordnung
betrachtet werden, da beide Kontaktflächen 42 an elastischen Armen
definiert sind, welche in Preßpassungskontakt an
Kontaktstellen 14 verbleiben, ohne daß die Notwendigkeit bestünde, jedes
individuelle Element 34 an die Kontaktstellen 14 zu
löten.
Die Elastizität
der Arme 40 gewährleistet,
daß die
Verbinderelemente 34 mit den Kontaktstellen 14 elektrisch
verbunden bleiben. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, welches beispielsweise
in 9 bis 12 dargestellt
ist, können
die Verbinderelemente 34 jedoch mindestens einen generell
steifen Arm 48 umfassen, welcher eine Kontaktfläche 42 an
dem Ende davon definiert. Ein steifer Arm 48 ist generell
gerade und steif an einer Fläche
eines in Längsrichtung
verlaufend Stegs 24 eingerichtet, beispielsweise in einer Rille 28,
so daß dieser
lediglich geringfügig über die Außenfläche des
Stegs 24 hervorsteht. Im Hinblick darauf kann eine Eingriffsstruktur
zum Halten des steifen Stegs 48 bezüglich des in Längsrichtung
verlaufenden Stegs 24 definiert sein. Gemäß 10 kann
diese Struktur Halteaussparungen 50, welche generell bei
dem Ende jeder Rille 28 definiert sind, zum Preßpassungskontakt
mit komplementären Preßpassungsflächen 52,
welche an jedem Verbinderelement 34 definiert sind, umfassen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind, wie in 11 und 12 dargestellt,
untere steife Stege 48 an Kontaktstellen 14 einer
unteren Leiterplatte 12 eingerichtet und herkömmlich mit
einem Lötmaterial 16 daran
gelötet.
Somit ist die Verbinderanordnung 10 bei dieser Anordnung
dauerhaft an mindestens einer der Leiterplatten befestigt.
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Die
Ausführungsbeispiele
von 9 bis 12 stellen
den oberen Verbinderarm jedes Verbinderelements 34 als
elastischen Arm 40 dar, welcher funktioniert, wie oben
erörtert.
Es sei jedoch bemerkt, daß tatsächlich jeder
der Arme der Verbinderelemente 34 steife Armelemente aufweisen
kann, wie in der vorliegenden Schrift erörtert.
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6 bis 8 stellen
eine alternative Anordnung einer dualen Verbinderanordnung gemäß der Erfindung
und ferner ein herkömmliches
Verfahren zum Anordnen der Verbinderanordnungen bezüglich der
Leiterplatten dar. 6 und 7 stellen zwei
Verbinderanordnungen 10 dar, welche lösbar an einer Anordnungskappenvorrichtung 66 angebracht sind.
Die Kappenvorrichtung 66 weist ein allgemeines Profil auf,
welches den Enden und dem in Längsrichtung
verlaufend Steg 24 des isolierenden Körperelements 18 entspricht.
Jede Verbinderanordnung 10 umfaßt eine weibliche Eingriffs struktur 62 zum
lösbaren
Eingriff mit einer männlichen
Struktur 61, welche an der Unterseite der Anordnungskappe 66 definiert ist.
Im Hinblick darauf umfaßt
die Anordnungskappe 66 Endabschnitte 67, welche
jede der Verbinderanordnungen 10 überspannen, wobei duale Eingriffselemente 61 an
der Unterseite davon zum Eingriff mit jeder der Verbinderanordnungen 10 definiert
sind, wie speziell in 7 dargestellt. Ein mittlerer
Abschnitt 69 verläuft
zwischen den Enden 67. Abstandsnoppen 70 sind
an der Unterseite der Enden 67 definiert, um eine Trennung
zwischen den Enden der isolierenden Körperelemente 18 und
der Anordnungskappe 66 aufrechtzuerhalten.
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Wie
in der Technik allgemein bekannt, ist ein Saugstutzen bzw. eine
Saugvorrichtung an der Anordnungskappe 66 an der oberen
Fläche
daran angebracht und wird verwendet, um Verbinderanordnungen 10 bezüglich der
Leiterplatten genau anzuordnen. Die Anordnungskappe 66 hält Verbinderanordnungen 10 in
Position, wobei untere Stege 48 an deren jeweilige Kontaktstellen 14 an
einer unteren Leiterplatte 12 gelötet sind, wie generell in 12 dargestellt.
Wenn die Verbinderanordnungen 10 am Ort verlötet wurden,
kann die Anordnungskappe 66 einfach durch Abziehen der
Kappe von den Verbinderanordnungen 10 und der unteren Leiterplatte 12 entfernt
werden. Die obere Leiterplatte 12 wird in Preßpassungskontakt
an den elastischen Armen 40 der Verbinderanordnungen 10 gehalten.
Somit ist es bei diesem Ausführungsbeispiel
nicht notwendig, daß eine
Eingriffsstruktur zwischen einer Verbinderanordnung 10 und
der jeweiligen Leiterplatte 12 definiert ist, obgleich
eine derartige Struktur gewiß verwendet werden
kann.
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Alternative
Ausführungsbeispiele
einer Verbinderanordnung 100 und 200 sind jeweils
in den 13 und 14 dargestellt.
In 13 umfaßt
ein Verbinderelement 34 einen oberen und einen unteren
elastischen Arm 40. Die Arme 40 verlaufen in einem
Winkel bzw. sind nach außen
gebogen und können
gerade sein oder eine nach außen
konkave Gestalt aufweisen. Die Arme 40 weisen eine geeignete Länge auf,
um sich über
die Kante 27 eines in Längsrichtung
verlaufenden Stegs 24 hinaus zu erstrecken. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind die Kontaktflächen 42 durch
Kanten definiert. Um Kontaktflächen 42 zu
definieren, sind die Enden 114 der Arme 40 bei einem
Knickstück 112 gebogen,
so daß die
Enden 116 generell in einer Ebene in parallelem Verlauf
zu der Ebene des in Längsrichtung
verlaufenden Stegs 24 ausgerichtet sind.
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Das
Ausführungsbeispiel
von 14 gleicht dem von 13 mit
der Ausnahme, daß der
untere Verbinderelementssteg 48 ein steifer Oberflächenmontagesteg
ist, welcher eine darauf definierte Kontaktfläche 42 aufweist.
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Ein
weiteres alternatives bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verbinderanordnung
gemäß der Erfindung
ist in den 15a–15d dargestellt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
umfaßt
eine Verbinderanordnung 300 ein isolierendes Körperelement 18,
welches aus einem oberen in Längsrichtung
verlaufenden Stegelement 104 und einem unteren in Längsrichtung
verlaufenden Stegelement 106 zusammengesetzt ist. Die in
Längsrichtung
verlaufenden Stegelemente 104, 106 sind in Abstand
angeordnet und durch Rippen 108 getrennt. Der isolierende Körper 18 ist
hohl bzw. enthält
Räume 110 zwischen den
Rippen 108. Es sei bemerkt, daß bei diesem Ausführungsbeispiel
somit das Höhenprofil
der Verbinderanordnung 300 wesentlich höher als das der Verbinderanordnung 10 ist,
welche beispielsweise in 5a und 5b dargestellt
ist.
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In
den 15a–15d umfassen
die Verbinderelemente 34 weiterhin einen hinteren geraden Abschnitt 101,
welcher sich zwischen einem oberen und einem unteren in Längsrichtung
verlaufenden Stegelement 104, 106 erstreckt. Der
gerade Abschnitt 101 ist zwischen Ecken 102 definiert,
welche um das obere und das untere in Längsrichtung verlaufende Stegelement
gelegt sind. Die Verbinderelemente 34 können insbesondere bei den Kontaktflächen 42 davon
jede Gestaltung der Verbinderelemente, welche in der vorliegenden
Schrift erörtert werden,
annehmen. Bei dem Ausführungsbeispiel von 15a–15d sind Kontaktflächen 42 generell nahe
bei den Enden der elastischen Arme 40 durch Biegungen bzw.
Kurven in den Armen derart definiert, daß sich die Kontaktflächen 42 über Verbinderelemente 34 erstrecken.
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Der
isolierende Körper 18 umfaßt ferner
in Abstand angeordnete Körperwände 105,
welche an dem oberen und dem unteren in Längsrichtung verlaufenden Stegelement 104, 106 definiert
sind, wie speziell in den 15a und 15c dargestellt. Die Körperwände 105 definieren
Rillen bzw. Anordnungsstellen für
Verbinderelemente 34.
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Ein
alternatives Ausführungsbeispiel
einer Verbinderanordnung 400 ist in den 16a–16c dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel gleicht dem der 15a–15d mit der Ausnahme der Gestaltung der Verbinderelemente 34.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der untere Steg eines Verbinderelements 34 als steifer
Oberflächenmontagesteg 48 eingerichtet.
Der obere Verbinderelementsarm 40 ist ein elastischer Arm
und ist ähnlich
wie die elastischen Arme von 13 gestaltet.
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Die
Ausführungsbeispiele 500, 600 alternativer
bevorzugter Verbinderanordnungen sind jeweils in den 17 und 18 dargestellt.
In 17 umfaßt
die Verbinderanordnung 500 ein Verbinderelement 34,
welches gemeinsam mit einem isolierenden Körper 18 aufgenommen
ist, wie im Hinblick auf die 15a–15d beschrieben. Das Verbinderelement 34 weist
einen elastischen oberen Arm 40 auf, wobei eine Kontaktfläche 42 bei
einer Biegung nahe bei dem Ende davon definiert ist. Der untere
Kontaktarm 48 ist ein steife Oberflächenmontagearm, welcher eine
Kontaktfläche 42 aufweist,
welche nahe bei dem Ende davon definiert ist. Ein generell gerader Abschnitt
bzw. ein hinterer gerader Abschnitt 101 ist zwischen Ecken 102 des
Verbinderelements 34 definiert.
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Das
Ausführungsbeispiel 600 von 18 ist gleichfalls
auf einem isolierenden Körper 18 aufgenommen,
wie in den 15a–15d.
Das Verbinderelement 34 weist die gleichen Merkmale wie
das Ausführungsbeispiel
von 13 auf, mit der Ausnahme, daß ein generell hinterer gerader
Abschnitt 101 zwischen Ecken 102 definiert ist.
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Die
Verbinderanordnungen, welche in den 15–18 dargestellt
sind, umfassen gleichfalls vorzugsweise eine Haltevorrichtung, generell 124. Die
Haltevorrichtung 124 weist eine geeignete Gestaltung zum
Eingriff mit dem geschlossenen Ende von Verbinderelementen 34 und
zum Halten davon in Verlauf um mindestens den oberen in Längsrichtung verlaufenden
Steg 104 auf, wobei es weiterhin ermöglicht wird, daß Verbinderelemente 34 auf
den Steg geschoben werden. Es sei bemerkt und erkannt, daß die Haltevorrichtung 124 gemäß Beschreibung
in der vorliegenden Schrift bei beliebigen Ausführungsbeispielen der Verbinderanordnungen gemäß Beschreibung
in der vorliegenden Schrift verwendet werden kann, wobei dies jedes
Ausführungsbeispiel
umfaßt,
welches in den 1–12 dargestellt
ist.
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Speziell
in 15d, in welcher eine vergrößerte Ansicht
der oberen Ecken 102 der Kontaktelemente 34 dargestellt
ist, umfaßt
die Haltevorrichtung 124 zusammenwirkende Eingriffsflächen, welche zwischen
dem oberen Stegelement 104 und den Verbinderelementen 34 definiert
ist. Diese Flächen
können
ferner an dem oberen Stegelement 106 und der unteren Ecke 102 vorgesehen
sein. Die Körperwände 105 umfassen
nach innen hervorstehende Abschnitte 132, welche generell
bei den Enden davon neben einer Ecke 102 der Verbinderelemente 34 definiert
sind. Somit weisen die Verbinderelementsrillen, welche zwischen
den Körperwänden 105 definiert
sind, eine verminderte Breite zwischen den hervorstehenden Abschnitten 132 auf.
Die Verbinderelemente 34 weisen einen Abschnitt 120 mit
entsprechend verminderter Breite bei der Ecke 102 auf.
Geneigte Flächen 126 sind
an den nach innen hervorstehenden Abschnitten 132 definiert.
Die geneigten Flächen 126 sind
in Verlauf von einem niedrigen Punkt 128 zu einem hohen
Punkt 130 geneigt. Eine obere Absatzfläche 131 ist generell
an einen hohen Punkt 130 angrenzend definiert. Der Absatz 131 endet
in einer generell vertikalen End wand 136. Die Endwand 136 definiert
den Beginn des Abschnitts vergrößerter Breite
der Verbinderelementrille 28. Die Verbinderelemente 34 weisen
einen Abschnitt 118 vergrößerter Breite in genereller
Entsprechung hinsichtlich der Breite der vergrößerten Rille 28 auf.
Der Abschnitt 118 vergrößerter Breite
ist durch Schultern 122 definiert, welche bei Anordnung
der Verbinderelemente 34 an dem isolierenden Körper 18 gegen
die Endwände 136 stoßen.
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Mit
der Struktur der Haltevorrichtung 124, welche in 15d dargestellt ist, ist es ein relativ einfacher
Vorgang, Verbinderelemente 34 auf den isolierenden Körper 18 zu
drücken.
Die geschlossenen Enden der Verbinderelemente 34 werden
auf den Körper 18 gedrückt, so
daß die
Abschnitte 118 vergrößerter Breite
der Verbinderelemente 34 zu Beginn an den geneigten Flächen 126 nach
oben gleiten. Wenn die Verbinderelemente 34 fortschreitend
auf den Körper 18 gedrückt werden,
gleiten die Abschnitte 118 vergrößerter Breite auf den Absatz 131,
bis sich die Schultern 122 in den Abschnitt vergrößerter Breite
der Rille senken und gegen die Endwände 136 der nach innen
hervorstehenden Abschnitte 132 stoßen. Die Abschnitte 120 verminderter
Breite, welche generell bei den Ecken der Verbinderelemente definiert
sind, fallen gleichfalls zwischen die nach innen hervorstehenden
Wandabschnitte 132 und stoßen vorzugsweise gegen die
Wandabschnitte 132. Die vorliegenden Anmelder stellten
fest, daß dieses
Ausführungsbeispiel
der Haltevorrichtung 124 die Verbinderelemente 34 ohne
Verwendung jeglicher zusätzlicher
oder externer Befestigungsvorrichtungen, Formverfahren oder ähnlichem
sicher und fest an dem isolierenden Körper 18 hält.