NL9200117A - Stelsel en connectoren voor het onderling elektrisch verbinden van componentplaten. - Google Patents

Description

Stelsel en connectoren voor het onderling elektrisch verbinden van coropo-nentplaten.

De uitvinding heeft betrekking op een stelsel voor het onderling elektrisch verbinden van componentplaten met aan beide zijden van een plaat gelegen, tegenover elkaar gepositioneerde connectoren, elk op gebouwd uit een behuizing van elektrisch isolerend materiaal voorzien van meerdere contactelementen van elektrisch geleidend materiaal met een con-tacteinde voor het contacteren van een verder contactelement en een aan-sluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading, en waarbij de plaat is voorzien van een gatenpatroon voor het hierin opnetnen van aan-sluiteinden.

Stelsels van deze soort worden in de praktijk bijvoorbeeld toegepast voor het onderling, stapelvormig verbinden van componentplaten of bijvoorbeeld voor het op een componentplaat, ook wel moederplaat of moederbord genoemd, aan beide zijden verbinden van één of meer verdere componentplaten, ook wel dochterplaten of dochterborden genoemd. Deze dochter-platen kunnen op zichzelf ook weer aan beide zijden van connectoren worden voorzien, voor het vormen van een stapel dochterplaten of voor het hierop aansluiten van weer verdere componentplaten, ook wel babyplaten of babyborden genoemd.

Een stelsel van deze soort is bijvoorbeeld bekend uit de Duitse octrooiaanvrage 3.323.029, waarbij echter gebruik wordt gemaakt van connectoren met aan de kopse einden van de behuizing gelegen uitsteeksels voor het door middel van een schroef- of klinknagelverbinding aan de componentplaat bevestigen van de betreffende connectorbehuizingen. Deze manier van bevestigen van de behuizingen aan de componentplaat heeft het nadeel dat het, als gevolg van de zich zijwaarts van de connectorbehui-zing uitstrekkende uitsteeksels voor het bevestigen daarvan, niet mogelijk is om meerdere connectoren aangrenzend aan elkaar zonder verlies van een contactelementpositie op de componentplaat te monteren. In de Engelstalige literatuur ook wel als "end-to-end stacking" bekend.

Aan de uitvinding ligt nu de opgave ten grondslag een verbindings-stelsel van het, in de aanhef'genoemde soort aan te geven, waarbij gebruik kan worden gemaakt van "end-to-end stackable" connectoren, en de betreffende connectoren voldoende stevig op de betreffende componentplaat kunnen worden gemonteerd.

Volgens de uitvinding is dit aldus opgelost, dat ten minste één aan- sluiteinde van een contactelement van de, aan de ene zijde en ten minste één aansluiteinde van een contactelement van de andere zijde van de plaat gelegen connector in een gat van het gatenpatroon is opgenomen, welke ten minste ene aansluiteinden van middelen voor het in het betreffende gat van het gatenpatroon van de plaat klemmend opnemen daarvan zijn voorzien.

Het zal duidelijk zijn, dat naarmate meer contactelementen van de genoemde middelen voor klemmende bevestiging in een gat van het gatenpatroon zijn voorzien, de betreffende connector mechanisch steviger op de componentplaat wordt vastgehouden. Naarmate de afmetingen van een connector groter worden, verdient het ook aanbeveling om meerdere contactelementen van de genoemde klemmiddelen te voorzien.

In een groot aantal toepassingen is het gebruikelijk om de contactelementen van een connector zodanig elektrisch aan te sluiten, dat tussen signaalvoerende contactelementen telkens ten minste eën met de signaal-aarde of een naar de signaalaarde ontkoppelde voedingsaansluiting verbonden contactelement ligt. Hiermee wordt een effectieve elektrische afscherming tussen de signaalvoerende contacten bewerkstelligd.

Het stelsel volgens de uitvinding is in het bijzonder'geschikt voor het aansluiten van connectoren met op deze wijze aangesloten contactelementen, waartoe in een verdere uitvoeringsvorm de componentplaat van één of meer, onderling elektrisch geïsoleerde bedradingslagen is voorzien, waarbij de middelen van een contactelement voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon opnemen daarvan elektrisch contact maken met één of meer van de bedradingslagen.

Een van de genoemde bedradingslagen kan dan bijvoorbeeld met de signaalaarde van het stelsel en één of meer van de andere bedradingslagen kunnen dan op de voedingsspanning zijn aangesloten.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 3.963.301 is eveneens een stelsel van de, in de aanhef genoemde soort bekend, waarbij connectoren worden toegepast, welke zijn voorzien van contactelementen met twee tegenoverliggende contacteinden, waarvan ten minste één van de contacteinden als stekercontact is uitgevoerd, welke stekercontacten buiten de behuizing van de connector in dezelfde richting uitsteken, in gemonteerde toestand van de betreffende connector strekken de stekercontacten zich via.het gatenpatroon door de componentplaat heen aan de andere zijde hiervan uit. Over deze aansluiteinden wordt dan een verdere behuizing slechts voorzien van corresponderend gelegen doorvoeropeningen aangebracht. Op deze wijze ontstaan twee, aan de ene en andere zijde van de componentplaat tegenoverliggend gemonteerde connectoren. De betreffende verdere behuizing bezit geen middelen voor het bevestigen daarvan op de componentplaat, en wordt in hoofdzaak door de som van de wrijvingskrachten tussen de wanden van de doorvoeropeningen van de behuizing en de hierin opgenomen steker-contacten op de componentplaat vastgehouden. Een dergelijk stelsel is ongeschikt voor gebruik bij componentplaten welke aan trilling onderhevig zijn, zoals bijvoorbeeld in apparatuur in voertuigen. Het van bevestigingsmiddelen voorzien van de betreffende verdere behuizing heeft het nadeel dat hiermee geen "end-to-end stackable" connectorstelsel kan worden opgebouwd.

In een verdere uitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding is dit probleem aldus opgelost, dat één of meer van de contactelementen van een connector van een eerste en tweede tegenoverliggend contacteinde zijn voorzien, waarbij de middelen voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon opnemen daarvan tussen de beide contacteinden zijn gelegen, en ten minste één van de contacteinden als stekercontact is uitgevoerd, welke stekercontacten en de middelen voor het klemmend in een gat opnemen daarvan buiten de behuizing van de connector in dezelfde richting uitsteken, en de behuizing van doorvoeropeningen is voorzien voor het opnemen van verdere stekercontacten, waarbij de contactelementen en doorvoeropeningen van de connector aan de ene zijde van de plaat en de contactelementen en doorvoeropeningen van de connector aan de andere zijde van de plaat, alsmede de gaten van het gatenpatroon zodanig onderling zijn gerangschikt, dat de zich buiten de behuizing uitstrekkende stekercontacten van de ene connector via het gatenpatroon aangrijpen in de doorvoerope-ning van de andere, tegenoverliggende connector, en waarbij de beide con-nectoren via de middelen voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon opnemen daarvan stevig met de plaat zijn verbonden.

Doordat in deze uitvoeringsvorm, in tegenstelling tot de stand van de techniek, beide tegenover elkaar liggende connectoren van contactelementen met middelen voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon opnemen daarvan zijn voorzien, zodanig dat in gemonteerde toestand de contactelementen van de ene en de andere connector onderling in eikaars behuizing aangrijpen, ontstaat êen connectorverbinding zoals boven beschreven, waarbij echter in tegenstelling tot het genoemde Amerikaanse octrooischrift de beide behuizingen stevig op de componentplaat zijn bevestigd.

Het stelsel volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor gebruik met connectoren voorzien van afschermorganen van elektrisch geleidend materiaal, met een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading, waarbij ten minste één aansluiteinde van een afschermor-gaan van de connectoren van middelen voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon van de plaat opnemen daarvan is voorzien.

De betreffende afschermorganen kunnen met voordeel op één of meer bedradingslagen van de componentplaat worden aangesloten, voor het onderling elektrisch afschermen van signaalvoerende contactelementen en/of voor het aansluiten van voedingsspanning.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding, in het bijzonder geschikt voor connectoren met contactelementen voorzien van aansluiteinden voor oppervlaktemontagetechniek en voorzien van één of meer afschermorganen, bestaat het gatenpatroon uit één of meer rijen van gaten, waarbij de aansluiteinden met middelen voor het klemmend in een gat opnemen daarvan eveneens in rijen zijn gerangschikt, zodanig dat de betreffende aansluiteinden van de tegenoverliggende connectoren afwisselend in een gat van een rij aangrijpen.

Deze uitvoeringsvorm heeft het voordeel dat de aansluiteinden van de afschermorganen en het gatenpatroon zodanig onderling op elkaar kunnen worden afgestemd, dat een stelsel met connectoren met een gewenste steek-afstand van de contactelementen e.q. de aansluiteinden hiervan kan worden gerealiseerd.

De uitvinding heeft tevems betrekking op een connector voor gebruik in een, in het voorgaande beschreven stelsel, voorzien van een behuizing van elektrisch isolerend materiaal met meerdere contactelementen van elektrisch geleidend materiaal, met een contacteinüe voor het contacteren van een verder contactelement en een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading, waarbij één of meer van de aansluiteinden van middelen voor het klemmend in een gat van een componentplaat opnemen daarvan is voorzien.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een connector voor gebruik in een stelsel zoals in het voorgaande beschreven, voorzien van een behuizing van elektrisch isolerend materiaal met meerdere contactelementen van elektrisch geleidend materiaal, met een contacteinde voor het contacteren van een verder contactelement en een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading, en met in de behuizing opgenomen afschermorganen van elektrisch geleidend materiaal, voorzien van een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading, waarin ten minste een aansluiteinde van een afschermorgaan van middelen voor het klemmend in een gat van een componentplaat opnemen daarvan is voorzien.

De uitvinding heeft verder betrekking op een connector voor gebruik in een stelsel zoals in het voorgaande beschreven, voorzien van een behuizing van elektrisch isolerend materiaal met meerdere contactelementen van elektrisch geleidend materiaal, waarin één of meer van de contactele- inenten van een connector van een eerste en tweede tegenoverliggend con-tacteinde zijn voorzien, waarbij middelen voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon opnemen daarvan tussen de beide contacteinden zijn gelegen, en ten minste één van de contacteinden als stekercontact is uitgevoerd, welke stekercontacten en de middelen voor het klemmend in een gat opnemen daarvan buiten de behuizing van de connector in dezelfde richting uitsteken, en de behuizing van openingen is voorzien voor het opnemen van verdere stekercontacten.

De uitvinding wordt in het navolgende aan de hand van op de tekeningen getoonde voorkeursuitvoeringvormen nader toegelicht.

Figuur 1 toont schematisch, perspetivisch een stelsel volgens de uitvinding, bestaande uit meerdere, stapelvormig gerangschikte component-platen met aan weerszijden, tegen elkaar liggend gepositioneerde, end-to-end stackable connectoren voor oppervlaktemontagetechniek.

Figuur 2 toont op dezelfde wijze als figuur 1 een stelsel volgens de uitvinding, voorzien van connectoren met daarin opgenomen afschermorga-nen.

Figuur 3 toont schematisch, perspectivisch op vergrote schaal een gedeelte van de connectoren volgens figuur 2, vóór montage op een compo-nentplaat.

Figuur 4 toont schematisch, gedeeltelijk in doorsnede en aanzicht een uitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding, voorzien van connectoren met contactelementen met twee contacteinden en met doorvoer-openingen in de behuizing voor het opnemen van contacteinden van een tegenoverliggend gepositioneerde connector.

Figuur 5 toont schematisch, perspectivisch verschillende uitvoeringsvormen van middelen voor het klemmend in een gat van een component-plaat opnemen daarvan.

Figuur 1 toont een aantal componentplaten 1,2, 3 met aan weerszijden van elke plaat tegenover elkaar liggend gemonteerde connectoren 4, 5, 6 respectievelijk 7, 8, 9. Omwille van de duidelijkheid zijn geen verdere componenten op de platen 1, 2, 3 getoond, maar het zal duidelijk zijn dat hierop geïntegreerde schakelingen, weerstanden, condensatoren en andere elektrische en/of elektronische componenten kunnen worden gemonteerd, afhankelijk van de gewenste toepassing van een betreffende component-plaat. De connectoren 7-9 van componentplaat 2, respectievelijk de connectoren 4-6 van de componentplaat 3 zijn onderling in gecontacteerde toestand getoond.

In plaats van het vormen van een stapel van componentplaten, is het uiteraard ook mogelijk om dwars op een componentplaat verdere component- platen te positioneren, dochterplaten of dochterborden genoemd, en/of op deze dochterplaten gemonteerde weer verdere componentplaten, babyplaten of babyborden genoemd {niet getoond). De in figuur 1 getoonde connectoren 4-9 zijn alle van het type voor het door middel van de op zichzelf bekende oppervlakte-montagetechniek op de componentplaat bevestigen van de aansluiteinden van de contactelementen van de betreffende connectoren.

Figuur 2 toont op dezelfde wijze als figuur 1 een aantal componentplaten, echter voorzien van connectoren 10, 11, 12 respectievelijk 13, 14, 15 met in de behuizing opgenomen afschermorganen 16 van elektrisch geleidend materiaal.

Figuur 3 toont op vergrote schaal, een doorsnede van een gedeelte van de connector 10 respectievelijk 13 volgens figuur 2.

De contactelementen 18 van de connector 10 met kunststofbehuizing 22 zijn als opneemcontact uitgevoerd, terwijl de contactelementen 19 van de connector 13 met kunststof behuizing 23 stekercontacten vormen. Tussen de beide rijen van contactelementen 18, respectievelijk 19 bevinden zich de afschermorganen 16 respectievelijk 17 in de vorm van elektrisch geleidende platen. De afschermorganen 17 zijn van contactvingers 20 voorzien, voor het contacteren van plaatvormige contactdelen 21 van de afschermorganen 16. Zoals bij connector 10 is te zien, kunnen de afschermorganen 16, 17 afwisselend, zonodig onderling elektrisch verbonden in een connec-torbehuizing zijn gerangschikt.

Voor het op de componentplaat 1 bevestigen van de connectoren 10, 13, zijn de afschermorganen 16, 17 van aansluiteinden 24 voorzien; met klemorganen 25, welke in gemonteerde toestand van een connector klemmend aangrijpen in een gat 27 van een in de componentplaat 1 aangebracht gatenpatroon 26. In gemonteerde toestand van de connectoren 10, 13 worden deze door middel van de klemorganen 25 stevig op de componentplaat 1 vastghouden.

Hoewel in figuur 3 slechts de afschermorganen 16, 17 van klemorganen 25 zijn voorzien, zal het duidelijk zijn dat ook één of meer van de contactelementen 20, 21 van klemmiddelen voor het in een corresponderend gelegen gat van een gatenpatroon kunnen worden voorzien. Zoals getoond in figuur 3, grijpen de, van de klemorganen 25 voorziene aansluiteinden van de connectoren 10, 13 afwisselend aan in een gat 27 van het als een rij van gaten uitgevoerde gatenpatroon 26. De positie van de gaten 27 en de klemorganen 25 zijn zodanig vrij te kiezen, dat voor elke gewenste, realiseerbare steekafstand van de contactelementen een geschikte gatpositie kan worden gevonden.

De componentplaat 1 is in deze uitvoeringslagen van drie elektrisch geleidende bedradingslagen 28 voorzien. Verder zijn aansluitvlakjes 29 getoond voor het volgens de oppervlakte-montagetechniek aansluiten van de contactelementen 18, 19.

Figuur 4 toont een uitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding, waarbij gebruik is gemaakt van connectoren 30 voorzien van een behuizing 31 van elektrisch isolerend materiaal met daarin opgenomen elektrische geleidende contactelementen 32 welke aan beide einden van een stekercontact 33, 34 zijn voorzien, waarbij de stekercontacten 34 vanaf het bodemwanddeel 35 van de behuizing 31 naar buiten uitsteken. Het bodemwanddeel 35 is verder voorzien van openingen 36, welke bijvoorbeeld midden tussen de contactelementen 32 zijn gerangschikt.

Aan de andere zijde van de componentplaat 50, is een tegenover de connector 30 gelegen soortgelijke verdere connector 40 getoond, voorzien van een behuizing 41 van elektrisch isolerend materiaal, met contactelementen 42 van elektrisch geleidend materiaal, met een eerste stekercon-tacteinde 43 en een zich vanaf het bodemwanddeel 45 van de behuizing 41 uitstrekkend tweede stekercontact 44. Het bodemwanddeel 45 is verder voorzien van openingen 46 ter weerszijden van de contactelementen 42.

De zich buiten de behuizing 31, respectievelijk 41 uitstrekkende stekercontacten 34, 44 zijn verder voorzien van klemorganen 25, zoals getoond in figuur 3.

De componentplaat 50 bezit een gatenpatroon 51, met doorlopende gaten 52.

De gaten 51, de stekercontacten 34, 44 en de openingen 36, 46 in de respectieve connectorbehuizingen zijn qua positie zodanig onderling afge-stemd, dat in gemonteerde toestand de stekercontacten 34 zich via de openingen 46 in de connector 40 uitstrekken en de stekercontacten 44 zich via de openingen 36 in de connector 30 uitstrekken. Middels de klemorganen 25 zijn de beide connectoren 30, 40 stevig met de componentplaat 50 verbonden, zonder gevaar voor lostrillen of dergelijke.

Alternatieve, voor het doel van de uitvinding geschikte klemmiddelen 55, 56 en 57 zijn in figuur 5a, b, c getoond. In de Engelstalige literatuur worden deze klemmiddelen ook wel aangeduid met de benaming "press-fit" of "press-in".

De uitvinding is uiteraard niet beperkt tot de getoonde uitvoeringsvormen van klemmiddelen en contactelementcombinaties.

Claims (8)

1. Stelsel voor het onderling elektrisch verbinden van componentplaten, met aan beide zijden van een plaat gelegen, tegenover elkaar gepositio- · neerde conneetoren, elk op gebouwd uit een behuizing van elektrisch isolerend materiaal voorzien van meerdere contaetelementen van elektrisch geleidend materiaal met een contacteinde voor het contacteren van een verder contactelement en een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading, en waarbij de plaat is voorzien van een gatenpatroon voor het hierin opnemen van aansluiteinden, met het kenmerk, dat ten minste één aansluiteinde van een contactelement van de, aan de ene zijde en ten minste één aansluiteinde van een contactelement van de andere zijde van de plaat gelegen connector in een gat van het gatenpatroon is opgenomen, welke ten minste ene aansluiteinden van middelen voor het in het betreffende gat van het gatenpatroon van de plaat klemmend opnemen daarvan zijn voorzien.

2. Stelsel volgens conclusie 1, waarin de componentplaat van één of meer, onderling elektrisch geïsoleerde bedradingslagen is voorzien, waarbij de middelen van een contactelement voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon opnemen daarvan elektrisch contact maken met één of meer van de bedradingslagen.

3. Stelsel volgens conclusie 1, waarin één of meer van de contactele-raenten van een connector van een eerste en tweede tegenoverliggend contacteinde zijn voorzien, waarbij de middelen voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon opnemen daarvan tussen de beide contacteinden zijn gelegen, en ten minste één van de contacteinden als stekercontact is uitgevoerd, welke stekercontacten en de middelen voor het klemmend in een gat opnemen daarvan buiten de behuizing van de connector in dezelfde richting uitsteken, en de behuizing van doorvoeropeningen is voorzien voor het opnemen van verdere stekercontacten, waarbij de contaetelementen en doorvoeropeningen van de connector aan de ene zijde van de plaat en de contaetelementen en doorvoeropeningen van de connector aan de andere zijde van de plaat, alsmede de gaten van het gatenpatroon zodanig onderling zijn gerangschikt, dat de zich buiten de behuizing uitstrekkende stekercontacten van de ene connector via het gatenpatroon aangrijpen in de doorvoeropening van de andere, tegenoverliggende connector, en waarbij de beide conneetoren via de middelen voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon opnemen daarvan stevig met de plaat zijn verbonden.

4. Stelsel volgens conclusie 1, 2 of 3, waarin de conneetoren van af-schermorganen van elektrisch geleidend materiaal zijn voorzien, met een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading, waarbij ten minste één aansluiteinde van een afschermergaan van de connectoren van middelen voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon van de plaat opnemen daarvan is voorzien.

5. Stelsel volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin het gatenpatroon in de plaat bestaat uit één of meer rijen van gaten, en waarbij de aansluiteinden met middelen voor het klemmend in een gat opnemen daarvan eveneens in rijen zijn gerangschikt, zodanig dat de betreffende aansluiteinden van de tegenoverliggende connectoren afwisselend in een gat van een rij aangrijpen.

6. Connector voor gebruik in een stelsel volgens één of meer van de voorgaande conclusies, voorzien van een behuizing van elektrisch isolerend materiaal met meerdere contactelementen van elektrisch geleidend materiaal, met een contacteinde voor het contacteren van een verder con-tactelement en een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading, waarbij één of meer van de aansluiteinden van middelen voor het klemmend in een gat van een componentplaat opnemen daarvan is voorzien.

7. connector voor gebruik in een stelsel volgens één of meer van de conclusies 1 t/m 6, voorzien van een behuizing van elektrisch isolerend materiaal met meerdere contactelementen van elektrisch geleidend materiaal, met een contacteinde voor het contacteren van een verder contactele-ment en een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading, en met in de behuizing opgenomen afschermorganen van elektrisch geleidend materiaal, voorzien van een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading, waarin ten minste een aansluiteinde van een afscherm-orgaan van middelen voor het klemmend in een gat van een componentplaat opnemen daarvan is voorzien.

8. Connector voor gebruik in een stelsel volgens één of meer van de conclusies 1 t/m 6, voorzien van een behuizing van elektrisch isolerend materiaal met meerdere contactelementen van elektrisch geleidend materiaal, waarin één of meer van de contactelementen van een connector van een eerste en tweede tegenoverliggend contacteinde zijn voorzien, waarbij middelen voor het klemmend in een gat van het gatenpatroon opnemen daarvan tussen de beide contacteinden zijn gelegen, en ten minste één van de contacteinden als stekercontact is uitgevoerd, welke stekercontacten en de middelen voor het klemmend in een gat opnemen daarvan buiten de behuizing van de connector in dezelfde richting uitsteken, en de bèhuizing van doorvoeropeningen is voorzien voor het opnemen van stekercontacten.