DE3789712T2

DE3789712T2 - Elektrischer steckverbinder mit niedriger einsteckkraft und überlastungsschutz.

Info

Publication number: DE3789712T2
Application number: DE3789712T
Authority: DE
Inventors: Dimitry Grabbe; Iosif Korsunsky
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1986-11-12
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2007-10-08
Also published as: FI93407B; FI93407C; FI892183A0; US4737120A; KR920009851B1; ES1003797Y; EP0335867B1; JPH0673306B2; BR8707874A; KR890700276A; JPH02501422A; ES1003797U; FI892183A; WO1988003720A1; DE3789712D1; EP0335867A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinder und insbesondere Verbinder mit Null- oder niedriger Einsteckkraft, die eine elektrische Verbindung zwischen einer gedruckten Leiterplatte und einer elektrischen Schaltung schaffen.
Elektrische Verbinder mit niedriger Einsteckkraft zur Schaffung einer elektrischen Verbindung zwischen gedruckten Leiterplatten sind in der Industrie gut bekannt. Beispiele dieser Typen von Verbindern sind offenbart in den US-Patenten 3,795,888; 3,848,952; 3,920,303; 4,136,917; 4,185,882; 4,575,172. Die in diesen Patenten offenbarten Verbinder sind von der Art, die ein Paar Federkontakte hat, die das Einsetzen von gedruckten Leiterplatten in Kontaktgebiete der Verbinder unter Bedingungen mit niedriger Einsatzkraft ermöglichen.
Die Verbinder aus dem Stand der Technik im allgemeinen und insbesondere die nach der US-Patentschrift 4,575,172, waren geeignet, eine Verbindung mit niedriger Einsteckkraft in vielen Fällen zu schaffen. Dem Stand der Technik fehlt jedoch die Fähigkeit, eine zwangsweise Wischbewegung vorzusehen, um eine zwangsweise elektrische Verbindung zu schaffen, wenn sich entweder auf der gedruckten Leiterplatte oder den Kontakten oder beiden ein Film gebildet hat.
Die Kontakte der Verbinder aus dem Stand der Technik haben auch eine steile Kraft/Auslenkungskurve. Auf diese Weise können die Federkontakte einen permanenten Sitz einnehmen, wenn die Kontakte nur um einen kleinen Betrag bewegt werden. Deshalb werden die Kontakte einen permanenten Sitz einnehmen, nachdem eine breite Tochterkarte in den Verbinder eingesetzt worden ist. Dieser permanente Sitz der Kontakte macht den Verbinder unwirksam, wenn danach eine relativ schmale Karte eingesetzt wird. Die Kontakte schaffen keine elektrische Verbindung mit den Kontaktgebieten der Tochterkarte, was zu einer unzuverlässigen und unwirksamen elektrischen Verbindung zwischen der Tochterkarte und den Kontakten des Verbinders führt und den Verbinder effektiv nutzlos macht.
Ein weiteres Problem bei den in den oben aufgelisteten Patenten offenbarten Kontakten besteht darin, daß, obwohl der Kontakt selbst wenig Material verbraucht, das Trägermittel für den Kontakt, d. h. das Rückhaltemittel eine relativ große Materialmenge benötigt. Deshalb steigert das Verbinden des Kontaktes mit dem Gehäuse in der im Stand der Technik beschriebenen Art und Weise den Aufwand an Material, der zur Herstellung der Kontaktanordnung benötigt wird. Deshalb macht nicht nur die Zuverlässigkeit der gezeigten Verbindung Probleme, auch der Preis des Verbinders wurde aufgrund des zur Herstellung benötigten Materials relativ hoch gehalten.
Die Erfindung richtet sich auf einen elektrischen Verbinder, der zur elektrischen Verbindung von Kontaktgebieten einer Tochterkarte mit den Kontaktgebieten einer Mutterkarte verwendet werden kann. Der Verbinder weist ein Gehäuse aus zweckmäßigem dielektrischem Material und eine Vielzahl von Kontakten auf, wobei das Gehäuse einen länglichen Grundkörper aufweist, der eine Oberfläche und eine Bodenfläche hat.
Von der Oberfläche erstrecken sich in der Nähe von deren Enden Befestigungsmittel. Die Befestigungsmittel arbeiten mit der Tochterkarte derart zusammen, daß, wenn die Tochterkarte die Endposition erreicht, die Befestigungsmittel die Tochterkarte am Platz einrasten.
Kontaktaufnahmeausnehmungen sind in dem Grundkörper vorgesehen und erstrecken sich von der Oberfläche bis in die Nähe der Bodenfläche. Die Kontakte sind in den Ausnehmungen angeordnet und haben erste und zweite Abschnitte, wobei jeder Abschnitt darauf Kontaktvorsprünge hat, die mit Kontaktgebieten der Tochterkarte zusammenwirken, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten und der Tochterkarte zu schaffen. Sicherungsvorsprünge der Kontakte wirken mit den Wänden der Ausnehmungen und deren Vorsprüngen zusammen, um die Kontakte in den Ausnehmungen zu sichern.
Die vorliegende Erfindung besteht in einem elektrischen Verbinder gemäß Anspruch 1.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen der Tochterkarte und einer elektrischen Schaltung zu schaffen, wobei die Verbindung aufrechterhalten wird, wenn der Verbinder Temperaturschwankungen ausgesetzt ist.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Kontakt zu schaffen, der unter minimalem Materialeinsatz hergestellt werden kann. Die kleine Fläche der Kontakte bewirkt, daß die Kontakte eine geringe Kapazität haben, was wichtig ist, wenn Hochgeschwindigkeitssignale verwendet werden. Die Gestaltung des Kontaktes muß deshalb die notwendigen federnden Eigenschaften aufweisen, wobei eine minimale Materialmenge verwendet wird, um dies zu tun. Um dies auszuführen, muß der Kontakt eine flache Federrate haben, was erfordert, daß der Kontakt eine geringe Federrate hat, was erfordert, daß der Kontakt eine flache Kraft/Auslenkungskurve hat. Dies ermöglicht, daß die Kontakte eine große Toleranz bezüglich der Dicke der Tochterkarten haben, und dabei verhindern, daß die federnden Kontakte Permanentsitze einnehmen.
Es ist ein weiteres Ziel, einen Verbinder zu schaffen, der es erlaubt, daß die Tochterkarte in einem ungünstigen Winkel eingesetzt werden kann, ohne die Kontakte zu beschädigen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Verbinders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Verbinders, die eine Tochterkarte kurz vor dem Einsetzen in einen Kontakt des Verbinders zeigt.
Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich der von Fig. 2, die die Tochterkarte zeigt, die in den Kontakt eingesetzt ist, aber bevor das Heben begonnen hat.
Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich der von Fig. 2, die die Tochterkarte in vollständig eingesetzter und gehobener Position zeigt.
Fig. 5 ist eine Grundrißteilansicht, die den Kopf eines Kontaktes im Verhältnis zu Öffnungen in einem Gehäuse des Verbinders zeigt.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Versteifungsgliedes der vorliegenden Ausführungsform.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Versteifungsgliedes in Eingriff mit der Tochterkarte.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 der Fig. 7, die das Versteifungsglied in Eingriff mit der Tochterkarte zeigt.
In Fig. 1 ist ein elektrischer Verbinder 2 mit niedriger Einsteckkraft gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Verbinder 2 verbindet elektrisch und mechanisch zwei Schaltungskarten nach Bedarf zusammen.
Der Verbinder 2 weist ein längliches Gehäuse 4 auf, das eine Mehrzahl von Kontaktaufnahmeausnehmungen 6 aufweist, die in einem länglichen Grundkörper 8 angeordnet sind. Das Gehäuse 4 ist aus irgendeinem Material hergestellt, das die notwendigen dielektrischen Eigenschaften aufweist.
In der Nähe der Enden 10 des Grundkörpers 8 sind Rastglieder 12 angeordnet, die von einer Oberfläche 14 des Grundkörpers 8 emporragen. Jedes Rastglied 12 liegt im wesentlichen parallel zu den Enden 10 des Grundkörpers 8 und hat einen Rastvorsprung 16, der in der Nähe des Kopfes des Rastgliedes 12 angeordnet ist. Die Rastvorsprünge 16 der Rastglieder 12 zeigen zueinander und arbeiten mit einer Tochterkarte 18 mit einer gedruckten Schaltung zusammen, wie erläutert werden wird. Anliegend an den Rastgliedern 12 sind Halteglieder 20 angeordnet, die von der Fläche 14 emporragen. Die Halteglieder 20 liegen in einer Ebene, die im wesentlichen senkrecht zu der Ebene jedes der Rastglieder 12 liegt. In der Nähe der Oberseite des Haltegliedes 20 liegt ein Fluchtungsvorsprung 22, der mit Öffnungen 24 in der Tochterkarte 18 zusammenwirkt, um sicherzustellen, daß die Tochterkarte 18 in bezug auf den Verbinder 2 richtig positioniert ist. Zapfen 26, 28 erstrecken sich von einer Bodenfläche 30 des Grundkörpers 8 in der Nähe der Enden 10 und im wesentlichen unterhalb der Rastglieder 12. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Zapfen 26 größer als der Zapfen 28, so daß die Zapfen 26, 28 mit entsprechenden Löchern 31, 32 einer Mutterkarte 34 zusammenarbeiten, wodurch sie eine Polarisierungseinrichtung zwischen Mutterkarte 34 und Verbinder 2 schaffen, und damit sicherstellen, daß der Verbinder 2 auf der Karte 34 richtig positioniert ist.
Eine Vielzahl von Kontaktaufnahmeausnehmungen 6 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, im Grundkörper 8 vorgesehen. Die Ausnehmungen 6 erstrecken sich von der Oberseite 14 des Grundkörpers 8 bis in die Nähe der Bodenfläche 30 des Grundkörpers 8, wie am besten in den Fig. 2 bis 4 zu sehen ist. Die Ausnehmungen 6 erstrecken sich auch quer zum Grundkörper 8, so daß die Ausnehmungen 6 im wesentlichen parallel zu den Enden 10 gefluchtet sind. Die Ausnehmungen 6 liegen in Verbindung mit einer Kartenaufnahmeöffnung 7 in dem Grundkörper 8. Die genaue Gestalt der Ausnehmungen 6 ändert sich entsprechend der Gestalt der Kontakte 36, die darin befestigt werden sollen.
In jeder Kontaktaufnahmeausnehmung 6 ist ein Kontakt 36 angeordnet. Jeder Kontakt 36 ist aus Metallblechmaterial hergestellt, das die gewünschten Leit- und Federeigenschaften aufweist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist ein Kontakt 36 einen Stift 38, einen Grundkörper 48, einen ersten Kontaktabschnitt 50, einen zweiten Kontaktabschnitt 66 und eine Feder 68 auf.
Die Kontakte 36 sind in einer Ausnehmung 6 so positioniert, daß die Stifte 38 sich durch eine Öffnung 44 in der Bodenfläche 30 des Grundkörpers 8 erstrecken. Die unteren Abschnitte der Stifte 38 sind mit korrespondierenden Löchern 46 der Mutterkarte 34 gefluchtet und darin eingesetzt, wodurch sie eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 36 und leitenden Flächen auf der Mutterkarte 34 schaffen. Richtiges Einsetzen der Stifte 38 in bezug auf die Löcher 46 der Mutterkarte 34 ist gesichert, da die Zapfen 26, 28 den Verbinder 2 bezüglich der Mutterkarte 34 richtig in Flucht bringen. Es ist zu beachten, daß die unteren Abschnitte der Stifte 38 sich horizontal anstatt vertikal erstrecken können, um zu ermöglichen, daß die Stifte 38 an Kontaktflächen einer Mutterkarte 34 auf der Oberfläche montiert werden können.
Die oberen Abschnitte der Stifte 38 verbleiben in den Ausnehmungen 6 und sind mit dem Grundkörper 48 verbunden. Die Stifte 38 erstrecken sich von verschiedenen Punkten der Kontakte 36, um zu ermöglichen, daß die Stifte 38 die erwünschten Mittellinienabstandserforderungen erfüllen, und dies ist in den Fig. 2 bis 4 durch die Stifte 38 gezeigt, die in unterbrochener und in durchgezogener Linie gezeichnet sind. Dies ist nur ein Weg, der ermöglicht, daß die Mittellinienabstände der Stifte 38 so eng wie nötig liegen. Die Bewegung und der Betrieb jedes Kontaktes 36 wird nicht durch die Positionierung der Stifte 38 beeinflußt.
Das Oberteil jedes Stiftes 38 ist mit einem gewissen Abschnitt des Grundkörpers 48 einstückig gehalten. Die Grundkörper 48 greifen in die Wände der Ausnehmungen 6 ein, um die Sicherung und Stabilisierung der Kontakte 36 in den Ausnehmungen 6 zu unterstützen.
Erste Kontaktabschnitte 50 ragen von den Grundkörpern 48 nach oben. Zwischen den Grundkörpern 48 und den ersten Kontaktabschnitten 50 sind Öffnungen 52 vorgesehen. Schlitze 54 erstrecken sich von Öffnungen 52 und trennen außerdem die Grundkörper 48 von ersten Kontaktabschnitten 50. Die Schlitze 54 schaffen den notwendigen Raum, um zu ermöglichen, daß sich die ersten Kontaktabschnitte 50 federnd bewegen, wenn eine Tochterkarte 18 eingesetzt wird, wie erläutert werden wird.
Die ersten Kontaktabschnitte 50 sind mit den Grundkörpern 48 über dünne bogenförmige Abschnitte 56 verbunden. Die Form der bogenförmigen Abschnitte 56 ermöglicht es, daß die ersten Kontaktabschnitte 50 die erforderlichen Kraft- und Federeigenschaften aufweisen, wobei eine minimale Materialmenge verwendet wird, um dies zu erreichen.
Bogenförmige Hebeflächen 58 sind auf den ersten Kontaktabschnitten 50 vorgesehen. Die Flächen 58 arbeiten mit einer Tochterkarte 18 zusammen, um ein zwangsläufiges Wischen zu bewirken, wenn die Tochterkarte 18 gedreht wird, wie erläutert werden wird. Die ersten Kontaktabschnitte 50 haben bogenförmige Kontaktvorsprünge 60, die oberhalb der bogenförmigen Hebeflächen 58 angeordnet sind und sich zur Mitte der Ausnehmungen 6 erstrecken. Einführungsflächen 62 erstrecken sich von den Vorsprüngen 60 zur Oberseite der ersten Kontaktabschnitte 50. Die Flächen 62 und die Vorsprünge 60 wirken beide mit der Tochterkarte 18 zusammen, wenn die Tochterkarte 18 in die Ausnehmungen 6 eingesetzt ist.
Die ersten Kontaktabschnitte 50 und insbesondere die dünnen Abschnitte 56 werden durch Zusammenarbeiten der Flächen der Schlitze 54 vor Überbeanspruchung bewahrt. Die Flächen berühren einander, bevor die ersten Kontaktabschnitte 50 einen Festsitz einnehmen können. Ebenso arbeiten die oberen Abschnitte der ersten Kontaktabschnitte 50 mit den Seitenwänden der Ausnehmungen 6 zusammen, um zu verhindern, daß die Kontaktabschnitte 50 einen Festsitz einnehmen. Folglich sind die Federeigenschaften der ersten Kontaktabschnitte 50 vor falscher Verwendung geschützt und daraus folgend in guter Kondition für zahlreiche Einsetzungen der Karte 18 gehalten.
Zweite Kontaktabschnitte 66 erstrecken sich von den Grundkörpern 48 in dieselbe Richtung wie die ersten Kontaktabschnitte 50, wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist. Die zweiten Kontaktabschnitte 66 erstrecken sich von der Nähe der Bodenfläche 30 des Grundkörpers 8 bis in die Nähe der Oberfläche 14. Auf dem Abschnitt 66 ist ein Kontaktvorsprung 72 zum Zusammenwirken mit der Tochterkarte 18 vorgesehen.
An den entsprechenden Enden der zweiten Kontaktabschnitte 66 sind Schwenkzonen 67, 69 vorgesehen. Das Positionieren der Schwenkzonen 67, 69 ermöglicht es, daß die Abschnitte 66 nur minimale Federkräfte aufbringen. Die Federeigenschaften der Kontakte 36 werden durch Federn 68 erreicht, die an Abschnitten 66 in Schwenkzonen 69 befestigt sind. Die Verwendung der Schwenkzonen 67, 69 ermöglicht es, daß sich die ersten Kontaktabschnitte 50 unabhängig von den zweiten Kontaktabschnitten 66 bewegen.
Damit die Kontakte 36 eine zuverlässige elektrische Verbindung schaffen, muß eine passende Kontaktkraft von den Federn 68 aufgebracht werden, um sicherzustellen, daß elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktvorsprüngen 60, 72 und den Kontaktflächen 74 (Fig. 1) der Tochterkarte 18 hergestellt und aufrechterhalten wird. Die Federn 68 sind U-förmig und entspannt, wenn keine Tochterkarte 18 in dem Verbinder 2 eingesetzt ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Überspannungsglieder 78 sind in der Nähe der Oberteile eines Fußes der U-förmigen Federn 68 angeordnet. Wenn die Federn 68 zusammengepreßt werden, berühren die Glieder 78 das andere Bein der Federn 68 und verhindern dadurch, daß die Federn 68 einen Festsitz einnehmen. Glieder 86 stellen auch sicher, daß die Federn 68 keinen Festsitz einnehmen, da die Glieder 86 mit den Wänden der Ausnehmungen 6 zusammenwirken, um die Überbeanspruchung der Federn 68 zu verhindern. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, werden die Federn 68 auch davor bewahrt, den zweiten Abschnitt 66 zu tief in die Ausnehmungen 6 zu drücken. Die Glieder 78 der Federn 68 arbeiten mit Öffnungen 80 des Grundkörpers 8 zusammen, so daß die Federn 68 vor zu großem Öffnen gehindert werden, wodurch sichergestellt wird, daß die Eigenschaften der niedrigen Einsatzkraft des Verbinders 2 aufrechterhalten werden.
Vorsprünge 82, 84, 86 liegen in verschiedenen Positionen auf den Kontakten 36, um mit den Wänden der Ausnehmungen 6 zusammenzuarbeiten, um die Kontakte 36 in den Ausnehmungen 6 zu halten. Die Weise, in der die Kontakte im Gehäuse befestigt sind, wird im folgenden ausführlicher beschrieben.
Vorsprünge 81 erstrecken sich von der Bodenfläche 30 des Grundkörpers 8, um den Grundkörper 8 in einem Abstand von der Karte 34 zu halten. Dies ermöglicht es, daß das Flußmittel aus dem Bereich zwischen der Karte 34 und dem Grundkörper 8 gereinigt werden kann.
Ein Versteifungsglied 88 ist auf der Tochterkarte 18 angeordnet, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Das Versteifungsglied 88 ist aus irgendeinem Material hergestellt, das die gewünschten Leitfähigkeits- und Steifheitseigenschaften aufweist. Das Versteifungsglied 88 arbeitet mit der Tochterkarte derart zusammen, daß das Versteifungsglied 88 als Versteifungsglied und auch als Abschirmungsglied wirkt. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, hat das Versteifungsglied 88 einen länglichen Oberabschnitt 90, einen länglichen Seitenabschnitt 92 und zwei Endabschnitte 94.
Der Seitenabschnitt 92 ist neben einer ersten Fläche 95 der Tochterkarte 18 angeordnet. Die Höhe des Seitenabschnittes 92 variiert entsprechend der verwendeten Materialart. Die Länge des Seitenabschnitts 92 korrespondiert mit der Länge der Tochterkarte 18. An eine obere Kante des Seitenabschnittes 92 ist der Oberabschnitt 90 angegliedert. Der Oberabschnitt 90 hat ausreichende Dimensionen, um zu ermöglichen, daß der Oberabschnitt sich von der ersten Fläche 95 über die zweite Fläche 97 hinaus erstreckt. Endabschnitte 94 erstrecken sich von beiden Enden des Oberabschnittes 90, wobei die Ebene der Endabschnitte 94 im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Seitenabschnitte 92 liegt. Schlitze 96 sind zwischen den Endabschnitten 94 und dem Seitenabschnitt 92 gebildet. Die Breite der Schlitze 96 ist im wesentlichen gleich oder etwas schmaler als die Breite der Tochterkarte 18 und bewirkt, daß das Versteifungsglied 88 auf der Karte in einem Festsitz gehalten werden kann. Ein Rastvorsprung 98 erstreckt sich ebenfalls von der Mitte des Oberabschnittes 90 in derselben Hauptrichtung wie die Endabschnitte 94. Der Rastvorsprung 98 liegt zu dem Seitenabschnitt 92 in einem solchen Abstand, daß, wenn das Versteifungsglied 88 mit der Karte 18 in Verbindung gebracht ist, der Rastvorsprung 98 deren zweite Fläche 97 berührt.
Im Betrieb sind die Kontakte 36 in den Kontaktaufnahmeausnehmungen 6 angeordnet. Die Vorsprünge 82, 84, 86 der Kontakte 36 wirken mit den Wänden der Ausnehmungen 6 und den Vorsprüngen 83, 85 der Wände zusammen, um die Kontakte 36 darin zu sichern. Diese Methode des Sicherns der Kontakte 36 an einen Grundkörper 8 erlaubt es, daß die Kontakte 36 relativ zum Grundkörper 8 beweglich sind. Dies ist ein wichtiges Merkmal, da der Verbinder 2 verschiedenen Temperaturen ausgesetzt ist, was bewirkt, daß er sich entsprechend seines Ausdehnungskoeffizienten ausdehnt und zusammenzieht. Da die Kontakte 36 nicht starr am Verbinder 2 befestigt sind, werden die Kontakte 36 nicht gezwungen, der Bewegung des Verbinders 2 zu folgen. Infolgedessen geht die Bewegung des Verbinders 2 nicht in schädliche Spannungen des Kontaktes 36 über.
Das Versteifungsglied 88 ist auf der Karte 18 angeordnet, um zu verhindern, daß die Karte 18 sich aufgrund einer Verwindung der Karte 18 deformiert oder biegt. Die Karte 18 wird in Schlitze 96 eingeschoben, zwischen dem Seitenabschnitt 92 und dem Rastvorsprung 98, wie in Fig. 8 gezeigt, wodurch ein Festsitz geschaffen wird, der das Versteifungsglied 88 auf der Karte 18 hält. Die steifen Eigenschaften des Versteifungsgliedes 88 halten die Karte 18 relativ gerade. Das Versteifungsglied 88 kann auch als Abschirmungseinrichtung wirken. An beiden Enden des Versteifungsgliedes 88 sind leitende Elemente (nicht gezeigt) angeordnet und elektrisch mit den Kontakten 36 des Verbinders 2 verbunden, wobei sie eine Abschirmungseinrichtung für die Karte 18 schaffen.
Die Tochterkarte 18 wird unter einem Winkel in die Ausnehmungen 6 eingesetzt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Dieses Einsetzen geschieht unter Null- oder niedriger Einsatzkraft, abhängig von der Größe der Tochterkarte 18. Wenn die Breite der Tochterkarte 18 geringer als der Abstand zwischen den Kontaktvorsprüngen 60, 72 ist, ist die Einsatzkraft gleich Null. Wenn die Breite der Tochterkarte 18 größer als der Abstand zwischen den Kontaktvorsprüngen 60, 72 ist, findet das Einsetzen unter reduzierten Kraftbedingungen statt.
Die reduzierten Einsetzkraftbedingungen treten deshalb auf, weil die Gestaltung der Kontakte 36 eine geringe Federrate ergibt. Die Verwendung der Feder 68 ermöglicht eine flache Kraft/Auslenkungskurve, was bedeutet, daß die Feder 68 mit minimaler Kraft ausgelenkt werden kann. Mit anderen Worten ist die benötigte Einsetzkraft zum Einsetzen der Karte 18 in Ausnehmungen 6 im Vergleich zu anderen Verbindern reduziert.
Das Einsetzen der Tochterkarte 18 in die Öffnung 7 geschieht unter einem Winkel, wie er in Fig. 2 gezeigt ist. Die Tochterkarte 18 wird in die Öffnung 7 eingeführt, bis eine Führungskante 87 der Tochterkarte 18 die bogenförmigen Hebeflächen 58 der ersten Kontaktabschnitte 50, wie in Fig. 3 gezeigt ist, berührt. Die Tochterkarte 18 wird dann gedreht, bis die Tochterkarte 18 nahezu senkrecht zur Ebene der Mutterkarte 34 angeordnet ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist.
Wenn die Tochterkarte 18 gedreht ist, wirkt die Führungskante 87 der Tochterkarte 18 mit den bogenförmigen Hebeflächen 58 zusammen, so daß das Drehen in eine senkrechte Bewegung der Tochterkarte 18 relativ zum Verbinder 2 übergeführt wird. Dies ist insofern ein wichtiger Aspekt der Erfindung, als, wenn die Karte 18 vertikal bewegt wird, zwischen den Kontaktvorsprüngen 60, 72 und den Kontaktflächen 74 der Karte 18 eine Wischbewegung stattfindet.
Wenn die Karte 18 gedreht ist, werden die ersten und zweiten Kontaktabschnitte 50, 66 zu den Wänden der Ausnehmung 6 hin gezwungen. Die Feder 68 wird zusammengedrückt, wobei sie Federkräfte erzeugt, die wiederum die zweiten Kontaktabschnitte 66 gegen die Tochterkarte 18 zwingen. Die Kraft, die durch die Federn 68 ausgeübt wird, ist groß genug, um die Kontaktvorsprünge 72 gegen die Tochterkarte 18 zu halten, sowie die Tochterkarte 18 gegen die Kontaktvorsprünge 60 zu halten. Die Vorsprünge 60 üben aufgrund der federnden Eigenschaften des ersten Kontaktabschnitts 50 auch eine Kraft auf die Karte 18 aus. Auf diese Weise ist eine zwangsweise elektrische Verbindung zwischen den Vorsprüngen 60, 72 und den Kontaktflächen 74 gesichert.
Zwangsweise elektrische Verbindung ist auch aufgrund der Wischbewegung der Vorsprünge 60, 72 und der Kontaktflächen 74, wie oben diskutiert, gesichert und entsteht unter erhöhten Normalkraftbedingungen. Wenn die Karte 18 gedreht wird, wird die Federkraft gesteigert, da das Wischen weitergeht. Deshalb hält das zwangsweise Wischen an, bis die Karte 18 ihre parallele Position erreicht und damit entsteht das Wischen, wenn maximale Normalkraftbedingungen erreicht werden.
Wenn die vollständig gedrehte Position erreicht ist, kommt die Tochterkarte 18 mit den Rastvorsprüngen 16 in Kontakt. Dies bewirkt, daß die Oberseiten der Rastglieder 12 in Richtung auf die Enden 10 des Grundkörpers 8 gezwungen werden, wodurch ermöglicht wird, daß die Karte 18 ihre Drehbewegung fortsetzt. Wenn die Karte 18 im wesentlichen senkrecht zur Mutterkarte 34 steht, löst sich die Karte 18 von den Vorsprüngen 16 und ermöglicht es, daß die Rastglieder 12 in ihre Position zurückschnappen. Die Karte 18 ist nun in senkrechter Position zwischen den Rastvorsprüngen 16 und den Haltegliedern 20 festgehalten.
Um die Tochterkarte 18 vom Verbinder 2 zu entfernen, müssen die Rastglieder 12 in Richtung auf die Enden 10 des Grundkörpers 8 gedrückt werden, um die Rastvorsprünge von der Karte 18 zu lösen, wodurch ermöglicht wird, daß die Karte 18 gegen die zuvor beschriebene Richtung gedreht wird. Die Karte 18 wird bis zu dem gleichen Winkel zurückgedreht, in dem sie eingesetzt wurde und unter den identischen Null- oder reduzierten Kraftbedingungen entfernt, unter denen sie eingesetzt worden ist. Wenn die Karte 18 einmal entfernt ist, kehren die Kontakte 36 federnd in ihre Originalposition zurück und versetzen den Verbinder 2 in die richtige Lage, um den vorher beschriebenen Prozeß zu wiederholen.

Claims

1. Elektrischer Verbinder (2) zum elektrischen Verbinden von Kontaktfeldern (74) einer ersten elektrischen Schaltung auf einer Platte (18) mit Kontaktfeldern (46) einer zweiten elektrischen Schaltung (34), wobei der elektrische Verbinder aufweist:

- ein dielektrisches Gehäuse (4) mit einem langgestreckten Grundkörper (8), wobei der Grundkörper (8) eine Oberfläche (14) und eine Bodenfläche (30) aufweist;

- Einrastmittel (12, 20), die von gegenüberliegenden Enden (10) der Oberfläche (14) des Grundkörpers (8) hervorragen, wobei die Rastmittel (12, 20) mit der Platte (18) zusammenwirken, um die erste Schaltung (18) in einer Position, in der die Kontaktfelder (74) in elektrischer Verbindung mit den Kontakten (36), die im Gehäuse (4) angeordnet sind, einzurasten; und

- Kontaktaufnahmeausnehmungen (6), die in dem Grundkörper (8) vorgesehen sind, wobei sich die Ausnehmungen (6) von der Oberfläche (14) zu der Bodenfläche (30) erstrecken, wobei:

- die Kontakte (36) in den Kontaktaufnahmeausnehmungen (6) angeordnet sind, wobei Vorsprünge (82, 84, 86) der Kontakte (36) mit Wänden der Ausnehmungen (6) zusammenwirken, um die Kontakte (36) darin zu sichern, wobei jeder Kontakt (36) einen ersten Kontaktfederabschnitt (50) aufweist, der mit einem Fuß (48) federnd verbunden ist, mit Nockenmitteln (58), um eine Führungskante (87) der Platte (18) zu biegen, und einen zweiten Kontaktabschnitt (66) hat, der an Federn (68) angebracht ist, wobei die Kontaktfederabschnitte (50, 66) Überlastungsschutzmittel (54, 78) und Kontaktmittel (60, 72) darauf aufweisen, die in die entsprechende Ausnehmung (6) hineinragen, um mit den Kontaktfeldern (74) der ersten elektrischen Schaltung auf der Platte (18) zusammenzuwirken, wobei die Federn (68) mit dem zweiten Kontaktabschnitt (66) zusammenarbeiten, um die benötigte Kraft aufzubringen, um zu ermöglichen, daß der zweite Kontaktabschnitt (66) mit dem entsprechenden Kontaktfeld (74) der ersten elektrischen Schaltung (18) in Verbindung gehalten wird, wobei der zweite Kontaktabschnitt (66) einen ersten Schwenkpunkt (69) an einem seiner Enden aufweist, durch den der zweite Kontaktabschnitt (66) an der Feder (68) angebracht ist, und einen zweiten Schwenkpunkt (67) an seinem vom ersten Schwenkpunkt (69) entfernten Ende hat, wobei sich der erste Kontaktabschnitt (50) unabhängig vom zweiten Kontaktabschnitt (66) bewegen kann, und wobei die Feder (68) eine flache Kraft/Auslenkungskurve aufweist, die es zuläßt, daß die Feder (68) unter minimaler Kraftausübung darauf federnd gebogen wird.

2. Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktglieder (38) sich von dem zweiten Kontaktabschnitt (66) durch die Bodenfläche (30) des Gehäuses (4) in Flucht mit den Kontaktfeldern (46) der zweiten elektrischen Schaltung (34) erstrecken, so daß die Kontaktglieder (38) mit den Kontaktfeldern (46) der zweiten elektrischen Schaltung (34) elektrisch verbindbar sind.

3. Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastungsschutzmittel (54, 78) mit dem ersten Kontaktfederabschnitt (50), dem zweiten Kontaktabschnitt (66) und den Federn (68) einstückig ausgebildet sind.

4. Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 1, 2 oder 3, in Verbindung mit der Platte (18), dadurch gekennzeichnet, daß kraft der Überlastungsschutzmittel (54, 78) die Platte (18) zwischen den Kontakten (60, 72) unter einem spitzen Winkel relativ zur Ebene der Bodenfläche (30) des Gehäuses (4) eingesetzt werden kann, wobei ermöglicht wird, daß die Platte (18) unter reduzierten oder Null-Einsatzkraft-Bedingungen eingesetzt werden kann.

5. Elektrischer Verbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in Verbindung mit der Platte (18), dadurch gekennzeichnet, daß kraft der Nockenmittel (58) die Platte (18) zwischen die Kontaktglieder (60, 72) eingesetzt werden kann, bis eine ihrer Führungskanten (87) mit den Nockenmitteln (58) in Kontakt kommt und dabei eine Haltestellung festlegt, und die Platte sich dann dreht, um zu bewirken, daß die Kontaktmittel (60, 72) der Kontakte (36) die Kontaktfelder (74) der ersten Schaltung auf dieser Platte (18) berühren, so daß, wenn die Drehung weitergeht, die Nockenmittel (58) bewirken, daß unter normalen Kräfteverhältnissen zwischen den Kontaktmitteln (60, 72) und den Kontaktoberflächen (74) ein zwangsweises Schleifen auftritt.

6. Elektrischer Verbinder (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in Verbindung mit der Platte (18), dadurch gekennzeichnet, daß das Einrastmittel (12, 20) ein gefedertes Rastglied (12) und ein Halteglied (20) aufweist, wobei sich das Rastglied (12) von der Oberfläche (14) des Grundkörpers (8) erstreckt, und einen Rastvorsprung (16) in der Nähe seiner Oberseite aufweist, wobei die Platte (18) drehbar ist, so daß der Rastvorsprung (16) und das Halteglied (20) mit der Platte (18) zusammenarbeiten, um eine Haltestellung festzulegen.

7. Elektrischer Verbinder (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit der Platte (18), dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägerglied (88) auf der Platte (18) befestigt ist, um die Platte (18) vor Verbiegen oder Verwinden zu schützen, wenn die Platte (18) in den Verbinder (2) eingesetzt wird.

8. Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermittel (88) leitend ist und mit den Kontakten (36) zusammenarbeitet, die das Trägermittel (88) erden, um zu ermöglichen, daß das Trägerglied (88) als Abschirmung für die Platte (18) wirkt.