DE4344272A1 - Elektrische Kontaktelemente für Zwischengliedkonstruktionen - Google Patents
Elektrische Kontaktelemente für ZwischengliedkonstruktionenInfo
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- Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische
Kontaktelemente für Zwischengliedkonstruktionen sowie
auf Zwischenglied-Kontaktmodule und Anschlußflächen
raster-Kontaktanordnungen mit solchen Kontaktele
menten.
Bei dem derzeitigen Trend in Richtung auf die Miniatu
risierung elektrischer Bauelemente und der dabei auf
tretenden hohen Kontaktdichte bestehen zunehmende An
forderungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit von Kon
taktelementen zur Verwendung in solchen Bauelementen.
Moderne Ultraschall-Diagnosegeräte z. B. beinhalten
typischerweise ein Verbindersystem zur Herstellung
einer Schnittstelle zwischen einer elektronischen Vor
richtung in einer Grundeinheit und einer Wandlervor
richtung, die eine Schnittstelle mit dem Körper eines
Patienten bildet. Solche Verbindersysteme umfassen im
allgemeinen eine elektrische Schnittstelle zur bus
leitungsmäßigen Übertragung von Signalen von dem Wand
ler zu der Grundeinheit zur Analyse und Datenverarbei
tung. Radargeräte, Computer im allgemeinen sowie ande
re elektronische Vorrichtungen können ebenfalls ähn
liche Schnittstellen aufweisen, die äußerst komplex
sein können.
Zur Erzielung von Integrität aufweisenden Datenüber
tragungen zwischen einer äußeren Datenquelle und einer
elektronischen Vorrichtung sind Verbinder entwickelt
worden, in denen Kontaktelemente mit hoher Dichte auf
genommen sind, so daß ein erhöhter Datenfluß durch den
Verbinder bei hohen Frequenzen und mit hoher Geschwin
digkeit erzielbar ist. Beispiele für solche Verbinder
und Verbindersysteme sind in den US-A-4 699 593, US-
A-4 927 279, US-A- 4927 369 und US-A-4 647 124 offen
bart.
Bei solchen Verbindern sind zwei elektrische Bauele
mente, typischerweise zwei gedruckte Schaltungsplat
ten, durch ein System von Kontakten miteinander ver
bunden, das manchmal als Anschlußflächenraster-Kon
taktanordnung bezeichnet wird, die eine Zwischenglied
konstruktion aufweist. Bei Verbindern dieses Typs han
delt es sich normalerweise um "monostabile" Verbinder,
da sie in dauerhafter Verbindung mit der elektroni
schen Vorrichtung montiert werden und nicht für eine
wiederholte Verbindung und Trennung ausgelegt sind.
Eine Zwischengliedkonstruktion beinhaltet typischer
weise ein Isoliergehäuse mit darin vorhandenen Hohl
räumen zur Aufnahme elektrischer Kontaktelemente. Die
Kontaktelemente besitzen Kontaktflächen, die von
gegenüberliegenden Flächen der Zwischengliedkon
struktion hervorstehen.
Die in der US-A-4 927 369 beschriebenen Kontaktele
mente z. B. besitzen ein Paar identischer schlei
fenförmiger Kontaktfedern, die rotationssymmetrisch
angeordnet sind und durch einen Biegungsbereich mit
einander verbunden sind. Im Gebrauch wird die Zwi
schengliedkonstruktion zwischen zwei elektrischen Bau
elementen angeordnet, und Kontaktflächen der elektri
schen Bauelemente und der Zwischengliedkonstruktion
werden relativ aufeinander zu bewegt. Bei der Verbin
dung der Kontaktflächen der elektrischen Bauelemente
mit den gegenüberliegenden Kontaktflächen der Kontakt
elemente der Zwischengliedkonstruktion wirken die Kon
taktfedern der Kontaktelemente der Verbindungsbewegung
entgegen und schaffen dadurch eine erforderliche Kon
taktkraft an der Schnittstelle zwischen jeder Bauele
ment-Kontaktfläche und der jeweiligen Kontaktfläche
eines Kontaktelements der Zwischengliedkonstruktion.
Die von jeder Kontaktfläche auf ihre zugehörige Bau
element - Kontaktfläche ausgeübte Kontaktkraft ist im
wesentlichen identisch, und dies gilt auch für die
Kontaktelemente der Zwischengliedkonstruktionen, die
in den anderen vorstehend genannten Patentanmeldungen
offenbart sind.
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Schaffung ei
nes Kontaktelements ab, das sich in einer Zwischen
gliedkonstruktion verwenden läßt, die an einem der
elektrischen Bauelemente befestigt ist, während jedoch
das andere elektrische Bauelement wiederholt mit der
Zwischengliedkonstruktion verbindbar und von dieser
trennbar ist, wobei das Kontaktelement trotzdem eine
lange Nutzungsdauer besitzt, obwohl es hinsichtlich
des anderen elektrischen Bauelements einer großen An
zahl von Verbindungs- und Trennzyklen ausgesetzt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches
Kontaktelement zur Verbindung mit gegenüberliegenden
elektrischen Bauelementen geschaffen, mit einem ersten
federnd nachgiebigen Kontaktabschnitt zur Verbindung
mit einem der elektrischen Bauelemente und mit einem
zweiten federnd nachgiebigen Kontaktabschnitt zur Ver
bindung mit dem anderen elektrischen Bauelement, sowie
mit einem die nachgiebigen Kontaktabschnitte mitein
ander verbindenden Verbindungsbereich, wobei sich das
Kontaktelement dadurch auszeichnet, daß der erste Kon
taktabschnitt derart dimensioniert ist, daß er einen
wesentlich geringeren Widerstand gegen Verbiegen bei
Herstellung der Verbindung als der zweite Kontaktab
schnitt aufweist.
Wenn sich der erste nachgiebige Kontaktabschnitt in
einer Zwischengliedkonstruktion zur Verbindung mit
einem der gegenüberliegenden elektrischen Bauelemente
befindet, welches wiederholt mit der Zwischengliedkon
struktion verbunden und von dieser getrennt werden
soll, wird somit die Nutzungsdauer des ersten Kontakt
abschnitts nicht übermäßig beeinträchtigt, und zwar
aufgrund seines niedrigeren Widerstands gegen die bei
Herstellung der Verbindung auftretende Verbiegung,
während dann, wenn das andere elektrische Bauelement
fest an der Zwischengliedkonstruktion befestigt ist,
der zweite Kontaktabschnitt nur ein einziges Mal eine
Verbindungsbiegung ausführen muß, wenn das andere
elektrische Bauelement an der Zwischenglied
konstruktion montiert wird. Der niedrigere Biegungs
widerstand des ersten Kontaktabschnitts schafft
normalerweise eine angemessene Kontaktkraft, da seine
Kontaktfläche, wie auch die entsprechende
Kontaktfläche auf dem einen elektrischen Bauelement,
mit Gold plattiert ist, und zwar bedingt durch die
Notwendigkeit für ein wiederholtes Verbinden und Lösen
dieses einen elektrischen Bauelements.
Der erste und der zweite Kontaktabschnitt sind vor
zugsweise derart ausgebildet, daß sie mechanisch von
einander isoliert sind, so daß der Verbindungswider
stand des zweiten Kontaktabschnitts keinen störenden
Einfluß auf den Verbindungswiderstand des ersten Kon
taktabschnitts hat.
Die vorliegende Erfindung schafft außerdem einen Zwi
schenglied-Kontaktmodul, in dem sich die Kontaktele
mente zur Erzielung einer solchen mechanischen Tren
nung montieren lassen, sowie eine Anschlußflächen
raster-Kontaktanordnung, bei der diese Kontaktelemente
verwenden werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden
im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen
mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein elektrisches Kontakt
element gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine isometrische Ansicht des Kontaktelements
der Fig. 1;
Fig. 3 eine isometrische Ansicht eines Kontaktmoduls
zur Aufnahme von Kontaktelementen gemäß Fig.
1 und 2.
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Kontaktmodul;
Fig. 5 eine Seitenansicht des Kontaktmoduls;
Fig. 6 eine fragmentarische Querschnittsansicht des
Kontaktmoduls unter Darstellung von Kontakt
elementen gemäß Fig. 1 und 2, die in Hohl
räumen in dem Modul aufgenommen sind;
Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht, in der je
doch ein erstes und ein zweites elektrisches
Bauelement in Form gedruckter Schaltungsplat
ten zur Verbindung mit dem Kontaktmodul posi
tioniert dargestellt sind;
Fig. 8 eine Ansicht entlang der Linien 8-8 der Fig.
7;
Fig. 9 eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht, jedoch un
ter Darstellung der elektrischen Bauelemente
in ihrem mit dem Kontaktmodul verbundenen Zu
stand;
Fig. 10 eine auseinandergezogene isometrische Ansicht
unter Darstellung einer mehrere Kontaktmodule
enthaltenden Zwischengliedaufnahme, der elek
trischen Bauelemente sowie eines Paares elek
trischer Verbindermodule;
Fig. 11 eine fragmentarische auseinandergezogene iso
metrische Ansicht eines Teils der Zwischen
gliedaufnahme;
Fig. 12 eine Querschnittsansicht unter Darstellung der
Zwischengliedaufnahme, die zur Anbringung an
dem zweiten elektrischen Bauelement sowie ei
ner Unterlageplatte positioniert ist;
Fig. 13 eine isometrische Ansicht eines Rahmens eines
kabelseitigen Verbinders zur Verwendung an der
Zwischengliedaufnahme und den elektrischen
Bauelementen;
Fig. 14 eine Querschnittsansicht des kabelseitigen
Verbinders, in der nur eine Verriegelungsan
ordnung des Rahmens dargestellt ist;
Fig. 15 eine der Fig. 14 ähnliche Ansicht, in der der
kabelseitige Verbinder jedoch mit einer Zwi
schengliedaufnahme und dem ersten und dem
zweiten elektrischen Bauelement sowie mit ei
nem vorrichtungsseitigen Verbinder verbunden
gezeigt ist;
Fig. 16 und 17 fragmentarische Schnittansichten unter
Darstellung von Teilen des vorrichtungsseiti
gen Verbinders sowie der Art und Weise, in der
diese an einer elektronischen Vorrichtung an
gebracht werden;
Fig. 18 eine vergrößerte Schnittansicht unter Darstel
lung eines elektrischen Verbindermoduls des
kabelseitigen Verbinders, der mit dem ersten
elektrischen Bauelement verbunden ist, das
wiederum mit der mit dem zweiten elektrischen
Bauelement verbundenen Zwischengliedaufnahme
verbunden ist;
Fig. 19 eine Querschnittsansicht des Rahmens des ka
belseitigen Verbinders unter Darstellung eini
ger Details der Verriegelungsanordnung;
Fig. 20 eine Ansicht entlang der Linie 20-20 der Fig.
19;
Fig. 21 eine Ansicht entlang der Linie 21-21 der Fig.
19;
Fig. 22 eine Querschnittsansicht des vorrichtungssei
tigen Verbinders;
Fig. 23 eine Ansicht entlang der Linie 23-23 der Fig.
22;
Fig. 24 eine Ansicht entlang der Linie 24-24 der Fig.
22;
Fig. 25 eine auseinandergezogene isometrische Ansicht
einer Zwischengliedaufnahme gemäß einem weite
ren Ausführungsbeispiel der Erfindung, die
zwischen zwei elektrischen Bauelementen in
Form von gedruckten Schaltungsplatten angeord
net ist;
Fig. 26 eine isometrische Ansicht der Zwischenglied
aufnahme der Fig. 25;
Fig. 27 eine vergrößerte isometrische Ansicht eines
elektrischen Kontaktmoduls der Zwischenglied
aufnahme der Fig. 25 und 26, wobei elektri
sche Kontaktelemente gemäß einem weiteren Aus
führungsbeispiel der Erfindung in dem Modul
aufgenommen sind;
Fig. 28 eine der Fig. 27 ähnliche Ansicht, in der
jedoch eines der Kontaktelemente von dem Modul
weggezogen darstellt ist;
Fig. 29 eine Draufsicht auf eines der elektrischen
Kontaktelemente der Module gemäß Fig. 27 und
28;
Fig. 30 eine Endansicht des in Fig. 29 gezeigten Kon
taktelements;
Fig. 31 eine Querschnittsansicht des Moduls der Fig.
27 und 28, wobei ein Kontaktelement von
diesem entfernt worden ist;
Fig. 32 eine Ansicht entlang der Linie 32-32 der Fig.
27; und
Fig. 33 eine Endansicht eines Teils des in Fig. 31
gezeigten Moduls:
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt ein
elektrisches Kontaktelement 300 gemäß einem Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung einen ersten Kontaktab
schnitt 301 zur Schaffung einer elektrischen Schnitt
stelle mit einem Leiter, wie z. B. einer elektrisch
leitfähigen Kontaktfläche, auf einem ersten elektri
schen Bauelement. Der Begriff "elektrisches Bau
element" soll im vorliegenden Fall jegliche Vorrich
tung beinhalten, die zum Empfangen oder übertragen
elektrischer Signale ausgelegt ist. Das Kontaktelement
300 umfaßt außerdem einen zweiten Kontaktabschnitt 302
zur Herstellung einer elektrischen Schnittstelle mit
einem Leiter, wie z. B. einer elektrisch leitfähigen
Kontaktfläche, auf einem zweiten elektrischen Bau
element. Die Schnittstellen bildenden Kontaktab
schnitte 301 und 302 sind relativ zueinander einander
gegenüberliegend angeordnet und aufeinander zu bieg
bar, wie dies im folgenden noch ausführlich erläutert
wird.
Die Kontaktabschnitte können in ihrer Formgebung und
Größe stark variieren, wobei dies in erster Linie von
der Größe und Formgebung der Leiter auf den zuge
hörigen elektrischen. Bauelementen abhängig ist. Bei
jedem elektrischen Bauelement kann es sich um eine im
wesentlichen flache gedruckte Verdrahtungsplatte bzw.
Schaltungsplatte handeln, wobei der eine Schnittstelle
bildende Leiter eine Kontaktfläche auf einer Ober
fläche der Schaltungsplatte ist. Es ist bevorzugt, daß
der erste eine Schnittstelle herstellende Kontaktab
schnitt 301 eine Nase 303 mit einer bogenförmig ge
krümmten Kontaktfläche 304 für den Kontakt mit einer
Kontaktfläche bzw. Anschlußfläche auf einer ersten ge
druckten Schaltungsplatte aufweist. Gleichermaßen um
faßt der zweite eine Schnittstelle herstellende
Kontaktabschnitt 302 vorzugsweise eine Nase 305 mit
einer bogenförmig gekrümmten Kontaktfläche 306 für den
Kontakt mit einer Anschlußfläche auf einer zweiten ge
druckten Verschaltungsplatte. Der Begriff "gedruckte
Verschaltungsplatte" bedeutet vorstehend ein elektri
sches Bauelement, das einen im wesentlichen ebenen
Bereich aufweist, der zur Busleitung von Datensignalen
ausgelegt ist. Der Begriff "gedruckte Verschaltungs
platte" soll vorstehend also solche elektronische Bau
elemente wie gedruckte Schaltungsplatten oder belie
bige andere elektrische Bauelemente umfassen, die zur
Busleitung elektrischer Signale von einer Stelle zu
einer anderen ausgelegt sind. Das Kontaktelement 300
besitzt eine Einrichtung zum elektrischen Verbinden
des ersten und des zweiten Schnittstellen bildenden
Kontaktabschnitts 301 und 302 miteinander sowie eine
Federvorspannungseinrichtung zum Schaffen eines ersten
Federvorspannungsbetrages für den ersten Kontaktab
schnitt 301 sowie eines zweiten Federvorspannungs
betrages für den zweiten Kontaktabschnitt 302. Die
Federvorspannungseinrichtung verleiht dem Kontaktab
schnitt einen "Verbindungswiderstand". Der Begriff
"Verbindungswiderstand" bedeutet im vorliegenden Fall
den Widerstand eines Schnittstellen-Kontaktabschnitts
gegen Biegen, der beim Verbinden des Kontaktelements
mit seinem zugeordneten elektrischen Bauelement auf
tritt. Der Widerstand gegen ein Biegen bei der Her
stellung der Verbindung entspricht im allgemeinen der
Kontaktkraft des Schnittstellen-Kontaktabschnitts. Das
Niveau der erforderlichen Kontaktkraft ist bei der
Wirksamkeit des elektrischen Kontakts eine wichtige
Größe und variiert im allgemeinen in Abhängigkeit von
dem Material, aus dem der Schnittstellenleiter auf dem
elektrischen Bauelement hergestellt ist.
Wenn die Kontaktabschnitte 301 und 302 einander in der
dargestellt Weise gegenüberliegen, erfolgt ihre Bie
gung im allgemeinen in Richtung aufeinander zu. Man
hat festgestellt, daß es in manchen Fällen äußerst
wünschenswert ist, daß das Ausmaß des Widerstands
gegen die bei Verbindungsherstellung auftretende Bie
gung des ersten Kontaktabschnitts 301 unabhängig von
dem Ausmaß des Widerstands gegen die bei Vebindungs
herstellung auftretende Biegung des zweiten Kontaktab
schnitts 302 sein sollte. Auf diese Weise kann die
Federvorspannungseinrichtung einen ersten Verbindungs
widerstand schaffen, der zur Maximierung der Zyklus
lebensdauer des Kontakts ausgelegt ist. Z.B. kann der
erste Kontaktabschnitt 301 zur Bildung einer elektri
schen Schnittstelle mit einer trennbaren oder verbind
baren Schnittstelle eines ersten elektrischen Bauele
ments unter der relativ niedrigen Kontaktkraft ausge
legt sein, die zwischen leitfähigen Flächen üblich
ist, die mit Gold plattiert oder mit einer Plattierung
des Typs AMP DURAGOLD (Wz) (beschrieben in US-A-5 129
143) versehen sind. Auf diese Weise kann ein äußerst
effektiver Kontakt mit solchen Leitern bei reduzierten
Kontaktkräften von nur 80 Gramm hergestellt werden.
Der zweite Kontaktabschnitt 302 kann jedoch eine elek
trische Schnittstelle mit einem zweiten elektrischen
Bauelement bilden, bei dem eine relativ hohe Kontakt
kraft erfordernde leitfähige Schnittstellen zwischen
Oberflächen, wie z. B. mit Zinn oder Zinn-Blei
plattierten Schnittstellen, vorhanden sind. Ein wirk
samer Kontakt bei derartigen Schnittstellen verlangt
im allgemeinen eine minimale Kontaktkraft von ca. 100
Gramm und vorzugsweise ca. 200 Gramm bei einer Verbin
deranordnung, die im montierten Zustand fest zusammen
gebaut ist und bei Benutzung im Betrieb nicht verbind
bar und trennbar ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel besitzen die Verbin
dungswiderstands - Federvorspannungseinrichtungen einen
mit dem ersten Kontaktabschnitt 301 verbundenen ersten
Federbereich 307 und einen mit dem zweiten Kontaktab
schnitt 302 verbundenen zweiten Federbereich 308. Der
erste und der zweite Federbereich 307 und 308 sind
außerdem mit einem oder mehreren Biegungsbereichen 309
verbunden. Bei Kontaktelementen, bei denen die Feder
bereiche und die Biegungsbereiche aus elektrisch leit
fähigem Material bestehen, wie dies bevorzugt ist,
besitzen die Verbindungswiderstands-Federbereiche 307,
308 auch Einrichtungen zum elektrischen Miteinander
verbinden des ersten und des zweiten Kontaktab
schnitts, wobei es sich bei dem vorliegenden Beispiel
um die Biegungsbereiche 309 handelt.
Der erste Federbereich 307 besitzt einen mit einem
ersten Ende eines Biegungsbereichs 309 verbundenen
inneren Arm 310 sowie einen mit dem Kontaktabschnitt
301 verbundenen äußeren Arm 311. Der innere Federarm
310 und der äußere Federarm 311 sind durch eine erste
federnd nachgiebige Verbindungseinrichtung in Form
einer federnden Biegungseinrichtung 312 miteinander
verbunden, die zum federnd nachgiebigen Entgegen
wirken der Biegung des äußeren Arms 311 in Richtung
auf den inneren Arm 310 ausgelegt ist, wie diese beim
Verbinden des Kontaktelements 300 mit einem elektri
schen Bauelement normalerweise auftritt. Wie gezeigt
ist, besitzt der Biegungsbereich 312 ein allgemein U-
förmiges Segment, wobei der Radius des Krümmungs
bereichs des Segments wenigstens zum Teil zwischen dem
inneren Arm 310 und dem äußeren Arm 311 liegt. Auf
diese Weise liegt der äußere Arm 311 dem inneren Arm
im allgemeinen gegenüber und bewegt sich während der
bei Herstellung der Verbindung auftretenden Biegung in
Richtung auf den inneren Arm.
Der zweite Federbereich 308 besitzt in ähnlicher Weise
einen inneren Arm 313, der mit dem Biegungsbereich 309
verbunden ist, und einen äußeren Arm 314, der mit dem
zweiten Kontaktabschnitt 302 verbunden ist. Der innere
Arm 313 und der äußere Arm 314 sind durch eine zweite
federnd nachgiebige Verbindungseinrichtung in Form
eines federnden Biegungsbereiches 315 miteinander ver
bunden, der zum federnd nachgiebigen Entgegenwirken
der Biegung des äußeren Arm 314 in Richtung auf den
inneren Arm 313 dient, wie diese beim Verbinden des
Kontaktelements 300 mit einem elektrischen Bauelement
normalerweise auftritt. Wie in der Zeichnung zu sehen
ist, besitzt der Biegungsbereich 315 ebenfalls ein
allgemein U-förmiges Segment, wobei der Radius des
Krümmungsbereiches des Segments wenigstens zum Teil
zwischen dem inneren Arm 313 und dem äußeren Arm 314
liegt. Auf diese Weise liegt der äußere Arm 314 dem
inneren Arm allgemein gegenüber und bewegt sich
während der bei Herstellung der Verbindung auftreten
den Biegung in Richtung auf den inneren Arm.
Die Verbindungswiderstands- Federvorspannungseinrich
tung umfaßt den ersten Biegungsbereich 312, der einen
ersten Betrag eines federnd nachgiebigen Widerstands
gegen eine Biegung des äußeren Arms 311 in Richtung
auf den inneren Arm 310 schafft, sowie den zweiten
Biegungsbereich 315, der einen zweiten Betrag eines
federnd nachgiebigen Widerstands gegen eine Biegung
des äußeren Arms 314 in Richtung auf den inneren Arm
313 schafft. Zu diesem Zweck ist der Krümmungsbereich
des U-förmigen Segments des Biegungsbereichs 315 we
nigstens in einer Dimension dicker als der Biegungs
bereich des U-förmigen Segments des Biegungsbereichs
312. Somit besitzt der Biegungsbereich 315 in der zu
der Biegungsrichtung in etwa senkrechten Dimension
eine Breite, die größer ist als die Breite des Bie
gungsbereichs 312 in derselben Dimension.
Wie in den Fig. 2 und 8 zu sehen ist, ist das Kon
taktelement 300 im wesentlichen flach und in einer
Ebene liegend ausgebildet, wobei es durch Stanzen aus
einem einzigen Metallflachmaterialstück gebildet ist.
Die Bewegung der Schnittstellen-Kontaktabschnitte 301
und 302 liegt im wesentlichen in der Ebene des Kon
taktelements 300 während der bei Herstellung der Ver
bindung auftretenden Biegung.
Die Schnittstellen-Kontaktabschnitte 301 und 302 wer
den letztendlich bei Beendigung des Verbindungsvor
gangs jeweils in federnd nachgiebiger Weise gebogen,
um dadurch die erforderlichen Kontaktdrücke zu schaf
fen. Zur Erleichterung der Schaffung eines Kontaktele
ments, das wenigstens zwei Kontaktdruck-Niveaus be
sitzt, hat man festgestellt, daß eine Einrichtung vor
handen sein sollte zum Entkoppeln des Federansprechens
des ersten Kontaktabschnitts 301 von dem Federanspre
chen des zweiten Kontaktabschnitts 302. Das heißt, es
ist sozusagen wünschenswert, eine Einrichtung
vorzusehen, die ein Wirken des Federbiegungsbereichs
315 und des Federbiegungsbereichs 312 in voneinander
unabhängiger Weise ermöglicht. Wäre keine solche Ent
koppelungseinrichtung vorhanden, würde der den niedri
geren Federwiderstand gegen die bei der Verbindung
auftretende Biegung besitzende Federbiegungsbereich
tendenziell den durch den anderen Federbiegungsbereich
potentiell geschaffenen Federwiderstand steuern oder
begrenzen.
Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 7 zu sehen
ist, besitzt eine solche Entkoppelungseinrichtung eine
Halterungseinrichtung zum Haltern wenigstens des zwei
ten Kontaktabschnitts 302 gegen eine nicht-federnde
Translationsbewegung. Die Halterungseinrichtung umfaßt
bei dem vorliegenden Beispiel einen zwischen die Bie
gungsbereiche 309 geschalteten Halterungsarm 317, der
sich allgemein in zu der Biegungsrichtung der Kontakt
abschnitte 301 und 302 senkrechter Richtung erstreckt.
Wie im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird,
ist der Halterungsarm 317 zum mechanischen Angreifen
an den Innenkanten-Wänden eines Hohlraums in einem
Isoliergehäuse ausgelegt, um das Kontaktelement 300
während des Verbindungsvorgangs betriebsmäßig fest zu
halten. Auf diese Weise ist der Arm 317 zur Halterung
wenigstens des zweiten Kontaktabschnitts 302 gegen
eine nicht - federnde Translationsbewegung ausgelegt.
Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, sind eine hohe
Zykluslebensdauer aufweisende Kontaktelemente bei be
stimmten Anwendungen äußerst wünschenswert. Der Be
griff "Zyklus", wie er hierin verwendet wird, bedeutet
den Betriebszyklus, dem ein Schnittstellen-Kontaktab
schnitt sowie dessen zugehöriger Federbiegungsbereich
beim Verbinden und Lösen der Verbindung ausgesetzt
werden. Unter "Zykluslebensdauer" ist somit die durch
schnittliche Anzahl der Zyklen zu verstehen, der ein
Kontaktelement oder ein Bereich eines Kontaktelements
ohne zu versagen standhalten kann. Das Kontaktelement
300 ist für eine Zykluslebensdauer von wenigstens ca.
15 000 Zyklen und bis zu ca. 50 000 Zyklen ausgelegt.
Das Kontaktelement 300 beinhaltet eine Stabilisierein
richtung zum Stabilisieren desselben gegen eine zer
störende Torsion bei Verwendung desselben im Betrieb.
Eine solche Stabilisiereinrichtung trägt zu der hohen
Zykluslebensdauer des Kontaktelements 300 bei. Die
Stabilisiereinrichtung umfaßt längliche Stabilisier
arme 318 und 319, die sich von den Enden des Halte
rungsarms 317 in einer Richtung wegerstrecken, die im
wesentlichen parallel zu der Kontaktabschnitt-Bie
gungsrichtung verläuft.
Das Kontaktelement 300 dient insbesondere zur Verwen
dung in einer Verbinderanordnung des Typs mit Zwi
schenglied, die ein Kontaktsystem mit einer großen
Anzahl von Kontaktelementen schafft, die zur betriebs
mäßigen Verbindung mit Kontaktflächen auf elektrischen
Bauelementen angeordnet sind. Das Kontaktelement 300
soll zur Verwendung mit einer großen Vielzahl ver
schiedener solcher Zwischenglied-Verbinderanordnungen
adaptierbar sein.
Wie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, umfaßt eine
Zwischenglied-Verbinderanordnung einen Kontaktmodul
200 mit einem Isoliergehäuse 320. Das Gehäuse 320 be
sitzt eine erste Schnittstellenfläche 321 und eine
zweite Schnittstellenfläche 322. Bei den Schnitt
stellenflächen 321 und 322 handelt es sich im wesent
lichen um ebene Flächen, die im wesentlichen parallel
zueinander verlaufen. Eine Mehrzahl von Hohlräumen 323
zum Aufnehmen jeweiliger Kontaktelemente 300 ist in
dem Gehäuse 320 ausgebildet. Zum Zweck der Darstellung
sind die Kontaktabschnitte 301 und 302 eines einzelnen
Kontaktelements 300 in den Fig. 3 und 5 in sich aus
Öffnungen in dem Gehäuse herauserstreckender Weise
dargestellt.
Wie in Fig. 6 zu sehen ist, definiert jeder Hohlraum
323 eine erste Öffnung 324 in der Fläche 321. Vor dem
Verbinden des Kontaktmoduls mit einem elektrischen
Bauelement erstreckt sich die Kontaktfläche 304 des
Kontaktabschnitts 301 durch die Öffnung 324 und über
diese hinaus und ist in einer erhöhten Position rela
tiv zu der ersten Schnittstellenfläche 321 des Gehäu
ses 320 gehalten. Gleichermaßen definiert jeder Hohl
raum 323 auch eine zweite und längere Öffnung 325 in
der zweiten Schnittstellenfläche 322, und die Kon
taktfläche 306 des zweiten Kontaktabschnitts 302 er
streckt sich durch die Öffnung 325 hindurch und über
diese hinaus und ist in einer erhöhten Position rela
tiv zu der zweiten Schnittstellenfläche 322 des Gehäu
ses 320 gehalten. Das Gehäuse 320 besitzt eine Mehr
zahl solcher Hohlräume 323, und vorzugsweise sind zwei
Reihen 326 eng voneinander beabstandeter, zueinander
paralleler Hohlräume vorhanden, wie dies in den Fig.
3 und 4 gezeigt ist.
Es wird nun ein Verfahren zum Zusammenbauen des Kon
taktmoduls 200 beschrieben. Das Gehäuse 320 wird z. B.
durch Formen aus einem flüssigen Kunststoffmaterial
gebildet. Jedes Kontaktelement 300 wird durch die Öff
nung 325 des Gehäuses in seinen Hohlraum 323 einge
setzt. Jeder Hohlraum 323 ist durch Seitenwände 327
und Endwände 328 und 329 definiert, wie dies in den
Fig. 6 bis 8 zu sehen ist. Jede Endwand 328 und 329
ist mit einer Schulter 330 ausgebildet, die die
Passage des ersten Kontaktabschnitts 301 zu der Öff
nung 324 in der Fläche 321 sowie durch diese Öffnung
hindurch ermöglicht. Die Schultern 330 sind jedoch
dazu ausgelegt, eine Translationsbewegung der Hal
terungseinrichtung 317 in Richtung auf die Öffnung 324
mechanisch zu verhindern und wirken somit als exakt
angeordnete Anschläge.
Die Kontaktelemente 300 sind vorzugsweise in integra
ler Weise aus einem Flachstück leitfähigen Materials
gebildet, und zwar z. B. durch Stanzen. Es ist bevor
zugt, daß der Stanzvorgang das Kontaktelement oder die
Reihe von Kontaktelementen mit einem wegbrechbaren
Abschnitt bzw. einer Schnappleiste (nicht gezeigt)
versieht, die an den Enden der Stabilisierarme 318 und
319 angebracht sind und beim Einführen des Kontaktele
ments in seinen Hohlraum 323 von Hilfe sind. Nach dem
Einführen des Kontaktelements 300 in seinen Hohlraum
323 werden die Schnappleisten entfernt, wie dies in
der Technik allgemein bekannt ist. Ein Bereich des
Randes jeder Seitenwand 327, die die Fläche 322 um
faßt, ist mit einer Rippe 331 aus Kunststoffmaterial
ausgebildet, wie dies in Fig. 6 zu sehen ist. Da sich
die Rippe 331 an der Seitenwand 327 befindet, stellt
sie beim Einführen des Kontaktelements 300 in seinen
Hohlraum 323 keine Beeinträchtigung dar. Nach dem Ent
fernen der Schnappleiste wird die Rippe 331 jedoch
flach gemacht, und zwar vorzugsweise durch unter Wär
meeinwirkung erfolgendes Stauchen des Kunststoffma
terials desselben auf das Niveau der Fläche 322, um
dadurch eine in Fig. 7 gezeigte Prägung bzw. Erhebung
331A zu definieren, die den Eingang zu dem Hohlraum
323 quert und eine Einrichtung zum Verhindern einer
unbeabsichtigten Verlagerung des Kontaktelements aus
dem Hohlraum 323 nach außen aus der Öffnung 325 heraus
schafft.
Die Verbindung der Kontaktelemente 300 mit einem
ersten und einem zweiten elektrischen Bauelement 30
und 210 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7
bis 9 beschrieben. Die Fig. 7 und 8 zeigen die vor
der Verbindung vorhandenen Positionen bzw. Vorverbin
dungspositionen der elektrischen Bauelemente und der
Kontaktelemente, während Fig. 9 die beiden Bauele
mente im vollständig mit dem Kontaktmodul 200′ verbun
denen Zustand zeigt. Die Verbindung des ersten und des
zweiten Bauelements 30 und 210 kann in jeder gewünsch
ten Reihenfolge erfolgen. D.h., entweder das Bauele
ment 30 oder das Bauelement 210 kann zuerst mit dem
Kontaktmodul 200′ verbunden werden, wonach die Verbin
dung des verbliebenen Bauelements erfolgt, oder aber
die Verbindung der Bauelemente kann im wesentlichen
gleichzeitig erfolgen. Nachfolgend wird jedoch der
bevorzugte Verbindungsvorgang beschrieben.
Bei dem bevorzugten Verbindungsvorgang wird das elek
trische Bauelement 210, bei dem es sich in der darge
stellten Weise um eine gedruckte Schaltungsplatte han
delt, zuerst derart neben dem Verbindermodulgehäuse
320 positioniert, daß dessen Schnittstellenfläche 322
im wesentlichen parallel zu der Oberfläche 212 des
Bauelements 210 verläuft und erhaben ausgebildete Kon
taktflächen 205 des Bauelements mit den zweiten
Schnittstellen-Kontaktabschnitten 302 der Kontaktele
mente 300 betriebsmäßig ausgerichtet sind. Das elek
trische Bauelement 210 wird dann mit dem Verbinder
modulgehäuse 320 verbunden und an diesem befestigt.
D.h. die erhöhten Kontaktflächen 205 des Bauelements
210 werden in engen Kontakt mit der Schnitt
stellenfläche 322 des Verbindermodulgehäuse 320 ge
bracht.
Der zweite Kontaktabschnitt 302 jedes Kontaktelements
300 greift an einer jeweiligen Kontaktfläche 205 an,
wenn eine eine Anordnung von Verbindermodulen 200′
enthaltende Zwischengliedaufnahme 200 (Fig. 10 bis
12) an einer Unterlageplatte 190 montiert wird, auf
der das elektrische Bauelement 210 angeordnet wird,
wie dies am besten in Fig. 13 zu sehen ist. Der Ein
griff zwischen dem Kontaktabschnitt 302 und der Kon
taktfläche 205 führt zur Ausübung einer Kraft auf das
Kontaktelement, wodurch dieses translationsmäßig in
Richtung auf die Öffnung 324 in der gegenüberliegenden
Schnittstellenfläche 321 verdrängt wird. Diese an
fängliche Translationsbewegung setzt sich fort, bis
der Halterungsarm 317 des Kontaktelements 300 mecha
nisch an den Schultern 330 angreift, wodurch eine wei
tergehende Translationsbewegung des Kontaktelements
300 verhindert ist. Der translationsmäßige Eingriff
zwischen den Schultern 330 und dem Halterungsarm 317
dient außerdem zum Entkoppeln der Federbiegungs
bereiche 307 und 308 voneinander, so daß der Feder
biegungsbereich 307 trotz des Vorhandenseins eines
höheren Kontaktdrucks an der Kontaktfläche 205 in
wirksamer Weise mit seinem niedrigeren Kontaktdruck
arbeiten kann.
Die Abmessungen des Kontaktelements 300 und des Kon
taktmodulhohlraums 323 sind außerdem derart gewählt,
daß die Fläche 322 des Kontaktmoduls 200′ nicht voll
ständig mit der Oberfläche 212 des gedruckten Schal
tungsplattenelements 210 verbunden ist, wenn sich der
Halterungsarm 317 in eng anliegendem Kontakt mit den
Schultern 330 befindet. Bei Abschluß des Verbindungs
vorgangs und vollständiger Verbindung der Fläche 322
mit der Fläche 212 in der in Fig. 9 gezeigten Weise
wird der zweite Kontaktabschnitt 302 derart gebogen,
daß die durch den Verbindungsvorgang verursachte, an
haltende Belastung nachläßt. Der Federbiegungsbereich
308 hält dieser Biegung in federnd nachgiebiger Weise
stand, wodurch an der Kontaktfläche 205 eine senk
rechte Kontaktkraft erzeugt wird.
Der zweite Kontaktabschnitt 302 schafft eine relativ
hohe Kontaktkraft, wie sie z. B. für Kontaktflächen 205
erforderlich wäre, die aus Zinn oder Zinn-Blei gebil
det sind, wobei eine Kontaktkraft von ca. 200 Gramm
wünschenswert sein kann.
Das elektrische Bauelement 210 ist vorzugsweise an dem
Kontaktmodulgehäuse 320 im wesentlichen permanent an
gebracht und permanent mit diesem verbunden, obwohl
eine solche Dauerhaftigkeit möglicherweise nicht er
forderlich ist. Im Gegensatz dazu ist das elektrische
Bauelement 30 für eine wiederholte Verbindung mit und
Lösung von der Aufnahme 200 ausgelegt. Das elektrische
Bauelement 30 wird mit der Aufnahme 200 derart
verbunden, wie dies unter Bezugnahme auf das Bauele
ment 210 vorstehend im wesentlichen beschrieben worden
ist, jedoch mit der Ausnahme, daß die Gesamtheit der
durch die Verbindung des Bauelements 30 verursachten
Spannung durch den Federbiegungsbereich 307 entlastet
wird, wenn der erste Schnittstellen-Kontaktabschnitt
301 aus seiner unvorgespannten Position gebogen wird.
Als Ergebnis hiervon wird ein dem Biegungswiderstand
des Federbiegungsbereiches 307 entsprechender Kontakt
druck an der Kontaktfläche 160 erzeugt. Die Kon
taktflächen 160 des Bauelements 30 sind für viele Ver
bindungszyklen in einfacher Weise mit den ersten Kon
taktabschnitten 301 in Eingriff bringbar sowie von
diesen lösbar, und vorzugsweise sind die Kon
taktflächen 160 mit Gold plattiert, so daß nur eine
verminderte senkrechte Kontaktkraft von ca. 80 Gramm
erforderlich ist. Wahlweise wird der erste Kontaktab
schnitt 301 bei Montage der Kontaktelemente 300 in dem
Kontaktmodul 200′ oder bei Anbringung des bestückten
Modulgehäuses 320 an dem Bauelement 210 durch den
Federarm 311 gegen eine Fläche 332′ des Gehäuses 320
vorgespannt.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, kann die Zwischenglied
aufnahme 200 aus Metall bestehen und eine Anordnung
von Modulaufnahmehohlräumen 340 enthalten, die sich
von einer ersten Oberfläche 342 zu einer zweiten Ober
fläche 344 erstrecken, wobei die erste Oberfläche 342
dem Bauelement 30 zugeordnet ist und die zweite Ober
fläche 344 dem Bauelement 210 zugeordnet ist. Jeder
Hohlraum 340 ist asymmetrischen ausgebildet, und zwar
komplementär zu der asymmetrischen Gestalt eines je
weiligen Kontaktmodulgehäuses 320, so daß nur eine
einzige Ausrichtung des Gehäuses 320 möglich ist und
dieses dadurch polarisiert ist. Jedes Kontaktmodul
gehäuse 320 besitzt vorzugsweise Lippenabschnitte 346
und 348 gleicher Dicke, die bei Einsetzen des Kontakt
moduls 200′ in einen jeweiligen Hohlraum 340 an be
nachbarten Bereichen der zweiten Oberfläche 344 der
Zwischengliedaufnahme 200 anliegen.
Das Anliegen der Lippenabschnitte 346 und 348 an der
zweiten Oberfläche 344 ermöglicht ein Einsetzen des
Kontaktmoduls auf eine exakt gesteuerte Tiefe. Vorzugs
weise sind die Abmessungen der Modulgehäuse 320 inkre
mentell größer als die Abmessungen der Modulaufnahme
hohlräume 340 und zwar derart, daß die Module 200′ im
Festsitz in die Hohlräume 340 eingepaßt sind.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, beinhaltet die Zwischen
gliedaufnahme 200 Befestigungslöcher 350, die sich mit
entsprechenden Befestigungslöchern 352 in dem Bauele
ment 210 und Befestigungslöchern 354 in der darunter
befindlichen Unterlageplatte 190 ausrichten lassen, um
darin nicht gezeigte Befestigungsglieder zum Anbringen
der Zwischengliedaufnahme 200 an einem Gestell bzw.
Rahmen einer elektronischen Vorrichtung in Vor
spannungseingriff mit dem an der Unterlageplatte 190
angebrachten Bauelement 210 sowie unter Erzeugung der
erforderlichen senkrechten Kontaktkraft zwischen den
zweiten Kontaktabschnitten 302 der Kontaktelemente 300
der Kontaktmodule 200′ in der Zwischengliedaufnahme
200 und den Kontaktflächen 205 aufzunehmen. Die Lip
penabschnitte 346 und 348 der Kontaktmodule 200′ sind
zwischen der zweiten Oberfläche 344 der Zwischenglied
aufnahme 200 und dem Bauelement 210 angeordnet. Ab
standselemente 360 umgeben die Befestigungslöcher 350
der Zwischengliedaufnahme 200 und beabstanden die Auf
nahme 200 nach der Montage in bezug auf das Bauelement
210, um auf die Lippenabschnitte 346 und 348 der Kon
taktmodulgehäuse 320 wirkende Belastungen aufzuheben.
Die Ausbildung der Lippenabschnitte 346 und 348 ge
stattet ein Entfernen eines Kontaktmoduls 200′ für
Reparatur- oder Austauschzwecke während der Wartung.
Eine Kombination zwischen Verschaltungsplattenkompo
nenten und Zwischengliedeinrichtung bildet eine Anord
nung, die in der Technik als Anschlußflächenraster-
Kontaktanordnung bekannt ist.
In erster Linie aufgrund des Effekts des Halterungs
arms 317, den unteren Teil von dem oberen Teil des
Kontaktelements zu entkoppeln, besitzt letzterer eine
hohe Zykluslebensdauer. In gewissem Ausmaß dienen die
im Preßsitz an den Endwänden 328 und 329 angreifenden
Stabilisierarme 318 und 319 zum Stabilisieren und Ver
steifen des Kontaktelements während des Verbindungs
vorgangs. Das Verbindungselement 300 zeigt somit
selbst nach zahlreichen Verbindungs- und Trennzyklen
einen beträchtlichen Widerstand gegen Beeinträchtigung
und Versagen. Während jedes Kontaktelement 300 aus
einem Flachstück leitfähigen Materials, wie z. B. einer
Beryllium-Kupfer-Legierung ausgewählter Dicke gestanzt
ist, läßt sich das Flachstück derart prägen, daß es
eine geringere Materialdicke an dem den inneren und
den äußeren Arm 310 und 311 sowie den Biegungsbereich
312 beinhaltenden ersten Kontaktabschnitt 301 von bei
spielsweise 0,01016 cm sowie eine größere Material
dicke an dem den inneren und den äußeren Arm 313 und
314 sowie den dazwischen befindlichen Biegungsbereich
315 beinhaltenden zweiten Kontaktabschnitt 302 von
beispielsweise 0,01524 cm definiert, wobei dies vor
zugsweise auch die Halterungs- und Stabilisierarme
317, 318 und 319 beinhaltet.
Die Kontaktmodule 200′ und ihre Kontaktelemente 300
sind zur Verwendung in einer großen Anzahl verschiede
ner Verbindersysteme sowie für eine große Anzahl ver
schiedener Anwendungen adaptierbar. Ein Beispiel für
eine solche Verwendung in einem speziellen Verbinder
system wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 10
bis 24 beschrieben.
Die Fig. 13 bis 15 zeigen einen Verbinder 10 mit
seitlichem Kabelaustritt, der eine Halterungs
konstruktion 70 aufweist. Der Verbinder 10 besitzt ein
in Fig. 13 nicht dargestelltes Isoliergehäuse 20, das
das Bauelement 30 umschließt, bei dem es sich um eine
gedruckte Verschaltungsplatte bzw. Schaltungsplatte
handelt, die zur Aufnahme von Verbindermodulen 80 aus
gelegt ist, die zum Verbinden von Daten von einer
äußeren Quelle mit dem Bauelement 30 dienen und an
einzelne Koaxialleitungen 230 eines sich durch einen
Kabelaustritt 75 nach außen erstreckenden ummantelten
Kabels 225 angeschlossen sind.
Das Bauelement besitzt mehrere durchplattierte Löcher
40, die in der in Fig. 14 gezeigten Weise mit Kon
taktelementen der Verbindermodule 80 in Verbindungs
eingriff stehen und mit jeweiligen Kontaktflächen 160
verbunden sind, wie dies in Fig. 18 gezeigt ist. Eine
Betägigungseinrichtung 50 kann durch das Bauelement 30
über eine sich durch dieses hindurcherstreckende Öff
nung 60 eine Schnittstelle bilden, um den Verbinder 10
an der Unterlageplatte 190 zu befestigen, wie dies in
Fig. 15 gezeigt ist. Die Bauelementöffnung 60 liegt
vorzugsweise im wesentlichen in der Mitte des Bauele
ments 30. Die Betätigungseinrichtung 50 ist von Hand
betätigbar, um das Bauelement 30 derart gegen die Auf
nahme 200 zu drücken, daß eine Anordnung von Kon
taktflächen des Bauelements 30 in wirksamen elektri
schen Kontakt mit den Kontaktelementen 300 der Aufnah
me 200 tritt.
Der Verbinder 10 ist in der vorstehend genannten Weise
sowohl mit der Aufnahme 200 verbindbar als auch von
dieser lösbar. Das Bauelement 210 könnte z. B. mit ei
ner analytischen oder diagnostischen medizinischen
elektronischen Vorrichtung 350A (Fig. 22), wie z. B.
einem Ultraschallgerät, einem Röntgengerät oder einem
anderen medizinischen Gerät verbunden werden, das di
gitale Datensignale von einer äußeren Quelle zur Aus
führung einer Diagnosefunktion verarbeitet. Bei der
äußeren Quelle könnte es sich z. B. um einen Ultra
schallsensor oder um einen anderen Typ eines elektri
schen Bauelements handeln, das physikalische Parameter
in elektrische Signale umwandelt, die dann von einem
Rechner oder Mikroprozessor verarbeitet werden können,
der in der medizinischen Vorrichtung 350A enthalten
ist.
Eine erste Seite 90 oder Kontaktseite des Bauelements
30 besitzt eine Mehrzahl von nach außen hin freilie
genden Kontaktflächen zur Herstellung eines elektri
schen Kontakts mit den Kontaktelementen 300 der Auf
nahme 200. Eine zweite Seite 100 des Bauelements ist
zur Befestigung an einer Befestigungsleiste 110 an dem
Gehäuse 20 ausgelegt. Der Rand der zweiten Seite 100
liegt an der Befestigungsleiste 110 an und wird an
dieser befestigt, nachdem die Verbindermodule 80 in
die durchplattierten Durchgangslöcher 40 eingesteckt
worden sind, um dadurch das Bauelement 30 in dem Ver
binder 10 in Position zu halten.
Die Befestigungseinrichtung 50 beinhaltet eine Be
festigungshülse 120, die sich durch ein rohrförmiges
Gehäuse 125 der Halterungskonstruktion 70 hindurch
erstreckt und durch die Öffnung 60 in dem Bauelement
hindurch drehbar hindurchgeführt ist, um die erste
Seite 90 an der Zwischengliedaufnahme 200 zu befesti
gen sowie eine Schnittstelle mit dieser zu bilden.
Eine an der Befestigungshülse 120 angebrachte Verrie
gelungseinrichtung 130 ist zum Verriegeln bzw. Ver
klammern der Befestigungshülse 120 mit einer damit
zusammenwirkenden Verriegelungsfläche 240′ einer unter
Federvorspannung stehenden Vorrichtung 240 vorgesehen,
die sich in der in Fig. 15 gezeigten Weise von der
Unterlageplatte 190 nach unten wegerstreckt. Durch
Verklammern der Verriegelungseinrichtung 130 mit der
damit zusammenwirkenden Fläche 240′ übt die Befesti
gungshülse 120 eine ausreichende Kraft aus, um die
Kontaktflächen auf der ersten Seite 90 des Bauelements
30 an den entsprechenden Kontakten 300 der Zwischen
gliedaufnahme 200 zu halten, wie dies in Fig. 18 ge
zeigt ist.
Fig. 15 zeigt den Verbinder 10 mit dem daran be
festigten Bauelement 30, das mit der Zwischengliedauf
nahme 200 verbunden ist, die wiederum mit dem Bauele
ment 210 auf der Platte 190 verbunden ist. Wie am be
sten in Fig. 18 zu sehen ist, befinden sich auf der
ersten Seite 90 des Bauelements 30 mehrere Kon
taktflächen 160 in elektrischer Verbindung mit den
durchplattierten Löchern 40. Die Kontaktflächen 160
stellen mit den entsprechenden Kontaktelementen 300 in
der vorstehend beschriebenen Weise elektrischen Kon
takt her, so daß Datensignale nach Art von Buslei
tungen durch die Verbindermodule 80 über die Kon
taktflächen 205 mit dem Bauelement 210 auf der Seite
der elektronischen Vorrichtung verbunden werden kön
nen. Das Bauelement 210 und die Unterlageplatte 190
sind durch Befestigungsschrauben 180 an einem vorrich
tungsseitigen Verbinder 140 befestigt. Bei dem Bauele
ment kann es sich z. B. um eine Mutterplatte handeln,
die dazu ausgelegt ist, die nach Art einer Busleitung
durch die Verbindermodule 80 zu der Aufnahme 200 und
dem Bauelement 210 geführten Daten aufzunehmen und zu
bearbeiten. Die Aufnahme 200 kann an dem Bauelement 30
des Verbinders 10 montiert werden oder durch Ausrich
tungsstifte in Ausrichtung mit dem Bauelement 210 ge
halten werden, wobei sie jedoch ansonsten nicht weiter
an dem Bauelement 210 bzw. dem Bauelement 30 befestigt
ist. In diesem Fall stellen die Kontaktflächen 160
durch reziproke Kontaktflächen an dem Bauelement 210
elektrischen Kontakt mit dem Bauelement 210 her.
Die Unterlageplatte 190 schafft eine stabile Fläche
für die Befestigungsschrauben 180, so daß der Verbin
der 10 in festem Eingriff mit dem Bauelement 210 des
vorrichtungsseitigen Verbinders 140 gehalten wird, der
die Aufnahme 200 und das gedruckte Verschaltungsplat
tenelement 210 beinhaltet. Die Schrauben 180 er
strecken sich durch die Unterlageplatte 190 hindurch,
und zwar von einem Chassis 360A der elektronischen
Vorrichtung 350A durch eine Öffnung in einem inneren
abstehenden Fasenbereich 210A, der sich entlang der
Innenfläche des Chassis 360A erstreckt, wobei an der
Außenfläche des Chassis 360A ein äußerer Fasenbereich
200A befestigt ist (Fig. 16). Der innere und der
äußere Fasenbereich 210A und 200A bilden zusammen
einen Rahmens in den und durch den hindurch der kabel
seitige Verbinder 10 geführt werden kann, um mit der
Aufnahme 200 und dem Bauelement 210 des vorrichtungs
seitigen Verbinders 140 Kontakt herzustellen. Der
Fasenbereich 200A ist durch Schrauben 185 befestigt,
die sich durch das Chassis 360A nach außen erstrecken
und in entsprechende Öffnungen 187 in dem äußeren
Fasenbereich 200A eingeschraubt sind, wie dies in
Fig. 16 gezeigt ist. Die Schrauben 180 sind in
Profillöcher 182 des Chassis 360A gedrückt, wie dies
in Fig. 17 gezeigt ist.
Der Verbinder 10 besitzt weiterhin einen Kabelaus
tritts-Halterabschnitt 74 (Fig. 13), der in integra
ler Weise mit dem Gehäuse 70 ausgebildet ist. Ein
Klemmelement 72 ist an dem Halterabschnitt 74 be
festigbar, um den Kabelaustritt 75 zum Festklemmen
einer Kabelzuführhülse 220 zu definieren, die in der
in Fig. 14 und 15 gezeigten Weise zum Aufnehmen des
eine beträchtliche Anzahl einzelner koaxialer Lei
tungen 230 enthaltenden, ummantelten Kabels 225 ausge
legt ist, wenn die Hülse 220 auf den Außenmantel 227
des Kabels 225 geklemmt ist. Die Leitungen 230 können
eine sehr geringe Dicke besitzen, wobei Mittenleiter
mit einer Dicke von 0,0079756 cm (American Wire Gauge
40) vorhanden sind. Die Zuführhülse 220 schafft eine
Zugentlastung für die elektrischen Anschlüsse inner
halb des Verbinders 10. Die Leitungen 230 sind in
jedem der Verbindermodule 80 an jeweilige Signal- und
Erdungsanschlüsse angeschlossen, so daß elektrische
Signale nach Art von Busleitungen von der äußeren
Quelle durch die Verbindermodule 80 zu dem Bauelement
210 geleitet werden können.
Der Verbinder 10 ist bei Mikrokoaxialkabelanwendungen
besonders geeignet, bei denen viele solche modulartige
Verbinder mit zugehörigen Mikrokoaxialleitungen ver
wendet werden. Die Kabelzuführhülse 220 hält die Lei
tungen 230 in einem sauber gebündelten Bündel, so daß
der Verbinder 10 sich in effizienter Weise handhaben
läßt und für Wartungszwecke leicht zugänglich bleibt.
Die Bündelung der Leitungen 230 durch die Kabelzuführ
hülse 220 gestattet dem Benutzer auch ein einfaches
Verbinden und Lösen dem Verbinders 10 mit bzw. von dem
vorrichtungsseitigen Verbinder 140, ohne daß es dabei
zu einer störenden Beeinträchtigung aufgrund der vie
len Leitungen 230 kommt.
Wie in den Fig. 13, 14 und 22 gezeigt ist, er
streckt sich die Befestigungshülse 120 durch die Öff
nung 60 in dem Bauelement 30 sowie durch entsprechende
Öffnungen hindurch, die in der Zwischengliedaufnahme
200, dem Bauelement 210 und der Unterlageplatte 190
vorgesehen sind. Bei der Befestigungshülse 120 kann es
sich um eine massive Stange handeln, die aus einem
steifen Material, wie z. B. rostfreiem Stahl, herge
stellt ist. Die Verriegelungseinrichtung 130 ist vor
zugsweise in integraler Weise an dem freien Ende der
Befestigungshülse 120 ausgebildet sowie aus demselben
Material wie die Befestigungshülse 120 hergestellt und
wirkt mit der Fläche 240′ zusammen, um den Verbinder
10 an dem vorrichtungsseitigen Verbinder 140 zu befe
stigen. Die die Zusammenwirkungsfläche 240′ bildende
Platte kann in einem Stück mit der Unterlageplatte 190
des vorrichtungsseitigen Verbinders 140 gegossen
werden, oder alternativ hierzu kann die Platte durch
Schrauben oder andere Befestigungsmittel befestigt
werden.
Wenn es erwünscht ist, den kabelseitigen Verbinder 10
mit dem vorrichtungsseitigen Verbinder 140 zu verbin
den und das Bauelement 30 an der Zwischengliedaufnahme
200 zu befestigen, wird der kabelseitige Verbinder 10
in einer anfänglichen betriebsmäßigen Zuordnung mit
dem vorrichtungsseitigen Verbinder 140 positioniert,
indem man das freie Ende der Befestigungshülse 120
durch die miteinander ausgerichteten Öffnungen in der
Aufnahme 200, dem Bauelement 210 und der Unterlage
platte 190 hindurchführt. Die Befestigungshülse 120
und die Verriegelungseinrichtung 130 werden dann vor
zugsweise durch manuelle Betätigung eines Handhabungs
knopfes 245 rotationsmäßig bewegt, der auf einer mit
dem Befestigungsende der Befestigungshülse 120 ein
stückig ausgebildeten Eingriffsfläche 250 (Fig. 19)
angeordnet ist, um dadurch die Verriegelungseinrich
tung 130 zum Festziehen der Befestigungshülse 120
gegen die Zusammenwirkungsfläche 240 zu veranlassen,
um dadurch den kabelseitigen Verbinder 10 an dem vor
richtungsseitigen Verbinder 140 zu befestigen.
Wenn die Eingriffsfläche 250 mittels des Knopfes 245
rotationsmäßig bewegt wird, wirkt bei einem Ausfüh
rungsbeispiel ein Satz Federelemente wie z. B. Teller
federn 260, innerhalb einer zylindrischen Lagerab
deckung 275 auf einen Lagerträger 270, um die durch
die steuerflächenartige Bewegung der Verriegelungsein
richtung 130 erzeugte Kraft nach unten auf den Zusam
menwirkungsfläche 240 sowie auf die Halterungskon
struktion 70 des Verbinders 10 zu übertragen, um da
durch die erste Seite 90 des Bauelements 30 mit einer
ausreichenden Kraft auf die Aufnahme 200 zu drücken,
um die Kontaktflächen 160 in elektrischen Eingriff mit
den Kontaktelementen 300 in der Aufnahme 200 zu brin
gen. Diese Kraft wird durch die Hülse 120 und den La
gerträger 270 allmählich aufgebracht, während die Ver
riegelungseinrichtung 130 bei der Rotationsbewegung um
eine Viertelumdrehung des Knopfes 245 gegen die Zusam
menwirkungsfläche 240 drückt, wonach die Verriege
lungseinrichtung 130 in einer Aussparung sitzt, so daß
der Verbindungsvorgang abgeschlossen ist. Die Teller
federn 260 schaffen außerdem eine gleichmäßige Aus
übung der gewünschten Kraft auf die Aufnahme 200 und
kompensieren dadurch variierende Dicken der Aufnahme
200, der Unterlageplatte 190 sowie der Bauelemente 210
und 30. Alternativ hierzu kann die Zusammenwirkungs
fläche 240′ mit Druckfedern ausgestattet sein, wie
dies vorstehend unter Bezugnahme auf die unter Feder
vorspannung stehende Vorrichtung 240 beschrieben wor
den ist, wodurch die gleichmäßige Ausübung der Kraft
auf die Aufnahme 200 durch die Hülse 120 geschaffen
würde.
Fig. 18 zeigt das Angreifen der Kontaktflächen 160 an
der Aufnahme 200. Die Verbindermodule 80 sind mit den
durchplattierten Löchern 40 des Bauelements 30 durch
elektrische Anschlüsse mit Kontaktstiften 280 verbun
den. Die Kontaktstifte 280 stellen elektrisch leitfä
higen Kontakt mit den zinnplattierten Flächen der
durchplattierten Löcher 40 her und können gemäß der
US-A-4 186 982 ausgebildet sein. Verfahren zum Her
stellen von Verbindermodulen, die bei den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet werden
können, sind in dem Dokument "AMP Incorporated Techni
cal Paper" von R. Rothenberger und R. S. Mroczkowski
unter dem Titel "High-Density Zero Insertion Force
Microcoaxial Cable Interconnection Technology" (1992)
beschrieben.
Wie in Fig. 18 gezeigt ist, befinden sich die Stifte
280 in leitfähigem Eingriff mit dem Plattierungsma
terial der durchplattierten Löcher 40 und sind in den
Löchern befestigt, wobei diese in elektrischer Verbin
dung mit den Kontaktflächen 60 stehen, so daß ausrei
chend elektrische Verbindungen von der äußeren Quelle
her über die Koaxialleitungen 230 durch die Verbinder
module 80 hindurch mit dem Bauelement 30 hergestellt
sind. Wenn das Bauelement 30 anliegend an der Zwi
schengliedaufnahme 200 befestigt wird, werden die Kon
taktflächen 160 außerdem in elektrische Verbindung mit
den Zwischenglied- Kontaktelementen 300 gebracht, wie
dies vorstehend beschrieben wurde. An der unteren
Oberfläche der Aufnahme 200 bilden die Zwischenglied-
Kontaktelemente 300 außerdem Schnittstellen mit den
Kontaktflächen 205 auf dem Bauelement 210, wie dies
vorstehend beschrieben wurde. Schaltungen auf dem ge
druckten Verschaltungsplattenelement 210 ermöglichen
eine busleitungsmäßige Zuführung von Daten zu dem Bau
element 210, wobei elektronische Elemente zum Bearbei
ten der Daten z. B. für analytische oder diagnostische
Zwecke vorhanden sind.
Die Zwischenglied-Kontaktelemente 300, die Schnitt
stellen mit den Kontaktflächen 160 auf dem Bauelement
30 und den Kontaktflächen 205 auf dem Bauelement 210
bilden, müssen ausreichend elektrischen Kontakt mit
diesen herstellen, um sicherzustellen, daß die Daten
mit hoher Zuverlässigkeit busleitungsmäßig durch die
Verbinder 10 und 140 hindurchgeleitet werden können.
Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis
9 beschrieben worden ist, wird somit das korrekte Aus
maß der Kontaktkraft durch die Konstruktion der Kon
taktelemente 300 sowie der Hohlräume bestimmt, in de
nen diese aufgenommen sind. Die an der Schnittstelle
zwischen jeder Kontaktfläche 160 und dem zugehörigen
Zwischenglied-Kontaktelement 300 durch Befestigung der
Hülse 120 und des Lagerträger 270 auf zubringende Kraft
wird jedoch auf die jeweils verwendeten Zwischenglied-
Kontakte 300 abgestimmt.
Im folgenden wird auf die Fig. 19 bis 24 Bezug
genommen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel um
faßt die Verriegelungseinrichtung ein Schlüsselelement
130′, das durch ein entsprechendes schlüsselförmiges
Loch 155 (Fig. 23 und 24) in der Zusammenwirkungs
fläche 240′ aufgenommen ist, um mit einer komplemen
tären Zusammenwirkungsfläche in dem vorrichtungsseiti
gen Verbinder 140 in Eingriff zu treten. Die Verriege
lungseinrichtung könnte ansonsten auch eine Kombina
tion aus dem Schlüsselelement 130′ und einem Verriege
lungsstift umfassen, der die Hülse 120 an der Zu
sammenwirkungsfläche 240′ halten würde.
Der Verbinder 10 wird an dem Verbinder 140 und das
elektrische Bauelement 30 an der Aufnahme 200 be
festigt, wenn die Befestigungshülse 120 wie bei den
anderen Ausführungsbeispielen durch manuelle Be
tätigung des Knopfes 245 verdreht wird. Das Ver
riegelungsschlüsselelement 130′ drückt bei dieser
Rotationsbewegung gegen die Fläche 240′, die einen
komplementären Schlüsselkanal definiert, so daß der
Verriegelungsschlüssel in dem Schlüsselkanal festge
zogen wird. Dadurch wiederum wird durch Drucklager,
d. h. die Tellerfedern 260, Druck gegen den Lager
träger 270 ausgeübt, der über der das Bauelement 30
tragenden Konstruktion 70 angebracht ist, so daß das
Bauelement 30 sicher gegen die Zwischengliedaufnahme
200 gedrückt wird, und zwar zusammen mit dem Lager
träger 270 und der Lagerabdeckung 275, die in inte
graler Weise an der Halterungskonstruktion 70 ange
bracht ist. Eine vollständige Verriegelung wird der
Bedienungsperson mittels eines nicht gezeigten
Arretierglieds, z. B. eines kugelartigen oder stangen
artigen Arretierglieds angezeigt, das in einer Er
weiterung 127 des Lagerträgers 270 untergebracht ist,
wobei das Arretierglied in eine Aussparung eintritt,
wenn die Hülse 120 über die ausgewählte winkelmäßige
Distanz, wie z. B. eine Viertelumdrehung, verdreht
worden ist.
Wie in den Fig. 22 bis 24 gezeigt ist, handelt es
sich bei der Oberfläche um eine Nabe 240A mit einer
Schlüsselsteuerfläche 320A, die für einen betriebs
mäßigen Eingriff mit dem Schlüsselelement 130′ ausgelegt
ist. Wenn die Hülse 120 das Schlüsselelement gegen die
Schlüsselsteuerfläche 320A drückt, dreht die Hülse 120
das Schlüsselelement 130′ dann entlang der Steuerfläche
320A, um den Lagerträger 270 und den Verbinder 10 nach
unten zu ziehen, wodurch eine ausreichende Kraft aus
geübt wird, um die Kontaktflächen 160 des Bauelements
30 fest in Anlage an die Zwischenglied-Kontaktelemente
300 zu bringen. Die Lagerträgeranordnung kann zur Er
zielung dieses Ergebnisses eine Kraft von 9,08 kg (für
eine geringe Anzahl von Kontakten) und 90,8 kg (für
eine hohe Anzahl von Kontakten) ausüben. Bei einer
Anordnung, die z. B. 612 Paare von miteinander zu ver
bindenden Kontaktflächen aufweist, übt der Lagerträger
eine Kraft von 68,1 kg aus, um die Zwischenglied-Kon
taktelemente 300 und die Kontaktflächen 160 zusammen
zubringen.
Fig. 22 zeigt das Bauelement 210 an dem vorrichtungs
seitigen Verbinder 140 unter Bildung einer Schnitt
stelle mit einem Kartenrandverbinder 340A der elektro
nischen Vorrichtung. Der Kartenrandverbinder 340A bil
det weiterhin eine Schnittstelle mit einer Mutterplat
te 351A, die Teil der elektronischen Vorrichtung 350A
ist, der die Datensignale zugeführt werden, die über
eine Busleitung durch den Verbinder 10 zugeführt wer
den, so daß die Datensignale von der elektronischen
Vorrichtung 350A verwendet werden können. Wie in Fig.
16 und 17 gezeigt ist, beinhaltet das Chassis 360A der
elektronischen Vorrichtung eine Ausschnittöffnung
370A, so daß der Verbinder 10 in dem Chassis 360A auf
genommen werden kann, um mit dem vorrichtungsseitigen
Verbinder 140 der elektronischen Vorrichtung 350A ver
bunden zu werden.
Fig. 23 zeigt eine Draufsicht auf die Zwischenglied
aufnahme 200, die in dem vorrichtungsseitigen Verbin
der 140 angebracht ist. Sich nach oben durch diesen
hindurch erstreckende Stifte 330A, wie sie in Fig. 22
gezeigt sind, dienen vorzugsweise zum Ausrichten des
Bauelements 30, der Zwischengliedaufnahme 200 und des
Bauelements 210, um ihre jeweiligen Kontaktanordnungen
exakt auszurichten, wenn die Stifte 330A in komplemen
tären Ausrichtungsöffnungen 332A des Verbinders 10
aufgenommen sind, wie es in Fig. 21 gezeigt ist. In
Fig. 24 bildet die Nabe 240A eine Schnittstelle mit
dem Schlüsselelement 130′ in der komplementären Schlüs
selsteuerfläche 320A, so daß die Schlüsselsteuerfläche
den Schlüssel in Position hält, wenn das Schlüssel
element auf der Schlüsselsteuerfläche 320A verdreht
wird. An der Nabe 240A kann ein Paar Druckfedern vor
gesehen sein, um die von dem Lagerträger 270 durch die
Halterungskonstruktion 70 auf das elektrische Bauele
ment 30 ausgeübte Kraft zu kompensieren und zu
steuern, wie dies vorstehend erwähnt wurde.
Wenn eine Kraft von 68,1 kg durch den Lagerträger 270
auf das Bauelement 30 ausgeübt werden soll, um die
Kontaktflächen 160 an der Aufnahme 200 zu befestigen,
sollten die Druckfedern dann zusammengedrückt werden,
wenn mehr als 68,1 kg Kraft durch den Lagerträger 270
aufgebracht werden, wodurch dieser gegen die Nabe 240A
gezogen wird und diese nach oben gegen die Unterlage
platte 190 bewegt wird. Dies stellt wiederum sicher,
daß eine Kraft von 68,1 kg unabhängig von Schwankungen
bei der Dicke des Bauelements 30, des Bauelements 210,
der Zwischengliedaufnahme 200 und der Unterlageplatte
190 ausgeübt wird. Die Druckfedern schaffen somit eine
Steuereinrichtung zum Sicherstellen, daß die Verschal
tungsplatten, d. h., die Bauelemente 30 und 210, und
die Aufnahme 200 mit der gewünschten Kraft zusammen
gedrückt werden, die durch die Betätigungseinrichtung
50 und die Unterlageplatte 190 auf diese ausgeübt
wird, wenn das Schlüsselelement 130′ eine Schnittstelle
mit der Steuerfläche 320A herstellt.
Wie aus den Fig. 14, 22 und 24 zu erkennen ist,
erstreckt sich das Schlüsselelement durch die Öffnung
155 hindurch, bis sich das Schlüsselelement zuerst unter
dem obersten Erstreckungsausmaß der nach unten weisen
den Steuerfläche 320A befindet. Die Hülse 120 wird
dann durch von Hand erfolgendes Verdrehen des Knopfes
245 verdreht, so daß das Schlüsselelement 130′ sich
die Steuerfläche 320A bis zu dem tiefsten Punkt der
selben entlangbewegt und gegen diese drückt, wodurch
die Tellerfedern 260 dazu veranlaßt werden, die Halte
rungskonstruktion nach unten zu drücken sowie das Bau
element 30 auf die Zwischengliedaufnahme 200 zu
drücken. Dadurch werden die Kontaktflächen 160 auf dem
Bauelement 30 fest und sicher in bündigen Kontakt mit
den Zwischenglied-Kontaktelementen 300 gebracht, so
daß ein angemessener elektrischer Kontakt aufrechter
halten wird, um der elektronischen Vorrichtung 350A
Datensignale in zuverlässiger Weise über eine Buslei
tung zuzuführen.
Die vorstehend beschriebene Anschlußflächenraster- Kon
taktanordnung gewährleistet zuverlässige Kon
taktflächenschnittstellen, so daß das vorstehend be
schriebene Verbindersystem in wirksamer Weise gewähr
leistet, daß elektrische Signale mit Integrität nach
Art einer Busleitung durch das System befördert wer
den.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anschluß
flächenraster-Kontaktanordnung wird nun unter Bezug
nahme auf die Fig. 25 bis 33 beschrieben. Wie in
Fig. 25 gezeigt ist, ist eine Zwischengliedaufnahme
410 zwischen elektrischen Bauelementen 411 angeordnet,
bei denen es sich z. B. um nachgiebige gedruckten Ver
schaltungsplatten oder ähnliche Schaltungseinrich
tungen mit Kontaktflächen zum Herstellen von elek
trischem Kontakt handelt. Die Bauelemente 411 und die
Zwischengliedaufnahem 410 werden in Ausrichtung mit
einander befestigt, so daß die Kontaktflächen auf den
elektrischen Bauelementen 411 zur Verbindung mit elek
trischen Kontaktelementen 413 auf der Zwischenglied
aufnahme 410 positioniert werden. Die Zwischenglied
aufnahme 410 ist während der Nutzungsdauer ihrer Kon
taktelemente 413 über einige hundert Zyklen mit den
elektrischen Bauelementen 411 verbindbar und von die
sen lösbar, wie dies nachfolgend noch beschrieben
wird.
Die Zwischengliedaufnahme 410 besitzt eine Anordnung
von Kontaktmodulen 412, in die jeweils eine Mehrzahl
elektrischer Kontaktelemente 413 eingesetzt ist. Die
Aufnahme 410 der Kontaktmodule 412 besitzt einen in
Fig. 26 dargestellten Träger 414 und ist in der vor
stehend beschriebenen Weise zwischen den nachgiebigen
elektrischen Bauelementen 411 angeordnet. Jeder
Kontaktmodul 412 ist aus einem isolierenden Material
hergestellt und besitzt eine Oberseite 415, eine
Bodenseite 416, eine erste Seite 417 und eine gegen
überliegende zweite Seite 418, wie dies in Fig. 27
und 31 zu sehen ist. Die elektrischen Kontaktelemente
413 sind in den Kontaktmodul 412 vorzugsweise von
beiden Seiten 17 und 18 desselben her eingesetzt, um
Platz zu sparen sowie eine maximale Anzahl
elektrischer Kontaktelemente 413 für jeden Kontakt
modul 412 vorzusehen. Die elektrischen Kontaktelemente
413 können mit einer Mittenbeabstandung von 0,0508 cm
in zueinander versetzter Weise in den Kontaktmodul 412
eingesetzt werden. Das Einsetzen und Festhalten der
elektrischen Kontaktelemente 413 in den Kontaktmodul
412 wird nun beschrieben. Ein Bereich jedes
elektrischen Kontaktelements 413 erstreckt sich aus
der Oberseite 415 und der Bodenseite 416 des Kontakt
moduls 412 heraus, um eine elektrische Verbindung mit
den Kontaktflächen der elektrischen Bauelemente 411
herzustellen.
Bei den elektrischen Kontaktelementen 413 handelt es
sich um epsilonförmige Elemente, deren jedes einen
starren Halterungsarm bzw. Trägerarm in Form eines
zentralen Schenkels 420 aufweist. Ein Kontaktab
schnitt in Form einer ersten Federzunge 421 und ein
Kontaktabschnitt in Form einer zweiten Federzunge 422
sind jeweils mit dem zentralen Schenkel 420 verbunden.
Außerdem besitzt jede Zunge 421 und 422 von dem zen
tralen Schenkel 420 abgelegen ein jeweiliges Ende 423,
424, wie dies am besten in Fig. 29 zu sehen ist. Die
jeweiligen Endbereiche 423 und 424 der Zungen 421 und
422 besitzen bogenförmig nach außen gekrümmte Kon
taktflächen 425 bzw. 426, die jeweils dazu dienen,
elektrischen Kontakt mit einer Kontaktfläche eines
jeweiligen elektrischen Bauelements 411 herzustellen.
An einer von seiner Verbindung mit den Zungen 421 und
422 abgelegenen Stelle besitzt der zentrale Schenkel
420 einen Endbereich 427, der sich nach außen verjüngt
und somit schmaler ist als der übrige Teil des Schen
kels 420.
Die epsilonförmigen Kontaktelemente 413 werden zur
Erzielung einer raschen und wirtschaftlichen Herstel
lung durch Ausstanzen aus einem Flachstück elektrisch
leitenden Materials mit einer gleichmäßigen Dicke von
ca. 0,01524 cm hergestellt. Das Material, das ausrei
chend widerstandsfähig gegen eine plastische Verfor
mung ist, damit jedes Kontaktelement 413 mehreren hun
dert Verbindungs- und Lösungszyklen standhalten kann,
ist vorzugsweise federgehärtetes Berylliumkupfer.
Das Material jeden elektrischen Kontaktelements 413
verleiht den Zungen 421 und 422 ein Federvermögen, so
daß bei Verbindung der Zwischengliedaufnahme 411 mit
den elektrischen Bauelementen 411 die jeweiligen Zun
gen 421 und 422 in Richtung auf den zentralen Schenkel
420 gedrückt werden. Die Endbereiche 423 und 424 jeder
Zunge werden dadurch um jeweils ca. 0,0508 cm ver
drängt. Diese Verdrängung bzw. Verlagerung schafft
eine Schleifbewegung der jeweiligen Endbereiche 423
und 424 der Zungen 421 und 422 auf den jeweiligen An
schlußflächen der elektrischen Bauelemente 411. Es
wird eine minimale Schleifbewegung von 0,254 cm er
zeugt, so daß eine ausgezeichnete elektrische Verbin
dung zwischen dem Kontaktelement 413 und den Bau
element-Kontaktflächen hergestellt wird. Die
bogenförmig gekrümmten Kontaktflächen 425 und 426 der
jeweiligen Zungen 421 und 422 können mit einem
korrosionsbeständigen, elektrisch leitfähigen Material
beschichtet oder plattiert sein. Es ist bevorzugt, daß
der Endbereich 423 der ersten Zunge 421 mit Gold
plattiert ist, während der Endbereich 424 der zweiten
Zunge 422 mit einer Zinnlegierung, wie z. B. einer
Zinn-Blei-Legierung plattiert ist.
Die erste Zunge 421, die eine Breite von 0,4572 cm
besitzt, schafft eine senkrechte Kontaktkraft von ca.
100 g. Diese Kontaktkraft ist typisch für mit Gold
plattierte Kontakte und schafft eine gute elektrische
Verbindung zwischen der Zunge 421 und einer jeweiligen
Kontaktfläche des Bauelemente 411. Die zweite Zunge
422 besitzt eine Breite von ca. 0,06096 cm, wodurch
eine senkrechte Kontaktkraft von 200 g geschaffen
wird. Diese Kontaktkraft ist typisch für mit einer
Zinn-Blei-Legierung plattierte Kontakte und schafft
eine gute elektrische Verbindung zwischen der Zunge
422 und einer jeweiligen Kontaktfläche des zweiten
elektrischen Bauelements 411.
Wie in Fig. 11 und 32 zu sehen ist, besitzt jeder
Kontaktmodul 412 eine Mehrzahl voneinander beabstande
ter Festhaltehohlräume 430, die auf beiden Seiten 417
und 418 des Moduls 412 ausgebildet sind. Jedes elek
trische Kontaktelement 413 ist einzeln in einen jewei
ligen Festhaltehohlraum 430 eingesetzt. Jeder jeweili
ge Festhaltehohlraum 430 besitzt einen mit der Ober
seite 415 des Kontaktmoduls 412 und mit der Bodenseite
416 des Kontaktmoduls 412 kommunizierenden Bereich, so
daß bei Aufnahme eines elektrischen Kontaktelements
413 in seinem jeweiligen Festhaltehohlraum 430 die
bogenförmige Kontaktfläche 425 der ersten Zunge 421
sich oben aus der Oberseite 415 des Kontaktmoduls 412
herauserstreckt und die bogenförmige gekrümmte Kon
taktfläche 426 der zweiten Zunge 422 sich unten aus
der Bodenseite 416 des Kontaktmoduls 412 herauser
streckt. Außerdem besitzt jeder Festhaltehohlraum ei
nen zentralen Bereich 431, in dem der zentrale Schen
kel 420 des jeweiligen elektrischen Kontaktelements
413 aufgenommen ist. Der abgeschrägte Endbereich 427
des zentralen Schenkels 420 des elektrischen Kontakt
elements 413 wird zu Beginn in dem zentralen Bereich
431 aufgenommen, um das Einführen des elektrischen
Kontaktelements 13 in seinen Hohlraum 430 hinein zu
führen. Der zentrale Schenkel 420 des elektrischen
Kontaktelements 13 ist in dem zentralen Bereich 431
des Festhaltehohlraums 430 im Festsitz bzw. Preßsitz
festgehalten. Der Festsitz schränkt die seitliche und
vertikale Bewegung der Zungen 421 und 422 beim Verbin
den der Aufnahme 410 mit dem elektrischen Bauelement
411 sowie beim Lösen der Aufnahme 410 von diesem ein.
Außerdem schaffen der - Festsitz und die Konfiguration
des Festhaltehohlraums 430 auch eine exakte Positio
nierung jedes elektrischen Kontaktelements 413 inner
halb des Kontaktmoduls 412. Wie am besten in Fig. 33
zu sehen ist, handelt es sich bei dem zentralen Be
reich 431 des Festhaltehohlraums 430 um einen Profil
schlitz mit einander diametral gegenüberliegenden Be
reichen 432, in denen der zentrale Schenkel 420 des
elektrischen Kontaktelements 413 aufgenommen wird. Die
Bereiche 432 besitzen eine Breite, die geringer ist
als die des übrigen zentralen Bereichs 431 des Fest
haltehohlraums 430. Die Breite jedes Bereichs 432 ent
spricht in etwa der Dicke eines elektrischen Kontakt
elements 413.
Die Epsilonform des elektrischen Kontaktelements 413,
die Konfiguration der Festhaltehohlräume 430 und der
Festsitz des zentralen Schenkels 420 in dem zentralen
Bereich 431 des Festhaltehohlraums 430 sind mit einem
automatischen Einsetzen der elektrischen Kontaktele
mente 413 in den Kontaktmodul 412 kompatibel. Auf die
se Weise läßt sich die Zwischengliedaufnahme 411 rasch
und kostengünstig montieren bzw. bestücken.
Da der zentrale Schenkel 420 in dem zentralen Bereich
431 des Hohlraums 430 fest angebracht ist, dient der
zentrale Schenkel 420 zum Trennen der Federzungen 421
und 422 voneinander, so daß das Federansprechen der
Zunge 421 von dem Federansprechen der Zunge 422 ent
koppelt ist, wodurch die Zunge 421, die den geringeren
Widerstand gegen die bei Herstellung der Verbindung
auftretende Biegung besitzt, nicht die Tendenz hat,
den durch die Zunge 422 aufgebrachten Federwiderstand
zu steuern oder einzuschränken ist. Der Nutzen dieses
Merkmals ist vorstehend unter Bezugnahme auf die
Kontaktelemente 300 ausführlich beschrieben worden.
Claims (17)
1. Elektrisches Kontaktelement (300; 413) zur Verbin
dung mit gegenüberliegenden elektrischen Bauelementen
(30, 310; 411), mit einem ersten federnd nachgiebigen
Kontaktabschnitt (301; 421) zur Verbindung mit dem
einen elektrischen Bauelement (30; 411), mit einem
zweiten federnd nachgiebigen Kontaktabschnitt (302;
422) zur Verbindung mit dem anderen elektrischen Bau
element (210; 411) und mit einem die nachgiebigen Kon
taktabschnitte (301, 302; 421, 422) miteinander ver
bindenden Verbindungsbereich (317; 420),
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kontaktabschnitt
(301; 421) derart dimensioniert ist, daß er einen we
sentlich geringeren Widerstand gegen Verbiegung bei
Herstellung der Verbindung als der zweite Kontaktab
schnitt (302; 422) aufweist.
2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Widerstand gegen Verbiegen bei Her
stellung der Verbindung bei dem ersten Kontaktab
schnitt (301, 421) im wesentlichen die Hälfte des Wi
derstands bei dem zweiten Kontaktabschnitt (302; 422)
beträgt.
3. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der erste biegbare Kontaktabschnitt
(301) mit dem Verbindungsbereich (317) über einen
ersten Federbiegungsbereich (307) verbunden ist, daß
der zweite Kontaktabschnitt (302) mit dem Verbindungs
bereich (317) über einen zweiten Federbiegungsbereich
(308) verbunden ist, und daß der erste Biegungsbereich
(307) wenigstens zum Teil eine geringere Quer
schnittsfläche als der zweite Federbiegungsbereich
(308) besitzt.
4. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste nachgiebige Kon
taktabschnitt (421) wenigstens zum Teil eine geringere
Querschnittsfläche als der zweite nachgiebige Kontakt
abschnitt (422) aufweist.
5. Kontaktelement nach einem der vorausgehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbereich
(317; 420) in Form ein,es starren Halterungsarms (317;
420) ausgebildet ist, der sich zwischen dem ersten und
dem zweiten nachgiebigen Kontaktabschnitt (301, 302;
421, 422) erstreckt und in festen Eingriff mit einem
Hohlraum (323; 430) in einem Gehäuse (320; 412) zum
Aufnehmen des Kontaktelements (300; 413) bringbar ist,
um dadurch den Verbindungswiderstand des ersten nach
giebigen Kontaktabschnitts (301; 421) von dem Verbin
dungswiderstand des zweiten nachgiebigen Kontaktab
schnitts (302, 422) zu entkoppeln.
6. Kontaktelement nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Halterungsarm (317) geradlinig aus
gebildet ist und an jedem Ende einen sich recht
winkelig zu dem Halterungsarm (317) erstreckenden Sta
bilisierarm (318, 319) aufweist, wobei die Stabili
sierarme (318, 319) von dem Halterungsarm (317) auf
einander gegenüberliegenden Seiten des zweiten nach
giebigen Kontaktabschnitts (302) wegragen.
7. Kontaktelement nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Halterungsarm (420) geradlinig
ausgebildet ist und direkt mit dem ersten und dem
zweiten nachgiebigen Kontaktabschnitt (421, 422) ver
bunden ist und sich zwischen freien Enden (423, 424)
derselben erstreckt, und daß der Halterungsarm (420)
eine zwischen den freien Enden (423, 424) angeordnete
abgeschrägte Spitze (427) aufweist und das Kontakt
element (413) im wesentlichen epsilonförmig ist.
8. Zwischenglied-Kontaktmodul (200′; 412),
gekennzeichnet durch ein Isoliergehäuse (320; 412) mit
einer Reihe von Hohlräumen (323; 430), deren jeder ein
Kontaktelement (300; 413) nach einem der Ansprüche 1
bis 7 aufnimmt, wobei jeder erste nachgiebige Kontakt
abschnitt (301; 421) eine von einer Oberseite (321;
415) des Gehäuses (320; 412) hervorstehende Kon
taktfläche (304; 425) sowie jeder zweite nachgiebige
Kontaktabschnitt (302; 422) eine von einer Bodenseite
(322; 416) des Gehäuses (320, 412) hervorstehende Kon
taktfläche (306; 426) aufweist, wobei der Verbindungs
bereich jedes Kontaktelements (300; 413) in Form eines
starren Halterungsarms (317; 420) ausgebildet ist, der
sich zwischen den nachgiebigen Kontaktabschnitten
(301, 302; 421, 422) erstreckt und im Festsitz in das
Gehäuse (320; 412) gepaßt ist, so daß der Verbindungs
widerstand des ersten biegbaren Kontaktabschnitts
(301; 421) von dem Verbindungswiderstand des zweiten
biegbaren Kontaktabschnitts (302; 422) entkoppelt ist
und eine Translationsbewegung des Kontaktelements (300;
413) in seinem Hohlraum (323; 430) verhindert ist.
9. Kontaktmodul nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet ist, daß der Halterungsarm
(317) an jedem Ende einen senkrecht von diesem wegra
genden Stabilisierarm (318, 319) aufweist, wobei jeder
Stabilisierarm eine an einer jeweiligen Wand (328,
329) des Hohlraums (323) angreifende Kante aufweist.
10. Kontaktmodul nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet ist, daß der Halterungsarm
(429) im Festsitz in einem sich im wesentlichen pa
rallel zu der Oberseite und der Unterseite (415, 416)
des Gehäuses (412) sowie im wesentlichen mittig zwi
schen diesen erstreckenden Bereich (431) reduzierten
Querschnitts des Hohlraums (430) aufgenommen ist.
11. Kontaktelement oder Kontaktmodul nach einem der
vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste nachgiebige Kon
taktabschnitt (301; 421) eine mit Gold plattierte Kon
taktfläche (304; 425) aufweist und der zweite nachgie
bige Kontaktbereich (421; 422) eine mit Zinn oder ei
ner Zinnlegierung plattierte Kontaktfläche (306; 426)
aufweist.
12. Kontaktelement oder Kontaktmodul nach einem der
vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die nachgiebigen Kon
taktabschnitte (421, 422) schräg von dem Verbindungs
bereich (420) wegerstrecken, und daß die Kon
taktfläche (425, 426) jedes Kontaktabschnitts (421,
422) nach außen gebogen ist und sich an einem freien
Ende (423, 424) des Kontaktabschnitts (421, 422) be
findet.
13. Anschlußflächenraster-Kontaktanordnung,
gekennzeichnet durch eine erste Schaltungsplatte (30;
411) mit leitfähigen Kontaktflächen (160) an ihrer
Unterseite (90), eine zweite Schaltungsplatte (210;
411) mit Kontaktflächen (205) auf ihrer Oberseite, und
durch eine Zwischengliedaufnahme (200; 410) mit einer
Anordnung von Kontaktelementen (300; 413) nach einem
der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Zwischengliedaufnahme
(200, 410) sandwichartig zwischen der ersten und der
zweiten Schaltungsplatte (30, 210; 411) angeordnet
ist, wobei der erste federnd nachgiebige Kontaktab
schnitt (301; 421) jedes Kontaktelements (300; 413)
sich in elektrisch leitfähigem Kontakt mit einer je
weiligen Kontaktfläche (160) der ersten Schaltungs
platte (30) befindet und wobei sich der zweite federnd
nachgiebige Kontaktabschnitt (302; 422) jedes Kontakt
elements (300, 413) in elektrisch leitfähigem Kontakt
mit einer jeweiligen Kontaktfläche (205) der zweiten
Schaltungsplatte (210; 411) befindet, und wobei die
erste Schaltungsplatte (30; 411) mit der Zwischen
gliedaufnahme (200, 410) verbindbar und von dieser
lösbar ist, während die zweite Schaltungsplatte (210)
an der Zwischengliedaufnahme (200, 410) befestigt ist.
14. Anschlußflächenraster- Kontaktanordnung nach An
spruch 13,
gekennzeichnet durch einen kabelseitigen elektrischen
Verbinder (10), der auf der Oberseite der ersten
Schaltungsplatte (30) angebracht ist und elektrische
Anschlüsse (280) aufweist, die mit jeweiligen Kon
taktflächen (160) der ersten Schaltungsplatte (30)
verbunden sind, wobei der Verbinder (10) mit einer
Verriegelungseinrichtung (120, 240) zum derartigen
Klemmen der Schaltungsplatten (30, 210) gegen die Zwi
schengliedaufnahme (200) versehen ist, daß die auf den
Schaltungsplatten vorhandenen Kontaktflächen (160,
205,) einen wirksamen elektrischen Kontakt mit den
biegbaren Kontaktabschnitten (301, 302) der Kontakt
elemente (300) herstellen.
15. Anschlußflächenraster- Kontaktanordnung nach An
spruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der kabelseiti
ge Verbinder (10) in einem vorrichtungsseitigen Ver
binder (140) zur Verbindung mit einer elektronischen
Vorrichtung (350A) aufgenommen ist und der vorrich
tungsseitige Verbinder (140) an der zweiten Schal
tungsplatte (210) befestigt ist.
16. Anschlußflächenraster-Kontaktanordnung nach An
spruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrich
tung eine drehbare Stange (120) aufweist, die sich
durch die Schaltungsplatten (30, 210) und die Zwi
schengliedaufnahme (200) hindurcherstreckt und unter
der zweiten Schaltungsplatte (210) mit einem Klemmele
ment (240) verbunden ist, wobei die Stange (120) ein
mit dem Klemmelement (240) derart zusammenwirkendes
Schlüsselelement (130) aufweist, daß die Schaltungs
platten (30, 210 bei Rotation der Stange (120) gegen
die Zwischengliedaufnahme (200) gezogen werden.
17. Anschlußflächenraster-Kontaktanordnung nach An
spruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (120) mit
Drucklagern (260) zum Drücken gegen einen an einer
Halterungskonstruktion (70) des kabelseitigen Verbin
ders (10) angebrachten Lagerträger (279) der Stange
(120) versehen ist, wobei die Drucklager (260) zum
Drücken der zweiten Schaltungsplatte (210) gegen die
Zwischengliedaufnahme (200) ausgelegt sind.
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