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Bestimmte
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung betreffen im Allgemeinen einen schwimmenden
Koaxialverbinder und ein elektrisches System mit einem schwimmenden
Koaxialverbinder für das
elektrische Verbinden von Leiterplatten und anderen Konstruktionen.
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Bei
bestimmten Anwendungen werden Verbinder für elektrische Bauteile, wie
beispielsweise Leiterplatten, blind miteinander in Eingriff gebracht, da
der Bediener nicht die Verbindung sehen kann, die herzustellen ist.
Eine Fehlausrichtung zwischen zwei Verbindern oder Verbinderhälften, wenn
versucht wird, dass sie blind in Eingriff gebracht werden, kann eine
Verbindung vollständig
verhindern, insbesondere, wo die Verbinder die Fehlausrichtung nicht
ausgleichen können.
Wenn einer der Verbinder an ein Kabel montiert wird, kann sich das
angeschlossene Kabelende frei bewegen, um eine Fehlausrichtung zwischen
den Verbindern auszugleichen. Die Anwendung einer Kabelmontage ist
jedoch kostspielig, raumbeanspruchend und unbequem.
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Um
die Probleme von kabelmontierten Verbindern anzusprechen, wurden
Verbindergegenstücke
verwendet, die auf Leiterplatten gelötet sind. Die montierten Verbinder
müssen
eine bestimmte Form des schwimmenden Systems bereitstellen, um eine Fehlausrichtung
auszugleichen. Das US-A-5769652 offenbart ein derartiges System,
wobei eine Feder zwischen einem vorderen und einem hinteren Kontakt
genutzt wird. Die Feder gestattet, dass der vordere und der hintere
Kontakt relativ zueinander schwimmen und liefert einen Weg für die Signalübertragung
zwischen dem vorderen und hinteren Kontakt.
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Die
Verwendung der Feder zeigt jedoch mehrere Nachteile. Die Feder erhöht den Widerstand im
Weg zwischen den Kontakten und beeinflusst nachteilig die Signalübertragungsleistung.
Die Feder nimmt ebenfalls Raum in Anspruch, was bei vielen Anwendungen
stark bewertet wird. Die Verwendung der Feder zwischen den Kontakten
erfordert notwendigerweise außerdem
eine zusätzliche
Zeit und einen Aufwand für
das Montieren der Feder an den Kontakten. Außerdem können Elemente, die Federn zwischen
den Kontakten benutzen, nicht einen angemessenen Bewegungsbereich
zur Verfügung
stellen, um eine Fehlausrichtung bei bestimmten Anwendungen zu akzeptieren.
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Das
US-A-5329262 offenbart einen Koaxialverbinder mit einem leitenden
Element, der einen Hohlraum definiert und ein Stiftelement innerhalb
eines dielektrischen Elementes enthält. Ein innerer leitender Körper liegt
im Hohlraum und weist ein Buchsenelement innerhalb einer dielektrischen
Hülse in direktem
Kontakt mit dem Stiftelement auf. Der leitende Körper ist relativ zum leitenden
Element beweglich, so dass das Stift- und Buchsenelement relativ zueinander
beweglich sind, während
ein direkter elektrischer Kontakt dazwischen aufrechterhalten wird.
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Die
vorangehend erwähnten
Probleme werden durch einen Koaxialverbinder nach Patentanspruch
1 überwunden.
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Die
Erfindung ist ein Koaxialverbinder, der aufweist: eine erste Hülle, die
einen Hohlraum definiert; eine zweite Hülle, die im Hohlraum liegt;
einen ersten Kontakt, der in der ersten Hülle liegt; und einen zweiten
Kontakt, der in der zweiten Hülle
in direktem Kontakt mit dem ersten Kontakt liegt, wobei die zweite
Hülle relativ
zur ersten Hülle
beweglich ist, so dass der erste und der zweite Kontakt relativ
zueinander beweglich sind, während
ein direkter elektrischer Kontakt dazwischen aufrechterhalten wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Kontakt jeweils
eine im Wesentlichen ebene erste und zweite Kontaktfläche aufweisen,
die parallel zueinander verschiebbar sind, während sie in direktem Kontakt
miteinander bleiben.
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Die
Erfindung wird jetzt als Beispiel mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer schwimmenden Koaxialverbinderanordnung,
die in Übereinstimmung
mit einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung gebildet wird;
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2 eine
Schnittansicht eines Klinkensteckverbinders in der schwimmenden
Koaxialverbinderanordnung der in 1 veranschaulichten Ausführung in
einer nicht vorgespannten Position längs der Linie 2-2 in 1;
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3 eine
Schnittansicht eines Klinkensteckverbinders in der schwimmenden
Koaxialverbinderanordnung der in 1 veranschaulichten Ausführung in
einer aus der in 2 gezeigten Position vorgespannten
Position;
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4 eine
Schnittansicht eines Steckverbinders in der schwimmenden Koaxialverbinderanordnung
der in 1 veranschaulichten Ausführung längs der Linie 4-4 in 1;
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5 eine
Schnittansicht einer alternativen Ausführung einer Steckerbaugruppe,
die in Übereinstimmung
mit einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
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Die
vorangehende Zusammenfassung ebenso wie die folgende detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden
besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den als Anhang beigefügten Zeichnungen
gelesen werden. Für
den Zweck der Veranschaulichung der Erfindung werden in den Zeichnungen
Ausführungen
gezeigt, die gegenwärtig
bevorzugt werden. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf die genauen Anordnungen und Ausrüstung beschränkt ist,
die in den beigefügten
Zeichnungen gezeigt werden.
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1 veranschaulicht
eine schwimmende Koaxialverbinderanordnung 10. Die Verbinderanordnung 10 weist
eine Klinkenbaugruppe 11, eine Steckerbaugruppe 12,
eine erste Leiterplatte 13 und eine zweite Leiterplatte 14 auf.
Die Klinkenbaugruppe 11 ist an der ersten Leiterplatte 13 montiert,
und die Steckerbaugruppe 12 ist an der zweiten Leiterplatte 14 montiert.
Wenn die Klinkenbaugruppe 11 und die Steckerbaugruppe 12 in
Eingriff gebracht werden, liefern sie eine elektrische Verbindung
zwischen der ersten Leiterplatte 13 und der zweiten Leiterplatte 14.
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2 veranschaulicht
eine Schnittansicht einer Klinkenbaugruppe 11 in einer
nicht vorgespannten Position. Die Klinkenbaugruppe 11 weist
eine innere Klinkenbaugruppe 16, eine äußere Klinkenbaugruppe 17 und
eine Feder 18 auf. Bei der veranschaulichten Ausführung ist
die äußere Klinkenbaugruppe 17 an
der ersten Leiterplatte 13 montiert, und die innere Klinkenbaugruppe 16 kommt
mit der Steckerbaugruppe 12 in Eingriff. Die innere Klinkenbaugruppe 16 kann
in sowohl radialer als auch Winkelrichtung aus der in 2 veranschaulichten
Position relativ zur äußeren Klinkenbaugruppe 17 während des
Eingriffes mit der Steckerbaugruppe 12 vorgespannt werden.
Die Feder 18 liegt zwischen der inneren Klinkenbaugruppe 16 und
der äußeren Klinkenbaugruppe 17 und
treibt sie in elektrischen Kontakt und die in 2 gezeigte
Position. Die innere und die äußere Klinkenbaugruppe 16 und 17 sind
jeweils entlang der Längsachse 19 und 21 angeordnet.
In 2 sind die Achsen 19 und 21 miteinander
zusammenfallend so angeordnet, dass sich die Längsachsen 19 und 21 einander überdecken.
Auf eine andere Weise dargelegt, die innere Klinkenbaugruppe 16 ist
radial innerhalb der äußeren Klinkenbaugruppe 17 zentriert und
so ausgerichtet, dass sie sich parallel dazu erstreckt.
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Die
innere Klinkenbaugruppe 16 weist eine innere Klinkenhülle 20 auf,
die einen oberen mittleren Kontakt 32 umgibt, und die durch
ein inneres Klinkendielektrikum 38 beabstandet ist. Der
obere mittlere Kontakt 32 kann in das innere Klinkendielektrikum 38 gepresst
werden. Wiederum kann das innere Klinkendielektrikum 38 in
die innere Klinkenhülle 20 gepresst
werden. Auf diese Weise kann der obere mittlere Kontakt 32 innerhalb
der inneren Klinkenhülle 20 befestigt
werden.
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Die
innere Klinkenhülle 20 weist
einen oberen Abschnitt 22, einen mittleren Abschnitt 24 und
einen unteren Abschnitt 26 auf, die zylindrische und/oder
im Allgemeinen verjüngte
Formen definieren, die im Wesentlichen mit Bezugnahme zueinander
konzentrisch sind und Wände
mit einer im Allgemeinen gleichen Dicke aufweisen. Der obere Abschnitt 22 definiert
eine im Allgemeinen verjüngte Form
und weist eine Biegung 23 auf, aus der er sich nach außen aufweitet,
um damit eine Vorderkante bereitzustellen, um die Steckerbaugruppe 12 aufzunehmen,
wenn die Klinkenbaugruppe 11 und die Steckerbaugruppe 12 in
Eingriff gebracht werden. Der mittlere Abschnitt 24 ist
rohrförmig
und erstreckt sich im Wesentlichen zylindrisch zwischen dem oberen Abschnitt 22 und
dem unteren Abschnitt 26. Der untere Abschnitt 26 weist
einen abgestuften zunehmenden Durchmesser auf, während er sich vom mittleren Abschnitt 24 aus
erstreckt, und er weist einen nach außen gerollten Rand 28 auf.
Die obere Fläche
des Randes 28 umfasst eine Auflage 30, während die
untere Fläche
eine Kontaktfläche 31 umfasst.
Die innere Klinkenhülle 20 besteht
aus einem leitenden Material, da die innere Klinkenhülle 20 einen
leitenden Weg zwischen der Steckerbaugruppe 12 und der äußeren Klinkenbaugruppe 17 bereitstellt.
Bronze und Messing können
für die
innere Klinkenhülle 20 verwendet
werden.
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Der
obere mittlere Kontakt 32 umfasst Träger 34, die sich von
einem unteren Abschnitt 36 erstrecken. Ein Schlitz 35 erstreckt
sich durch die Oberseite des oberen mittleren Kontaktes 32,
der die Träger 34 trennt
und den Kontakt einer Steckerbaugruppe 12 während des
Eingreifens aufnimmt. Der Schlitz 35 ist bemessen, um sicher
einen Steckkontakt aufzunehmen, und er ist an der Schlitzbasis vorzugsweise breiter
als an der Oberseite des oberen mittleren Kontaktes 32.
Der Boden des unteren Abschnittes 36 umfasst eine Kontaktfläche 37.
Der obere mittlere Kontakt 32, der einen leitenden Weg
zwischen der Steckerbaugruppe 12 und der äußeren Klinkenbaugruppe 17 bereitstellt,
besteht aus einem leitenden Material, wie beispielsweise Phosphorbronze.
Die Hüllen
und die Kontakte können
eine Vergoldung aufweisen.
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Das
innere Klinkendielektrikum 38 liegt zwischen der inneren
Klinkenhülle 20 und
dem oberen mittleren Kontakt 32 und weist eine innere Fläche 40 und
eine äußere Fläche 42 auf.
Die innere Fläche 40 weist
eine im Allgemeinen zylindrische Öffnung auf, die so ausgebildet
ist, dass sie den unteren Abschnitt 36 des oberen mittleren
Kontaktes 32 aufnimmt, während die äußere Fläche 42 eine Fläche definiert,
die so ausgebildet ist, dass sie von der inneren Fläche des
unteren Abschnittes 26 der inneren Klinkenhülle 20 aufgenommen
wird. Der obere mittlere Kontakt 32 wird in das innere
Klinkendielektrikum 38 gepresst und durch die Elastizität des Materials,
charakteristische Oberflächenmerkmale
(wie beispielsweise Widerhaken oder andere Vorsprünge) am
unteren Abschnitt 36 und/oder der inneren Fläche 40,
Pflöcke, Nieten
und/oder andere Montageverfahren, entweder allein oder in Kombination,
an Ort und Stelle gehalten. Das innere Klinkendielektrikum 38 wird
in die innere Klinkenhülle 20 gepresst
und in einer gleichen Weise gesichert. Das innere Klinkendielektrikum 38 stellt
eine körperliche
Auflage zum oberen mittleren Kontakt 32 bereit und hilft
dabei, den oberen mittleren Kontakt 32 von der inneren
Klinkenhülle 20 zu
isolieren, um dadurch zwei verschiedene Wege einer elektrischen
Leitung durch die innere Klinkenbaugruppe 16 zuzulassen.
Außerdem
wird das Material des inneren Klinkendielektrikums so ausgewählt, dass
es eine Dielektrizitätskonstante
aufweist, um eine gewünschte
charakteristische Impedanz für
eine verbesserte Leistung zu liefern. PTFE kann für das innere
Klinkendielektrium 38 verwendet werden.
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Die äußere Klinkenbaugruppe 17 weist
eine äußere Klinkenhülle 50,
einen unteren mittleren Kontakt 64 und ein äußeres Klinkendielektrikum 58 auf. Der
untere mittlere Kontakt 64 kann in das äußere Klinkendielektrikum 58 gepresst
werden. Wiederum kann das äußere Klinkendielektrikum 58 in
die äußere Klinkenhülle 50 gepresst
werden. Auf diese Weise kann der untere mittlere Kontakt 64 innerhalb
der äußeren Klinkenhülle 50 befestigt
werden.
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Die äußere Klinkenhülle 50 weist
einen oberen Abschnitt 52, einen unteren Abschnitt 54 und Füße 56 auf.
Das Innere des oberen Abschnittes 52 definiert einen Hohlraum 53,
dessen Oberseite einen Vorsprung 76 aufweist, und dessen
Boden eine Kontaktfläche 55 aufweist.
Das Innere des unteren Abschnittes 54 definiert einen oder
mehrere Durchmesser, die so ausgebildet sind, dass das äußere Klinkendielektrikum 58 aufgenommen
wird. Der untere Abschnitt 54 weist Füße 56 für das Montieren
auf der ersten Leiterplatte 13 auf. Die äußere Klinkenhülle 50 besteht
aus einem leitenden Material, da die äußere Klinkenhülle 50 einen
leitenden Weg zwischen der inneren Klinkenhülle 20 und der ersten
Leiterplatte 13 bereitstellt. Messing und Zink können für die äußere Klinkenhülle 50 verwendet
werden.
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Das
Profil des unteren mittleren Kontaktes 64, wie er in 2 gezeigt
wird, definiert im Allgemeinen eine geschlossene „C"-Form. Der obere
Teil des „C" kann mit Bezugnahme
auf den unteren Teil des „C" vorgespannt werden,
während
er in Kontakt damit bleibt, wodurch ein direkter elektrischer Weg
vom oberen Teil zum unteren Teil bereitgestellt wird. In dieser
Hinsicht weist der untere mittlere Kontakt 64 einen oberen
Arm 66, einen Zwischenabschnitt 70 und einen unteren
Arm 72 auf. Der Zwischenabschnitt 70 ist mit einem
Ende von jeweils dem oberen Arm 66 und dem unteren Arm 72 verbunden.
Die freien Enden (jene, die nicht mit dem Zwischenabschnitt verbunden
sind) des oberen Armes 66 und des unteren Armes 72 sind
miteinander in Kontakt, können sich
aber frei bewegen. Auf diese Weise kann der obere Arm 66 vom
unteren Arm 72 vorgespannt werden, während noch ein direkter elektrischer
Weg vom oberen Arm 66 zum unteren Arm 72 aufrechterhalten wird.
Der obere Arm 66 weist eine obere Kontaktfläche 68 auf,
die die Kontaktfläche 37 des
oberen mittleren Kontaktes 32 berührt, wenn die Klinkenbaugruppe 11 montiert
wird. Die Elastizität
des unteren mittleren Kontaktes 64 liefert eine Federkraft,
die den oberen Arm 66 nach oben und die obere Kontaktfläche 68 gegen
den oberen mittleren Kontakt 32 vorspannt. Der untere Arm 72 weist
eine untere Kontaktfläche 74 auf,
die eine elektrische Verbindung mit der ersten Leiterplatte 13 bereitstellt.
Der untere mittlere Kontakt 64, der einen leitenden Weg
zwischen dem oberen mittleren Kontakt 32 und der ersten
Leiterplatte 13 bereitstellt, besteht aus einem leitenden
Material, beispielsweise Phosphorbronze.
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Das äußere Klinkendielektrikum 58 liegt
zwischen der äußeren Klinkenhülle 50 und
dem unteren mittleren Kontakt 64 und weist eine innere
Fläche 60 und
eine äußere Fläche 62 auf.
Die innere Fläche 60 weist
eine im Allgemeinen zylindrische Öffnung auf, die so ausgebildet
ist, dass sie den unteren Kontakt 64 aufnimmt, während die äußere Fläche 62 eine
Fläche
definiert, die so ausgebildet ist, dass sie vom inneren Teil des
unteren Abschnittes 54 der äußeren Klinkenhülle 50 aufgenommen
wird. Der untere mittlere Kontakt 64 wird in das äußere Klinkendielektrikum 58 gepresst
und durch die Elastizität
des Materials, charakteristische Oberflächenmerkmale am Zwischenabschnitt 70 und/oder
der inneren Fläche 60,
Pflöcke,
Nieten und/oder andere Montageverfahren, entweder allein oder in
Kombination, an Ort und Stelle gehalten.
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Das äußere Klinkendielektrikum 58 wird
in die äußere Klinkenhülle 50 gepresst
und durch die Elastizität
des Materials, charakteristische Oberflächenmerkmale auf der äußeren Fläche 62 und/oder der
inneren Fläche
des unteren Abschnittes 54, Pflöcke, Nieten und/oder andere
Montageverfahren, entweder allein oder in Kombination, an Ort und
Stelle gehalten. Die untere Kontaktfläche 74 ist im Wesentlichen
bündig
mit der Montagefläche
der Füße 56, wenn
die äußere Klinkenbaugruppe 17 montiert
wird, um das Löten
der unteren Kontaktfläche 74 und
der Füße 56 auf
die erste Leiterplatte 13 zu erleichtern. Das äußere Klinkendielektrikum 58 liefert
eine körperliche
Auflage für
den unteren mittleren Kontakt 64 und hilft dabei, den unteren
mittleren Kontakt 64 von der äußeren Klinkenhülle 50 zu
isolieren, wodurch zwei unterschiedliche Wege der elektrischen Leitung durch
die äußere Klinkenbaugruppe 17 gestattet
werden. Außerdem
wird das Material des äußeren Klinkendielektrikums
so ausgewählt,
dass es eine Dielektrizitätskonstante
aufweist, um eine gewünschte charakteristische
Impedanz für
eine verbesserte Leistung bereitzustellen, und um ebenfalls nicht
während
des Vorganges des Lötens
von Abschnitten der äußeren Klinkenbaugruppe 17 auf
die erste Leiterplatte 13 zu schmelzen. Spritzgegossener
Kunststoff kann für
das äußere Klinkendielektrikum 58 verwendet
werden.
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Die
Feder 18 liegt zwischen der inneren Klinkenbaugruppe 16 und
der äußeren Klinkenbaugruppe 17.
Die Feder 18 weist einen oberen Federabschnitt 80 und
einen unteren Federabschnitt 82 auf. Die Feder 18 stößt gegen
die Auflage 30 der inneren Klinkenhülle 20 und den Vorsprung 76 der äußeren Klinkenhülle 50.
Der obere Federabschnitt 80 stößt gegen den Vorsprung 76,
und der untere Federabschnitt 82 stößt gegen die Auflage 30.
Die Feder 18 ist eine verjüngte Schraubenfeder, die sich
von einem größeren ersten
Durchmesser im oberen Federabschnitt 80 zu einem kleineren
zweiten Durchmesser im unteren Federabschnitt 82 verjüngt.
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Um
die Klinkenbaugruppe 11 zu montieren, kann die innere Klinkenbaugruppe 16 zuerst
montiert werden, wie es vorangehend beschrieben wird. Als Nächstes kann
die äußere Klinkenbaugruppe 17 im Wesentlichen
so gebildet werden, wie es vorangehend beschrieben wird; der Vorsprung 76 des
oberen Abschnittes 52 der äußeren Klinkenhülle 50 wird
jedoch noch nicht gebildet. Eher umfasst der obere Teil des Hohlraumes 53 eine Öffnung,
die größer ist
als der erste Durchmesser im oberen Federabschnitt 80. Wenn
die Feder 18 an der äußeren Klinkenbaugruppe 17 so
positioniert wird, dass der untere Federabschnitt 82 an
die Auflage 30 stößt, können dann
die äußere Klinkenbaugruppe 17 und
die Feder 18 in den Hohlraum 53 abgesenkt werden,
bis die Kontaktfläche 31 der
inneren Klinkenhülle 20 an
die Kontaktfläche 55 der äußeren Klinkenhülle 50 anstößt. In dieser Position
wird die Kontaktfläche 37 des
oberen mittleren Kontaktes 32 gegen die obere Kontaktfläche 68 des
unteren mittleren Kontaktes 64 stoßen. Während die innere Klinkenbaugruppe 16 an
Ort und Stelle abgesenkt wird, berührt der obere mittlere Kontakt 32 den
unteren mittleren Kontakt 64, bevor die innere Klinkenhülle 20 gegen
die äußere Klinkenhülle 50 stößt, wodurch
der obere Arm 66 nach unten vorgespannt wird, und wobei
mittels der Elastizität
des unteren mittleren Kontaktes 64 eine sichere Verbindung zwischen
den mittleren Kontakten bereitgestellt und der Druck für eine elektrische
Kontinuität
eines Signalweges durch die Kontakte aufrechterhalten wird. Der
Vorsprung 76 kann so gebildet werden, dass die Öffnung im
oberen Teil des Hohlraumes 53 kleiner ist als der erste
Durchmesser im oberen Federabschnitt 80, wodurch die Feder 18 im
Hohlraum 53 gehalten und die Feder 18 vorgespannt
wird, um die innere Klinkenhülle 20 und
die äußere Klinkenhülle 50 in Kontakt
an der Stoßstelle
auf der Kontaktfläche 31 der
inneren Klinkenhülle 20 und
der Kontaktfläche 55 der äußeren Klinkenhülle 50 zu
treiben, wobei geholfen wird, den Druck für eine elektrische Kontinuität eines
Signalweges durch die Hüllen
aufrechtzuerhalten.
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Wenn
die Klinkenhüllen 20 und 50 so
positioniert werden, dass ihre Längsachsen 19 und 20 ausgerichtet
sind, ist der erste Durchmesser am oberen Federabschnitt 80 groß genug,
um einen Zwischenraum mit der Außenseite der inneren Klinkenhülle 20 bereitzustellen,
und der zweite Durchmesser am unteren Federabschnitt 82 umfasst
den unteren Abschnitt 26 der inneren Klinkenhülle 20.
Außerdem ist
ein Zwischenraum zwischen der inneren Klinkenhülle 20 und den inneren
Flächen
des Hohlraumes 53 vorhanden. Während die Feder 18 die
Klinkenhüllen zusammentreibt,
kann daher die innere Klinkenhülle 20 radial
in der Richtung des Pfeiles A mit Bezugnahme auf die äußere Klinkenhülle 50 schwimmen,
wie in 3 gezeigt wird. Die innere Klinkenbaugruppe 16 kann
ebenfalls in der Richtung des Pfeiles B geneigt werden, um einen
spitzen Winkel zwischen den Längsachsen 19 und 21 zu
bilden, weil der gerollte Rand 28 der inneren Klinkenhülle 20 eine
nichtplanare Kontaktfläche 31 liefert,
die sich mit Bezugnahme auf die Kontaktfläche 55 der äußeren Klinkenhülle 50 drehen
ebenso wie verschieben kann. Das bewirkt ein inneres radiales Schwimmen
in der Klinkenbaugruppe 11, was gestattet, dass die Klinkenhüllen aus einer
Position vorgespannt werden, wo ihre Längsachsen ausgerichtet sind.
Die Feder 18 hält
den Kontakt zwischen der inneren Klinkenhülle 20 und der äußeren Klinkenhülle 50 ebenso
wie den Kontakt zwischen dem oberen mittleren Kontakt 32 und
dem unteren mittleren Kontakt 64 durchgängig über die Bewegung der inneren
Klinkenhülle 20 relativ
zur äußeren Klinkenhülle 50 aufrecht.
Der direkte Kontakt zwischen dem oberen mittleren Kontakt 32 und
dem unteren mittleren Kontakt 64 bringt einen geringeren Widerstand
und nimmt einen geringen Raum in Anspruch, während ebenfalls die Montagezeit
und -kosten verringert werden. Die Konfiguration in 2 bis 3 stellt
ebenfalls einen großen
Bereich einer radialen und Winkelbewegung zur Verfügung, um
eine Fehlausrichtung auszugleichen.
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Um
die Klinkenbaugruppe 11 an der ersten Leiterplatte 13 zu
montieren, können
normale Lötverfahren
zur Anwendung gebracht werden. Die Füße 56 werden an eine
Gruppe von Fußanschlussflächen (nicht
gezeigt) auf der ersten Leiterplatte 13 gelötet, und
die untere Kontaktfläche 74 wird
an eine Kontaktanschlussfläche
(nicht gezeigt) auf der ersten Leiterplatte 13 gelötet. Auf
diese Weise stellt die montierte Klinkenbaugruppe 11 zwei
Wege der elektrischen Leitfähigkeit
zur Verfügung.
Ein äußerer Weg
wird von der inneren Klinkenhülle 20 zur äußeren Klinkenhülle 50 zu
den Fußanschlussflächen der
ersten Leiterplatte 13 gebildet. Ein innerer Weg wird vom
oberen mittleren Kontakt 32 zum unteren mittleren Kontakt 64 zur
Kontaktanschlussfläche
der ersten Leiterplatte 13 gebildet. Um eine elektrische
Verbindung bereitzustellen, wird die Klinkenbaugruppe 11 mit
einer Steckerbaugruppe 12 in Eingriff gebracht.
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4 veranschaulicht
eine Schnittansicht einer Steckerbaugruppe 12. Die Steckerbaugruppe 12 weist
eine Steckerhülle 90,
einen Steckkontakt 100 und ein Steckerdielektrikum 107 auf.
Der Steckkontakt 100 kann in das Steckerdielektrikum 107 gepresst
werden. Wiederum kann das Steckerdielektrikum 107 in die
Steckerhülle 90 gepresst
werden. Auf diese Weise kann der Steckkontakt 100 innerhalb
der Steckerhülle 90 befestigt
werden.
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Die
Steckerhülle 90 weist
einen oberen Abschnitt 92 und einen unteren Abschnitt 96 auf.
Der obere Abschnitt 92 weist Schlitze 94 und Wülste 95 auf.
Die Wülste 95 sind
so bemessen, dass sie das Innere der inneren Klinkenhülle 20 berühren werden (wobei
die Schlitze 94 dabei helfen, den oberen Abschnitt 92 elastisch
nach innen vorzuspannen), wenn die Steckerbaugruppe 12 und
die Klinkenbaugruppe 11 in Eingriff gebracht werden. Der
untere Abschnitt 96 weist Füße 98 für das Montieren
auf der zweiten Leiterplatte 14 auf. Ein im Allgemeinen
kreisförmiger Querschnitt,
der so ausgebildet ist, dass er das Steckerdielektrikum 107 aufnimmt,
wird durch das Innere des unteren Abschnittes 96 definiert.
Ein leitendes Material wird für
die Steckerhülle 90 verwendet,
da die Steckerhülle 90 einen
leitenden Weg zwischen der inneren Klinkenhülle 20 und der zweiten
Leiterplatte 14 bereitstellt. Phosphorbronze kann für die Steckerhülle 90 verwendet
werden.
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Der
Steckkontakt 100, der im Allgemeinen stiftförmig ist,
weist einen oberen Abschnitt 101 und einen unteren Abschnitt 102 auf.
Der obere Abschnitt 101 ist so bemessen, dass er durch
den Schlitz 35 des oberen mittleren Kontaktes 32 aufgenommen wird,
und ist gekennzeichnet durch eine sich verjüngende Vorderkante. Der untere
Abschnitt 102 weist Vorsprünge 104 auf, die dabei
helfen, den Steckkontakt 100 im Steckerdielektrikum 107 zu
sichern. Der Boden des unteren Abschnittes 102 umfasst
eine Kontaktfläche 106.
Der Steckkontakt 100 liefert einen leitenden Weg zwischen
der zweiten Leiterplatte 14 und dem oberen mittleren Kontakt 32 und
besteht aus einem leitenden Material, wie beispielsweise Messing.
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Das
Steckerdielektrikum 107 liegt zwischen der Steckerhülle 90 und
dem Steckkontakt 100 und weist eine innere Fläche 108 und
eine äußere Fläche 109 auf.
Die innere Fläche 108 weist
eine im Allgemeinen zylindrische Öffnung auf, die so ausgebildet ist,
dass sie den Steckkontakt 100 aufnimmt, während die äußere Fläche 109 eine
Fläche
definiert, die so ausgebildet ist, dass sie vom inneren Teil des
unteren Abschnittes 96 der Steckerhülle 90 aufgenommen
wird. Der Steckkontakt 100 wird in das Steckerdielektrikum 107 gepresst
und durch die Elastizität des
Materials, charakteristische Oberflächenmerkmale am unteren Abschnitt 102 (wie
beispielsweise die Vorsprünge 104)
und/oder der inneren Fläche 108,
Pflöcke,
Nieten und/oder andere Montageverfahren, entweder allein oder in
Kombination, an Ort und Stelle gehalten.
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Das
Steckerdielektrikum 107 wird in die Steckerhülle 90 gepresst
und durch die Elastizität
des Materials, charakteristische Oberflächemerkmale auf der äußeren Fläche 109 und/oder
der inneren Fläche des
unteren Abschnittes 96 der Steckerhülle 90, Pflöcke, Nieten
und/oder andere Montageverfahren, die im Fachgebiet bekannt sind,
entweder allein oder in Kombination, an Ort und Stelle gehalten.
Die Kontaktfläche 106 ist
im Wesentlichen bündig
mit der Montagefläche
der Füße 98,
wenn die Steckerbaugruppe 12 montiert wird, um das Löten der
Kontaktfläche 106 und
der Füße 98 an
die zweite Leiterplatte 14 zu erleichtern. Das Steckerdielektrikum 107 stellt eine
körperliche
Auflage für
den Steckkontakt 100 zur Verfügung und hilft dabei, den Steckkontakt 100 von der
Steckerhülle 90 zu
isolieren. Daher gestattet das Steckerdielektrikum 107 zwei
unterschiedliche Wege der elektrischen Leitung durch die Steckerbaugruppe 12.
Das für
das Steckerdielektrikum 107 verwendete Material wird so
ausgewählt,
dass es eine Dielektrizitätskonstante
aufweist, um eine gewünschte
charakteristische Impedanz für
eine verbesserte Leistung zu bewirken. PTFE kann für das Steckerdielektrikum 107 verwendet
werden.
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Um
die Steckerbaugruppe 12 an die zweite Leiterplatte 14 zu
montieren, können
normale Lötverfahren
zur Anwendung gebracht werden. Die Füße 98 werden an eine
Gruppe von Fußanschlussflächen (nicht
gezeigt) auf der zweiten Leiterplatte 14 gelötet, und
die Kontaktfläche 106 wird
an eine Kontaktanschlussfläche
(nicht gezeigt) auf der zweiten Leiterplatte 14 gelötet. Daher
stellt die montierte Steckerbaugruppe 12 zwei Wege der
elektrischen Leitfähigkeit
zur Verfügung.
Ein äußerer Weg
wird von der Steckerhülle 90 zu
den Fußanschlussflächen der zweiten
Leiterplatte 14 gebildet. Ein innerer Weg wird vom Steckkontakt 100 zur
Kontaktanschlussfläche der
zweiten Leiterplatte 14 gebildet.
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5 veranschaulicht
eine Schnittansicht einer alternativen Ausführung einer Steckerbaugruppe 110,
die durch eine abweichende Montageart auf eine Leiterplatte gekennzeichnet
ist. Die Steckerbaugruppe 110 weist eine Steckerhülle 111,
einen Steckkontakt 120 und ein Steckerdielektrikum 130 auf.
Das Steckerdielektrikum 130 kann in die Steckerhülle 111 gepresst
werden, und der Steckkontakt 120 kann in das Steckerdielektrikum 130 gepresst
werden. Auf diese Weise kann der Steckkontakt 120 innerhalb
der Steckerhülle 111 befestigt
werden.
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Die
Steckerhülle 111 weist
einen oberen Abschnitt 112 und einen unteren Abschnitt 116 auf.
Der obere Abschnitt 112 weist Schlitze 114 und
Wülste 115 auf.
Die Wülste 115 sind
so bemessen, dass sie das Innere der inneren Klinkenhülle 20 berühren werden
(wobei die Schlitze 114 dabei helfen, den oberen Abschnitt 112 elastisch
nach innen vorzuspannen), wenn die Steckerbaugruppe 110 und
die Klinkenbaugruppe 111 in Eingriff gebracht werden. Der
untere Abschnitt 116 weist eine im Allgemeinen kreisförmige Basis 118 für das Montieren
auf der zweiten Leiterplatte 14 auf. Das Innere des unteren
Abschnittes 116 weist einen oder mehrere Durchmesser auf,
die so ausgebildet sind, dass das Steckerdielektrikum 130 aufgenommen
wird. Damit die Steckerhülle 120 einen
leitenden Weg zwischen der inneren Klinkenhülle 20 und der zweiten
Leiterplatte 14 bereitstellt, wird ein leitendes Material
für die
Steckerhülle 120 verwendet.
Phosphorbronze kann für
die Steckerhülle 111 verwendet
werden.
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Der
Steckkontakt 120, der im Allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt
aufweist, weist einen oberen Abschnitt 121 und einen unteren
Abschnitt 122 auf. Der obere Abschnitt 121 ist
so bemessen, dass er vom Schlitz 35 des oberen mittleren
Kontaktes 32 aufgenommen wird und ist gekennzeichnet durch
eine verjüngte
Vorderkante. Der untere Abschnitt 122 weist Vorsprünge 124 auf,
die dabei helfen, den Steckkontakt 120 im Steckerdielektrikum 130 zu
sichern. Der untere Abschnitt 122 umfasst ein hinteres
Ende 126 mit mehreren Biegungen, während er sich vom oberen Abschnitt 121 erstreckt
und in einem Kontaktabschnitt 128 endet. Der Steckkontakt 120 stellt
einen leitenden Weg zwischen der zweiten Leiterplatte 14 und
dem oberen mittleren Kontakt 32 bereit und besteht aus
einem leitenden Material, wie beispielsweise Messing.
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Das
Steckerdielektrikum 130 liegt zwischen der Steckerhülle 111 und
dem Steckkontakt 120 und weist eine innere Fläche 132 und
eine äußere Fläche 134 auf.
Die innere Fläche 132 weist
eine im Allgemeinen zylindrische Öffnung auf, die so ausgebildet ist,
dass der Steckkontakt 120 aufgenommen wird, während die äußere Fläche 134 eine
Fläche
definiert, die so ausgebildet ist, dass sie vom inneren Teil des unteren
Abschnittes 116 der Steckerhülle 111 aufgenommen
wird. Der Steckkontakt 120 wird in das Steckerdielektrikum 130 gepresst
und durch die Elastizität
des Materials, charakteristische Oberflächemerkmale am unteren Abschnitt 122 (wie
beispielsweise die Vorsprünge 124)
und/oder der inneren Fläche 120,
Pflöcke,
Nieten und/oder andere Montageverfahren, entweder allein oder in
Kombination, an Ort und Stelle gehalten.
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Das
Steckerdielektrikum 130 wird in die Steckerhülle 120 gepresst
und durch die Elastizität
des Materials, charakteristische Merkmale auf der äußeren Fläche 134 und/oder
der inneren Fläche
des unteren Abschnittes 116 der Steckerhülle 111,
Pflöcke, Nieten
und/oder andere Montageverfahren, entweder allein oder in Kombination,
an Ort und Stelle gehalten. Eine Oberfläche des Kontaktabschnittes 128 ist
im Wesentlichen bündig
mit der Montagefläche der
Basis 118, wenn die Steckerbaugruppe 110 montiert
wird, um das Löten
des Kontaktabschnittes 128 und der Basis 118 an
die zweite Leiterplatte 14 zu erleichtern. Das Steckerdielektrikum 130 stellt
eine körperliche
Auflage für
den Steckkontakt 120 bereit und hilft dabei, den Steckkontakt 120 von
der Steckerhülle 111 zu
isolieren. Daher gestattet das Steckerdielektrikum 130 zwei
unterschiedliche Wege der elektrischen Leitung durch die Steckerbaugruppe 110.
Das für
das Steckerdielektrikum 130 verwendete Material wird so
ausgewählt,
dass es eine Dielektrizitätskonstante
aufweist, um eine gewünschte
charakteristische Impedanz für
eine verbesserte Leistung bereitzustellen. PTFE kann für das Steckerdielektrikum 130 verwendet
werden.
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Um
die Steckerbaugruppe 110 an der zweiten Leiterplatte 14 zu
montieren, können
normale Lötverfahren
zur Anwendung gebracht werden. Die Steckerbaugruppe 110 wird
zu einer Aussparung (nicht gezeigt) in der zweiten Leiterplatte 14 abgesenkt,
und die Basis 118 wird an eine Basisanschlussfläche (nicht
gezeigt) auf der zweiten Leiterplatte 14 gelötet. Der
Kontaktabschnitt 128 des hinteren Endes 126 wird
an eine Kontaktanschlussfläche (nicht
gezeigt) auf der zweiten Leiterplatte 14 gelötet. Auf
diese Weise stellt die montierte Steckerbaugruppe 110 zwei
Wege der elektrischen Leitfähigkeit
zur Verfügung.
Ein äußerer Weg
wird von der Steckerhülle 120 zur
Basisanschlussfläche
der zweiten Leiterplatte 14 gebildet. Ein innerer Weg wird
vom Steckkontakt 120 zur Kontaktanschlussfläche der
zweiten Leiterplatte 14 gebildet.
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Der
Eingriff der Klinkenbaugruppe 11 und der Steckerbaugruppe 12,
um die erste Leiterplatte 13 und die zweite Leiterplatte 14 elektrisch
zu verbinden, wird jetzt mit Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben.
Indem die Klinkenbaugruppe 11 an der ersten Leiterplatte 13 montiert
ist und die Steckerbaugruppe 12 an der zweiten Leiterplatte 14 montiert ist,
werden die Leiterplatten in Richtung zueinander gebracht, wobei
die Flächen,
auf denen die Klinken- und Steckerbaugruppe montiert sind, zueinander
hin liegen, und die Steckerbaugruppe 12 so positioniert wird,
dass sie von der inneren Klinkenbaugruppe 16 aufgenommen
wird.
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Das
radiale Schwimmen in der Klinkenbaugruppe 11 gestattet,
dass sie mit der starren Steckerbaugruppe 12 in Eingriff
gebracht wird, selbst wenn sie anfangs versetzt sind. Wenn die Klinkenbaugruppe 11 und
die Steckerbaugruppe 12 versetzt sind, wird mindestens
eine der Wülste 95 der
Steckerhülle 90 auf
das Innere des oberen Abschnittes 22 der inneren Klinkenhülle 20 treffen,
während
die Klinkenbaugruppe 11 und die Steckerbaugruppe 12 in
Richtung zueinander getrieben werden. Während die Klinkenbaugruppe 11 und
die Steckerbaugruppe 12 weiter zueinander getrieben werden,
wird sich der obere Abschnitt 92 der Steckerhülle 90 tiefer
in die innere Klinkenhülle 20 bewegen.
Weil der obere Abschnitt 92 der Steckerhülle 90 an
der geneigten inneren Fläche
des oberen Abschnittes 22 der inneren Klinkenhülle 20 gleitet,
wird sich die innere Klinkenbaugruppe 16 mit Bezugnahme
auf die äußere Klinkenbaugruppe 17 vorspannen,
während
der obere Abschnitt 92 am oberen Abschnitt 22 nach
unten gelenkt wird, bis die innere Klinkenbaugruppe 16 mit
der Steckerbaugruppe 12 ausgerichtet ist. An dieser Stelle
werden die Wülste 95 die
innere Klinkenhülle 20 an
der Biegung 23 berühren.
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Ein
weiteres Treiben der Steckerbaugruppe 12 und der Klinkenbaugruppe 11 in
Richtung zueinander wird dazu führen,
dass sich der obere Abschnitt 92 der Steckerhülle 90 nach
innen vorspannt, während
die Wülste 95 das
Innere des mittleren Abschnittes 24 der inneren Klinkenhülle 20 berühren. Die
Elastizität
des oberen Abschnittes 92 hilft dabei, einen Druck für eine elektrische
Kontinuität
eines Signalweges zwischen der Steckerhülle 90 und der inneren
Klinkenhülle 20 aufrechtzuerhalten.
Weil ein Zwischenraum in der axialen Richtung innerhalb des mittleren
Abschnittes 24 der inneren Klinkenhülle 20 vorhanden ist,
wo die Wülste 95 sowohl
in Richtung des oberen Abschnittes 22 als auch in Richtung
des unteren Abschnittes 26 liegen, können die Steckerbaugruppe 12 und
die Klinkenbaugruppe 11 in Eingriff gebracht werden, selbst
wenn eine axiale Fehlausrichtung ebenso wie eine radiale Fehlausrichtung
zu verzeichnen sind.
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Nachdem
der obere Abschnitt 92 der Steckerhülle 90 und die innere
Klinkenhülle 20 ausgerichtet
werden, und während
sie beginnen, miteinander in Eingriff zu kommen, beginnt der Steckkontakt 100 mit
dem oberen mittleren Kontakt 32 in Eingriff zu kommen,
während
die verjüngte
Vorderkante des oberen Abschnittes 101 des Steckkontaktes 100 in den
Schlitz 35 eintritt. Während
der Steckkontakt 100 weiter in den oberen mittleren Kontakt 32 eindringt, werden
die Träger 34 nach
außen
vorgespannt. Die Elastizität
der Träger 34 hilft
dabei, den Druck zwischen dem Äußeren des
oberen Abschnittes 101 des Steckkontaktes 100 und
dem Inneren der Träger 34 für eine elektrische
Kontinuität
eines Signalweges zwischen dem Steckkontakt 100 und dem
oberen mittleren Kontakt 32 aufrechtzuerhalten. Die Kontakte
sind so bemessen, dass ein axialer Zwischenraum zwischen der Vorderkante
des Steckkontaktes 100 und der Basis des Schlitzes 35 bereitgestellt
wird, wodurch gestattet wird, dass der Steckkontakt 100 und
der obere mittlere Kontakt 32 in Eingriff gebracht werden,
selbst wenn eine axiale Fehlausrichtung zu verzeichnen ist.
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Indem
die Klinkenbaugruppe 11 und die Steckerbaugruppe 12 in
Eingriff sind, sind zwei Wege der elektrischen Verbindung zwischen
der ersten Leiterplatte 13 und der zweiten Leiterplatte 14 vorhanden.
Ein äußerer Weg
wird von den Fußanschlussflächen der
ersten Leiterplatte 13 zur äußeren Klinkenhülle 50 über die
Füße 56,
zur inneren Klinkenhülle 20 über die
Kontaktfläche 31,
zur Steckerhülle 90 über die
Wülste 95 und
zu den Fußanschlussflächen der
zweiten Leiterplatte 14 über die Füße 98 der Steckerhülle 90 gebildet.
Ein innerer Weg wird von der Kontaktanschlussfläche der ersten Leiterplatte 13 zum
unteren mittleren Kontakt 64 über die untere Kontaktfläche 74,
zum oberen mittleren Kontakt über die
Kontaktfläche 37,
zum Steckkontakt 100 mittels des Eingriffes des Steckkontaktes 100 mit
den Trägern 34 und
zur Kontaktanschlussfläche
der zweiten Leiterplatte 14 über die Kontaktfläche 106 gebildet. Daher
werden ein innerer Weg und ein äußerer Weg zwischen
den Leiterplatten bereitgestellt.
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Während spezielle
Elemente, Ausführungen und
Anwendungen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben werden,
wird man natürlich verstehen,
dass die Erfindung nicht darauf begrenzt ist, da Abwandlungen von
jenen Fachleuten insbesondere angesichts der vorangehenden Lehren
vorgenommen werden können.
Beispielsweise, anstelle dass sie parallel zueinander sind, könnten die
Leiterplatten oder anderen elektrischen Bauteile, die elektrisch
verbunden werden, senkrecht zueinander oder unter einem Winkel sein.
Ebenfalls muss die relative Bewegung des oberen mittleren Kontaktes 32 und des
unteren mittleren Kontaktes 64 nicht auf ein Gleiten beschränkt sein,
sondern könnte
ebenfalls beispielsweise ein Neigen zusätzlich oder alternativ zum Gleiten
einschließen.
Als weiteres Beispiel könnten die
Hüllen
der Klinke umgekehrt werden, wobei die innere Hülle an eine Leiterplatte montiert
wird, wobei mit Bezugnahme darauf die äußere Hülle radial schwimmt. Es wird
daher von den als Anhang beigefügten
Patentansprüchen
in Betracht gezogen, derartige Abwandlungen einzuschließen, die
jene charakteristischen Merkmale enthalten, die in den Bereich der
Erfindung kommen.