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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Verbinder-Anordnung für elektronische Vorrichtungen und insbesondere eine
Verbinder-Anordnung mit einem Federverbinder als eine
Einrichtung zum Zusammenschalten von gedruckten Schaltungsplatinen
oder zum Verbinden eines Stromversorgungsanschlusses mit einer
gedruckten Schaltungsplatine.
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Bei einer herkömmlichen Verbinder-Anordnung der Art, die
die vorliegende Erfindung betrifft, ist es üblich, daß zwei
gedruckte Schaltungsplatinen durch einen Steckverbinder oder
durch Drähte miteinander verbunden werden. Wenn der Stecker und
die Buchse verwendet werden, ist ein aufgetretenes Problem, daß
sie nicht gut ineinanderpassen können, wenn die beiden gedruck
ten Schaltungsplatinen, an denen der Stecker und die Buchse
jeweils befestigt sind, nicht genau und exakt angeordnet sind.
Wenn Drähte verwendet werden, ist das Zusammensetzen und das
Instandhalten der Anordnung insbesondere wegen der
Notwendigkeit des Lötens der beiden Drahtenden bei der Herstellung der
Anordnung nicht leicht.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die bei den
herkömmlichen Anordnungen vorhandenen Probleme zu überwinden
und eine verbesserte Verbinder-Anordnung für das
Zusammenschalten von gedruckten Schaltungsplatinen oder für die
Verbindung eines Stromversorgungsanschlusses mit einer
Schaltungsplatine bereitzustellen.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung
bereitzustellen, bei der der elektrische Kontakt zwischen den
betroffenen Elementen einfach und stabil hergestellt werden
kann und die Anordnung in einer einfacheren Weise hergestellt
und instand gehalten werden kann.
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Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Stromversorgungsverbinder-Anordnung bereitzustellen, die in einer
elektronischen Vorrichtung verwendbar ist, bei der ein
Stromversorgungsanschluß des Batteriepacks einfach und stabil mit
einem Stromversorgungsmusteranschluß einer Schaltungsplatine
verbunden wird, wenn ein Packhalteabschnitt einen Batteriepack
enthält.
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In der Beschreibung mit der Deutschen Patentnummer
2,246,539, die am 12. April 1973 veröffentlicht wurde, und in
der entsprechenden Britischen Patentschriftnummer 1,410,779
wurde eine elektrische Verbinder-Anordnung für ein Gehäuse mit
zwei Seiten vorgeschlagen, mit denen zwei Sätze elektrischer
Leiterbahnen verbunden werden.
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Bei einer nachstehend zu beschreibenden Anordnung ist eine
Verbinder-Anordnung in eine elektronische Vorrichtung mit einer
gedruckten Schaltungsplatine und einem durch eine Wand eines
Gehäusekastens bestimmten Batteriepackhalteabschnitt zum Halten
eines Batteriepacks einbaubar, wobei die Verbinder-Anordnung
ein auf der gedruckten Schaltungsplatine vorgesehenes
Kontaktmuster und einen Federverbinder mit einem blattfederartigen
Federkontakt aufweist, der durch die Federkraft bewegbar ist,
um mit dem Kontaktmuster auf der gedruckten Schaltungsplatine
in Kontakt zu stehen, wobei der Federverbinder einen
Anschlußstift mit einem Kopf, der mit dem Batteriepack elektrisch
verbindbar ist, eine von dem Anschlußstift getragene
Schraubenfeder, eine Anschlußblattfeder mit einem gebogenen verlängerten
Abschnitt, der den Federkontakt bildet, und mit einem
Basisabschnitt, der mit dem Anschlußstift in Eingriff kommt, und
eine von dem Gehäusekasten abstehende Befestigungsrippe
aufweist, wobei sowohl die Wand, die Anschlußblattfeder als auch
die Befestigungsrippe eine Bohrung besitzen, durch die sich der
Anschlußstift erstreckt, und die Befestigungsrippe die An
schlußblattfeder hält, wobei die Schraubenfeder die
Anschlußblattfeder gegen die Befestigungsrippe drückt, wobei der an derm
verlängerten Abschnitt der Anschlußblattfeder ausgebildete
Federkontakt mit dem Kontaktmuster auf der gedruckten
Schaltungsplatine in elektrischem Kontakt steht.
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Es wird ferner nachstehend eine elektronische Vorrichtung
mit einem Kasten beschrieben werden, die einen durch eine Wand
an einer Rückseite des Kastens bestimmten
Batteriepackhalteabschnitt zum Halten eines Batteriepacks, eine auf ihrer Rück
seite ein Kontaktmuster tragende gedruckte Schaltungsplatine
und einen Federverbinder zum Herstellen des elektrischen
Kontakts mit dem Kontaktmuster aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Federverbinder einen Federkontakt, der durch den
Federverbinder bewegbar ist, um mit dem Kontaktmuster in Kontakt zu
stehen, einen Anschlußstift mit einem Kopf, der mit dem
Batteriepack elektrisch verbindbar ist, eine von dem Anschlußstift
getragene Schraubenfeder, eine Anschlußblattfeder mit einem
gebogenen verlängerten Abschnitt, der einen Federkontakt
bildet, und mit einem Basisabschnitt, der mit dem Anschlußstift in
Eingriff kommt, und eine von dem Gehäusekasten abstehende
Befestigungsrippe aufweist, wobei sowohl die Wand, die
Anschlußblattfeder als auch die Befestigungsrippe eine Bohrung
besitzen, durch die sich der Anschlußstift erstreckt, und die
Befestigungsrippe die Anschlußblattfeder hält, wobei die
Schraubenfeder die Anschlußblattfeder gegen die Befestigungsrippe
drückt, wobei der an dem verlängerten Abschnitt der Blattfeder
ausgebildete Federkontakt in konstantem elektrischen Kontakt
mit dem Kontaktmuster auf der Rückseite der gedruckten
Schaltungsplatine steht.
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Die folgende Beschreibung und die Zeichnungen beschreiben
Anordnungen, die dem Erfinder bekannt sind, aus denen sich die
vorliegende Erfindung entwickelte, herkömmliche Anordnungen und
mit Beispielen die Erfindung, die durch die angehängten
Patentansprüche gekennzeichnet ist, deren Wortlaut den Schutzumfang
bestimmt. In den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1a eine Schnittansicht, die einen dem Erfinder
bekannten Vorschlag für eine Verbinder-Anordnung zeigt, der nicht
in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fällt, aber aus
dem sich die vorliegende Erfindung entwickelte;
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Fig. 1b eine vergrößerte Schnittansicht des Abschnitts A
in Fig. 1a;
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Fig. 2a eine Schnittansicht, die eine Verbinder-Anordnung
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 2b eine vergrößerte Schnittansicht des Abschnitts B
aus Fig. 2a;
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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, die die Möglichkeiten
zeigt, in denen die Verbinder-Anordnung, wie in den Fign. 2a,
2b gezeigt, zusammengesetzt ist, wenn sie in eine elektronische
Vorrichtung eingebaut ist;
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die Fign. 4a, 4b und 4c perspektivische Ansichten einer
zerlegten Telefonvorrichtung, bei der sowohl die in den Fign.
1a, 1b als auch in den Fign. 2a, 2b gezeigten
Verbinder-Anordnungen eingebaut sind, wobei Fig. 4a eine vorderseitige
Abdeckung der mit der Unterseite nach oben gezeigten Vorrichtung
veranschaulicht;
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Fig. 5 eine Schnittansicht, die eine herkömmliche
Verbinder-Anordnung mit einem Steckverbinder zeigt;
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Fig. 6 eine Schnittansicht, die eine herkömmliche Verbin
der-Anordnung mit einer Drahtverbindung zeigt; und
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Fig. 7 eine Schnittansicht, die eine herkömmliche
Verbinder-Anordnung ebenfalls mit einer Drahtverbindung zeigt.
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In der ganzen folgenden Erläuterung beziehen sich gleiche
Bezugssymbole und -zeichen in allen Figuren der Zeichnungen auf
die gleichen oder auf ähnliche Elemente.
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Um zum Verständnis der vorliegenden Erfindung beizutragen,
werden eine herkömmliche Verbinder-Anordnung für gedruckte
Schaltungsplatinen und die damit bestehenden Probleme
beschrieben werden, indem Bezug auf die Fign. 5, 6 und 7 genommen wird.
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Fig. 5 zeigt eine herkömmliche Verbinder-Anordnung, bei
der gedruckte Schaltungsplatinen 1, 18 durch einen
Steckverbinder 31 miteinander elektrisch verbunden sind. Da der
Stecker und die Buchse auf den entsprechenden gedruckten
Schaltungsplatinen 1, 18 befestigt sind, müssen die relativen Lagen
der beiden gedruckten Schaltungsplatinen exakt so bestimmt
sein, daß der Stecker und die Buchse ineinanderpassen. Um es
einzurichten, daß sie auch passen, wenn die relativen Lagen der
beiden Platinen nicht exakt hergestellt sind, haben einige
herkömmliche Anordnungen einen Verbinder eingebaut, der einen
bestimmten beweglichen Mechanismus enthält, aber ein Nachteil
bei einem derartigen Verbinder ist, daß die Herstellungskosten
hoch sind.
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Fig. 6 zeigt eine andere herkömmliche Verbinder-Anordnung,
bei der ein Draht 30 zum Verbinden der gedruckten
Schaltungsplatinen 1, 18 verwendet ist. Bei dieser Anordnung ist die
Verwendung von Lötmittel erforderlich, um jede der beiden
Drahtenden auf jeder der gedruckten Schaltungsplatinen zu ver
binden, und dies bringt die Kompliziertheit bei dem
Zusammensetzen und dem Zerlegen und ebenfalls bei der Handhabung des
Drahts selbst mit sich.
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Fig. 7 zeigt noch eine andere herkömmliche
Verbinder-Anordnung, die in einer tragbaren Funkvorrichtung mit einem
Gehäusekasten 11 und einem in dem Gehäusekasten 11 vorgesehenen
Batteriepackhalteabschnitt 19 eingebaut ist. Der
Batteriepackhalteabschnitt 19 hält einen Batteriepack 37 (in Fig. 4c
gezeigt), der in ihn in der mit einem Pfeil 39 gezeigten Richtung
eingesetzt wird. Der Batteriepack 37 besitzt ein Paar
Stromversorgungsanschlüsse, die gegen ein Paar Anschlußstifte 14
gedrückt werden, die Stromverbindungsanschlüsse bilden. Es
sollte bemerkt werden, daß, wo immer irgendwelche Elemente als
Paar vorhanden sind, wie etwa im Fall dieser Anschlußstifte 14,
nur ein derartiges Element in den Zeichnungen gezeigt ist. Der
Gehäusekasten 11 enthält eine Hilfsschaltungsplatte 31 mit
einer Bohrung zum Aufnehmen der Anschlußstifte 14, wobei ein E-
Ring 17 an einem Ende des Anschlußstifts 14 befestigt ist. Der
Anschlußstift 14 trägt eine Schraubenfeder 15 so, daß, wenn der
Kopf des Anschlußstifts 14 durch den Stromversorgungsanschluß
des Batteriepacks 37 gedrückt wird, sich der Anschlußstift 14
gegen die Federkraft der Schraubenfeder 15 bewegt. Der
Anschlußstift 14 ist mit der Hilfsschaltungsplatte 31 elektrisch
und leitend verbunden, und diese Platte 31 und eine
verschiedene Schaltkreise tragende Hauptschaltungsplatte 18 sind durch
einen Draht 36 miteinander elektrisch verbunden. Um beide Enden
des Drahts 36 zu befestigen, wird Lötmittel verwendet, und dies
bringt komplizierte Innenanordnungen und ebenfalls
kompliziertes
Arbeiten bei der Herstellung und Instandhaltung der
Anordnung mit sich.
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Um die bei der herkömmlichen Anordnung vorhandenen
Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine
Verbinder-Anordnung bereit, die in eine elektronische Vorrichtung
einbaubar ist und die einen Federverbinder mit einem
stempelartigen oder federblattartigen Federkontakt aufweist. Der
federblattartige Verbinder besitzt eine Blattfeder, die an
ihrem verlängerten gebogenen Abschnitt den Federkontakt bildet
und deren gebogener Abschnitt aufgrund der Federkraft bewegbar
ist, so daß die Spitze des gebogenen verlängerten Abschnitts
mit dem Kontaktmuster auf der gedruckten Schaltungsplatine
stabil und konstant in elektrischem Kontakt steht. Der
federblattartige Verbinder weist zusätzlich zu der Blattfeder einen
Anschlußstift, eine Schraubenfeder und eine Befestigungsrippe
auf. Die Befestigungsrippe hält die Blattfeder, wobei die
Schraubenfeder die Blattfeder gegen die Befestigungsrippe
drückt. Die Verbinder-Anordnung kann in eine mit einer
gedruckten Schaltungsplatine oder einem Stromversorgungsanschluß
ausgestatteten elektronischen Vorrichtung passend eingebaut
werden.
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Die Entwicklung der vorliegenden Erfindung wird jetzt aus
der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die erwähnten
Zeichnungen besser verstanden werden.
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Bei der in den Fign. 1a und 1b gezeigten Anordnung ist ein
Federverbinder 2 an einer gedruckten Schaltungsplatine 1
befestigt und der erstere und die letztere stehen miteinander in
elektrischem Kontakt. Ein Stift 4 bildet einen stempelartigen
Federkontakt und ist aufgrund der Federkraft einer in dem
Federverbinder 2 angeordneten Feder verschiebbar bewegbar. Die
Unterseite der gedruckten Schaltungsplatine 18 trägt ein
Kontaktmuster 3 an der dem Stift 4 gegenüberliegenden Stelle. Das
Bezugszeichen 48 stellt einen Abschaltknopf für Lautsprecher
dar, dessen Lage klarer in Fig. 4c zu sehen ist.
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Bei dieser Anordnung wird die gedruckte Schaltungsplatine
1 in einer innerhalb eines Kastens 11 vorgesehenen Rille 6
aufgenommen, und die gedruckte Schaltungsplatine 18 ist von
oben durch derartige Einrichtungen wie Schrauben an dem Kasten
11 befestigt. In diesem Zustand wird der Stift 4 des auf der
gedruckten Schaltungsplatine 1 befestigten Federverbinders 2
aufgrund der Federkraft gegen das Kontaktmuster 3 auf der
gedruckten Schaltungsplatine 18 gedrückt. Deshalb sind die ge
druckte Schaltungsplatine 1 und die gedruckte Schaltungsplatine
18 elektrisch leitend.
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Obwohl die vorstehende Erläuterung sich lediglich auf eine
Anordnung bezieht, bei der der Federverbinder 2 lediglich auf
einer gedruckten Schaltungsplatine 1 vorgesehen ist, ist es
natürlich möglich, zwei oder mehrere derartige gedruckte
Schaltungsplatinen mit entsprechenden Kontaktmustern zu verwenden,
die auf der gedruckten Schaltungsplatine 18 vorgesehen sind,
und auf diese Weise ist es möglich, eine Anzahl von
Verbindungen für verschiedene Zwecke herzustellen.
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Die Fign. 2a und 2b zeigen eine Stromversorgungsverbinder-
Anordnung, die eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt und die mit der in Fig. 7 gezeigten und in
Bezug auf sie beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung in
Beziehung steht. Allgemein sollte es so verstanden werden, daß die
Zeichnungen lediglich nur eines der Elemente (oder Teile)
zeigen, wenn derartige Elemente paarweise vorhanden sind. Zum
Beispiel ist in Fig. 2a lediglich eine Bohrung 21 zu sehen,
obwohl es ein Paar Bohrungen 21, 22 gibt, wie in Fig. 3 zu
sehen ist.
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Die in den Fig. 2a und 2b gezeigte Verbinder-Anordnung ist
in eine elektronische Vorrichtung mit einem durch eine Wand
eines Gehäusekastens 11 bestimmten Batteriepackhalteabschnitt
19 zum Halten eines Batteriepack 37 einbaubar. Es gibt eine
gedruckte Schaltungsplatine 18, die an ihrer Unterseite ein
Kontaktmuster 3 trägt. Der Federverbinder 12 weist einen
Anschlußstift 14 mit einem mit dem Batteriepack 37 elektrisch
verbindbaren Kopf (in den Fign. 3 und 4c zu sehen), eine durch
den Anschlußstift 14 getragene Schraubenfeder 15, eine
Anschlußblattfeder 12b mit einem gebogenen verlängerten Ab
schnitt, der einen Federkontakt 12a bildet, und mit einem
Basisabschnitt, der mit dem Anschlußstift 14 in Eingriff kommt,
und eine Befestigungsrippe 16 auf, die von dem Gehäusekasten 11
absteht. Sowohl die Wand 20, die Anschlußblattfeder 12b als
auch die Befestigungsrippe 16 besitzen eine Bohrung, durch die
sich der Anschlußstift 14 erstreckt, und die Befestigungsrippe
16 hält die Anschlußblattfeder 12b, wobei die Schraubenfeder 15
die Anschlußblattfeder 12b gegen die Befestigungsrippe 16
drückt. Somit steht der auf der Spitze des verlängerten
gebogenen Abschnitts der Anschlußblattfeder 12b ausgebildete
Federkontakt 12a in konstantem elektrischen Kontakt mit dem
Kontaktmuster 3 auf der gedruckten Schaltungsplatine 18.
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Der Federverbinder 12 weist einen E-Ring 17 auf, der mit
dem Anschlußstift 14 an seinem von der Befestigungsrippe 16
abstehenden Endabschnitt in Eingriff kommt. Dieser E-Ring 17
dient als ein Anschlag, und der Anschlußstift 14 und die
Anschlußblattfeder 12b werden von der Befestigungsrippe 16
gehalten. Der Gehäusekasten 11 weist eine Rille 13 auf, die zwischen
der Wand und der Befestigungsrippe 16 bestimmt ist, um die
Anschlußblattfeder 12b in der richtigen Lage aufzunehmen. Die
Anschlußblattfeder 12b verbleibt direkt auf der Innenfläche der
Kastenwand 11.
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Der Anschlußstift 14 und die Schraubenfeder 15 bei der
Anordnung gemäß dieser Ausführungsform entsprechen dem
Anschlußstift 14 und der Schraubenfeder 15 bei der in Fig. 6 gezeigten
herkömmlichen Anordnung und sind ihnen ähnlich angeordnet. Die
Anschlußblattfeder 12b bei dieser Ausführungsform ersetzt
jedoch die Hilfsschaltungsplatte 31 und den Draht 36, die bei der
herkömmlichen Anordnung in Fig. 6 gezeigt sind. Der verlängerte
Abschnitt 12a der Blattfeder 12b ist in eine V-Form gebogen, um
den Federkontakt zu bilden.
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Fig. 3 zeigt, wie die Stromversorgungsverbinder-Anordnung
mit der in Bezug auf Fig. 2a erläuterten Zusammensetzung ange
ordnet ist, wenn sie in einer elektronischen Vorrichtung
verwendet ist.
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Die hier veranschaulichte Vorrichtung weist ein Gehäuse 11
auf, das einen Batteriepackhalteabschnitt 19 zum Halten eines
Batteriepacks 37 und eine gedruckte Schaltungsplatine 18 be
sitzt, die gegen den Gehäusekasten 11 gedrückt wird und an ihm
durch geeignete Einrichtungen, wie etwa Schrauben, befestigt
ist. Die gedruckte Schaltungsplatine 18 besitzt an ihrer
Rückseite gedruckte Schaltungen oder Kontaktmuster und trägt an
ihrer Vorderseite derartige Einrichtungen wie eine
Flüssigkristall-Sichtanzeige und eine Tastatur (siehe Fig. 4b). Ein
Federverbinder 12 steht von dem Gehäusekasten 11 nach oben ab.
Die Kontaktmuster oder Musteranschlüsse auf der gedruckten
Schaltungsplatine 18 stehen mit den Federkontakten 12a des
Federverbinders 12 in Kontakt, wobei der verlängerte gebogene
Abschnitt der Anschlußblattfeder 12b gegen die Musteranschlüsse
auf der gedruckten Schaltungsplatine 18 gedrückt wird. Der
konstante Druck wird von der Federkraft der Anschlußblattfeder
12b bewirkt, und dies stellt einen stabilen und konstanten
elektrischen Kontakt zwischen der gedruckten Schaltungsplatine
18 und der Anschlußblattfeder 12b und dann wieder zwischen dem
Anschlußstift 14 und der gedruckten Schaltungsplatine 18
sicher.
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Gemäß dieser zweiten Ausführungsform weist der
Stromversorgungsverbindungsanschluß zum Verbinden des Batteriepacks
37 mit der gedruckten Schaltungsplatine 18 in einer
Vorrichtung, wie etwa einer tragbaren Funktelefonvorrichtung, den
Anschlußstift 14, die Schraubenfeder 15 und die
Anschlußblattfeder 12b mit der Anordnung auf, bei der der verlängerte
gebogene Abschnitt der Anschlußblattfeder 12b, der den Federkontakt
12a bildet, direkt in Druckkontakt mit dem Kontaktmuster auf
der gedruckten Schaltungsplatine 18 steht. Die beschriebene
entsprechende Zusammensetzung der herkömmlichen
Verbinder-Anordnung erfordert die Hilfsschaltungsplatte 31 für den
Stromversorgungsanschluß, und die Hilfsschaltungsplatte 31 und die
Hauptschaltungsplatte 18 sind miteinander durch den Draht 36
verbunden. Die Verbinder-Anordnung gemäß dieser Ausführungsform
ist einfacher, da sie nicht derartige Elemente wie die
Hilfsschaltungsplatte 31 und den Draht 36 erfordert. Mit dieser
Zusammensetzung kann die Verbindung mit der gedruckten
Schaltungsplatine 18 einfach hergestellt werden, und die Anordnung
kann in einer einfacheren Weise als die entsprechende
herkömmliche Anordnung, wie in Fig. 7 gezeigt, hergestellt und instand
gehalten werden.
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Die Fign. 4a, 4b und 4c zeigen ein Beispiel, bei dem die
Stromversorgungsverbinder-Anordnung, wie in den Fig. 1a, 1b und
in den Fign. 2a, 2b gezeigt, in einer Funktelefonvorrichtung
eingebaut sind. Fig. 4a veranschaulicht eine vorderseitige
Abdeckung 41a der Telefonvorrichtung, die mit der Unterseite
nach oben gezeigt ist, und die Federverbinder 2, eine Muschel
42, einen Lautsprecher 43 und ein Mundstückmikrophon 44
aufweist. Die vorderseitige Abdeckung 41a weist ebenfalls eine
flexible gedruckte Schaltungsplatine 45 auf, die mit dem
Federverbinder 2 in Kontakt steht. Fig. 4b zeigt eine gedruckte
Schaltungsplatine 18, die die notwendige Anzahl von
Kontaktmustern für Verbindungen mit den entsprechenden Federverbindern
und den anderen schaltungsverknüpften Teilen, wie etwa einer
Flüssigkristall-Sichtanzeige 46 und einer Tastatur 47,
aufweist. Fig. 4c zeigt einen rückseitigen Kasten 41b (der dem
Gehäusekasten 11 in den Fign. 2a und 3 entspricht), aus der
ersichtlich ist, daß die Vorrichtung beide Typen von
Federverbindern enthält, wobei der eine der stempelartige
Federverbinder 2 ist und der andere der blattfederartige
Federverbinder 12 ist. Die stempelartigen Federverbinder 2 in der
vorderseitigen Abdeckung 41a und diejenigen in dem rückseitigen
Kasten 41b klemmen die gedruckte Schaltungsplatine 18 ein und
stellen elektrische Kontakte mit der Vorder- und Rückseite der
gedruckten Schaltungsplatine 18 her, während der
blattfederartige Federverbinder 12 eine elektrische Verbindung von dem
Batteriepack 37 zu der gedruckten Schaltungsplatine 18
herstellt.
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Obgleich die Erfindung durch ihre bevorzugten
Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte es verständlich sein, daß
die Worte, die verwendet worden sind, eher Worte der
Beschreibung als der Einschränkung sind, und daß Änderungen innerhalb
des Anwendungsbereichs der angehängten Patentansprüche ohne
Verlassen des wahren Schnittbereichs der Erfindung in ihrer
allgemeineren Form ausgeführt werden können.