DE2248434C2 - Elektrische Verbindungsvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung mit einer Leiste aus isolierendem Material, einer Anzahl von parallelen, im Abstand angeordneten Kontaktelementen, von denen jedes aus einem elastisehen Streifen aus leitfähigem Material besteht, und jedes der Elemente sich über die Breite der Leiste von ihrem einen zu ihrem anderen Ende erstreckt, wobei die Enden der Kontaktelemente in ihrer Lage auf der Leiste mittels Fixierblöcken gehalten sind, die mit der Leiste verbunden !lind.

Aus der US-PS 32 62 082 ist eine elektrische Verbindungsvorrichtung bekannt, die parallele, im Abstand angeordnete Kontaktelemente aufweist, die von Leisten und Fixierblöcken aus isolierendem Material gehalten sind Die Kontaktelemente stützen sich hierbei außer an ihren Einspannstellen &n mehreren Punkten der Leisten ab, was zu einer relativ starren Anordnung der Kontaktelemente führt Die Steckverbindung mit einer Schaltkreise tragenden Platte, insbesondere die Anpassung an unterschiedliche Dicken und an unebene Flächen dieser Platte wird hierdurch erschwert.

Aus der US-PS 32 89 146 ist ebenfalls eine elektrische Steckverbindung bekannt, bei der jedoch die Kontaktelemente nur einseitig eingespannt sind, was in der Praxis Nachteile wegen des geringeren Kontaktdruckes gebracht hat Außerdem besteht bei diesen Kontaktelementen die Gefahr, daß sich ihre freien Enden berühren, wenn die PIaUe, nut der der elektrische Kontakt hergestellt werden soll, nicht vollständig in die Verbindungsvorrichtung eingeschoben wird. Dies kann, insbesondere wenn diese Platte elektronische Schaltkreise trägt, zu Beschädigungen der letzteren führen.

Schließlich ist es aus dem DE-GM 19 76 672 bekannt, Steckverbindungen iür gedruckte Schaltungen herzustellen, bei denen Kontaktstreifen mit einem Isolierkörper mittels Ultraschall-Schweißung verbunden werdea

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindungsvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sie bei einfachem konstruktivem Aufbau elastisch und leichtgängig ist und sich an Unregelmäßigkeiten einer Fläche, mit der sie zusammenwirkt, anpaßt

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht daß jedes Kontaktelement im gesamten Bereich zwischen seinen Enden im Abstand von der zugehörigen Leiste verläuft, daß es ferner zwei die Kontakte bildende Kuppen aufweist die durch eine zentrale Schleife verbunden sind.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, in der

F i g. 1 eine Stirnansicht einer ersten Ausführungsform zeigt

F i g. 2 zeigt einen Arbeitsschritt bei der Herstellung dieser und weiterer Ausführungsformen.

F i g. 3 zeigt einen Teil eines Stapels aus Schaltungsplatten, wobei eine zweite, dritte und vierte Ausführungsform in Stirnansicht dargestellt ist

F i g. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform in Seitenansicht und in Draufsicht

Fig.6 zeigt eine Eckverbindung aus den zwei Ausführungsformen nach F i g. 4 und 5.

Fig.7 zeigt Flachkabel in Verbindung mit einem Stapel aus Platten mit gedruckten Schaltkreisen.

Fig.8 zeigt eine Einrichtung zur Herstellung von elektrischen Verbindungsvorrichtungen.

Die Ausführungsform nach Fig, 1 stellt eine Eckverbindung dar zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit Schaltkreisen auf einer Platte A. Die Schaltkreis können gedruckte Schaltkreise, integrierte Schaltkreise oder beides sein. Die Verbindung wird hergestellt durch Leiter a und b auf gegenüberliegenden Flächen der Platte A. Die Verbindungsvorrichtung ist mit Kontaktelementen la und 16 versehen. Die

Kontaktelemente sind einander gegenüberliegend im Innern einer hohlen Schiene aus isolierendem Material angeordnet Die Schiene besteht aus zwei Leisten 2a und 26 aus isoliermaterial, die längs eines Randes durch ein Distanzstück 3 miteinander verbunden sind, das s ebenfalls aus einem isolierenden Material besteht und den Boden der U-förmigen Schiene bildet Die Leisten 2a und 2b haben dieselben Abmessungen. Die Leisten 2a und 2b sowie das Distanzstück 3 bestehen aus einem Material mit hoher Dimensions-Stabilität, z. B. einem ι ο glasfaserverstärkten Epoxy-Harz mit laminierter Struktur.

Das Distanzstück 3 hat eine Aussparung 4 in einer Fläche, die den Rand der Platte A aufnimmt wenn diese voll in die Schiene eingesetzt ist Wie aus Fig.2 erkennbar, haben die Kontaktelemente \a einen engen Abstand und sind parallel zueinander angeordnet Da die Ebmtnte to jeweils gegenüber den Elementen \a angeordnet sind, ist der Abstand zwischen den Elementen 1 a bzw. 1 b gleich demjenigen der Anschlüsse a bzw. b. Jedes Kontaktelement Xa und \b besteht aus einem elastischen Streifen aus leitfähigem Material. Der Querschnitt der Kontaktelemente ist bestimmt durch die mechanischen und elektrischen Anforderungen, die an die Elemente gestellt werden. Die Länge der 2s Elemente übersteigt die Breite der Lasten 2a und 2b, um eine Umwicklung zu ermöglichen, nie später noch beschrieben wird. Die Kontaktelemente stehen ferner über die Leisten über und bilden Anschlußenden 5a und 5b, die elektroplatiert sein können.

Abgesehen von den Enden 5a bzw. 5b, erstrecken sich die Kontaktelemente la und 16 über die Breite der Leisten 2a bzw. 2b. Die Enden des Kontaktelementes la liegen auf einer Fläche der Leiste 2a an gegenüberliegenden Enden der Leiste auf. Zwischen seinen Enden ist das Kontaktelement la so geformt, daß es einen Abstand von dieser Fläche der Leiste 2a hat Der Abstand zu der Leiste 2a wird hierbei von den Enden ausgehend fortlaufend größer, anstatt jedoch eine Spitze zu bilden, ist das Kontaktelement zur Leiste 2a hin gebogen und bildet eine Schleife 8a Infolge dieser Schleife 8a entstehen zwei Kuppen 6a und 7a, die im Abstand voneinander angeordnet sind, jedoch mechanisch und elektrisch durch die Schleife 8a miteinander verbunden sind.

Die Form der Schleife 8a ist nicfe: von Bedeutung, vorausgesetzt daß sie genügend groß und flexibel ist daß die beiden Kuppen 6a und 7a sich unabhängig voneinander an Unregelmäßigkeiten in der Fläche der Anschlußleitung a anpassen können, wenn beim Einsetzen der Platte A in die Schiene ein Kontakt mit der Anschh'ßleitung a hergestellt wird. Die beiden Kuppen 6a und 7a stellen zwei kontaktbildende Bereiche dar, die im Abstand voneinander in Längsrichtung des Kontakte'.ementes la angeordnet sind. Die Kontaktelemente 16 haben dieselbe Form wie die Elemente la und sie liegen mit ihren Enden an der Leiste 2b an. Die Elemente 16 stellen einen Kontakt mit den Anschlüssen öder Platte A her.

Bei der Herstellung der Verbindungsvorrichtung wird eine Schablone verwendet, die den Raum einnimmt, der später den Innenraum zwischen den Leisten 2a und 2b bildet. Gegenüberliegende Flächen der Schablone sind mit Schlitzen oder Nuten versehen, von denen jede ein Kontaktelement aufnimmt, wobei die Kontaktelemente lain den Nuten der Flache und die Kontaktelemente \b in den Nuten der anderen Fläche aufgenommen werden. Die Enden 5a und 5b stehen am Boden der Schablone vor. Danach wird das Distanzstück 3 an der Unterseite der Schablone angesetzt Auf der Oberseite der Schablone sind zwei Fixierblöcke 9a, 9b eingesetzt Die Fixierblöcke 9a und 96 erstrecken sich parallel zum Distanzstück 3 und sie bestehen z.B. aus demselben Material wie die Leisten 2a, 26 und wie das Distanzstück 3. Die vorderen Enden der Fixierblöcke 9a und 96 sind abgeschrägt um das Einschieben der Platte A zu erleichtern.

Die Schablone hält nun die Kontaktelemente la und 16, das Distanzstück und die Fixierblöcke 9a, 96 in den in F i g. 1 gezeigten Stellungen. Die Kontaktelemente liegen an zwei Flächen des Distanzstückes 3 und an einer Räche von jedem der beiden Fixierblöcke 9a und 96 an. Es wird nun ein Bindemittel, zweckmäßigerweise ein wärmehärtendes Kunststoffband über diese vier Flächen gelegt worauf die Leiste 2a und 26 in die Schablone eingesetzt werden. Die Schablone und die einzelnen Teile werden dann zusammengespannt und auf Härtetemperatur erwärmt,-bei der die Verbindung herbeigeführt wird. Wenn die Verbunsang vollendet ist bilden das Distanzstück 3, die Leisten la, 26 und die Fixierblöcke 9a, 96 einen einheitlichen Körper. Die Kontaktelemente la und 16 sind in ihrer Lage durch die Verbindung zwischen den Fixierblöcken 9a und 96 und den LeLien 2a und 26 sowie durch die Verbindung zwischen den Leisten und das Distanzstück 3 fixiert

Die Leisten 2a und 26 sind mit durchgehenden Löchern 10a und 106 versehen, durch die Stifte gesteckt werden können, um die Verbindungsvorrichtung in irgendeiner gewünschten Lage festzulegen oder benachbarte Einheiten miteinander zu verbinden.

Wie F i g. 3 zeigt sind drei Platten B, C, D in einem Stapel angeordnet in welchem sie durch eine Spanneinrichtung G und ein Distanzstück F gehalten werden. Zwischen benachbarten Platten sind Verbindungsvorrichtungen angeordnet

Zwischen den Platten B und C ist eine zweite Ausführungsform gezeigt Bei dieser Ausführungsform ist ein Kontaktelement 2t mit Fixierblöcken 23 und 29 sowie einer Leiste 22 verbunden. Die Schleife 28 hat eine einfachere Form als die Schleife 8 der Ausführungsform nach Fig. 1. Das Anschlußende 25 verläuft nach innen und es ist abgekröpft und mit einer Anxhlußleitung 6 an der unteren Fläche der Platte B verlötet Die beiden Kuppen des Kontaktelementes 21 stellen einen Kontakt mit einer Anschlußleitung a an der oberen Fläche der Platte Cher. Wie dargestellt dient die zweite Ausführungsform dazu, Schaltkreise auf den Platten B und Cmiteinander zu verbinden.

Eine dritte Ausfühmngsform ist zwischen den Platten C und D gezeigt Bei der dritten Ausführungsform ist eine Leiste 32 vorgesehen, mit deren oberer Fläche ein KcntakUdement 3 Ix mittels der Fixierblöcke 33* und 39* verbunden ist und mit deren unterer Fläche ein Kontaktelement 31/ mittels der Fixierblöcke 33/ und 39/ verbunden ist Wenn die Endstücke 35* und 35/ parallel zueinander aus dem Stapel vorstehen, so ermöglicht die dritt» Ausführungsform eine Verbindung zwischen äußeren Schaltungen und Schaltungen auf den Platten C und D. Wenn die Endstücke 35* und 35/ abgeschnitten, aufeinander zu gebogen und miteinander verbunden sind, wie bei 35 gezeigt ist, so dient diese Ausführungsform dazu. Schaltungen miteinander zu verbinden, die auf der. Platten Cund D angeordnet sind. Die Verbindung 35 bildet z. B. einen Zugangspunkt für Versuchszwecke.

Die vierte Ausführunesform hat Kontaktelemente

41 at und 4iy, die an gegenüberliegenden Flächen einer Leiste 42 unter Verwendung von Fixierblöcken 43x, 49x, 43/und 49kbefestigt sind. Die beiden Kontaktelemente 41* und 4Iy sind aus einem einzigen Streifen hergestellt, wobei die Verbindung 35 der dritten Ausführungsform hier durch eine Schleife 45 ersetzt ist Die vierte Ausführungsform ist gegenüber der dritten Ausführungsform umgedreht angeordnet, so daß die Schleife 45 innerhalb des Stapels in einer geschützten Lage liegt. Bei der Herstellung der vierten Ausführungsform muß die Form des Streifens 41, der die Kontaktelemente bildet, der Dicke der Leiste 42 angepaßt werden. Diese Ausführungsform kann verwendet werden, um Schaltkreise auf benachbarten Platten des Stapels miteinander zu verbinden, in der Figur werden jedoch Schaltungen, die mit einer Anschlußleitung 6 der Platte D verbunden sind, mit äußeren Schaltungen verbunden, die mit einer Anschlußleitung a eines Flachkabels E verbunden sind. Der Abstand der Koniakieieineiiic untereinander ist derselbe wie der Abstand der AnschluBleitungen.

Die F i g. 4 und 5 zeigen ein elektrisches Flachkabel mit einer Anzahl von Leitungen 101, von denen jede einen Streifen aus einem elastischen leitfähigen Material aufweist Die Leitungen 101 werden durch ein flexibles Band 102 aus Isoliermaterial in parallelen Abständen und coplanar gehalten. An einem Ende des Flachkabels stehen die Leitungen 101 aus dem Band 102 vor und bilden Kontaktelemente 103. Jedes Kontaktelement 103 besteht aus einem Stück mit einer Leitung 101. Das Kontaktelement 103 ist hierzu im Winkel angeordnet. Es bildet eine Schleife 106 in Richtung auf die Ebene der Leitungen 101. Durch diese Schleife 106 werden zwei Kappen 104, 105 gebildet, die, obgleich im Abstand voneinander in Längsrichtung der Leitungen 101 angeordnet, durch die Schleife 106 mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind.

Die Kontaktelemente 103 sind an ihren Enden mit einer isolierenden Leiste 107 verbunden, wodurch sie im richtigen Abstand gehalten werden, und die Kuppen 104 und 105 stehen von der Leiste aus nach oben. Die Haltewirkung der Verbindung wird verstärkt durch Fixierblöcke 108 und 109 aus einem Isoliermaterial, die mit der Leiste 107 verbunden sind, so daß die Enden der Kontaktelemente 103 zwischen den Fixierblöcken 108, 109 und der Leiste 107 gehalten werden. Zweckmäßigerweise erfolgt die Verbindung mit Hilfe eines wärmehärtenden Kunststoffes oder Kunststoffbandes. Die Breite der Leiste 107 ist größer als die des Rachkabels, um zwei Löcher 110 ausbilden zu können, die der Halterung und Lokalisierung dienen.

Fig.6 zeigt eine Eckverbindung, bei der zwei Flachkabel, wie eben beschrieben, so angeordnet sind, daß die Kuppen der Kontaktelemente des einen Kabels denjenigen des anderen Kabels gegenüberliegen. Der Zwischenraum zwischen den Kuppen ist bestimmt durch ein Distanzstück 111, das mit den Leisten 107a des ersten Kabels und 1076 des zweiten Kabels verbunden ist Das Distanzstück 111 grenzt an die Enden der isolierenden Bänder 102a und 1026 an, die, wenn gewünscht, mit dem Dtsianzstück 111 verbunden werden können. Das Distanzstück 111 und die beiden Leisten 107a, 1076 bilden, wenn sie miteinander verbunden werden, eine kanalartige Schiene aus isolierendem Material. Der Zwischenraum zwischen den Kuppen reicht aus, am einen physischen und eicktri- ss sehen Kontakt mit Anschlußleitungen 112a und 1126 auf gegenüberliegenden Seiten einer Platte 113 herzustellen, wenn die Platte in die Vorrichtung eingeschoben wird. Fixierblöcke 108a und 1086 sind so dimensioniert, daß sie das Einschieben der Platte 113 in die Vorrichtung erlauben und sie sind bei 114a und 1146 abgeschrägt, um den Eintritt zu erleichtern. In Fi g. 6 ist die Platte 113 teilweise eingeschoben, wenn sie jedoch voll eingeschoben ist, wird der Rand der Platte 113 in einer Aussparung 115 im Distanzstück 111 aufgenommen. Wenn die Platte 113 voll eingesetzt ist, ist jede Leitung von einem der Kabel durch ein Paar von Kuppen mit einer entsprechenden Anschlußleitung 112a verbunden und jede Leitung des anderen Kabels ist durch zwei Kuppen mit einer entsprechenden Anschlußleitung 1126 verbunden.

Fig. 7 zeigt einen Stapel aus zwei Platten 116, 117 von denen jede Anschlußleitungen 112 auf ihrer oberen Fläche hat Die Platten sind durch Spanneinrichtungen, wie z.B. Bolzen und Muttern 118 miteinander verbunden. Bei dem Stapel nach F i g. 7 werden zwei

Das Flachkabel 119 hat an beiden Enden Verbindungsvorrichtungen, wie oben beschrieben und es dient dazu, eine elektrische Verbindung zwischen Schaltungen auf der Platte 116 und 117 herzustellen. Durch die Kuppen der Kontaktelemente 103 wird ein Kontakt mit den Anschlußleitungen 112 hergestellt

Das Flachkabel 120 hat ebenfalls eine Verbindungsvorrichtung, wie oben beschrieben. Es dient dazu, eine elektrische Verbindung mit Schaltkreisen auf den Platten des Stapels mit anderen äußeren Schaltkreisen, wie z. B. Spannungs- oder Stromquellen herzustellen. Eine solche Verbindung erfolgt direkt mit Schaltungen auf der Platte 117 und indirekt unter Verwendung des Flachkabels 119 mit Schaltungen auf der Platte 116. Zwischen der Platte 116 und dem Kopf der Schraube 118 ist ein Distanzstück 121 angeordnet Die andere Verbindungsvorrichtung des Flachkabels 120 ist an einer Platte 122 aus Isoliermaterial durch Schrauben und Muttern 118 befestigt Die Platte 122 trägt leitende Anschlußleitungen 112, die mit den Kuppen der Kontaktelemente 103 zusammenwirken. Jede Anschlußleitung 112 ist mit einem Stift 123 versehen, der aus einem Stück mit ihr gebildet oder mit ihr verbunden ist

Zur Herstellung liegt das Material für die Leitungen in Plattenform vor. Eine solche Platte ist in F i g. 8 durch das Rechteck PQRS dargestellt Z. B. durch chemisches Abschleifen, wird die Platte in eine laminare Form gebracht, in der eine Anzahl streifenförmiger paralleler Leitungen 101 von dem unveränderten Rand PQ zu dem unveränderten Rand RS verläuft Der mittlere Teil jedes Seitenrandes ist entfernt so daß nur Ansätze Pp und Qq, die ein Stück mit dem Rand PQ bilden, sowie Ansätze Rr und Ss verbleiben, die ein Stück mit dem Rand RS bilden. Jeder Ansatz ist mit einem Loch 131 zur Halterung und Lokalisierung versehen. Die Leitungen 101 werden dann mit Hilfe von Gesenken geformt, so daß die Kuppen ausgebildet werden, wie durch die Linien 104 und 105 in F i g. 9 angedeutet ist Danach werden, falls gewünscht, die Kontaktbereiche an den Kuppen und die Leitungen platiert, worauf das isolierende Band 102 um die Leitungen 101 geformt wird. Daraufhin erfolgt die Verbindung der verschiedenen Teile. Unter der Annahme, daß alle Kuppen von der Ebene der Platte PQRS aus nach oben stehen, wird eine Leiste 107 unter den Ansätzen Pp, Qq angeordnet wobei ein Rand längs der linie pq verläuft und die Enden der Ansätze verbindet Die Leiste ist so dimensioniert, daB ihr gegenüberliegender Rand nicht bis zu dem Endrand PQ reicht, sondern längs einer Linie

tu verläuft. Die Löcher 10 (Fig.4) der Leiste 107 fluchten mit den Löchern 131 (Fig. 9) der Ansätze Pp und Qq. Danach werden über den Ansätzen Pp und Qq die Fixierblöcke 108, 109 angeordnet. Eine weitere Leiste 107, sowie Fixierblöcke 108 und 109 werden dann in gleicher Weise an den Ansätzen Rr und 55 angebracht, wie durch die Linien rs und vw angezeigt ist.

Danach erfolgt die Ve-bindung z. B. unter Verwendung eines wärmehärtenden Kunststoffes oder Kunststoffbandes. Nachdem die Teile miteinander verbunden sind, werden die Endränder PQ und RS entfernt durch Abscheren längs der Linien tu und vw. Die Leitungen 101 sind dadurch voneinander isoliert und die Vorrichtung ist fertig.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   Ι. Elektrische Verbindungsvorrichtung mit einer Leiste aus isolierendem Material, einer Anzahl von parallelen, im Abstand angeordneten Kontaktelementen, von denen jedes aus einem elastischen Streifen aus leitfähigem Material besteht, und jedes der Elemente sich über die Breite der Leiste von ihrem einen zu ihrem anderen Ende erstreckt, wobei die Enden der Kontaktelemente in Hirer Lage auf der Leiste mittels Fixierblöcken gehalten sind, die mit der Leiste verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kontaktelement (la, ib)im gesamten Bereich zwischen seinen Enden im Abstand von der zugehörigen Leiste (2a, 2b) verläuft, 1 s daß es ferner zwei die Kontakte bildenden Kuppen (6a, 7a) aufweist, die durch eine zentrale Schleife (ia) verbunden sind.
2. 2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (31λ, 31y, *1 x, 4\y) an jeder von zwei gegenüberliegenden Flächen der Leisten (32,42) angeordnet sind, und daß ein Kontaktelement auf einer Seite der Leiste übersteht, um eine elektrische Verbindung (35, 45) mit einem überstehenden Ende eines Kontaktelementes auf der anderen Seite der Leiste zu bilden.
3. 3. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Kontaktelementen (IaJ auf der Leiste {2a) gegenüberliegend Kontaktelemente (1 b) auf der Leiste (2b) angeordnet sind, daß fenijr zwischen den beiden Leisten (2a, 2b) ein Distanzslück (3) rngeordret ist, durch das die Enden der Kontaktelem^nte (la, 1 ty mit den Leisten (2a, 2b) verbunden sind und daß -He Kontaktelemente mit überstehenden Anschlußenden (5a, Sb) versehen sind.
4. 4. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte aus einem elastisehen leitfähigen Material chemisch bearbeitet wird, um eine Anzahl von im Abstand angeordneten parallelen Streifen zu bilden, die sich zwischen zwd Rändern erstrecken, daß diese Streifen im Gesenk verformt werden, um in jedem Streifen zwei Kuppen « auszubilden, die im Abstand voneinander liegen und durch eine Schleife verbunden sind, daß die unverformten Teile der Streifen mit einem Isoliermatierial umgeben werden und daß Teile der Streifen unter Wärme und Druck und unter Verwendung eines wärmehärtenden Kunststoffbai
   des zwischen Fmierblöcken und einer isolierenden Leiste befestigt werden, und daß die Ränder von den Streifen abgeschnitten werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Streifen vor der Umhüllung mit dem Isoliermaterial platiert werden.