DE2329426A1

DE2329426A1 - Elektrischer verbinder und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2329426A1
Application number: DE2329426A
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Hector James Munro
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1972-06-17
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1974-01-03
Also published as: FR2189897B1; AR195014A1; BE800926A; BR7304479D0; JPS5512708B2; GB1382691A; NL7308186A; JPS4962986A; FR2189897A1; ES415872A1; US3851297A; IT988757B; DE2329426B2; AU5608573A; CA985388A; DE2329426C3

Description

Priorität; 17. Juni 1972; Großbritannien; Nr. 28483/72

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Verbinder und Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf elektrische Verbinder zum Verbinden mit bzw. zum Herstellen von Zwischenverbindungen zwischen schichtförmigen Schaltungen, wie sie auf gedruckten Schaltungsplatten oder Substraten gebildet sind.

Es besteht ein steigender Bedarf nach lösbaren Verbindungen mit gedruckten Schaltungsplatten oder Substraten , die eine große Anzahl integrierter Schaltungen aufweisen und eine große Anzahl von in geringem Abstand voneinander befindlichen Anschlußstellen darbieten. Es ist von Wichtigkeit, daß derartige Schaltungsplatten oder Substrate für Wartungszwecke in einfacher Weise aus ihren Zwischenverbindungen innerhalb einer Großschaltung gelöst werden können. Herkömmliche Verbinder haben sich in bezug auf die Anpassung an die verlangten geringen Abmessungen und die kleinen Kontaktabstände als nicht zufriedenstellend erwiesen.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Verbinder zu schaffen, der geeignet ist zur Fertigung in kleinen Größen mit kleinem Kontaktabstand; außerdem ist es ein Ziel der Erfindung, eine wirtschaftliche Herstellungsweise für einen derartigen Verbinder vorzusehen.

Ein elektrischer Verbinder, bestehend aus einem langgestreckten Federkörper mit allgemein gleichförmigem Querschnitt, der quer zu seiner Längsrichtung elastisch verformbar ist und voneinander getrennte elektrisch leitende Pfade aufweist, die voneinander isoliert und im Abstand voneinander um den Federkörper herum angeordnet sind, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß jeder Pfad einen allgemein C-förmig gewickelten Leitungsdraht aufweist, der sich nur um einen Teil des Außenumfangs des Federkörpers herum erstreckt und mit diesem verbunden ist, und daß freiliegende Oberflächen abschnitte der Drahtwicklung zumindest eine Reihe von Kontaktpunkten definieren, die sich entlang dem Federkörper und von diesem entfernt erstrecken.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Draht jeder C-förmigen Windung zumindest eines der Enden der C-Fonn sich als Zuleitung frei von dem Federkörper wegerstreckt.

Zweckmäßigerweise ist der Verbinder so ausgebildet, daß sich die C-förmigen Windungsabschnitte um mehr als die Hälfte des Außenumfangs des Federkörpers herumerstrecken und diametral entgegengesetzte Reihen von Kontaktpunkten aufweisen, die sich in Längsrichtung des Federkörpers erstrecken.

Der Federkörper kann aus elastomerem Isoliermaterial geformt sein, oder er kann beispielsweise als rohrförmige Feder von C-förmigem Querschnitt ausgebildet sein. Eine derartige Feder

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kann aus Metall bestehen, und in diesem Fall sind die Federwindungen von dem Metall isoliert.

Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders kennzeichnet sich dadurch, daß eine einlagige Wicklung aus Leitungsdraht um den Federkörper so herumgewickelt wird, daß sie sich in Längsrichtung in eng im Abstand voneinander liegenden Windungen erstreckt, daß die Windungen mit dem Federkörper verbunden werden und daß die Wicklung in Längsrichtung des Federkörpers durchschnitten wird zwecks Trennung benachbarter Windungen, die die voneinander getrennten leitenden Pfade bilden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform kennzeichnet sich das Verfahren dadurch, daß der Federkörper ursprünglich neben einem Formkörper angeordnet wird, der sich in Längsrichtung zu dem Federkörper und seitlich von diesem hervorstehend erstreckt, daß die Wicklung in Windungen um beide Körper herumgeführt wird und daß die Wicklung in ihrer Längsrichtung an um den Federkörper herumführenden Windungsabschnitten durchschnitten wird und daß der Formkörper entfernt wird und Drahtabschnitte sich von einem oder beiden Enden jeder der durchtrennten Windungen erstrecken.

Zweckmäßigerweise kann ein Paar von Verbindern gleichzeitig dadurch hergestellt werden, daß ein Formkörper zwischen einem Paar von Federkörpern angeordnet wird und der Draht um die drei Körper herumgewickelt wird. Die Windungen werden dann in Längsrichtung des Formkörpers an zwischen den Federkörpern befindlichen Stellen durchschnitten.

Um den auf die Wendeleigenschaft der Drahtwicklungen zurückgehenden Verschiebeeffekt zu reduzieren, wird der Federkörper zweckmäßigerweise vor dem Aufwickeln der Wicklung

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elastisch verformt, und zwar im gleichen Sinn, in dem die Wicklung geführt ist, und wird in diesem Zustand bis nach dem Durchschneiden der Wicklung gehalten; daraufhin findet eine Entlastung der Verformungskraft statt. Auf diese V/eise werden die Wicklungswindungen abgeflacht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Verbinders;

Figur 2 eine Endansicht des in Figur 1 gezeigten Verbinders;

Figur 3 eine perspektivische Teildarstellung einer gedruckten Schaltungsplattenanordnung mit einem elektrischen Verbinder gemäß den Figuren 1 und 2;

Figur 4 einen vergrößerten Teillängsschnitt eines Teils des Verbinders der Figuren 1 und 2;

Figur 5 eine perspektivische Teildarstellung eines Herstellungsstadiums eines Verbinders nach den Figuren 1 und 2;

Figur 6 einen Schnitt eines Randverbinders für gedruckte Schaltungen mit elektrischen Verbindern nach Figuren 1 und 2;

Figur 7 teilweise im Schnitt eine perspektivische

Teildarstellung einer Verbinderblockanordnung, wobei die Erfindung Anwendung findet; und

Figur 8 eine Aufsicht auf einen Federkörper in entspanntem und verformtem Zustand, wobei diese Zustände während der Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbinders auftreten.

Der Verbinder gemäß Figur 1 weist einen rohrförmigen Federkörper 1 auf, dessen Querschnitt allgemein C-förmig ist und der eine sich in Längsrichtung erstreckende offene Naht 2 hat,

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die durch elastische Verformung des Federkörpers geschlossen werden kann. Die rohrförmige Feder besteht aus Metall, könnte jedoch auch aus elastischem Isoliermaterial bestehen; es könnte auch anstelle der rohrförmigen Feder ein aus elastomerem Isoliermaterial bestehender Körper vorgesehen sein. Eine Reihe paralleler Drähte 3 erstreckt sich allgemein tangential von der Feder 1, und die Drähte laufen in gewölbte Abschnitte 4 aus, die um den Federkörper 1 herumverlaufen, mit diesem Verbunden sind und isoliert im Abstancjivoneinander liegen. Zweckmäßigerweise sind die Drähte mit einer Lackisolation isoliert, und diametral gegenüberliegende Teile der gewölbten Abschnitte 4 sind an von dem Federkörper 1 entfernten Stellen von Isolationsmaterial befreit. Das freiliegende blanke Metall wird mit einem Kontaktmetall wie Gold oder Zinn bei 7 punktplattiert, so daß Reihen 5 von Kontaktpunkten 6 geschaffen werden. Wie Figur 4 zeigt, legt das haftende Überzugsmaterial die gewölbten Abschnitte in isolierendem Abstand voneinander fest und gestattet ein Durchbiegen der gewölbten Abschnitte 4 in Übereinstimmung mit einem Durchbiegen des rohrförmigen Federkörpers 1.

Gemäß Figur 3 wird im Betrieb der Verbinder gemäß den Figuren 1 und 2 zwischen gegenüberliegenden Außenflächen benachbarter Schaltungsplatten 9 eingespannt, wobei der rohrförmige Federkörper 1 zwischen den Platten unter Druck durchgebogen wird. Gruppen von Kontaktpunkten 6 greifen an entsprechenden Kontakten der Schaltungsplatten an und bewirken die gewünschten Zwischenverbindungen zwischen der oberen und unteren Platte und mit Eingangs- oder Ausgangskreisen über die Zuleitungen 3·

Gemäß Figur 5 werden zur Fertigung eines derartigen elektrischen Verbinders rohrförmige Federkörper 1 in geeigneter Weise federnd auf gegenüberliegende Enden eines Formkörpers

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10 aufgesetzt, der dazu bestimmt ist, die Nähte 2 der Federkörper zu öffnen. Der Formkörper ist an gegenüberliegenden Seiten mit Längsnuten 11 versehen, die zum Zweck des Durchschneidens der Drähte in noch zu beschreibender Weise dienen. Die gewölbten Außenflächen der Federkörper werden mit Klebmittel überzogen (vgl. Figur 4), und eine einlagige Drahtwicklung wird in einer Reihe von eng im Abstand voneinander liegenden Windungen um den Formkörper herum aufgewickelt. Nach dem Aushärten des Bindemittels werden die gewünschten Kontaktpunkte 6 (Figur 4) mittels eines Abstreif- oder Abschleifverfahrens gereinigt, und die freigelegten Drahtabschnitte werden mit einem Kontaktmetall 8, beispielsweise Gold oder Zinn, punktplattiert. Die Drahtwicklung wird entlang den Nuten 11 durchschnitten zur Trennung der beiden Verbinder, die anschließend von dem Formkörper 10 entfernt werden.

Die Drahtenden 3 erstrecken sich von beiden Seiten der offenen Naht 2 jedes Verbinders, und infolge der Expansion dieser Nähte während der Fertigung erstrecken sich bei Entspannung des Federkörpers die gewölbten Abschnitte 4 der Drähte um mehr als einen Halbkreis herum. Die Kontaktreihen liegen in diesem Zustand zweckmäßigerweise diametral entgegengesetzt. Die Drahtenden 3 können selektiv entfernt oder zu Bündeln zusammengefaßt gruppiert werden, je nach den gewünschten speziellen Schaltverbindungen.

Bei dem Randverbinder gemäß Figur 6 ist ein Paar von Vabindern nach Figuren 1 und 2 an je einer Seite eines Schlitzes 12 in einem Gehäuse 13 positioniert. Die Federkörper 1 sind so angeordnet, daß gewölbte Abschnitte in den Schlitz 12 ragen, wobei die Reihen von Kontaktpunkten 6 an entgegengesetzten Seiten einer gedruckten Schaltungsplatte 14 angreifen. Die Drahtenden 3 führen aus dem Gehäuse heraus und dienen der Verbindung mit Schaltkreisen.

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Es ist zu beachten, daß die Fertigung des Verbinders durch spulenförmiges Aufwickeln normalerweise dazu führen wird, daß diametral gegenüberliegende Kontaktpunkte 6 eines Leiterabschnitts 4 um einen halben Wickelschritt versetzt sind. Wenn dünne Drähte in engem Wicklungsabstand verwendet werden und wenn beabsichtigt ist, daß eine komplementäre Kontaktfläche einer gedruckten Schaltungsplatte an einer Vielzahl von Kontaktpunkten als Gruppe angreift, ist die Verschiebung üb einen halben Wickelschritt nicht so wichtig.

In Fällen jedoch, wo die komplementäre gedruckte Schaltungsplatte oder Substratschaltung nur mit einem einzelnen Kontaktpunkt 6 Kontakt bilden soll, muß Vorsorge getroffen werden, um sicherzustellen, daß die jeweils richtigen Kontäktpunkte an diametral gegenüberliegenden Abschnitten des Verbinders ausgewählt werden. In solchen Fällen kann es wünschenswert sein, die gewölbten Abschnitte 4 in flachen Windungen zu wickeln oder nach dem Wickeln der Drahtspule Randabschnitte des C-förmigen Federkörpers, die an die offene Naht angrenzen, seitlich in entgegengesetzte Richtungen zu verschieben, um die Windungen der Wicklung abzuflachen. Dies kann zweckmäßigerweise dadurch geschehen, daß der Federkörper zuerst seitlich in Wickelrichtung belastet wird, um den'Federkörper um einen Betrag elastisch zu verformen, der dem Wicklungsschritt entspricht, und nach dem Aufwickein der Drahtwindungen und Verbindung der Windungen eine Entlastung des Federkörpers herbeizuführen, um die Windungen abzuflachen.

Bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform des Verbinders ist der Federkörper in einem Isoliergehäuse 15 enthalten, das aus identisch ausgebildeten Hälften 16, 17 besteht, die um den Federkörper 1 herum und ineinanderschnappen. Jede Gehäusehälfte 16, 17 weist nicht gezeigte Mittel auf zum Angreifen an Enden des Federkörpers 1 an jeder Seite der Naht,

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lind diese Mittel sind so angeordnet, daß sie beim Ineinanderschnappen der beiden Gehäusehälften 16, 17 Randabschnitte des Federkörpers an jeder Seite der Naht seitlich relativ zueinander verschieben, um so die Windungen 4 der Drahtwicklung abzuflachen.

Jede Gehäusehälfte 16, 17, weist eine nutenförmige Ausnehmung 18, 19 zur Aufnahme des Federkörpers 1 auf, und eine Mehrzahl von Durchgängen 20, 21 erstreckt sich quer zu der Ausnehmung und schneidet diese allgemein tangential zum Federkörper. Leitungsdrähte 22 werden in die Durchgänge eingeführt und in ihrer Lage durch federnden Druck des Federkörpers 1 festgespannt, wobei der Federkörper 1 eine mechanische Halterung und Kontaktdruck bewirkt. Eine derartige Anordnung findet Anwendung bei flachen flexiblen Kabeln oder Bandkabeln, und in diesem Fall ist anstelle einer Mehrzahl von Durchgängen 22 ein Schlitz zur Aufnahme des Mehrleiterkabels vorgesehen.

Figur 8 zeigt einen C-förmigen Federkörper 1, wobei in strichpunktierten Linien «*» 1· gezeigt ist, wie der Federkörper vor dem Aufwickeln der Drahtwindungen durch seitliche Verschiebung an entgegengesetzten Seiten der Naht elastisch verformt werden kann, so daß bei anschließender Entlastung die wendeiförmigen Drahtwindungen abgeflaht werden. Es ist zu beachten, daß die strichpunktiert dargestellte Position eine aus einer Windung bestehende Wendel gleicher Steigung und Richtung wie die Windung der Drahtwicklung darstellt.

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Claims

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Patentansprüche

Elektrischer Verbinder, bestehend aus einem langgestreckten Federkörper mit allgemein gleichförmigem Querschnitt, der quer zu seiner Längsrichtung elastisch verformbar ist und voneinander getrennte elektrisch leitende Pfade aufweist, die voneinander isoliert und im Abstand voneinander um den Federkörper herum angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Pfad einen allgemein C-förmig gewickelten Leitungsdraht (4) (Figur 2) aufweist, der sich nur um einen Teil des Außenumfangs des Federkörpers (1) herum erstreckt und mit diesem verbunden ist, und daß freiliegende Oberflächenabschnitte (5) der Drahtwicklungen zumindest eine Reihe von Kontaktpunkten (5, 6) definieren, die sich entlang dem Federkörper (1) und von diesem entfernt erstrecken.
2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Draht (3) jeder C-förmigen Windung (4) zumindest eines der Enden der C-Form sich als Zuleitung frei von dem Federkörper (1) wegerstreckt.
3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die C-förmigen Windungsabschnitte (4) um mehr als die Hälfte des Außenumfangs des Federkörpers (1) herumerstrecken und diametral entgegengesetzte Reihen von Kontaktpunkten (5, 6) aufweisen, die sich in Längsrichtung des Federkörpers (1) erstrecken.
4. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper (1) aus elastosB?em Isoliermaterial geformt ist.
5. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fe-

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derkörper (l) rohrförmig ausgebildet ist und C-förmigen Querschnitt hat (Figuren 1 und 2).
6. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwindungsabschnitte (4) aus isoliertem Leitungsdraht (Figur 4) bestehen, von dem die Isolation an von dem Federkörper (1) entfernt liegenden Oberflächenabschnitten (6) entfernt ist, so daß zumindest eine Reihe von Kontaktpunkten (6, 7) definiert ist, die sich in Längsrichtung des Federkörpers (1) erstrecken.
7. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Verbinders, bestehend aus einem langgestreckten Federkörper mit allgemein gleichförmigem Querschnitt, der quer zu seiner Länge elastisch verformbar ist und voneinander getrennte elektrisch leitende Pfade aufweist, die voneinander isoliert und im Abstand voneinander um den Federkörper herum angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine einlagige Wicklung aus Leitungsdraht (3, 4) um den Federkörper (1) so herumgewickelt wird, daß sie sich in Längsrichtung in eng im Abstand voneinander liegenden Windungen (4) erstreckt, daß die Windungen (4) mit dem Federkörper (1) verbunden werden und daß die Wicklung in Längsrichtung des Federkörpers (1) durchschnitten wird zwecks Trennung benachbarter Windungen (4), die die voneinander getrennten leitenden Pfade bilden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Federkörper (l) ursprünglich neben einem Formkörper (10) angeordnet wird, der sich in Längsrichtung zu dem Federkörper und seitlich von diesem hervorstehend erstreckt, daß die Wicklung in Windungen um beide Körper (1, 10) herumgeführt wird und daß die Wicklung in ihrer Längsrichtung an um den Formkörper (10) herum-

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führenden Windungsabschnitten durchschnitten wird und daß der Formkörper (10) entfernt wird und Drahtabschnitte (3) sich von einem oder beiden Enden jeder der durchtrennten Windungen (4) erstrecken.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß vor dem Aufwickeln der Wicklung der Pederkörper in Windungsrichtung der Wicklung verformt wird und in diesem Zustand bis nach dem Durchschneiden der Wicklung gehalten wird, woraufhin eine Entlastung der Verformungskraft stattfindet und die Windungen (4) der Wicklung abgeflacht werden,
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Federkörper (1) vor dem Aufwickeln der Wicklung zwecks Vergrößerung seines Umfangsquerschnitts elastisch verformt wird, so daß an dem Federkörper (1) anliegende Abschnitte (4) der Wicklungswindungen sich um mehr als die Hälfte des entspannten Außenumfangs des Federkörpers herumerstrecken.

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