DE3852028T2

DE3852028T2 - Leiterplatten-steckverbinder.

Info

Publication number: DE3852028T2
Application number: DE3852028T
Authority: DE
Inventors: Edwin Classon; Colin Gordon; Frank Gregory; George Kitzman; R Lupien; William Mooney; Michael Singer
Original assignee: Digital Equipment Corp
Current assignee: Digital Equipment Corp
Priority date: 1987-03-17
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2008-03-16
Also published as: DE3852028D1; EP0349595B1; AU604909B2; ATE113762T1; EP0349595A1; JP2648841B2; US4780095A; JPH02502771A; CA1282132C; AU1716988A; WO1988007271A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft elektromechanische Steckverbinder für Leiterplatten und insbesondere Rand-Steckverbinder, die die Randabschnitte von Leiterplatten mechanisch festhalten und elektrisch verbinden.

Hintergrund der Erfindung

Elektrische Steckverbinder sind dafür ausgelegt, leitende Wege zwischen benachbarten gedruckten Leiterplatten zu schaffen. Manche Verbinder fassen die Platinen, mit denen sie verbunden sind, außerdem mechanisch, um eine Platine physisch an der benachbarten Platine festzuhalten. Steckverbinder dieses Typs werden häufig auf einer Primär- oder Hauptplatine installiert und sind dafür geeignet, die Ränder von Sekundär- oder Folgeplatinen aufzunehmen. Diese Steckverbinder werden Rand-Steckverbinder genannt und in modernen elektrischen Geräten verwendet, die eine Anzahl von parallelen Folgeplatinen enthalten, die eng zusammengepackt sind.
Rand-Steckverbinder weisen häufig eine Anzahl von leitenden Kontakten auf, die im Abstand und geradlinig in einem Gehäuse angeordnet sind. Jeder Kontakt ist metallisch und so positioniert, daß er an eine leitende Kontaktfläche auf dem Rand der Folgeplatine stößt. Häufig sind die Kontakte in zwei parallelen Reihen angeordnet, so daß die Folgeplatine dazwischen eingesetzt werden kann. Ist eine Folgeplatine zwischen den Reihen positioniert, so üben die Kontakte eine Einspannkraft auf die Folgeplatine aus, um sie im Gehäuse festzuhalten.
Bei den gegenwärtig gebräuchlichen Rand-Steckverbindern gibt es eine Anzahl von Nachteilen. Die Leiter der meisten dieser Steckverbinder weisen senkrechte Schäfte auf, die durch Löten mit durchkontaktierten Löchern in der Hauptplatine verbunden werden müssen. Die Hauptplatine mit einer großen Anzahl von durchkontaktierten Löchern zu versehen, nimmt eine wesentliche Fläche auf der Platine in Anspruch und setzt voraus, daß Leiter und andere Schaltungselemente auf der Platine um sie herum ausgeführt werden. Darüber hinaus ist es schwierig, die Rand-Steckverbinder auf einer Platine auszutauschen, da sie teilpermanent an der Platine befestigt sind.
Außerdem ist der Mechanismus uneffizient, den viele Rand-Steckverbinder verwenden, um die Folgeplatinen festzuhalten. Manche Rand-Steckverbinder bauen auf (ZIF)-Mechanismen für kraftfreies Einsetzen. Die Kontakte dieser Steckverbinder sind mit einem Nockenstab in Registrierung, so daß wenigstens eine der parallelen Reihen von Kontakt-Steckverbindern wahlweise in Richtung auf die gegenüberliegende Reihe oder davon weg bewegt werden kann. Zu Beginn sind die Kontakte im Abstand voneinander angeordnet. Nachdem die Folgeplatine zwischen den einander gegenüberliegenden Kontaktreihen eingesetzt ist, werden die Reihen zusammengerückt, um die Folgeplatine dazwischen einzuspannen. ZIF-Steckverbinder bauen auf relativ aufwendige mechanische Mechanismen, um die Folgeplatinen festzuhalten. Des weiteren ist der Festhaltemechanismus aus einer Anzahl von beweglichen Teilen gebildet, von denen irgendeins auf Grund von Verschleiß oder von Bruch versagen kann.
Andere Rand-Steckverbinder bauen auf (LIF)-Kontakte für kraftarmes Einsetzen. Diese Kontakte sind Einzelteile, die gestanzt und gebogen worden sind, so daß sie eine Form mit federartigen Elastizitätseigenschaften aufweisen. Am Ende verlieren die Kontakte trotzdem ihre Spannkraft und werden in eine permanent offene Form verformt. Wird eine Folgeplatine zwischen die ermüdeten Kontakte gesetzt, so stoßen diese nicht fest an die Folgeplatine. Als Folge halten sie die Folgeplatine nicht mehr am Gehäuse fest und bilden auch keine zuverlässige elektrische Verbindung mit den Kontaktflächen der Folgeplatinen mehr.
Darüber hinaus kann nur eine begrenzte Anzahl von elektrischen Verbindungen pro Längeneinheit der Folgeplatine hergestellt werden. Dies liegt daran, daß die einzelnen Kontaktflächen auf der Folgeplatine eine minimale Breite haben müssen, um zu gewährleisten, daß es eine ausreichende Kontaktfläche zwischen ihnen und den Steckverbinderkontakten gibt, um einen ununterbrochenen elektrischen Weg mit minimalem Widerstand zu bilden. Außerdem müssen die Kontaktflächen in einem genügenden Abstand voneinander angeordnet sein, so daß unter normalen Betriebsbedingungen benachbarte Flächen nicht kurz schließen. Stromkontaktflächen haben eine Querschnittsbreite von 2 mm (0,080 Zoll) und sind im Abstand von ungefähr 0,5 mm (0,02 Zoll) angeordnet. Somit nehmen jede Kontaktfläche und der isolierende Spalt 2,5 mm (0,1 Zoll) der Länge ein, so daß maximal 10 Kontakte je Zoll (oder je 2,5 cm) der Folgeplatine untergebracht werden können. Die zunehmende Miniaturisierung von elektronischen Schaltungen verlangt, daß mehr Verbindungen pro Längeneinheit der Platine zur Verfügung gestellt werden.
Überdies stellen manche Rand-Steckverbinder nur Signalkontakte zu der Folgeplatine bereit. Diese sind nicht dafür geeignet, die Leistung zu übertragen, die zum Betrieb der Bauelemente benötigt wird, die sich auf den Folgeplatinen befinden können.
In der WO85/02499, von der der Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs 1 abgeleitet worden ist, ist ein Beispiel eines Steckverbindersystems gezeigt, bei dem ein Betätigungsmechanismus verwendet wird, um zwei Reihen von Kontakten während eines Einsetzvorgangs voneinander zu trennen, und um die Kontakte mit entsprechenden Platinenkontakten in Eingriff zu bringen, wenn die Platine eingesetzt und verrastet worden ist.
In der FR-A-2566590 ist ein Steckverbindersystem gezeigt, das schwenkbare L-förmige Kontaktstifte verwendet, um Kontakte auf einer Grundplatine und auf einer Folgeplatine, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind, wechselweise zu verbinden. Dieses Steckverbindersystem liefert symmetrische Schaftteile, die die Mittellinie des Isolatorkörpers umgeben.

Abriß der Erfindung

Es ist daher eine Hauptaufgabe dieser Erfindung, einen Rand-Steckverbinder mit Kontakten zu schaffen, die nicht permanent oder teilpermanent an der Hauptplatine befestigt sein müssen. Somit erfordert das Befestigen dieses Steckverbinders auf der Hauptplatine keine umfangreiche Verlegung von anderen Bauelementen und Leitern darum herum. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Steckverbinder mit Kontakten zu schaffen, die imstande sind, die Folgeplatine festzuhalten. Des weiteren sollen die Kontakte imstande sein, der Beanspruchung durch wiederholtes Einsetzen und Entfernen von Folgeplatinen zu widerstehen, ohne zu ermüden. Darüber hinaus sollen die Kontakte so angeordnet sein, daß sie eine große Zahl elektrischer Verbindungen pro Längeneinheit entlang der Folgeplatinen ermöglichen. Noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Rand-Steckverbinder zu schaffen, der imstande ist, sowohl Signal- als auch Leistungsströme zu und von der Folgeplatine zu übertragen.
Diese und weitere Aufgaben dieser Erfindung werden durch einen Rand-Steckverbinder gelöst, wie im vorliegenden Patentanspruch 1 angegeben. Ein solcher Rand-Steckverbinder enthält einen Isolatorbaustein, der zwei parallele Reihen von im Abstand angeordneten, flexiblen Kontakten enthält. Jeder Kontakt ist mit einem direkt gegenüber von ihm gelegenen Kontakt gepaart. Durch einen Zwischenraum in dem Baustein zwischen den Kontaktreihen wird ein Platinenschlitz gebildet. Jeder Kontakt enthält eine Kontaktzone, die in den Zwischenraum für den Platinenschlitz hineinragt. Die Kontakte sind so angeordnet, daß in jeder Reihe die Kontaktzonen benachbarter Kontakte in Längsrichtung voneinander versetzt sind. Insbesondere hat für jedes Paar benachbarter Kontakte einer eine obere Kontaktzone und der andere eine untere Kontaktzone, wobei die obere Kontaktzone im Abstand über der unteren Kontaktzone angeordnet ist. Die Kontakte sind außerdem so angeordnet, daß ein Kontakt mit einer oberen Kontaktzone direkt gegenüber von einem Kontakt mit einer unteren Kontaktzone geleben ist. Somit enthält eine Reihe von Kontakten Kontaktzonen, die in einem Oben-Unten-Oben-Unten-Muster angeordnet sind, und enthält die gegenüberliegende Reihe Kontaktzonen, die in einem Unten-Oben-Unten-Oben-Muster angeordnet sind. Jeder Kontakt wird durch eine einstückig mit dem Baustein ausgebildete Vorspann-Sperre, die sich oberhalb des Kontakts befindet, von dem Platinenschlitz weg gezwungen.
Der Rand-Steckverbinderbaustein kann sowohl mit Schmalprofil-Signalkontakten als auch Breitprofil-Leistungskontakten ausgestattet sein. Die Signalkontakte werden durch Ausschneiden aus Flachmaterial gebildet. Beide Kontakttypen sind mit Flächendruckkontakten versehen, die an Kontaktflächen auf der Hauptplatine stoßen, an der der Rand-Steckverbinder befestigt ist.
Der Rand-Steckverbinder wird verwendet, indem er zuerst auf der Hauptplatine befestigt wird. Die Flächendruckkontakte treffen auf Kontaktflächen der Hauptplatine auf, um einen elektrischen Weg dazwischen zu bilden. Eine Folgeplatine wird dann an dem Rand-Steckverbinder befestigt, indem ihr Rand in den Platinenschlitz eingesetzt wird. Die elastischen Eigenschaften der Kontakte bewirken, daß ihre Kontaktzonen gegen die Folgeplatine drücken. Die Folgeplatine wird somit zwischen den beiden Reihen von Kontakten festgehalten, die dagegendrücken. Des weiteren trifft die Kontaktzone jedes Kontakts auf eine getrennte Kontaktfläche auf der Folgeplatine auf, um einen elektrischen Weg dazwischen zu bilden. Somit dient jeder Kontakt als ein leitendes Bindeglied, das eine Kontaktfläche der Folgeplatine mit einer komplementären Kontaktfläche auf der Hauptplatine verbindet.
Dieser Rand-Steckverbinder hat eine Anzahl von Vorteilen. Da in jeder Reihe die Kontaktzonen benachbarter Kontakte versetzt sind, können die Kontaktflächen auf den Folgeplatinen ähnlich versetzt sein. Somit ist es möglich, jede Seite der Folgeplatine mit zwei Reihen von Kontaktflächen zu versehen. Dies verdoppelt die Anzahl elektrischer Verbindungen, die pro Längeneinheit der Folgeplatine zur Verfügung stehen, ohne die erforderlichen Toleranzen zwischen den Kontaktflächen zu verringern oder ohne die Größe der Kontaktflächen zu verringern.
Außerdem sind die Signalkontakte jeweils relativ elastisch. Dies liegt zum Teil eher daran, daß die Kontakte aus Flachmaterial profiliert sind, als daran, daß sie, wie herkömmliche Kontakte, in Form gepreßt sind. Als Folge sind die Kontakte nicht dafür anfällig, außer Form gebogen zu werden, mit dem nachfolgenden Elastizitätsverlust. Des weiteren gewährleisten die Vorspann-Sperren, daß die Kontakte bei nur minimalen Verstellbetrag eine ausreichende Normalkraft auf die Folgeplatine ausüben. Dies sichert die Langzeitflexibilität der Kontakte, da sie nicht über ihren normalen Elastizitätsbereich hinaus gedehnt werden.
Das Vorsehen der Flächendruckkontakte beseitigt weiterhin das Erfordernis, durchkontaktierte Löcher auf der Hauptplatine vorzusehen. Dies vereinfacht das Erfordernis, die Stromwege der Hauptplatine um den Rand-Steckverbinder herum auszuführen. Außerdem macht dies es unnötig, die Kontakte durch Löten oder andere teilpermanente Mittel zu befestigen, was es einfacher macht, den Rand- Steckverbinder zu entfernen und zu ersetzen.
Außerdem werden die Kontakte dieser Erfindung von der Seite in den Baustein eingelegt. Dies bedeutet, daß die von den Kontakten auf den Isolatorbaustein ausgeübte Normalkraft eine Funktion der Position der Kontakte relativ zum Baustein ist. Somit kann die Normalkraft, die die Kontakte ausüben, leicht eingestellt werden, indem die Kontakte in einen anderen Baustein eingesetzt werden.
Weitere Vorteile dieser Erfindung werden deutlich werden, während eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Perspektivansicht des grundlegenden Rand-Steckverbinderbausteins dieser Erfindung.
Figur 2 ist eine Teil-Draufsicht des grundlegenden Rand-Steckverbinderbausteins dieser Erfindung.
Figur 3 ist eine Querschnittsansicht des grundlegenden Rand-Steckverbinderbausteins dieser Erfindung entlang der Linie 3-3 in Figur 2.
Figur 4 ist eine Ansicht einer Vielzahl von Kontakten dieser Erfindung, die aus Flachmaterial ausgeschnitten sind.
Figur 5 ist eine Seitenansicht der Anschlußflächen einer Folgeplatine, die zusammen mit dem Rand-Steckverbinder dieser Erfindung zu verwenden ist.
Figur 6 ist eine offene Seitenansicht eines Rand-Steckverbinder-Gehäuses, das eine Anzahl von Rand-Steckverbinderbausteinen enthält.
Figur 7 ist eine Draufsicht auf einen Rand-Steckverbinder dieser Erfindung, der sowohl Signal- als auch Leistungskontakte enthält.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Rand-Steckverbinderbaustein 10, der einen Isolatorkörper 12 aufweist, der eine Anzahl von Kontakten 14a und 14b enthält.
Der Isolatorkörper enthält einen Basisteil 16 mit einer großen Querschnittsfläche und zwei symmetrische, mit Zwischenraum angeordnete Schaftteile 18, die sich von der Basis aus nach oben erstrecken und die mit Zwischenraum angeordnet sind, um dazwischen einen Platinenschlitz 20 zu bilden. Die Kontakte 14 sind in zwei Reihen 17a, 17b angeordnet, die sich aufeinander gegenüberliegenden Seiten des Platinenschlitzes befinden. Jeder Kontakt befindet sich in einem Kontaktschlitz 21. Die Kontaktschlitze sind in symmetrischen Paaren quer über den Platinenschlitz 20 hinweg angeordnet. Jeder Kontaktschlitz befindet sich in einer Hälfte des Basisteils 16 und in dem angrenzenden Schaftteil 18. Die Kontakte 14 werden durch am Körper 12 entlang gelegene Seitenöffnungen 22 hindurch in die Schlitze 21 eingelegt. Der Isolatorkörper 12 enthält außerdem wenigstens einen Ausrichtstift 23 (Figur 3), der von dem Basisteil 16 aus nach unten vorsteht.
Die Kontakte 14 sind in den Reihen 17a, 17b so angeordnet, daß sich obere Kontakte 14a mit unteren Kontakten 14b abwechseln. Jeder obere Kontakt 14a hat eine obere Kontaktzone 40a, die sich in den Platinenschlitz 20 hinein erstreckt, und jeder untere Kontakt hat eine untere Kontaktzone 40b, die sich ebenfalls in den Platinenschlitz hinein erstreckt. Die oberen Kontaktzonen 40a sind alle mit Abstand über den unteren Kontaktzonen 40b angeordnet.
Wie mit Hilfe der Figuren 2 und 3 dargestellt, sind die Kontakte außerdem so angeordnet, daß sich die oberen Kontakte 14a und die unteren Kontakte 14b den Platinenschlitz 20 entlang einander direkt gegenüber befinden. Somit sind die Kontakte in einer Reihe 17a in einem Oben-Unten-Oben-Unten-Muster angeordnet, und die Kontakte in der gegenüberliegenden Reihe 17b sind in einem Unten-Oben-Unten-Oben-Muster angeordnet.
Indem auch noch auf Figur 3 Bezug genommen wird, kann man sehen, daß jeder Kontakt 14 an eine Seite eines massiven Mittelkerns 24 anstößt, der einstückig mit dem Basisteil 16 ist. Jeder Kontakt 14a, 14b enthält eine Stabilisierungsplatte 26a bzw. 26b, die einen Fußteil 28a bzw. 28b mit abgerundeter Nase aufweist, der gegen den gegenüberliegenden Kontakt 14b oder 14a gerichtet ist. Der Fußteil 28a, 28b befindet sich innerhalb einer schlitzförmigen Fußaufnahmezone 30a bzw. 30b im Mittelkern 24, um den Kontakt 14 im Isolatorkörper 12 festzuhalten. Eine Flächendruck-Kontaktfahne 32a bzw. 32b erstreckt sich von jeder Stabilisierungsplatte 26a, 26b aus fern vom Fußteil 28a, 28b nach unten, macht einen Bogen unter den Mittelkern 24 des Isolatorkörpers und endet neben der longitudinalen Mittellinie des Isolatorkörpers. Am Ende jeder unteren Fahne befindet sich ein Flächendruckkontakt 34a bzw. 34b, um den Kontakt elektrisch mit einer Kontaktfläche auf einer benachbarten Hauptplatine (nicht gezeigt) zu verbinden.
Jeder Kontakt 14a, 14b weist eine Folgeplatinen-Kontaktfahne 36a bzw. 36b auf, die sich von einer Zwischenstelle auf der Stabilisierungsplatte 26a, 26b aus nach oben erstreckt. Jede Folgeplatinen-Kontaktfahne 36a, 36b enthält einen Schaft 38a bzw. 38b, der sich nach oben in Richtung auf den Platinenschlitz 20 erstreckt und von dem die Kontaktzonen 40a oder 40b in den Platinenschlitz 20 hinein vorspringen. Ein Zurückhaltefinger 42a bzw. 42b erstreckt sich von jeder Kontaktzone 40a, 40b aus und ist im Kontaktschlitz 21 gelegen. Die Zurückhaltefinger 42a, 42b stoßen jeder an Vorspann-Sperren 44 an, die einstückig mit dem Isolatorkörper 12 sind und sich quer über die Oberseite des Kontaktschlitzes 21 erstrecken, die an den Platinenschlitz angrenzt.
Die Stabilisierungsplatten 26a und 26b und die komplementären Fußaufnahmezonen 30a und 30b sind außerdem gegeneinander versetzt. Daher befinden sich die Stabilisierungsplatte 26a des oberen Kontakts 14a und die zugehörige Fußaufnahmezone 30a oberhalb der Stabilisierungsplatte 26b des unteren Kontakts 14b und der zugehörigen Fußaufnahmezone 30b.
Wie in Figur 4 dargestellt, können die Kontakte 14 aus einem Teil eines Flachmaterials 46 heraus profiliertwerden. Nachdem die Kontakte profiliert sind, können sie aus dem Flachmaterial ausgeschnitten werden, um in den Isolatorkörper 12 eingesetzt zu werden.
Figur 6 zeigt eine Vielzahl von in Längsrichtung ausgerichteten Rand-Steckverbinderbausteinen 10 innerhalb eines Rand-Steckverbinder-Gehäuses 48. Das Gehäuse besteht aus Kunststoff und ist aus zwei langgestreckten Seitenwänden 49 gebildet, die durch Endwände 50 auseinandergehalten werden. Die Bausteine 10 befinden sich jeweils in einem Aufnahmeraum 51 zwischen den Seitenwänden. Jeder Aufnahmeraum wird durch die Seitenwände und durch eine der Endwände 50 oder von Querstreben 52 gebildet, die sich zwischen den Seitenwänden 49 erstrecken. Obere Seitenwände 53 erstrecken sich angrenzend an den unteren Abschnitt der Rumpf-Schaftteile 18 quer über das Gehäuse 48.
Lippen 56 springen von der Oberseite der Rumpf-Schaftteile 18 über die Oberseite der oberen Seitenwände 53 vor. Die Lippen halten die Bausteine 10 im Steckverbinder-Gehäuse 48 fest. Die Außenseiten der Lippen 56 sind abgeschrägt, so daß die Bausteine in das Steckverbinder-Gehäuse eingesetzt werden können.
Das Rand-Steckverbinder-Gehäuse 48 mit den angebrachten Bausteinen 10 wird verwendet, indem zuerst die zusammengebaute Einheit auf einer Hauptplatine installiert wird. Die Ausrichtstifte 23 der einzelnen Bausteine werden in (nicht gezeigten) getrennten Bohrungen in der Hauptplatine positioniert, so daß die Flächendruckkontakte 34 des Rand-Steckverbinders an die entsprechenden Kontaktflächen der Hauptplatine stoßen. Da jeder Baustein 10 seinen eigenen Ausrichtstift 23 aufweist, werden sämtliche Kontaktzonen der Flächendruckkontakte 34 korrekt ausgerichtet, ohne Rücksicht auf die Anzahl der vorhandenen Bausteine.
Eine Folgeplatine wird mit dem Rand-Steckverbinder verbunden, indem ihr Randteil in den Platinenschlitz 20 zwischen den Schäften 18 der Isolatorkörper 12 eingesetzt wird. Wie in Figur 5 gezeigt, ist eine zusammen mit dem Rand-Steckverbinder dieser Erfindung verwendete Folgeplatine 90 mit zwei Reihen von Kontaktflächen 92a, 92bversehen, die gegeneinanderversetzt sind. Die unteren Kontaktflächen 92b befinden sich jeweils unter dem Spalt, der die oberen Kontaktflächen 92a trennt.
Die Folgeplatine 90 kann mit versetzten Reihen von Kontaktflächen 92a und 92b versehen werden, da die Kontaktzonen 40a und 40b der benachbarten Rand-Steckverbinder-Kontakte 14, mit denen in Registrierung zu stehen sie konstruiert sind, ähnlich versetzt sind. Mit anderen Worten werden die oberen Kontaktzonen 40a gegen die oberen Kontaktflächen 92a stoßen, und die unteren Kontaktzonen 40b werden gegen die unteren Kontaktflächen 90b stoßen. Somit macht es dieser Rand-Steckverbinder möglich, die Anzahl von pro Längeneinheit der Folgeplatine zur Verfügung stehenden Kontaktflächen zu verdoppeln, ohne die Querschnittsbreite derKontaktflächen oder den Abstand zwischen ihnen oder die Toleranz zu verringern, die erforderlich sind, um den Kontakt zwischen den Kontaktzonen 40 und den Kontaktflächen 92 sicherzustellen.
Ein weiterer Vorteil dieses Rand-Steckverbinders ist, daß die Stabilisierungsplatte 26 die Zwangs-Ablenkbewegung der Folgeplatinen-Kontaktfahnen 36 nicht auf die Flächendruck-Kontaktfahnen 32 überträgt. Dies liegt daran, daß die Stabilisierungsplatte durch den Fußteil 28 fest im Rumpf-Mittelkern 24 festgehalten wird. Wird eine Folgeplatine in den Rand-Steckverbinder eingesetzt oder davon entfernt, so wird daher die Bewegung der Zwangsablenkung der Folgeplatinen-Kontaktfahne durch die Stabilisierungsplatte blockiert. Die Flächendruck- Kontaktfahne 32 bewegt sich nicht, und der Flächendruckkontakt 34 steht in elektrischem Kontakt mit der Hauptplatinen-Kontaktfläche, mit der er in Registrierung steht.
Darüber hinaus können die Folgekontaktfahnen 36 verjüngt sein, da sie aus Flachmaterial 46 profiliert werden. Der verjüngte Aufbau liefert einen Kontakt, der weniger dafür anfällig ist, seine Spannkraft und Flexibilität zu verlieren. Dies vergrößert die nutzbare Lebensdauer der Kontakte 14 wesentlich.
Die Vorspann-Sperren 44 tragen ebenfalls zum Nutzwert dieses Rand-Steckverbinders bei. Die Vorspann-Sperren blockieren die Einwärtsbewegung der Folgeplatinen-Kontaktfahnen 36 in Richtung auf den Platinenschlitz 20. Dieses verringert die Beanspruchung, die die Folgeplatinenkontakte auf den Isolatorbaustein ausüben, um zu verhindern, daß er mit der Zeit rissig wird. Die Vorspann-Sperren begrenzen außerdem den Betrag der Verstellung, die den Kontakten 14 durch die Folgeplatinen 90 aufgezwungen wird, indem sie vorgespannt werden. Darüber hinaus begrenzen die Vorspann-Sperren 44 den Grad der seitlichen Verformung, der die einzelnen Folgeplatinen-Kontaktfahnen 36 ausgesetzt sind. Dies minimiert das Erfordernis nach Kontaktflächen 92 mit großen Querschnittsbreiten, um einen Kontakt mit den Fahnenkontakten 40 sicherzustellen. Dies verringert außerdem die Möglichkeit wesentlich, daß eine einzelne Folgeplatinen-Kontaktfahne 36 aus der Form gebogen wird und nicht mit der richtigen Folgeplatinen-Kontaktfläche 92 fluchtet.
Des weiteren ist es relativ einfach, die Normalkraft zu ändern, die die Kontakte 14 auf eine Folgeplatine 90 ausüben. Dies liegt daran, daß die von den Kontakten ausgeübte Normalkraft eine Funktion ihrer Einsetztiefe in Bezug auf den Platinenschlitz 20 ist. Beispielsweise würde ein Rand-Steckverbinder, der so aufgebaut ist, daß er eine minimale Normalkraft liefert, Kontakte aufweisen, die vom Platinenschlitz 20 entfernt sitzen. Ein Rand-Steckverbinder, der so aufgebaut ist, daß er eine maximale Normalkraft aufweist, würde andererseits Kontakte aufweisen, die nahe dem Platinenschlitz sitzen. Außerdem ist es relativ leicht, die Kontakte durch die inneren Öffnungen 22 im Isolatorkörper 12 hindurch in die Kontaktschlitze 21 einzuführen. Dies verringert die Herstellungskosten des Rand-Steckverbinders.
Noch ein Vorteil dieses Rand-Steckverbinders ist der, daß die Kontaktflächen- Druckkontakte 34 nur Kontaktflächen auf der benachbarten Hauptplatine erfordern. Es besteht keine Notwendigkeit, durchkontaktierte Löcher vorzusehen, oder die Kontakte permanent mit der Hauptplatine zu verbinden. Somit besteht keine Notwendigkeit, große Abschnitte der Stromwege der Hauptplatine um die Flächen herum auszuführen, die für die Rand-Steckverbinder-Kontakte zur Verfügung gestellt sind. Außerdem macht es die Flächendruck-Befestigung relativ einfach, die Rand-Steckverbinderbausteine zu reparieren oder zu ersetzen.
Mit dem Rand-Steckverbinder dieser Erfindung sind alternative Kontaktkombinationen möglich. Wie in Figur 7 dargestellt, kann ein Baustein 62 sowohl mit Signalkontakten 14 als auch mit Leistungskontakten 64 ausgerüstet sein. Die Leistungskontakte haben eine Querschnittsfläche von ungefähr 4,8 x 10&supmin;&sup4; mm² (0,75 Millizoll²) anstelle der Querschnittsfläche von 1,8 x 10&supmin;&sup4; mm² (0,28 Millizoll²) der Signalkontakte. Der Baustein ist mit Leistungskontaktschlitzen 66 von vergrößerter Breite versehen, um die Leistungskontakte unterzubringen. Die Leistungskontakte sind außerdem gegeneinander versetzt, so daß ein Kontakt 64a eine obere Kontaktzone aufweist und der gegenüberliegende Kontakt 64b eine untere Kontaktzone aufweist (Kontaktzonen nicht gezeigt).
Diese Ausführungsform der Erfindung macht es möglich, eine Folgeplatine mit sowohl Signal- als auch Leistungskontakten von einem einzelnen Rand-Steckverbinder zu versehen. Sie beseitigt die Notwendigkeit, die Folgeplatine über getrennte Leitungen mit niedrigem Widerstand mit Strom versorgen zu müssen.
Weiterhin kann es in manchen Ausführungsformen der Erfindung erforderlich sein, das Rand-Steckverbinder-Gehäuse 48 mit (nicht dargestellten) Klemmmechanismen zu versehen, um einen Abschnitt der Folgeplatine 90 zu befestigen. Dies kann erforderlich sein, wenn die Folgeplatine waagerecht in den Rand-Steckverbinder eingesetzt wird, oder in anderen Situationen, in denen die Kontakte 14 allein nicht genug Kraft haben, um die Folgeplatine festzuhalten.

Claims

1. Rand-Steckverbinder (10), um den Rand einer Leiterplatte mechanisch festzuhalten und elektrisch zu verbinden, enthaltend:

(a) einen Isolatorkörper (12) mit einer Basis (16) und zwei parallelen, mit Zwischenraum angeordneten Schaftteilen (18), die sich von der Basis (16) aus nach oben erstrecken und die einen Platinenschlitz (20) dazwischen bilden, und mit einer Vielzahl von seitlich verlaufenden Kontaktschlitzen (21), die entlang der Länge des Isolatorkörpers (12) gelegen sind, wobei sich jeder Kontaktschlitz (21) von einer Seite der Basis (16) aus und durch den angrenzenden Schaftteil (18) hindurch erstreckt, und wobei jeder Kontaktschlitz (21) quer über den Platinenschlitz (20) hinweg gegenüber von einem entsprechenden Kontaktschlitz (21) gelegen ist;

(b) zwei Reihen (17a, 17b) von einander seitlich gegenüberliegenden Kontakten (14a, 14b), wobei jede Reihe (17a, 17b) eine Vielzahl der Kontakte (14a, 14b) enthält und wobei jeder Kontakt (14a, 14b) innerhalb eines getrennten Kontaktschlitzes (21) gelegen ist und enthält: (i) eine Stabilisierungsplatte (26a, 26b), die innerhalb der Basis (16) des Isolatorkörpers (12) befestigt ist, (ii) eine Flächendruck-Kontaktfahne (32a, 32b), die sich von der Stabilisierungsplatte (26a, 26b) aus nach unten erstreckt, mit einem Flächendruckkontakt (34a, 34b) am Ende der Flächendruck-Kontaktfahne, und (iii) eine Folgeplatinen-Kontaktfahne (36a, 36b), die sich von der Stabilisierungsplatte (26a, 26b) aus nach oben in den Platinenschlitz (20) hinein erstreckt, mit einer Platinenkontaktzone (40a, 40b) innerhalb des Platinenschlitzes (20), wobei in wenigstens einer der Reihen (17a, 17b) die Kontakte wenigstens einen oberen Kontakt (14a) und wenigstens einen unteren, dem oberen Kontakt (14a) seitlich gegenüberliegenden Kontakt (14b) umfassen, und wobd die Kontaktzone (40a) des oberen Kontakts (14a) benachbart zu und im Abstand über der Kontaktzone des unteren Kontakts (14b) gelegen ist;

wobei der Rand-Steckverbinder (10) gekennzeichnet ist durch

(c) Schaftteile (18), die symmetrisch sind und die um die Mittellinie des Isolatorkörpers (12) herum gelegen sind; dadurch, daß

(d) jeder Kontakt (14a, 14b) außerdem einen Zurückhaltefinger (42a, 42b) oberhalb der Platinenkontaktzone (40a, 40b) enthält; und durch

(e) eine Vielzahl von Vorspann-Sperren (44), von denen jede einstückig mit dem Isolatorkörper (12) ist und sich an den Platinenschlitz (20) angrenzend quer über einen der Kontaktschlitze (21) erstreckt, so daß der Zurückhaltefinger (42a, 42b) des darin angeordneten Kontakts (14a, 14b) an die Vorspann-Sperre (44) stößt, wodurch die Einwärtsbewegung der Platinen-Kontaktfahne (36a, 36b) des Kontakts begrenzt wird.

2. Rand-Steckverbinder (10) nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch:

(f) einen Mittelkern (24) innerhalb der Basis (16) des Isolatorkörpers (12) zwischen den einander seitlich gegenüberliegenden Kontakten (14a, 14b),wobei der Mittelkern (24) schlitzförmige Fußaufnahmezonen (30a, 30b) enthält, die an die Kontaktschlitze (21) angrenzen; und

(g) einen Fußteil (28a, 28b), der sich von der Stabilisierungsplatte (26a, 26b) jedes Kontakts aus in Richtung auf die Mittellinie des Isolatorkörpers erstreckt und der in einer der schlitzförmigen Fußaufnahmezonen (30a, 30b) befestigt ist.

3. Rand-Steckverbinder (10) nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Isolatorkörper (12) mit wenigstens einem Ausrichtstift (23) versehen ist.

4. Rand-Steckverbinder (10) nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Paar der einander seitlich gegenüberliegenden Kontakte (14a, 14b) aus Flachmaterial profiliert ist.

5. Rand-Steckverbinder (10) nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Reihen alle oberen und unteren Kontakte (14a, 14b) enthält und daß die Kontakte (14a, 14b) so angeordnet sind, daß sich die oberen Kontakte (14a) mit den unteren Kontakten (14b) abwechseln.

6. Rand-Steckverbinder (10) nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß beide Reihen die oberen und die unteren Kontakte (14a, 14b) enthalten und daß in jeder Reihe die Kontakte so angeordnet sind, daß sich die oberen Kontakte (14a) mit den unteren Kontakten (14b) abwechseln und daß den Platinenschlitz (20) entlang jeder obere Kontakt (14a) einem entsprechenden unteren Kontakt (14b) gegenüber gelegen ist und jeder untere Kontakt (14b) dem entsprechenden oberen Kontakt gegenüber gelegen ist.

7. Rand-Steckverbinder (10) nach Anspruch 6, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsplatte (26a) jedes oberen Kontakts (14a) oberhalb der Stabilisierungsplatte (26b) jedes jeweiligen unteren Kontakts (14b) gelegen ist.

8. Rand-Steckverbinder-Aufbau, enthaltend:

(a) ein Gehäuse (48) mit einer ersten und einer zweiten langgestreckten Seitenwand (49), die durch eine erste und eine zweite Endwand (50) mit Zwischenraum angeordnet sind, wobei die Seitenwände (49) und die Endwände (50) einen Zwischenraum (51) dazwischen bilden, der eine Vielzahl von Baustein-Aufnahmezonen enthält; und

(b) eine Vielzahl von Rand-Steckverbinderbausteinen, die geeignet sind, einen Abschnitt einer Platine (90) aufzunehmen, wobei jeder Rand-Steckverbinderbaustein einen Rand-Steckverbinder (10) gemäß Anspruch 1 aufweist und innerhalb einer der Baustein-Aufnahmezonen positioniert ist.

9. Rand-Steckverbinder-Aufbau nach Anspruch 8, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (48) wenigstens eine erste und eine zweite der Baustein-Aufnahmezonen aufweist, die in Längsrichtung ausgerichtet sind und die durch eine Querstrebe (52) getrennt sind, die zwischen den Seitenwänden (49) verläuft.

10. Rand-Steckverbinder-Aufbau nach Anspruch 8, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Paar der einander seitlich gegenüberliegenden Kontakte (14a, 14b) aus Flachmaterial profiliert ist.

11. Rand-Steckverbinder-Aufbau nach Anspruch 8, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Reihen alle oberen und unteren Kontakte (14a, 14b) enthält und daß die Kontakte (14a, 14b) so angeordnet sind, daß sich die oberen Kontakte (14a) mit den unteren Kontakten (14b) abwechseln.

12. Rand-Steckverbinder-Aufbau nach Anspruch 8, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen die oberen und die unteren Kontakte (14a, 14b) enthalten und daß in jeder Reihe die Kontakte (14a, 14b) so angeordnet sind, daß sich die oberen Kontakte (14a) mit den unteren Kontakten (14b) abwechseln und daß den Platinenschlitz (20) entlang jeder obere Kontakt (14a) einem entsprechenden unteren Kontakt (14b) gegenüber gelegen ist.

13. Rand-Steckverbinder-Aufbau nach Anspruch 12, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsplatte (26a) jedes oberen Kontakts (14a) oberhalb der Stabilisierungsplatte (26b) jedes jeweiligen unteren Kontakts (14b) gelegen ist.