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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinder und speziell
einen Kartenverbinder zur Aufnahme einer oder mehrerer PC-Karten.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
herkömmlicher
Kartenverbinder weist Stiftanschlussanordnungen sowie Erdungsanschlüsse auf,
die parallel angeordnet sind und dafür ausgelegt sind, eine oder
mehrere PC- oder andere Speicherkarten aufzunehmen. Die Stiftanschlüsse sind
in einer Reihe angeordnet, um mit entsprechenden Aufnahmebuchsen
der Karten gepaart zu werden, welche in entsprechender Weise innerhalb
der Karte in einer Reihe angeordnet sind (siehe die offengelegte japanische
Patentanmeldung 9-54818), und die Erdungsanschlüsse sind dafür ausgelegt,
das leitfähige Außengehäuse der
Karten zu kontaktieren. Ein solcher Kartenverbinder kann mit einem
Kartenauswurfmechanismus zur Entnahme der Karte oder Karten aus
dem Kartenverbinder ausgestattet sein.
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Bei
solchen Kartenverbindern müssen
die Erdungsanschlüsse
mit der Erdungsleitung einer gegebenen Schaltungsplatine, auf welcher
der Kartenverbinder montiert ist, verbunden sein. Um diese Verbindung
zu erzielen, erstrecken sich bei bekannten Kartenverbindern, die
dafür ausgelegt
sind, eine einzelne Karte aufzunehmen, die Erdungsanschlüsse von
einem rückwärtigen Abschnitt
der Anschlüsse aus
nach hinten, wobei sie die Enden der Stiftanschlüsse abdecken, und sind mit
der Erdungsleitung der Schaltungsplatine über eine Verlängerung des Erdungsanschlusses
oder eine zugehörige
Abschirmplatte verbunden, wie aus der offengelegten japanischen
Patentanmeldung 9-54818 zu ersehen ist.
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Auch
die
US 5,688,130 zeigt
ein Erdungssystem in einer elektrischen Verbinderanordnung, welche
eine Verbindung zwischen einer PC-Karte und einer gedruckten Schaltungsplatine
bereitstellt. Die Anordnung umfasst eine Kopfverbinder-Teilanordnung
mit einem Körper,
der zur Aufnahme einer PC-Karte ausgelegt ist. Eine Mehrzahl von
Kopfanschlüssen
ist an dem Körper
montiert, wobei Stiftabschnitte der Anschlüsse zur Verbindung mit Buchsenkontakten
der PC-Karte ausgelegt sind. Eine Erdungshülse ist über den Anschlüssen angeordnet und
umfasst sich nach unten erstreckende Erdungsanschlussabschnitte.
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Im
Falle eines Kartenverbinders, der zwei oder mehr Stiftanschlussanordnungen
auf zwei oder mehr Ebenen aufweist, kann die Erdung nicht ausgeführt werden
ohne Rückgriff
auf eine einfache Abschirmplatte wie bei der zuvor beschriebenen
einzelnen Stiftanschlussanordnung. Entsprechend der
US 5,688,130 werden bei Anordnungen,
die zur Aufnahme zweier PC-Karten ausgelegt sind, eine mittlere und
eine obere Erdungshülse
vorgesehen. Jede Erdungshülse
umfasst einen länglichen
Plattenabschnitt, der sich in Längsrichtung
entlang der Rumpfteile der Kopfverbinder-Teilanordnungen erstreckt.
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Anstatt
die Erdung unter Rückgriff
auf eine einfache Abschirmplatte auszuführen, wie bei der vorstehend
beschriebenen einzelnen Stiftanschlussanordnung, ist es auch bekannt,
an der Rückseite des
Kartenverbinders eine Zwischenschaltungsplatine zu platzieren, wodurch
die Enden der Stiftanschlüsse
und der Erdungsanschlüsse
mit den entsprechenden Leitern der Zwischenschaltungsplatine verbunden
werden und danach die Zwischenschaltungsplatine mit der Schaltungsplatine
verbunden wird, auf welcher der Kartenverbinder montiert ist, indem
ein Platinen-Platinen-Verbinder
oder ein Leiterplattenrandverbinder genutzt wird.
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Die
Verwendung einer solchen Zwischenschaltungsplatine sowie eines Platinen-Platinen-Verbinders
macht es schwierig, die Größe des Kartenverbinders
zu reduzieren, da sich die Zwischenschaltungsplatine sowie der Platinen-Platinen-Verbinder beträchtlich
von der Rückseite
des Kartenverbinders aus erstrecken. Darüber hinaus erhöhen sich
bei solchen Verbindern gemäß dem Stand
der Technik die Anzahl der Teile sowie der Arbeitsprozesse, und dementsprechend
erhöhen
sich die Herstellungskosten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kartenverbinder
mit einem Erdungsanschlussstab, dessen Größe auf ein Minimum reduziert
ist, zur Verfügung
zu stellen.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
wird ein Kartenverbinder zur Aufnahme zweier PC-Karten zur Verfügung gestellt,
der ein isolierendes Gehäuse
aufweist, in welchem zwei parallele, seitliche Anordnungen von Stiftanschlüssen montiert
sind, welche dafür
ausgelegt sind, mit entsprechenden Buchsen der PC-Karten gepaart
zu werden, sowie zwei parallele Erdungsanschlüsse, die sich oberhalb jeder
Anordnung erstrecken und dafür
ausgelegt sind, Kontakt mit den Außengehäusen der Karten herzustellen. Der
Kartenverbinder weist ferner Erdungsanschlussstäbe auf, welche die seitlichen
Anordnungen aus Stiftanschlüssen
vertikal kreuzen, um die Erdungsanschlüsse miteinander zu verbinden,
um zu gestatten, alle Erdungsanschlüsse über die Verbindungsanschlussstäbe mit der Erdungsleitung
einer gegebenen Schaltungsplatine zu verbinden.
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Bei
dieser Anordnung werden die Erdungsanschlüsse mit der Erdungsleitung
einer gegebenen gedruckten Schaltungsplatine über die Erdungsanschlussstäbe verbunden,
sodass die Verwendung einer Zwischenschaltungsplatine überflüssig wird,
welche bei bekannten Verbindern die Größe des Kartenverbinders an
der Rückseite
des isolierenden Gehäuses
ausdehnt. Dementsprechend wird die Größe des Kartenverbinders gemäß der vorliegenden
Erfindung in Längsrichtung
reduziert.
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Der
Kartenverbinder entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst
ferner einen Kartenverbinderabschnitt zur Aufnahme der PC-Karte
sowie einen Substratverbinderabschnitt, der mit dem Kartenverbinderabschnitt
zu verbinden ist. Der Kartenverbinderabschnitt umfasst ein isolierendes
Gehäuse,
in welchem zwei seitliche Anordnungen von Stiftanschlüssen montiert
sind, und weist zwei sich nach hinten erstreckende Ausrichtungserweiterungen
mit einem L-förmigen
Schenkelabschnitt auf, der sich von diesen nach unten erstreckt.
Die Stiftanschlüsse beider
Sätze seitlicher
Anordnungen sind in solcher Weise in dem isolierenden Gehäuse montiert,
dass deren L-förmige
Anschlussenden entlang des Schenkelabschnitts der Ausrichtungserweiterung
des Gehäuses
in einer einzigen Reihe angeordnet sind. Der Substratverbinderabschnitt
enthält
Signalanschlüsse zum
Kontaktieren der Stiftanschlüsse,
wenn die beiden Abschnitte verbunden werden, das heißt Anschlussenden
der Stiftanschlüsse,
die an einer rückwärtigen Seite
des isolierenden Gehäuses
des Kartenverbinderabschnitts freiliegen, stellen Kontakt mit den
Eingriffsenden der Signalanschlüsse
an der Vorderseite des isolierenden Gehäuses des Substratverbinderabschnitts
her, wenn der Kartenverbinderabschnitt mit dem Substratverbinderabschnitt
verbunden wird. Die Eingriffsenden der Signalanschlüsse des Substratverbinderabschnitts
sind derart konfiguriert, dass jedes einen C-förmigen Kontaktabschnitt zur
Aufnahme eines jeweiligen Anschlussendes des Stiftanschlusses des
Kartenverbinderabschnitts aufweist, zusammen mit einem angrenzenden
Schenkelabschnitt der Ausrichtungserweiterung.
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Mit
der Anordnung der Eingriffsenden der Signalanschlüsse an der
Vorderseite des isolierenden Gehäuses
des Substratverbinderabschnitts sind die Signalanschlüsse des
Substratverbinderabschnitts und die Stiftanschlüsse des Kartenverbinderabschnitts
innerhalb eines geringeren Raumes untergebracht, wodurch ein weiterer
Beitrag zur Reduzierung der Größe des Kartenverbinders
in Längsrichtung geleistet
wird.
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Andere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der
folgenden Beschreibung eines Kartenverbinders entsprechend der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung, welche als neuartig erachtet
werden, sind insbesondere in den anhängenden Ansprüchen ausgeführt. Die
Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten
durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung verstanden werden,
und zwar in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen,
in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren
bezeichnen und wobei:
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1 ein
Längsschnitt
eines Kartenverbinders entsprechend einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein
vergrößerter Längsschnitt
des wesentlichen Teils des Kartenverbinders aus 1 ist;
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3 eine
Draufsicht des Kartenverbinders ist, die teilweise aufgebrochen
ist, um zusätzliche
Details zu zeigen;
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4 eine
Draufsicht des Kartenverbinders ist;
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5 eine
Ansicht des Kartenverbinders von hinten ist;
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6 eine
Ansicht des Kartenverbinders von vorn ist;
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7 eine
Ansicht des Kartenverbinders von der Seite ist;
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8 eine
Ansicht des Kartenverbinders von unten ist;
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9 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Teils des Kartenverbinders ist, welche darstellt,
wie ein Erdungsanschlussstab die Stift- und Erdungsanschlussanordnungen
unterschiedlicher Ebenen quert;
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10 eine
perspektivische Ansicht eines Erdungsanschlussstabs ist;
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11 eine
Draufsicht eines gestanzten und geformten Blechs darstellt, bei
dem eine Mehrzahl von Erdungsanschlüssen parallel angeordnet und
mit einem Trägerstreifen
verbunden ist;
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12 einen
vergrößerten Längsschnitt
des Substratverbinderabschnitts des Kartenverbinders darstellt;
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13 eine
vergrößerte Draufsicht
des Substratverbinderabschnitts ist;
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14 ein
Abschnitt eines gestanzten und geformten Blechs für den Erdungsverbindungsanschluss
ist;
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15 eine
Seitenansicht des gestanzten und geformten Blechs des Erdungsverbindungsanschlusses
aus 14 ist;
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16 ein
Längsschnitt
eines Kartenverbinders mit einer einzigen seitlichen Anordnung von Stiftanschlüssen entsprechend
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist; und
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17 ein
vergrößerter Längsschnitt
des wesentlichen Teils des Kartenverbinders aus 16 ist.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Nehmen
wir zunächst
auf die 1 bis 3 Bezug,
so umfasst ein Kartenverbinder 2 zur Aufnahme einer PC-Karte 1 einen
Kartenverbinderabschnitt 3 sowie einen integral mit diesem
zu verbindenden Substratverbinderabschnitt 4.
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Schauen
wir uns außerdem
die 4 bis 8 an, so weist der Kartenverbinderabschnitt 3 ein isolierendes
Gehäuse 5 auf,
in dem zwei seitliche Anordnungen 7 von Stiftanschlüssen 6 montiert
sind, die mit entsprechenden Buchsen zweier zu paarender PC-Karten 1 gepaart
werden sollen, sowie zwei Reihen von Erdungsanschlüssen 9,
die dazu angepasst sind, das Außengehäuse der
jeweiligen Karte 1 zu kontaktieren. Das isolierende Gehäuse 5 weist zwei
sich nach hinten erstreckende Ausrichtungserweiterungen 28 auf
(entsprechend den beiden seitlichen Anordnungen von Anschlüssen), die
einen L-förmigen
Schenkelabschnitt 29 aufweisen, der sich von diesen aus
nach unten erstreckt. Die seitlichen Anordnungen 7 von
Stiftanschlüssen 6 sind
vertikal parallel zueinander in einer oberen und einer unteren beabstandeten
Ebene angeordnet, und jede Anordnung umfasst eine obere und eine
untere Reihe von Stiftanschlüssen 6,
die mit einer jeweiligen Karte zu paaren sind. Die Erdungsanschlüsse 9 sind
analog in zwei Ebenen angeordnet, sodass sich bei jeder seitlichen
Anordnung jede Reihe von Erdungsanschlüssen 9 oberhalb der
jeweiligen oberen Reihe von Stiftanschlüssen erstreckt. Die Stiftanschlüsse 6 beider Sätze von
seitlichen Anordnungen sind in solcher Weise in dem isolierenden
Gehäuse 5 montiert,
dass deren L-förmige
Anschlussenden 8 an der Rückseite des isolierenden Gehäuses 5 in
einer einzigen Reihe entlang des jeweiligen Schenkelabschnitts 29 der Ausrichtungserweiterung 28 ausgerichtet
sind (siehe 2). Der Abstand zwischen diesen
aufgereihten Anschlussenden 8 ist halb so groß wie die
Breite des Zwischenraums zwischen den Stiftanschlüssen 6.
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Die
Erdungsanschlüsse 9 erstrecken
sich oberhalb jeder oberen Reihe von Stiftanschlüssen 6 und sind vertikal
ausgerichtet, um einen Kontakt mit der Außenseite des jeweiligen PC-Karten-Gehäuses herzustellen,
wenn die PC-Karten 1 in den Kartenverbinder eingefügt sind.
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U-förmige Erdungsanschlussstäbe 10 (siehe 10)
sind in dem isolierenden Gehäuse 5 montiert,
wobei sie quer zu den Stift-zu-Stift-Zwischenräumen der oberen und der unteren
Stiftanschlussanordnung 7 verlaufen, um benachbarte Erdungsanschlüsse 9 miteinander
zu verbinden und mittels der Erdungsanschlussstäbe 10 alle Erdungsanschlüsse 9 mit
der Erdungsleitung einer darunter liegenden Schaltungsplatine zu
verbinden. Wie in den 3 und 9 bis 11 zu
sehen ist, überbrückt jeder Erdungsanschlussstab 10 zwei
benachbarte Erdungsanschlüsse 9.
Ferner, wie in 8 zu sehen ist, ragt jeder Erdungsanschlussstab 10 von
einer Unterseite 5a des isolierenden Gehäuses 5 vor,
um zwei Erdungsenden 10a bereitzustellen.
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Betrachten
wir speziell 3, so sind zwei Kartenauswurfmechanismen 12 an
einer Längsseite 5b des
isolierenden Gehäuses 5 vorgesehen,
die jeweils einer der Anordnungen 7 von Stiftanschlüssen 6 zugeordnet
sind. Jeder Kartenauswurfmechanismus umfasst einen Auswurfstab 13,
einen Schubstab 14 mit einem Druckknopf an dessen einem
Ende, sowie ein zwischenliegendes Getrieberad 15 zwischen dem
Auswurfstab 13 und dem Schubstab 14. Der Auswurfstab 13 weist
an einem Ende einen Haken 18 zum Festhalten und Auswerfen
des vorderen Endes der jeweiligen PC-Karte auf. Wenn der Knopf 16 heruntergedrückt wird,
wird der Schubstab 14 nach hinten gedrückt, sodass der Auswurfstab 13 nach
vorn geschoben wird und die Karte ausgeworfen wird.
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Auf
der Oberseite des isolierenden Gehäuses 5 ist eine rechteckige
Metallhülse 19 montiert. Zumindest
eine längsseitige
Seitenwand der rechteckigen Metallhülse weist Schlitze 11 auf,
welche mit dem längsseitigen
Arm 5b des Gehäuses
zusammenwirken, um die PC-Karte 1 zu führen, und eine Rückwand 26 der
rechteckigen Hülse 19 deckt
die Rückseite
des Substratverbinderabschnitts 4 ab. Das isolierende Gehäuse 5 weist
eine Öffnung 20 an
seiner Vorderseite auf, um das Einfügen der PC-Karten zu gestatten.
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Nehmen
wir auf 9 Bezug, so wird der Erdungsanschlussstab 10 an
dem isolierenden Gehäuse 5 in
einer Richtung montiert, die durch den Pfeil "A" angegeben
ist, und passiert beide Ebenen von Erdungsanschlüssen 9. Wie in 11 zu
sehen ist, werden die Erdungsanschlüsse 9 durch Stanzen
und Formen eines länglichen
dünnen
Metallblechs hergestellt. Jeder Erdungsanschluss weist eine Eingriffsöffnung 9a auf,
die in Bezug auf dessen längsseitige Mittelachse
versetzt ist, um zu ermöglichen,
dass sich ein Schenkel des Erdungsanschlussstabes 10 durch
diese hindurch erstreckt. Die Eingriffsöffnung 9a weist zwei
in dieser ausgebildete, freitragende Kontakte 9b auf, um
den Erdungsanschlussstab 10 zu kontaktieren.
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Nehmen
wir auf die 12 und 13 Bezug,
so umfasst der Substratverbinderabschnitt 4 Signalanschlüsse 22 sowie
Erdungsverbindungsanschlüsse 23,
die in dessen allgemein L-förmigem, isolierendem
Gehäuse 21 montiert
sind. Eine Reihe von Signalanschlüssen 22 wird von der
Unterseite des isolierenden Gehäuses 21 aus
eingefügt
und erstreckt sich entlang einer aufrechten Wand 21a des isolierenden
Gehäuses 21.
Analog wird die andere Reihe von Signalanschlüssen 22 von der Unterseite des
isolierenden Gehäuses
aus eingefügt
und ist vertikal von der aufrechten Wand 21a beabstandet.
Die Signalanschlüsse 22 sind
in dem gleichen Intervall angeordnet, d. h. weisen den gleichen
Zwischenraum auf, wie die Verbindungsenden 8 der Stiftanschlüsse 6,
und die Eingriffsenden 22a der Signalanschlüsse 22 erstrecken
sich zur Vorderseite des Kartenverbinders hin. Wie in 12 zu
sehen ist, weisen die beiden Reihen von Signalanschlüssen 22 unterschiedliche
Höhen auf,
damit ihre Eingriffsenden 22a derart positioniert werden
können,
dass sie die oberen und unteren Verbindungsenden der Anschlussanordnungen 7 kontaktieren.
Außerdem
weisen die Signalanschlüsse 22 Lötfahnen 22b auf,
die sich unterhalb einer Unterseite des isolierenden Gehäuses 21 erstrecken,
wobei sie sich bei einer Reihe von Anschlüssen 22 nach vorn
erstrecken und bei der anderen Reihe von Anschlüssen von der Unterseite des Gehäuses aus
nach hinten erstrecken. Wie in 12 gezeigt
ist, und außerdem
auf 2 Bezug nehmend, sind die Eingriffsenden 22a der
Signalanschlüsse 22 des
Substratverbinderabschnitts 4 derart konfiguriert, dass
sie jeweils einen im Allgemeinen C-förmigen Kontaktabschnitt zur
Aufnahme eines jeweiligen Verbindungsendes 8 des Stiftanschlusses 6 des
Kartenverbinderabschnitts zusammen mit einem benachbarten Schenkelabschnitt 29 der
Ausrichtungserweiterung 28 aufweisen.
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Betrachten
wir nun die 14 und 15, so
weist jeder Erdungsverbindungsanschluss 23 zwei Abschnitte
auf, die durch ein mittiges Eingriffsteil 27 integral verbunden
sind, und diese Abschnitte weisen jeweils Eingriffsöffnungen 24 auf,
die der Form der beiden parallelen Schenkel des Erdungsanschlussstabes 10 entsprechen
und Kontakt mit diesem herstellen. Jede Eingriffsöffnung 24 weist
einen U-förmigen,
freitragenden Kontakt 24a auf, der in dieser ausgebildet
ist, um einen Schenkel des Erdungsanschlussstabes zu kontaktieren.
Die Erdungsverbindungsanschlüsse 23 werden
durch Stanzen und Formen eines länglichen,
dünnen
Metallblechs hergestellt. Die Erdungsverbindungsanschlüsse werden
in dem Gehäuse 21 montiert,
indem sie in die horizontale Wand des Gehäuses 21 eingefügt werden.
Jeder Erdungsverbindungsanschluss 23 weist eine Lötfahne 23a auf,
die sich von einer Unterseite des isolierenden Gehäuses 21 aus
nach vorn erstreckt. Die horizontale Wand 21b des isolierenden Gehäuses 21 weist
Durchgangslöcher 25 auf,
um die Enden der Schenkel 10a der Erdungsanschlussstäbe 10 aufzunehmen.
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Der
derart aufgebaute Substratverbinderabschnitt 4 wird mit
dem Kartenverbinderabschnitt 3 verbunden, um einen Kartenverbinder 2 bereitzustellen,
wobei sich ein jeweiliges Eingriffsende 22a der Signalanschlüsse 22 in
Kontakt mit einem entsprechenden Verbindungsende 8 eines
Stiftanschlusses 6 befindet und wobei die Erdungsanschlussstäbe 10 durch
benachbarte obere und untere Erdungsanschlüsse 9 und Erdungsverbindungsanschlüsse 23 durchgeführt sind.
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Der
in solcher Weise bereitgestellte Kartenverbinder 2 kann
auf einer darunter liegenden Schaltungsplatine (nicht gezeigt) montiert
werden, indem die Lötfahnen 22b der
Signalanschlüsse 22 an
die signalführenden
Leiterbahnen der Schaltungsplatine gelötet werden und indem die Lötfahnen 23a der
Erdungsverbindungsanschlüsse 23 an
die Erdungsleitung der Schaltungsplatine gelötet werden. Somit werden die
Stiftanschlüsse 6 mittels
der Signalanschlüsse 22 mit
der signalführenden
Leitung der Schaltungsplatine verbunden und die Erdungsanschlüsse 9 werden
mittels der Erdungsanschlussstäbe 10 und
der Erdungsverbindungsanschlüsse 23 mit der
Erdungsleitung der Schaltungsplatine verbunden.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, werden die beiden Reihen von Erdungsanschlüssen 9 miteinander
durch die Erdungsanschlussstäbe 10 verbunden, welche
mittels der Erdungs verbindungsanschlüsse 23 mit der Erdungsleitung
einer gegebenen Schaltungsplatine verbunden werden. Das soll heißen, die Erdungsanschlussstäbe 10 werden
mit der Erdungsleitung der Schaltungsplatine an der Unterseite des isolierenden
Gehäuses 5 verbunden.
Diese Anordnung macht es unnötig,
eine Zwischenschaltungsplatine an der Rückseite des Kartenverbinders 2 zu
nutzen, wodurch eine beträchtliche
Reduzierung der Größe des Kartenverbinders 2 in
Längsrichtung
ermöglicht
wird und gestattet wird, anstatt der Zwischenschaltungsplatine und
des Verbinders zusätzliche
elektronische Bauelemente auf der Schaltungsplatine zu montieren.
Es können
also zusätzliche elektronische
Komponenten benachbart dem isolierenden Gehäuse 5 auf der Schaltungsplatine
montiert werden, um eine größere Montagedichte
der Bauelemente auf der Schaltungsplatine zu ermöglichen.
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Zudem
stellen die Anschlussenden 8 der Stiftanschlüsse 6 des
Kartenverbinderabschnitts 3 und die Eingriffsenden 22a der
Signalanschlüsse 22 des
Substratverbinderabschnitts 4 Kontakt auf minimalem Platz
an der Rückseite
des isolierenden Gehäuses 5 des
Kartenverbinderabschnitts 3 und der Vorderseite des isolierenden
Gehäuses 21 des
Substratverbinderabschnitts 4 her, sodass sie zur Reduzierung
der Größe des Kartenverbinders
in Längsrichtung
beitragen.