DE69034002T2

DE69034002T2 - Elektrische Anschlüsse mit niedrigem Verlust

Info

Publication number: DE69034002T2
Application number: DE69034002T
Authority: DE
Inventors: Albert N. Hopfer; Richard J. Lindeman
Original assignee: Cinch Connectors Inc
Current assignee: Cinch Connectors Inc
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: DE69032615T2; EP0429582A1; JP3070762B2; EP0429582A4; ES2120410T3; EP0429582B1; CA1314313C; JPH03506094A; EP0838978B1; WO1990014750A1; ES2179260T3; DE69032615D1; EP0838978A3; US4988306A; EP0838978A2; DE69034002D1

Description

Die Erfindung betrifft Elektronikschaltungsverbindungen und betrifft im Besonderen einen elektrischen Verbinder mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein elektrischer Verbinder dieser Art ist in der US-Patentschrift Nr. 4 581 679 offenbart.
Die Verwendung von Kontakten, welche einen zu einem bauschartigen Gebilde geformten Leiter ("Wirrleiter") oder "Knopf"-artige Kontakte umfassen, montiert in einem Isolator-Substrat, um "Knopfkontaktplatten" zu bilden, ist eine bekannte Art von Schnittstelleneinrichtung für Elektronikschaltungsverbindungen. Typisch stellen sie sowohl eine unmittelbare Verbindung wie eine physikalische Trennung zwischen elektronischen Schaltungen, die allgemein auf benachbarten Schaltungsplatten gebildet sind, bereit. In den meisten Fällen stehen aus feinen Stromleitern gebildete elastische Bündel oder "Bausche" mit entsprechenden Löchern, welche in der nichtleitenden Substratplatte angeordnet, sind oder durch diese hindurchführen, gut haltend in Kontakt. Die Enden dieser Bausche oder "Knöpfe" sind zugänglich und stehen typisch von der jeweiligen Oberfläche der isolierenden Trägerplatte vor; siehe z. B. die US-Patente Nr. 4 581 679 und 4 574 331. Derartige leitfähige Bausche oder Wirrleiterelemente setzen dem elektrischen Strom einen sehr geringen Widerstand entgegen, wenn ihre zugänglichen oder knopfartigen Enden mit Oberflächenkontaktstellenbereichen auf den Schaltungsplatten in Druckkontakt gebracht werden.
Weil sie ein Durchmesser/Längen-Verhältnis im zusammengepressten Zustand aufweisen, das erheblich größer ist als bei früheren, nach dem Stand der Verbindertechnik hergestellten Kontakten, und wegen ihres wirren inneren Mehrkontaktaufbaus haben derartige Wirrleiterelemente relativ geringe Kapazitäten und Induktivitäten und liefern damit eine relativ niedrige Impedanz für dynamische Elektronikschaltungskonfigurationen, wie sie für die Hochgeschwindigkeitsdatenverarbeitung und andere Applikationen mit hoher Bandbreite verwendet werden.
Obgleich derartige Knopfkontaktplatten technisch gesehen vielen anderen Elektronikschaltungsverbindungsanordnungen überlegen sind, werfen bisher vorgeschlagene Ausführungen eine Reihe von praktischen Problemen hinsichtlich ihrer Fertigung und ihres Gebrauchs auf. Bislang wurden zylindrische Knopfkontakte von zu einem Bausch geformtem feinem Leiterdraht axial in im Wesentlichen gleichförmige zylindrische Löcher eingefügt, welche in dem Substrat gebildet waren, zum Beispiel durch Säureätzung von keramisierten Glassubstraten oder durch Bohren einer Isolatorschicht aus einem Kunststoff-Schicht- oder Blattmaterial. Die Knopfkontaktwirrleiterelemente füllen die jeweiligen Löcher und werden durch radialen Druck- und Reibungskontakt mit den Seitenwandungen der einzelnen Löcher an Ort und Stelle gehalten. Wegen dieses Verhältnisses war das Einsetzen der Knopfkontaktwirrleiterelemente in ihre jeweiligen Löcher bisher ein schwieriger Prozess. Das kritische Problem lag im Einführen oder Einfädeln des vorderen Endes jedes Wirrleiterelementes in das entsprechende Loch. Ferner nimmt bei einer derartigen Einfügung jedes Wirrleiterelementes der Einfügungswiderstand mit zunehmender Einfügungstiefe zu, weil sich die Kontaktflächen Wirrleiterelement/Lochwandung mit zunehmender Einfügungstiefe vergrößern. Auch hat dieses Fügeverhältnis - wegen des großen Einfügungswiderstandes - die einfache wirrleitergefüllte Lochkonstruktion ungeeignet gemacht für lange Knopfkontakte, welche Substrate von beträchtlicher Dicke durchgreifen.
Obgleich man den begrenzten Durchmesser der Löcher als notwendig erachtete, um die eingesetzten Wirrleiterelemente zufriedenstellend zu halten, beeinträchtigte der daraus resultierende Reibungskontakt der Wirrleiterelemente mit den Löchern die Federbewegung der Kontakte und verminderte damit die effektive wünschenswerte Elastizität der eingesetzten Wirrleiterelemente. Dies trafinsbesondere für Löcher zu, die durch Ätzen oder Bohren hergestellt worden waren, weil durch Rauheit oder Oberflächendiskontinuitäten der Lochwandungen die Reibung und/oder das Einfangen der feinen Leiter der Wirrleiterkontakte an den Wandungen der Löcher verstärkt wurden. Die Beeinträchtigung der Federwirkungsbewegung der Kontakte konnte die Positionierung der Kontaktenden abträglich beeinflussen und Veränderungen im Druckkontakt der Mehrfachleiterstrangelemente verursachen, welche die Kontaktendoberfläche relativ zu einer gegenüberliegenden leitfähigen Kontaktoberfläche ausmachen, und verbunden damit den elektrischen Widerstand durch die resultierende Kontaktschnittstelle unvorhersagbar machen.
Ferner wurden alle Strangabschnitte des Kontaktes, die zu dem jeweiligen Loch fehlausgerichtet waren, sei es wegen Ausdehnens oder "pilzförmigen" Verformens des vorstehenden Kontaktendes oder infolge Herausziehens oder anderer seitlicher Ablösung oder Verschiebung eines Strangabschnitts von dem zylindrischen Kontaktkörper, zu "losen Strängen", die sich zwischen dem Substrat und den angrenzenden zugehörigen Komponenten verfangen konnten. Dies verhinderte den richtigen Oberfläche-zu-Oberfläche-Sitz der Komponente auf dem Substrat und führte zu einer entsprechenden Verminderung der Druckkraft auf den Hauptkörper des Kontaktes und beeinflusste außerdem den resultierenden elektrischen Widerstand durch die Kontakte. Solche losen Stränge können auch Kurzschlüsse nach benachbarten Leitern auf dem Verbindungssubstrat oder auf der entsprechenden zugehörigen Komponente, z. B. einer Schaltungsplatte, verursachen.
Der Mangel an Bewegungsfreiheit der Kontaktenden kann auch eine außermittige Verschiebung der Knopfkontakte beim Zusammendrücken im Gebrauch verursachen.
Es versteht sich, dass, wenn man den Lochdurchmesser vergrößert, um ein größeres Maß an Elastizität für die Knopfkontakte zuzulassen, das Wirrleiterelement nicht mehr so sicher in dem Loch gehalten wird, so dass die Knopfkontakte während der Handhabung und mitunter auch während des Gebrauchs leicht verschoben werden können.
Eine Hauptaufgabe der Erfindung liegt daher in der Bereitstellung von verbesserten Verbindungen unter Verwendung von Wirrleiterkontaktelementen, welche die im Vorstehenden aufgezeigten Probleme überwinden.
Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Verbinder gemäß Anspruch 1 gelöst. Besondere Ausführungsformen dieses elektrischen Verbinders sind in den Ansprüchen 2 bis 14 definiert.
Im Einzelnen liegen der Erfindung die Aufgaben zugrunde, den Einfügungswiderstand zum Platzieren der Knopfkontaktwirrleiterelemente in entsprechende Löcher eines Verbindungssubstrats zu vermindern und für eine konsistente, vorhersagbare Federwirkungsbewegung der Endbereiche der Wirrleiterelemente zu sorgen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, jeden Wirrleiterkontakt während Montage und Transport in seinem entsprechenden Loch zu halten.
Weitere Aufgaben der Erfindung liegen darin, die Aufnahme aller Stränge des Knopfkontaktwirrleiterelementendes innerhalb des entsprechenden Lochs in dem Substrat sicherzustellen und Kurzschlüsse zwischen jedem Knopfkontakt und anderen leitfähigen Elementen von zugehörigen Komponenten zu vermeiden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die axiale Zentrierung der Knopfkontakte beim Zusammendrücken zwischen zugehörigen Kontakten zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, die mögliche Einfügungslänge für die Wirrleiterelemente zu erhöhen, um die Herstellung dicker Knopfkontaktplatten zu erlauben.
Die vorstehenden Aufgaben sowie weitere Aufgaben und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und den beigefügten Ansprüchen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung umfasst eine Knopfkontaktplattenanordnung mit speziell geformten Löchern durch die Platte, welche ein leichteres Einsetzen der Wirrleiterkontaktelemente ermöglicht. Der geringere Widerstand gegenüber der Wirrleiterelementeinführung hilft dabei, für einen vollen Sitz der Wirrleiterelemente innerhalb ihrer jeweiligen Löcher zu sorgen. Er verhindert ferner eine übermäßige Beeinträchtigung der elastischen Bewegung der Kontaktbereiche der Knopfkontakte, verhindert die negativen Auswirkungen von "losen Strängen" und minimiert die Wahrscheinlichkeit einer außermittigen Verschiebung. Er erlaubt ferner ein vollständiges Einführen langer Wirrleiterkontaktelemente in Löcher in sehr dicken Knopfkontaktplatten. Im Besonderen sind die Wirrleiterelementaufnahmelöcher so ausgebildet, dass sie Verengungs-/Halte-Zonen von minimaler Länge und vergrößerte Endbereiche aufweisen, die eine unbehinderte Bewegung der Kontaktendbereiche jedes Wirrleiterelementes erlauben. Die Endbereiche der Löcher sind geschrägt-verjüngt oder geschrägt-verjüngt und gesenkt ausgeführt, um die Wirrleiterelementeinführung zu erleichtern und einen niedrigeren Einfügungswiderstand zu ermöglichen. Wegen des an jedem Lochende bereitgestellten zusätzlichen Abstandes von Wirrleiterelement zu Lochwandung behalten die Knopfkontaktwirrleiterelemente eine größere effektive Elastizität, wenn sie durch zuge hörige Oberflächenkontakte zusammengedrückt werden, und ihre Stränge können sich seitlich ausdehnen, ohne das Substrat um die jeweiligen Löcher herum zu überdecken, wodurch eine störende Beeinflussung der aneinanderstoßenden Positionierung von zugehörigen Komponenten verhindert wird und auch unbeabsichtigte Kurzschlüsse nach benachbarten leitfähigen Elementen verhindert werden.
Beschreibung der Figuren
Fig. 1 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Knopfkontaktplatte;
Fig. 2 ist eine querschnittliche Darstellung der Knopfkontaktplatte entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine korrespondierende Darstellung des in Fig. 2 gezeigten plattenartigen Substrates;
Fig. 4 ist eine querschnittliche Darstellung, welche zu Fig. 2 korrespondiert;
Fig. 5 ist eine korrespondierende Darstellung des plattenartigen Substrats von Fig. 4;
Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung einer Verbindungsanordnung, welche mit entsprechenden Schaltungsplatten verbunden ist;
Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung einer eine Ausführungsform der Erfindung umfassenden Verbindungsanordnung, welche mit entsprechenden Schaltungsplatten mit modifizierten Formen von Kontaktschnittstellen verbunden ist;
Fig. 8 ist eine die Erfindung umfassende Knopfkontaktplatte mit entlang einer Kontaktoberfläche zurückgesetzten Knopfkontakten;
Fig. 9 ist eine die Erfindung umfassende Knopfkontaktplatte mit entlang beider Kontaktoberflächen zurückgesetzten Knopfkontakten;
Fig. 10 und 11 sind weitere vergrößerte Schnittdarstellungen eines Plattensubstratabschnittes, welche mehr Details zu Beispielen für geeignete Vertiefungs- oder Lochkonfigurationen zeigen;
Fig. 12, 13, 14 und 15 sind Schnittdarstellungen anderer Kontaktschnittstellenanordnungen, welche die Lehren der vorliegenden Erfindung verwenden, wobei die letzteren vier den Einschluss von beweglichen stößelartigen Kontaktelementen in Verbindung mit den Knopfkontakten zeigen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Es wird nun auf die zeichnerische Darstellung Bezug genommen, worin durchgängig für gleiche oder einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden und gemäß welcher die Fig. 1 und 2 eine repräsentative elektrische Schaltungsschnittstellenanordnung in Form einer Knopfkontaktplattenanordnung 2 zeigen. Die Anordnung 2 umfasst eine/n elektrisch isolierende/n Substratplatte bzw. Träger 4, welcher zwar mit im wesentlichen rechteckiger Gestalt gezeigt ist, aber auch eine beliebige andere Gestalt haben kann, so etwa zylindrisch oder röhrenartig. Ferner sind die relative Dicke des Trägers und Länge der Wirrleiterkontakte in diesen Zeichnungen übertrieben dargestellt. In den meisten Fällen ist der Träger 4 eine dünne, ebene, starre oder halbstarre planare Schicht oder Platte und die Wirrleiterkontaktelemente sind entsprechend kurz, wobei ihre Länge im spannungsfreien Zustand etwas größer ist als die Dickenabmessung des Trägers 4. Typisch hat der Träger 4 eine Dicke, die im Bereich von 0,0508 bis 0,2794 cm (0,020 bis 0,110 Inch) angesiedelt ist.
Der Träger 4 umfasst mindestens ein durch ihn hindurchführendes Loch 6; typisch sind jedoch eine Mehrzahl von Löchern 6 auf der Platte in einer Anordnung vorgesehen, die z. B. gitter- oder rasterartig sein kann und so gewählt ist, dass sie zu den potentiellen Schaltungsverbindungsstellen zwischen einander zugeordneten Elektronikschaltungsverbindungskontakten, mit denen die Anordnung 2 benutzt werden soll, korrespondiert. Die Löcher 6 erstrecken sich von einer ersten Oberfläche 8 des Trägers 4 zu einer zweiten Oberfläche 10 des Trägers 4, wobei die zweite Oberfläche 10 typisch gegenüberliegend und parallel zu der ersten Oberfläche 8 angeordnet ist.
An jeder Stelle, an der eine Verbindung gewünscht ist, enthält das Loch 6 ein elastisches Knopfkontakt-"Wirrleiter"-Element 12. Jedes der Wirrleiterelemente 12 umfasst einen zu einem elastischen Bausch geformten Leiter, typisch in Form eines länglichen, zylindrischen Kontaktelementes, welches einen zu einem elastischen und wirren Bausch geformten einzelnen, dünnen, elektrisch leitfähigen Draht umfasst. Lediglich als Beispiel sei angegeben, dass die Wirrleiterelemente 12 von der Art sein können, wie sie von Tecknit, Cranford, New Jersey, unter der Bezeichnung "Fuzz Button" und von AmCon, Hawthorne, California, unter der Bezeichnung "Button Contact" kommerziell vertrieben werden. Die Wirrleiterelemente 12 erstrecken sich allgemein mindestens von der ersten Oberfläche 8 zur zweiten Oberfläche 10 und ragen leicht sowohl über die erste Oberfläche 8 wie über die zweite Oberfläche 10 hinaus. Die Enden jedes Wirrleiterelementes 12, die an der ersten Oberfläche 8 und der zweiten Oberfläche 10 zugänglich sind, umfassen Knopfkontakte 14 der Knopfkontaktplattenanordnung 2.
Ein Querschnitt der Knopfkontaktplatte 2 von Fig. 1 entlang der Linie 2-2 ist in Fig. 2 gezeigt. Jedes der Löcher 6 weist einen kurzen, zentralen, geraden, zylindrischen Abschnitt 16 auf, der sich zwischen der ersten Oberfläche 8 und der zweiten Oberfläche 10 befindet. Dieser Abschnitt 16 ist in seine/r/n querschnittlichen Konfiguration und/oder Abmessungen kleiner als der nominell spannungsfreie Querschnitt der Wirrleiterelemente 12, so dass Druck- und Reibungskontakt des jeweiligen Wirrleiterelementes herstellbar ist, um das Wirrleiterelement 12 bei der Handhabung und gegebenenfalls im Gebrauch in dem Träger 4 zu halten. An das Ende des zentralen geraden Abschnitts 16, welches der ersten Oberfläche 8 am nächsten liegt, schließt sich ein erster geschrägt-verjüngter Abschnitt 18 an, der sich zu der ersten Oberfläche 8 erstreckt und einen ersten eingeschlossenen Abschrägungswinkel aufweist. An das andere, der zweiten Oberfläche 10 am nächsten liegende Ende des zentralen geraden Abschnitts 16 schließt sich ein zweiter geschrägt-verjüngter Abschnitt 20 an, der sich zur zweiten Oberfläche 10 erstreckt und einen zweiten eingeschlossenen Abschrägungswinkel aufweist. Die querschnittliche Gestalt und Größe der verjüngt ausgeführten Abschnitte sind bevorzugt so, dass das Wirrleiterelement 12 über einen wesentlichen Teil seiner axialen Länge benachbart zu jedem Ende frei von Kontakt mit diesen Wandungen ist. Die äußeren Öffnungen an den Oberflächen 8 und 10 sind wesentlich größer als der Querschnitt der Wirrleiterelemente 12.
Die jeweiligen Längen des zentralen geraden Abschnitts 16, des ersten verjüngten Abschnitts 18 und des zweiten verjüngten Abschnitts 20 können, ebenso wie der erste und zweite Abschrägungswinkel, in Abhängigkeit von der Dicke des Trägers 4, vom Durchmesser der Wirrleiterelemente 12, von den notwendigen Kontaktkräften zum Halten der Knopfkontaktwirrleiterelemente in dem Träger während der Handhabung und während des Betriebs und von der gewünschten Elastizität der Kontakte bemessen sein, wie im Folgenden noch ausführlicher beschrieben werden wird.
Der Träger 4 ist bevorzugt durch ein Formverfahren oder mechanisches Bearbeiten mit der Konfiguration für die Löcher 6 wie in Fig. 2 gezeigt hergestellt. Beispielsweise können die Träger 4 durch Spritzgießen von geeigneten elektrisch isolierenden Materialien gebildet sein. Diese Materialien sollten gute Fließeigenschaften bei Formgebungstemperaturen haben, um die Bildung der feinen Details zu gewährleisten, die für die kleinen Lochkonfigurationen erforderlich sind, insbe sondere beim Formen von dünnen Trägern 4. Kernstifte von komplementärer Konfiguration definieren die Löcher von der gewählten Konfiguration in den Formen. Spezifische Beispiele für geeignete formbare Materialien umfassen Polyester, wie z. B. das von E. I. DuPont de Nemours & Co. unter dem Handelsnamen Rynite vertriebene Produkt, und flüssigkristalline Polymere, wie das von der Firma Hoechst Celanese Corporation unter der Handelsbezeichnung Vectra vertriebene Erzeugnis. Formverfahren gewährleisten glatte Innenwandoberflächen der Löcher, selbst wenn Glasfaser-Füllstoffe verwendet werden, um die Stabilität des finalen Plattenproduktes zu verbessern.
Leicht gewährleistet wird die gewünschte Lochkonfiguration auch mit einem Träger 4, der durch geeignete mechanische Bearbeitung aus einem festen flächigen oder plattenartigen Material hergestellt wird. Das Loch 6 wird vollständig durch den Träger 4 hindurchgebohrt, so dass es sich von der ersten Oberfläche 8 zur zweiten Oberfläche 10 erstreckt, mit einem Durchmesser, der dem für den zentralen Abschnitt 16 gewünschten entspricht. Der erste verjüngte Abschnitt 18 wird in dem Loch 6 durch Abschrägen des Loches 6 auf die gewünschte Tiefe und den ersten Neigungswinkel relativ zu der ersten Oberfläche 8 hergestellt. Der zweite verjüngte Abschnitt 20 wird in dem Loch 6 durch Abschrägen des Lochs 6 auf die gewünschte Tiefe und den zweiten Abschrägungswinkel relativ zu der zweiten Oberfläche 10 hergestellt, so dass diese Konfiguration für das Loch 6 mit dem ersten verjüngten Abschnitt 18, dem zweiten verjüngten Abschnitt 20 und dem dazwischenliegenden zentralen geraden Abschnitt 16 komplettiert ist. Das Herstellen der Löcher durch eine derartige mechanische Bearbeitung ist in der Regel für kurze Fertigungsläufe wirtschaftlicher. Allerdings muss mehr Sorgfalt aufgewendet werden, um glatte Innenwandoberflächen in den Löchern zu gewährleisten. Ferner wird die Verwendung von Glasfaserfüllstoffen in dem Substrat vorzugsweise vermieden, wenn die Löcher mechanisch gearbeitet werden, da die eingebetteten Fasern die Neigung zeigen, in durch mechanische Bearbeitung hergestellten Löchern raue Innenwandoberflächen zu ergeben. Raue Innenwandoberflächen können einzelne Leiter oder Drähte einfangen, was die gewünschte Federwirkung der Knopfkontakte stören könnte.
Das Wirrleiterelement 12 für jedes der Löcher 6 kann entweder über den ersten verjüngten Abschnitt 18 oder über den zweiten verjüngten Abschnitt 20 eingeführt und dann durch das Loch 6 gedrückt werden, bis der gewünschte Sitz erreicht ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Die vergrößerten äußeren Enden und jeweiligen Abschrägungen der Endabschnitte erleichtern das Eintreten der einzelnen Wirrleiterelemente in die entsprechenden Löcher und verhindern, dass die einzelnen Leiter in dem Wirrleiterelement 12 sich beim Einführen des Wirrleiterelementes 12 mit der Wandung des Loches 6 verfangen. Sie vermindern ferner den Einfügungswiderstand, weil das Wirrleiterelement 12 in dem Loch 6 nur entlang der Länge des zentralen geraden Abschnitts 16 - dessen relativ kleinen Durchmessers wegen - in Druckkontakt gelangt. Die Längen sowie die Abschrägungswinkel des ersten verjüngten Abschnitts 18 und des zweiten verjüngten Abschnitts 20 bestimmen die Elastizität ihres jeweiligen Knopfkontaktendbereichs, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Alternativ ist eine weitere Konfiguration für manche Anwendungen geeignet, wobei die Knopfkontakte 14 entlang der zweiten Oberfläche 10 mehr Wirrleiterelement-zu-Wand-Abstand benötigen, als dies mit dem ersten verjüngten Abschnitt 18 des Lochs 6, wie es im vorstehenden beschrieben wurde, realisierbar wäre. Fig. 4 zeigt eine querschnittliche Darstellung der Knopfkontaktplatte 2 entsprechend Fig. 2, welche diese alternative Konfiguration für die Löcher 6 aufweist. Jedes der Löcher 6 weist den zentralen geraden Abschnitt 16 zwischen der ersten Oberfläche 8 und der zweiten Oberfläche 10 auf. An das Ende des zentralen geraden Abschnitts 16, welches der ersten Oberfläche 8 am nächsten liegt, schließt sich der erste verjüngte Abschnitt 18 an, wie im Vorstehenden in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. An das andere Ende des zentralen geraden Abschnitts 16 aber schließt sich ein zweiter gerader Abschnitt 22 an, der sich zu der zweiten Oberfläche 10 erstreckt und einen gleichförmigen Senkungsdurchmesser aufweist, welcher größer ist als der Durchmesser des Lochs 6, der durch den Durchmesser des zentralen Abschnitts 16 repräsentiert ist. Die jeweiligen Längen des ersten verjüngten Abschnitts 18, des zentralen geraden Abschnitts 16 und des zweiten geraden Abschnitts 22 können, ebenso wie der erste Abschrägungswinkel und der Senkungsdurchmesser, in Abhängigkeit von der Dicke des Trägers 4, dem Durchmesser der Wirrleiterelemente 12 und der gewünschten Elastizität der Knopfkontakte 14 bemessen sein, wie im Folgenden noch ausführlicher beschrieben werden wird. Der Träger 4 kann durch ein Formverfahren mit der Konfiguration für die Löcher 6 hergestellt sein, wie in Fig. 4 gezeigt, oder durch mechanisches Bearbeiten, wie im Vorstehenden beschrieben.
Für diese Konfiguration wird das Wirrleiterelement 12 für jedes der Löcher 6 bevorzugt in den ersten verjüngten Abschnitt 18 eingeführt und bis zum Erreichen des gewünschten Sitzes durch das Loch 6 gedrückt, wie in Fig. 6 gezeigt. Die Verjüngung des ersten Abschnitts 18 erleichtert das Eintreten des Wirrleiterelementes 12 in die Mündungsöffnung des Lochs und reduziert den Bereich, in dem sich die einzelnen Leiter in dem Wirrleiterelement 12 mit der Wandung des Lochs 6 beim Einführen des Wirrleiterelementes 12 verfangen können. Sowohl der erste verjüngte Abschnitt 18 wie der zweite gerade Abschnitt 22 verringern den Einfügungswiderstand, weil das Wirrleiterelement 12 in dem Loch 6 nur entlang der Länge des zentralen geraden Abschnitts 16 - dessen relativ kleinen Durchmessers wegen - in Druckkontakt gelangt. Die Längen des ersten verjüngten Abschnitts 18 und des zweiten geraden Abschnitts 22 bestimmen die Elastizität ihres jeweiligen Knopfkontaktendbereichs, ebenso wie der Abstand zwischen den Enden des Wirrleiterelementes 12 und den Wandungen des ersten verjüngten Abschnitts 18 bzw. des zweiten geraden Abschnitts 22, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Die Funktionsweise der Konfiguration nach Fig. 2 ist in Fig. 6 dargestellt. Die Knopfkontaktplatte 2 ist zwischen einer ersten Schaltungsplatte 24 und einer zweiten Schaltungsplatte 26 angeordnet. Die erste Schaltungsplatte 24 weist eine elektrisch isolierte erste Plattenbarriere 28 auf, welche elektrische Schaltungselemente mit mindestens einem ersten Plattenoberflächenkontakt 30, typisch aber mehreren ersten Plattenoberflächenkontakten 30 trägt. Jeder der Oberflächenkontakte 30 ist so angeordnet, dass er mit einem entsprechenden Knopfkontaktende 14 eines jeweils anderen Wirrleiterelementes 12 in der Knopfkontaktplatte 2 übereinstimmend zur Anlage kommt. Wie in Fig. 6 gezeigt, sind die Oberflächenkontakte 30 relativ breite, dünne, flache leitfähige Kontaktbereiche oder "Pads" auf der jeweiligen zugänglichen Oberfläche der Schaltungsplatte. Die mit den Oberflächenkontakten 30 zur Anlage gebrachten Knopfkontakte 14 werden relativ zur Oberfläche des Trägers 4 einwärts gepresst, wobei der Knopfkontakt elastisch zusammengedrückt wird, im Wesentlichen bis zu dem Punkt, wo eine koplanare Anordnung mit der Oberfläche 8 bzw. 10 erreicht ist, wie in Fig. 6 gezeigt. Es ist keine genaue Ausrichtung von Knopfkontakt zu Pad erforderlich. Die Oberflächenkontakte 30 haben extrem dünne Kontaktflächen, typisch im Bereich von 0,00381 bis 0,00762 cm (0,0015 bis 0,003 Inch), und sie weisen bevorzugt einen Durchmesser auf, der im Bereich von 50% größer ist als der Durchmesser der Knopfkontakte 14, so dass ein genaues Ausrichten nicht erforderlich ist. Die Oberflächenkontakte 30 können einen größeren Durchmesser haben als die oberflächlichen Öffnungen der Löcher 6, wie in Fig. 6 gezeigt, ober können kleiner sein, so dass sie in die Öffnungen hineinragen können.
Die mit der elastischen Kompression des Wirrleiterelementes 12 verbundene Druckkraft sorgt für den Druckkraftkontakt zwischen dem Knopfkontakt 14 des Wirrleiterelementes 12 und dem entsprechenden Oberflächenkontakt 30. Der durch die sich verjüngenden Löcher bereitgestellte Wirrleiterelement-zu-Wand- Abstand erlaubt es, die Knopfkontakte 14 durch die Oberflächenkontakte 30 mit vorhersagbaren Kräften und, verbunden damit, mit vorhersagbarem Kontaktdruck und elektrischem Widerstand elastisch zusammenzudrücken. Die verbesserte Elastizität verleiht den Knopfkontakten 14 auch verbesserte Resistenz gegen außermittiges Verschieben beim Zusammendrücken. Verschiebungen der Knopfkontakte 14 oder lose Stränge, wie sie durch eine seitliche abrasive Bewegung zwischen den Schaltungsplatten und der Knopfkontaktplatte verursacht werden können, bleiben begrenzt auf die große offene Mündung der Lochs und werden also darin eingefangen und aufgenommen. Dies verhindert eine störende Beeinflussung der Vorderseite-Vorderseite-Positionierung der Plattenkomponenten durch die Wirrleiterstränge und erlaubt eine feste, vorhersagbare Elektronikschaltungsverbindung und enge Abstände zwischen den Knopfkontakten, ohne Kurzschlussrisiko infolge eines Übertritts von losen Drahtenden zwischen den Knopfkontakten oder einer außermittigen Verschiebung der Knopfkontakte 14 auf der ersten Oberfläche 8 zwischen der Knopfkontaktplattenanordnung 2 und der Platte 24.
Ähnlich weist die zweite Schaltungsplatte 26 eine elektrisch isolierte Barriere 32 mit mindestens einem zweiten Plattenoberflächenkontakt 32, typisch jedoch mit einer Mehrzahl von zweiten Plattenoberflächenkontakten 32 auf, wobei jeder der Oberflächenkontakte 32 so angeordnet ist, dass er mit den anderen Knopfkontakten 14 der Wirrleiterelemente 12 in der Knopfkontaktplattenanordnung 2 übereinstimmend verbunden werden kann, gerade so, wie dies im Vorstehenden in Verbindung mit den Oberflächenkontakten 30 der ersten Platte 24 bereits beschrieben worden ist. Somit werden die Oberflächenkontakte 30 der ersten Platte 24 über die entsprechenden Wirrleiterelemente 12 der Knopfkontaktplatte 2 mit den entsprechenden Oberflächenkontakten 32 auf der zweiten Platte 26 direkt verbunden.
Es ist offensichtlich, dass die jeweiligen Längen des ersten verjüngten Abschnitts 18, des zentralen geraden Abschnitts 16 und des zweiten verjüngten Abschnitts 20 angepasst werden können, um verschiedenen Verbindungsanordnungen und Anforderungen zu genügen. Ferner können der erste und zweite Abschrägungswinkel für den ersten verjüngten Abschnitt 18 bzw. den zweiten verjüngten Abschnitt 20 ebenfalls auf verschiedene Verbindungsanordnungen und Anforderungen abgestimmt werden. Schließlich kann der Überstand der Knopfkontakte 14 über die erste Oberfläche 8 und die zweite Oberfläche 10 angepasst werden, um verschiedenen Betriebsbedingungen und Anforderungen zu genügen.
So wurden zum Beispiel der erste und zweite eingeschlossene Abschrägungswinkel für den ersten verjüngten Abschnitt 18 bzw. den zweiten verjüngten Abschnitt 20 erfolgreich variiert von ca. 15 Grad bei Verwendung in Verbindung mit Knopfkontaktplattenträgern 4 mit einer Gesamtdicke im Bereich von 0,254 cm (0,100 Inch) und einer Länge der Wirrleiterelemente 12 von einem der Knopfkontakte 14 zum anderen im Bereich von 0,3175 cm (0,125 Inch), bis hin zu viel größeren Abschrägungswinkeln im Bereich von 60 Grad in Verbindung mit einer Dicke des Trägers 4 von ca. 0,0762 cm (0,030 Inch) und Längen der Wirrleiterelemente 12 zwischen den jeweiligen Knopfkontakten 14 im Bereich von 0,127 cm (0,050 Inch) und Durchmessern der Wirrleiterelemente 12 im Bereich von 0,1016 cm (0,040 Inch).
Die Funktionsweise einer Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Hier ist die Knopfkontaktplatte 2 zwischen der ersten Schaltungsplatte 34 und dritten Schaltungsverbindern 36 und 38 angeordnet. Die Verbindung der ersten Schaltungsplatte 34 mit der Knopfkontaktplatte 2 geschieht im Wesentlichen wie im Vorstehenden in Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben, ausgenommen, dass die Kontakte 30A so gestaltet und bemessen sind, dass sie in die Öffnungen hineinragen und teilweise in die Enden der Knopfkontaktwirrleiterelemente 12 eingreifen. Die vergrößerten Bereiche der Löcher nehmen jede diesbezügliche Ausdehnung des Wirrleiterelementes auf und lassen ferner eine seitliche Bewegung der verbundenen Platte zu.
Jeder der dritten Schaltungsverbinder 36, 37 und 38 weist ein/e elektrisch isolierendes drittes Substrat oder Schaltungsplatte 40 auf mit mindestens einem schlanken, stiftartigen, steifen, leitfähigen Kontakt 30B, 30C, der nach außen vorsteht, um in den tiefer liegenden Endbereich eines Wirrleiterelementes 12 einzudringen. Die Elastizität der inneren, wirren, federnden, maschenartigen Struktur der Knopfkontaktwirrleiterelemente 12 sowie die dem Knopfkontakt 14 jedes Wirrleiterelementes 12 verliehene Freiheit, eine begrenzte seitliche Bewegung in seinem Loch auszuführen, ermöglichen die seitliche Bewegung der Verbinder 36, 37 und 38, nachdem der Verbinder auf dem Träger 4 angeordnet wurde, mit seinen Kontakten 30B, 30C in den entsprechenden Wirrleiterelementen 12. Eine derartige seitliche Bewegung kann zum Beispiel dann nützlich sein, wenn eine Komponente, auf der der Verbinder montiert ist, seitlich mit einer anderen Komponente, z. B. einer Wärmesenke, in Eingriff bewegt wird, nachdem die Komponente auf dem Träger 4 angeordnet wurde. Somit kann ein seitlicher Oberflächen-zu-Oberflächen-Kontakt zwischen Komponenten für betriebliche Zwecke hergestellt werden und gleichzeitig ein derartiger Kontakt während der Fügebewegung vermieden werden. Bei dem Verbinder 38 ist die Schaltungsplatte 40 normal zur Platte 4 in einem Haltekörper 41 angeordnet, und ein Leiter 44 verbindet die Schaltung auf der Platte mit dem Kontakt 30C.
In Einklang mit der vorliegenden Erfindung sind die Knopfkontakte 14 nicht über jede Seite der Knopfkontaktplatte 2 hinausragend ausgeführt, wie in den obigen Beispielen beschrieben. Die Knopfkontakte 14 der Knopfkontaktplatte sind gegenüber der ersten Oberfläche 8 oder gegenüber der ersten Oberfläche 8 und der zweiten Oberfläche 10 zurückgesetzt angeordnet für Anwendungen, welche Schaltungskontakte mit langen Stiften oder Stababschnitten umfassen, wie sie zum Beispiel in den Fig. 8 bzw. 9 gezeigt sind. Ferner muss bei manchen Anwendungen nur ein Ende der Kontakte zugänglich sein, um mit einer anderen Schaltungskomponente in Kontakt gebracht zu werden.
Die Fig. 10 und 11 zeigen zwei spezifische Konfigurationen der Löcher 6, welche sich in praktischen Anwendungen als zufriedenstellend erwiesen haben. Es wird nun zunächst auf Fig. 10 Bezug genommen, gemäß welcher der Träger 4 eine nominelle Dicke von 0,08128 cm (0,032 Inch) aufweist. Der zentrische zylindrische Halsbereich 16 des Lochs 6 hat einen Durchmesser von 0,09779 cm (0,0385 Inch) und eine axiale Länge von 0,01524 cm (0,006 Inch), und jeder der Endbereiche ist - axial gemessen - ca. 0,03302 cm (0,013 Inch) lang und weist eine kegelstumpfförmige Gestalt auf, koaxial mit der Mittellinie des Lochs 6 und mit Seiten, die ausgehend vom Zentrumsbereich mit einem eingeschlossenen Abschrägungswinkel A von 38 Grad schräg nach außen verlaufen. Diese Konfiguration ist zufriedenstellend zum Halten und Betreiben von zylindrischen Knopfkontaktwirrleiterelementen 12, welche aus einem regellos gebogenen feinen Draht gebildet sind und einen Außendurchmesser im entspannten (spannungsfreien) Zustand von 0,1016 cm (0,040 Inch) und eine Länge im Bereich von 0,1397 bis 0,1524 cm (0,055 bis 0,060 Inch) aufweisen. Der Träger 4 von Fig. 11 ist nominell 0,254 cm (0,100 Inch) dick. Der zentrische zylindrische Halsbereich 16 ist 0,04064 cm (0,016 Inch) lang und hat einen Durchmesser von 0,09779 cm (0,0385 Inch), wobei die Endbereiche 18 und 20 jeweils ca. 0,10668 cm (0,042 Inch) lang sind und ausgehend vom Zentrumsbereich mit einem eingeschlossenen Abschrägungswinkel von 15 Grad schräg nach außen verlaufen, um zylindrische Knopfkontaktwirrleiterelemente 12 aufzunehmen, die ebenfalls aus feinem Draht geformt sind und einen Außendurchmesser von 0,1016 cm (0,040 Inch) und eine Länge im Bereich von 0,3175 bis 0,3556 cm (0,125 bis 0,140 Inch) aufweisen. Es versteht sich, dass zahlreiche andere Konfigurationen für spezifische Anwendungen geeignet sein können. Allgemein liegen für Wirrleiterelemente 12 die Durchmesser D im Bereich von 0,0508 bis 0,1524 cm (0,020 bis 0,060 Inch), der Durchmesser des zylindrischen Halsbereichs 16 kann ausgedrückt werden als D - 0,00635 cm (0,0025 Inch).
Fig. 12 ist ein Querschnitt eines Abstandsverbinders 50 von wesentlicher Dicke zum Verbinden von Komponenten wie z. B. zwei Schaltungsplatten in Fällen, wo ein geeigneter Zwischenraum zwischen diesen Platten vorzusehen ist, um andere Komponenten auf eine oder beide der einander gegenüberliegen Seiten der Schaltungsplatten zu montieren. Der dargestellte Verbinder weist eine relativ kleine Breite (normal zur Ebene der Fig. 6) und eine geeignete Konfiguration im Grundriss auf, oder es werden zwei oder mehr solcher Verbinder im Abstand zueinander verwendet, um solche anderen Komponenten in dem offenen Raum zwischen den Schaltungsplatten anzuordnen, die an einander gegenüberliegenden Oberflächen 8 und 10 anliegen.
Die Anordnung 50 zeigt eine Reihe von 'Verwendungsbeispielen für geformte Vertiefungen für die Knopfkontaktwirrleiterelemente 12 unter Verwendung der Lehren der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist der Verbinder in seinem grundlegenden Aufbau von zwei dicken Verbinderhälften 52 gebildet, welche spiegelbildlich sind, ausgenommen, dass eine davon eine integrierte Endkörperstruktur bei 53 aufweist. Jede Körperhälfte 52 ist mit länglichen Öffnungen 54 ausgeführt, die sich von der inneren Oberfläche 56 zur äußeren Oberfläche 58 erstrecken. Jede dieser Öffnungen umfasst einen doppelt abgeschrägten äußeren Bereich 60 ähnlich den in Fig. 10 gezeigten Löchern zum Aufnehmen und Halten eines zylindrischen Knopfkontaktwirrdrahtelementes 12 und einen inneren zylindrischen Bereich, der sich vom inneren Ende des Bereichs 60 zu der jeweiligen inneren Oberfläche 56 erstreckt. Falls gewünscht, können die Körperhälften 52 einen Klebstoff umfassen, um den Zusammenhalt der zusammengefügten Hälften zu unterstützen. Wie gezeigt, ist ein länglicher leitfähiger Stababschnitt 64 pro zueinander ausgerichtetem Paar von Öffnungen 54 vorgesehen. Jeder der Stababschnitte 64 umfasst einen vergrößerten Abstands- und Greifbandbereich 66 benachbart zu jedem Ende, um den Stababschnitt wünschenswerterweise zentriert in dem entsprechenden Loch 54 zu positionieren. Diese Bandbereiche oder anderen vorspringenden Bereiche können durch Presspassung mit den Wandungen der Löcher 54 verbunden sein als ein Mittel, um die Komponenten miteinander zu sichern.
Im Zuge der Montage des Verbinders 50 wird ein Wirrleiterelement 12 in jedes gewählte Loch 54 von einer der Körperhälften 52 platziert, und die Stababschnitte 64 werden dann in diese Löcher 54 eingeführt, wodurch die Wirrleiterelemente 12 in die entsprechenden endlichen Lochbereiche 60 gedrückt werden, so dass die äußeren Knopfkontakte 14 jeweils von der Oberfläche 58 nach außen vorstehen und ein fester, leitfähiger Kontakt zwischen dem inneren Knopfkontakt 14 des jeweiligen Wirrleiterelementes 12 und dem entsprechenden Ende des Stababschnitts 64 hergestellt wird. Der Durchmesser der Stababschnitte 64 ist größer als der Durchmesser des inneren Abschnitts jedes Lochbereichs 60, wodurch die Positionierung der Stababschnitte 64 und der Wirrleiterelemente 12 eingegrenzt und beherrscht werden kann. Sodann werden die Wirrleiterelemente 12 in die Löcher 54 der anderen Körperhälfte 52 platziert, und diese Körperhälfte 12 wird auf die abstehenden Enden der Stababschnitte 64 gepresst, um in ähnlicher Weise diese Wirrleiterelemente 12 in ihre jeweiligen Endbereiche 60 zu drücken, so das die Knopfkontakte 14 vorstehen und ein leitfähiger Kontakt mit den zweiten Enden der Stababschnitte 64 hergestellt wird, wie dargestellt. Es wird erkennbar sein, dass damit eine Abstands-Knopfkontaktplattenverbinderanordnung bereitgestellt wird zur Herstellung einer direkten Verbindung zwischen Schaltungen von Komponenten an den einander gegenüberliegenden äußeren Oberflächen 58.
Der Verbinder 50 umfasst ferner eine als Platte ausgebildete Masseebene 68 und eine Leistungsplatte, wie z. B. bei 70. Dementsprechend geformte Löcher 72 und 74 sind durch einander gegenüberliegende Bereiche 76 des isolierenden Kör pers des Verbinders 50 vorgesehen, welche Wirrleiterelemente 12 zum Kontaktieren der Masseebene und Leistungsplatte aufnehmen, so dass zugängliche äußere Knopfkontakte 14 zum Inkontakttreten mit geeigneten Anschluss- oder Verbindungselementen der zu dem Verbinder 50 gehörigen Komponenten dargeboten werden.
Bei den in den Fig. 13, 14 und 15 dargestellten Anordnungen wird ein bewegliches stößelartiges Kontaktelement mit einem Kontakt 14 des entsprechenden Wirrleiterelementes 12 derart in Kontakt gebracht, dass eine elastische Bewegung des Stößelelements in Axialrichtung des Knopfkontaktwirrleiterelementes 12 erhalten wird, aufgrund der Elastizität dieses Wirrleiterelementes 12. Die Fig. 13 und 14 zeigen beispielhaft eine derartige Verwendung in einem Mikrochipprüfgerät. In Fig. 13 ist ein T-förmiger Kontaktstößel 80 in einer komplementär ausgebildeten Öffnung 81 in einer isolierenden Stößelkontaktplatte 82 angeordnet. Der Stößel 80 umfasst einen vergrößerten runden Basisbereich 83, der innerhalb eines Senkungsbereichs des Lochs 81 aufgenommen ist, und einen Kontaktstab 84, der sich durch eine Öffnung reduzierten Durchmessers von dem Senkungsbereich zu der gegenüberliegenden Oberfläche erstreckt. Das äußere Ende des Stabbereichs 84 ist dazu gedacht, mit einem geeigneten Kontaktbereich eines Schaltungselements einer gegenüberliegenden Komponente in leitfähigen Kontakt gebracht zu werden, so etwa mit dem an einem Mikrochiphalter 88 vorgesehenen und mit dessen Schaltungsanordnungen verbundenen Kontakt- Pad 86. Eine Knopfkontaktplatte 2 umfasst Wirrleiterelemente 12, welche einen nach oben, in den Senkungsbereich der Vertiefung 81 hinein ragenden Knopfkontakt 14 für einen elastischen Druckkontakt mit der Unterseite des Stößels 80 aufweisen. Der gegenüberliegende Knopfkontakt 14 des Wirrleiterelementes 12 ist in leitfähigem Kontakt mit einem Oberflächenkontakt 30 einer Schaltungsplatte 28.
In dieser Ausführung sind abgeschrägte Bereiche an jedem Ende der Löcher vorgesehen, durch die die Wirrleiterelemente 12 hervortreten können, wie bei 18 und 20 gezeigt. In dieser Anordnung stützt man sich für die Positionierung des Kontaktstößels 20 auf die Elastizität bei Druck des Wirrleiterelementes 12. Die Zwischenschaltung einer derartigen Stößelanordnung kann vorteilhaft sein in Fällen, wo mit einer hohen Zahl von Kontaktzyklen und Entfernung der mit einem Ende des Knopfkontaktes verbundenen Kontaktenden gearbeitet wird, was mit hohem Verschleiß und Verschlechterung der jeweiligen Endoberflächenbereiche der Knopfkontakte verbunden sein kann.
Fig. 14 zeigt eine doppelseitige Stößelkontaktplattenanordnung 90, welche zwei der isolierten Stößelkontaktplatten 82 Rücken an Rücken montiert verwendet. Jede der Stößelkontaktplatten 82 weist mindestens eine der Öffnungen 81 auf, wobei die Öffnungen 81 auf jeder der Stößelkontaktplatten 82 axial zueinander ausgerichtet sind. Jede der Öffnungen 81 in jeder der Stößelkontaktplatten 82 weist entsprechende Stößel 80 auf, die so in den Öffnungen angeordnet sind, dass ihre Kontaktstäbe 84 über die äußeren Oberflächen der Stößelkontaktplatten 82 hinausragen. Ein zwischen jedem entsprechenden Paar von Stößeln 80 in den Öffnungen 81 angeordnetes Wirrleiterelement 12 drückt die Stößel 80 voneinander weg, wodurch deren jeweilige Stäbe 84 gezwungen werden, komplett über die äußeren Oberflächen der Stößelkontaktplatten 82 hinauszuragen. In diesem Fall "schwimmt" das Wirrleiterelement 12 frei innerhalb der Öffnungen 81 der Stößelkontaktplatten 82. Die doppelseitige Stößelkontaktplattenanordnung 90 erlaubt es, die Kontakt-Pads 86 der beiden verschiedenen Halter 88 zu verbinden. Die Pads 86 treten mit entsprechenden Kontaktstäben 84 der Stößel 80 in Druckkontakt, aufgrund der Elastizität der Wirrleiterelemente 12.
Bei der Ausführungsform von Fig. 15 ist das Wirrleiterelement 12 in einem Loch 6 montiert, welches sich durch den Träger 4 hindurcherstreckt, wie in Fig. 4 gezeigt, wobei sein unterer Knopfkontakt 14 zugänglich ist, um mit einer geeigneten Kontaktkomponente in Kontakt gebracht zu werden, wie bei den anderen Ausführungsformen. Sein oberer Knopfkontakt 14 erstreckt sich durch eine große Senkbohrungsöffnung 22, welche auch ein domförmiges Stößelkontaktelement 94 aufnimmt, das über den oberen Knopfkontakt 14 des Wirrleiterelementes 12 kontaktiert wird. Das Element 94 ist innerhalb des vergrößerten oberen Endes 22 des Lochs 6 hin- und herbewegbar. Eine isolierende Halteschicht 96 mit darin ausgebildeten Öffnungen 97, die kleiner sind als der Außendurchmesser von Flanschen 98 an dem Stößel 94, ist mit der oberen Oberfläche 8 des Trägers 4 verbunden und überlappt die Flansche 98 des Stößelkontaktes 84, um den Kontakt festzuhalten und ihn in seiner hin- und herbewegbaren Stellung an dem Wirrleiterelement 12 zu halten, wie beschrieben. Auch hier wird durch die vergrößerten Bereiche des Lochs 6, der abgeschrägte Abschnitt 18 und der Senkbohrungsabschnitt 22 eingeschlossen, Bewegungsfreiheit bei Druck der jeweiligen Knopfkontakte 14 des Wirrleiterelements 12 bereitgestellt, ebenso wie die anderen Vorteile, wie sie im Vorstehenden in Bezug auf die vorteilhaften Konfigurationen der Erfindung beschrieben wurden.
Es wird erkennbar sein, dass für den Fachmann zahlreiche andere Ausgestaltungen, Verwendungen und Anwendungen der Erfindung möglich sind, insbesondere im Lichte der Lehren der vorliegenden Erfindung.
Demnach wurden hierin Verfahren und Vorrichtungen für verbesserte Knopfkontaktplatten beschrieben, mit einer Knopfkontaktplattenkonfiguration, welche besonders konfigurierte Vertiefungen aufweist, um die Montage zu erleichtern, die elastische Bewegung der Knopfkontakte über ihren vollen geplanten Betriebsbereich beizubehalten, für eine bessere Knopfkontaktzentrierung zu sorgen, Kurzschlüsse zu vermeiden und ferner, um die Ausführung von dicken Knopfkontaktplatten mit Wirrleiterelementen von geeigneter Länge zu erlauben.
Es versteht sich, dass für den Fachmann verschiedene Änderungen in den Details, Anordnungen und Konfigurationen der Teile und Baugruppen, die hierin beschrieben und beispielhaft dargestellt wurden, um die Natur der Erfindung zu erläutern, möglich sind, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.

Claims

1. Elektrischer Verbinder mit einem ersten Glied (2), wobei das erste Glied ein erstes Kontaktelement umfasst mit einem elastisch zusammendrückbaren elektrisch leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelement (12), welches in einer Vertiefung (6) innerhalb einer elektrisch nichtleitenden Trägerkomponente (4) angeordnet ist, wobei die Vertiefung an ihrem einen Ende durch eine Oberfläche (8, 10) der Trägerkomponente mündet und eine Oberfläche des leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelementes über das offene Ende der Vertiefung zugänglich ist, wobei das leitfähige Wirrleiter-Kontaktelement in der Vertiefung elastisch zusammendrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Oberfläche des leitfähigen Wirrleiterelementes (12), welche über die Mündung der Vertiefung zugänglich ist, im nominell spannungsfreien Zustand des leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelementes gegenüber der einen Oberfläche (8, 10) der Trägerkomponente (4) zurückgesetzt ist.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 mit einem zweiten Glied (34, 36), wobei das zweite Glied ein zweites elektrisch leitfähiges Kontaktelement (30A, 30B, 30C) zum Inkontaktbringen mit dem ersten Kontaktelement umfasst, wobei das zweite elektrisch leitfähige Kontaktelement (30A, 30B, 30C) eine solche Form und solche Abmessungen aufweist, dass es in die Vertiefung (6) hineinragt und mit dem elastischen leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelement in der Vertiefung in Kontakt kommt, wenn das erste und zweite Glied miteinander verbunden werden.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 2, wobei das erste und das zweite Glied von den jeweiligen Kontakten beabstandete Bereiche aufweisen, welche gegeneinander anliegen, wenn das erste und zweite Glied so mit einander verbunden werden, und welche eine Bewegung zum Verbinden zwischen den Gliedern begrenzen, und wobei die Tiefe, bis zu der die Oberfläche des elastisch zusammendrückbaren leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelementes (12) zurückgesetzt ist, und die Form und Abmessungen des zweiten leitfähigen Kontaktelementes (30A, 30B, 30C) derart korreliert sind, dass das ferne Ende des zweiten leitfähigen Kontaktelementes in Druckkontakt mit dem zusammendrückbaren leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelement kommt, wenn das erste und zweite Glied mit den Bereichen gegeneinander anliegend verbunden werden.

4. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 3, wobei das ferne Ende des zweiten leitfähigen Kontaktelementes (30A, 30B, 30C) in das zusammendrückbare leitfähige Wirrleiter-Kontaktelement (12) eingreift, wenn das erste und zweite Glied mit den Bereichen gegeneinander anliegend verbunden werden.

5. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, wobei das erste Glied (2) eine Mehrzahl der Vertiefungen (6) in einer vorbestimmten Anordnung in der Trägerkomponente (4) aufweist, mit einem solchen elastisch zusammendrückbaren leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelement (12) in jeder der Vertiefungen, und wobei das zweite Glied (34, 36) eine Mehrzahl der zweiten elektrisch leitfähigen Kontaktelemente (30A, 30B, 30C) in einer entsprechenden Anordnung aufweist, zum Inkontaktbringen mit den elastischen leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelementen (12) in den Vertiefungen (6), wenn das erste und zweite Glied miteinander verbunden werden.

6. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 5, wobei das erste und das zweite Glied von den jeweiligen Kontakten beabstandete Bereiche aufweisen, welche gegeneinander anliegen, wenn das erste und zweite Glied so miteinander verbunden werden, und welche eine Bewegung zum Verbinden zwischen den Gliedern begrenzen, und wobei die Tiefe, bis zu der die Oberflächen der elastisch zusammendrückbaren leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelemente (12) zurückgesetzt sind, und die Form und Abmessungen der leitfä higen Kontaktelemente (30A, 30B, 30C) derart korreliert sind, dass die fernen Enden der zweiten leitfähigen Kontaktelemente in Druckkontakt mit den zusammendrückbaren leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelementen kommen, wenn das erste und zweite Glied mit den Bereichen gegeneinander anliegend verbunden werden.

7. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 2, wobei das zweite elektrisch leitfähige Kontaktelement (30A, 30B, 30C) eine solche Form und solche Abmessungen aufweist, dass es in die Vertiefung (6) hineinragt und gegen das elastische leitfähige Wirrleiter-Kontaktelement (12) in der Vertiefung anliegt, wenn das erste und zweite Glied miteinander verbunden werden, wobei das erste und das zweite Glied von den jeweiligen Kontakten beabstandete Bereiche aufweisen, welche gegeneinander anliegen, um eine Bewegung zum Verbinden zwischen dem ersten und zweiten Glied zu begrenzen, und wobei ein fernes Ende des zweiten leitfähigen Kontaktelementes in das zusammendrückbare leitfähige Wirrleiter-Kontaktelement eingreift, wenn das erste und zweite Glied so mit den Bereichen gegeneinander anliegend verbunden werden.

8. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 2, wobei das zweite elektrisch leitfähige Kontaktelement (30B, 30C) eine starre, schlanke, stiftartige Form und solche Abmessungen aufweist, dass es in das Wirrleiter-Kontaktelement (12) in der Vertiefung (6) eindringt, wenn das erste und zweite Glied miteinander verbunden werden.

9. Elektrischer Verbinder nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das leitfähige Wirrleiter-Kontaktelement (12) ein zu einem Bausch geformter feiner Draht ist.

10. Elektrischer Verbinder nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei ein fernes Ende des zweiten leitfähigen Kontaktelementes (30A, 30B, 30C) eine im Querschnitt gekrümmte Form aufweist.

11. Elektrischer Verbinder nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das elastische leitfähige Wirrleiter-Kontaktelement (12) eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist.

12. Elektrischer Verbinder nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das leitfähige Wirrleiter-Kontaktelement (12) eine Endoberfläche aufweist und wobei ein Bereich der Vertiefung (6) um einen Endbereich (14) des elastischen leitfähigen Wirrleiter-Kontaktelementes, welches die eine Endoberfläche aufweist, im Querschnitt im wesentlichen größer ist als der Endbereich des leitfähigen Wirrlter-Kontaktelementes.

13. Elektrischer Verbinder nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das erste Glied (2) eine zweite Oberfläche (10) aufweist, wobei die Vertiefung (6) an ihrem zweiten Ende durch die zweite Oberfläche mündet und wobei das leitfähige Wirrleiter-Kontaktelement (12) über das zweite offene Ende der Vertiefung zum Inkontaktbringen mit einem dritten Kontaktelement zugänglich ist.

14. Elektrischer Verbinder nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das erste Glied (2) mit einer Mehrzahl der Vertiefungen (6) ausgebildet ist, welche in einer vorbestimmten Anordnung in ihm verteilt sind, und wobei eine Mehrzahl der ersten Kontaktelemente so in ausgewählten Vertiefungen angeordnet sind.