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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf elektrische Stecker zur Verwendung mit
elektronischen Geräten, und
im Besonderen bezieht sie sich auf eine(n) verbesserten Audiostecker
und -buchse mit acht Kontakten (pins) zur Verwendung mit elektronischen
Geräten.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Elektronische
Geräte,
wie zum Beispiel kabellose Telefone, tragbare Computer und persönliche Digitale
Helfer (Personal-Digital-Assistants) verwenden eine Vielzahl von
Strom-/Daten-/Audio-Stecker-/Buchse-Kombinationen zum Übertragen
von Strom, Daten und anderen elektrischen Signalen zu und von den
elektronischen Geräten.
Zum Beispiel schließen
elektronische Geräte,
die für
Audioeingabe/-ausgabe ausgestattet sind, eine Audioausgabebuchse
zum Aufnehmen eines Audiosteckers ein, um eine Audioausgabe einem
Benutzer zu bieten. Audioausgabestecker nach Stand der Technik enthalten oft
einen Vier-Kontakt-Stereostecker (plug), der mit Standard-Vier-Pin-Stereokontakten
zusammenpasst und von diesen Signale aufnimmt, und einen zusätzlichen
Vier-Pin-Stecker,
der sich für
zusätzliche
elektrische Konnektivität
neben dem Vier-Pin-Stereostecker
befindet. Die physische Größe, zugehörig zu solchen
Steckern nach Stand der Technik werden relativ groß, verglichen
mit modernen elektronischen Geräten,
die sehr klein und leichtgewichtig sind. Konsequenterweise werden
die Audiostecker zu auffällig und
lästig,
und es wird schwierig, den Kontakt zwischen dem Stecker und dem
elektronischen Gerät beizubehalten.
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Zusätzlich schließen moderne
elektronische Geräte,
wie zum Beispiel Personal-Digital-Assistants, Buchsen für andere
Steckertypen ein, wie zum Beispiel Stromversorgungsstecker und Universal-Serial-Bus-Stecker
(USB-Stecker). Systeme nach Stand der Technik schließen einen
USB-Stecker zum Einstecken in eine USB-Buchse und einen getrennten
Stromversorgungsstecker zum Einstecken in eine Stromversorgungsbuchse
ein. Wie es oft der Fall ist, kann ein Benutzer eines Personal-Digital-Assistant
eine Anzahl von Steckern an dem Personal-Digital-Assistant zu irgendeiner
gegebenen Zeit angeschlossen haben. Das heißt, der Benutzer kann einen
elektrischen Stecker zum Ver sorgen eines Lautsprechergeräts mit Audiosignalen
haben, der Benutzer kann einen USB-Stecker zum Übertragen von Daten zu oder
von dem Personal-Digital-Assistant mit dem Personal-Digital-Assistant
verbunden haben, und der Benutzer kann einen Stromversorgungsstecker
zum Bereitstellen elektrischen Stroms mit dem PDA verbunden haben.
Das Problem mit dieser Anordnung ist, dass die Masse der verschiedenen
Kabel und Stecker, die an den Personal-Digital-Assistant angeschlossen
sind, oft die Masse des Personal-Digital-Assistant übersteigt,
und deshalb eine Spannung auf die verschiedenen Stecker und Buchsen
bringt, was den Steckern und Buchsen Schaden zufügen kann, und was die Verwendung des
Personal-Digital-Assistant beschwerlich macht.
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Aufgrund
dieser und anderer Gesichtspunkte ist die vorliegende Erfindung
gemacht worden.
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US
2003/153213 A1 bezieht sich auf einen Acht-Pin-Stecker, der einen
Vier-Pin-Stereostecker einschließt. Des Weiteren sind oberhalb
und unterhalb des Vier-Pin-Stereosteckers ein oberes Pin-Gehäuse und
ein unteres Pin-Gehäuse,
von denen jedes ein Paar zusätzlicher
elektrischer Kontakte (pins) einschließt.
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EP-A-1
309 044 bezieht sich auf einen Multi-Kanal-Telefonstecker, der fünf oder
sechs Tonsignale übermittelt.
Der vordere Teil des Telefonsteckers ist als ein schaftähnlicher
männlicher
Anschluss konstruiert, welcher in eine Telefonbuchse für eine elektrische
Verbindung steckbar ist. Der männliche
Anschluss des Telefonsteckers besteht aus sechs konzentrischen Stabhülsen (pole
socket), deren Länge von
vorne nach hinten abnimmt, und welche in einem Aufbau zusammengefasst
sind. Zusätzlich
ist ein gewöhnlicher
vielpoliger Stecker gezeigt, welcher einen schaftähnlichen
Stecker mit einer Vielzahl von leitenden Polen und verschiedenen
leitenden Zacken (prongs) einschließt.
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EP-A-0
371 206 bezieht sich auf sequentiell verbindende Geräte, wo eine
Reihe von Kontakten sequentiell geschlossen werden, wenn der Verbindungsvorgang
stattfindet. Um eine korrekte Orientierung und Polarisation des
Steckers mit Bezug auf das Gehäuse
sicherzustellen, wird eine Passformanordnung bereit gestellt, welche
die Form einer sich in der Länge
erstreckenden Leiste (bead) hat, die sich entlang einer Ecke des
Steckers erstreckt. Der Stecker und die Buchse haben vorzugsweise
einen quadratischen Querschnittsaufbau.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Stecker bereitzustellen,
der eine robustere Antirotationsfunktionalität besitzt.
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Diese
Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung wie in den unabhängigen Ansprüchen beansprucht
gelöst.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
werden durch die abhängigen
Ansprüche
definiert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die oberen und anderen Probleme durch einen verbesserten
elektrischen Stecker und einen verbesserten USB-Stecker gelöst.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein verbesserter elektrischer
Stecker ein Hauptsteckergehäuse
ein, das ein oberes Pin-Gehäuse
und ein unteres Pin-Gehäuse aufweist. Das
obere Pin-Gehäuse
hat eine äußere Oberfläche und
eine innere Oberfläche,
wobei die äußere Oberfläche eine
kontinuierliche Oberfläche
mit der Oberfläche
des Hauptsteckergehäuses
bildet. Das obere Gehäuse
hat ein Paar elektrischer Kontakt-Pins, die entlang der inneren
Oberfläche
des oberen Gehäuses
angeordnet sind.
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Das
untere Pin-Gehäuse
ist in einer räumlich getrennten
Beziehung zu dem oberen Pin-Gehäuse angeordnet,
und das untere Pin-Gehäuse
hat eine äußere Oberfläche und
eine innere Oberfläche,
wobei die äußere Oberfläche eine
kontinuierliche Oberfläche
mit der Oberfläche
des Hauptsteckergehäuses bildet.
Die innere Oberfläche
des unteren Pin-Gehäuses liegt
gegenüber
der inneren Oberfläche
des oberen Pin-Gehäuses.
Das untere Pin-Gehäuse
hat ein Paar elektrischer Kontakt-Pins, die entlang der inneren
Oberfläche
des unteren Pin-Gehäuses
angeordnet sind. Der elektrische Stecker der vorliegenden Erfindung
schließt
ebenso einen Stereostecker ein, der von einer vorderen Oberfläche des
Hauptsteckergehäuses
zwischen der inneren Oberfläche
des unteren Pin-Gehäuses
und der inneren Oberfläche
des oberen Pin-Gehäuses
hervorsteht.
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Der
elektrische Stecker ist eingerichtet, um mit einer Buchse verbunden
zu werden. Der Stereostecker des elektrischen Steckers ist eingerichtet,
um verbindend in einen Steckeranschluss der Buchse eingesteckt zu
werden. Das obere Pin-Gehäuse
und das untere Pin-Gehäuse
sind eingerichtet, um in ein vorwärtsgerichtetes Steckeranschlussgehäuse der Buchse
einzugreifen.
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Der
Stereostecker schließt
eine Vielzahl von elektrischen Kontakt-Pins ein, um in eine entsprechende
Vielzahl von elektrischen Kontakten einzugreifen, die entlang einer
inneren Oberfläche
des Steckeranschlusses der Buchse angeordnet sind. Das Paar elektrischer
Kontakt-Pins des oberen Gehäuses
greift in ein entsprechendes Paar elektrischer Kontakte ein, die
entlang einer oberen Oberfläche des
nach vorne gerichteten Abschnitts des verbundenen Anschlussgehäuses der
Buchse angeordnet sind. Das Paar elektrischer Kontakt-Pins des unteren Gehäuses greifen
gleichermaßen
in ein entsprechendes Paar elektrischer Kontakte ein, die entlang
der unteren Oberfläche
des nach vorne gerichteten Abschnitts des Steckeranschlussgehäuses angeordnet sind.
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Der
Stereostecker hat eine Vielzahl von Kontakt-Pins. Die Kontakt-Pins
des Stereosteckers können
einen Mikrophonkontakt, einen rechten Lautsprecherkontakt, einen
linken Lautsprecherkontakt und einen analogen Erdungskontakt einschließen. Das
Paar elektrischer Kontakt-Pins des oberen Gehäuses kann einen Taktgeber-Kontakt-Pin
und einen digitalen Erdungs-Pin einschließen. Das Paar elektrischer
Kontakt-Pins des unteren Gehäuses
kann einen Daten-Pin und einen Stromversorgungs-Pin einschließen.
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Die
Buchse der vorliegenden Erfindung ist in das Gehäuse eines elektronischen Gerätes eingebaut,
wie zum Beispiel ein tragbarer Personalcomputer, ein Personal-Digital-Assistant, ein kabelloses
Telefon oder ein Funkrufgerät
(paging device). Eine Stirnfläche
des nach vorne gerichteten Abschnitts der Buchse schließt mit einer äußeren Oberfläche des
Gehäuses
des elektronischen Gerätes
bündig ab.
Ein Anschluss, der das obere Gehäuse
aufnimmt, ist in dem Gehäuse
unmittelbar oberhalb der oberen Oberfläche des nach vorne gerichteten
Abschnitts der Buchse definiert. Ein Anschluss, der das untere Gehäuse aufnimmt,
ist in dem Gehäuse
unmittelbar unterhalb der unteren Oberfläche des nach vorne gerichteten
Abschnitts der Buchse definiert. Wenn der elektrische Stecker in
die Buchse gesteckt wird, wird das obere Pin-Gehäuse in den Anschluss, der das obere
Gehäuse
aufnimmt, eingeführt
und das untere Pin-Gehäuse
wird in den Anschluss, der das untere Gehäuse aufnimmt, eingeführt, so
dass der elektrische Stecker mit dem Gehäuse des elektronischen Gerätes zusammenpasst.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein verbesserter
elektrischer Stecker und Buchse mit einem schmaleren Profil bereitgestellt.
Der elektrische Stecker schließt
ein Hauptsteckergehäuse
und einen Stereostecker, der von einer Frontoberfläche des
Hauptsteckergehäuses
hervorragt, ein. Ein erstes Paar elektrischer Kontakt-Pins wird
durch das Hauptsteckergehäuse
auf einer ersten Seite des Stereosteckers getragen, und ein zweites
Paar elektrischer Kontakt-Pins wird durch das Hauptsteckergehäuse auf
einer zweiten Seite des Stereosteckers, gegenüber der ersten Seite des Stereosteckers,
getragen. Ein Ausrichtungsmerkmal ragt von der Frontoberfläche des
Hauptsteckergehäuses
neben dem Stereostecker empor, wodurch eine Ausrichtungspassform
und Antirotationsfunktionen bereitgestellt werden, um mit einem
schmäleren Profil
bereitgestellt zu werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein verbesserter USB-Stecker
einen Steckerkörper,
einen USB-Anschlussstecker und einen Ausrichtungsstab ein. Der USB-Anschlussstecker
wird entlang eines ersten Endes des Steckerkörpers definiert und ragt senkrecht
von einer Frontfläche
des Steckerkörpers
hervor. Der Ausrichtungsstab ist neben dem USB-Anschlussstecker
in einer räumlich
getrennten Beziehung zu dem USB-Anschlussstecker definiert und ragt
senkrecht von der Frontfläche
des Steckerkörpers
hervor. Der USB-Stecker schließt
auch ein Paar elektrischer Kontakte ein, das auf der Fläche des
Steckerkörpers definiert
ist. Ein erster elektrischer Stromkontakt von dem Paar elektrischer
Kontakte ist neben einer ersten Seite des Ausrichtungsstabs angeordnet,
und ein zweiter elektrischer Kontakt des Paars von Kontakten ist
auf der Seite des Steckerkörpers
unmittelbar neben einer zweiten Seite des Ausrichtungssteckers angeordnet.
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Der
USB-Anschlussstecker ist eingerichtet zum verbindenden Einführen in
einen passenden Steckeranschluss einer USB-Buchse. Der Ausrichtungsstab
ist eingerichtet zum verbindenden Einführen in einen entsprechenden
Ausrichtungsstabanschluss der USB-Buchse. Der erste und zweite elektrische
Stromkontakt sind eingerichtet, um mit einem entsprechenden ersten
und zweiten elektrischen Stromeingangskontakt, die neben der ersten
und zweiten Seite des Ausrichtungsstabanschlusses der USB-Buchse
definiert sind, im Eingriff zu sein.
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Der
Ausrichtungsstab schließt
ein Ausrichtungsstabführungselement
ein, das entlang einer ersten Seite des Ausrichtungsstabs zum Führen des Ausrichtungsstabs
in den Ausrichtungsstabanschluss angeordnet ist. Der Ausrichtungsstab
hat eine größere Länge als
der USB-Anschlussstecker, so dass der Ausrichtungsstab in den Ausrichtungsstabanschluss
vor der Einführung
des USB-Anschlusssteckers in den USB-Anschlusssteckeranschluss eingeführt wird,
um sicherzugehen, dass der USB-Anschlussstecker in einer korrekten
Ausrichtung ist, wenn er in den USB-Anschlusssteckeranschluss eingeführt wird.
Ein Schnappverschluss kann entlang einer oberen Oberfläche des
Ausrich tungsstabes zum Eingreifen einer Schnappverschlussarretierung
angeordnet sein, die in einer inneren oberen Fläche des Ausrichtungsstabanschlusses
zur Sicherung des USB-Steckers
an die USB-Steckerbuchse angeordnet ist.
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Diese
und andere Merkmale, die die vorliegende Erfindung charakterisieren,
werden vom Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und einer
Durchsicht der zugehörigen
Zeichnungen ersichtlich. Es gilt als verstanden, dass sowohl die
vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte
Beschreibung nur exemplarisch und erläuternd sind, und nicht einschränkend auf
die Erfindung, wie beansprucht, sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht eines illustrativen Acht-Pin-Audiosteckers und
entsprechender Buchse nach Stand der Technik.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Acht-Pin-Steckers
und -buchse gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine perspektivische piktografische Ansicht eines elektrischen Acht-Pin-Steckers gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine perspektivische piktografische Ansicht einer Buchse gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine perspektivische piktografische Ansicht eines Personal-Digital-Assistant, die ein äußeres Gehäuse des
Personal-Digital-Assistant als durchsichtige Darstellung zeigt und
eine Buchse und einen Mini-USB-Stecker
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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6 ist
eine obere Grundrissansicht eines Personal-Digital-Assistant, die
einen Acht-Pin-elektrischen Stecker gemäß einer Ausführungsform
der vorliegende Erfindung zeigt.
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7-1/7-2 sind perspektivische Ansichten
eines elektrischen Steckers bzw. Buchse mit acht Pins gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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8-1/8-2 sind perspektivische Ansichten
des elektrischen Steckers bzw. Buchse mit acht Pins, die in den 7-1 und 7-2 gezeigt werden.
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9 ist
eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Steckers und Buchse
mit acht Pins gemäß einer
Ersatzausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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10 ist
eine obere Grundrissansicht eines Personal-Digital-Assistant, die
einen elektrischen Stecker mit acht Pins gemäß der Ersatzausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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11 ist
eine Seitenansicht von Personal-Digital-Assistants oder anderen
elektronischen Geräten,
die Buchsen gemäß der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung aufweisen.
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12 ist
eine piktografische, perspektivische Ansicht eines Mini-USB-Anschlusssteckers
und einer Mini-USB-Anschlussbuchse gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG VON ILLUSTRATIVEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
folgende Beschreibung von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die oben beschriebenen
Zeichnungen gemacht, wobei überall
in den verschiedenen Zeichnungen gleiche Nummern auf gleiche Teile
oder Komponenten verweisen. Die vorliegende Erfindung ist auf einen
verbesserten elektrischen Stecker mit acht Pins und auf einen verbesserten
USB-Stecker, der einen integrierten Stromstecker einschließt, so dass
ein separates Stromkabel nicht erforderlich ist, gerichtet.
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1 ist
eine Seitenansicht eines illustrativen Acht-Pin-Audiosteckers und
entsprechender Buchse nach Stand der Technik. Der illustrative Acht-Pin-Audiostecker 50 nach
Stand der Technik, der in 1 dargestellt
ist, ist eingerichtet, in eine Buchse 65 zu passen. Der
Stecker 50 nach Stand der Technik schließt einen
Vier-Pin-Stereostecker 55 und einen zusätzlichen Vier-Pin-Stecker 60 für zusätzliche
elektrische Konnektivität
ein. Der Vier-Pin-Stereostecker 55 ist eingerichtet, um
in den Buchsenanschluss 70 zu passen, und der Vier-Pin-Stecker 60 ist eingerichtet,
um in den Buchsenanschluss 80 und zu den Kontakten 85 zu
passen. Ein Kabel 52 ist an dem hinteren Abschnitt des
Ste ckers 50 nach Stand der Technik angeordnet. Wenn der
Stecker 50 nach Stand der Technik mit der Buchse 65 nach
Stand der Technik verbunden ist, bringen Kräfte, die auf die Verbindung
durch das Gewicht des Steckers 50 und Kabels 52 aufgebracht
werden, oft eine erhebliche Spannung auf die elektrischen Verbindungen
zwischen den Steckern 55, 60 und den entsprechenden Buchsenanschlüssen 70, 80 auf.
Mit der Zeit werden die Verbindungen abgenutzt und eine elektrische Konnektivität kann unterbrochen
werden oder verloren gehen. Zusätzlich
kann das Gewicht und die Größe des Steckers
und Kabels aufgrund der Größe des Steckers 50 nach
Stand der Technik verglichen mit modernen kleinen und leichtgewichtigen
Geräten, wie
zum Beispiel kabellosen Telefonen und Personal-Digital-Assistants,
das Gewicht und die Größe des elektronischen
Gerätes,
an das sie angeschlossen sind überragen,
um so eine weitere Belastung auf die Verbindungen zwischen dem Stecker 50 nach Stand
der Technik und einem elektronischen Gerät, mit dem er verbunden ist,
hinzuzufügen.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Acht-Pin-Steckers
und -buchse gemäß einer
vorliegenden Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie es in 2 gezeigt
wird, ist ein verbesserter Acht-Pin-Stecker 100 eingerichtet,
um mit einer Buchse 200 zusammenzupassen. Der elektrische
Acht-Pin-Stecker 100 schließt ein Kabel 190 ein,
das entlang einer oberen Oberfläche
des elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 angeordnet ist.
Wie es durch jene Fachleute verstanden werden sollte, kann das Kabel 190 entlang
anderer Oberflächen
oder Seiten des elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 wie
gewünscht
platziert werden. Von einer Frontseite des elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 ragt
ein Vier-Pin-Stereostecker 105 hervor. Die Beschreibung des
Steckers 100 zur Verwendung für Audio-Verbindungen gilt nur
als Beispiel und nicht Einschränkung der
Verbindungstypen, für
die der Stecker 100 verwendet werden kann. Der Stecker 100 der
vorliegenden Erfindung kann als ein Untersatz (vehicle) für eine Vielzahl
von Verbindungs-Pins zu entsprechenden Kontakten einer zusammenpassenden
Buchse verwendet werden. Zum Beispiel kann der Stecker 100 verwendet
werden, um Daten zu und von einem elektronischen Gerät über eine
Verbindung zwischen dem Stecker und einer zusammenpassenden Buchse,
wie zum Beispiel der unten beschriebenen Buchse 200, zu übertragen.
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Gemäß dem beispielhaften
Audiostecker, der in den 2–4 dargestellt
wird, kann der Vier-Pin-Stereostecker 105 einen Mikrofonkontakt 110,
einen rechten Lautsprecherkontakt 120, einen linken Lautsprecherkontakt 130 und
einen analogen Massekontakt 140 einschließen. Zwischen
den Kontakten 110, 120, 130 und 140 sind
eine Vielzahl von Isolatoren 180 angeordnet. Wie es oben
dargestellt wurde, können
die Kontakte 110, 120, 130 und 140 für eine Vielzahl
anderer Typen elektrischer Konntektivität und Datenkonntektivität verwendet
werden.
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Oberhalb
und unterhalb des Vier-Pin-Stereosteckers 105 sind ein
oberes Pin-Gehäuse 170 bzw. ein
unteres Pin-Gehäuse 172.
Wie es in 1 gezeigt ist, schließt das untere
Pin-Gehäuse 172 ein Paar
zusätzlicher
elektrischer Pins ein, zum Beispiel einen Daten-Pin 150 und einen Strom-Pin 160.
Mit Bezug auf 3, für eine unterschiedliche Ansicht des
elektrischen Acht-Pin-Steckers 100, schließt das obere
Pin-Gehäuse 170 zusätzliche
elektrische Pins ein, zum Beispiel einen Taktgeber-Pin 192 und
einen digitalen Masse-Pin 196.
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Eine
Buchse 200 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird in den 2, 4 und 5 dargestellt.
Die Buchse 200 schließt eine
Anzahl von Kontakten zum Herstellen elektrischer Konnektivität mit den
Pins des elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 ein. Wie oben
mit Bezug auf den Stecker 100 beschrieben, können die
Kontakte der Buchse für
eine Vielzahl von elektrischen Verbindungen oder Datenverbindungen
mit dem Stecker 100 verwendet werden. Als Beispiel, wie
es in 2 gezeigt wird, sind ein Pendant-Bus-Taktgeber-Kontakt 210 und
ein Pendant-Bus-Massekontakt 220 entlang einer äußeren Oberfläche des
vorderen Endes der Buchse 200 für das elektrische Verbinden
mit den Kontakten 192 und 196 des elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 angeordnet.
Zusätzliche
Kontakte können
einen Mikrofoneingangskontakt 230, einen Lautsprecherdurchführungskontakt 240,
einen rechten Lautsprecherkontakt 250, einen Pendant-Bus-Taktgeber-Kontakt 260,
einen analogen Massekontakt für
Audiosignale 270 und einen Pendant-Bus-Massekontakt 280 einschließen.
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4 ist
eine perspektivische, piktografische Ansicht einer Buchse gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Eine Anzahl anderer Kontakte sind entlang
einer anderen Seite der Buchse 200 angeordnet und können zum
Beispiel einen Pendant-Bus-Stromkontakt 215 und
einen Pendant-Bus-Massekontakt 220 für ein elektrisches Verbinden
mit den Pins 150 und 160 des Steckers 100,
der in 2 dargestellt ist, einschließen. Zusätzliche Kontakte der Buchse 200 können einen Pendant-Bus-Stromkontakt 265,
einen linken Lautsprecherkontakt 275, einen Pendant-Bus-Freisammler-Datenkontakt 285 (pendant
bus open collector data contact) und einen Mikrofondurchführungskontakt 295 einschließen. Elektrische
Konnektivität
zwischen den Pins des elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 und
den Kontakten der Buchse 200, und der Betrieb davon, sind
jenen Fachleuten gut bekannt.
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5 ist
eine perspektivische, piktografische Ansicht eines Personal-Digital-Assistant,
die ein äußeres Gehäuse des
Personal-Digital-Assistant durchsichtig zeigt und eine Buchse 200 der
vorliegenden Erfindung integriert in den Personal-Digital-Assistant 300 zeigt.
Die Buchse 200 ist in den Personal-Digital-Assistant (PDA) 300 integriert,
so dass die Frontfläche 245 der
Buchse 200 bündig
mit der äußeren Oberfläche des
Gehäuses
(durchsichtig gezeigt) des PDAs 300 ist. Ein Anschluss,
der ein oberes Gehäuse
aufnimmt, ist in das Gehäuse
des PDA 300 direkt oberhalb der oberen Kante 248 eingerichtet.
Ein Anschluss, der ein unteres Gehäuse aufnimmt, ist direkt unterhalb
der unteren Kante 249 der Buchse 200 eingerichtet.
Die aufnehmenden Anschlüsse
erlauben das Einführen
eines oberen und unteren Pin-Gehäuses 170, 172 des
elektrischen Acht-Pin-Steckers 100,
wie es unterhalb mit Bezug auf 6 dargestellt
ist.
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Bezugnehmend
auf die 1, 3, 5 und 6 ist
der elektrische Acht-Pin-Stecker 100 für das Verbinden mit der Buchse 200 eingerichtet,
so dass der Vier-Pin-Stecker 105 in den Eingangsanschluss 235 der
Buchse 200 eingeführt
wird, bis die vordere Oberfläche 141 des
Hauptsteckergehäuses in
einen geschützten
Kontakt (snug contact) mit der vorderen Fläche 245 der Buchse 200 kommt.
Wenn der elektrische Acht-Pin-Stecker 100 mit der Buchse 200 verbunden
ist, gleitet das obere Kontaktgehäuse 170 über die
obere Kante 248 des nach vorne gerichteten Abschnitts 247 der
Buchse 200. Das untere Kontaktgehäuse 172 gleitet über die
untere Kante 249 des nach vorne gerichteten Abschnitts 247 der Buchse 200.
Deshalb greifen die Pins 192 und 196 des oberen
Kontaktgehäuses 170 in
die elektrischen Kontakte 210 und 220 der Buchse 200,
und die Pins 150 und 160 des unteren Kontaktgehäuses 172 des elektrischen
Acht-Pin-Steckers 100 greifen in die Kontakte 215 und 225 der
unteren Kante 249 des nach vorne gerichteten Abschnitts 247 der
Buchse 200 ein.
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Mit
Bezug auf 5, wenn wie beschrieben der
elektrische Acht-Pin-Stecker 100 mit der Buchse 200 verbunden
ist, sind die oberen und unteren Kontaktgehäuse 170 und 172 in
die aufnehmenden Anschlüsse
eingeführt,
die in das Gehäuse
des PDA 300 integriert sind, um die Pins 150, 160, 192 und 196 in
die entsprechenden Kontakte der Buchse 200 eingreifen zu
lassen. Vorteilhafterweise erzeugt das Einführen der oberen und unteren
Pin-Gehäuse 170 und 172 in
das Gehäuse
des PDA 300, um einen elektrischen Kontakt zwischen allen
Pins des elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 mit den entspre chenden
Kontakten der Buchse 200 zu erreichen, einen sicheren Halt
zwischen dem elektrischen Acht-Pin-Stecker 100 und der
Buchse 200 und des entsprechenden elektronischen Gerätes (z.B.
des PDA 300), in das die Buchse 200 integriert
ist.
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Die
Darstellung der 6 zeigt einen Schnittzeichnungsabschnitt
des PDA 300 zur Darstellung der Einführung des Vier-Pin-Steckers 105 und
des oberen und unteren Pin-Gehäuses 170 und 172 in
den PDA 300 (wobei die Buchse 200 nicht in 6 dargestellt
ist). Die oberen und unteren Pin-Gehäuse 170 werden in
das innere des PDA 300 eingeführt, so dass der elektrische
Acht-Pin-Stecker 100 eine sichere Verbindung mit der Buchse 200,
die in das Innere des PDA 300 integriert ist, erzielt.
Im Unterschied zu dem Stecker 50 nach Stand der Technik,
der in 1 dargestellt ist, bringen Kräfte, die auf den elektrischen
Acht-Pin-Stecker 100 vom Kontakt mit fremden Objekten oder
von der Masse des elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 und
des Kabels 190 relativ zu dem PDA 300 aufgebracht
werden, eine sehr geringe Kraft auf die elektrischen Verbindungen zwischen
den Pins und dem elektrischen Acht-Pin-Stecker 100 und
den Kontakten der Buchse 200 auf. Die Einführung des
oberen und unteren Pin-Gehäuses 170 und 172 in
das Gehäuse
des PDA 300 stellt sicher, dass Vibration und Kräfte, die
auf die Verbindung zwischen dem elektrischen Acht-Pin-Stecker 100 und
der Buchse 200 agieren, nicht direkt auf die elektrischen
Kontakte gerichtet werden, sondern statt dessen auf das Gehäuse des
elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 und das Gehäuse des
PDA 300 gerichtet werden, welche stärker und weniger anfällig für Schäden durch
das Aufbringen der Kräfte, die
auf jene Komponenten angewandt werden, sind.
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Zusätzlich wird
durch das Platzieren der zusätzlichen
Vier-Pin-Kontakte des Steckers 100 innerhalb der oberen
und unteren Gehäuse 170 und 172 die
Gesamtgröße und Form
des elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 relativ zu dem Stecker
nach Stand der Technik, wie zum Beispiel den Stecker, der in 1 dargestellt
ist, minimiert. Wie es in 6 dargestellt
wird, ist das Kabel 190 entlang der oberen Oberfläche des
elektrischen Acht-Pin-Steckers 100 angeordnet. Diese Ausrichtung
ist vorteilhaft, wenn das elektronische Gerät 300 ein Personal-Digital-Assistant,
kabelloses Telefon oder anderes Audioausgabegerät ist, das in einer Hemdtasche
getragen werden kann oder an einen Gürtel oder anderen Ort befestigt
wird, wo eine aufwärtsgerichtete
Orientierung des Kabels 190 zusätzliche Spannungen auf die Verbindung
zwischen dem elektrischen Acht-Pin-Stecker 100 und der Buchse 200,
die in das Gerät 300 integriert
ist, reduziert.
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Die 7-1 und 7-2 sind
perspektivische Darstellung des Steckers 100 und der Buchse 200,
welche Ausrichtungsmerkmale zeigen, die sicherstellen, dass der
Stecker 100 mit der Buchse 200 nur in einer richtigen
Ausrichtung verbunden werden kann. Wie es in 7-1 gesehen
werden kann, erstrecken sich die Ausrichtungs- oder Passformmerkmale 702 und 704 vom
oberen Pin-Gehäuse 170 in eine
Richtung, die im Allgemeinen in Richtung des unteren Pin-Gehäuses 172 ist.
Um den Vier-Pin-Stereostecker 105 für die Pins des oberen und unteren Pin-Gehäuses weit
genug in den Eingangsanschluss 235 der Buchse 200 einzuführen, um
in elektrische Kontakte auf der Buchse 200, wie oben beschrieben, einzugreifen,
müssen
die Ausrichtungsmerkmale 702 und 704 mit den Ausrichtungsrillen 706 und 708,
die in dem nach vorne gerichteten Abschnitt 247 der Buchse
gebildet sind, übereinstimmen.
Dies verhindert, dass die Pins des Steckers 100 in die
falschen Kontakte der Buchse 200 eingreifen, wobei ein
potenzieller Schaden an elektrischen Komponenten verhindert wird.
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Die 8-1, 8-2 und 9 sind
perspektivische Darstellungen eines Steckers 750 und einer
Buchse 800 gemäß einer
Ersatzausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Mit der Ausnahme der Ausrichtungs- oder
Passformmerkmale, die auf dem Stecker 750 und Buchse 800 enthalten
sind, um eine korrekte Ausrichtung des Steckers relativ zu der Buchse
sicherzustellen, während
ein reduziertes Profil oder schlankeres Stecker- und Buchsendesign bereit
gestellt wird, haben der Stecker 750 und die Buchse 800 die
selben Merkmale wie oberhalb mit Bezug auf Stecker 100 und
Buchse 200 beschrieben. Der Stecker 750 schließt ein oberes
Pin-Gehäuse 770 und
ein unteres Pin-Gehäuse 772 ein.
Wie das obere Pin-Gehäuse
des Steckers 100, unterstützt das obere Pin-Gehäuse 770 des
Steckers 750 die Pins 192 und 196. In
gleicher Weise, wie das untere Pin-Gehäuse des Steckers 100,
unterstützt
das untere Pin-Gehäuse 772 des
Steckers 750 die Pins 150 und 160. Jedoch
schließt
weder das obere Pin-Gehäuse 770 noch
das untere Pin-Gehäuse 772 die Ausrichtungsmerkmale
(das heißt
Ausrichtungsmerkmale 702 und 704, die in der 7-1 gezeigt sind) ein, um sicherzustellen, dass
der Stecker 750 in die Buchse 800 mit der korrekten
Ausrichtung eingreift. Statt dessen ragt ein Ausrichtungsmerkmal oder
-passform 752 von der vorderen Oberfläche 141 des Hauptsteckergehäuses hervor.
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In
manchen Ausführungsformen
ragt das Ausrichtungsmerkmal 752 von der vorderen Oberfläche des
Hauptsteckergehäuses
neben dem Stereostecker 105 hervor. Als solches erstreckt
sich das Ausrichtungsmerkmal 752 von der vorderen Oberfläche 141 in
eine Richtung weg von der vorderen Oberfläche, was im Wesentlichen parallel
zu einer Längsachse 754 ist,
entlang der der Stereostecker 105 hervorragt. In manchen
Ausführungsformen
ist das Ausrichtungsmerkmal 752 zwischen dem Stereostecker 105 und
den elektrischen Kontakt-Pins 150 und 160 oder
zwischen dem Stereostecker 105 und den elektrischen Kontakt-Pins 192 und 196 positioniert.
Mit anderen Worten: erstreckt sich dieses Ausrichtungsmerkmal auch
weg von dem Stereostecker entlang einer Längsrichtung der Frontoberfläche 141 des Hauptsteckergehäuses. Durch
das Bilden des Ausrichtungsmerkmales 752 neben dem Stecker 105 in einem
mittigen Teil der Frontoberfläche 141 des
Steckers 750 kann der Stecker beträchtlich schmäler als der
Acht-Pin-Stecker nach Stand der Technik gemacht werden. Des Weiteren
ist herausgefunden worden, dass das Design des Steckers 750 es
erlaubt, dass es selbst ungefähr
30 % schmaler als das Design des Steckers 100 der vorliegenden
Erfindung ist.
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Das
Ausrichtungsmerkmal oder -passform 752 kann aus einer Anzahl
von verschiedenen Materialien gemacht werden, zusätzlich dazu,
dass es an verschiedenen Positionen entlang der Frontoberfläche 141 zwischen
dem oberen Pin-Gehäuse 770 und unterem
Pin-Gehäuse 772 bewegt
werden kann. Zum Beispiel kann, wenn gewünscht, das Ausrichtungsmerkmal
oder -passform 752 ein metallenes Ausrichtungsmerkmal sein.
In diesen Ausführungsformen,
wenn gewünscht,
kann das Ausrichtungsmerkmal oder -passform 752 mit einem
der elektrischen Kontakte des Steckers 105 integriert gebildet werden.
Zum Beispiel könnte
das Ausrichtungsmerkmal oder -passform 752 mit einem analogen
Massekontakt 140, wenn gewünscht, integriert ausgebildet sein.
In anderen Ausführungsformen
ist das Ausrichtungsmerkmal 752 in Form eines isolierenden
Materials, wie zum Beispiel aus Plastik, gebildet. In dieser Ausführungsform,
wenn gewünscht,
kann das Ausrichtungsmerkmal 752 mit dem Isolator 180,
der am nächsten
zu der Frontoberfläche 141 geformt
ist, ausgebildet werden.
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Wie
es in den 8-2 und 9 gesehen werden
kann, schließt
die Buchse 800 gemäß dieser Ersatzausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Frontfläche 845 ein, in der
ein Eingangsanschluss 235 gebildet ist. Um sicherzustellen,
dass die Pins 150, 160, 192 und 196 des
Steckers 750 in die richtigen der Kontakte 210, 215, 220 und 225 des Steckers 800 eingreifen,
schließt
die Frontfläche 845 auch
eine Ausrichtungsrille (groove) ein, die angrenzend an den Eingangsanschluss 235 gebildet
ist. Wenn der Stecker 750 mit der Buchse 800 verbunden
wird, kann der Stecker 105 in den Eingangsanschluss 235 nur
weit genug für
die Pins des Steckers 750 entfernt eingeführt werden,
um in die Kontakte der Buchse 800 einzugreifen, wenn das
Ausrichtungsmerkmal 752 so positioniert ist, dass es in
die Ausrichtungsrille 850 hineinfährt. In einer Beispielausfüh rungsform
würde die
Buchse 800 eine Breite von nur 4mm erfordern, während die
Buchse 200 eine Breite von ungefähr 5,7mm haben würde. Dies
erlaubt es dem Stecker 750 und der Buchse 800 in
schlankeren elektronischen Produkten verwendet zu werden, wie zum
Beispiel Aufklapptelefonen. Zusätzlich
zum Ermöglichen,
dass Stecker 750 und Buchse 800 relativ zu dem
Stecker 100 und der Buchse 200 und relativ zu
den Acht-Pin-Steckern
und Buchsen nach Stand der Technik dünner sein können, bietet die Ausrichtungsmerkmalanordnung
auf dem Stecker 750 und der Buchse 800 eine robustere Antirotationsfunktion.
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Die
Darstellung in 10 zeigt eine Schnittansicht
des PDA (oder anderen elektronischen Gerätes) 900 zur Darstellung
der Einführung
eines Vier-Pin-Steckers 105 und des oberen und unteren Pin-Gehäuses 770 und 772 in
den PDA 900 (Buchse 800 wird in 10 nicht
dargestellt). Das obere und untere Pin-Gehäuse 770 und 772 werden
in das Innere des PDA 900 eingeführt, so dass der elektrische Acht-Pin-Stecker 750 eine
sichere Verbindung mit der Buchse 800, die in das Innere
des PDA 900 integriert ist, erzielt. Das Ausrichtungsmerkmal 752 stellt sowohl
sicher, das der Stecker 750 mit der richtigen Ausrichtung
der oberen und unteren Pin-Gehäuse eingeführt wird,
und hilft auch die Rotation des Steckers 750 relativ zu
dem PDA 900 zu verhindern. Dies wiederum hilft Schäden an den
Pins des Steckers 750 und den Kontakten der Buchse 800 zu
verhindern.
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11 ist
eine Seitenansichtsdarstellung des PDA 300, einschließlich der
Buchse 200, und eines PDA 900 einschließlich der
Buchse 800. Wie es diagrammatisch in 11 gesehen
werden kann, hat die Buchse 800 einschließlich Ausrichtungsrille 850 eine
Breite (dargestellt durch Pfeil 902) welche beträchtlich
kleiner als die entsprechende Breite (dargestellt durch Pfeil 904)
in der Buchse 200 ist, welche die Ausrichtungsrillen 706 und 708 einschließt. Dies wiederum
bietet die Möglichkeit
für die
Buchse 800 in noch dünneren
elektronischen Geräten
verwendet zu werden, als es mit elektrischen Acht-Pin-Steckern und
Buchsen möglich
wäre.
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12 ist
eine piktografische, perspektivische Ansicht eines Mini-USB-Anschlusssteckers
und einer Mini-USB-Anschlussbuchse gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der USB-Anschlussstecker 500,
dargestellt in 12, schließt eine gedruckte Leiterplatte 510 ein,
die mit einem Steckerhauptgehäuse 505 verbunden
ist. Entlang einer vorderen Oberfläche des Steckerhauptgehäuses 505 ist
ein Mini-USB-Anschlussstecker 530 zur Übertragung
von Daten zu und von einem elektronischen Ge rät, wie zum Beispiel einem Personal-Digital-Assistant 300.
Neben dem USB-Anschlussstecker 500 ist ein Ausrichtungsstab 525.
Auf einer oberen Oberfläche
der Ausrichtungsführung 525 ist
eine Verschlusslasche (locking latch) 540 angeordnet. Eine
Ausrichtungsstabführung 550 ist
entlang einer inneren Seite des Ausrichtungsstabes 525 zum
Führen
des Ausrichtungsstabes 525 in einen Ausrichtungsstabanschluss 565 definiert.
Auf jeder Seite des Ausrichtungsstabes 525 ist ein elektrischer Stromkontakt 530.
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Gegenüber dem
USB-Anschlussstecker 500 ist eine USB-Buchse 555.
Die USB-Buchse 555 schließt einen USB-Anschlusssteckeranschluss 565 zum
Aufnehmen des USB-Anschlusssteckers 520 und
einem Ausrichtungsstabanschluss 590 zum Aufnehmen des Ausrichtungsstabes 525 ein.
Ein Paar elektrischer Kontakte 595 und 596 sind
entlang jeder Seite des Ausrichtungsstabanschlusses 590 zum Eingreifen
in die Stromkontakte 530 definiert, die entlang jeder Seite
des Ausrichtungsstabes 525 definiert sind. Im Inneren des
Ausrichtungsstabanschlusses 590 ist eine Verschlusslaschenarretierung
(locking latch detent) zum Eingreifen in die Verschlusslasche 540,
wenn der USB-Anschlussstecker 500 in die USB-Buchse 555 verbunden
wird. Eine separate Strombuchse 575 mit einem Strombuchsenanschluss 580 ist
neben dem Ausrichtungsstabanschluss 590 zur Verbindung
eines separaten elektrischen Stromkontaktes zu einem elektronischen
Gerät,
in dem die USB-Buchsenanordnung 525 integriert ist, angeordnet.
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Wie
es in 12 dargestellt wird, hat der Ausrichtungsstab 525 eine
größere Länge als
der USB-Anschlussstecker 520, so dass der Ausrichtungsstab 525 in
den Ausrichtungsstabanschluss 590 eingreift, bevor der
USB-Anschlussstecker 520 in den USB-Anschlusssteckeranschluss 565 eingreift.
Diese Anordnung erlaubt es dem Ausrichtungsstab 525 die
Steckeranordnung 505 in eine korrekte Ausrichtung zu platzieren,
bevor der Anschlussstecker 520 in den Anschlusssteckeranschluss 565 eingeführt wird.
Wie es jenen Fachleuten gut bekannt ist, sind kleine Anschussstecker,
wie zum Beispiel der Mini-USB-Anschlussstecker 520 zerbrechlich
und können
beschädigt
werden, wenn eine korrekte Ausrichtung des Anschlusssteckers zu dem
Anschlusssteckeranschluss nicht während des Anschließens des
Steckers in den entsprechenden Anschluss aufrecht erhalten wird.
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Vorteilhafterweise
erlaubt die Verwendung des verbesserten USB-Steckers 505 der
vorliegenden Erfindung die Übertragung
von Daten über
den Anschlussstecker zusätzlich
zu der Übertragung
von elektrischem Strom unter der Verwendung einer Steckeranordnung 505,
wie sie in 12 dargestellt ist. Dadurch
wird der Bedarf eines separaten Stromkabels und -steckers zu der
Strombuchse 575 vermieden. Zusätzlich stellt die Verwendung
des Ausrichtungsstabes 525 und der Verschlusslasche 540 eine sichere
Verbindung zwischen dem Anschlussstecker und der entsprechenden
Buchse sicher.
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Es
wird für
jene Fachleute ersichtlich sein, dass verschiedene Veränderungen
und Variationen in der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne
von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Andere Ausführungsformen
der Erfindung werden jenen Fachleuten von der Betrachtung der Beschreibung
und Verwendung der hier offenbarten Erfindung ersichtlich.