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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Lagehalter für einen
elektrischen Verbinder und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum ursprünglichen
Fluchten und Erhalten der Fluchtung der Kontaktpunkte in einem Verbinderaufbau.
Ein Beispiel eines solchen Lagehalters gemäß dem Stand der Technik befindet
sich im Dokument US-B1-6
375 955.
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Unter
Bezugnahme auf das F18 Advance Mission Controller (AMC)-Programm
gibt es ein Versa Module European (VME)-Modul, ein Image Processor
Module_Advanced Multipurpose-Display (IPM_AMPD), das in dem Prozessorchassis
installiert ist. 1 zeigt eine auseinander gezogene
Ansicht eines Moduls, das ein Anschlussschema des früheren Stands
der Technik verwendet, das aus einer Bildprozessor-Leiterplatteneinheit
(IPM CCA) 100, einer höheren
Vielzweck-Displaykarteneinheit (AMPD CCA) 101, Rahmen/Kühlelement 102,
dem P1-Verbinder 103, dem P2-Verbinder 104 und
der P0-Verbindereinheit 105 besteht. Die Schnittstelle zwischen
dem Modul und der Hauptplatine erfolgt durch die Verbinder P0 105,
P1 103 und P2 104.
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Auf
die AMPD-Mezzanin-Karte 101 sind zwei 75 Ω-Koaxialkabeleinheiten 110 montiert.
Die Abschlüsse 106 der
Leiterkarte (PCB) im rechten Winkel sind an die Mezzanin-Karte 101 montiert.
Die 75 Ω-Buchsen
114 sind auf den P0-Verbinder 105 montiert. Die senkrechte
Positionierung der 75 Ω-Buchsen 114 muss
für das
entsprechende Kontakterfassen mit den 75 Ω-Stiften der Hauptplatine aufrechterhalten
werden. Die Montage der Kabeleinheiten an die Mezzanin-Karte PWB 101 und
den P0-Verbinder 105 bildet einen Winkel zu neunzig Grad 118 (90°), der es
schwierig macht, diese Position zu kontrollieren. Kabelabbinder 119 werden
normalerweise verwendet, um die Kabel an Ort und Stelle zu halten
und den richtigen Winkel aufrechtzuerhalten.
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Das
Problem tritt während
des Zusammenbauens des IMP_AMPD VME-Moduls auf. Die Neunzig-Grad-Winkel 118 (90°), die während des
Zusammenbauens geschaffen werden, machen es unmöglich, die senkrechte Positionierung
zu kontrollieren. Eine Beschädigung
sowohl der Buchsen 114 als auch der Stifte tritt während des
Zusammensteckens auf, wenn die senkrechte Positionierung nicht beibehalten
wird.
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Das
gegenwärtige
Verfahren zum Positionieren eines Verbinders besteht darin, das
Buchsenende mit dem Verbinderende visuell auszurichten und zu hoffen,
dass die Fluchtung richtig ist. Die vorliegende Erfindung ist ein
Werkzeug zum Bereitstellen geeigneter Fluchtung, des Aufrechterhaltens
der Fluchtung und der Bereitstellung von Abstützung für erforderliche Biegungen in
dem Kabel.
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Diese
Aufgaben werden mit dem Lagehalter nach Anspruch 1 und einem Verfahren
nach Anspruch 10 verwirklicht.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung offenbart eine Lösung für Anwendungen mit Fluchtungs-
und Toleranzstapelproblemen mit Verbindern. Der bevorzugte Lagehalter
zum Halten und Fluchten mindestens eines Verbinders an einem benachbarten
mindestens einen dazu passenden Verbinder weist eine Struktur zum
Befestigen des Lagehalters an dem mindestens einen benachbarten
dazu passenden Verbinder und einen Verbinderhalter auf, der an dem Verbinder
befestigt ist, um den mindestens einen Verbinder mit dem mindestens
einen dazu passenden benachbarten Verbinder gefluchtet zu halten.
Der bevorzugte Aufbau zum Befestigen weist mindestens einen Schnappstift
und mindestens einen Fluchtungsstift auf, wobei der mindestens eine
Schnappstift und der mindestens eine Fluchtungsstift den nicht verwendeten Öffnungen
in dem mindestens einen dazu passenden Verbinder entsprechen. Der
bevorzugte mindestens eine Schnappstift umfasst einen Stift, der
im Wesentlichen die gleiche Konfiguration hat wie die unbenutzte Öffnung,
und weist ferner einen Schlitz und eine Kante auf. Der bevorzugte
mindestens eine Fluchtungsstift umfasst eine im Wesentlichen mit
der benutzten Öffnung ähnliche
Konfiguration. Der bevorzugte mindestens eine Schnappstift und mindestens
eine Fluchtungsstift umfassen spitz zulaufende Kanten. Der bevorzugte
Lagehalter umfasst einen nicht leitenden Werkstoff. Der zumindest
eine benachbarte Verbinder kann eine P0-Verbinderhülse aufweisen.
Der mindestens eine Verbinder und der mindestens eine dazu passende
Verbinder können mindestens
ein Koaxial-Verbinderpaar aufweisen. Der zumindest eine Verbinder
und der zumindest eine dazu passende Verbinder können auch mindestens ein Flachbandkabel-Verbinderpaar aufweisen. Der
Lagehalter kann ferner mindestens eine abgestufte Kante aufweisen,
die auf dem Lagehalter angeordnet ist, um den Lagehalter mit dem
mindestens einen benachbarten Verbinder zu fluchten.
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Das
bevorzugte Verfahren zum Fluchten eines Verbinders mit einem dazu
passenden Verbinder umfasst die Schritte des Bereitstellens eines
Lagehalters, das Befestigen des Verbinders an dem Lagehalter und
das Einschnappen der Lagehalterstifte in zumindest eine nicht verwendete Öffnung in
einem dazu passenden Verbinder und das gleichzeitige Abstimmen des
Verbinders mit dem dazu passenden Verbinder. Der Schritt des Befestigens
umfasst vorzugsweise das Befestigen des Verbinders an einem Verbinderhalter.
Der Schritt des Einschnappens umfasst vorzugsweise das Einschnappen
mindestens eines Schnappstifts und mindestens eines Fluchtungsstifts.
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Eine
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Stapelprobleme
zu eliminieren.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein entsprechendes
Erfassen zwischen Buchsen und Stiften sicherzustellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Belastungen
an Lötverbindungen zu
lindern.
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Ein
Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie
direkt auf den P0-Verbinder montiert wird, was das Toleranzstapelproblem
eliminiert, auf das man bei Verfahren des früheren Stands der Technik der
Verbinderfluchtung traf.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
die Kontaktausrichtung sogar nach dem Lösen der Verbindung aufrechterhalten
wird, wobei die Notwendigkeit, die Kontakte beim erneuten Zusammenstecken
neu zu fluchten, eliminiert wird.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
die Lötverbindungen
vom Koaxialkabel zu der Mezzanin-Karte während des Einfügens oder
Lösens
des P0-Verbinders an der Hauptplatine ungestört bleiben.
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Weitere
Aufgaben, Vorteile und neue Merkmale und der weitere Gültigkeitsbereich
der vorliegenden Erfindung werden zum Teil in der folgenden detaillierten
Beschreibung unter Berücksichtigung der
begleitenden Zeichnungen dargelegt, und ergeben sich zum Teil für den Fachmann
bei der Prüfung des
unten Stehenden oder können
durch das Umsetzen der Erfindung erlernt werden. Die Aufgaben und Vorteile
der Erfindung können
durch Mittel und Kombinationen ausgeführt und erzielt werden, die
in den anliegenden Ansprüchen
aufgezeigt sind.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
anliegenden Zeichnungen, die hiermit eingegliedert werden und Teil
der Spezifikation sind, stellen verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dar und dienen gemeinsam mit der Beschreibung
zum Erklären
der Konzepte der Erfindung. Die Zeichnungen sind allein beispielhaft
für eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung und können
nicht als die Erfindung einschränkend
ausgelegt werden. In den Zeichnungen:
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ist 1 eine
auseinander gezogene Ansicht eines VME-Moduls, die den früheren Stand
des Verfahrens zum Kabelfluchten zeigt.
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ist 2 eine
perspektivische Ansicht, die die P0-Verbindereinheit mit dem neuen Lagehalter zeigt.
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ist 3 eine
perspektivische Ansicht des bevorzugten Lagehalters.
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zeigt 4 ein
anderes Design eines alternativen Lagehalters.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
(BESTE UMSETZUNGSFORMEN DER ERFINDUNG)
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für das Fluchten eines Verbinders
mit Buchsen zum Abstimmen der Verbinder bereit und stellt ferner
Mittel zum Aufrechterhalten der Fluchtung der Verbinder bereit, besonders
wenn in dem Kabel eine Biegung erforderlich ist. Der Zweck der Erfindung
besteht darin, eine genauere Erfassung der Kontakte eines Koaxialkabels
mit den dazu passenden Kontakten der Hauptplatine sicherzustellen.
Der zusammengebaute Lagehalter wird verwendet, um ein genaueres
Erfassen sicherzustellen. Die Schnappstifte sichern den Lagehalter
an dem P0-Verbinder, während
der Fluchtungsstift die richtige Lage in Bezug auf den P0-Verbinder
sichert.
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2 zeigt
den Lagehalter 120, der an dem P0-Verbinder 105 befestigt ist,
und 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Lagehalters.
Der Lagehalter 120 besteht bevorzugt aus zwei Schnappstiften 122 und
einem Fluchtungsstift 124. Die Anzahl der Schnappstifte 122 und
der Fluchtungsstifte 124 kann je nach Strukturkräften, die
auf die Verbinder einwirken, der Anzahl nicht benutzter Öffnungen
in dem P0-Verbinder und der Vorliebe eines Benutzers variiert werden.
Die Schnappstifte 122 und die Fluchtungsstifte 124 werden
hergestellt, um in die nicht verwendeten Öffnungen des P0-Verbinders 105 zu passen.
Die Schnappstifte 122 und der Fluchtungsstift 124 werden
vorzugsweise in den Lagehalterkörper 126 gepresst
oder an dem Lagehalterkörper 126 mit
gut gemäß dem Stand
der Technik bekannten Verfahren befestigt. Die Schnappstifte 122 bestehen wie
gezeigt aus einem Schlitz 134 mit einer Kante 136 und
einem spitz zulaufenden Ende 138, die kombiniert in die Öffnung des
P0-Verbinders einschnappen und auch den Lagehalterkörper 126 an
Ort und Stelle halten. Der bevorzugte Fluchtungsstift 124 besteht
aus einem Körper
der konfiguriert ist, um im Wesentlichen die gleiche Breite und
Form wie die unbenutzte Öffnung
des P0-Verbinders 126 zu haben. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist der Fluchtungsstift 124 wie ein spitz zulaufender Dübel geformt,
der Fluchtungsstift 124 kann jedoch jede andere Konfiguration
aufweisen, die eine Fluchtung mit dem P0-Verbinderkörper aufrechterhält. Die
Größe, die
Form und die Toleranz für
die Schnappstifte 122 und Fluchtungsstifte 124 sind
erforderlich, um die Fluchtung und Stabilität des Lagehalterkörpers 126 an
dem P0-Verbinder 105 aufrechtzuerhalten. Alternativ können Schnappklammern
verwendet werden, um den Lagehalter an dem P0-Verbinder zu sichern (nicht
gezeigt). Andere Befestigungsmittel können ebenfalls verwendet werden,
solange das Mittel an dem P0-Verbinder gesichert bleibt und die
zusammenpassenden Kontakte des Verbinders gefluchtet hält. Das
Material des ganzen Aufbaus wird vorzugsweise aus einem Grundmaterial
aus geschichteter Zellulose, wie zum Beispiel Phenol oder einem ähnlichen
nicht leitenden Werkstoff mit ähnlichen
Eigenschaften hergestellt.
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Ferner
sind an dem Lagehalterkörper 126 ein oder
mehrere Verbinderhalter 142 befestigt. Jeder Verbinderhalter 142 ist
konfiguriert, um ein Koaxialkabelende 132 auf dem Lagehalter 120 an
Ort und Stelle zu halten. Obwohl nur Koaxialverbinderenden gezeigt
sind, kann der Verbinderhalter konfiguriert werden, um andere Typen
von Kabelenden zu halten, die gemäß dem Stand der Technik gut
bekannt sind. Bei der gezeigten Ausführungsform schnappt das Koaxialkabelende 132 in
einen Verbinderhalter 142 ein und hält daher das Koaxialkabelende 132 an
dem Verbinderhalter 142 befestigt. Um das Fluchten des Lagehalters 120 mit
dem P0-Verbinder 105 zu unterstützen, können eine oder mehrere abgestufte
Kanten 144 wie gezeigt auf dem Lagehalterkörper 126 angeordnet
werden.
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Der
Lagehalter 120 wurde konzipiert, um direkt zu dem P0-Verbinder 105 zu
passen, um Stapelprobleme zu eliminieren und ein verlässliches
Erfassen mit dem dazu passenden Verbinder und den dazu gehörenden Kontakten
sicherzustellen. Zum Zusammenfügen
fügt man
die Koaxialkabelenden 132 in die entsprechenden Verbinderhalter 142 ein. Man
fluchtet die Koaxialkabelenden 132 mit den entsprechenden
Lagehalterschlitzen und schnappt den Lagehalter 120 auf
der P0-Verbinderhülse 105 ein. Man
stellt sicher, dass die Schnappstifte 122 und der Fluchtungsstift 124 in
die richtigen Schlitze der P0-Verbinderhülse 105 eingefügt sind.
Durch Verwenden der vorliegenden Erfindung kann das Kabel bei jedem
Winkel gehandhabt werden, die Fluchtung der Verbinder wird aufrechterhalten,
und die Verbindung kann mit minimalem Kraftaufwand durchgeführt werden.
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Ursprünglich wurde
während
der früheren Schritte
des Lösens
des Fluchtungsproblems ein anderes Konzept entwickelt. Der alternative
Lagehalter 150 wurde direkt an das AMPD PWB 101 über Schraubenlöcher 152 montiert,
und der P0-Verbinder 105 direkt zwischen den Verbindern
P1 103 und P2 104 auf dem IPM CCA 100.
Der alternative Lagehalter 150 ist in 4 gezeigt.
Diese Konfiguration führte
jedoch zu inakzeptablen Toleranzstapelproblemen, die ein richtiges
Erfassen verhindern können. Durch
Anordnen des neuen Lagehalters direkt auf den P0-Verbinder werden
viele der Stapelprobleme eliminiert.
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Der
bevorzugte Produktionsmodus hängt von
dem Mengen ab. Wenn die Mengen im Bereich von Hunderttausenden liegen,
ist das Spritzgussformverfahren der bevorzugte Herstellungsmodus. Die
Hauptkosten dieses Verfahrens bestehen in dem nur einmal auftretenden
Engineering (NRE) für
die Form. Je nach Anzahl der Vertiefungen pro Form könnten diese
Teile zu sehr niedrigen Kosten hergestellt werden. Für die Massenfertigung
des Lagehalters wären
Spritzgussformen mit Kunststoff mit Glasfüller mit den entsprechenden
elektrischen und mechanischen Eigenschaften vorzuziehen. Die Schnapplagen
könnten
angeordnet werden, um verschiedene Konfigurationen zu bilden. Falls
gewünscht
wird, dass alle Öffnungen
zur Kabelmontage verwendet werden, kann man es in Betracht ziehen,
den Lagehalter an die P0-Verbinderhülse zu kleben
oder ein Teil (Spritzgussformen) zu konzipieren, das den Lagehalter/die
P0-Verbinderhülse
als ein Teil wiedergibt.
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Die
kritischen Toleranzen wären
die Schnappstifte in Bezug auf die P0-Montageöffnungen sowie die Toleranzen
für die
Kabelführungen. Das
Material zum Herstellen der Erfindung muss bestimmten Temperaturextremen
sowie Vibrations- und Stoßtests
standhalten.
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Wünschenswerter
Werkstoff für
den Lagehalter muss zwischen biegsam und spröde ausgewogen sein (das heißt biegsam
genug für
die Schnappbiegung, aber auch spröde genug, so dass die Streckgrenze
des Werkstoffs nicht überschritten wird).
Der Werkstoff sollte auch den gegebenen Umgebungsbedingungen standhalten.
Ein Kunststoff mit Glasfüller
wäre ein
bevorzugter Kandidat, wenn das Spritzgussformen als Verfahren ausgewählt wird.
Für niedrige
Volumenerfordernisse kann ein Bearbeitungsverfahren mit Phenol oder
Schichtblatt aus Zellulosestoff-Grundmaterial
verwendet werden.
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Dieser
Typ von Verbindern (P0) wird in vielen Anwendungen verwendet, wie
zum Beispiel in der Industrie, die die VME-Technik in der Elektronikausstattung
verwendet, oder bei anderen Anwendungen mit ähnlichen Fluchtungs- und Toleranzstapelproblemen.
Die Erfindung ist nicht auf Verbindungen des Koaxialtyps beschränkt, sondern
kann zum Fluchten anderer Arten von Kabel-Verbinderaufbauten dienen, wie zum Beispiel
Flachbandkabel oder andere Typen vielpoliger Verbindungen.
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Auch
wenn die Erfindung detailliert unter besonderer Bezugnahme auf diese
bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurde, können
andere Ausführungsform
die gleichen Ergebnisse erzielen.