DE19500295A1 - Electromagnetic interference free plug connection esp. for electric connection of electronic device in motor vehicle - Google Patents

Electromagnetic interference free plug connection esp. for electric connection of electronic device in motor vehicle

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Abstract

The plug connection has a plug (1) with plug pins (5) and/or a plug receptacle. The plug (1) and/or the receptacle or part of them are made of an absorbent material. This absorbs the electromagnetic interfering radiation. The absorbent material may include deposits or consist entirely of a dielectric of electrically polarised particles. Alternatively the absorbent material may contain deposits or consist entirely of ferrites. The plug (1) may have a plate (2) of the absorbent material which contains holders (4) to receive the plug pins (5). The holders may be made of plastic for insulation. Alternatively the plate may have ducts through which the pins (5) are inserted.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch entstörte Steckverbindung, ins­ besondere für die elektrische Verbindung von elektronischen Geräten in Kraftfahr­ zeugen, bestehend aus einem Stecker mit Steckerstiften und/oder einer Steckeraufnahme.The invention relates to an electromagnetically suppressed connector, ins especially for the electrical connection of electronic devices in motor vehicles witness, consisting of a plug with connector pins and / or one Connector receptacle.

Es ist bekannt, daß bei der Verwendung von Mikroprozessoren oder hochintegrier­ ten, anwendungsspezifischen Schaltkreisen Störstrahlungen entstehen, die den Betrieb anderer elektronischer Systeme beeinflussen oder den Rundfunkempfang oder den Funkverkehr erschweren. Gleichzeitig sind die vom Mikroprozessor bzw. den hochintegrierten Schaltkreisen erzeugten Impulsfolgen aber auch empfindlich gegen Störungen von außen. Solche Störungen können aus anderen elektronischen Systemen, z. B. der Hochspannungszündanlage in Kraftfahrzeugen oder von star­ ken Rundfunk- oder Fernsehsendern im Nahbereich herrühren.It is known that when using microprocessors or highly integrated Application-specific circuits produce interference radiation that Operation of other electronic systems or affect radio reception or complicate radio communication. At the same time, the microprocessor or the highly integrated circuits also produce sensitive pulse trains against external interference. Such interference can come from other electronic Systems, e.g. B. the high-voltage ignition system in motor vehicles or star ken radio or television stations come from close range.

Üblicherweise werden solche elektronischen Bauelemente oder Schaltungen, die auf einem Trägersubstrat, beispielsweise einer Leiterplatte angeordnet sind, mittels Abschirmgehäusen gegen solche Störeinflüsse geschützt.Such electronic components or circuits are usually used are arranged on a carrier substrate, for example a printed circuit board, protected against such interference by means of shielding housings.

Gemäß bekannten Anordnungen (DE 35 20 531 A1) werden auf die Leiterplatte aufsetzbare Zusatzelemente zur Bildung individueller Abschirmkammern aufge­ setzt.According to known arrangements (DE 35 20 531 A1) are on the circuit board attachable additional elements to form individual shielding chambers puts.

Nachteilig bei diesen Anordnungen ist die zeit- und kostenaufwendige individuelle Montage der einzelnen Abschirmungen sowie der zusätzliche Platzbedarf auf der Leiterplatte. A disadvantage of these arrangements is the time-consuming and costly individual Installation of the individual shields and the additional space required on the Circuit board.  

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige elektromagneti­ sche Entstörung für elektronische Baugruppen oder Schaltungen anzugeben, wel­ che einfach und kostengünstig herstellbar ist.The invention is therefore based on the object of reliable electromagnetic cal interference suppression for electronic assemblies or circuits to indicate which che is simple and inexpensive to manufacture.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stecker und/oder die Steckeraufnahme oder Teile von diesen aus einem Absorbermaterial bestehen, welches elektromagnetische Störstrahlungen absorbiert.According to the invention the object is achieved in that the plug and / or the Connector receptacle or parts thereof consist of an absorber material, which absorbs electromagnetic interference.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die erfindungsgemäße Steck­ verbindung sowohl die elektromagnetische Störabstrahlung der Präzisionsbauele­ mente in einem elektronischen System, in welchem diese angeordnet sind, als auch die elektromagnetische Einstrahlfestigkeit dieser Systeme gegenüber außer­ halb erzeugten Störenergien erhöht wird, da ein Teil der hochfrequenten elektro­ magnetischen Störenergie in Verluste durch Bewegung träger elektrisch polarisier­ ter Partikel bzw. von Partikeln mit magnetischem Moment umgesetzt wird. Auch Materialien, welche unter Einwirkung eines elektromagnetischen Feldes Wirbel­ stromverluste aufweisen, sind zur Entstörung geeignet.The advantage of the invention is that the plug according to the invention connection both the electromagnetic interference radiation of the precision components elements in an electronic system in which they are arranged as also the electromagnetic radiation resistance of these systems with regard to half generated interference energy is increased because part of the high-frequency electro Magnetic interference energy in losses due to the movement of electrically polarized carriers ter particles or particles with magnetic moment is implemented. Also Materials that swirl under the influence of an electromagnetic field have power losses are suitable for interference suppression.

Vorzugsweise besteht das absorbierende Material aus Ferriten oder Dielektrika aus polarisierten Partikeln.The absorbent material preferably consists of ferrites or dielectrics polarized particles.

Eine so hergestellte Steckverbindung ist zur Entstörung in Frequenzbereichen von ca. 1 MHz bis 10 GHz vorteilhaft einsetzbar.A plug connection produced in this way is for interference suppression in the frequency ranges of 1 MHz to 10 GHz can be used advantageously.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Stecker und/oder Steckeraufnahme voll­ ständig aus Ferriten bzw. aus einem Dielektrikum elektrisch polarisierter Partikel hergestellt.In an advantageous embodiment, the plug and / or plug receptacle are full constantly from ferrites or from a dielectric of electrically polarized particles manufactured.

Die Einlagerung des die elektromagnetische Störstrahlung absorbierenden Materials erfolgt während des Herstellungsprozesses der Steckverbindung und ist somit kostengünstig zu realisieren.The storage of the material absorbing the electromagnetic interference radiation takes place during the manufacturing process of the connector and is thus to implement inexpensively.

In einer anderen Ausgestaltung weist der Stecker eine Platte aus dem Absorber­ material auf, welche Halterungen zur Aufnahme von Steckerstiften enthält. Auch die Steckeraufnahme weist eine Platte aus Absorbermaterial auf, welche Durch­ brüche zur Durchführung der Steckerstifte aufweist.In another embodiment, the plug has a plate from the absorber material that contains brackets for receiving plug pins. Also  the connector receptacle has a plate made of absorber material, which through breaks for the implementation of the connector pins.

Weitere Ausgestaltungen der Steckverbindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further configurations of the plug connection are in the subclaims featured.

Um den Entstöreffekt weiter zu verbessern, verbindet die erfindungsgemäß entstörte Steckverbindung ein Kabel mit einem elektronischen Gerät, das von einem Gehäuse umgeben ist, die ebenfalls das Absorbermaterial enthalten.In order to further improve the interference suppression effect, the invention combines Interference suppressed plug connection a cable with an electronic device by is surrounded by a housing, which also contain the absorber material.

Auch die in dem elektronischen Gerät befindlichen Präzisionsbauelemente und integrierte Schaltungen können in ihrem Gehäuse das die elektromagnetische Strahlung absorbierende Material enthalten.Also the precision components and in the electronic device Integrated circuits can do the electromagnetic in their housing Contain radiation absorbing material.

Diese Maßnahme wirkt besonders gut, wenn in unmittelbarer Nähe der Geräteteile, die das absorbierende Material enthalten, Leitungen angeordnet sind, die die elek­ tromagnetische Störung transportieren bzw. elektrisch gut leitende Teile z. B. Bleche so angeordnet sind, daß die Störstrahlung in der Nähe des Absorbermaterials konzentriert wird.This measure works particularly well if in the immediate vicinity of the device parts, which contain the absorbent material, lines are arranged which the elek transport tromagnetic interference or electrically conductive parts such. B. Sheets are arranged so that the interference radiation near the Absorber material is concentrated.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eines davon soll an Hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention permits numerous embodiments. One of these is said to be based on the figures shown in the drawing are explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 erfindungsgemäßer Stecker, Fig. 1 according to the invention connector,

Fig. 2 erfindungsgemäße Steckeraufnahme. Fig. 2 connector receptacle according to the invention.

Die erfindungsgemäße Steckverbindung findet Anwendung in einem Kombinati­ onsinstrument für Kraftfahrzeuge. Ein Einsatz in einem Cockpit für Kraftfahrzeuge, was neben dem Kombinationsinstrument auch Lenksäule, Heizungsanlage und ähnliches enthält, ist denkbar.The plug connection according to the invention is used in a Kombinati onsinstrument for motor vehicles. Use in a cockpit for motor vehicles, which in addition to the combination instrument also steering column, heating system and contains similar is conceivable.

In solchen Kombinationsinstrumenten für Kraftfahrzeuge, die zur Bestimmung und Anzeige von Betriebsparametern dienen, finden hochempfindliche Präzisionsbau­ elemente, z. B. Mikroprozessoren Anwendung, deren Arbeitsweise durch elektro­ magnetische Störstrahlung negativ beeinflußt wird. Solche Präzisionsbauelemente sind aber auch selbst Quelle von Störabstrahlung. Diese Bauelemente sind als dis­ krete Bauelemente, als Dickschichthybridschaltungen oder direkt als Halbleiterchip bzw. Multichipmodule auf einem Trägersubstrat in Form einer Leiterplatte ange­ ordnet und über die auf der Leiterplatte vorhandenen Leitbahnen, vorzugsweise Kupferleitbahnen, mit elektrischen Potentialen bzw. anderen elektrischen Schal­ tungen verbunden.In such combination instruments for motor vehicles, which are used to determine and Display operating parameters, find highly sensitive precision construction elements, e.g. B. microprocessors application, their operation by electro  magnetic interference is negatively affected. Such precision components but are also sources of interference radiation themselves. These components are called dis Crete components, as thick-film hybrid circuits or directly as a semiconductor chip or multichip modules on a carrier substrate in the form of a printed circuit board arranges and over the existing on the printed circuit board, preferably Copper interconnects, with electrical potentials or other electrical scarf connected.

Das Kombinationsinstrument 1 ist über einen Kabelbaum 2 mit nicht weiter darge­ stellten Sensoren und Verbrauchern verbunden, mittels welchem das Kombinati­ onsinstrument 1 Steuer-, Regel- und Informationssignale empfangen und aussen­ den kann.The combination instrument 1 is connected via a wire harness 2 to sensors and consumers, not shown, by means of which the combination instrument 1 can receive control, regulating and information signals and can send them outside.

Der Kabelbaum 2 weist dabei mehrere separate Leitungsadern auf, die jede für sich mit einer Ummantelung aus Kunststoff gegeneinander isoliert sind.The cable harness 2 has a plurality of separate cable cores, each of which is insulated from one another with a plastic sheathing.

Die Verbindung des Kabelbaumes mit dem Kombinationsinstrument 1 erfolgt über einen Kabelbaumstecker 1, welcher in die im Kombinationsinstrument fest instal­ lierte Steckeraufnahme 7 eingeführt wird.The connection of the cable harness with the combination instrument 1 takes place via a cable harness plug 1 , which is inserted into the plug receptacle 7 permanently installed in the combination instrument.

Über diesen Kabelbaum und den Kabelbaumstecker werden elektromagnetische Störstrahlungen aus dem Fahrzeug auf das Kombinationsgerät und somit auf die in diesem befindlichen Präzisionsbauelemente und anders herum übertragen.This harness and the harness connector become electromagnetic Interference radiation from the vehicle onto the combination device and thus onto the this located precision components and vice versa.

Um diese Störeffekte zu minimieren, weist der Kabelbaumstecker 1, eine aus Ferrit bestehende Platte 2 auf, welche mit dem Kabelbaum 3 verbunden ist.In order to minimize these interfering effects, the wiring harness connector 1 has a plate 2 made of ferrite, which is connected to the wiring harness 3 .

Die Drauf- und Seitenansicht des beschriebenen Steckers ist in Fig. 1 schematisch dargestellt.The top and side view of the connector described is shown schematically in Fig. 1.

Die Ferrite enthalten elektrisch geladene Partikel mit einem Spin, wodurch diese Partikel ein magnetisches Moment erhalten. Sie richten sich beim Auftreten vom elektromagnetischer Strahlung entsprechend der Feldrichtung aus. Dabei wird Energie umgesetzt, was eine Dämpfung der elektromagnetischen Störstrahlung nach sich zieht. The ferrites contain electrically charged particles with a spin, which makes them Particles get a magnetic moment. They are based on the occurrence of electromagnetic radiation according to the field direction. Doing so Energy implemented, which attenuates electromagnetic interference entails.  

Alternativ können die Einlagerungen Dielektrika elektrisch polarisierter Partikel sein.Alternatively, the inclusions of dielectrics of electrically polarized particles his.

Die Platte 2 weist 2 Reihen parallel zueinander angeordneter Halterungen 4 auf. Die Steckerstifte 5 sind mit ihrem einen Ende in den Halterungen 4 mit nicht dar­ gestelltem Kunststoff eingespritzt. Neben der Befestigung der Steckerstifte 5 sorgt der Kunststoff gleichzeitig für die elektrische Isolierung der Steckerstifte 5 gegen­ über der Platte 2.The plate 2 has 2 rows of brackets 4 arranged parallel to one another. The connector pins 5 are injected at one end in the holders 4 with plastic not shown. In addition to the attachment of the connector pins 5 , the plastic also provides the electrical insulation of the connector pins 5 with respect to the plate 2 .

Die freien Enden der Steckerstifte 5 ragen über die Platte 2 hinaus in einen Steckermantel 6, der die Steckerstifte vor unsachgemäßer mechanischer Bean­ spruchung schützt.The free ends of the connector pins 5 protrude beyond the plate 2 into a connector jacket 6 , which protects the connector pins from improper mechanical stress.

Aus Fig. 2 ist schematisch ersichtlich, daß die Steckeraufnahme 7 ebenfalls eine Ferritplatte 2 aufweist, die Durchbrüche 8 zur Durchführung der Steckerstifte 5 aufweist. Zur elektrischen Isolierung sind diese Durchbrüche 8 mit einer Kunst­ stoffschicht oder einer Keramikschicht ausgelegt.From Fig. 2 it can be seen schematically that the connector receptacle 7 also has a ferrite plate 2 which has openings 8 for the implementation of the connector pins 5 . For electrical insulation, these openings 8 are designed with a plastic layer or a ceramic layer.

Bei einem Verzicht auf dieses zusätzliche Isolationsmaterial müssen die Durch­ brüche so gestaltet sein, daß nach der Einführung der Steckerstifte eine mechani­ sche Verbindung zwischen Steckerstiften 5 und Ferritplatte 2 zuverlässig vermie­ den wird. Die Isolation wird dabei durch die Luft gewährleistet.If this additional insulation material is dispensed with, the openings must be designed so that, after the introduction of the connector pins, a mechanical connection between connector pins 5 and ferrite plate 2 is reliably avoided. The insulation is ensured by the air.

Hinter der Ferritplatte 2 sind in der Steckeraufnahme 7 Klemmkontakte 9 angeord­ net, die am Steckeraufnahmegehäuse 10 befestigt sind. Durch die Berührung der Klemmkontakte 9 mit den Steckerstiften 5 wird die elektrische Verbindung herge­ stellt.Behind the ferrite plate 2 7 clamping contacts 9 are angeord net in the connector receptacle, which are attached to the connector receptacle housing 10 . By touching the terminal contacts 9 with the connector pins 5 , the electrical connection is made.

Zur weiteren Verbesserung des Entstöreffektes ist der Kabelbaum vollständig oder nur in dem unmittelbar an den Stecker 1 grenzenden Bereich mit einer Ferrittülle ummantelt. Auch das Gehäuse des Kombinationsinstrumentes bzw. des Cockpits und/oder die Gehäuse der Präzisionsbauelemente können Materialen enthalten, die die elektromagnetische Strahlung absorbieren.To further improve the interference suppression effect, the cable harness is covered completely or only in the area directly adjacent to the connector 1 with a ferrite grommet. The housing of the combination instrument or of the cockpit and / or the housing of the precision components can also contain materials that absorb the electromagnetic radiation.

Die Maßnahme wirkt besonders gut, wenn in unmittelbarer Nähe des absorbieren­ den Materials die Leitungen angeordnet sind, die die elektromagnetische Störung transportieren bzw. elektrisch gut leitende Teile z. B. Bleche so angeordnet sind, daß sie die Störstrahlung dort konzentrieren.The measure works particularly well when in the immediate vicinity of the absorb the material the lines are arranged, the electromagnetic interference  transport or electrically conductive parts such. B. sheets are arranged so that they concentrate the interference radiation there.

Claims (12)

1. Elektromagnetisch entstörte Steckverbindung, insbesondere für die elektri­ sche Verbindung von elektronischen Geräten in Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Stecker mit Steckerstiften und/oder einer Steckeraufnahme, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker und/oder die Steckeraufnahme oder Teile von diesen aus einem Absorbermaterial bestehen, die elektroma­ gnetische Störstrahlungen absorbieren.1. Electromagnetically suppressed plug connection, in particular for the electrical connection of electronic devices in motor vehicles, consisting of a plug with plug pins and / or a plug receptacle, characterized in that the plug and / or the plug receptacle or parts thereof consist of an absorber material, absorb electromagnetic interference. 2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorbermaterial Einlagerungen eines Dielektrikums elektrisch polarisierter Partikel enthält.2. Connector according to claim 1, characterized in that the Absorber material embedded in a dielectric of electrically polarized Contains particles. 3. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorbermaterial Einlagerungen von Ferriten enthält.3. Plug connection according to claim 1, characterized in that the Absorber material contains ferrite deposits. 4. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (1) und/oder die Steckeraufnahme (7) vollständig aus Ferriten besteht.4. Plug connection according to claim 1, characterized in that the plug ( 1 ) and / or the plug receptacle ( 7 ) consists entirely of ferrites. 5. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (1) und/oder die Steckeraufnahme (7) vollständig aus dem Dielek­ trikum elektrisch polarisierter Partikel besteht.5. Plug connection according to claim 1, characterized in that the plug ( 1 ) and / or the plug receptacle ( 7 ) consists entirely of the dielectric dielectric of electrically polarized particles. 6. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stecker (1) eine Platte (2) aus dem Absorbermaterial aufweist, welche Halterungen (4) zur Aufnahme der Steckerstifte (5) enthält. 6. Plug connection according to one of claims 1 to 5, characterized in that the plug ( 1 ) has a plate ( 2 ) made of the absorber material, which contains brackets ( 4 ) for receiving the connector pins ( 5 ). 7. Steckverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte­ rungen (4) zur Isolierung aus Kunststoff bestehen.7. Plug connection according to claim 6, characterized in that the holding stanchions ( 4 ) consist of plastic for insulation. 8. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steckeraufnahme (7) eine Platte (2) aus Absorbermaterial auf­ weist, welche Durchbrüche (8) zur Durchführung der Steckerstifte (5) auf­ weist.8. Plug connection according to one of claims 1 to 5, characterized in that the plug receptacle ( 7 ) has a plate ( 2 ) made of absorber material, which has openings ( 8 ) for carrying out the plug pins ( 5 ). 9. Steckverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche 8 zur elektrischen Isolierung der Steckerstifte 5 von der Platte 2 mit einem Kunststoff oder einer Keramik ausgelegt sind.9. Connector according to claim 8, characterized in that the Breakthroughs 8 for electrical insulation of the plug pins 5 from the plate 2 are designed with a plastic or a ceramic. 10. Steckverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (8) so gestaltet sind, daß nach der Einführung der Stecker­ stifte (5) eine mechanische Verbindung zwischen Steckerstiften (5) und Platte (2) zuverlässig vermeidbar ist.10. Plug connection according to claim 8, characterized in that the openings ( 8 ) are designed so that after the introduction of the connector pins ( 5 ), a mechanical connection between connector pins ( 5 ) and plate ( 2 ) can be reliably avoided. 11. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung im Frequenzbereich von 1 MHz bis 10 GHz wirksam ist.11. Connector according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the shielding in the frequency range from 1 MHz to 10 GHz is effective. 12. Elektronisches Gerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge, welches mit dem Steckverbinder nach Anspruch 1 mit einem Kabel verbunden und von einem Gehäuse umgeben ist und in welchem integrierte Schaltkreise und/oder Präzisisionsbauelemente auf einem Trägersubstrat angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des Kabels und/oder des Gehäuses des elektronischen Gerätes und/oder des Gehäuses der Präzisionsbauelemente und der integrierten Schaltungen das die elektromagnetische Strahlung absorbierenden Materials enthalten.12. Electronic device, especially for motor vehicles, which with the Connector according to claim 1 connected to a cable and from one Housing is surrounded and in which integrated circuits and / or Precision components are arranged on a carrier substrate, thereby characterized in that parts of the cable and / or the housing of the electronic device and / or the housing of the precision components and the integrated circuits that the electromagnetic radiation absorbent material included.
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