CN1198368C - 使印刷电路板电连接器不受电磁干扰的保护装置 - Google Patents

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CN1198368C CNB011370947A CN01137094A CN1198368C CN 1198368 C CN1198368 C CN 1198368C CN B011370947 A CNB011370947 A CN B011370947A CN 01137094 A CN01137094 A CN 01137094A CN 1198368 C CN1198368 C CN 1198368C
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Abstract

本发明涉及使印刷电路板的电连接器不受电磁干扰的保护装置，所说连接器(3)包括一个塑料制的本体，该本体有一前面用来与一可拿掉的插塞配合，和一连接侧面(3c)，与印刷电路板(2)接触，所说连接器(3)包括多个触点(31)与所说印刷电路的一条或多条导电印制线在电路上连接，所述保护装置的特征为，它具有一个第一屏蔽元件，面向连接器(3)的侧面(3a)而延伸，并继续面向连接器(3)的后面(3b)而延伸，从而与印刷电路板(2)的接地导电印制线接触，以及，一个装在印刷电路板(2)并面向连接侧面(3c)而延伸的第二屏蔽元件，该元件与连接到所说印刷电路的接地印制线上的导电印制线接触。

Description

使印刷电路板电连接器不 受电磁干扰的保护装置
技术领域
本发明涉及一种保护装置用来保护电连接器使它不受电磁干扰，连接器包括一个由塑料制成的本体，该本体有一前面用来与一可移走的插塞配合，和一连接侧面与印刷电路板(PCB)接触。
本发明的装置特别可被用来保护已知型式的连接器如DIN标准F48或E48的连接器使它们不受电磁干扰，这些连接器通常被用来连接印刷电路与控制电缆或供电电缆，例如在铁路车辆移动动力单元的装有轨道模块承载的电子卡的装置中。
背景技术
在现有技术中，特别是按照标准DIN 41612/IEC 603-2并使用DINF48或E48型的连接器时，已知能用可拿掉的、被锌基压铸合金型导电包层屏蔽的插塞来保护电子卡使它不受电磁辐射影响。遗憾的是，这种解决方案要承受插塞总体大小显著增加的缺点，以致在同一节距内必需减少插塞对卡可提供的触点数目。另外，这种被屏蔽的插塞制造起来要比传统由塑料制成的插塞贵得多，同时也重得多，这样在使用时又会产生另外的约束因素，特别是就振动性能而言。被屏蔽插塞的另一个缺点是任何时候如果插塞被拿掉，磁性保护就会消失。即使是这样，在某些用途上，只是偶尔地还需要插入插塞，特别是维护或试验某些电子卡。这样一种解决方案势必要留下一个永久连接的、被屏蔽的插塞，才能保证使电子卡在磁性上受到保护，而这会增加设备费用。
发明内容
本发明的目的是要弥补现有技术的上述各种缺点。
为此目的，本发明提供一种保护装置可用来保护印刷电路板的电连接器使它不受电磁干扰。该连接器包括一个由塑料制成的本体，该本体有一前面用来与可拿掉的插塞配合，和一个连接侧面与印刷电路板接触。该连接器包括多个触点，每一触点都有一个形式为插头的端头从连接侧面上突起。该插头被插入到电路板的通孔内，为的是使触点与印刷电路的一条或多条导电印制线(conductor tracks)在电路上连接。所说保护装置的特征为，它具有一个第一屏蔽元件，面向与连接器的连接侧面相反对的侧面延伸，并继续面向连接器的后面延伸，从而与印刷电路板的接地导电印制线接触；和一个装在印刷电路板上与连接器接触面相反对的面上并面向所说连接侧面延伸的第二屏蔽元件，该元件与连接到印刷电路接地印制线的导电印制线接触，因而在电路上与第一屏蔽元件连接，从而形成一个电位势笼。
在具体实施例中，本发明的保护装置可具有下面所列特征中的一种或多种，或是单独具有，或是在技术上可行的结合上具有：
第一屏蔽元件为一金属元件，基本上不间断地面向连接器的后面延伸到印刷电路板附近，金属元件的与印刷电路板接近的边上设有插头，该插头被插入到印刷电路板上电镀的通孔内，而该孔与印刷电路的接地印制线接触；
第一屏蔽元件由一金属角形架构成，该角形架有一分支面向连接器上与连接侧面相反对的侧面延伸，另一分支面向连接器的后面延伸；
连接器包括多排触点，其中顶排触点为离开印刷电路板最远的排，该排在连接器的后面上有一后部垂直于印刷电路板而延伸，以致形式为插头的触点的端头，插入到板上的电镀通孔内。将顶排触点的插头连接到接地导电印制线上，便可用顶排触点形成第一屏蔽元件；
第一屏蔽元件由一块金属片与顶排触点合作构成，所说金属片面向连接器上与连接侧面相反对的侧面延伸，并具有卷曲的端头与所说顶排触点接触；
第二屏蔽元件由一块金属片构成，该金属片与设在电路板表面上的印制线接触并连接到接地印制线上，第一屏蔽元件的插头也连接在其上；
印刷电路板被设计装在轨道模块上，该模块设有许多边靠边放置的电子卡，而构成第二屏蔽元件的金属片上设有从托板(fascia)元件向侧边突起的许多弹性舌片，因此可与夹持在轨道模块内的邻近的电子卡所装载的连接器的屏蔽元件进行电接触；
托板元件装在所说连接器上，所说托板元件设有固定设施用来将印刷电路板装在轨道模块上；
托板元件支承着第一屏蔽元件的金属元件；
连接器符合型式F48的DIN标准；
托板元件包括一个包围连接器所有四个侧面的导电体。托板元件包括一个顶壁，该顶壁与连接器上那个与其连接侧面相反对的侧壁邻近，和一个底壁与印刷电路板邻近，这些壁分别参与形成第一和第二屏蔽元件；
第一屏蔽元件由顶壁和装在顶壁上的金属角形架构成，所说角形架有一分支面向连接器的后壁延伸并被固定在顶壁上使角形架和顶壁之间电路连续；
第一屏蔽元件由顶壁和装在顶壁上的金属片构成，该金属片与顶排触点合作并有一卷曲的端头与所说顶排触点接触；
第二屏蔽元件由底壁构成，该底壁与设在印刷电路上板的导电印制线接触并被连接到接地印制线上，第一屏蔽元件的插头也连接在其上；
印刷电路板被设计装在轨道模块上，该模块设有许多边靠边放置的电子卡，而托板元件的底壁上设有从托板元件向侧边突起的许多弹性舌片，因此可与夹持在轨道模块内的邻近的电子卡所装载的连接器的屏蔽元件进行电接触；
托板元件为锌基压铸合金铸件；以及
连接器符合型式E48的DIN标准。
附图说明
从下面结合附图对本发明的非限制性的实施例所作说明可对本发明的目的、特点和优点有较好的了解。在附图中：
图1为支承许多电子卡的轨道模块的前面的透视图，每一电子卡都具有一块印刷电路板，其上设有DIN F48型的连接器，而在连接器上装有本发明的保护装置的第一实施例；
图2为图1中印刷电路板的连接器的第三象限的后面透视明细图；
图3为在印刷电路板平面的另一侧与图2对称的图；
图4为图1中两个相邻安装的电子卡的明细侧视图；
图5为图2中保护装置的一个变化实施例的后面透视图；
图6为图5中变化实施例的与图4相似的视图；
图7为支承许多电子卡的轨道模块的透视图，每一电子卡都具有一块印刷电路板，其上设有DIN E48型连接器，而在连接器上装有本发明的保护装置的另一个实施例；
图8为图7中印刷电路板的连接器的第三象限的后面透视的明细图；
图9为在印刷电路板平面的另一侧与图8对称的图；
图10为图7中两个相邻安装的电子卡的明细侧视图；
图11为图8中保护装置的一个变化实施例的后面透视图；
图12为图11中变化实施例的与图10相似的视图。
为了容易理解附图，在图中只画出理解本发明所必需的那些元件。
具体实施方式
图1示出一个轨道模块10，其型式为本申请人在申请FR 99 10 097中所说明的那一种，在铁路车辆的一个装置内该轨道模块支承着许多电子卡。轨道模块具有一个设有金属壁的框架20，其上固定着导轨21。导轨使许多电子卡1能够通过框架20的前面插入。每一电子卡都有一块印刷电路板2，在其前边设有一个连接器3和一个环绕连接器3可将框架20的前面关闭的托板元件4。印刷电路板2支承许多电子元件(未示出)并且在其后端支承着第二连接器(未示出)，当将电子卡插入到导轨21内时在插入行程的端头第二连接器能自动连接到连接电缆上。
如图1所示，托板元件4设有固定螺钉41可将电子卡1固定地夹持在框架20上。托板元件4还有一个前面，其上设有双头螺栓42用来与插塞(未示出)内的导孔配合，当将所说插塞插入到连接器内时用来导引插塞。托板元件4最好为锌基压铸合金铸件使它能导电，还可用沉积镍的表面处理提高其导电率。在一变化的实施例中，对于不十分严酷的环境，托板元件4也可用镀镍的塑料模压件制成。
如图1到4所示，连接器3具有一个塑料制成的壳体，符合F48型的DIN 41612/IEC 603-2标准，并有一个设有3个平行排每排16个连接销31的前面。这些销钉31被埋入在连接器3本体的模压件内，每一销钉的后部具有一个弯头，前端为插头的形式，从连接器3的连接侧面3c上伸出。连接侧面3c略微后缩以便将印刷电路板2接纳在连接器3上而不增加连接器的总体宽度。
连接器3通过其连接侧面3c支承在印刷电路板2上，插头31a穿透印刷电路板上电镀的通孔而略微从板的另一面突出，插头31a被锡焊以资在销钉31和印刷电路上的导电印制线(未示出)之间保持电接触。
托板元件4具有一个槽形体包围着连接器3的没有支承在印刷电路板2上的三个侧面，托板元件4的前面被安装得从连接器3的前边略微后缩。
托板元件4的本体的中央部4a与印刷电路板2平行，并且在其外表面上支承着由金属角形架6a构成的第一屏蔽元件6，其中一个分支6a平行于印刷电路板而延伸，面向并且接近连接器的一个与连接侧面3c相反对的侧面3a，另一个分支6b沿着连接器3的后面3b延伸，垂直于印刷电路板并来到其附近。平行于印刷电路板的分支6a从托板元件4的前边延伸到连接器3的后边，并直接与托板元件4接触使在角形架6和托板元件4之间的电路连续。分支6b沿着连接器3的后面3b不间断地延伸，分支6b的与电路板2接近的边上设有插头61，该插头被插入通过印刷电路板上电镀的通孔，而该通孔被连接到接地的导电印制线上。与印刷电路平行的分支6a基本上也不间断，而在端头上设有弹性舌片9，这个舌片可有效地用切出和弯折的方法制成，该舌片从托板元件4的一侧突起，可与设在轨道模块10内相邻卡的屏蔽元件接触如图4所示。
如图3和4所示，印刷线路板在其与连接器接触面相反对的一面上被一第二屏蔽元件7覆盖，该屏蔽元件7由面向连接器连接侧面3c而延伸的金属片构成。该金属片与此刻来到集成电路板表面上的导电印制线(未示出)接触，并连接到接地导电印制线上，而第一屏蔽片6也连接到其上，从而在第一屏蔽元件6和第二屏蔽元件7之间保持电连通。
形成第二屏蔽元件的金属片7具有合适的后部形状绕过插头31a突出的区段，并形成一个台阶来匹配电路板2前边与连接器3会合处的退缩，这样来覆盖连接器3的连接侧面3c一直到托板元件4的前面。
用两个固定螺钉11将屏蔽金属片7旋紧在托板元件4上而将连接器3、印刷电路板2夹在其间，这样便可使屏蔽金属片7保持与印刷电路板2对接。
这样得到的保护装置可环绕连接器的连接侧面、与此相反对的侧面和后面形成一个电位势笼，从而可保护印刷电路板上的电子元件抗御来自连接器前面的电磁干扰。另外，由于环绕连接器前面的托板元件由导电材料制成，并且在电路上连接到连接器的屏蔽元件上，互相接触地放置的成组电子卡形成一个电位壁垒能限制通过轨道模块前面进入的电磁干扰的数量。
图5和6示出结合图1到4说明的用来保护电连接器的保护装置的一个变化的实施例。在这变化的实施例中，第一屏蔽元件和印刷电路的接地导电印制线是用不同的方式实现的，其余元件与上面所说的相同。如图5所示，托板元件(与图1到4中的托板元件相同)的槽形截面本体的中央部4a支承着屏蔽金属片8，该金属片基本上不间断地面向连接器3的一个与连接侧面3c相反对的侧面3a而延伸。金属片8设有与托板元件4后边的形状匹配的卷曲的端头并设有小突出部8a可与连接器3的顶排销钉31即离开印刷电路板2最远的那一排销钉对接。连接器的这个顶排销钉31平行于电路板2而延伸，从连接器3的前面延伸到后面附近，然后在连接器3的后面垂直于印刷电路板2而延伸，使形成插头31a的销钉31的端头穿过电路板2上的电镀的通孔并与印刷电路的接地导电印制线连接。
屏蔽金属片8还设有从托板元件4的一侧突起的弹性舌片9以资与设在轨道模块内相邻卡的屏蔽元件接触，如图6所示。
印刷电路板支承一个与图1到4中所说明的元件相同的第二屏蔽元件，并使它与一连接到接地导电印制线上的导电印制线接触，顶排销钉31的端插头31a也连接到该接地导电印制线上。
在这变化的实施例中，顶排销钉结合被托板元件顶部支承的金属片被用来作为第一屏蔽元件。于是连接器后面的屏蔽可用连续挂下的销钉垂直于印刷电路板延伸而形成的筛网来实现，这些销钉也被连接到接地电路上。这个变化的实施例只有当顶排销钉能被供作屏蔽用时，即当必需用来传送信息的销钉数目大大低于连接器上可供销钉数目时才有可能。这个变型的优点是实现起来简单，印刷电路板上只需少量的孔和少量的导电印制线便可实现。采用这个变化的实施例，用于屏蔽的销钉数目越多，排列越密，在高频时抗御电磁干扰的保护效能也就越高。当然，在本发明的保护装置的其他变化的实施例(未示出)上也有可能采用较少的销钉来屏蔽，这样就能有较多的销钉来传送信息。
图7到10示出本发明的保护装置的第二实施例，其中用在电子卡1的前面上的连接器3符合标准DIN E48。
与上述第一实施例的连接器相似，DIN E48具有一个塑料制成的本体，其上有一前面，设有3个平行排，每排16个销钉31，只是销钉31的间距比DIN F48的标准连接器大。
连接器3通过其连接侧面3c与印刷电路板2接触，销钉31的端插头31a穿过电镀的通孔(未示出)并被锡焊以资使销钉31a与印刷电路板2上的导电印制线保持接触。
形状为长方体的托板元件4装在电子卡1的周围。电子卡1由连接器3和印刷电路板2构成。托板元件4的本体有一合适的开口，使托板元件4有可能套在连接器3和电路板2的组合件上，使托板元件4的前面基本上与连接器的前边齐平。托板元件4由导电材料如锌基压铸合金模压而成，它有一个前面，其上设有两个双头螺栓42，可与插塞(未示出)上的导孔配合，当将所说插塞插入到连接器3内时用来导引插塞。托板元件4的前面还设有两个固定螺钉41用来将电子卡1固定地夹持在框架20上。为了对齐印刷电路板，还设有向前突出的导引边条43。
托板元件4的本体设有一个与连接器3的侧面3a邻近的顶壁4a平行于印刷电路板2而延伸，并与装在其上的角形架12合作构成第一屏蔽元件。角形架12有一不间断的分支12a平行于印刷电路板2延伸越过托板元件的后部而被两个螺钉夹持在顶壁4a的底面上，从而使角形架12和托板元件4保持电连通。角形架12还包括一个不间断的分支12b沿着连接器3的后面3b、垂直于印刷电路板2而延伸并来到其附近。在该分支与印刷电路板2接近的边上设有插头12c，该插头被插入并通过印刷电路板2上电镀的通孔，并被连接到接地导电印制线上。
如图9和10所示，托板元件4的本体还包括一个与印刷电路板2接触的底壁4b，该底壁面向连接器3的连接侧面3c延伸，构成第二屏蔽元件。与印刷电路板2邻近的底壁4b有一合适的后部形状，绕过插头31a突出的区段，并覆盖印刷线路板的前部，与其上的导电印制线(未示出)接触，而该印制线被连接到接地导电印制线上，屏蔽片12的插头12c亦被连接到其上。
用两个固定螺钉11旋入到连接器3内可使印刷电路板2保持与底壁4b接触而将印刷电路板2夹在底壁4b和连接器3之间。底壁4b的外表面设有一槽用来接纳设有从托板元件4的侧面上向侧边突起的弹性舌片19的金属条，这样来与相邻卡的屏蔽元件接触，如图10所示。
采用由托板元件4装配到电子卡上而制成的组合件，只在侧向上占用有限的空间而可对印刷电路板上的电子元件提供良好的保护使它们不受通过连接器前面进来的电磁干扰。
图11到12示出结合图7到10说明的保护装置第二实施例的变型。其中只是第一屏蔽元件和印刷电路板的接地导电印制线用不同方式实现，其他元件与结合图7到10所说明的相同。如图11所示，托板元件4(与第二实施例说明的元件相同)包括一个顶壁4a与装在其上的不间断金属片13合作构成第一屏蔽元件。该金属片13平行于印刷电路板延伸，越过托板元件4的后部，具有卷曲的端头，在该端头上设有小突出部13a，与连接器3的顶排销钉31即离开印刷电路板2最远的那一排销钉对接。顶排销钉31平行于印刷电路板从连接器3的前面延伸到后面附近，然后沿着连接器的后面、垂直于印刷电路板延伸，使销钉31上形成插头31a的端头插入到印刷电路板2上的电镀的通孔内并与印刷电路的接地导电印制线接触。
金属片13用两个螺钉11保持与顶壁的底面接触，使金属片13与由导电材料制成的托板元件之间保持电连通。
这个变化实施例的第二屏蔽元件4b与结合图7到10说明的完全相同，该屏蔽元件与印刷电路板2上的连接到接地导电印制线上的导电印制线接触，顶排销钉31的端插头31a也连接到该接地导电印制线上。
与图5和6的变化实施例相似，这个变化实施例也是用顶排销钉结合被托板元件预部支承的金属片来实现连接器的第一屏蔽元件。

Claims (17)

1.一种保护装置，用来保护印刷电路板(2)的电连接器(3)使它免受电磁干扰，所说连接器(3)包括一个塑料制的本体，该本体有一前面用来与一可拿掉的插塞配合，和一连接侧面(3c)，与印刷电路板(2)接触，所说连接器(3)包括多个触点(31)，每一触点各有一个形式为插头(31a)的端头从连接侧面(3c)上突起，所说插头(31a)被插入到所说电路板(2)的通孔内，为的是使触点(31)与所说印刷电路的一条或多条导电印制线在电路上连接，所述保护装置的特征为，它具有一个第一屏蔽元件，面向与连接器(3)的连接侧面(3c)相反对的侧面(3a)而延伸，并继续面向连接器(3)的后面(3b)而延伸，从而与印刷电路板(2)的接地导电印制线接触，以及，一个装在印刷电路板(2)与连接器(3)接触的那个面相反对的面并面向连接侧面(3c)而延伸的第二屏蔽元件，该元件与连接到所说印刷电路的接地印制线上的导电印制线接触，因而在电路上与第一屏蔽元件连通，从而形成一个电位势笼。
2.根据权利要求1的保护装置，其特征为，所说第一屏蔽元件为一金属元件(6b；12b)，不间断地面向连接器(3)的后面(3b)并垂直于印刷电路板(2)延伸，金属元件(6b；12b)的与印刷电路板接近的边上设有插头(61；12c)，该插头被插入到印刷电路板(2)上电镀的通孔内，该孔与印刷电路的接地印制线接触。
3.根据权利要求2的保护装置，其特征为，所说第一屏蔽元件由一金属角形架(6)构成，该角形架有一分支(6a)面向连接器上与连接侧面(3c)相反对的侧面(3a)而延伸，另一分支(6b)面向连接器(3)的后面(3b)而延伸。
4.根据权利要求1的保护装置，其特征为，所说连接器(3)包括多排触点(31)，其中顶排触点(31)为离开印刷电路板(2)最远的排，该排在连接器(3)的后面(3b)有一后部垂直于印刷电路板(2)而延伸，以致形式为插头(31a)的触点(31)的端头插入到板(2)上的电镀通孔内，将顶排触点(31)的插头(31a)连接到接地导电印制线上，便可用所说顶排触点(31)形成第一屏蔽元件。
5.根据权利要求4的保护装置，其特征为，所说第一屏蔽元件由一块金属片(8)与顶排触点(31)合作构成，所说金属片(8)面向连接器(3)上与连接侧面(3c)相反对的侧面(3a)而延伸，并具有卷曲的端头(8a)与所说顶排触点(31)接触。
6.根据权利要求1到5中任一项的保护装置，其特征为，所说第二屏蔽元件由一块金属片(7)构成，该金属片与设在电路板(2)表面上的印制线接触，并连接到接地印制线上，第一屏蔽元件的插头(61；31a)也连接在接地印制线上。
7.根据权利要求1到4中任一项的保护装置，其特征为，一个托板元件(4)装在所说连接器(3)上，所说托板元件(4)设有固定设施(41)用来将印刷电路板(2)装在轨道模块(10)上。
8.根据权利要求7的保护装置，其特征为，所说印刷电路板(2)被设计装在轨道模块(10)上，该模块设有许多边靠边放置的电子卡(1)，而构成第二屏蔽元件的金属片(7)上设有从托板元件(4)向侧边突起的许多弹性舌片(9)，因此可与夹持在所说轨道模块(10)内的相邻的电子卡(1)所装载的连接器(3)的屏蔽元件进行电接触。
9.根据权利要求8的保护装置，其特征为，所说托板元件(4)支承着第一屏蔽元件的金属零件(6；8)。
10.根据权利要求1到4中任一项的保护装置，其特征为，连接器符合型式F48的DIN标准。
11.根据权利要求7的保护装置，其特征为，所说托板元件(4)包括一个包围连接器(3)所有四个侧面的导电体，托板元件(4)包括一个顶壁(4a)，该顶壁与连接器(3)上那个与其连接侧面(3c)相反对的侧面(3a)邻近，和一个底壁(4b)与印刷电路板(2)邻近，这些壁分别参与形成第一和第二屏蔽元件。
12.根据权利要求2或11的保护装置，其特征为，所说第一屏蔽元件由顶壁(4a)和装在顶壁上的金属角形架(12)构成，所说角形架有一分支(12b)面向连接器(3)的后面(3b)而延伸并被固定在顶壁(4a)上使角形架(12)和顶壁(4a)之间的电路连通。
13.根据权利要求4或11的保护装置，其特征为，所说第一屏蔽元件由顶壁(4a)和装在该顶壁(4a)上的金属片(13)构成，该金属片与顶排触点(31)合作，并有一卷曲的端头(13a)与所说顶排触点(31)接触。
14.根据权利要求11的保护装置，其特征为，所说第二屏蔽元件由底壁(4b)构成，该底壁与设在印刷电路板(2)上的导电印制线接触并被连接到接地印制线上，第一屏蔽元件的插头也连接在接地印制线上。
15.根据权利要求14的保护装置，其特征为，所说印刷电路板(2)被设计装在轨道模块(10)上，该模块设有许多边靠边放置的电子卡(1)，而底壁(4b)上设有从托板元件(4)向侧边突起的许多弹性舌片(19)，因此可与夹持在所说轨道模块(10)内的邻近的电子卡(1)所装载的连接器(3)的屏蔽元件进行电接触。
16.根据权利要求7的保护装置，其特征为，所说托板元件(4)为锌基压铸合金铸件。
17.根据权利要求11的保护装置，其特征为，所说连接器(3)符合型式E48的DIN标准。
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