DE102005059990B4

DE102005059990B4 - Steckverbinder zur Verbindung elektronischer Bauelemente

Info

Publication number: DE102005059990B4
Application number: DE102005059990A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Lappöhn
Original assignee: ERNI Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: Erni Production & Co Kg De GmbH
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2025-12-14
Also published as: DE102005059990A1; US20070134982A1; JP2007165313A; JP4764809B2; US7540777B2

Abstract

Steckverbinder zur Verbindung elektronischer Bauelemente, mit einer Messerleiste (10) und mit einer Federleiste (50), die in gegenseitigen Eingriff bringbar sind und eine Mehrzahl elektrischer Signalleiter und mindestens einen Masseleiter bilden, wobei an der Messerleiste (10) und an der Federleiste (50) jeweils eine elektrische Abschirmung in Form wenigstens eines Schirmblechs vorgesehen ist, das jeweils über Rastverbindungen an der Messerleiste bzw. an der Federleiste befestigbar ist, wobei die Schirmbleche Lötanschlüsse (34, 62) aufweisen, die im verrasteten Zustand aus der Messerleiste (10) und der Federleiste (50) herausragen und wobei die jeweiligen Schirmbleche (30, 64) mit ihren einander zugewandten Körperflächen überwiegend ebenflächig aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schirmblechen (30) der Messerleiste (10) wenigstens zwei Reihen von im Abstand übereinander angeordneten hakenartigen Vorsprüngen (31 bzw. 32) ausgebildet sind, die an in der Messerleiste angeordneten Öffnungen (37 bzw. 38) angepasst sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Verbindung elektronischer Bauelemente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein gattungsgemäßer Steckverbinder ist beispielsweise aus der EP 1 251 591 A2 bekannt geworden. Derartige Steckverbinder weisen zwei Steckverbindungselemente auf, die in wechselseitigen Eingriff bringbar sind. Sie verfügen über eine Vielzahl elektrisch leitfähiger Kontakte zur Herstellung elektrisch leitfähiger Verbindungen. Solche Steckverbinder werden besonders für SMD-Stecker ("surface-mounted-device") verwendet und auf Leiterplatten befestigt. Dabei werden auf einer Leiterplatte eines der beiden Steckverbindungselemente und auf einer anderen Leiterplatte das andere der beiden Steckverbindungselemente befestigt. Die Steckverbindungen dienen auf diese Weise zum elektrischen Verbinden unterschiedlicher Leiterplatten, die insbesondere übereinanderliegend angeordnet sind. Der aus der EP 1 251 591 A2 hervorgehende Steckverbinder ermöglicht dabei die elektrische Kontaktierung von zwei Leiterplatten, die in einer bestimmten, durch den Steckverbinder vorgegebenen Höhe übereinander angeordnet sind.
Abhängig von der Höhe der Bauelemente, mit der die Leiterplatte bestückt ist, ist es nun erforderlich, den Abstand der übereinander angeordneten Leiterplatten an die Höhe der Bauelemente anzupassen. Dies wiederum erfordert auch höher bauende Verbinder.
Aus der US 5 307 242 ist eine Vorrichtung zur elektrischen Verbindung von Abschirmungen mehrpoliger Stecker mit der Erdpotenzialschicht einer Verdrahtungsplatte bekannt geworden, bei der eine senkrecht zu einer Verdrahtungsplatte stehende Baugruppenleiterplatte mit einer abgewinkelten Steckverbindung verbunden ist. Bei dieser Steckverbindung sind Schirmbleche vorgesehen, die auf Seiten der Verdrahtungsplatte mittels Schirmblechhaken und auf Seiten der Baugruppenleiterplatte mittels Rastmitteln wie Rastzungen sowie Rasthaken in dem Federleistengehäuse sowie an der Baugruppenleiterplatte befestigt sind. Diese Befestigung erfordert einen nicht unerheblichen Montageaufwand. Dieser ist auch bei den aus der DE 199 07 635 C1 sowie der US 6 305 982 B1 hervorgehenden Befestigungsarten der Schirmfläche erforderlich. Hier sind mehrere übereinander angeordnete Rastelemente vorgesehen, die zum Teil unterschiedlich ausgebildet sind und bereits insoweit die Befestigung verkomplizieren.
Dabei sind Höhen der Steckverbinder erforderlich, die durchaus das Vielfache der Höhe des aus der EP 1 251 591 A2 hervorgehenden Steckers betragen können. Es ist nun nicht ohne Weiteres möglich, den aus der EP 1 251 591 A2 hervorgehenden Stecker einfach gewissermaßen zu verlängern, da insbesondere die Anordnung des Schirmblechs in der Messerleiste in diesem Falle problematisch ist. Dieses wird bei dem aus der Technik bekannten Steckverbinder durch Löten auf der Leiterplatte und durch Rastverbindungen auf der der Leiterplatte abgewandten Seite an dem Steckverbindungselement befestigt. Bei einer sehr hoch bauenden Messerleiste, bei der das Schirmblech in der Messerleiste sich über die gesamte Länge erstreckt, kann eine solche Befestigungsweise zu Instabilitäten führen, die die Abschirmung negativ beeinträchtigen können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Steckverbinder der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, dass bei einfacher und schneller Montage die Befestigung der Schirmbleche in der Messerleiste auch bei hoch bauenden Steckverbindern mit hoch bauenden Messerleisten verbessert wird, sodass die Lötverbindungen der Schirmbleche auf der Leiterplatte entlastet werden.
Darstellung und Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Steckverbinder zur Verbindung elektronischer Bauelemente mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Grundidee der Erfindung ist es, bei einem hoch bauenden Steckverbinder, an den Schirmblechen der Messerleiste wenigstens zwei Reihen von im Abstand übereinander angeordneten hakenartigen Vorsprüngen auszubilden, die an in der Messleiste angeordnete Öffnungen angepasst sind.. Durch die wenigstens zwei Reihen der übereinander geordneten auch als Rasthaken zu bezeichnenden hakenartigen Vorsprüngen wird eine sehr stabile Befestigung an der Messerleiste ermöglicht, wodurch die Lötverbindungen der Schirmbleche auf der Leiterplatte entlastet werden. Hierdurch wird die Störanfälligkeit auch bei einem wiederholten Zusammenstecken und wieder Lösen der beiden Steckverbindungselemente erheblich reduziert. Durch diese Rasthaken ist auch eine einfache und sehr schnelle Montage möglich.
Prinzipiell ist es möglich, dass die hakenartigen Vorsprünge in unterschiedliche Richtungen weisen. Bevorzugt verlaufen jedoch die hakenartigen Vorsprünge, die Rasthaken, in die gleiche Richtung parallel zueinander. Dies ist nicht nur hinsichtlich der Herstellung besonders vorteilhaft, sondern insbesondere auch im Hinblick auf die Montage der Schirmbleche an der Messerleiste.
Eine besonders stabile Befestigung, die eine Verkippung der Schirmbleche in den für sie vorgesehenen Aufnahmetaschen nahezu unmöglich macht, sieht vor, dass die hakenartigen Vorsprünge des der Messerleiste zugeordneten Schirmblechs zu beiden Seiten des Schirmblechs vorspringen. Hierdurch wird gewissermaßen eine Verhakung des Schirmblechs an der Messerleiste in zwei Raumrichtungen ermöglicht, die eine Bewegung der Messerleiste in den Aufnahmetaschen verhindert und so eine sehr stabile und wackelfreie Befestigung der Schirmbleche an der Messerleiste ermöglicht.
Rein prinzipiell wäre es möglich, die hakenartigen Vorsprünge an den Schirmblechen als zusätzliches Bauteil zu befestigen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die hakenartigen Vorsprünge einstückig mit dem Schirmblech ausgebildet sind. Zur Verbindung der Messer mit der Federleiste ist die Messerleiste mit einem Aufnahmeraum versehen, in den die Federleiste einführbar ist. Dabei ragen von der den Aufnahmeraum begrenzenden Boden- oder Grundfläche des Aufnahmeraums die Messer der Messerleiste in den Aufnahmeraum hinein und werden von den in der Federleiste angeordneten Federn kontaktiert.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist nun vorgesehen, dass eine erste Reihe der hakenartigen Vorsprünge in Höhe einer Eingangsöffnung dieses Aufnahmeraums angeordnet ist und dass wenigstens eine weitere Reihe der hakenartigen Vorsprünge in Höhe der den Aufnahmeraum begrenzenden Bodenfläche angeordnet ist. Hierdurch wird eine sichere Befestigung der Schirmbleche im besonders beanspruchten Aufnahmeraum sichergestellt.
Bevorzugt sind die Schirmbleche in an sie angepassten, in der Messerleiste ausgebildeten Aufnahmetaschen angeordnet und ragen aus diesen Taschen derart heraus, dass sie an den Innenseiten des Aufnahmeraums angeordnet sind. Durch diese Anordnung der Schirmbleche in den Aufnahmetaschen in Verbindung mit einer Reihe von hakenartigen Vorsprüngen im Bereich der den Aufnahmeraum begrenzenden Boden- oder Grundfläche und einer weiteren Reihe in Höhe der Eingangsöffnung des Aufnahmeraums wird eine stabile Fixierung der Schirmbleche an der Messerleiste auch bei sehr hochbauenden Messerleisten erreicht und dadurch die gewünschte Entlastung der Schirmbleche aufgrund deren Lötverbindung auf der Leiterplatte bewirkt.
Zur Kontaktierung der Schirmbleche auf der Leiterplatte sind an diesem bevorzugt sogenannte SMD- oder THR-Kontakte angeformt zur elektrischen Kontaktierung des jeweiligen Schirmblechs auf einer Leiterplatte, auf der das Steckverbindungselement angeordnet ist.
Die Schirmbleche selbst sind bevorzugt ebenfalls einstückig ausgebildet, was sowohl deren Herstellung als auch deren Montage erheblich vereinfacht.
Zeichnung
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine dreidimensionale Darstellung einer Messerleiste eines von der Erfindung Gebrauch machenden Steckverbinders;
2 eine Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Messerleiste,
3 ein Schirmblech der in 1 und 2 dargestellten Messerleiste, und
4 in Explosionsdarstellung eine zugehörige Federleiste.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Eine Messerleiste 10, dargestellt in 1 und 2 umfasst ein aus einem Kunststoffspritzgussteil, welches mit Seitenwänden 11, 13, zwei Stirnflächen 12, von denen 1 und 2 jeweils nur eine gezeigt ist, und einer Grundfläche 72 einen Aufnahmeraum 70 umschreibt. Dieser Aufnahmeraum ist an eine nachfolgend noch näher zu beschreibende Federleiste angepasst.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, weist die Messerleiste eine sehr hohe Bauform auf. Diese Bauform ist erforderlich für die Verbindung von beispielsweise zwei Leiterplatten, deren eine mit sehr hoch bauenden Bauteilen bestückt ist. Die eigentlichen auch als Kontakt-Pins bezeichneten Messer 15 sind in dem Aufnahmeraum 70 auf an sich bekannte Weise angeordnet. Hierzu weist ein massiver Grundkörper 19 der Messerleiste 10 Öffnungen auf, in denen Leiterbleche 17 angeordnet sind, die mit den Messern 15 elektrisch leitend verbunden sind. Die Leiterbleche 17 sind ihrerseits auf ihrer den Messern 15 abgewandten Seite auf der Leiterplatte (nicht dargestellt) kontaktiert, sie dienen der Verbindung der Messer 15 mit den Kontaktflächen auf der Leiterplatte und überbrücken so gewissermaßen die Bauhöhe der Messerleiste 10. In dem massiven Grundkörper 19 sind Aufnahmetaschen 36 vorgesehen, in denen Schirmbleche 30 auf nachfolgend beschriebene Weise angeordnet sind.
Ein solches Schirmblech 30 besteht aus einem metallischen Körper, an dessen unterem Ende Lötanschlüsse 34 vorgesehen sind, die eine Kontaktierung auf entsprechenden Löt-Pads auf einer Leiterplatte beispielsweise in SMD- oder TMR-Technik ermöglichen.
Auf der den Lötanschlüssen 34 abgewandten Seite weist das Schirmblech 30 geneigte Abschnitte 40 auf, die wie in 1 dargestellt, eine trichterförmige Einführöffnung des Aufnahmeraums 70 ausbilden.
Zwischen den geneigten Abschnitten 40 ist eine erste Rehe von ersten Rastelementen in Form von Rasthaken 31 vorgesehen, die in entsprechende Vertiefungen/Öffnungen 37 des Körpers 19 rasthakenförmig eingreifen.
Eine zweite Reihe derartiger Rastverbindungselemente in Form von Rasthaken 32 ist in einem Abstand unterhalb dieser ersten Reihe der Rasthaken 31 angeordnet. Wie insbesondere aus 1 und 2 hervorgeht, ist der Abstand der zweiten Reihe der Rasthaken 32 so gewählt, dass die Rasthaken im Wesentlichen in Höhe der Grundfläche 72 des Aufnahmeraums 70 in an sie angepasste Vertiefungen/Öffnungen 38 in den Grundkörper 19 eingreifen.
Die Rasthaken 31 der ersten Reihe weisen dabei in eine andere, entgegengesetzte Richtung als die Rasthaken 32 der zweiten Reihe. Die Rasthaken 31 bzw. 32 einer Reihe sind jeweils parallel zueinander angeordnet, wobei zudem auch die Rasthaken 31 der ersten Reihe und die Rasthaken 32 der zweiten Reihe jeweils parallel zueinander verlaufen. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Die Rasthaken 31 bzw. 32 können auch beispielsweise schräg zueinander verlaufen. Auch eine Richtungsänderung zwischen den einzelnen Rasthaken oder den Rasthaken der beiden Reihen ist denkbar.
Durch die Anordnung der Rasthaken 31 und 31 jeweils in zwei entgegengesetzte Richtungen, nämlich wie in 2 dargestellt, die nach links weg vorspringenden Rasthaken 31 und die nach rechts weg vorspringenden Rasthaken 32 wird eine besonders stabile Befestigung des Schirmblechs 30 in dem Grundkörper 19 der Messeleiste 10 erzielt. Durch diese Anordnung wird gewissermaßen ein "Verkrallen" des Schirmblechs 30 in dem Grundkörper 19 erreicht. Hierdurch wird das Schirmblech 30 stabilisiert und an der Messerleiste 10 fixiert. Die Messerleiste 10 ihrerseits wird über an sich bekannte Rastverbindungen oder dergleichen auf der (nicht dargestellten) Leiterplatte befestigt. Aufgrund dieser Art der Befestigung werden die Lötanschlüsse 34 wesentlich entlastet. Zwar dienen auch die Lötanschlüsse 34 neben der Herstellung elektrischer Kontakte der Befestigung der Schirmbleche. Die Schirmbleche 30 werden jedoch in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in insgesamt drei Ebenen befestigt, nämlich in der Ebene der Lötanschlüsse 34, in der Ebene der zweiten Reihe der Rasthaken 32 und in der Ebene der ersten Reihe der Rasthaken 31, wobei durch Befestigung der Schirmbleche in zwei Ebenen bereits eine Lagefixierung erreicht wird, die eine vollständige Entlastung der Lötanschlüsse 34 ermöglicht, sodass im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Steckverbindern keine stabilisierende Funktion der Lötanschlüsse bei der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Messerleiste erforderlich ist. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf zwei Reihen von Rasthaken beschränkt ist, sondern rein prinzipiell weitere Reihen von Rasthaken vorgesehen sein können. Ob weitere Reihen derartiger Rastverbindungen vorgesehen sind, richtet sich auch nach der Bauhöhe der Messerleiste 10. Je höher die Messerleiste 10 baut, desto mehr Reihen können vorgesehen sein, um eine stabile Befestigung der Schirmbleche 30 an dem Grundkörper 19 der Messerleiste 10 sicherzustellen.
Die Schirmbleche 30 ragen aus den Aufnahmetaschen 36 in den Aufnahmeraum 70 derart hinein, dass sie unmittelbar vor dessen Seitenwänden 11, 13 angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine Schirmung des Aufnahmeraums 70 erzielt. An diesen herausragenden Schirmwänden der Schirmbleche 30 liegen die Schirmbleche der im Folgenden zu beschreibenden Federleiste an.
2 zeigt in Explosionsdarstellung eine zugehörige Federleiste 50. Die Federleiste weist eine an den Aufnahmeraum 70 der Messerleiste angepasste symmetrische Ausgestaltung auf. Sie ist ebenfalls von einem Korpus mit Seitenwänden 51, 52 und Stirnflächen 59 gebildet, der mit Durchbrüchen 54 durch die untere und obere Fläche des Korpus für die Positionierung von Federn 56 und Einführung der Messer 15 bei der Steckung versehen ist. Die Federn 56 sind über eine Rastverbindung festlegbar. An den Außenseiten der Seitenwände 51, 53 der Federleiste 50 liegen die Schirmbleche 64 unmittelbar an, wobei an den Schirmblechen 64 Lötanschlüsse 68 vorgesehen sind. Auch hier sind die Schirmbleche 64 mit Rastverbindungen in Form von Rasthaken 56, die in Vertiefungen 58 an der Federleiste 50 in Eingriff bringbar sind, festlegbar. An den Schirmblechen 64 vorgesehene Vorsprünge 62 sind zur Mitte hin, das heißt in Richtung der Symmetrieebene der Federleiste 50, geneigt, um im Querschnitt zur Längserstreckung der Federleiste 50 gesehen, eine konische/pyramidenförmige Verjüngung der Vorsprünge 62 zu erhalten.
Mit SMD-Anschlüssen 62 ist die Ausbildung eines SMD-Kontakts auf z.B. einer Leiterplatte oder Platine möglich, um eine Abschirmung für eine derartige Verbindung zu erhalten. Im gesteckten Zustand liegen die Schirmbleche 64 der Federleiste 50 unmittelbar und ebenflächig an den in den Aufnahmeraum 70 ragende Teile der Schirmbleche 30 an.

Claims

Steckverbinder zur Verbindung elektronischer Bauelemente, mit einer Messerleiste (10) und mit einer Federleiste (50), die in gegenseitigen Eingriff bringbar sind und eine Mehrzahl elektrischer Signalleiter und mindestens einen Masseleiter bilden, wobei an der Messerleiste (10) und an der Federleiste (50) jeweils eine elektrische Abschirmung in Form wenigstens eines Schirmblechs vorgesehen ist, das jeweils über Rastverbindungen an der Messerleiste bzw. an der Federleiste befestigbar ist, wobei die Schirmbleche Lötanschlüsse (34, 62) aufweisen, die im verrasteten Zustand aus der Messerleiste (10) und der Federleiste (50) herausragen und wobei die jeweiligen Schirmbleche (30, 64) mit ihren einander zugewandten Körperflächen überwiegend ebenflächig aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schirmblechen (30) der Messerleiste (10) wenigstens zwei Reihen von im Abstand übereinander angeordneten hakenartigen Vorsprüngen (31 bzw. 32) ausgebildet sind, die an in der Messerleiste angeordneten Öffnungen (37 bzw. 38) angepasst sind.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hakenartigen Vorsprünge (31 bzw. 32) in die gleiche Richtung parallel zueinander verlaufen.
Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hakenartigen Vorsprünge (31 bzw. 32) des der Messerleiste (10) zugeordneten Schirmblechs (30) zu beiden Seiten des Schirmblechs (10) jeweils in entgegengesetzten Richtungen voneinander abgewandt vorspringen.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hakenartigen Vorsprünge (31 bzw. 32) einstückig mit dem Schirmblech (30) ausgebildet sind.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerleiste (10) einen Aufnahmeraum (70) für die Federleiste (50) aufweist.
Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Reihe der hakenartigen Vorsprünge (31) in Höhe einer Einführöffnung des Aufnahmeraums (70) und wenigstens eine weitere Reihe der hakenartigen Vorsprünge (32) in Höhe einer den Aufnahmeraum (70) begrenzenden Bodenfläche (72) angeordnet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmbleche (30) in an sie angepasste, in der Messerleiste (10) ausgebildeten Aufnahmetaschen (36) angeordnet sind und dass die Schirmbleche (30) aus diesen Aufnahmetaschen (36) derart herausragen, dass sie an den Innenseiten des Aufnahmeraums (70) angeordnet sind.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schirmblechen (30, 64) jeweils SMD- oder THR-Verbindungselemente angeformt sind zur elektrischen Kontaktierung des jeweiligen Schirmblechs (30) mit einer Leiterplatte oder dergleichen.
Steckverbindungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmbleche (30, 64) einstückig ausgebildet sind.