DE19529977A1 - Abgeschirmtes Gehäuse für Hochfrequenzschaltungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein abgeschirmtes, metallisches oder metallisiertes Gehäu­ se für Hochfrequenzschaltungen, mit einem Boden mit vier Seitenwänden und mit einem Deckel. Die Hochfrequenzschaltungen befinden sich in einem solchen Ge­ häuse üblicherweise auf einer Leiterplatte. Hochfrequenzschaltungen bedürfen meist einer Schirmung und werden zu diesem Zweck von einer metallischen Hülle umgeben. Gehäuse, die abzuschirmende Hochfrequenzschaltungen aufnehmen, bestehen deshalb üblicherweise aus Metall oder sind metallisiert und werden ge­ erdet. Mit einer lückenhaften Schirmung hat man gelegentlich bei Gehäusen zu kämpfen, die einen abnehmbaren Deckel haben. Zwischen dem Deckel und den Seitenwänden des Gehäuses besteht ein Spalt, der hochfrequenzmäßig undicht sein kann, insbesondere bei preiswerten Gehäusen, bei denen der Spalt schon aus Kostengründen nicht vollständig geschlossen werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aufzuzeigen, wie man zu preiswerten und dennoch in hohem Maße hochfrequenzmäßig dichten Gehäu­ sen kommen kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse mit den im Anspruch 1 angegebe­ nen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß wird das Schirmungsmaß dadurch verbessert, daß auf der In­ nenseite der Seitenwände Metallbänder angeordnet sind, von welchen am obe­ ren Rand Finger abgewinkelt sind, welche federnd am Deckel anliegen. Diese Finger stellen über eine Anzahl von Kontaktpunkten eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den Seitenwänden und dem Deckel her. Die dadurch ver­ besserte Schirmung ist um so besser, je dichter die Folge der Finger ist, welche mit dem Deckel Kontakt machen. Deshalb sind die Finger am besten längs aller vier Seitenwände in dichter Folge angeordnet, wobei eine Häufigkeit von zwei bis vier Fingern pro laufendem Zentimeter besonders geeignet ist. Besonders dicht wird das Gehäuse an dieser Stelle, wenn das Band selbst noch längs eines schmalen Streifens durchgehend abgewinkelt ist und die Finger auf diesem abge­ winkelten Streifen fußen.

Solche die Schirmung verbessernde Federbänder lassen sich sehr preiswert durch einen Stanz-Biege-Vorgang aus einem geeignetem Federwerkstoff herstel­ len, z. B. aus CuSn oder aus Kupfer-Beryllium oder aus einem Messing.

Wegen der wesentlichen Verbesserung der Schirmung, die solche Federbänder bringen, ist es möglich, den Gehäuseaufbau weiter zu vereinfachen. Das Gehäu­ se muß keineswegs mehr aus einem einstückig gegossenen Unterteil mit Boden­ platte und vier Seitenwänden bestehen, vielmehr kann es aufgetrennt werden in eine getrennte Bodenplatte, vier getrennte Seitenwände und einen getrennten Deckel. Die gewünschte HF-Dichtigkeit am Spalt zwischen der Bodenplatte und den Seitenwänden erreicht man auf die gleiche Weise wie am Spalt zwischen den Seitenwänden und dem Deckel, indem man auch längs des unteren Randes der an den Seitenflächen anliegenden Metallbänder Finger vorsieht, welche fe­ dernd an der Bodenplatte anliegen. Eine Ausbildung der Federbänder mit abge­ winkelten Fingern sowohl am oberen Rand als auch am unteren Rand macht die Federbänder sehr leicht handhabbar; man muß keine besonderen Maßnahmen zu ihrer Fixierung ergreifen. Dadurch, daß die Finger sowohl am Deckel als auch an der Bodenplatte anliegen werden die Bänder zwischen Deckel und Boden­ platte ohne weiteres eingespannt, wenn das Gehäuse geschlossen wird. Man muß dann lediglich noch dafür sorgen, daß die Federbänder guten Kontakt zu den Seitenwänden haben. Dieser Kontakt wird einerseits dadurch begünstigt daß die Federbänder den Seitenwänden flächig aufliegen und kann weiterhin da­ durch verbessert werden, daß die Seitenwände auf ihrer Innenseite Vorsprünge haben, auf welche die Metallbänder mittels entsprechend angeordneter Positio­ nierlöcher aufgesteckt sind. Ein guter Kontakt der Metallbänder zu den Seiten­ wänden kann ferner dadurch begünstigt werden, daß die vom Gehäuse aufzu­ nehmende Leiterplatte als Mittel, um die Metallbänder an die Seitenwände anzu­ drücken, eingesetzt wird. Zu diesem Zweck können aus den Bändern Zungen ausgeschnitten und abgebogen sein, welche dem Rand der Leiterplatte anliegen, wodurch die Metallbänder federnd an die Seitenwände gedrückt werden. Eine an­ dere günstige Möglichkeit besteht darin, Zungen paarweise aus den Bändern auszuschneiden und zur Bildung von gabelförmigen Kontaktklemmen abzubie­ gen, welche dazu bestimmt sind, mit der Leiterplatte oder mit Bauelementen, wel­ che auf der Leiterplatte angeordnet sind, Kontakt zu machen. Vorzugsweise sind die gabelförmigen Kontaktklemmen oder eine Gruppe von ihnen in einer gemein­ samen, zur Bodenplatte parallelen Ebene angeordnet, nämlich in jener Ebene, in welcher auch die Leiterplatte vorgesehen ist. Die Leiterplatte kann dann an ei­ nem oder mehreren, vorzugsweise an allen vier Rändern in solche Federklem­ men eingeschoben werden, und zwar nicht nur um sie mechanisch zu halten, sondern vor allem auch, um sie zuverlässig zu erden. Dadurch, daß am Umgang der Leiterplatte verteilt mehrere solche Kontaktklemmen vorgesehen sind, ist eine zuverlässige Erdung der Leiterplatte auch ohne Lötverbindung möglich, was die Montage der Leiterplatte mit der Hochfrequenzschaltung im Gehäuse erleichtert und verbilligt.

In einer anderen Gruppe von gabelförmigen Kontaktelementen können die Zun­ gen derart ausgeschnitten und abgebogen sein, daß sie sich senkrecht zwischen Bodenplatte und Deckel erstreckende Einführschlitze bilden, also Einführschlitze, die senkrecht zur Ebene der Leiterplatte verlaufen und dazu dienen, irgendwel­ che Bauteile auf der Leiterplatte zu erden.

Elektrische Anschlüsse, die in das Gehäuse hineinführen, können auf einer oder mehreren der vier Seitenwände oder auch am Gehäuseboden oder am Gehäuse­ deckel angeordnet sein. Vorzugsweise sieht man die Anschlüsse an einer oder mehrerer der Seitenwände vor, wobei an den Stellen, wo sich die Anschlüsse be­ finden, die Metallbänder ein Loch haben. Bei den Anschlüssen handelt es sich zumeistens um Steckverbinder. In diesem Fall sind die Steckergehäuse vorzugs­ weise einstückig mit der Seitenwand gegossen. Im Steckergehäuse sieht man da­ bei vorzugsweise einen Stützkörper aus elektrisch isolierendem Werkstoff vor welcher eine an beiden Enden gabelförmig ausgebildete Innenleiterkontaktfeder trägt, welche an ihrem nach außen weisenden Ende den Innenleiter eines koaxia­ len HF-Steckers aufnimmt und mit ihrem in das Gehäuse gerichteten Ende direkt und ohne Lötverbindung auf einen Anschlußkontakt an der Leiterplatte gesteckt werden kann. Eine dafür geeignete Innenleiterkontaktfeder kann in der Abwick­ lung H-förmig sein, wobei der Quersteg des H im Stützkörper festgelegt ist. Man kommt auf diese Weise zu einem herstellungstechnisch und montagetechnisch sehr günstigen Gehäusestecker (F-Connector). Damit die Fügespalte zwischen den einzelnen Seitenwänden des Gehäuses hochfrequenzmäßig möglichst dicht sind, sind sie vorzugsweise auf Gehrung geschnitten und miteinander verstiftet. Zu diesem Zweck greifen sie auf der Gehäuseinnenseite zweckmäßig scharnier­ artig ineinander, wobei der durch die Verstiftung bedingte Eingriff den Fügespalt zusätzlich abschirmt. Bodenplatte und Deckel können gegeneinander verspannt werden. Besonders günstig für eine hochfrequenzdichte Gehäuseausbildung ist es allerdings, wenn sowohl der Deckel als auch die Bodenplatte abgewinkelte, die Seitenwände des Gehäuses übergreifende Randteile haben. Sieht man sol­ che Randteile vor, eröffnet sich leicht die Möglichkeit, die Bodenplatte und den Deckel mit den Seitenwänden zu verrasten, z. B. dadurch, daß die Randteile an der Innenseite mit Vorsprüngen versehen sind, die in dazu passende Ausneh­ mungen auf der Außenseite der Seitenwände einrasten.

Die Erfindung erlaubt einen einfachen, modularen und preiswerten Gehäuseauf­ bau. Aus wenigen Grundelementen (eine Bodenplatte, ein Deckel, eine Seiten­ wand ohne Anschlüsse und Seitenwände mit unterschiedlichen Anzahlen von An­ schlüssen) läßt sich eine große Vielfalt von unterschiedlichen Gehäusen aufbau­ en, die trotz zahlreicher Fügespalte hochfrequenzmäßig außerordentlich dicht sind und mit gutem Erfolg bis zu Frequenzen von mindestens 2 GHz verwendet werden können und damit vor allem für Gemeinschaftsantennenanlagen, Satelli­ tenempfangsanlagen und Kabelfersehnetze interessant sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen darge­ stellt und wird nachfolgend beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Gehäuseaufbau in Draufsicht bei abgenommenem Dec­ kel in einer Explosionsdarstellung, und

Fig. 2 zeigt den Vertikalschnitt II-II durch die Darstellung in Fig. 1.

Das Gehäuse hat eine Bodenplatte 1 mit vier hochstehenden Randstreifen 2, vier Seitenwänden 3, 4, 5 und 6 sowie einen Deckel 7 mit vier nach unten ragenden Randstreifen 8. Die Bodenplatte 1 und der Deckel 7 sind gleich ausgebildet. In die Seitenwand 3 sind zwei Steckergehäuse 9 integriert, in die Seitenwände 4 und 6 sind jeweils 5 Steckergehäuse 9 integriert. Die Seitenwand 5 hat keine Steckanschlüsse. Die Steckergehäuse 9 sind in einem Stück mit den Seitenwänden 3, 4 und 6 gegossen. In die Steckergehäuse 9 ist jeweils ein Stütz­ körper 10 aus elektrisch isolierendem Werkstoff eingefügt, welcher eine Kontakt­ feder 11 trägt, welche an beiden Enden, sowohl am nach außen weisenden Ende als auch am nach innen weisenden Ende gabelförmig ausgebildet ist. Diese Kon­ taktfeder 11 ist ein Stanz-Biegeteil, welches in der ebenen Abwicklung im we­ sentlichen H-förmig ist; die beiden zueinander parallelen Schenkel des H bilden die beiden Kontaktgabeln, welche durch den Mittelsteg 11 a des H verbunden sind, welcher im Stützkörper 10 festgelegt ist.

Die Seitenwände 3 bis 6 werden wechselseitig miteinander verstiftet. Zu diesem Zweck hat jede Seitenwand auf ihrer Innenseite am einen Ende einen oberen An­ satz 12 und einen unteren Ansatz 13 und am gegenüberliegenden Ende einen dazwischen passenden mittleren Ansatz 14. Die Ansätze 12 bis 14 sind fluchtend durchbohrt, so daß sie, nachdem sie wechselseitig zusammengefügt sind, durch Einpressen von vier Stiften (ein Stift an jeder Ecke des Gehäuses) miteinander fest verbunden werden können. Angrenzend an die Ansätze 12 bis 14 sind die Seitenwände 3 bis 6 auf Gehrung 15 geschnitten, was äußerst enge Fügespalte an den vertikalen Gehäusekanten ermöglicht, die obendrein durch die zusam­ mengefügten Ansätze 12 bis 14 und die darin steckenden Stifte abgeschirmt werden.

Auf den Innenseiten der Seitenwände 3 bis 6 befinden sich mehrere Vorsprünge 16, z. B. kurze Zapfen, auf welche Metallbänder 17 aufgesteckt sind, welche zu diesem Zweck dazu passende Löcher haben. Die Metallbänder 17 erstrecken sich praktisch über die gesamte Länge und Höhe der Seitenwände 3 bis 6 und sind am oberen und unteren Rand annähernd rechtwinklig abgewinkelt, so daß sie in das Gehäuseinnere weisen. Ihr dadurch gebildeter Randstreifen ist gefie­ dert; er besteht aus einer Vielzahl von Zungen 18, die in dichter Folge angeord­ net sind und auf einem schmalen, noch nicht gefiederten, abgewinkelten Streifen 19 fußen. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Zungen 18 so gebogen, daß sie sowohl über den unteren als auch über den oberen Rand der Seitenwände 3 bis 6 hinausragen. Das hat zur Folge, daß sich die Zungen 18 federnd an den Deckel 7 und an die Bodenplatte 1 anlegen, wenn diese mit den Seitenwänden 3 bis 6 verbunden werden, um das Gehäuse zu schließen. Die Bodenplatte 1 und der Deckel 7 können mit den Seitenwänden verschraubt oder gegeneinander ver­ spannt werden. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind sie mit den Seiten­ wänden verrastet. Zu diesem Zweck haben sie an der Innenseite ihrer Seiten­ streifen 2 und 8 Vorsprünge 20, welche in dazu passende Ausnehmungen auf der Außenseite der Seitenwände 3 bis 6 einrasten. Natürlich muß die Verrastung so fest sein, daß sie die von den Zungen 18 ausgeübten Druckkräfte auffangen kann. Die Metallbänder 17 schirmen die Fügespalte zwischen den Seitenwänden 3 bis 7 und der Bodenplatte i einerseits sowie dem Deckel 7 andererseits ab und sorgen für einen vielfachen, guten Maßekontakt zwischen diesen Teilen.

Dort, wo an den Seitenwänden 3, 4 und 6 die Gehäusestecker 9 vorgesehen sind, haben die Metallbänder 17 Ausnehmungen 21, welche den ungehinderten Durchtritt der Kontaktklemmen 11 ermöglichen. Dabei genügt es, für die unter­ schiedlichen Seitenwände 3 bis 6 eine Ausführungsform des Metallbandes 17 vorzusehen, welches - im gezeichneten Ausführungsbeispiel - fünf solcher Aus­ nehmungen 21 hat und damit für Seitenwände mit 0 bis 5 Gehäusesteckern paßt. Im Bereich zwischen den Ausnehmungen 21 sind Paare 22 von federnden Zun­ gen ausgeschnitten, ungefähr rechtwinklig aus dem Band 17 herausgebogen und so profiliert, daß dadurch Kontaktklemmen gebildet werden, welche in einer ge­ meinsamen Ebene parallel zum Deckel 7 liegen und dazu dienen, eine Leiterplat­ te 23, deren Lage in Fig. 1 angedeutet ist, an allen vier Ränder mehrfach zu kontaktieren, wodurch eine zuverlässige, lötfreie Maßeverbindung von der Lei­ terplatte 23 zum Gehäuse hergestellt wird. Oberhalb der Ausnehmungen 21 sind weitere Paare 24 von Zungen ausgeschnitten, ungefähr rechtwinklig aus der Ebe­ ne des Metallbandes 17 einwärts gebogen, wodurch weitere gabelförmige Kon­ taktklemmen gebildet werden, deren Einführschlitz aber im Gegensatz zu den Kontaktklemmen 22 um 90° verdreht orientiert ist und von oben nach unten verläuft. Die Kontaktklemmen 24 dienen zur Maßekontaktgabe an Bauteilen auf der Leiterplatte 23.

Mit den dargestellten Bauelementen kann eine Vielzahl von unterschiedlichen, im Grundriß quadratischen Gehäusen gebildet werden. Mit zwei weiteren Typen-von kürzeren Seitenwänden 25 und 26 und dazu passenden kleineren quadratischen, untereinander gleichen Deckeln und Bodenplatten lassen sich weitere gleicharti­ ge Gehäuse bilden. In Kombination mit rechteckigen Bodenplatten und Deckeln, deren Kantenlängen den Längen der Seitenteile 3 bis 6 und 25 und 26 gleich sind, lassen sich mit diesen Teilen darüber hinaus zahlreiche weitere Gehäuse­ varianten in Modulbauweise zusammenbauen. Besonders geeignete Längenver­ hältnisse der Seitenwände sind 1 : 2 und 2 : 3.

Auf die Steckergehäuse 9 können einzelne Stecker aufgesteckt werden, aber auch komplette Geräte mit einer entsprechenden Anzahl von Gegensteckern.

Claims (15)

1. Abgeschirmtes metallisches oder metallisiertes Gehäuse für Hochfrequenz­ schaltungen
mit einem Boden (1), mit vier Seitenwänden (3, 4, 5, 6) und mit einem ab­ nehmbaren Deckel (7),
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der Seitenwände (3, 4, 5, 6) jeweils ein Metallband (17) angeordnet ist, von welchem am oberen Rand Finger (18) abgewinkelt sind, welche federnd am Deckel (7) anliegen.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Boden (1) abnehmbar ist und von den Bändern (17) auch am unteren Rand Finger (18) abgewinkelt sind, welche federnd an der Bodenplatte (1) anliegen.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen oberem und unterem Rand Paare (22, 24) von Zungen ausgestanzt und zur Bildung von gabelförmigen Kontaktklemmen abgebogen sind.

4. Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gabelförmigen Kontaktklemmen (22) oder eine Gruppe von ihnen in einer gemeinsamen zur Bodenplatte (1) parallelen Ebene angeordnet sind.

5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer anderen Gruppe der gabelförmigen Kontaktklemmen (24) die Zungen derart ausge­ schnitten und abgebogen sind, daß sie sich senkrecht zwischen Bodenplatte (1) und Deckel (7) erstreckende Einführschlitze bilden.

6. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß an wenigstens einer der Seitenwände (3, 4, 6) sich nach außen er­ streckende Steckergehäuse (9) vorgesehen sind und daß das auf der Innen­ seite der Seitenwand angeordnete Metallband (17) an dieser Stelle ein Loch (21) hat.

7. Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckerge­ häuse (9) einstückig mit der Seitenwand (3, 4′ 6) gegossen ist.

8. Gehäuse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in das Steckergehäuse (9) ein Stützkörper (10) aus elektrisch isolierendem Werk­ stoff eingesetzt ist, welcher eine an beiden Enden gabelförmig ausgebildete Innenleiterkontaktfeder (11) trägt.

9. Gehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleiter- Kontaktfeder (11) in der Abwicklung H-förmig ist, wobei der Quersteg (11a) des H im Stützkörper (10) festgelegt ist.

10. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Seitenwände (3, 4, 5, 6) auf ihrer Innenseite Vorsprünge (16) haben, auf welche die Metallbänder (17) mittels entsprechend angeordneter Positionierlöcher aufgesteckt sind.

11. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Seitenwände (3, 4, 5, 6) zueinander auf Gehrung geschnitten und miteinander verstiftet sind.

12. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Deckel (7) und die Bodenplatte (1) abgewinkelte, die Seitenwän­ de (3, 4, 5, 6) übergreifende Randteile (2, 8) haben.

13. Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Randteile (2, 8) mit Vorsprüngen (20) in dazu passende Ausnehmungen der Seitenwände (3, 4, 5, 6) rasten.

14. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Finger (18) in dichter Folge angeordnet sind.

15. Gehäuse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß 2 bis 4 Finger (18) pro ltd. Zentimeter des Randes des Metallbandes (17) vorgesehen sind.