DE19651800A1

DE19651800A1 - Leitungs-Steckverbindung

Info

Publication number: DE19651800A1
Application number: DE19651800A
Authority: DE
Inventors: Manfred Burkert; Olaf Pentzek; Bernd Leinwetter; Ulrich D Becker
Original assignee: Fuba Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2016-12-14
Also published as: DE19651800B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitungs-Steckverbindung für die Übertragung von elektrischer Energie, insbesondere für die Übertragung von Hochfrequenz-Signalen, mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattungsmerkmalen.

Bei dem beweglichen Strompfad der Paarung kann es sich neben dem Koaxialkabel auch z. B. um ein zwei- oder mehradriges symmetrisches Kabel handeln. Darüber hinaus kann der parallele Anschluß von mehreren Kabeln, z. B. über eine Steckerleiste, erforderlich sein. Als Trägermaterial für die festen Strompfade, die Leiterbahnen, dienen üblicherweise Leiterplatten mit ein- und beidseitiger Metallisierung, auch in Mehrlagen-Anordnung (Multilayer), aber auch räumliche Ausbildungen, z. B. die konkaven Gehäuse-Innenflächen eines Elektrogeräts (moulded interconnection devices, MID).

Die Steckverbindungen des bekannten Stands der Technik basieren meist darauf, daß die Leiterbahnen mit einem speziellen Buchsenteil verbunden werden, das auf der Leiterplatte oder in der Gehäuse wandung arretiert oder direkt in den Gehäuseaufbau integriert wird. Das Kabel ist mit einem dazu passenden Steckerteil versehen. Die Buchse und der Stecker für HF-Verbindungen haben jeweils ein eigenes zentrisches Leiterstück für die Signalführung. Das Innenleiterteil der Buchse wird durch Löten mit einer Leiterbahn und das des Steckers mit dem entsprechenden Leiter des Kabels verbunden.

Die Masseanbindung wird über die Außenleiterteile von Stecker und Buchse hergestellt, wobei die Leiterplatte meist über Löt verbindungen an das mit der Buchse galvanisch verbundene Gehäuse oder ein entsprechendes Chassis angeschlossen wird.

Die Buchse und der Stecker des bekannten Stands der Technik müssen beide so ausgebildet sein, daß sie jedes für sich alle an die Verbindung gestellten elektrischen und mechanischen Anforderungen erfüllen.

Die vorliegende Erfindung geht von der Überlegung aus, daß viele Steckverbindungen an Schaltungen der Hochfrequenztechnik nur sehr selten betätigt werden. In vielen Fällen wird eine Steckverbindung vor allem zur Vereinfachung des Schaltungseinbaus vorgesehen, und sie wird anschließend, während der gesamten Nutzungsdauer, höchstens dann noch einmal gelöst, wenn z. B. eine Reparatur erforderlich ist. Hier ist es sinnvoll, Wege zu suchen, um den bisher üblichen, mit dem Einsatz hochwertiger Buchse-Stecker-Kombinationen verbundenen Aufwand zu senken, gleich, ob es sich dabei bisher um Normteile oder um Speziallösungen handelte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer Steckverbindung zwischen einer elektronischen Schaltung und einem oder mehreren Kabeln zu vereinfachen, indem vor allem der Anschluß auf der Seite des festen Strompfads geändert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsvarianten und -details.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird das kabelseitige Steckelement quasi direkt in die Leiterplatte hineingeschoben und steht, ohne Zwischenglied, in unmittelbarer Verbindung mit den Leiterbahnen. Als einzige zusätzliche Funktion bleibt die Halterung des Steckelements am Gehäuse übrig.

Der Aufbau der Steckverbindung wird damit auf die kabelseitige Komponente sowie auf die Forderung an den Konstrukteur des Gehäuses reduziert, einen passenden Durchlaß und eine lösbare Sperre vorzusehen. Mit diesem Prinzip kann der Aufwand für eine separate Schnittstelle - in unterschiedlichen, auf die jeweiligen Betriebs bedingungen abstimmbaren Ausführungsvarianten - wirkungsvoll gesenkt werden. Für Versuchsausführungen wurden Preise errechnet, die nur noch 25% der Werte für vergleichbare Anordnungen des Stands der Technik betragen.

Ebenso vorteilhaft läßt sich auch eine Reihung mehrerer Kabel anschlüsse an einer Schaltung, z. B. über eine Steckerleiste, realisieren. Der Aufwand für die bisher erforderliche spezielle Buchsenkonstruktion wird auch hier auf die Arretierungsfunktion reduziert. Gleichzeitig unterstützt der durch das Prinzip mögliche platzsparende Aufbau die von den Anwendern bevorzugte Einseiten- Anordnung aller vorhandenen Anschlüsse und zu- und wegführenden Kabel.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1. Steckverbindung mit drei Schlitzen,

Fig. 2. Steckverbindung mit zwei Schlitzen,

Fig. 3. Abwandlungen der Kontaktierung

a) Kontaktbuckel
b) angesetzte Zunge aus Metall,

Fig. 4. Steckverbindung, mechanische Halterung.

Dabei bedeuten:
1 Leiterplatte
1.1, 1.2 Leiterbahnen
1.3 Massefläche
2 Koaxialkabel
3 Schlitz
3.1, 3.2 Schlitzflanken mit Metallisierung
4 Zunge
5 Außenleitergeflecht des Kabels
6 Innenleiter des Kabels
7 Außenleiterhülse
8 Innenleiterhülse
9 Kontaktbuckel
10 Metallzunge
11 Lötstelle
12 Gehäuse
13 Steckergehäuse
14 Halteflansch
15 Hebel

In die Leiterplatte 1 sind bei der Ausführung nach Fig. 1 drei Schlitze 3 und bei der Ausführung nach Fig. 2 zwei Schlitze 3 eingefräst oder gestanzt. Die Flanken 3.1, 3.2 der Schlitze sind partiell metallisiert, und die Metallisierung steht mit unter schiedlichen Leiterbahnen 1.1, 1.2 oder z. B. einer Massefläche 1.3 der Leiterplatte 1 in Verbindung.

Der kabelseitige Stecker besteht aus der Außenleiterhülse 7, die über das Außenleitergeflecht 5 des Kabels 2 geschoben ist, und der Innenleiterhülse 8, die auf den Innenleiter 6 gepreßt ist. Die Innenleiterhülse kann für die Variante nach Fig. 1 auch als Stift aus Vollmaterial ausgeführt sein.

Im Betriebszustand, d. h. bei eingeschobenem Stecker, steht die Innenleiterhülse 8 über die Wangen 3.1 mit der Leiterbahn 1.1 und die Außenleiterhülse 7 über die Wangen 3.2 mit den Leiterbahnen 1.2 oder der Fläche 1.3 in Verbindung. Die Kontaktierung kann durch aufeinander abgestimmte Bemaßung der Hülsen sowie der Abstände der mit ihnen korrespondierenden Schlitzflanken und durch Federwirkung des Hülsenmaterials gewährleistet werden.

In Fig. 3 werden Abwandlungen der Schlitzgestaltung gezeigt, mit denen speziellen Anforderungen und Gegebenheiten entsprochen werden kann. So könnten die aufgesetzten Metallzungen 10 besonders für Ausführungen nach Fig. 2 geeignet sein, bei denen eine Zunge von einer Innenleiterhülse 8 umschlossen wird. Ebenso ist denkbar, auf gleiche Weise mit einer Zunge-Hülse-Paarung oder der Paarung eines Schlitzes mit einer Hülse ähnlich der Innenleiterhülse den Kontakt zum Außen- oder Masseleiter eines Kabels herzustellen, z. B. bei Verwendung eines symmetrischen Kabels. Diese Anordnung bietet sich auch bei Anschluß mehrerer Kabel über eine Steckerleiste an.

Fig. 4 zeigt schließlich ein Beispiel für die mechanische Halterung einer erfindungsgemäßen Steckverbindung an dem Schaltungsgehäuse 12. Der Durchlaß am Gehäuse 12 ist außen mit einem Halteflansch 14 versehen, über den die Hebel 15 mit Haken greifen, die die Steckverbindung mit dem Steckergehäuse 13 in der Betriebsstellung arretieren und auch ein Lösen der Halterung gestatten.

Claims

1. Leitungs-Steckverbindung für die Übertragung elektrischer Energie zwischen einem Kabel, insbesondere einem Koaxialkabel, und einem in einem Gehäuse angeordneten oder gehäuseartigen, mit Leiterbahnen versehenen Trägermaterial, insbesondere einer Leiterplatte, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- Die Leiterplatte (1) ist in einem Randbereich mit mehreren länglichen, nebeneinanderliegenden Schlitzen (3) versehen, die Zungen (4) bilden,
- die Flanken (3.1, 3.2) der Schlitze (3) sind partiell metallisiert, wobei jede Teilmetallisierung leitend zu einer anderen Leiterbahn (1.1, 1.2) oder leitenden Fläche (1.3) auf der Leiterplatte (1) führt,
- die elektrischen Komponenten des kabelseitigen Steckerteils bestehen aus einer metallischen Außenleiterhülse (7), die mit dem Außen- oder Masseleiter (5) des Kabels (2), und aus einer Innenleiterhülse (8), die mit dem Innen- oder signalführenden Leiter (6) des Kabels (2) verbunden ist, wobei im eingescho benen Zustand des Steckers die Außenleiterhülse (7) mit den äußeren metallisierten Flanken (3.2) zweier äußerer Schlitze (3) und die Innenleiterhülse (8) mit den metallisierten Flanken (3.1) eines mittleren Schlitzes (3) oder einer Zunge (4) in galvanischem Kontakt steht,
- die Kontaktierung zwischen den Schlitzflanken (3.1, 3.2) und den Hülsen (7, 8) wird vorzugsweise durch Kraftschluß gewährleistet.

2. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schlitze (3) in der Leiterplatte (1) vorzugsweise über ihre gesamte Länge konstant breit und damit die Schlitzflanken zueinander parallel sind.

3. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jeweils zumindest eine der miteinander korres pondierenden metallisierten Schlitzflanken (3.1, 3.2) mit einem kleinen gerundeten oder spitzen, buckelartigen Vorsprung (9) versehen ist, der jeweils einen definierten Kontakt zu den Hülsen (7, 8) herstellt.

4. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch separate Zungen (10) aus einem leitfähigen Material, die am Rand der Leiterplatte (1) nebeneinander mechanisch befestigt und elektrisch an unterschiedliche Leiterbahnen (1.1, 1.2) und leitende Flächen (1.3) auf der Leiterplatte (1) angebunden sind.

5. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Innenleiterhülse (8) einen runden oder einen der Zunge (4, 10) angepaßten rechteckigen Querschnitt hat und vorzugsweise koaxial geschlitzt ist.

6. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das mit dem Innen- oder signalführenden Leiter (6) des Kabels (2) verbundene Steckerteil einen runden Querschnitt mit seitlichen Abflachungen oder einen rechteckigen Querschnitt hat und aus Vollmaterial oder als zwei mit in einem kleinen Abstand parallele Zungen ausgeführt sein kann.

7. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine größere Zahl Schlitze (3) oder Zungen (10) zur Ausbildung mehrerer, in einer Reihe angeordneter Steck verbindungen für unterschiedliche Aufgaben angeordnet wird.

8. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die mechanische Führung und die lösbare Arretierung des oder der kabelseitigen Steckelemente vorzugs weise über das Schaltungsgehäuse (12) mit an sich bekannten Mitteln (13, 14, 15) erfolgt.

9. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausführung auch der Massekontaktierung als Paarung eines einzelnen Schlitzes (3) oder einer Zunge (4) mit einer Hülse, deren Durchmesser so gewählt ist, daß sie nur zwischen die metallisierten Flanken (3.2) eines Schlitzes paßt oder nur eine Zunge mit Flanken (3.2) umschließt, so daß das kabelseitige Steckerteil aus mehreren, mit jeweils einem Schlitz oder einer Zunge korrespondierenden Hülsen in der Art der Innenleiterhülse (8) besteht.