DE19734391A1 - Leitungs-Steckverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitungs-Steckverbindung für die Übertragung von elektrischer Energie, insbesondere für die Übertragung von Hochfrequenz-Signalen, nach der Patentanmeldung DE 196 51 800, mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattungsmerkmalen.

Die Erfindung bezweckt eine Weiterentwicklung des Gegenstands der Hauptanmeldung im Sinne einer Senkung des Material- und Kostenaufwands. Dabei werden die Erfordernisse und Spezifika der dreidimensionalen Leiterbahntechnik besonders berücksichtigt.

Bei der Technik der räumlichen Schaltungsträger wird aus einem Trägermaterial ein meist dünnwandiger Formkörper hergestellt, z. B. ein Gehäuse für elektrische Bauteile oder für ein Gerät selbst, und einseitig - an den Innenflächen - mit Leiterstrukturen versehen und mit Bauelementen bestückt. Auf die herkömmliche, ebene Leiterplatte wird dann teilweise bis gänzlich verzichtet.

Bei Anwendung derartiger räumlicher Schaltungsträger sind meist die Platzverhältnisse für den Leitungsanschluß weniger günstig bzw. gestalten sich anders als bei Leiterplatten, die von einem Gehäuse umgeben sind, das im wesentlichen die mechanischen Funktionen übernimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau der Steckverbindung nach DE 196 51 800 hinsichtlich des Trägermaterials wie auch hinsichtlich des Steckerteils weiter zu vereinfachen, ohne die elektrischen und mechanischen Funktionen zu beeinträchtigen, und es soll die Universalität des Prinzips nach DE 196 51 800 durch zusätzliche Konstruktionsvarianten erhöht werden.

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

Durch die Erfindung wird gegenüber der Lösung nach P 196 51 800 nur noch ein Schlitz bzw. eine Zunge am Schaltungsträger benötigt, um eine Steckverbindung mit Kontakten für den Signalweg und für den Masseanschluß herzustellen.

Das Steckerteil wird noch filigraner im Aufbau, und das ist vor allem gleichbedeutend mit einer weiteren Materialeinsparung und der Verringerung des Platzbedarfs. Darüber hinaus wird ein unkomplizierter Weg gewiesen, um Steckverbindungen bei einseitig "gedruckten" Schaltungen herzustellen, d. h. es brauchen nicht mehr die Flanken des Schlitzes bzw. der Zunge metallisiert und mit den Leiterbahnen der Schaltung verbunden zu werden, wie das in der Hauptanmeldung vorgeschlagen wird.

Durch das Prinzip des Anschlusses über beliebig geformte - und damit auch codierbare - Ausnehmungen im Trägermaterial kann man mit geringstmöglichem Aufwand Steckverbindungen an beliebigen Positionen einer Schaltung vorsehen. Es sind Lösungen mit einem einfachen "Einknöpfen" möglich. Dies sind Vorteile, die speziell bei räumlichen Schaltungsträgern wirksam werden.

Nicht zuletzt kann die Erfindung auch günstig als Winkeistecker-Anordnung in vielen Varianten realisiert werden.

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

Fig. 1 Steckverbindung für schaltungsseitigen Schlitz, für zwei Leitungsarten, und mit verschiedenen Kontaktelementen

• a) Koaxialkabel
• b) Symmetrische Leitung
• c) U-förmige Lasche mit Sicke
• d) U-förmige Lasche mit Klammerwirkung
• c) H-Stecker aus Kunststoff und flächiges Kontaktelement

Fig. 2 Steckverbindung für schaltungsseitige Zunge

Fig. 3 Steckverbindung für orthogonalen Anschluß, Leitungsachse orthogonal zur Schaltungsfläche

Fig. 4 Winkel-Steckverbindung, Leitungsachse parallel zur Schaltungsfläche

• a) Schaltungs-Kontaktflächen steckerseitig
• b) Schaltungs-Kontaktflächen konträrseitig.

Dabei bedeuten in Weiterführung der Benennung nach DE 196 51 800:
1.0 Schaltungsträger
1.1 HF-Leiterbahn auf dem Schaltungsträger
1.2 HF-Kontaktbahn
1.3 Massebahn auf dem Schaltungsträger
1.4 Masse-Kontaktbahn
2 Koaxialkabel
2.1 symmetrische Leitung
3 Schlitz
4.1 überstehende Zunge
5 Außenleitergeflecht des Kabels
6 Innenleiter des Kabels
7.1 Masseleiter-Kontaktelement
8.1 Signalleiter-Kontaktelement
22 Stecker-Formteil
22.1 Federbereich
22.2 Arretierung.

Die Erfindung baut auf der extremen Vereinfachung der Kontakt­ elemente des Steckerteils auf. Die Kontaktelemente 7.1, 8.1 bestehen jedes aus einem stiftartigen Teil mit Laschen an beiden Enden. Eine der Laschen umfaßt jeweils eine leitungsseitige Leiterkomponent 5 bzw. 6 (z. B. als Krimpverbindung), und die andere steht mit der Kontaktfläche 1.3 bzw. 1.4 auf dem Schaltungsträger 1.0 in Berührung. Die Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der leitungsseitigen Leiterkomponente kann auch durch Löten und auf ähnliche, an sich bekannte Weise form- oder stoffschlüssig erfolgen.

Die Anschlußstelle an der Leitung wird mit einer z. B. gummi­ elastischen Masse als Formteil 22 umgeben (durch Spritzguß o. ä.). Das Formteil 22 kann in an sich bekannter Weise gleichzeitig auch mechanische Aufgaben der Halterung und Arretierung der Steck­ verbindung übernehmen, z. B. im Zusammenwirken mit entsprechenden Gestaltungselementen am Schaltungsträger 1.0 (oder an einem Gehäuse).

Die galvanische Verbindung zwischen den Kontaktelementen 7.1, 8.1 und den zugehörigen Kontaktflächen 1.3, 1.4 auf dem Schaltungs­ träger 1.0 wird durch Kraftschluß gewährleistet. Dazu wird die schaltungsseitige Lasche des Kontaktelements entweder z. B. U-förmig gebogen und umfaßt eine Flanke des Schlitzes 3 oder der Zunge 4.1 am Schaltungsträger, oder das Formteil 22 ist zusätzlich als Feder- und Arretierungselement 22.1, 22.2 ausgeführt und umschließt den Kontaktbereich der Steckverbindung, wobei die Lasche dann z. B. einfach flächig ausgebildet sein kann (Fig. 1e).

Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 1a und 1b unterscheiden sich - außer durch den Leitungstyp - dadurch, daß die seitliche Lage­ stabilisierung der Kontaktelemente im ersten Fall ausschließlich über eine ausreichend starre oder eine federnde Ausführung der stabartigen Abschnitte der Kontaktelemente 7.1, 8.1 sichergestellt wird; im anderen Fall reicht der Formkörper 22 bis in die Schlitzzone und dient als Federbereich 22.1 zwischen den Kontaktelementen.

Über mögliche schaltungsseitige Ausbildungen der Kontaktelemente 7.1, 8.1 geben die Fig. 1c bis e Auskunft. Die Federwirkung, mit der bei jedem dieser Beispiele eine innige Umklammerung und ein Kraftschluß zwischen den zu kontaktierenden Flächen erzielbar ist, wird gefordert, weil die Verbindung dauerbeständig und auch gegen Stöße und Vibrationen sicher sein muß.

Die funktionswesentlichen Einzelheiten der Varianten nach Fig. 1a und 1b kehren bei den Beispielen nach Fig. 2 bis 4 in direkter Form oder modifiziert wieder. Dabei ist der orthogonale Anschluß (Fig. 3 und Fig. 4) besonders für räumliche Schaltungsträger interessant. Gleichzeitig wird deutlich, daß die einzelnen Gestaltungsmerkmale austauschbar sind.

So kann man sich die Steckverbindung nach Fig. 2 - für überstehende Zunge 4.1 - auch als orthogonalen Anschluß denken, indem man die schaltungsseitige Zunge durch einen Zapfen ersetzt, der auf der Schalungsebene steht und mit getrennten Kontaktbahnen 1.3, 1.4 versehen ist.

Ebenso ist die Anwendung der Variante nach Fig. 4b - mit Kontaktflächen 1.3, 1.4 z. B. an einer Gehäuse-Innenwand - bei dem orthogonalen Anschluß nach Fig. 3 denkbar, und beide sind in dieser Form vorteilhaft bei Geräten einzusetzen, bei denen die Schaltung in 3D-Technik innen an der Wandung vorgesehen ist.

Nicht zuletzt besteht die Möglichkeit, die schaltungsseitige Lasche des Kontaktelements 7.1, 8.1 auch zur galvanischen Verbindung von Leiterbahnen von beidseitig bedruckten Schaltungsträgern zu nutzen, wie in Fig. 4a gezeigt. So kann man z. B. eine Masseverbindung herstellen, ohne daß Durchmetallisierungen des Sachaltungsträgers erforderlich sind.

Claims (6)

1. Leitungs-Steckverbindung für die Übertragung elektrischer Energie zwischen einer Leitung, insbesondere einem Koaxialkabel, und einem in einem Gehäuse angeordneten oder gehäuseartigen, mit Leiterbahnen versehenen Trägermaterial, nach Patentanmeldung DE 196 51 800, wobei

• - das mit Leiterbahnen versehene Trägermaterial in einem Randbereich mit mehreren nebeneinanderliegenden, Zungen bildenden Schlitzen versehen ist,
• - die Schlitze im Bereich ihrer Flanken partiell metallisiert sind und jeweils eine der Teilmetallisierungen mit einer Leiterbahn für Signalführung und die andere Teilmetallisierung mit dem Massepotential der Schaltung verbunden ist,
• - die elektrischen Komponenten des leitungsseitigen Steckerteils aus einem metallischen Masseleiterelement, das mit dem Außen- und Masseleiter der Leitung verbunden ist, und aus einem metallischen Signalleiterelement bestehen, das mit dem signalführenden Leiter der Leitung verbunden ist, wobei im eingeschobenen Zustand des Steckers das Masseleiterelement mit dem einen der partiell metallisierten Bereiche und das Signalleiterelement mit dem anderen partiell metallisierten Bereich der Schlitzanordnung oder einer Zunge in galvanischem Kontakt steht, und
• - die Kontaktierung zwischen der Schlitzanordnung oder der Zunge und den Kontaktelementen des Steckers vorzugsweise durch Kraftschluß gewährleistet wird, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
• - Das Trägermaterial (1.0) ist vorzugsweise nur auf einer Oberfläche mit Leiterbahnen (1.1, 1.2) und, in Weiterführung, mit den Kontaktbahnen (1.3, 1.4) für die Steckverbindung versehen,
• - je ein Trägermaterial-seitiger Anschluß für je eine Leitung (2, 2.1) besteht aus einem separaten Schlitz (3) oder einer Zunge (4.1), wobei jeweils an einer Flanke eine Kortaktbahn (1.3) für die signalführende Anbindung und an der anderen Flanke die Kontaktbahn (1.4) für den Masseanschluß vorgesehen ist,
• - die beiden schaltungsseitigen Kontaktelemente (7.1, 8.1) des leitungsseitigen Steckerteils umfassen jedes vorzugsweise dreiseitig eine Flanke des Schlitzes (3) oder der Zunge (4.1), wobei die Kontaktierung vorzugsweise mit Federwirkung gegen das Trägermaterial erfolgt und Federwirkung auch zur Arretierung der Steckverbindung durch Form- und Kraftschluß genutzt wird.

2. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktelemente (7.1, 8.1) des leitungs­ seitigen Steckerteils jedes vorzugsweise aus einem stiftartigen Teil bestehen, das an einem Ende mit dem signalführenden bzw. dem Masseleiter der Leitung verbunden ist und dessen anderes Ende zur elektrischen Anbindung an eine Kontaktbahn (1.3, 1.4) auf dem Trägermaterial (1.0) dient.

3. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktelemente (7.1, 8.1) zusammen mit dem Leitungsende in ein Formteil (22) aus vorzugsweise gummi­ elastischem Kunststoff eingegossen sind, das von der Formgebung und vom Material her die federnde Arretierung der Steck­ verbindung unterstützt.

4. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktelemente (7.1, 8.1) an ihrem schaltungsseitigen Ende eine U-förmig gebogene Lasche haben, die das Trägermaterial (1.0) umfaßt.

5. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktelemente (7.1, 8.1) an ihrem schaltungsseitigen Ende mit einer planen Lasche eine Kontaktbahn (1.3, 1.4) berühren und daß der Flankenbereich des Schlitzes (3) oder der Zunge (4.1) ergänzend von einem Arretierungsbereich (22.2) am Formteil (22) umfaßt wird, der beidseitig zusammen mit der planen Lasche ein "U" bildet.

6. Leitungs-Steckverbindung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Ausnehmung beliebigen Querschnitts im Trägermaterial (1.0), in der ein leitungsseitiges Steckerteil arretiert wird, das als Gegenstück der Ausnehmung geformt ist und an seinem Umfang mit einer Nut versehen ist, die den Rand der Ausnehmung umfaßt, wobei die zwei Kontaktbahnen (1.3, 1.4) des Träger­ materials (1.0) mit den Kontaktelementen (7.1, 8.1) des Steckerteils in galvanischer Verbindung stehen.