DE3311410C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder für Datenverarbeitungsanlagen der im Oberbegriff des Anspruchs 1, näher bezeichneten Ausführung.

Ein derartiger elektrischer Steckverbinder für Datenverarbeitungsanlagen ist bekannt. In dem elektrisch leitenden Gehäuse eines derartigen Steckverbinders sind die im Isolierkörper gehalterten Kontaktelemente eng aneinanderliegend angeordnet.

So sind z. B. elektrische Steckverbinder bekannt, bei denen die im Isolierkörper gehalterten Kontaktelemente parallel nebeneinanderliegend in einer Reihe zwischen dem parallel dazu verlaufenden Gehäuse angeordnet sind. Desweiteren werden diese bekannten Steckverbinder derart ausgeführt, daß sie zwei oder mehrere eng benachbart liegende Reihen von Kontaktelementen aufweisen. Es ist auch bekannt, einen elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art mit einer im wesentlichen kreis- oder ellipsenförmigen Anordnung von Kontaktelementen zu versehen. Die all diesen verschiedenen Ausführungsformen gemeinsame hohe Packungsdichte der Kontaktelemente bringt mit sich, daß in dem elektrisch leitenden Gehäuse des elektrischen Steckverbinders für Datenverarbeitungsanlagen äußerst wenig Raum zur Verfügung steht, um darin eine effektiv arbeitende Schutzvorrichtung zum Abbau von durch statische Aufladung hervorgerufenen Überspannungen vorzusehen.

Aus der DE-OS 31 11 080 ist eine Überspannungs- Schutzvorrichtung für elektrische Hausinstallationsanlagen bekannt. Diese weist einen elektrischen Steckverbinder auf, in dessen Isolatorgehäuse zwei Kontaktelemente angeordnet sind. In einem Hohlraum des Gehäuses des als handelsüblichen Leitungsstecker ausgeführten elektrischen Steckverbinders sind ein Varistor-Bauteil und ein gasgefüllter Ableiter in Parallelschaltung vorgesehen, die mit den Kontaktelementen in elektrisch leitender Verbindung stehen. Die Parallelschaltung des gasgefüllten Ableiters und des Varistors soll zur gegenseitigen Überbrückung der Kontaktelemente gegeneinander oder gegenüber einem geerdeten Schutzleiter dienen. Dadurch soll der Abbau von an den Kontaktelementen anliegenden Überspannungen erreicht werden, um einen Funkenüberschlag im Leitungsnetz und demzufolge die Auslösung eines Fehlstromschutzschalters der elektrischen Hausinstallationsanlage zu verhindern.

Die aus dieser Druckschrift bekannte, ein Varistor-Bauteil verwendende Überspannungs-Schutzvorrichtung des elektrischen Steckverbinders kann nicht bei elektrischen Steckverbindern für Datenverarbeitungsanlagen eingesetzt werden: Die Anordnung des Varistor-Bauteils im Hohlraum des Isolatorgehäuses erfordert eine voluminöse Bauart des elektrischen Steckverbinders. Dies ist bei den handelsüblichen Steckverbindern für den Haushaltsgebrauch nicht weiter von Nachteil, da diese aus Zwecken der einfachen Handhabung entsprechend groß ausgeführt sind. Die vorher genannten Bauelemente sind daher leicht im Gehäuse unterzubringen.

Es ist aber nicht möglich, ein derartiges Varistor-Bauteil in die viel kleineren und kompakter gebauten elektrischen Steckverbinder für Datenverarbeitunganlagen einzubauen.

Bei elektrischen Steckverbindern für Datenverarbeitungsanlagen ist aber insbesondere ein wirkungsvoller Abbau der Überspannungen, wie sie bspw. durch statische Entladungen auftreten können, von großer Bedeutung: Statische Entladungen ereignen sich nämlich häufig, wenn eine Bedienperson eine derartige Anlage entweder direkt oder mittelbar über eine Vorrichtung berührt. Bei der Berührung wird die in der Person gespeicherte elektrische Ladung an die datenverarbeitende Anlage abgegeben. Solche Entladungen verursachen oftmals Schäden in der Anlage oder die beeinträchtigen die Funktion der sehr empfindlichen Bauelemente. Parity-Fehler und/oder Datenfehler sind dann die Folge.

Statische Elektrizität ist eine Speicherung von positiven oder negativen elektrischen Ladungsteilchen (bzw. das Fehlen oder Vorhandensein von Elektronen). Der Aufbau einer elektrischen Ladung vollzieht sich bei der Reibung von bestimmten Körpern. Sobald einer dieser Körper einen anderen Körper mit abweichendem Ladungspotential berührt, findet ein Ladungsausgleich statt. Der Ladungsausgleich ist entweder dann beendet, wenn beide Körper das gleiche Ladungspotential haben oder er hört auf, wenn eine Unterbrechung den Ladungsausgleich verhindert.

Eine statische Aufladung kann auch durch Reibungselektrizität verursacht werden, wenn eine Person einen Raum durchquert. Die Größe der statischen Ladung ist hier im wesentlichen vom Material der Schuhe, welche die Person trägt, und der Beschaffenheit des Bodenbelags abhängig, auf dem sie geht und außerdem noch vom Feuchtigkeitsgehalt der Umgebungsluft. Bei einer solchen statischen Entladung können Spannungspotentiale von 5000 Volt bis zu 12 000 Volt auftreten, doch sind auch solche von 25 000 Volt nicht ungewöhnlich.

Aus dem DE-GM 79 16 174 ist es bekannt, Überspannungen durch hochohmige Widerstände abzubauen. In dieser Druckschrift ist ein elektrischer Steckverbinder beschrieben, bei dem zum Ableiten von Überspannungen ein als Träger der Kontaktelemente dienender hochohmiger Widerstand verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Varistor-Bauteil derart weiterzubilden, daß dieses Varistor-Bauteil besonders einfach auch in kompakt gebaute Steckverbinder einsetzbar ist, und daß eine einfache und sichere Verbindung zwischen den Kontaktelementen des Steckverbinders und dem Varistor-Bauteil gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Varistor-Bauteils als einen in den Isolierkörper des elektrischen Steckverbinders einsetzbarer Trägerkörper mit aufgebrachten Kontaktflächen bietet den Vorzug, daß dieses spannungsableitende Bauteil optimal an die Bauweise des Steckverbinders angepaßt werden kann. Das Bauteil läßt sich sowohl als langgestreckter, rechteckiger, wie auch als scheibenförmiger Körper ausbilden. Außerdem kann es wahlweise mit einseitig oder doppelseitig angeordneten Anschlüssen für die Kontaktelemente versehen werden. Diese lassen sich als tragende Schicht für das halbleitende Metalloxyd ausbilden, können aber umgekehrt auch an verschiedenen Stellen des Trägerkörpers in Form von leitenden Schichten aufgebracht sein. Das Anordnen eines oder mehrerer Anschlüsse für die elektrische Verbindung zum Gehäuse des Steckverbinders ist ebenfalls sehr variabel.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Ausschnitt eines mit einem Varistorbauteil versehenen elektrischen Steckverbinders, teil­ weise geschnitten, in einer Seitenansicht;

Fig. 2 den Steckverbinder der Fig. 1, gemäß Schnitt­ linie 2-2;

Fig. 3 ein separat dargestelltes Varistorbauteil für Steckverbinder in der Draufsicht;

Fig. 4 das Bauteil der Fig. 3 in einer Seitenansicht;

Fig. 5 das Ausführungsbeispiel eines Varistorbauteiles mit einseitig angeordneten Kontaktflächen, in der Seitenansicht;

Fig. 6 zwei einseitige Kontaktflächen aufweisende Bau­ teile mit ihren Kontaktplatten aneinander be­ festigt, in der Seitenansicht;

Fig. 7 den Ausschnitt einer weiteren, auf zwei Breit­ seiten Kontaktflächen tragenden Bauteileausfüh­ rung, perspektivisch dargestellt;

Fig. 8 ein in der Bauweise abgewandelter Steckverbinder mit Varistorbauteil, längsgeschnitten;

Fig. 9 den elektrischen Steckverbinder der Fig. 8, ge­ mäß Schnittlinie 9-9;

Fig. 10 den elektrischen Steckverbinder der Fig. 8, ge­ mäß Schnittlinie 10-10;

Fig. 11 bis 13 Ausschnitte weiterer Ausführungsbeispiele eines Varistorbauteiles in perspektivischen Ansichten.

In Fig. 1 ist der elektrische Steckverbinder insgesamt mit 20 bezeichnet. Er weist ein Gehäuse 21 auf, das aus zwei Gehäuseteilen 22, 23 besteht, die mit üblichen Mit­ teln aneinander befestigt sind.

Wie Fig. 2 zeigt, sind innerhalb des Gehäuses 21 mehrere, als Steckerstifte ausgebildete Kontaktelemente 24 in Isolier­ körpern 25, 26 gehaltert. Die Längsachsen der Kontaktele­ mente 24 weisen gleiche Abstände zueinander auf und sie liegen parallel nebeneinander in einer ersten Ebene. Das­ selbe ist bei den in einer zweiten Ebene liegenden Kontakt­ elementen 27 der Fall, welche, wie die zuvor erwähnten Kontaktelemente 24, bedarfsweise auch Buchsenkontakte sein können. Die Längsachsen der in der zweiten Ebene liegenden Kontaktelemente 27 sind jedoch jeweils in der Mitte zwi­ schen zwei Kontaktelementen 24 der ersten Ebene angeordnet.

Zwischen den Isolierkörpern 25, 26 des Steckverbinders 20 ist ein Bauteil 28 montiert, das zwei streifenförmige Trä­ gerkörper 29, 29′ (Fig. 4) aufweist, die aus herkömmlichem Zinkoxyd oder einem anderen für Varistoren verwendeten Ma­ terial hergestellt sind. Die Trägerkörper 29, 29′ können beispielsweise aus halbleitenden Metalloxyden bestehen, welche durch Bonden auf normalleitendem Material befestigt sind.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Bauteil 28 ist auf einer Breitseite mit einer oder mehreren Kontaktflächen 30 versehen. Diese elektrisch leitenden Kontaktflächen 30 sind in gleichen Abständen A zueinander angeordnet und durch Bonden mit dem Trägerkörper 29 verbunden. Eine oder mehrere solche Kontaktflächen 31, die ebenfalls gleiche Abstände B zueinander aufweisen, sind so auf der anderen Seite des Bauteiles 28 mit einem zweiten Trägerkörper 29′ verbunden, daß sie eine Position zwischen den zuvor er­ wähnten Kontaktflächen 30 einnehmen.

Die Trägerkörper 29, 29′ sind auf den beiden Breitseiten einer normalleitenden Kontaktplatte 32 durch Bonden be­ festigt oder durch Verschmelzen mit dieser verbunden. Falls gewünscht, kann die Anordnung auch als einseitiges Bauteil 33 (Fig. 5) hergestellt und zwei einseitige Anordnungen durch Befestigen ihrer Kontaktplatten aneinander zu einem Bauteil 34 vereinigt werden (Fig. 6).

Wie Fig. 2 zeigt, werden die elektrischen Verbindungen zwi­ schen den Kontaktelementen 24, 27 und den Kontaktflächen 30, 31 durch Federzungen 35, 36 hergestellt.

Die Kontaktflächen 30, 31 des Bauteiles 28, 33, 34 können aus demselben Werkstoff hergestellt sein wie die Kontakt­ platte 32. Das dazu verwendete Material kann aus leitendem Lack, Fritte, Kunstharz oder anderen in der Keramik-Tech­ nologie üblicherweise aufgebrachten Schichten bestehen. Die Kontaktplatte 32 weist zum Gehäuse 21 eine Erdungsver­ bindung auf, die in herkömmlicher Weise über Blechteile 37, 38 hergestellt ist (Fig. 1).

Die Fig. 7 zeigt mehrere, aus Varistormaterial bestehende sowie mit einer Kontaktplatte 41 verbundene Trägerkörper 39, deren Oberflächen jeweils nur so groß wie die darauf ange­ ordneten Kontaktflächen 40 sind.

In Fig. 8 ist ein elektrischer Steckverbinder 42 dargestellt, dessen Gehäuse 43 aus zwei aneinander befestigten Gehäuse­ teilen 44, 45 besteht. In die Gehäuseteile 44, 45 sind zwei Isolierkörper 46, 47 eingesetzt. Diese enthalten Kon­ taktelemente 48, 49, welche als Steckerstifte oder Buchsen­ kontakte ausgebildet sind. Die Kontaktelemente 48, 49 weisen blattförmige Federzungen 50, 51 auf, welche mit entsprechenden Kontaktflächen 52, 53 eines Varistorbau­ teiles in Eingriff stehen (Fig. 9).

Wie die Fig. 8 bis 10 veranschaulichen, sind mehrere Kon­ taktflächen 52, 53 auf Trägerkörper 54, 55 gebondet, die kreisförmig auf einer Seite einer Kontaktplatte 56 angeord­ net sind. Die Trägerkörper 54, 55 bestehen aus Varistor­ material.

Alternative Ausführungsbeispiele zeigen die Fig. 11 bis 13. In Fig. 11 und 12 sind die Kontaktflächen 57, 58, 59, 62 für die Kontaktelemente auf einer Breitseite und zwei weitere Kontaktflächen 60, 61 beispielsweise für die Ver­ bindung mit dem Steckergehäuse auf den schmalen Längsseiten des aus Varistormaterial bestehenden Trägerkörpers 63 an­ geordnet und durch Bonden oder Verschmelzen mit diesem ver­ bunden. In Fig. 13 sind die Kontaktflächen 64, 65, 66 auf einzelne Trägerkörper 67, 68, 69 gebondet oder mit diesen verschmolzen und die Trägerkörper ihrerseits durch Bonden mit einer Kontaktplatte 70 verbunden.

Claims (7)

1. Elektrischer Steckverbinder für Datenverarbeitungsanlagen, mit einem elektrisch leitenden Gehäuse (21, 43), in dem ein Isolierkörper (25, 26; 46, 47) aufgenommen ist, und mit einer Anzahl von Kontaktelementen, die im Isolierkörper (25, 26; 46, 47) gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet,
daß im Isolierkörper (25, 26; 46, 47) ein als Varistor ausgebildetes Bauteil wenigstens einen Trägerkörper (29, 29′, 39, 54, 63, 68) aus Varistormaterial aufweist, auf dem eine Anzahl von Kontaktflächen (30, 40, 52, 57, 62, 65) aufgebracht ist, und
daß jede Kontaktfläche des Varistor-Bauteils mit einem der Kontaktelemente (24, 27, 48, 49) mittels Federzunge (35, 36; 50, 51) elektrisch leitend verbunden ist, und
daß der Trägerkörper des Varistor-Bauteils eine Verbindung mit einer elektrisch leitenden Schicht (32, 41; 60, 61) aufweist, die mit einer elektrisch leitenden Verbindung versehen ist, durch die der Trägerkörper mit dem elektrisch leitenden Gehäuse (21, 43) des elektrischen Steckverbinders (20, 42) in Verbindung steht.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (28) aus zwei streifenförmigen Trägerkörpern (29, 29′) besteht, die jeweils durch Bonder oder Verschmelzen mit den Breitseiten einer normalleitenden Kontaktplatte (32) verbunden sind, und daß die Trägerkörper (29, 29′) außen eine der Anzahl Kontaktelemente (24, 27) entsprechende Anzahl in gleichen Abständen zueinander angeordnete, normalleitende Kontaktfläche (30, 31) aufweisen.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (33) aus einer Kontaktplatte mit einem auf einer Breitseite angeordneten, aus halbleitendem Metalloxyd hergestellten sowie mit aufgebrachten Kontaktflächen versehenen Trägerkörper besteht.

4. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils aus einer Kontaktplatte und einem mit Kontaktflächen versehenen Trägerkörper bestehende Bauteile (33) durch Befestigen ihrer Kontaktplatten aneinander zu einem Bauteil (34) zusammengefügt sind.

5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (Fig. 7-10, 13) aus einer Kontaktplatte (41, 56, 70) mit mehreren, zumindest auf einer Breitseite aufgebrachten sowie mit je einer Kontaktfläche (z. B. 40, 53, 66) versehenen Trägerkörpern (z. B. 39, 55, 68) besteht.

6. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (Fig. 11 und 12) aus einem aus Varistormaterial hergestellten, streifenförmigen Trägerkörper (63) besteht, bei dem zumindest eine Breitseite und wenigstens eine schmale Längsseite mit aufgebrachten Kontaktflächen (z. B. 58, 60, 61, 62) versehen ist.

7. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (z. B. 31, 40, 52, 60, 66) und/oder Kontaktplatte (32, 41, 56, 70) des Bauteiles (z. B. 28, 33) von aus elektrisch leitendem Lack, Fritte oder Kunstharz gebildeten Schichten bestehen.