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Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen
Elektroverbinder für Leiterplatten (PCB) und insbesondere
einen Elektroverbinder, der ein Isoliergehäuse aufweist, das
eine Vielzahl von wesentlichen L-förmigen Kontakten enthält,
von denen Vorderabschnitte ausgebildet sind, um in passende
Kontakte einzugreifen, und von denen Hinterabschnitte sich
nach unten durch das Isoliergehäuse erstrecken. Diese
Anmeldung wurde aus der Europäischen Patentanmeldung
292 144 geteilt.
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Eine Vielzahl von Elektroverbindern, die zum Befestigen an
Ausrüstungskonsolen oder PCBs geeignet sind, sind weitaus
bekannt. Es ist z.B. bekannt, daß die hinteren Abschnitte von
Kontakten, wie sie oben beschrieben sind, derart gebogen
sind, daß ihre Achsen im wesentlichen rechtwinklig zu einer
Ebene des PCBs werden, und die hinteren Enden in plattierte
Durchgangslöcher (PTH) des PCBs eingesetzt werden, um den
Aufnahmeverbinder derart zu befestigen, daß der
zusammenpassende Steckverbinder in dem Aufnahmeverbinder in
einer Ebene parallel zur Ebene des PCBs befestigt werden
kann.
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Der obige PCB Elektroaufnahmeverbinder wurde montiert, in dem
Kontakte um 90º entweder nach dem Einführen in das
Isoliergehäuse oder vor dem Einführen der gebogenen Kontakte
in das Isoliergehäuse gebogen wurden. Aus diesem Grund wurde
ein oberer Hinterabschnitt des Isoliergehäuses abgeschnitten,
um die gebogenen Abschnitte der Kontakte zu handhaben. Als
ein Ergebnis sind die gebogenen Abschnitte in dem
abgeschnittenen Abschnitt freigelegt, was die folgenden
Probleme präsentiert.
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(1) Da die gebogenen Abschnitte von dem Isoliergehäuse
einer Aufnahmeverbindung freigelegt sind, die auf einer
Einheit oder ähnlichem befestigt ist, tendiert Staub oder
Schmutz dazu, an den Kontakten zu haften, was eine schlechte
Isolierung oder sogar Kurzschlüsse zwischen den Kontakten
bewirkt.
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(2) Die freigelegten Kontaktabschnitte sind sehr leicht
unbeabsichtigt mit dem Installations- oder Wartungspersonal
in Berührung zu bringen, was ein gesundheitsgefährlichen
Zustand erzeugt.
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(3) Die freigelegten Kontaktabschnitte beeinträchtigen
die Abschirmwirkung gegen elektromagnetische Beeinflussung
(EMI) der Aufnahmeverbindung.
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(4) Wenn das PCB fehlerhaft wird, muß der gesamte
Elektroverbinder durch Entfernen aller Befestigungsschrauben
ersetzt werden. Dies ist ein sehr zeitaufwendiger und
mühsamer Vorgang, wenn eine hohe Anzahl solcher
Elektroverbinder auf der Konsole befestigt sind.
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In letzter Zeit erfahren Elektroverbinder mit einer
Abschirmummantelung zum Umgreifen des Kontakte enthaltenden
Isoliergehäuses eine erhöhte Benutzung, nicht nur um
elektromagnetische Beeinflussung (EMI), sondern ebenfalls
Beschädigung des Elektroverbinders, die durch Einsteck- oder
Aussteckvorgänge oder Last des Kabels selbst erzeugt werden,
zu verhindern. Wenn die Größe und das Gewicht von
elektronischer Ausrüstung zurückgeht, besteht ein erhöhter
Bedarf nach einem kompakten und leichten Elektroverbinder,
der auf einem PCB zu befestigen ist. Im allgemeinen können
die Kontaktabschnitte von in dem Elektroverbinder befestigten
Kontakten kompakt gemacht werden, indem die Stromkapazität
derart verringert wird, daß es relativ einfach ist, die Größe
des gesamten Kontakts zu verringern. Bei dem obigen
Elektroverbinder müssen jedoch die Abschirmummantelungen von
sowohl Aufnahme- als auch Steckverbinder miteinander in
Eingriff gebracht werden, so daß eine minimale Abschirmlänge
für wirksames in Eingriff Bringen besteht, und folglich eine
Verringerung der Länge des Verbinders begrenzt.
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Folglich zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, einen
elektrischen Aufnahmeverbinder für eine Leiterplatte
bereitzustellen, der frei von den obigen Problemen ist.
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Die Erfindung zielt weiterhin darauf ab, einen kompakten
Elektroverbinder bereitzustellen.
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Gemäß der Erfindung wird ein Elektroverbinder bereitgestellt,
der umfaßt: einen Aufnahmeverbinder, der ein erstes
Isoliergehäuse, das eine Vielzahl von ersten Kontakten
enthält, und eine erste Abschirmummantelung umfaßt, die
derart angeordnet ist, daß sie Kontaktabschnitte der ersten
Kontakte einschließt; einen Steckverbinder, der ein zweites
Isoliergehäuse, das eine Vielzahl von zweiten Kontakten
enthält, und eine zweite Abschirmummantelung umfaßt, die
derart angeordnet ist, daß die Kontaktabschnitte der zweiten
Kontakte einschließt; eine Befestigungseinrichtung zum
Befestigen der ersten Abschirmummantelung auf einem Objekt
zum Definieren eines Umfangskanals mit dieser ersten
Abschirmummantelung, in dem ein Vorderende der zweiten
Abschirmummantelung befestigbar ist; wobei das erste
Isoliergehäuse eine vordere Kontakteinfassung aufweist, um
die Kontaktabschnitte der Kontakte einzuschließen; die erste
Abschirmummantelung eine vordere Einfassung aufweist, in der
die vordere Kontakteinfassung befestigt ist; die
Befestigungseinrichtung eine Mittelöffnung zum Aufnehmen der
vorderen Einfassung und eine Stufenkante um die Mittelöffnung
derart aufweist, daß mit der ersten Abschirmummantelung der
Umfangskanal definiert ist, in dem das Vorderende der zweiten
Abschirmummantelung befestigt ist, um elektrische
Verbindungen zwischen den ersten und zweiten
Abschirmummantelungen herzustellen.
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Mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun
beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden, so daß die Erfindung besser
verstanden werden kann, wobei in den Zeichnungen:-
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Figur 1 eine perspektivische Explosionsansicht eines
Elektroaufnahmeverbinders mit einem Elektrosteckverbinder
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
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Figur 2 eine Schnittansicht des in den Aufnahmeverbinder der
Figur 1, der auf einer Leiterplatte befestigt ist, gesteckten
Steckverbinders ist;
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Figur 3 eine perspektivische Explosionsansicht eines
Elektroaufnahmeverbinders gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung ist;
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Figur 4 eine Schnittansicht des Aufnahmeverbinders der Figur
3 ist, der auf einer Leiterplatte befestigt ist.
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In Figur 1 ist ein Aufnahmeverbinder 1 gezeigt, der
ausgebildet ist, um auf einem PCB befestigt zu werden. Der
Aufnahmeverbinder 1 umfaßt einen Befestigungsrahmen 10 mit im
allgemeinen L-förmigen Seitenprofilen, eine
Abschirmummantelung 20, die in dem Befestigungsrahmen 10 zu
befestigen ist, um ein Abschirmgehäuse zu bilden, und ein
Isoliergehäuse 30, um eine Vielzahl von weiblichen Kontakten
40 an Ort und Stelle zu halten.
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Der Befestigungsrahmen 10, ein Teil des Aufnahmeverbinders
zum Aufnehmen eines zusammenpassenden Steckverbinders 2, ist
vorzugsweise aus Metall durch Druckguß hergestellt, um einen
im allgemeinen rechteckigen Vorderflansch 11 aufzuweisen. Der
Vorderflansch 11 weist eine mittige Befestigungsöffnung 12
einer umgekehrten, im wesentlichen trapezartigen Form auf.
Die Befestigungsöffnung 12 ist mit einer Stufenkante 12
versehen. Ein Paar Verriegelungsarme 13 erstrecken sich von
dem Vorderflansch 11 auf entgegengesetzten Seiten der
Befestigungsöffnung 12 nach vorne, um in ein Paar
Verriegelungseinrichtungen 80 eines zusammenpassenden
Steckverbinders 2 einzugreifen. Ein Paar Gewindelöcher 14
sind auf entgegengesetzten Seiten des Vorderflansches 11 zur
Befestigung auf einer Konsole einer Einheit oder ähnlichem
mit Schrauben oder Bolzen vorgesehen.
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Ein Paar Befestigungsbeine 15 erstrecken sich von der
Hinterseite des Vorderflansches 11 auf gegenüberliegenden
Seiten nach hinten. Jedes Befestigungsbein 15 weist eine
vertikale Wand 15A und eine horizontale Wand 15B auf. Die
vertikale Wand 15A ist ausgebildet, um zur Integration in
eine Verriegelungseinrichtung 33 des Isoliergehäuses 30
einzugreifen. Dies bedeutet, daß die vertikale Wand 15A einen
sich verjüngenden Hinterabschnitt 15A-2 und eine
Verriegelungsausnehmung 15A-1 aufweist, die ausgebildet ist,
um in eine Verriegelungserhebung 33-2 der
Verriegelungseinrichtung 33 einzugreifen, um das
Isoliergehäuse 30 an dem Befestigungsrahmen 10 zu verriegeln.
Sie weist ebenfalls einen Führungsrand 15A-3 auf der
Innenseite zum Befestigen in einer Führungsnut 33-4 der
Verriegelungseinrichtung 33 auf.
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Die horizontale Wand 15B weist ein Gewindeloch 15B-1 auf, in
das eine Schraube oder ein Bolzen geschraubt wird, um den
Aufnahmeverbinder 1 auf einem PCB zu befestigen. Es ist
ebenfalls möglich, den Befestigungsrahmen 10 an einem
Erdleiter des PCBs durch den Bolzen oder die Schraube zu
erden.
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Die Abschirmummantelung 20 ist aus Blech gebildet, um eine
vordere Einfassung 21 zum Einfassen einer vorderen
Kontakteinfassung 31 des Isoliergehäuses 30 aufzuweisen. Die
vordere Einfassung 21 weist eine Steckeraufnahme 22 auf,
durch die ein Vorderende des Isoliergehäuses 30 zugänglich
ist. Eine hintere, flache Abdeckung 23 erstreckt sich von
einem oberen hinteren Ende der Abschirmummantelung 20 nach
hinten, um die L-förmigen Hinterabschnitte 42 der weiblichen
Kontakte 40 zu bedecken, die von dem Isoliergehäuse 30
freigelegt sind. Eine Vielzahl von elastisch federnden
Erhebungen 24 sind auf der Oberseite der Abschirmummantelung
20 vorgesehen, um jegliches Spiel zu eliminieren, wenn die
Abschirmummantelung 20 in die Befestigungsöffnung 12 des
Befestigungsrahmens 10 eingesetzt ist. Diese elastisch
federnden Erhebungen 24 dienen ebenfalls dazu, den
Befestigungsrahmen 10 und die Abschirmummantelung 20
elektrisch zu verbinden.
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Eine Anschlagklaue 25 ist an dem unteren hinteren Ende der
vorderen Einfassung 21 vorgesehen, um an der Hinterseite des
Vorderflansches 11 des Befestigungsrahmens 10 anzuliegen,
damit eine Weiterbewegung der Abschirmummantelung in die
Befestigungsöffnung 12 des Befestigungsrahmens 10 über einen
gewissen Punkt hinaus gestoppt, und die Abschirmummantelung
20 elektrisch mit dem Befestigungsrahmen 10 verbunden wird.
Ein Paar Verriegelungsöffnungen 26 sind auf der Oberseite der
Abschirmummantelung hinter den elastisch federnden Erhebungen
24 vorgesehen, um ein Paar Verriegelungserhebungen 35 zum
Verriegeln der Abschirmummantelung 20 und des Isoliergehäuses
30 aufzunehmen.
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Das Isoliergehäuse 30 kann einstückig aus einem
Isoliermaterial hergestellt sein, wie z.B. einen Kunststoff,
so daß es eine vordere Kontakteinfassung 31 mit einer
Kontaktaufnahme 32 zum Aufnehmen des Steckverbinders 2
aufweist. Die vordere Kontakteinfassung 31 umschließt die
Kontaktabschnitte 41 der Kontakte 40. Ein Paar
Verriegelungseinrichtungen 33 sind auf entgegengesetzten
Seiten des Isoliergehäuses 30 vorgesehen. Das Isoliergehäuse
30 weist an ihrem unteren hinteren Ende eine hintere
Grundplatte 34 auf. Wie am besten in Figur 2 gezeigt ist,
sind eine Vielzahl von kontaktaufnehmenden Öffnungen 34 auf
der hinteren Grundplatte 34 in demselben Muster angeordnet,
wie die der PTHs eines PCBs 95. Die hinteren Enden 42 von
weiblichen Kontakten 40 erstrecken sich nach unten und
dringen durch diese Öffnungen 34. Die freien Enden der
Kontakte 40, die von der hinteren Grundplatte 34
hervorspringen, sind in jeweilige PTHs des PCBs eingesetzt,
wenn der Aufnahmeverbinder 1 auf dem PCB 95 befestigt ist.
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Ein Verriegelungshebel 33-1 ist mit einem Schlitz 33-3 über
der Verriegelungseinrichtung 33 freitragend angeordnet. Der
Verriegelungshebel 33-1 weist eine sich verjüngenden
Verriegelungserhebung 33-2 auf seiner Außenseite auf. Eine
Führungsnut 33-4 ist auf der Außenseite unterhalb des
Verriegelungshebels 33-1 vorgesehen, um den Führungsrand
15A-3 aufzunehmen. Ein Paar sich verjüngender
Verriegelungserhebungen 35 sind auf der oberen Hinterkante
der vorderen Kontakteinfassung 31 vorgesehen.
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Der Steckverbinder 2 kann ein konventionell abgeschirmter
Steckverbinder sein und wird im folgenden kurz beschrieben
werden. In den Figuren 1 und 2 besteht der Steckverbinder 2
im wesentlichen aus einem Isoliergehäuse 50, einer
Metallschale 60 zum Bedecken der Kontaktabschnitte der
männlichen Kontakte 55, die in dem Isoliergehäuse 50
befestigt sind, und einem Paar Verkleidungsteile 70A und 70B
zum Aufnehmen des Isoliergehäuses 50 und der Metallschale 60
zwischen ihnen. Ein Paar Verriegelungseinrichtungen 80 sind
auf entgegengesetzten Seiten der Verkleidungsteile 70A und
70B vorgesehen. Ein Kabel 90 erstreckt sich von der
Hinterseite der Verkleidungsteile 70A und 70B. Die jeweiligen
Leiter 91 des Kabels 90 sind an hintere Abschnitte der
entsprechenden männlichen Kontakte 55 angeschlossen.
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Ein Montageverfahren des Aufnahmeverbinders 1 wird
beschrieben werden.
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(1) Das Isoliergehäuse 30 mit einer Gruppierung von
weiblichen Kontakten 40 ist in die Abschirmummantelung 20 von
der Hinterseite aus eingesetzt, so daß die
Verriegelungsöffnungen 26 der Abschirmummantelung 20 in die
Verriegelungserhebungen 35 des Isoliergehäuses 30 eingreifen,
um diese derart zu verriegeln, daß sie einen
isolierendabschirmenden Gehäusesatz bilden.
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(2) Dieser Satz wird dann in die Befestigungsöffnung 2
des Befestigungsrahmens 10 derart eingesetzt, daß die
Führungsränder 15A-3 in die Führungsnuten 33-4 der
Verriegelungseinrichtung 33 passen können. Folglich werden
die Verriegelungserhebungen 33-2 der Verriegelungshebel 33-1
in Kontakt mit den sich verjüngenden hinteren Enden 15A-2 der
vertikalen Wände 15A gebracht, was die Verriegelungshebel
nach innen biegt. Schließlich werden die
Verriegelungserhebungen 33-2 in Verriegelungsausnehmungen
15A-1 der vertikalen Wände 15A eingerastet, um das
Isoliergehäuse 30 an dem Befestigungsrahmen 10 zu verriegeln.
Dies vervollständigt eine Montage des Aufnahmeverbinders 1.
Die Struktur, in der die Abschirmummantelung 20 durch den
Befestigungsrahmen 10 hindurch eingesetzt wird, ist
vorteilhaft. Dies bedeutet, da die Abschirmummantelung 20 und
das Isoliergehäuse 30 einfach an dem Befestigungsrahmen 10 zu
befestigen oder von ihm zu lösen sind, wenn das PCB
fehlerhaft wird, daß es einfach ist, das PCB ohne Entfernen
der Befestigungsschraube des Befestigungsrahmens 10 zu
ersetzen, der an einer Konsole oder ähnlichem befestigt
wurde
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Wie am besten in Figur 2 gezeigt ist, ist ein Umfangskanal
12" zwischen der stufenweise verlängerten Kante 12 des
Befestigungsrahmens 10 und der Abschirmummantelung 20
definiert. Wenn der Steckverbinder 2 in den auf dem PCB 95
befestigten Aufnahmeverbinder 1 gesteckt wird, wird die
Abschirmummantelung 60 des Steckverbinders 2 in den
Umfangskanal 12" eingepaßt. Dies tendiert dazu, die Länge der
Abschirmummantelung 20, die in der Abschirmummantelung 60
eingepaßt ist, zu erhöhen, und senkt die Länge des
Aufnahmeverbinders 1 um diesen Betrag, wodurch ein kompakter
Elektroverbinder bereitgestellt wird.
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In den Figuren 3 und 4 ist ein PCB Aufnahmeverbinder gemäß
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Eine
Abschirmummantelung 20A und ein Isoliergehäuse 30A sind
ähnlich zu denen in den Figuren 1 und 2 und gleiche
Bezugszeichen bezeichnen identische oder äquivalente Teile
oder Komponenten der Figuren 1 und 2 und ein wiederholende
Beschreibung wird weggelassen werden.
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Wie am besten in Figur 3 gezeigt ist, weist die
Abschirmummantelung 20A eine flache hintere Abdeckung 23A
auf, die länger ist, als die hintere Abdeckung 23 der Figur
1. Diese hintere Abdeckung 23A weist eine Biegenut 28A
entlang einer Linie auf, die parallel zu der Hinterkante ist.
Wie am besten in Figur 4 gezeigt ist, ist die hintere
Abdeckung 23A um 90º entlang dieser Biegenut 28A gebogen, um
einen vertikalen Abschnitt 27A zum Bedecken der hinteren
Abschnitte der Kontakte 40 zu bilden. Ein Paar
Verriegelungsansätze 29A sind auf entgegengesetzten unteren
Seiten des vertikalen Abschnitts 27A vorgesehen. Auf der
anderen Seite sind ein Paar Verriegelungsnuten 33A-5 auf
beiden Verriegelungseinrichtungen 33A vorgesehen.
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Um die Abschirmummantelung 20A über das Isoliergehäuse 30A zu
befestigen, führe als erstes das Isoliergehäuse 30A in die
Abschirmummantelung 20A von der Hinterseite aus ein und biege
dann die hintere Abdeckung 23 um 90º entlang der Biegenut
28A. Schließlich biege mittels eines einfachen Werkzeuges die
Verriegelungsansätze 29A in die Verriegelungsnuten 33A-5 der
Verriegelungseinrichtungen 33A.
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Die Erfindung wurde mittels eines PCB Elektroverbinders
beschrieben, aber es sollte angemerkt werden, daß die
Erfindung auf andersartige Elektroverbinder anwendbar ist,
sowie sie an einer Ausrüstungskonsole ohne Befestigung auf
einem PCB befestigt sind, oder überhaupt nicht an irgendeiner
Konsole befestigt sind.
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Der Elektroverbinder gemäß der Erfindung weist die folgende
Vorteile auf.
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(1) Die einfach aufgebaute Abschirmummantelung bedeckt
die freigelegten Abschnitte von Kontakten, was folglich das
Haften von Schmutz und Staub an den Kontakten und zufälliges
Berühren durch das Bedienpersonal verhindert, sowie EMI
Abschirmung bereitstellt.
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(2) Die Abschirmummantelung und das Isoliergehäuse sind
einfach im Aufbau, einfach zu befestigen oder zu lösen und zu
montieren, gering in den Herstellungskosten pro Einheit, und
es ist einfach, das Isoliergehäuse oder die
Abschirmummantelung mit einer neuen zu ersetzen.
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(3) Mit dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Aufbau ist
der hintere Abschnitt des Isoliergehäuses vollständig von dem
vertikalen Abschnitt bedeckt, so daß eine geringere
Möglichkeit besteht, daß Schmutz und Staub an den Kontakten
haftet. Zusätzlich wird eine effektivere EMI Abschirmung
bereitgestellt.
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(4) Da das Kontakte beinhaltende Isoliergehäuse von dem
Abschirmungsgehäuse lösbar ist, kann es mit dem an der
Ausrüstungskonsole oder dem zusammenpassenden Verbinder
befestigten Abschirmungsgehäuse ohne Schwierigkeit ersetzt
werden. Folglich kann es leicht mit einem neuen ersetzt
werden, wenn das Kontakte beinhaltende Isoliergehäuse
fehlerhaft wird, so daß es nicht notwendig ist, den gesamten
Elektroverbinder zu entsorgen.
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(5) Das Vorderende der Abschirmummantelung eines
Steckverbinders wird in dem Umfangskanal des
Aufnahmeverbinders befestigt, was die notwendige Länge zum
Eingreifen der Abschirmummantelungen ineinander und einen
ausreichenden Widerstand gegen Steck- und Lösekräfte und/oder
Kabellasten sicherstellt.
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(6) Da das Vorderende der Abschirmummantelung des
Steckverbinders in dem Umfangskanal des Aufnahmeverbinders
befestigt ist, kann die Axiallänge des Aufnahmeverbinders um
diesen Betrag verringert werden, was folglich den gesamten
Verbinder kleiner und leichter macht und die
Bestückungsdichte auf einem PCB höher.