DE3889899T2

DE3889899T2 - Steckverbinderzusammenbau mit gegossenem gehäuse und gezogener muschel.

Info

Publication number: DE3889899T2
Application number: DE3889899T
Authority: DE
Inventors: Charles Reynolds; John Root; Mark Waters; Robert Whiteman
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1988-08-01
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2008-08-02
Also published as: DE3889899D1; US4808125A; WO1989002170A1; KR890702293A; JPH0468752B2; CA1291232C; ATE106618T1; EP0331689B1; EP0331689B2; DE3889899T3; KR950012470B1; JPH02501174A; EP0331689A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Verbinderanordnung und insbesondere auf eine elektrische Verbinderanordnung, die ein gegossenes Gehäuse und eine gezogene Hülse hat, um eine Abschirmung und einen Pfad zur Erdung für die Abschirmung zu bilden.
Subminiatur-D-Verbinder nach dem Stand der Technik hatten typischerweise eine gezogene Hülse mit einem integralen Erdungsstreifen, um eine Abschirmung und einen leitfähigen Pfad zur Erdung zu bieten. Die gezogene Hülse umgab ein thermoplastisches Gehäuse, in dem Kontaktanschlüsse befestigt waren, und bot eine Abschirmung dafür, wie in US-A-4 679 883 offenbart. Bei einer anderen, in GB-A-917 995 beschriebenen Verbinderanordnung ist ein Kunststoff-Verbinderkörper, der Anschlußaufnahmehohlräume mit darin befestigten Anschlüssen hat, in einer Hülse angeordnet. Ein metallischer Anschluß-Federkörper, der Kontaktfinger ausgerichtet mit den Anschlußhohlräumen hat, ist auch in der Hülse hinter dem Verbinderkörper angeordnet, und die beiden Körper sind in der Hülse durch geeignete Mittel verriegelt.
Da elektronische Bauteile immer dichter gepackt wurden, wurden auch die Verbindungen mit und zwischen elektronischen Anordnungen dichter gepackt. Ein weithin akzeptierter Abstand von Kontakten ergab sich mit 1,27 mm (0,50 Zoll) seitlich und 2,54 mm (0,100 Zoll) lotrecht bei hoch-dichten Verbindern. Um sicherzustellen, daß hoch-dichte Verbinder zusammengefügt bleiben, greifen Verriegelungen oder Verrastungen an dem mit dem Kabel zusammengefügten Verbinder an dem Gehäuse eines an einer Tafel oder Platte montierten Verbinders an. Da Kunststoff in der Greifwirkung bei wiederholtem Zusammenfügen und Trennen ausfallen würde, wurden hoch-dichte Verbinder mit gegossenen Metallgehäusen ausgestattet. Das Vorsehen einer Abschirmung der Anschlußkontakte in gegossenen Gehäusen wurde somit kompliziert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine elektrische Verbinderanordnung zur Montage an einer ebenen Oberfläche ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf, in dem eine Öffnung angebracht ist, und mit einem thermoplastischen Einsatz, der Anschlußaufnahmedurchgänge mit darin befestigten Anschlüssen hat und der in der Öffnung in dem Gehäuse angeordnet ist, das dadurch eine Abschirmung für die Anschlüsse bietet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein druckgegossenes Gehäuse aufweist, das eine Öffnung darin hat, sowie eine gezogene Hülse, die auch mit einer Öffnung versehen ist und die in der Öffnung des druckgegossenen Gehäuses aufgenommen und elektrisch mit dem druckgegossenen Gehäuse verbunden ist, wobei der thermoplastische Einsatz in der Öffnung der Hülse befestigt ist, und daß die Hülse im wesentlichen die Seiten des Einsatzes abdeckt, wodurch die Hülse eine Abschirmung für die Anschlüsse bietet, wenn das druckgegossene Gehäuse elektrisch mit der Hülse verbunden ist, um einen elektrischen Pfad zu einer Erdung an der ebenen Oberfläche zu bilden.
Der thermoplastische Einsatz kann in dem druckgegossenen Gehäuse gesichert werden durch Formen eines Abschnitts des druckgegossenen Gehäuses über die darin vorgesehene Öffnung, wodurch ein Entfernen des thermoplastischen Einsatzes verhindert ist.
Die Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben:
Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivischen Ansicht einer Verbinderanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Rückansicht des druckgegossenen, in Fig. 1 gezeigten Gehäuses;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des in Fig. 1 gezeigten druckgegossenen Gehäuses;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 gezeigten Verbinderanordnung;
Fig. 5 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Verbinderanordnung und zeigt einen rechtwinkligen Verbinder; und
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der Verbinderanordnung.
Fig. 1 veranschaulicht eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer elektrischen Verbinderanordnung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die elektrische Verbinderanordnung 10 weist ein druckgegossenes Gehäuse 12, eine gezogene Hülle 14 und einen Sockeleinsatz 16 auf.
Das druckgegossene Gehäuse 12 kann aus jedem bekannten, elektrisch leitfähigen Material hergestellt werden, das dann beispielsweise mit Zinn plattiert wird; eine Magnesium-Legierung, Aluminium-Legierung oder Zink-Legierung wird bevorzugt. Das druckgegossene Gehäuse 12 ist länglich, hat eine obere Oberfläche 18, eine untere Oberfläche 20 und Flansche 22 an seinen entgegengesetzten Enden. Die Flansche 22 haben Montageöffnungen 24, die mit Gewinde versehen sein können und die sich von der oberen Oberfläche 18 zu der unteren Oberfläche 20 erstrecken, um die Verbinderanordnung 10 an einer ebenen Oberfläche zu befestigen, beispielsweise einer Platte oder einer gedruckten Leiterkarte. Die Verbinderanordnung 10 kann auch durch andere bekannte Mittel befestigt werden, wie Stifte 28, die in entsprechende Öffnungen in einer gedruckten Leiterkarte eingelötet werden. Montagefüße 26 erstrecken sich von der unteren Oberfläche 20, um die untere Oberfläche 20 unter einem vorbestimmten Abstand von einer gedruckten Leiterkarte zu halten, an der die Verbinderanordnung 10 montiert ist, so daß Lötfluß im Anschluß an das Löten entfernt werden kann.
Verriegelungsglieder 30 erstrecken sich von der oberen Oberfläche 18, um einen passenden komplementären Verbinder (nicht gezeigt) an der Verbinderanordnung 10 zu befestigen. Nach dem Zusammenfügen mit einem komplementären Verbinder greifen Verriegelungsmittel an dem komplementären Verbinder an einer abgeschrägten Oberfläche 32 eines Verriegelungsohres 34 an und gleiten darüber und schnappen dann unter eine Verriegelungsschulter 36 und greifen an dieser ein. Eine Schlüsselaufnahmeausnehmung oder -öffnung 38 erstreckt sich von der oberen Oberfläche 18 und ist zur Aufnahme und Halterung eines Schlüssels 40 ausgebildet.
Auf diese Weise befestigen die Verriegelungsmittel einen passenden komplementären Verbinder an dem druckgegossenen Gehäuse, das direkt an der ebenen Oberfläche montiert ist, wobei jegliche resultierenden Kräfte an den Verriegelungsmitteln, die auf das Verriegelungsglied 30 übertragen werden, die Kontakte 82 nicht irgendeiner Beanspruchung unterwerfen.
Zwischen den Flanschen 22 erstreckt sich eine Öffnung 42 durch das druckgegossene Gehäuse von der oberen Oberfläche 18 zu der unteren Oberfläche 20. Eine elektrisch leitfähige Haube 44 hat ein der Öffnung 42 ähnliches äußeres Profil und ist darin in einem Festsitz aufgenommen, um eine elektrische Leitfähigkeit zwischen dem druckgegossenen Gehäuse 12 und der gezogenen Hülse 14 sicherzustellen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Profil der Haube 44 ein Subminiatur-D, was eine Polarisierung der Verbinderanordnung 10 während des Zusammenfügens mit einem komplementären Verbinder liefert.
Die Haube 44 der gezogenen Hülse 14 erstreckt sich von einem im wesentlichen rechteckigen Flansch 46 nach vorn. Nach dem Einsetzen der gezogenen Hülse 14 in die Öffnung 42 von hinten, d. h. von der Seite der unteren Oberfläche 20, hindert der Flansch 46 die gezogene Hülse 14 daran, durch die Öffnung 42 hindurchzugehen, durch Anlage an der Oberfläche 48, die sich um den Umfang der Öffnung 42 herum erstreckt. Die Anlage des Flansches 46 gegen die Oberfläche 48 stellt sicher, daß die Haube 44 um einen vorbestimmten geeigneten Abstand von der oberen Oberfläche 18 nach vorn vorragt.
Nach dem Einsetzen der gezogenen Hülse 14 in die Öffnung 42 greift die Umfangskante 50 des Flansches 46 an Hülse-zu-Abschirmung-Erdungswiderhaken an den inneren Endwänden 54 und den Seitenwänden 56 des Hohlraums 58 an. Wie am besten in den Fig. 2, 3 und 4 zu sehen ist, erstrecken sich die Hülse-zu-Abschirmung- Erdungswiderhaken 60 von den Endwänden 54 nach innen in den Hohlraum 58; Hülsezu-Abschirmung-Erdungswiderhaken 62 erstrecken sich nach innen von den Seitenwänden 56 in den Hohlraum 58. Die Erdungswiderhaken 60 und 62 bilden einen Festsitz mit der Umfangskante 50, der eine elektrische Kontinuität zwischen dem druckgegossenen Gehäuse 12 und der gezogenen Hülse 14 sicherstellt.
Die Widerhaken 60, 62 erstrecken sich von der Oberfläche 48 längs der Endwände 54 und der Seitenwände 56 und ragen in den Hohlraum 58 vor, um mit der Umfangskante 50 in Eingriff zu kommen. Eine abgeschrägte Oberfläche 64 bildet eine schräge Einführung für den Flansch 46 während des Einsetzens. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die Widerhaken 60, 62 die Gestalt eines dreieckigen Prismas, dessen Spitze 66 einen Festsitz mit der Umfangskante 50 bildet. Alternativ könnten die Widerhaken 60, 62 an der gezogenen Hülse 14 angeordnet sein und an dem druckgegossenen Gehäuse 12 beispielsweise längs der Endwände 54 oder der Seitenwände 56 angreifen.
Die Widerhaken 60, 62 können strategisch angeordnet sein, um die gezogene Hülse 14 in der Öffnung 42 des druckgegossenen Gehäuses 12 zu zentrieren, beispielsweise durch zwei Widerhaken an einer Wand und einen zentrierten Widerhaken an der gegenüberliegenden Wand, oder durch ein Paar von gegenüberliegenden Widerhaken. Fig. 2 zeigt ein Paar von gegenüberliegenden Widerhaken 60 an den Endwänden 54, die die gezogene Hülse 14 seitlich in der Öffnung 42 zentrieren, und zwei Paare von gegenüberliegenden Widerhaken 62 an den Seitenwänden 56, die jeweils die gezogene Hülse 14 lotrecht in der Öffnung 42 zentrieren.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Kombination von druckgegossenem Gehäuse 12 und gezogener Hülse 14 ist in Fig. 6 gezeigt, wobei abgeschrägte Widerhaken oder Vorsprünge 120 an der gezogenen Hülse 14 durch die Öffnung 42 hindurchgehen und von dort nach außen schnappen, um die gezogene Hülse 14 in dem druckgegossenen Gehäuse 12 zu sichern. Dieses alternative Ausführungsbeispiel macht es nötig, daß die gezogene Hülse 14 in die Öffnung 42 eingesetzt wird, bevor der Sockeleinsatz 16 in die gezogene Hülse 14 eingesetzt wird. Nach dem Einsetzen des Sockeleinsatzes in die gezogene Hülse 14 biegt sich ein Flanschglied 122 nach außen, und das Gehäuse 16 biegt sich nach innen, um es dem Sockeleinsatz 16 zu gestatten, an Widerhaken oder Vorsprüngen 124 vorbeizugehen, was den Sockeleinsatz 16 innerhalb der gezogenen Hülse 14 sichert. Die Widerhaken oder Vorsprünge 120, 124 können in der gezogenen Hülse 14 während oder nach dem Ziehvorgang ausgestanzt oder geformt werden. Die Widerhaken 120 tragen auch zur Schaffung einer elektrischen Kontinuität zwischen dem druckgegossenen Gehäuse 12 und der gezogenen Hülse 14 bei.
Wenn die gezogene Hülse 14 in der Öffnung 42 aufgenommen wird, kann sich ein Grat 68 bilden, wenn die Umfangskante 50 über die Spitze 66 der Widerhaken 60, 62 hinweggeht. Um sicherzustellen, daß der Flansch 46 im Eingriff mit der Oberfläche 48 sitzt, ist eine Gratentlastungstasche 70 in der Oberfläche 48 um den Umfang der Öffnung 42 herum wenigstens im Bereich der Widerhaken 60, 62 gebildet, um einen solchen Grat 68 aufzunehmen.
Der Sockeleinsatz 16 ist aus thermoplastischem Material geformt und hat einen Einsatzteil 71, der zur Aufnahme in der Haube 44 ausgebildet ist und der sich von dem einstückigen Umfangsflansch 72 nach oben erstreckt. Der Einsatzteil 71 hat ein ähnliches äußeres Profil wie die innere Oberfläche der Öffnung in der Haube 44 und ist darin aufgenommen. Der Einsatz 16 hat eine Fügefläche 74, eine gegenüberliegende hintere Fläche 76 und eine Vielzahl von Kontaktaufnahmedurchgängen 78, die sich von der Fügefläche 74 erstrecken und sich beispielsweise zwischen der Fügefläche 74 und der hinteren Fläche 76 erstrecken.
Die Kontaktaufnahmedurchgänge 78 haben typischerweise abgeschrägte Einführungsflächen 80 in der Fügefläche 74, um das Zusammenfügen zu erleichtern. Kontakte 82, die von der hinteren Fläche 76 her eingesetzt werden, werden in den Kontaktaufnahmedurchgängen 78 beispielsweise durch Widerhaken 84 befestigt, die durch die aus Kunststoff gebildeten Seitenwände 86 hindurchgehen, wodurch der Kunststoff um die Widerhaken 84 herum fließt. Die Kontakte 82 haben einen Fügeabschnitt 88, der sich in die Kontaktaufnahmedurchgänge 78 erstreckt, wobei die Seitenwände 86 eine Funktion gegen Überbelastung bieten können, und einen Montageabschnitt 90, typischerweise Lötstifte 92, die sich über die hintere Fläche 76 zur Montage beispielsweise in Öffnungen 94 in einer gedruckten Leiterplatte 96 hinaus erstrecken. Die Montageabschnitte 90 werden dann an Bahnen an den oberen und unteren Oberflächen 108 und 110 der gedruckten Leiterplatte 96 angelötet. Wie am besten in Fig. 4 zu sehen ist, kann der Montageabschnitt 90 jedes zweiten Kontakts 82 axial gegenüber dem Fügeabschnitt 88 des gleichen Kontakts 82 versetzt sein, um so einen größeren Abstand zwischen benachbarten Öffnungen 94 in der gedruckten Leiterplatte 96 zu bieten.
Der Sockeleinsatz 16 wird durch den Hohlraum 58 eingesetzt, mit der Fügefläche 74 zuerst, um innerhalb der gezogenen Hülse 14 zu sitzen, wobei die Fügefläche 74 nahe der Kante 98 der gezogenen Hülse 14 endet. Der Flansch 72 des Sockeleinsatzes 16 greift an dem Flansch 46 der gezogenen Hülse 14 an, um sicherzustellen, daß der Flansch 46 an dem druckgegossenen Gehäuse 12 angreift, um eine elektrische Kontinuität zwischen dem druckgegossenen Gehäuse 12 und der gezogenen Hülse 14 zu bilden und die gezogene Hülse 14 in ihrer Stellung zu befestigen durch Klemmen des Flansches 46 zwischen der Oberfläche 48 des druckgegossenen Gehäuses 12 und dem Flansch 72 des Sockelein- Satzes 16. Die gezogene Hülse 14 kann Widerhakenmittel aufweisen, um den Einsatz 16 zu ergreifen und den Einsatz 16 in der Hülse 14 zu befestigen. Die Widerhakenmittel können die Form einer abgescherten, nach innen gebogenen Lasche 112 annehmen, wie es im Schnitt in Fig. 4 gezeigt ist.
Die Widerhaken 60, 62 bilden auch eine Zentrierfunktion und passen mit dem Sockeleinsatz 16 zusammen, um den Sockeleinsatz 16 innerhalb der gezogenen Hülse 14 und dem Hohlraum 58 zu befestigen, wenn die Seitenwand 100 des Flansches 72 an den Widerhaken 60, 62 angreift. Der Sockeleinsatz 16 ist ferner innerhalb des druckgegossenen Gehäuses 12 gesichert durch Umformen eines Teils des Gehäuses 12 im Anschluß an das Einsetzen des Sockeleinsatzes 16. Die untere Kante 102 der Seitenwand 100 ist unter einem Winkel geformt, und die untere Seitenwand des druckgegossenen Gehäuses 12 ist mit einer Rippe 104 hergestellt. Die Rippe 104 wird über die Kante 102 an einer oder mehreren Stellen geformt und bildet ein Druckguß-Haltemerkmal 106, wie es an der linken Seite von Fig. 4 vor dem Formen und an der rechten Seite von Fig. 4 nach dem Formen gezeigt ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die untere Kante 102 unter einem Winkel von 45º geformt und erfordert somit, daß die Rippe 104 nur um 45º umgeformt wird. Die umgeformten Rippen 104 bilden ein Druckguß-Haltemerkmal 106 und sind weniger anfällig gegen Ausfall, als wenn sie um einen großen Winkel, wie 90º, umgeformt würden.
Fig. 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Verbinderanordnung 10, in der die Kontakte 92 mit einer 90º-Biegung geformt sind, wodurch ein Verbilder gebildet ist, in dem die Fügefläche unter einem rechten Winkel in bezug auf die Montagefläche ist.
Obwohl die in den Figuren gezeigten Verbinder für eine Montage "durch die Platte" gezeigt sind, wobei der Montageabschnitt 90 der Kontakte 82 durch Öffnungen 94 in der gedruckten Leiterplatte 96 hindurchgeht, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die Erfindung kann auch auf die Oberflächenmontage-Technologie angewandt werden, wobei die Öffnungen 94 weggelassen sind und die Montageabschnitte 90 an Bahnen nur an der Seite der gedruckten Leiterplatte 96 angelötet werden, an der die Verbinderanordnung 10 montiert ist.
Die Verbinderanordnung 10 bietet somit eine Kombination einer gezogenen Hülse, die sich für die Abschirmung bewährt hat, mit einem druckgegossenen Gehäuse, das gebohrt und mit Gewinde versehen werden kann, wodurch der Bauaufwand minimiert und eine dauerhafte Verriegelungsoberfläche geschaffen wird.

Claims

1. Elektrische Verbinderanordnung (10) zur Montage an einer ebenen Oberfläche, mit einem elektrisch leitfähigen Gehäuse (12, 14), in dem eine Öffnung angebracht ist, und mit einem thermoplastischen Einsatz (16), der Anschlußaufnahmedurchgänge (78) mit darin befestigten Anschlüssen (82) hat und der in der Öffnung in dem Gehäuse angeordnet ist, das dadurch eine Abschirmung für die Anschlüsse bietet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein druckgegossenes Gehäuse (12) aufweist, das eine Öffnung (42) darin hat, sowie eine gezogene Hülse (14), die auch mit einer Öffnung versehen ist und die in der Öffnung (42) des druckgegossenen Gehäuses aufgenommen und elektrisch mit dem druckgegossenen Gehäuse verbunden ist, wobei der thermoplastische Einsatz (16) in der Öffnung der Hülse befestigt ist, und daß die Hülse (14) im wesentlichen die Seiten des Einsatzes abdeckt, wodurch die Hülse (14) eine Abschirmung für die Anschlüsse (82) bietet, wenn das druckgegossene Gehäuse (12) elektrisch mit der Hülse verbunden ist, um einen elektrischen Pfad zu einer Erdung an der ebenen Oberfläche zu bilden.

2. Elektrische Verbinderanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (14) in der Öffnung (42) des druckgegossenen Gehäuses in einem Festsitz aufgenommen ist.

3. Elektrische Verbinderanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (82) mit geraden Stiften versehen sind.

4. Elektrische Verbinderanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (82) eine rechtwinklige Biegung aufweisen.

5. Elektrische Verbinderanordnung (10) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (14) einen Flansch (46) und eine davon vorragende Haube (44) aufweist, wobei die Haube (44) in sich die Hülsenöffnung hat.

6. Elektrische Verbinderanordnung (10) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Gratentlastungstasche (70) in dem druckgegossenen Gehäuse (12) benachbart zu einer Umfangskante des Hülsenflansches (46).

7. Elektrische Verbinderanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Kontinuität zwischen der Hülse (14) und dem druckgegossenen Gehäuse (12) gebildet ist durch nach innen gerichtete Widerhakenmittel (60, 62) an dem druckgegossenen Gehäuse (12), die sich in die Öffnung (42) des druckgegossenen Gehäuses erstrecken und an der Hülse (14) angreifen.

8. Elektrische Verbinderanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Kontinuität zwischen der Hülse (14) und dem druckgegossenen Gehäuse (12) gebildet ist durch nach außen gerichtete Widerhakenmittel (120) an der Hülse (14), die an dem druckgegossenen Gehäuse (12) angreifen.

9. Elektrische Verbinderanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (16) in der Hülsenöffnung befestigt ist durch Formen eines Abschnittes (106) des druckgegossenen Gehäuses (12) über die Öffnung (42) des druckgegossenen Gehäuses.

10. Elektrische Verbinderanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Widerhakenmittel (112) an der Hülse (14), die an dem Einsatz (16) angreifen und den Einsatz (16) in der Hülse (14) befestigen.