DE4222452A1 - Abgeschirmter verbinder - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen abgeschirmten und geerdeten
elektrischen Verbinder.
Elektrische Verbinder werden verwendet, um zwischen
Baugruppen, wie sie in Computern, Telekommunikations
geräten u. ä. verwendet werden, Verbindungen zur Übertra
gung von Signalen und zur Stromversorgung herzustellen.
Häufig können der Pegel oder andere Eigenschaften der so
zu übertragenden Signale Störungen durch andere Signale,
Spannungsspitzen oder ähnliches ausgesetzt sein, oder es
werden durch Kreuzkopplung mit anderen Signalübertragungswegen
Probleme verursacht. Aus diesem Grund ist es in der
Praxis üblich, Verbinder zu verwenden, die den Signalübertragungsweg
abdeckende Abschirmungselemente auf
weisen, die zur Ableitung unerwünschter Strahlung geerdet
bzw. an Masse gelegt sind, um so eine Störung der vom Ver
binder übertragenen Signale zu verhindern oder vom Ver
binder ausgehende Strahlung gegenüber anderen Signalübertragungswegen
abzuschirmen. Bei derartigen Verbindern wird
der Konstruktion und Ausführung der zu verbindenden
Signalkontakte besondere Aufmerksamkeit gewidmet, um einen
niedrigen Widerstand und stabile elektrische
Anschlußflächen zu gewährleisten, die bei Gebrauch des
Verbinders wiederholt miteinander verbunden und
voneinander getrennt werden können. Hinsichtlich der Er
dung oder der Masseabschirmung bei den zu verbindenden
Elementen des Verbinders führt eine geringere Auf
merksamkeit, die den Konstruktionsdetails gewidmet wird,
häufig zu einer Erdung bzw. Abschirmungsverbindung, die
nicht optimal ist. Dies ist insbesondere bei Erdungs- und
Abschirmungsstrukturen der Fall, die aus Metallblech oder
anderen Leitern gefertigt sind und entweder nicht oder mit
unedlen Metallen, wie etwa Zinn oder Zinnlegierungen,
beschichtet sind, wobei die großen Oberflächen der
Abschirmungsstrukturen im Vergleich zu den Kon
taktelementen oder kleinen Teilen der Kontaktelemente die
Verwendung von Edelmetallen relativ teuer machen. Daneben
werden nach dem Stand der Technik Erdungs- und Abschir
mungsverbindungen durch zusätzliche Elemente gebildet, die
auf, über oder in Verbindung mit den Verbindergehäusen und
-kontakten oder mit Kabeln, die eine Abschirmung, z. B. ein
Geflecht oder umrundende Leitungswege, aufweisen,
eingesetzt werden.
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Abschirmungs- und Masseverbindung für elektri
sche Verbinder oder ähnliches aufzuzeigen. Eine weitere
Aufgabe ist es, eine Masseabschirmungsverbindung auf
zuzeigen, die in einen Verbinder, bei dem Erdungs-bzw.
Massekontakt und Abschirmung erforderlich sind, integriert
ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Masse- oder Erdungsverbindung aufzuzeigen, die in einem
Verbindergehäuse enthalten ist und die zum Anschluß von
Masse- und Abschirmungsleitungswegen an gedruckte
Schaltungen bzw. Leiterplatten, Kabel u. ä. verwendbar ist.
Gemäß vorliegender Erfindung werden die vorstehenden Auf
gaben durch einen elektrischen Verbinder gelöst, der mit
einem Gehäuse versehen ist, bei dem im wesentlichen die
gesamte Oberfläche leitend gemacht wurde und im Inneren
des Gehäuses Nuten mit Erdungs- oder Massekontakten
angeordnet sind, die im Inneren des Gehäuses verlaufen, um
eine Masse- und Abschirmungsverbindung mit einem Gegenver
binder zu schaffen. Bei einer Ausführungsform wird die
leitende Oberfläche des Verbindergehäuses gebildet, indem
durch galvanisches oder stromloses Beschichten der
Oberfläche eines Kunststoffgehäuses eine Schicht gebildet
wird. Bei dieser Ausführungsform werden Teile innerhalb
und außerhalb des Gehäuses entweder durch maskierendes
Abdecken nicht beschichtet oder die Beschichtung wird
durch Schleifen oder Abnehmen entfernt, wobei die Sig
nalkontakte durch die Isolierung vom Gehäuseinneren nach
außen verlaufen. Bei einer weiteren Ausführungsform be
steht das Gehäuse selbst aus massivem leitenden Material,
das durch spanende Bearbeitung oder Gießen in eine geeig
nete Form gebracht wird. Bei einer Ausführungsform sind
die Signalkontakte zum Anschluß an die Leiter einer
gedruckten Schaltung ausgebildet und bei einer weiteren
Ausführungsform sind die Signal- und Massekontakte so
ausgebildet, daß sie an die Signalleitung und Abschirmung
eines Koaxialkabels anschließbar sind. Bei beiden
Ausführungsformen sind die Abschirmungs-und Massekontakte
durch einfache flache Metallstanzteile gebildet, die in
Längsrichtung des Gehäusehohlraumes verlaufen und
federnde, in das Innere des Gehäuses hineinragende
Abschnitte aufweisen, die in die leitenden Teile eines
passenden Gegenverbinders eingreifen, der in dieses
Gehäuse eingesetzt wird. Die relativ dünnen und auf ihrer
Kante stehend eingesetzten Masse- und Abschirmungskontakte
bilden eine Verbindung, die sich in die leitende
Abschirmungs-und Masseschicht des eingesteckten Verbinders
einbeißt und so eine stabile elektrische Verbindung der
Abschirmungs- und Masseleitungen mit geringem Widerstand
bildet. Diese Kontakte verlaufen in Anordnungen vom In
neren der Steckverbindergehäuse nach außen, die für den
Abschluß an gedruckte Schaltungen oder an die Abschirmung
von Koaxialkabeln ausgelegt sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen unter
Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische
Darstellung gemäß einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Rückseite
des in Fig. 1 gezeigten Verbinders;
Fig. 3 eine perspektivische auseinandergezogene Dar
stellung eines Verbinders gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung sowie einen
passenden Gegenverbinder, der zum Einstecken in
diesen vorgesehen ist, wobei der
erfindungsgemäße Verbinder teilweise
geschnitten ist; und
Fig. 4 eine Schnittdarstellung der in Fig. 3 gezeigten
Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt einen Verbinder 10 mit einem Gehäuse 12, das
eine obere Außenfläche 13, eine Unterfläche 14 und
Seitenflächen 17, 18 aufweist. Weiter umfaßt das Gehäuse
12 eine Rückwand 16, die mit den die Flächen 13, 14, 17
und 18 tragenden Wänden zwei Gehäusehohlräume 20a und 20b,
bildet, die an der Rückwand 16 enden. Wie in Fig. 1 und 2
dargestellt, ist das Gehäusematerial so geformt, daß Vor
sprünge 22 in das Innere der Hohlräume 20a und 20b und
über die Außenfläche der Rückwand 16 überstehen. Gemäß der
Erfindung ist die gesamte Oberfläche des Gehäuses 12 mit
Ausnahme der Oberflächen der Vorsprunge 22 mit einem leit
enden Material beschichtet, das eine sich über die gesamte
innere und äußere Fläche erstreckende leitende Oberfläche
M bildet, die sich auch in Schlitze 30 in den Seitenwänden
des Gehäuses innerhalb der Hohlräume 20a und 20b er
streckt.
Den beiden Hohlräumen sind Kontakte 24, 26 zugeordnet, die
durch die isolierenden Abschnitte des Gehäuses 12 im Be
reich der Vorsprünge 22 verlaufen und so von der leitenden
Oberfläche M isoliert und getrennt sind. Wie in Fig. 1 und
2 gezeigt, weisen die Kontakte 24 und 26 Kontaktabschnitte
auf, die in die Hohlräume hineinragen und mit Aufnahmekon
takten eines in das Gehäuse 12 eingesteckten Verbinders in
Verbindung kommen. Ein passender Gegenverbinder 60 ist in
Fig. 3 gezeigt. Die Kontakte 24 und 26 erstrecken sich in
einer in Fig. 2 gezeigten Anordnung aus der Außenseite des
Gehäuses heraus. Diese Anordnung umfaßt Abschnitte 24a und
26a, die die Verbindung zu Stiftabschnitten 24b und 26b
herstellen, die wiederum in eine nicht dargestellte
gedruckte Schaltung bzw. Leiterplatte eingesteckt sind,
auf der der Verbinder 10 befestigt ist. Die Stiftabschnit
te 24b und 26b werden mit Leiterbahnen der gedruckten
Schaltung verlötet, um so die von den Kontakten 24 und 26
geleiteten Signale zu den auf der Schaltung angebrachten
Baugruppen weiterzuleiten.
In den Schlitzen 30 des Gehäuses 12 sind Masse- und Ab
schirmungskontakte 32 angebracht, die aus dem Inneren des
Gehäuses 12 zu dessen Außenseite verlaufen und mit Kon
taktstiften 38 verbunden sind, deren Anordnung in Fig. 1
und 2 dargestellt ist und die ebenfalls in die gedruckte
Schaltung eingesteckt und mit den Leiterbahnen oder der
Leiterfolie verbunden werden, die als Masse und Abschir
mung der Leiterplatte dienen. Die Kontakte 32 umfassen
Federabschnitte 34, die seitlich in die Hohlräume 20a und
20b vorragen. Weiter weisen die Kontakte 32 Rastzungen 36
auf, die in nicht dargestellte Kerben in der Rückwand 16
des Gehäuses 12 eingreifen. Die Kontakte 32 sind in einer
typischen Ausführungsform aus federndem Material in der
Weise gestanzt und geformt, daß die Federabschnitte 34
Kanten bilden, die mit einer normalen Kraft auf die Seiten
von Masse- und Abschirmungselementen von zugehörigen
Gegenverbindern, wie etwa die Seiten 62 der in Fig. 3
dargestellten Steckerverbinder, einwirken, die ausreicht,
um die die Masse- und Abschirmungselemente bedeckenden
Oxidschichten zu durchdringen. Die Ausbildung der
Federabschnitte 34 als Seitenkanten dient dazu, diese
Kraft für wiederholtes Ineinanderstecken aufrechtzuerhal
ten und eine stabile Verbindung mit geringem Widerstand
für Masse- und Abschirmungsleitungen vorzusehen. Die Ver
bindung zwischen den Kontakten 32 und der innerhalb der
Schlitze 30 verlaufenden leitenden Oberfläche M wird durch
geeignete Mittel, wie etwa Umbiegen des Endes der Kontakte
32 entsprechend den Abmessungen der Schlitze 30 oder Vor
sehen einer Arretierung gebildet, so daß eine dauerhaft
stabile Verbindung mit geringem Widerstand hergestellt
ist.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform, die zum
Anschluß eines abgeschirmten Koaxialkabels 50 zu verwenden
ist. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform weist ein
Verbinder 40 ein aus einem massiven Metallkörper
bestehendes Gehäuse 42 auf, das in geeigneter Weise durch
spanende Bearbeitung oder vorzugsweise durch Gießen in der
dargestellten Anordnung geformt ist. Das Gehäuse 42 umfaßt
einen inneren Hohlraum 43 und eine mit einer Öffnung 45
versehene Rückwand 44, die einen Teil des Verbinders
einschließlich eines in die Öffnung 45 eingeführten Iso
lierkörpers 46 aufnimmt, der in dieser durch ein
Rastelement 49 gehalten ist, das in nicht dargestellte Ab
schnitte der Wand 44 eingreift.
Wie Fig. 3 zeigt, weist das Gehäuse 42 im Inneren des
Hohlraumes 43 entlang diesem verlaufende Schlitze 47 auf,
in denen Masse- und Abschirmungskontakte 48 angebracht
sind, die mit über das Gehäuse in den Hohlraum 43 hinein
ragenden Federabschnitten 48a versehen sind, die sich aus
dem Gehäuse heraus und in den Hohlraum 43 hinein
erstrecken. Die Kontakte 48 weisen des weiteren
Federabschnitte 48b auf, die sich außerhalb des Hohlraumes
43 erstrecken und mit einer leitenden Hülse 51 im hinteren
Bereich des Verbinders in Eingriff kommen. Der Verbinder
40 weist zwei Signalkontakte 52, 53 auf, die im
Isolierkörper 46 befestigt sind, wobei ihre Enden nach
vorne in den Hohlraum 43 verlaufen, wo sie in nicht darge
stellte Aufnahmekontakte des passenden Gegenverbinders 60
eingeführt werden. Die Kontakte 52 und 53 verlaufen in der
in Fig. 4 gezeigten Weise nach hinten in Hohlräume
innerhalb des Isolierkörpers 46. Die Kontakte sind mit
Isolierungsverdrängungselementen (IDC-Elementen) 55a
versehen, die die Isolierung von Signalleitern 50a, 50b
durchdringen, die in den Verbinder geführt sind. Diese Art
von Kontakten ist im US-Patent 37 60 331, veröffentlicht
am 18. September 1973, beschrieben. Hintere Abschnitte 55b
der Kontakte 52, 53 sind zur Zugentlastung der in den
Kontakten befestigten Kabel 50a, 50b nach unten umgelegt
und verpreßt. Die äußere leitende und formbare Hülse 51
wird in der in Fig. 4 gezeigten Weise nach innen gegen die
leitende Abschirmung des Kabels 50, die die Signalleiter
50a, 50b umgibt, und gegen eine Hülse 56 verpreßt. In der
Praxis wird das Kabel 50 in geeigneter Länge abisoliert
und die Enden werden an IDC-Kontakte 55a angeschlossen,
wobei die Zugentlastung 55b verpreßt wird, um die
Signalleiter gegen Zugbeanspruchung zu schützen. An
schließend wird die Anordnung durch die Öffnung 45 in den
vorderen Teil des Hohlraumes eingesetzt und in diesem
eingerastet.
Bei dem Gegenverbinder 60, der ebenfalls durch eine Hülse
63 an ein Kabel 67 angeschlossen ist, die die Masse- und
Abschirmungsleitung mit einem äußeren Abschirmungselement
61 verbindet, kommen Seitenwände 62 eines Abschirmungs
elements 61 mit den Federabschnitten 48a der Kontakte 48
des Steckverbinders in Eingriff. Der Gegenverbinder 60
weist einen Anschlag 65 auf, der seine Einstecktiefe in
den Hohlraum 43 begrenzt, und einen Einrastbereich 64 mit
einer Rastnase 66, die mit einer Innenfläche 42a in
Eingriff kommt, wie in Fig. 3 gezeigt, womit die beiden
Verbinderhälften miteinander verrastet werden. Das Gehäuse
12 weist eine der Innenfläche 42a ähnliche Innenfläche 13a
auf, die demselben Zweck dient. Beim Einstecken der
Verbinderhälfte 60 in den Hohlraum 43 kommen die Kanten
flächen der Federabschnitte 48a mit der leitenden Fläche
der Seitenwände 62 in Berührung und bewirken eine
elektrische Verbindung der Masse-und Abschirmungsleitungen
des in der Verbinderhälfte 60 endenden Kabels 67 mit dem
in der Verbinderhälfte 40 endenden Kabel 50.
Auf diese Weise wird eine einfache und kostengünstige
Lösung der Probleme bei der Verbindung der Masse- und
Abschirmungsflächen von Verbindergehäusen aufgezeigt. Die
Masse- und Abschirmungskontakte sind dauerhaft angebracht
und somit sind keine externen Teile oder Manipulationen
erforderlich, um eine sichere Verbindung der Leitungen
sicherzustellen. Die Erfindung umfaßt die Verwendung in
einer Vielzahl von Ausführungsformen, von denen zwei
dargestellt sind, nämlich die Verbindung mit einer
Schaltung, wie etwa einer gedruckten Leiterplatte o. ä.,
und die Verbindung mit einem Kabel. Weitere Verwendungen
wie auch Ausführungsformen der Erfindung werden in Be
tracht gezogen.
Claims (6)
1. Elektrischer Verbinder (10) zur Verbindung von Signal-
und Masseleitungen zwischen einem weiteren Verbinder (60)
und einer Leiterplatte oder einem Kabel unter Abschirmung
der Signalleitungen, mit einem Gehäuse (12) mit wenigstens
einem inneren Hohlraum (20a) zur Aufnahme des
eingesteckten weiteren Verbinders (60), der an einer
Rückwand (16) mit einem Isolierbereich (22) endet, und mit
wenigstens einem Signalkontakt (24), der von dem
Isolierbereich (22) getragen wird und in den Hohlraum und
durch die Wand nach außen verläuft, um mit der
Signalleitung der Leiterplatte oder des Kabels verbunden
werden zu können,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse (12) einen axial entlang dem Hohlraum verlaufenden
Schlitz (30) aufweist, das Gehäuse (12) innere und äußere
leitende Oberflächen (M) aufweist, die den Signalkontakt
(24) abschirmen, und daß in den Schlitz (30) ein Massekon
takt (32) eingesetzt ist, der einen federnden Kanten
bereich (34) umfaßt, der in den Hohlraum hineinragt, um
mit einer Abschirmungs- und Massefläche (62) des weiteren
Verbinders (60) in Eingriff zu kommen, wobei der
Massekontakt Abschnitte (38) umfaßt, die durch das Gehäuse
verlaufen, um mit einem Massekreis einer Leiterplatte oder
eines Kabels verbunden werden zu können.
2. Steckverbinder (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) aus isolie
rendem Kunststoffmaterial besteht, das zur Bildung der
leitenden Schicht (M) mit leitendem Material beschichtet
ist.
3. Steckverbinder (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus massivem lei
tenden Material besteht, dessen Oberfläche die leitende
Oberfläche (M) bildet.
4. Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Massekontakt (32) Stiftab
schnitte aufweist, die durch das Gehäuse verlaufen und mit
den Masseleitungen einer gedruckten Leiterplatte oder
ähnlichem verbindbar sind.
5. Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Massekontakt Abschnitte
aufweist, die zur Verbindung der leitenden Oberfläche des
Gehäuses mit der Abschirmung eines Kabels eingerichtet
sind.
6. Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (42) einen ein
steckbaren Einsatz (46) mit einer äußeren leitenden Hülse
(51) umfaßt, die mit der Abschirmung des Kabels (50) ver
bunden ist, und daß der Massekontakt (48) einen Feder
bereich (48b) aufweist, der zur Verbindung mit der Hülse
eingerichtet ist.
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