DE4222452A1 - Abgeschirmter verbinder - Google Patents

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.