DE4326486A1 - Filter-Stecker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter-Stecker gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Solche Filter-Stecker dienen einerseits dazu eine steckbare elektrische Verbindung zu schaffen und andererseits Störun­ gen, die über diese Verbindung übertragen werden könnten, ab­ zublocken. Die Stecker sind meist auf einer eine Schaltung tragenden Leiterplatte aufgelötet und ragen durch eine Öff­ nung eines die Schaltung umgebenden Gehäuses.

Um Störungen, die über die Anschlußstifte in das Gehäuse ge­ leitet, oder Störstrahlung, die von der Schaltung auf die An­ schlußstifte abgestrahlt werden können, wirksam abzublocken, sind aus Ferritmaterial hergestellte Filterelemente auf die Filter-Stecker aufgesteckt (DE-U 91 12 098). Die Filterele­ mente weisen Bohrungen im Raster der Steckerstifte auf. Sie werden durch die Anschlußstifte in dem Stecker gehalten.

Da die Steckerleiste aus Isolierstoff hergestellt ist, kann Störstrahlung ungehindert nach drinnen oder draußen dringen. Um eine gute Abblockung der Störstrahlung zu erzielen, sind relativ große Filterelemente oder Schirmbleche, die den Stec­ ker umgeben, notwendig.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Filter-Stec­ ker zu schaffen, durch den Störungen ohne Verwendung eines gesonderten Filterelements wirksam abgeblockt werden.

Das Problem ist erfindungsgemäß durch die Merkmale von Pa­ tentanspruch 1 oder 2 gelöst. Dabei dient der Leistenkörper selber als Filterelement, da er aus einem Gemisch aus Iso­ lierstoff und Ferritmaterial hergestellt ist.

Da ein gesondertes Filterelement und damit auch eine Aufnahme für das Filterelement entfällt, hat die Verwendung eines sol­ chen Filter-Steckers den Vorteil, daß sich ein Montageschritt erübrigt. Durch den Stecker werden Störungen besser abgeb­ lockt, wobei der Leistenkörper sowohl als EMV-Schutz als auch als kapazitive und/oder induktive Dämpfung dient. Somit kann auch ein zusätzliches Schirmblech um den Filter-Stecker weg­ fallen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Filter-Stecker bei Verwen­ dung in einem Steuergerät,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Filter-Stecker und

Fig. 3 einen Schnitt durch den Filter-Stecker entlang der Linie III-III gemäß Fig. 2.

Ein erfindungsgemäßer Filter-Stecker dient unter anderem zur Unterdrückung von unerwünschten Störungen, wie Hochfrequenz­ signalen, eingestreuten Signalen oder Schaltspitzen. Ein sol­ cher Stecker kann vielfältig eingesetzt werden. Insbesondere in der Automobil-Elektronik kann er häufig verwendet werden. Vornehmlich wird er bei sicherheitsrelevanten Anwendungen, wie Airbag-Systemen, eingesetzt.

In der Fig. 1 ist ein Anwendungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Filter-Steckers 1 dargestellt. In einem metallischen Gehäuse 2 eines Steuergeräts ist eine elektronische Schaltung 3 auf einer Leiterplatte 4 angeordnet. Der Filter-Stecker 1 ist mit seinen Anschlußstiften 5 auf die Leiterplatte 4 gelö­ tet und somit mit der Schaltung 3 elektrisch verbunden. Über den Stecker 1 und einen in ihm steckenden Gegenstecker 6 wird die Schaltung 3 beispielsweise mit Sensoren, einer Spannungs­ versorgung oder anderen Steuergeräten über ein Kabel 7 elek­ trisch verbunden. Durch den Filter-Stecker 1 sollen sowohl Störstrahlungen (durch blitzförmige Pfeile dargestellt) als auch leitungsgebundene Störungen (durch Pfeile dargestellt), die über die Anschlußstifte 5 oder das Kabel 7 folgend aus dem Gehäuse 2 oder in das Gehäuse 2 geleitet werden können, abgeblockt oder stark gedämpft werden.

Ein Filter-Stecker 1 kann als Stiftleiste, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, als Messerleiste oder als Buch­ senleiste ausgeführt sein. Für die Erfindung ist es jedoch unerheblich, wie der Filter-Stecker 1 ausgestaltet ist.

Anhand eines Filter-Steckers 1 in Form einer Stiftleiste wird die Erfindung näher erläutert (Fig. 2). Die Stiftleiste weist einen Leistenkörper 8 auf, durch den die parallelen, in einem Raster angeordneten und elektrisch leitenden Anschluß­ stifte 5 führen. Mit Hilfe von diversen Befestigungsmitteln 9, wie z. B. Bohrungen, verformbare Quetschrippen oder Rast­ elementen, kann die Stiftleiste an dem Gehäuse 2 oder an der Leiterplatte 4 befestigt werden.

Die Stiftleiste weist eine nach hinten offene Kammer 10 (Fig. 3) auf, in die der entsprechende Gegenstecker 6 ge­ steckt werden kann. Damit wird ein steckbarer elektrischer Kontakt hergestellt.

Um Störungen, die durch die Anschlußstifte 5 oder im Bereich der Anschlußstifte 5 über den Stecker 1 geleitet werden, ab­ zublocken, ist der Leistenkörper 8 als Filterelement ausge­ bildet. Hierzu wird bei der Herstellung des Leistenkörpers 8 dem herkömmlichen Isolierstoffmaterial ein Ferritmaterial beigemischt.

Ein herkömmliches Isolierstoffmaterial des Leistenkörpers 8 ist beispielsweise Polybutylenterephthalat (PBT), dem Glasfa­ sern zur mechanischen Verstärkung beigemischt sein können. Bevor der Leistenkörper 8 spritzgegossen wird, wird dem PBT Ferritmaterial beigemischt. Eine möglichst homogene Vertei­ lung des Ferritpulvers wird erreicht, wenn kleine Mengen von gesintertem Ferritpulver jeweils von PBT umhüllt werden, so daß ein Granulat mit PBT und Ferrit vorliegt. Mit diesem Gra­ nulat wird die Spritzgußvorrichtung bestückt und der Leisten­ körper 8 spritzgegossen.

Der Gewichtsanteil des Ferrits an dem Granulat ist abhängig von der Anwendung, d. h. von der Art der Störung, die abgeb­ lockt oder gedämpft werden soll. Bei einem Airbag-Filter- Stecker 1 liegt der Gewichtsanteil von Ferritpulver etwa bei 30 bis 50% von dem Gesamtgewicht des Leistenkörpers 8.

Ein Ferrit ist eine Verbindung aus Eisenoxyd mit anderen Me­ talloxyden. Ferrite werden durch Sintern der feinpulvrigen Ausgangsmaterialien bei einer bestimmten Temperatur herge­ stellt. Ferrite sind hinreichend bekannt, auf ihre Zusammen­ setzung braucht daher hier nicht näher eingegangen zu werden.

Ihr Verhalten ähnelt dem von ferromagnetischen Werkstoffen. Da sie einen hohen spezifischen Widerstand haben und daher kaum elektrisch leitend sind, können sie gut als Filterele­ mente zur Störungsunterdrückung oder EMV-Abschirmung einge­ setzt werden. Wenn ein Anschlußstift von Ferritmaterial umge­ ben ist, so erzeugen HF-Störsignale oder auch störende Ober­ wellen Wirbelströme in dem Ferritmaterial. Durch die Dämp­ fungseigenschaften des Ferrits werden die Wirbelströme in Wärme umgesetzt. Somit werden die Störsignale gedämpft.

Diese positiven Eigenschaften bleiben auch noch erhalten, wenn das Ferritpulver mit PBT gemischt ist, d. h. wenn das Ferrit im PBT fein verteilt ist (in der Fig. 3 durch die punktierte Fläche dargestellt). Mit einem solchen Gemisch aus PBT und Ferrit können Hochfrequenzstörungen oder steile Im­ pulsflanken gedämpft werden. Ebenso weist das Gemisch ein in­ duktives Dämpfungsverhalten auf. Somit können mit dem Filter- Stecker 1 hohe Dämpfungsanforderungen, insbesondere der Auto­ mobilelektronik, erfüllt werden.

Das Material, aus dem der Leistenkörper hergestellt ist, ist also ein Verbundwerkstoff (auch als Compound oder Zwei-Kompo­ nenten-Werkstoff bezeichnet), der zumindest einen Isolier­ stoff als Trägermaterial und dazugemischtes Ferritmaterial enthält.

Da der Leistenkörper 8 die Anschlußstifte 5 dicht umgibt und da Ferrit auch als EMV-Abschirmung wirkt, wird durch den Fil­ ter-Stecker 1 ein zusätzliches Schirmblech des Steckers 1 eingespart. Bei der Montage des Steckers 1 muß nicht darauf geachtet werden, ob ein Filterelement montiert ist, da der Leistenkörper 8 als Filterelement ausgebildet ist.

Der erfindungsgemäße Filter-Stecker 1 nimmt auch weniger Platz in Anspruch, da ein zusätzlicher Ferritblock nicht nö­ tig ist. Durch den Leistenkörper 8 wird auch eine große Tie­ fenwirkung der Abschirmung oder Dämpfung erreicht, da der Ferritwerkstoff über den gesamten Leistenkörper 8 verteilt ist. Der Leistenkörper 8 kann in seiner Form recht einfach ausgestaltet werden, da keine mechanischen Vorkehrungen zum Haltern eines Filterelements getroffen werden müssen.

Claims (4)

1. Filter-Stecker mit einem aus Isolierstoff hergestellten Leistenkörper, der eine Anzahl von parallelen, in einem Ra­ ster angeordneten Steckerstiften umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistenkörper als Filterelement ausgebildet ist.

2. Filter-Stecker nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Leistenkörper aus einem Ver­ bundwerkstoff hergestellt ist, der eine Mischung aus Isolier­ stoff und Ferritmaterial aufweist.

3. Filter-Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stecker eine Stiftleiste oder eine Messer­ leiste ist.

4. Filter-Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stecker eine Buchsenleiste ist.