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Die
vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinder und insbesondere
eine Abschirmungsanordnung für
derartige Verbinder.
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Abgeschirmte
Verbinder mit einem Abschirmungselement, das das Gehäuse umgibt
und vor Signalen von elektromagnetischem Umgebungsrauschen schützt, sind
bekannt. Während
des Zusammenfügens
von derartigen Verbindern kontaktieren sich die Abschirmungselemente
im Allgemeinen, um ein gemeinsames Potential zwischen diesen einzurichten.
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Bekannte
Beispiele in dem Stand der Technik umfassen abgeschirmte Verbinder,
die eine Vielzahl von Kontakten in einem Gehäuse aufweisen, das von einem
einzelnen Abschirmungselement umgeben ist. Das einzelne Abschirmungselement
weist typischerweise eine Öffnung
an einem Ende auf, in das das Abschirmungselement eines damit zusammenpassenden
abgeschirmten Verbinders eingefügt wird.
Eine andere bekannte Abschirmungsanordnung platziert Vorsprünge auf
dem inneren Umfang einer Öffnung
in Abschirmungselementen zum Ergreifen des zusammenpassenden abgeschirmten Verbinders,
um einen Punktkontakt an einer Vielzahl von Stellen auf dem Abschirmungselement
des zusammenpassenden abgeschirmten Verbinders zu erzielen (siehe
Gebrauchsmuster HEI 1-38866). Diese Vorsprünge dienen dazu die ergriffenen
Abschirmungselemente zu befestigen, wobei davon ausgegangen wird,
dass damit die Zuverlässigkeit
des elektrischen Kontakts zwischen ihnen verbessert wird.
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Mit
der vor sich gehenden Entwicklung der Computertechnologie ergibt
sich eine Notwendigkeit für
eine größere Signaldichte
durch derartige Verbinder, sowie die Notwendigkeit zum Erhöhen von
Signaltransferraten. Wenn die Größe von diesen
Mehrkontakt-Verbindern zunimmt, nehmen entsprechend die Öffnungen,
die das komplementäre
Abschirmungselement aufnehmen, zu. Nach wiederholten Zusammenfügungszyklen
neigen diese große Öffnungen
dazu sich zu dehnen, und zwar als Folge der nach außen gerichteten
Kraft, die durch die voranstehend beschriebenen Vorsprünge angewendet
wird. Das Ergebnis ist, dass eine Bewegung zwischen den zusammengefügten Verbindern
auftritt, was einen intermittierenden elektrischen Kontakt an den
Signal- und/oder Abschirmungs-Verbindungen verursacht.
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Der
intermittierende Kontakt entlang des Abschirmungselements kann nur
an bestimmten Stellen entlang der Öffnung auftreten. Dies bewirkt,
dass Strom über
die Abschirmung an den Kontaktierungsabschnitten fließt und an
denjenigen Abschnitten mit einem schlechten oder keinem Kontakt
abgeblockt wird, so dass der Schutz gegenüber einer elektromagnetischen
Störung
verringert wird. Bei Anwendungen, bei denen die Abschirmung mit
Masse verbunden ist, wird der Massepfad als Folge von Umleitungen
des Leitungspfads, verursacht durch die schlechten oder nicht kontaktierenden
Abschnitte, lang werden, was das Abfallen von Impulssignalen bewirken
und eine Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung
verhindern kann.
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Die
US-A-5171167 beschreibt einen abgeschirmten Verbinder in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der ein über ein Gewinde verbundenes
zweistückiges
Gehäuse
einschließt, das
eine Isolator-Halteschicht-Metallhülle umgibt, was eine Lockerung
der Gewinde bzw. Schrauben behindert, wobei die Gehäuseteile
in einer Masseverbindung mit der Hülle gehalten werden. Jede Seite des
Isolators weist drei Vorsprünge
auf, die nach außen
gegen eine entsprechende Seite der Hülle drücken, und jedes Gehäuseteil
weist ein Paar von Vorsprüngen
bzw. Auswölbungen
auf, die gegen eine entsprechende Seite der Hülle nach innen drücken. Die
Vorsprünge
auf dem Isolator und auf dem Gehäuseteil
sind voneinander beabstandet, um jede Seite der Wand in eine größtenteils
sinusförmige
Form abzulenken, so dass die abgelenkten Hüllenseiten wie Blattfedern
wirken, die die Gehäuseteile
auseinander drücken,
um eine Lockerung der Schrauben bzw. Gewinde zu verhindern und eine
gute Masseverbindung zwischen der Hülle und dem Gehäuse sicherzustellen.
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Eine
Aufgabe dieser Erfindung ist es eine abgeschirmte Verbinderanordnung
mit einem verbesserten elektrischen Kontakt zwischen den Abschirmungselementen
der zusammenpassenden Verbinder bereitzustellen.
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Diesbezüglich umfasst
die Erfindung einer Abschirmungsanordnung für einen elektrischen Verbinder,
wie im Anspruch 1 hier aufgeführt.
Mit der Erfindung stützt
die äußere Hüllenanordnung
die innere Hülle,
und dient dazu, zu verhindern, dass sich die innere Hülle als
Folge der Einfügung
des zusammenpassenden Verbinders ausdehnt.
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Die
Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
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1(A) eine Vorderansicht des abgeschirmten
Verbinders;
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1(B) ein B-B Querschnittsdiagramm des abgeschirmten
Verbinders der 1(A);
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2 eine
Draufsicht, die den abgeschirmten Verbinder der 1,
zusammengesteckt mit einem komplementären zusammenpassenden Verbinder
zeigt; und
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3 eine
perspektivische Ansicht von einem der Hüllenelemente der äußeren Hülle.
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Die
Erfindung wird zunächst
allgemein unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Der abgeschirmte Verbinder 100 weist eine innere Hülle 10 und
eine äußere Hülle 20 auf.
Kontakte 30 sind innerhalb der inneren Hülle 10 angeordnet.
In der bevorzugten Ausführungsform
sind die Kontakte 30 stiftförmig, und fünfzig von diesen sind entlang
der Oberseite und Unterseite in dem isolierenden Gehäuse 31 installiert.
Ferner sind die Kontakte 30 mit Anschlüssen 32 ausgerüstet, die
mit den Leitern (nicht gezeigt) von Abschirmungsdrähten 60 (siehe 2)
verbunden sind.
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Wie
die zwei gepunkteten Linien in 1(B) zeigen,
umfasst der zusammenpassende Verbinder 40 Kontakte 43 auf
dem Gehäuse 42.
Der äußere Umfang
des zusammenpassenden Verbinders 40 ist durch ein Abschirmungselement 41 gebildet,
und die Kontakte 43 passen mit den Kontakten 30 des
abgeschirmten Verbinders 100 zusammen. Der zusammenpassende
Verbinder 40 weist Zacken 44 (siehe 2)
auf, mit denen Kontakte 43 mit einer Schaltungsplatine
(nicht gezeigt) verbunden sind.
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Der
abgeschirmte Verbinder 100 ist vorzugsweise mit einem Paar
von isolierenden Elementen abgedeckt, die sich über die äußere Hülle 20 erstrecken.
Das Paar von isolierenden Elementen dient zur Verhinderung von Stößen an den
Benutzer und als Anbringungen für
Abdrückschrauben.
Der abgeschirmte Verbinder 100 ist in 2 so
gezeigt, dass er von einem isolierenden Element 50 nur
auf seiner Bodenseite, für
Erläuterungszwecke,
abgedeckt ist, und Abdrückschrauben 51 sind
auf gegenüberliegenden
Enden angeordnet.
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Das
hintere Ende des abgeschirmten Verbinders 100, der in 2 gezeigt
ist, ist dafür
ausgelegt, um ein Abschirmungsgeflecht (nicht gezeigt) eines Abschirmungsdrahts 60 mit
einem leitenden Halteelement 70, welches einen elektrischen
Kontakt mit der äußeren Hülle 20 bildet,
zu sichern.
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Die
innere Hülle 10 ist
in eine Röhrenform aus
einem einzelnen Stück
gebildet und weist eine Öffnung 11 auf,
wie in 1(A) gezeigt. Eine Vielzahl von
Vorsprüngen 12 entstreckt
sich entlang des Umfangs der inneren Hülle 10 zum Eingriff
an der äußeren Umfangsoberfläche des
Abschirmungselements 41 des zusammenpassenden Verbinders 40.
Die Vorsprünge 12 sind
in zwei Spalten entlang der Länge
in einem Zick-Zack Muster (siehe 2) angeordnet.
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Die äußere Hülle 20 ist
auf der äußeren Seite der
inneren Hülle 10 angeordnet,
und aus einem Paar von Hüllenelementen 21 gebildet,
die die gleiche Form und Größe aufweisen.
Wie in 1(A) gezeigt, sind sie aneinander
derart befestigt, dass ihre Seiten von oben und unten überlappen.
Wie in 1(B) gezeigt, erstrecken sich
integrale gebogene Abschnitte 22 entlang der äußeren Hülle 20 in
Richtung auf die Innenseite hin, die auf die äußere Umfangsoberfläche der
inneren Hülle 10 hin
gerichtet ist. Diese gebogenen Abschnitte 22 greifen an
der inneren Hülle 10 an,
um eine Expansion als Folge der Einfügung eines zusammenpassenden
Verbinders 40 zu verhindern.
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Die
Kraft, die auf die Innenseite der inneren Hülle 10 durch Einfügen eines
zusammenpassenden Verbinders 40 ausgeübt wird, wird über die
Vorsprünge 12 über eine
große
Fläche
verteilt. Da der abgeschirmte Verbinder 100 relativ breit
ist, besteht eine Gefahr, dass der elektrische Kontakt mit dem Abschirmungselement 41 des
zusammenpassenden Verbinders 40 in der Nähe der Mittenteile
der inneren Hülle 10 aufgebrochen
wird. Während
die innere Hülle 10 mit
einer Plattendicke ausgebildet ist, die eine ausreichende Festigkeit
aufweist, um die nach außen gerichtete
Kraft von der inneren Seite, die sie als Folge der Einfügung des
zusammenpassenden Verbinders 40 aufnimmt, auszuhalten,
ist die Form der inneren Hülle
oft durch Standards beschränkt.
Ferner werden die Biegungen, die benötigt werden, um die innere
Hülle zu
bilden, problematisch, wenn die Materialdicke erhöht wird.
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Optional
kann zusätzlich
zu den gebogenen Abschnitten 22, die als ein einzelnes
Teil mit der äußeren Hülle 20 gebildet
sind, die Dicke der äußeren Hülle 20 selbst
erhöht
werden, um die Kraft auszuhalten, die von der inneren Hülle 10 ausgeübt wird.
Als eine andere Option kann ein getrenntes Stück verwendet werden, um die äußere Hülle 20 zu
verstärken.
Diese gebogenen Abschnitte 22 dienen dazu den kürzesten
Massepfad in dem abgeschirmten Verbinder 100 zu realisieren,
der sich durch Vorsprünge 12 und
die äußere Umfangsoberfläche des Abschirmungselements 41 des
zusammenpassenden Verbinders erstreckt.
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Die äußere Hülle 20 weist
Vorsprünge 23 auf,
die auf der inneren Seite von gebogenen Abschnitten 22 angeordnet
sind, die in Richtung auf die innere Hülle 10 vorstehen,
wie in 1(A) und 2 gezeigt.
Die innere Hülle 10 und
die äußere Hülle 20 sind
in einer geeigneten Weise unter Verwendung von diesen Vorsprüngen 23 positioniert.
Angrenzende Vorsprünge 24,
die in den vier Ecken der äußeren Hülle 20 angeordnet
sind, erstrecken sich in Richtung auf eine Ausnehmung in dem Isolationselement 50, um
es innerhalb des Isolationselements 50 zu positionieren
(siehe 2).
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Bezugnehmend
nun auf 3 umfasst das Hüllenelement 21 eine
horizontale Platte „a" mit dem gebogenen
Abschnitt 22, Vorsprüngen 23,
angrenzenden Vorsprüngen 24 und
einer Seitenwand „b". Die Seitenwand „b" steht aufrecht,
so dass sie eine Verbindung mit einem Ende des Umfangs der horizontalen
Platte „a" hat. Das andere
Ende der Seitenwand „b" ist freigelassen.
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Dieses
Hüllenelement 21 ist
außer
einer Einzelschicht-Metallplatte gebildet und ist mit Ausschnitten
von dem Ende ausgerüstet,
welches zu der horizontalen Platte „a" in den Teilen der Seitenwand „b", die Übergangspunkten
für einen
Biegevorgang entsprechen, freigelassen.
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Die äußere Hülle 20,
die an den Hüllenelementen 21 angreift
bzw. dort anlegt, ist ebenfalls aus einer Einzelschicht aus Metall
gebildet und kann eine Plattendicke aufweisen, die dicker als die
innere Hülle 10 ist.
Demzufolge sind die gebogenen Abschnitte 22, die als eine
einzelne Einheit mit der äußeren Hülle 20 gebildet
sind, stärker
als die innere Hülle 10 und können die
Kraft, die die innere Hülle 10 als
Folge der Anlage mit dem zusammenpassenden Verbinder 40 trägt, besser
aushalten.
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Als
Referenz für
die Mitte in der Richtung der Länge
der horizontalen Platte, ist eine hintere linke Seitenwand „b3" und eine hintere
rechte Seitenwand „b4" von vorne nach hinten
relativ zueinander versetzt. Mit anderen Worten, in 3 ist
die hintere rechte Seitenwand „b4" vor der hinteren
linken Seitenwand „b3" aufgerichtet und
ist mit der horizontalen Platte „a" verbunden. Ferner weist die hintere
linke Seitenwand „b3", die weg von der
Mitte positioniert ist, einen angehobenen Abschnitt 27 auf,
der aus ihm durch einen Schneidevorgang und einen Anhebevorgang
gebildet ist. Die Anschläge 26 für die Positionierung
des Gehäuses 31 sind
auf der linken Seitenwand „b1" und der rechten
Seitenwand „b2" gebildet, die in
ihre jeweiligen Innenräume
vorstehen (siehe auch 1).
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Die äußere Hülle 20 wird
aus zwei Hüllenelementen
zusammengebaut, wie in 3 gezeigt, indem die Kanten von
freien Seitenwänden „b" aufeinander zugerichtet
werden und die zwei Hüllenelemente
zusammengefügt
werden. Bei der Zusammenfügung
von diesen Hüllenelementen 21 miteinander,
wird der angehobene Abschnitt 27 mit dem zusammenpassenden
Hüllenelement
auf dessen hinterer rechter Seitenwand „b4" verbunden (siehe auch 2).
Das Angreifen des angehobenen Abschnitts 27 an der rechten
hinteren Seitenwand „b4" ist dafür vorgesehen,
um sowohl den Eingriff der Hüllenelemente 21 miteinander
sicherer zu machen als auch einen elektrischen Kontakt zwischen
den Hüllenelementen 21 zu
schaffen. Demzufolge hält
es zuverlässig
das gleiche elektrische Potential über der gesamten äußeren Hülle 20.
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Ferner
kann bei der Verbindung der Hüllenelemente 21 miteinander
die äußere Hülle 20 auf
einer vorgegebenen Dicke gehalten werden, indem sie veranlasst wird
den Anschlag 26 zu berühren
und eine Verbindung mit diesem einzugehen, wobei der Anschlag 26 auf
dem Hüllenelement
installiert ist, das an dem Anschlag 26 angreift (siehe 1(A)).
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In
dem Hüllenelement 21 ist
ein Geflecht-Aufnahmeabschnitt 28, der die Hälfte des
Umfangs des Abschirmungsdrahtgeflechts (nicht gezeigt) des Abschirmungsdrahts 60 abdeckt,
zwischen der hinteren linken Seitenwand „b3" und der hinteren rechten Seitenwand „b4" installiert. Der
gesamte Umfang des Drahtgeflechts (nicht gezeigt) wird deshalb durch
die Geflecht-Aufnahmeabschnitte 28 auf einen Zusammenbau
der Hüllenelemente 21 miteinander abgedeckt.
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In
vorteilhafter Weise ist der abgeschirmte Verbinder 100 mit
einer Vielzahl von Vorsprüngen 12 ausgerüstet, die
in den Innenraum der inneren Hülle 10 vorstehen,
und stützt
die äußere Oberfläche der inneren
Hülle 10 mit
der Spitze der äußeren Hülle 20, die
eine Plattendicke aufweist, die vorzugsweise dicker als die innere
Hülle 10 ist.
Demzufolge wird die Kraft, der die innere Hülle 10 von der inneren
Seite durch die Einfügung
des zusammenpassenden Verbinders 40 ausgesetzt ist von
der äußeren Hülle 20 getragen,
und die Ausdehnung (Expansion) des zentralen Teils der inneren Hülle 10 wird
verhindert. In Folge dessen kann der abgeschirmte Verbinder 100 die
Zuverlässigkeit
des elektrischen Kontakts zwischen der inneren Hülle 10 und dem Abschirmungselement 41 des
zusammenpassenden Verbinders 40 erhöhen, und kann auch die Zuverlässigkeit
des elektrischen Kontakts zwischen der inneren Hülle 10 und der äußeren Hülle 20 erhöhen. Da
die äußere Hülle 20 der
vorliegenden Arbeitskonfiguration durch Zusammenbringen von Hüllenelementen 21 mit
der gleichen Form gebildet ist, wird ferner nur ein Stanzgerät benötigt, wodurch
ermöglicht
wird, dass Herstellungskosten niedrig gehalten werden und das Teilemanagement
erleichtert wird. Da die Hüllenelemente 21 miteinander
durch angehobene Abschnitte 27 verbunden sind, wird die
Zuverlässigkeit
des elektrischen Kontakts zwischen den Hüllenelementen 21 erhöht.
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Während die
Erfindung unter Verwendung von bevorzugten Ausführungsformen geschrieben worden
ist, werden Änderungen,
die in dem Umfang der Erfindung sind, sowie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert
ist, für
Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet offensichtlich
sein. Zum Beispiel können
Vorsprünge 12,
die auf dem inneren Umfang der inneren Hülle 10 installiert
sind, auch auf der äußeren Umfangsoberfläche des
zusammenpassenden Verbinders, die ergriffen werden soll, installiert
werden, oder sie können
auf beiden installiert werden, und ihre Form können anstelle von Vorsprüngen Vertiefungs-artige
Kügelchen
sein, wie in den Zeichnungen gezeigt.