DE60101759T2

DE60101759T2 - Steckverbinder

Info

Publication number: DE60101759T2
Application number: DE60101759T
Authority: DE
Inventors: Trevor Ulverston Cumbria Armistead; Robert Graham Ulverston Cumbria Armistead
Original assignee: Oxley Developments Co Ltd
Current assignee: Oxley Developments Co Ltd
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: DE60101759D1; EP1150395B1; EP1150395A3; US20010039152A1; GB0010282D0; ES2210096T3; US6471554B2; EP1150395A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Anschlüsse und insbesondere (jedoch nicht ausschließlich) nachgiebige elektrische Anschlüsse zur Verwendung in Planargruppenfiltern.
Eine besonders wichtige Anwendung der vorliegenden Erfindung betrifft das Filtern von elektromagnetischer Interferenz (EMI). Das Filtern von EMI aus elektronischen Signalverbindungen gewinnt zunehmend an Bedeutung, da diese unerwünschte Interferenz andernfalls ernsthafte Fehlfunktionen bei elektronischen Systemen verursachen kann.
Herkömmlicherweise wird dies in einer volumetrisch effizienten Weise erreicht, indem eine Keramikplanargruppe in einen Mehrweganschluss integriert wird. Ein typisches Beispiel hierfür ist im britischen Patent Nr. 2205201 gezeigt.
Keramikplanargruppen sind mehrschichtige Konstruktionen, bei denen Metallelektroden zwischen dielektrischen Keramikschichten in einem Monolithblock mit Leitungsdurchgangsöffnungen angeordnet sind, die den Mehrwegkontakten des Anschlusses entsprechen. Die Elektroden dienen als Kondensatorplatten und sind so konstruiert, dass jeder Leitungsdurchgang eine separate Kapazität zur Erdung aufweist. Das heißt, dass jeder Leitungsdurchgang mit einer Seite eines Kondensators verbunden ist, dessen andere Seite mit dem äußeren Metallgehäuse des Anschlusses verbunden ist, das durch ein Chassis an die Erdung angeschlossen ist.
Die Leitungsdurchgangsöffnungen in der Planargruppe sind metallisiert, wobei die Metallisierung mit ausgewählten Elektroden verbunden ist (d.h. mit einer Seite des Mehrschichtkondensators, der mit dem Leitungsdurchgangskontakt elektrisch zu verbinden ist). Das Signal wird von Leitungsdurchgangskontakten in Form von länglichen Stiften übertragen. Zwischen der Metallisierung und dem Leitungsdurchgangskontakt selbst muss eindeutig eine Verbindung hergestellt werden.
Dies wurde traditionell mit Hilfe einer Lötverbindung (wie z.B. in GB2214513A beschrieben) oder mittels einer Federklammer erreicht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die erforderliche Verbindung auf robuste, zuverlässige und konstruktiv einfache Weise bereitzustellen.
US 3258736 offenbart einen elektrischen Anschluss zur Verbindung axial ausgerichteter leitfähiger Öffnungen. Ein spiralförmiger elastischer Leiter wird anfänglich um ein steifes, nicht leitendes Kernelement gewickelt, wobei Enden des Leiters gestaucht werden, um ihn stramm um den Kern gewickelt zu halten, damit der Leiter in die zu verbindenden Öffnungen eingeführt werden kann. Durch Abschneiden der gestauchten Abschnitte des Leiters kann er sich daraufhin abwickeln und sich radial in Kontakt mit den Öffnungen ausdehnen, wobei der Leiter daraufhin einen im Allgemeinen gleichförmigen Durchmesser aufweist und radial auswärts auf die Öffnungen drückt. Der Kern, der seinen Zweck erfüllt hat, kann danach entfernt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt eine elektrische Mehrweganschlussvorrichtung vor, die Folgendes umfasst:
einen Block, der Elektroden enthält, die mindestens einen Filterkondensator bilden,
eine Vielzahl von Leitungsdurchgangsöffnungen, die durch den Block gebildet sind, wobei die Innenseite mindestens einer der Leitungsdurchgangsöffnungen eine Metallschicht aufweist, die mit mindestens einer Kondensatorelektrode in elektrischem Kontakt steht und die Metallschicht einen Innendurchmesser aufweist,
eine Vielzahl länglicher Stifte, wobei jeder Stift durch eine der Vielzahl von Leitungsdurchgangsöffnungen in dem Block geführt ist,
gekennzeichnet durch die Bereitstellung eines Anschlusses, der die mindestens' eine Kondensatorelektrode, die in elektrischem Kontakt mit der Metallschicht steht, elektrisch mit dem Stift verbindet, wobei der Anschluss um den Stift herum und innerhalb der Metallschicht angeordnet ist, der Anschluss eine mindestens im Wesentlichen spiralförmige Wicklung aufweist, die so geformt ist, dass sie einen ersten Abschnitt mit einem Durchmesser, der zur Aufnahme und zum Umschließen eines der Stifte geeignet ist, wenn er dort hineingesteckt wird, um eine elektrische Verbindung damit zu bilden, sowie einen zweiten Abschnitt mit einem größeren Durchmesser als der des ersten Abschnitts bereitstellt, wobei der zweite Abschnitt einen Außendurchmesser aufweist, der größer als der Innendurchmesser der Metallschicht ist, so dass der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts innerhalb der Metallschicht radial zusammengedrückt wird, um einen Druck und einen elektrischen Kontakt mit demselben aufrecht zu erhalten.
Die Wicklung kann aus Metall gebildet sein, dessen Nachgiebigkeit die Sicherstellung eines zuverlässigen elektrischen Kontakts unterstützt.
Vorteile, die sich aus dieser einfachen Anordnung ergeben, sind stark reduzierte Montagekosten und ein spannungsfreier nachgiebiger zuverlässiger elektrischer Kontakt, wobei weder Lötwärme noch eine direkte mechanische Verbindung vorliegt.
Die Spannung durch Temperaturänderungen ist durch den nachgiebigen Kontakt ebenfalls stark reduziert, so dass eine Dehnung und ein Zusammenziehen der Metallteile des Anschlusses die zerbrechliche Keramik einer Planargruppe nicht belasten.
Eine Planargruppe, die die Anschlüsse gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, kann darüber hinaus so konstruiert werden, dass sie repariert werden kann, wobei darauf hingewiesen wird, dass die Erdungsverbindung zur Gruppe normalerweise von der äußeren Verbindung der Planargruppe zur Innenseite des Anschlussgehäuses gefedert wird.
Dadurch, dass der Innendurchmesser des ersten Abschnitts kleiner als der Außendurchmesser des Kontakts, der dort hineingesteckt wird, gehalten wird, kann sichergestellt werden, dass der Druck und der elektrische Kontakt zwischen den beiden Bauteilen aufrecht erhalten werden Der Anschluss kann so gebildet sein, dass er als Druckfeder wirkt, wenn er zwischen zwei gegenüberliegenden axial zugewandten Flächen gehalten wird, damit der Anschluss mit mindestens einer der Flächen eine elektrische Verbindung herstellen kann.
Bei bestimmten Anordnungen kann der Anschluss sowohl radial als auch axial nachgiebig verformt werden.
Im Folgenden werden spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen lediglich beispielhaft beschrieben, wobei:
1, 2 und 3 Anschlussanordnungen jeweils in Seitenansicht und teilweise im Querschnitt darstellen, die einen ersten, zweiten und dritten Anschluss umfassen, welche die vorliegende Erfindung verwirklichen;
4 eine andere Anschlussanordnung wiederum in Seitenansicht und teilweise im Querschnitt veranschaulicht, die selbst die vorliegende Erfindung nicht verwirklicht, jedoch zeigt, dass ein spiralförmiger Anschluss der vorliegenden Erfindung sowohl axial als auch radial zusammengedrückt werden kann.
Jeder der veranschaulichten Anschlüsse, die die vorliegende Erfindung verwirklichen, ist als spiralförmige Spule aus Metalldraht gebildet.
In jeder der 1 bis 3 ist eine elektrische Leitungsdurchgangsverbindung in Form eines Stifts 2 zu sehen. Dieser wird in einer Leitungsdurchgangsöffnung 4 aufgenommen. In den Zeichnungen ist die Leitungsdurchgangsöffnung 4 in einem Rohr 6 gebildet, jedoch kann die Öffnung in der Praxis beispielsweise in einer Planarkondensatorgruppe des oben beschriebenen Typs gebildet sein. In jeder der 1 bis 3 muss der Stift 2 mit einer elektrischen Klemme verbunden sein, die von einer Metallisierungsschicht 8 gebildet wird, die an der Innenseite der Leitungsdurchgangsöffnung 4 gebildet ist. Die erforderliche Verbindung wird in jedem Fall von einem entsprechenden Anschluss gebildet, der die vorliegende Erfindung verwirklicht.
Der Anschluss 5, der in 1 veranschaulicht ist, weist eine Kegelstumpfform auf, die durch mehrere Windungen der Drahtspirale gebildet ist, wodurch ein Abschnitt 10 mit größerem Durchmesser und ein Abschnitt 12 mit kleinerem Durchmesser bereitgestellt werden. Der Durchmesser des Abschnitts 10 mit dem größeren Durchmesser ist so gewählt, dass ein zuverlässiger Kontakt mit der Metallschicht 8 hergestellt wird. Dieser Durchmesser ist etwas größer als der Innendurchmesser der Metallschicht, so dass der Abschnitt 10 beim Einführen etwas verformt wird, wodurch aufgrund der Nachgiebigkeit des Drahts, aus dem der Anschluss gebildet ist, sichergestellt wird, dass ein Druck zwischen der Metallschicht 8 und dem Abschnitt 10 mit dem größeren Durchmesser aufrechterhalten wird. Der Abschnitt 12 mit dem kleineren Durchmesser ist so gebildet, dass er einen zuverlässigen Kontakt mit dem Stift 2 herstellt und diesen umschließt, wobei der Innendurchmesser dieses Abschnitts (vor dem Einführen des Stifts 2) etwas kleiner als der Außendurchmesser des Stifts ist.
Der Anschluss 7, der in 2 veranschaulicht ist, weist eine eingeschnürte Form auf, wobei ein Abschnitt 14 mit einem kleineren Durchmesser zum Umschließen des Stifts 2 zwischen zwei Abschnitten 16 mit größerem Durchmesser gebildet ist, die beide die Metallschicht 8 berühren.
Der Anschluss 9, der in 3 veranschaulicht ist, weist eine ausgebauchte Form auf, wobei zwei Abschnitte 18 mit einem kleineren Durchmesser an den Enden des Anschlusses gebildet sind, zwischen denen ein Abschnitt 20 mit größerem Durchmesser vorgesehen ist.
In jedem Fall stellen die gewählten Durchmesser und die Nachgiebigkeit des Anschlusses 5, 7, 9 sicher, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem Stift 2 und der Metallschicht 8 auf zuverlässige Weise erreicht wird.
Während der Anschluss in jeder der 1 bis 3 in seiner Leitungsdurchgangsöffnung 4 radial zusammengedrückt wird, um die erforderliche elektrische Verbindung herzustellen, verwendet die Ausführungsform, die in 4 veranschaulicht ist, einen Anschluss, der axial zusammengedrückt wird und eine axial zugewandte Klemmenoberfläche berührt.
In diesem Fall ist ein Paar Anschlüsse 30 vorgesehen, die beide einen Endabschnitt 32 mit kleinerem Durchmesser aufweisen, gefolgt von einem Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser, der als Druckfeder dient. Wiederum ist eine Leitungsdurchgangsverbindung als Stift gebildet, der in dieser Zeichnung mit 36 gekennzeichnet ist und durch ein Paar Endwände 38 hindurchläuft, von denen jede eine Bohrung 40, die den Stift 36 aufnimmt, und eine größere Gegenbohrung 42, die sowohl den Stift als auch den Abschnitt 34 mit dem größeren Durchmesser eines entsprechenden Anschlusses 30 aufnimmt, aufweist. Der Anschluss 30 wird in beiden Fällen zwischen einer Schulter, die am Ende der Gegenbohrung gebildet ist, und einer elektrischen Klemme 41 axial zusammengedrückt.
Die Klemme 41 ist als metallisierter Ring auf einer Platte 43 gebildet, die der Endwand 38 zugewandt ist, und ist einstückig mit der Metallisierung innerhalb der Bohrung in der Platte 43 gebildet. Die Kontaktfläche der Klemme 40 ist der Achse der Anordnung zugewandt, wobei aufgrund des Axialdrucks des Anschlusses ein Ende des Anschlusses zuverlässig in Kontakt mit dieser Fläche gehalten wird. Am anderen Ende des Anschlusses umschließt dessen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser den Stift 36 und berührt diesen.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Anschluss 5 in Anordnungen verwendet werden kann, in denen er axial zusammengedrückt wird, wodurch sowohl radiale als auch axiale Kräfte auf die Oberflächen, mit denen er in Kontakt steht, ausgeübt werden.

Claims

Elektrische Mehrweganschlussvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Block (6), der Elektroden enthält, die mindestens einen Filterkondensator bilden, eine Vielzahl von Leitungsdurchgangsöffnungen (4), die durch den Block (6) gebildet sind, wobei die Innenseite mindestens einer der Leitungsdurchgangsöffnungen (4) eine Metallschicht (8) aufweist, die mit mindestens einer Kondensatorelektrode in elektrischem Kontakt steht, und die Metallschicht (8) einen Innendurchmesser aufweist, eine Vielzahl länglicher Stifte (2), wobei jeder Stift (2) durch eine der Vielzahl von Leitungsdurchgangsöffnungen (4) in dem Block (6) läuft, gekennzeichnet durch die Bereitstellung eines Anschlusses (5, 7, 9), der die mindestens eine Kondensatorelektrode, die in elektrischem Kontakt mit der Metallschicht (8) steht, elektrisch mit dem Stift (2) verbindet, wobei der Anschluss (5, 7, 9) um den Stift (2) herum und innerhalb der Metallschicht (8) angeordnet ist, der Anschluss (5, 7, 9) eine mindestens im Wesentlichen spiralförmige Wicklung aufweist, die so geformt ist, dass sie einen ersten Abschnitt (12, 14, 18) mit einem Durchmesser, der zur Aufnahme und zum Umschließen eines der Stifte (2) geeignet ist, wenn er dort hineingesteckt wird, um eine elektrische Verbindung damit zu bilden, sowie einen zweiten Abschnitt (10, 16, 20) mit einem größeren Durchmesser als der des ersten Abschnitts bereitstellt, wobei der zweite Abschnitt einen Außendurchmesser aufweist, der größer als der Innendurchmesser der Metallschicht (8) ist, so dass der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts innerhalb der Metallschicht (8) radial zusammengedrückt wird, um einen Druck und einen elektrischen Kontakt mit demselben aufrecht zu erhalten.
Elektrische Mehrweganschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wicklung aus Metall gebildet ist, dessen Nachgiebigkeit bei Gebrauch des Anschlusses die Gewährleistung eines zuverlässigen elektrischen Kontakts unterstützt.
Elektrische Mehrweganschlussvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwei der zweiten Abschnitte (16) mit einem größeren Durchmesser als der des ersten Abschnitts (14) vorhanden sind und die beiden zweiten Abschnitte (16) jeweils an den beiden Seiten des ersten Abschnitts (14) angeordnet sind, weshalb der Anschluss eine "eingeschnürte" Form aufweist.
Elektrische Mehrweganschlussvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwei der ersten Abschnitte (18) jeweils an den beiden Seiten des zweiten Abschnitts (20) angeordnet sind, weshalb der Anschluss eine "ausgebauchte" Form aufweist.
Elektrische Mehrweganschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser der Windungen des elektrischen Anschlusses entlang seiner Länge von dem ersten Abschnitt (12, 14, 18) mit kleinerem Durchmesser zum zweiten Abschnitt (10, 16, 20) mit größerem Durchmesser schrittweise zunimmt.
Elektrische Mehrweganschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anschluss so gebildet ist, dass er als Druckfeder wirkt.