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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Abschirmanordnung, die folgendes
umfaßt:
eine Abschirmkapselungshauptstruktur und einen damit verbundenen
allgemein konzentrischen Rahmen, die zusammen einen elektromagnetischen
Strahlungsschirm zwischen einem innen liegenden elektrischen Leiter
und einem Außenraum
bilden. Vorrichtungen mit hoher Frequenz und niedriger Signalamplitude verwenden
elektrische Abschirmanordnungen, um die Verarbeitung elektrischer
Signale ohne elektromagnetische Interferenz von außen zu gestatten,
die für
korrekte Meß-,
Verstärkungs-,
Digitalisierungs- und verschiedene andere Signalverarbeitungsoperationen
fatal sein könnten.
Der elektrische Leiter wird durch den konzentrischen Rahmen hindurchgeführt und
kann außen
verschiedene Funktionen wie etwa die einer Hochfrequenzantenne erfüllen. Der Übergang
von der gut abgeschirmten Kapselung am Ende des konzentrischen Rahmens
muß besonders
gut ausgelegt sein, da letzterer an die weitere Abschirmung des
Leiters gekoppelt werden muß,
das in Form eines steckbaren Kabels vorliegen kann.
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Der
Stand der Technik hat den konzentrischen Rahmen als ein mechanisch
getrenntes Element hergestellt, das an die obige Hauptabschirmung
gelötet
wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, daß eine derartige
Konstruktion eine Ursache für
zusätzliche
Kosten sowie Herstellungsfehler ist. Die Herstellung erforderte
die getrennte Handhabung zweier mechanischer Teile, die sorgfältige relative
Positionierung davon und schließlich
das Ausüben
einer Zwischenverbindung wie etwa durch Löten. Dies stellt einen zusätzlichen
Verarbeitungsschritt dar, der einen vollständig anderen Satz von Anforderungen
von dem mechanischen Ausformen der beiden Teile des Schirms auferlegt. Die
Ansicht ist, daß der
Fluß von
Lot und möglicherweise
assoziiertem Lötfluid,
das Anwenden und Entfernen von Hitze und verschiedene andere Aspekte in
bezug auf diesartiges Löten
für das
Herstellen eines Produkts unangebrachte Probleme verursacht, das
selbst vollständig
auf dem Ausbilden einer starren mechanischen Struktur basiert.
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Folglich
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung u.a. darin, daß sich die
Notwendigkeit für
derartiges Löten
erübrigt
und gleichzeitig die Abschirmqualität und die strukturelle Integrität der Abschirmanordnung
aufrechterhalten werden. Gemäß einem
ihrer Aspekte stellt die Erfindung nun deshalb eine Abschirmkapselungshauptstruktur
und einen damit verbundenen konzentrischen Rahmen bereit, die zusammen
einen elektromagnetischen Strahlungsschirm zwischen einem elektrischen
Leiter, der in der elektrischen Abschirmanordnung liegt, und dem
Außenraum
bilden, und der konzentrische Rahmen ist zudem zum Koppeln an einen
externen Koaxialleiter gegenüber
dem konzentrischen Rahmen ausgelegt, dadurch gekennzeichnet, daß der konzentrische
Rahmen über
Extrudierung aus der Abschirmkapselungshauptstruktur ausgebildet
ist und ein einzelnes Stück
mit der Abschirmkapselungshauptstruktur bildet.
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Aus
der veröffentlichten
EP-Patentanmeldung 0 878 871 A1 entsprechend der US-Patentanmeldung
mit der laufenden Nummer 854 737 mit einer Priorität vom 12.
Mai 1997 ist an sich ein Koaxialbuchsenisolator bekannt, der eine
spezifische Gestalt aufweist, um seine elektrische Impedanz zu steuern
und sein Spannungsstehwellenverhältnis
auf ein Minimum zu reduzieren. Hinsichtlich der Art und Weise, wie
die starren Metallteile davon hergestellt werden, werden keine Details
angegeben außer lediglich
ihre Abmessungen, und folglich könnte
ihr Ausbilden durch Extrudierung eine entsprechende Wahl gewesen
sein. Die Literaturstelle bezieht sich jedoch nur auf eine im wesentlichen
konzentrische Anordnung, die deshalb das Abschirmen einer recht großen elektronischen
Schaltung wie etwa einer Leiterplatte wie der vorliegenden Erfindung
nicht gestattet.
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Gleichermaßen ist
aus dem US-Patent 6,042,421 ein Koaxialsteckverbinder bekannt, der sowohl
eine starre äußere Struktur
und flexible innere Zungen zum Sichern der Position ihres zentralen
Verbinderstifts aufweist. Wie in der vorausgegangenen Literaturstelle
wurden keine Details hinsichtlich der Art und Weise der Herstellung
der starren Metallteile davon angegeben, außer ihren reinen Abmessungen.
Wie zuvor wurde in der Literaturstelle wieder keine Kombination
mit einer Hauptabschirmkapselung für eine elektronische Einrichtung
wie gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgeschlagen.
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Zudem
ist aus dem US-Patent 6,120,306 ein gegossenes Koaxialkopfteil-/buchsenverbindersystem
bekannt, vgl. Spalte 2, Zeile 15 und Spalte 3, Zeile 47. Die offenbarte
Konstruktion wurde für
minimales Nebensprechen unter mehreren, in dem Verbinder angeordneten
parallelen Leitungen optimiert. Zudem nähert sich die Technik des Auslegens
von Mehrdrahtverbindern seinen Zielen von einer Seite aus, die von
der vorliegenden Erfindung völlig
verschieden ist.
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Die
vorliegende Erfindung trachtet tatsächlich danach, in einem einzelnen
Arbeitsstück
eine relativ dünne
elektrische Abschirmhauptstruktur strukturell zu verbinden, die
einen substantiellen Bereich für
das Abschirmen einer elektronischen Einrichtung aufweist, mit einem
allgemein konzentrischen Rahmen, um darin einen elektrischen Leiter
lokalisieren zu können.
Allgemein liegen die Bemessung eines Mehrdrahtverbinders und eine
derartige elektrische Abschirmstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung weit
auseinander.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
eine Abschirmkapselung, die eine elektrische Abschirmanordnung wie
in Anspruch 1 beansprucht umfaßt,
und das Ausbilden einer ersten einseitigen Hülle, die mit einer zweiten
einseitigen Hülle
gekoppelt werden soll, und eine in einer so gebildeten doppelseitigen Hülle angeordnete
elektronische Vorrichtung. Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung
sind in abhängigen
Ansprüchen
aufgeführt.
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Diese
und weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden im folgenden
unter Bezugnahme auf die Offenbarung bevorzugter Ausführungsformen und
insbesondere unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich erörtert. Es
zeigen:
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1 eine
gelötete
Version der Abschirmanordnung gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine
extrudierte Version der Abschirmanordnung der vorliegenden Erfindung;
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3 eine "Außen"-Ansicht der Abschirmkapselung
der vorliegenden Erfindung;
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4 eine "Innen"-Ansicht der Abschirmkapselung
der vorliegenden Erfindung.
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1 veranschaulicht
eine gelötete
Version der Abschirmanordnung gemäß dem Stand der Technik. Die
Anordnung umfaßt
eine Abschirmkapselungshauptstruktur 20, die 0,5 mm dick
sein kann und die durch Ringlöten
(24) an einen im wesentlichen konzentrischen Rahmen 22 gelötet ist
und die gemäß einem
ISO-Standard standardisiert
worden sein kann. Wie gezeigt kann vor dem Löten der Rand 21 des
Rahmens 22 möglicherweise über einen
wohlbekannten Herstellungsschritt aufgeweitet worden sein, der eine
bestimmte plastische Verformung der konzentrischen Struktur verursachen
wird. Das Löten
ist zwar im Prinzip vollständig
durchführbar,
hat sich jedoch für
die Herstellung als ein komplizierender und teurer Faktor herausgestellt.
Neben den typischen Problemen der Handhabung von Gegenständen mit erhöhter Temperatur
stellt der Lötprozeß selbst
einen neuen Prozeß im
Arbeitsraum von Organisationen dar, die bisher hauptsächlich bei
mechanischen Formen und Gestalten Experten waren. Zudem stellt sich
die Aufrechterhaltung von Qualitätsstandards als
für den
Prozeß nach
dem Stand der Technik schwierig heraus.
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2 veranschaulicht
eine extrudierte Version der Abschirmanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Allgemein weist die Abschirmkapselungshauptstruktur 26 die
gleiche Dicke von 0,5 mm wie zuvor auf. Nun ist jedoch der konzentrische
Rahmen 28, 29, 30 aus dem gleichen Material
wie die Abschirmkapselungshauptstruktur 26 extrudiert worden.
Bei einer Realisierung erforderte das Extrudieren acht aufeinanderfolgende
Schritte, die es gestatteten, die strengsten Anforderungen hinsichtlich
Größe, Positionierung,
Wandgleichförmigkeit,
Konzentrizitätsqualität und Glattheit
des Übergangs
zwischen der im wesentlichen flachen Abschirmung 26 und dem
extrudierten konzentrischen Rahmen 28, 29, 30 aufrechtzuerhalten.
Dieser konzentrische Rahmen weist eine Wanddicke mit einem Wert
auf, der ähnlich der
Dicke der Abschirmkapselungshauptstruktur 26 ist. Dies
bedeutet, daß seine
Gestalt, die mehr oder weniger einen Zylinder darstellt, strukturell
ausreichend starr ist für
die Handhabung sowie für
das Anschließen
eines externen Kabels oder Drahts. Die konische Gestalt des Übergangs 29 und
die röhrenartigen
Sektionen 28 und 30 gestatten einer strengen Toleranz
unterworfene Abmessungen, wohingegen die virtuelle Spitze des Kegels
in der Figur nach oben war wie auf die Hauptabschirmplatte 26 gerichtet. Weitere Verarbeitungsschritte
für die
Herstellung waren Biegen, Schneiden, Stanzen des Kastens, Verbinder-Platine-an-Platine-Einsetzen, und schließlich das
Einsetzen eines Antennenstifts mit seiner Kunststoffhalterung von
außen.
Das Positionieren des Antennenstifts erfolgt durch den Extrudierungsrahmen und
zwei tragende Höcker.
Die Stelle des Platine-an-Platine-Verbinders wird ebenfalls durch
eine Biegeoperation bewirkt.
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3 veranschaulicht
eine "Außen"-Ansicht einer Abschirmkapselung
gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die elektrische Abschirmanordnung stellt effektiv eine Fronthülle einer
Abschirmkapselung bereit, die mit einer hinteren Hülle 38 kombiniert
werden soll. Ihre gegenseitige Befestigung wird durch verschiedene,
in 4 eingehender gezeigte zahnartige Strukturen bewirkt.
Zudem ist Element 36 ein ISO-standardisierter extrudierter Rahmen,
der innen eine Kunststoffkontakthalterung 34 aufweist,
die den zentral darin angeordneten Antennenstift (40) umgibt.
Verschiedene weitere Details, die auf der Oberfläche der elektrischen Abschirmanordnung
sichtbar sind, sind für
die vorliegende Erfindung ohne Belang. Diese Abschirmkapselung kann
als ein Gehäuse
für eine
elektronische Einrichtung oder Schaltung und insbesondere für eine Tunervorrichtung
verwendet werden. In fast allen Fällen wird eine solche elektronische
Schaltung einen abgeschirmten Signaleingang wie in 3, 4 gezeigt
und weiterhin einen Ausgang zum Ausgeben eines Benutzersignals wie etwa
Audio oder Daten aufweisen.
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4 zeigt
die "Innen"-Ansicht der Abschirmanordnung
der vorliegenden Erfindung, wobei die hintere Hülle 38 von 3 zur
besseren Untersuchung entfernt worden ist. Wiederum füllt die
Baugruppe 26 den größten Teil
des Bereichs auf, der wiederum den Antennenstift 40 mit
der Kunststoffkontakthalterung 34 und Platine-an-Platine-Verbinder 42 trägt, von
denen das Gegenstück
auch am unteren Rand in 3 zu sehen ist. Solche Platine-an-Platine-Verbinder
sind das Ziel eingehender Standardisierungsoperationen gewesen.
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Die
Kunststoffkontakthalterung 34 lokalisiert den Antennenstift 40 in
einer Abschirmung über
den extrudierten Rahmen in der vorderen Hülle. Die Halterung 34 ist
vorteilhafterweise aus ULTRAMID B3 W6G mit einem Zusatz von 30%
Glasfaser konstruiert. Der extrudierte Teil 36 kommt aus
im voraus verzinntem Bandrohmaterial wie etwa DCO4 LC mit einer
Dicke von 0,5 Millimeter. Die achtstufige Extrudierungssequenz gestattete,
eine Höhe
von 14 Millimetern bei einem Innendurchmesser von 9 Millimetern zu
erreichen. Es wurde in Erfahrung gebracht, daß Organisationen, die in der
Stanzindustrie arbeiten, weit mehr Wissen über das Knicken von Stahl und ähnliche
Techniken als über
Lötprozesse
besitzen. Ein letzter Vorteil der Erfindung besteht darin, einen Vorrat
nur an einem einzelnen Zwischenprodukt anstelle von zweien beizubehalten.