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ALLGEMEINER STAND DER
TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen bei Steckverbindern
zum Aufnehmen mehrerer Anschlussbuchsen für Koaxialkabel und insbesondere
für Koaxialkabel,
die einen kleinen Durchmesser aufweisen und Signalübertragung
mit hoher Geschwindigkeit und großer Bandbreite gestatten.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Grundsätzlich werden
zum Verbinden von Koaxialkabeln mit Komponenten elektrischer Anlagen
Steckverbinder und Anschlussbuchsen verwendet, die in Bezug auf
ihre Längsachse
rotationssymmetrisch sind. Die Konstruktion dieser Anschlussbuchsen
stellt ein Widerstandsverhalten bereit, das im Wesentlichen zum
Verhalten des Kabels identisch ist, und stellt darüber hinaus
auch eine gute Abschirmwirkung bereit. Rotationssymmetrische Koaxialkabel-Anschlussbuchsen
sind in US-A-4,943,245, US-A-4,923,412
und
DE 37 32 520 beschrieben.
Aufgrund der im Wesentlichen zylindrischen Konstruktion dieser bekannten
Anschlussbuchsen sind sie für Miniaturisierung
weniger geeignet. Dementsprechend weist ein Steckverbinder zum Aufnehmen mehrerer
dieser bekannten Anschlussbuchsen nur eine eher geringe Dichte hinsichtlich
der Anzahl von Koaxialkabel-Anschlussbuchsen pro benötigtem Volumen
oder Platz auf. Jedoch führen
die gestiegenen Anforderungen für
elektrische Anlagen, insbesondere Informationstechnologie-Anlagen
wie z.B. in Telekommunikations-Multiplexern zu einer hohen Signaldichte
von Verbindungen, also zu einer hohen Anzahl von Kabelverbindungen
in begrenztem Raum.
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Beim
Konstruieren von Steckverbindern hoher Dichte für Koaxialkabel-Anschlussbuchsen
stellte sich heraus, dass kastenförmige Koaxialkabel-Anschlussbuchsen
sowohl hinsichtlich der Miniaturisierung der Anschlussbuchse als
auch der Nebeneinanderanordnung der Anschlussbuchsen in einem Steckverbinder
geeignet sind.
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US-A-4,762,508
beschreibt einen Steckverbinder zum Aufnehmen kastenförmiger Koaxialkabel-Anschlussbuchsen.
In jeder der Anschlussbuchsen für
die Koaxialkabel sind die beiden Kontakte (Signal und Masse) nebeneinander
und parallel angeordnet und in einem Abstand zueinander in einem Gehäuse angeordnet,
das eine Abschirmung aufweist. Mehrere dieser Anschlussbuchsen sind
in individuellen Fächern
oder Aufnahmeabschnitten eines Steckverbinderkörpers aus isolierendem Material
angeordnet. Der Körper
ist in eine Umhüllung
eingesetzt, die aus metallischem Material hergestellt ist und derart
konstruiert ist, dass sie abschirmende Eigenschaften aufweist.
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Eine ähnliche
Konstruktion eines Steckverbinders für mehrere Koaxialkabel-Anschlussbuchsen ist
in EP-B-O 284 245 beschrieben. In diesem Bezugsdokument wie auch
in US-B-6,203,369 ist eine Koaxialkabel-Anschlussbuchse beschrieben,
die zwei Signalkontakte für
die Signalleiter zweier Koaxialkabel und einen gemeinsamen Massekontakt
aufweist, der zwischen den zwei Signalkontakten angeordnet und mit
den Abschirmungen der zwei Koaxialkontakte verbunden ist. Darüber hinaus
sind kastenförmige
Koaxialkabel-Anschlussbuchsen, die auch als SCI-Verbinder (Shielded
Controlled Impedance Connectors, geschirmter Verbinder mit definierter
Impedanz) bekannt sind, in US-A-5,184,965, DE-C-41 16 168 und DE-C-41
16 166 beschrieben.
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Ein
gewisser Nachteil von Koaxialkabel-Anschlussbuchsen, die eine kastenförmige Konstruktion
aufweisen, also eine Konstruktion aufweisen, die nicht koaxial ist,
resultiert in einem Verlust an Signalübertragung und einer Zunahme
an Signalreflexionseigenschaften der Anschlussbuchse bei hochfrequenten
Signalen im MHz-Bereich.
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Während die
kastenförmigen
Koaxialkabel-Anschlussbuchsen Aspekte der Packung mit hoher Dichte
betreffend gut funktionieren, bestehen Grenzen die Geschwindigkeit
und Frequenz der Signale betreffend, die durch die Anschlussbuchsen übertragen
werden. Bei höherer
Frequenz im GHz-Bereich nimmt die Dämpfung zu.
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Nach
Stand der Technik wurden Versuche unternommen, das oben erwähnte Problem
durch Verwenden von Masseanschlüssen
oder Massesammelleitungen zu behandeln. Eine Möglichkeit dazu besteht darin,
das Geflecht oder die Schirmlage jedes Koaxialkabels miteinander
zu verbinden und sie mit einem Metallstreifen als Massekontakt am
Steckverbinder zu verbinden. Insbesondere bei einer hohen Anzahl
von Kabeln stellt diese Anordnung keine positiven Masseanschlüsse für jedes
Kabel bereit.
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Von
US-A-5,829,991, US-A-5,775,924, US-A-4,340,265 und EP-B-O 508 255
werden elektrische Verbinder für
mehrere Koaxialkabel beschrieben, die jeweils Masseanschlussmittel
in der Form von Klemm- und Greifelementen zum mechanischen und dementsprechend
elektrischen Kontaktieren der Schirmlage oder des -geflechts der
individuellen Koaxialkabel aufweisen. Mit einer derartigen Anordnung ist
es jedoch nicht möglich,
Signale mir sehr hoher Geschwindigkeit und Frequenz zu übertragen.
Darüber
hinaus ist der Zusammenbau der bekannten Steckverbinder mit den
Greif-Masseanschlussmitteln ziemlich zeitaufwendig und mühsam.
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Die
Verwendung eines Waben-Masseanschlussblocks zum Eingreifen in die äußeren Leiter mehrerer
Koaxialkabel ist in US-A-4,889,500 beschrieben. Diese Anordnung
weist viele Teile auf und genügt
den Anforderungen einer wirtschaftlichen Lösung für den Koaxialkabelanschluss
nicht, da sie teuer und kompliziert herzu stellen bzw. zusammenzubauen
ist.
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Abschließend ist
aus EP-A-O 897 202, DE-C-43 44 328 und DE-A-33 41 356 bekannt, den Außenleiter
eines Koaxialkabels durch einen speziellen Massekontakt in der Gestalt
einer gewellten Hülse
zu kontaktieren. Jedoch sind die bekannten gewellten Hülsen in
den koaxialen Steckverbindern bereitgestellt, um den Steckverbinder
an Koaxialkabel unterschiedlichen Durchmessers anzupassen. Insbesondere
sind die gewellten Hülsen
benachbarter koaxialer Steckverbinder nicht miteinander verbunden.
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Darüber hinaus
ist nach Stand der Technik bekannt, Massesammelleitungs-Streifen
zum Verbinden der Gehäuse
kastenähnlicher
Koaxialkabel-Anschlussbuchsen zu verwenden. Ein Beispiel eines derartigen
Steckverbinders ist in US-B-6,171,143 und EP-A-O 952 637 beschrieben.
Dieser Steckverbinder ist ausgeführt,
mehrfache Koaxialkabel-Anschlussbuchsen aufzunehmen, und beinhaltet
zwei entgegengesetzte längliche
Vertiefungen, die ausgeführt
sind, Teile der äußeren leitenden
Gehäuse
der Anschlussbuchsen freizulegen. Diese freigelegten Teile werden
von mehreren metallischen Fingern zweier Verbindungselemente berührt, die
wie metallene Streifen geformt sind. Diese Verbindungselemente verbinden
die Anschlussbuchsen elektrisch mit den äußeren Gehäusekomponenten des bekannten
Steckverbinders, wobei die Gehäusekomponenten
elektrisch leitfähig
sind.
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Darüber hinaus
ist aus JP-A-11 074 037 ein anderer Steckverbinder für mehrere
Koaxialkabel-Anschlussbuchsen bekannt, der ein Metallgehäuse zum
Aufnehmen der Anschlussbuchsen aufweist. Elastische zylindrische
röhrenähnliche
Elemente, die von einer Metallschicht umhüllt sind, sind zwischen die
Anschlussbuchsen und das Metallgehäuse eingesetzt, um so die Reihe
benachbarter Anschlussbuchsen seitlich zu berühren.
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EP-A-O
311 041 beschreibt in dessen 1 und dem
beigefügten
Text einen Verbinder gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 für
eine Anordnung von Anschlussbuchsen für geschirmte Kabel, wobei die
Anschlussbuchsen in individuellen benachbarten Aufnahmeabschnitten
angeordnet sind. Die Aufnahmeabschnitte sind durch erste und zweite
Wandplatten hergestellt, wobei die ersten Wandplatten in einem Abstand
von- und parallel zueinander angeordnet sind und die zweiten Wandplatten
in einem Abstand von- und parallel zueinander angeordnet sind und
wobei die ersten Wandplatten senkrecht zu den zweiten Wandplatten
angeordnet sind. Dementsprechend sind die Wandplatten in rechtwinkligen
Spalten und Zeilen angeordnet. Die Wandplatten einer dieser Gruppen
bestehen jeweils aus zwei benachbarten Wandblechen, die sich dicht
beieinander befinden und einander berühren. Jedes Wandblech weist
einen ersten Kontaktarm und einen zweiten Kontaktarm auf. Während die
ersten Kontaktarme zweier benachbarter Wandbleche voneinander fort
gebogen sind, sind die zweiten Kontaktarme benachbarter Wandbleche
aufeinander zu gebogen. Der erste Kontaktarm kontaktiert das geschirmte
Gehäuse
einer Anschlussbuchse, die in den jeweiligen Aufnahmeabschnitt eingesetzt
ist. Der zweite Kontaktarm ist mit einem Massestift in Kontakt,
wenn der Verbinder mit einem Buchsenverbinderteil verbunden ist,
der mit den Massestiften bereitgestellt ist. Jeder Aufnahmeabschnitt
nimmt eine Anschlussbuchse eines geschirmten Kabels auf. Jede Anschlussbuchse
weist einen Signalkontakt, der mit der Signalleitung des geschirmten
Kabels verbunden ist, und ein geschirmtes Gehäuse auf, das mit dem Masse-
oder Schirmleiter des Kabels verbunden ist. Bei jeder Anschlussbuchse
weist der passende Buchsenverbinderteil, der mit dem Verbinder zu
verbinden ist, auch einen Signalstift auf, der Kontakt mit dem Signalkontaktelement der
jeweiligen Anschlussbuchse herstellen kann. Mittels der zwei Kontaktarme,
die einem jeweiligen Aufnahmeabschnitt zugeordnet sind, ist das
geschirmte Gehäuse
der Anschlussbuchse, die durch jenen Aufnahme abschnitt aufgenommen
ist, mit Masse verbunden. Jedoch weist der Massepfad eine erhebliche Länge auf,
womit die maximale Frequenz von Signalen begrenzt ist, die über den
bekannten Verbinder übertragen
werden können.
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Abschließend beschreibt
EP-A-O 074 205 ein Buchsenverbinderteil, das mehrere Kontaktstifte bereitstellt,
die in einer Reihe angeordnet sind. Ein rechteckwellenförmiger Hilfskontaktstreifen
ist entlang den zwei Reihen von Kontaktstiften angeordnet, um so
jeden Kontaktstift auf drei Seiten zu umgeben. Der Hilfskontaktstreifen
ist elektrisch mit den zwei am weitesten außen befindlichen Kontaktstiften
verbunden. Der bekannte Verbinder ist derart konstruiert, um geschirmte
Gehäuse
von Anschlussbuchsen für geschirmte
Kabel aufzunehmen, wobei jedes Gehäuse elektrisch mit der Masse
oder dem Schirmleiter des jeweiligen geschirmten Kabels verbunden
ist und einen Signalkontakt aufweist, der mit dem Signalleiter des
geschirmten Kabels verbunden ist. Beim Gleiten des Signalkontakts
auf den jeweiligen Kontaktstift kommt das geschirmte Gehäuse mit
dem Hilfskontaktstreifen in Kontakt, wobei Verbindung des Masse- oder
Schirmleiters über
den Hilfskontaktstreifen mit den am weitesten außen befindlichen Kontaktstiften erfolgt.
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Es
besteht immer noch Bedarf an Steckverbindern zum Aufnehmen mehrerer
geschirmter Kabelanschlussbuchsen, die Massesammelleitungen aufweisen,
die sowohl hinsichtlich elektrischer Eigenschafen als auch unter
Herstellungsaspekten verbessert sind.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt einen Steckverbinder bereit, der die Merkmale nach
Anspruch 1 aufweist. Die abhängigen
Ansprüche
betreffen einzelne Ausführungsformen
der Erfindung.
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Bei
elektrischen Messungen ist festgestellt worden, dass die Pfadlänge der
Massesammelleitungs-Verbindungen zwischen den geschirmten Kabelanschlussbuchsen
ziemlich wichtig für
die Signalübertragung
bei hohen Geschwindigkeiten und Frequenzen ist. Daher wird durch
die Erfindung vorgeschlagen, den elektrischen Pfad zwischen benachbarten
geschirmten Kabelanschlussbuchsen des Steckverbinders sehr kurz
zu halten. Dies wird gemäß der Erfindung
durch Bereitstellen elektrischer Verbindung zwischen benachbarten
geschirmten Kabelanschlussbuchsen untereinander durch die Wandabschnitte
des Steckverbinders hindurch erreicht, wobei die Wandabschnitte
zwischen benachbarten Anschlussbuchsen für die geschirmten Kabel angeordnet
sind. Diese Wandabschnitte weisen zwei oder mehrere Kontaktflächen auf,
die elektrisch leitfähig
sind und die benachbarten Aufnahmeabschnitte oder Fächer des
Gehäuses
des Steckverbinders begrenzen, wobei die Fächer oder Aufnahmeabschnitte
die individuellen Anschlussbuchsen aufnehmen. Die entgegengesetzten
Kontaktflächen
der Wandabschnitte berühren
die Gehäuse
der geschirmten Kabelanschlussbuchsen, wenn sie in die Aufnahmeabschnitte
oder Fächer
eingesetzt sind, und sind elektrisch miteinander verbunden. Durch diese
Konstruktion sind die elektrischen Pfade zwischen zwei benachbarten
Anschlussbuchsen so kurz wie möglich.
Dieses Merkmal stellt seinerseits gute Signalübertragung bei gesteigerten
Signalgeschwindigkeiten und -frequenzen bis zu mehreren GHz bei nur
sehr geringer Dämpfung
z.B. von 3 dB bereit. Dementsprechend stellt die Verbindung mit
niedriger Induktivität
und daher niedriger Impedanz zwischen den Anschlussbuchsen für die geschirmten
Kabel eine große
Bandbreite für
die zu übertragenden
Signale und somit eine verringerte Reflexionserscheinung sicher.
Dementsprechend stellt der Steckverbinder der vorliegenden Erfindung
eine gesteigerte Frequenzbandbreite der Signalübertragung bei gleichzeitiger
Verringerung der Dämpfung
bereit.
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Gemäß der Erfindung
sind die Wandabschnitte zwischen Aufnahmeabschnitten angeordnet,
wobei die Aufnahmeabschnitte in einer Reihe oder in einer Matrix
mit den Wandabschnitten zwischen jeweiligen Paaren von Aufnahmeabschnitten
entlang den Reihen oder entlang beiden Richtungen der Matrix (Spalten-
und Reihenrichtungen) angeordnet sein können. Jeder Aufnahmeabschnitt kann
eine oder mehrere Anschlussbuchsen beinhalten, wobei die Anschlussbuchsen
eines Aufnahmeabschnitts elektrisch mit den Anschlussbuchsen des benachbarten
Aufnahmeabschnitts durch einen gemeinsamen Wandabschnitt verbunden
sind. Insbesondere stellt das Gehäuse des Steckverbinders gemäß der Erfindung
das Aufnehmen von zwei Reihen von Anschlussbuchsen bereit, wobei
zwei Anschlussbuchsen nebeneinander in jedem Aufnahmeabschnitt angeordnet
sind und die aufnehmenden Abschnitte durch individuelle Wandabschnitte
getrennt sind, die zum elektrischen Kontaktieren aller Anschlussbuchsen
eines aufnehmenden Abschnitts in der Lage sind.
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Die
Wandabschnittelemente sind in Aufnahmeschlitze des Buchsengehäuses einander
gegenüberliegend
derart eingesetzt, dass die seitlichen Ränder jedes Wandabschnittelements
von einem Aufnahmeschlitz eines Paares von Aufnahmeschlitzen aufgenommen
sind. Bei dieser Konstruktion weist das Buchsengehäuse mindestens
einen Aufnahmebereich auf, der durch die Vertiefung im Buchsengehäuse gebildet
ist und gegenüberliegende
größere Wandabschnitte
aufweist, zwischen denen die Wandabschnittelemente parallel zueinander
angeordnet sind, um so die Aufnahmevertiefung in mehrere benachbarte
Aufnahmeabschnitte zu unterteilen. Die getrennten Wandabschnittelemente,
die in entgegengesetzte Führungsschlitze
zum Aufnehmen der entgegengesetzten seitlichen Ränder eines jeweiligen Wandabschnittelements
eingesetzt und geführt sind,
sind einfachen Zusammenbau und stabile Bauform des Steckverbinders
mit einer zuverlässigen elektrischen
Verbindung zwischen benachbarten Koaxialkabel-Anschlussbuchsen betreffend vorteilhaft.
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Grundsätzlich weist
ein geschirmtes Kabel einen Signalleiter oder Leiterkern mit einer
Ummantelung aus isolierendem Material auf, das den Signalleiter
umgibt. Die Isolierummantelung ist von einer Schirmlage umgeben,
die ein Geflecht oder eine Folie aus elektrisch leitfähigem Material
sein kann. Um die Schirmlage herum ist ein äußerer Isoliermantel angeordnet.
Eine Anschlussbuchse für
ein geschirmtes Kabel weist ein Signalkontaktelement und ein Massekontaktelement
auf, die elektrisch isoliert und in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei
das Gehäuse
als das Massekontaktelement fungieren kann. Im Falle so genannter
SCI-Anschlussbuchsen, wie in US-A-5,184,965, DE-A-41 16 168 und
DE-C-41 16 166 beschrieben,
sind die Signal- und Massekontaktelemente nebeneinander und elektrisch
isoliert in einem kastenförmigen
Gehäuse
aus elektrisch leitfähigem
Material angeordnet, das auch als Abschirmung fungiert. Die SCI-Anschlussbuchsen
sind für
miniaturisierte geschirmte Kabel konstruiert, die einen Außendurchmesser
von weniger als 2 mm aufweisen, obgleich der Aufbau und die Anordnung
einer SCI-Anschlussbuchse auch derart konstruiert sein können, dass
sie die Abmessungen geschirmter Kabel einhalten, die Außendurchmesser
aufweisen, die gegenüber
dem wie früher
erwähnten
unterschiedlich sind. Der Steckverbinder gemäß der Erfindung ist insbesondere
für Koaxialkabel-Anschlussbuchsen geeignet,
wie z.B. in den oben erwähnten
Bezugsdokumenten beschrieben.
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SCI-Anschlussbuchsen
können
einfach innerhalb der Aufnahmeabschnitte oder Fächer eines Steckverbinders
montiert werden. Innerhalb des Steckverbinders können SCI-Anschlussbuchsen aufgrund
ihres kastenförmigen
Gehäuses
in einer ziemlich hohen Dichte angeordnet sein.
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Gemäß der Erfindung
sind die Wandabschnitte, welche die zwei oder mehreren elektrisch
leitfähigen
und elektrisch verbundenen Flächen
aufweisen, zwischen benachbarten Koaxialkabel-Anschlussbuchsen angeordnet.
Im Falle von SCI-Anschlussbuchsen sind die kastenförmigen Gehäuse im Querschnitt
im Wesentlichen rechteckig, wobei sie zwei parallele größere äußere Flächen und zwei
parallele kleinere äußere Flächen aufweisen, welche
die zwei größeren Flächen verbinden.
Die größeren äußeren Flächen benachbarter
SCI-Anschlussbuchsen stehen einander gegenüber mit den Wandabschnitten
dazwischen. Dementsprechend berühren
die Wandabschnitte die großen äußeren Flächen in
dem Falle, dass die Aufnahmeabschnitte zum Aufnehmen von SCI-Anschlussbuchsen
konstruiert sind.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung sind die Kontaktflächen
der Wandabschnitte mit Erhebungen zum Berühren der Gehäuse der
Koaxialkabel-Anschlussbuchsen versehen, wenn sie in den Aufnahmeabschnitten
eingesetzt sind. Diese Erhebungen können punktartige oder linienartige
Kontakte mit den Gehäusen
der Koaxialkabel-Anschlussbuchsen bewirken. Linienkontakte sind
bevorzugt, wobei die Kontaktflächen
wellenartig geformt sind, wobei die wellen eine gewünschte Ausrichtung
insbesondere in Tiefenrichtung der Aufnahmeabschnitte oder orthogonal
zur Tiefenrichtung aufweisen. Insbesondere sind die Wandabschnitte
als gewellte Elemente bereitgestellt, wobei eine Erhebung auf der
einen Kontaktfläche
bewirkt, dass die andere Kontaktfläche ein Tal aufweist.
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Um
einen guten mechanischen Kontakt zwischen den Wandabschnitten und
den Koaxialkabel-Anschlussbuchsen zu garantieren, wird bevorzugt,
dass die Wandabschnitte federnd sind, um so eine Federkraft zu erzeugen.
Diese Federkraft kann durch die Konstruktion oder den Aufbau der Wandabschnitte
erzeugt werden, d.h. mit Sicken oder Erhebungen, die federnd mit
den Wandabschnitten verbunden sind, oder durch Wählen eines federnden Materials
für den
Wandabschnitt oder durch sowohl ein Konstruktions- oder Aufbaumerkmal
als auch ein Materialmerkmal gebildet werden. Wenn ein federndes
Material verwendet wird, wie beispielsweise Gummi oder dergleichen,
sind die entgegengesetzten Flächen
dieses Materials von einem elektrisch leitfähigen Material bedeckt, wobei diese
Beschichtungen aus leitfähigem
Material elektrisch miteinander durch das federnde Material hindurch
verbunden sind. Als Alternative können die Wandabschnitte einen
Kern aus federndem Material aufweisen, der von einem Gehäuse aus
leitfähigem Material
umgeben ist, das sowohl die Kontaktflächen als auch deren Verbindung
miteinander bildet.
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Der
innere Querschnitt jedes der Aufnahmeabschnitte entspricht dem äußeren Querschnitt
des Anschlussbuchsengehäuses.
Insbesondere im Falle von SCI-Anschlussbuchsen weisen die Aufnahmeabschnitte
jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf.
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Jeder
Aufnahmeabschnitt ist mit einer Öffnung
zum Einsetzen einer Anschlussbuchse und einer unteren Wand entgegengesetzt
zur Öffnung
versehen, wobei zwischen beiden Seitenwände angeordnet sind, wobei
zwei von ihnen durch die Kontaktflächen der Wandabschnitte gebildet
sind. Die untere Wand jedes der Aufnahmeabschnitte ist mit Bohrungen
versehen, die in Anzahl und Anordnung der Anzahl und relativen Anordnung
der Signal- und Massekontaktelemente der Koaxialkabel-Anschlussbuchsen
entsprechen. Die Bohrungen in den unteren Wänden der Aufnahmeabschnitte
können
Verbindungsstifte aufnehmen, die sich dort hindurch nach oben zu
den Masse- und Signalkontaktelementen der Anschlussbuchsen erstrecken.
Die Stifte können sich
von beispielsweise einer Leiterplatte oder Stiftleisten oder dergleichen
aus erstrecken, wie grundsätzlich
nach Stand der Technik für
elektrische Verbindung mit einem Steckverbinder bekannt.
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Als
Alternative können
die Bohrungen in den unteren Wänden
des Gehäuses
des Steckverbinders gemäß der Erfindung
federbelastete Tastelemente aufnehmen, die sich aus dem Gehäuse erstrecken, um
Kontaktanschlussflächen
z.B. einer Leiterplatte zu berühren,
gegen die das Gehäuse
zur elektrischen Verbindung zwischen den Anschlussflächen der
Leiterplatte und den federbelasteten Tastelementen gehalten ist.
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Um
die Koaxialkabel-Anschlussbuchsen, die in die Aufnahmeabschnitte
eingesetzt sind, am unerwünschten
Entfernen daraus zu hindern, wird bevorzugt, mindestens ein Verriegelungselement
für jeden Aufnahmeabschnitt
aufzuweisen, um das Gehäuse einer
Koaxialkabel-Anschlussbuchse zu sichern. Das Verriegelungselement
kann beispielsweise mit den Gehäusen
der Anschlussbuchsen in Rasteingriff stehen und insbesondere jene
Flächen
der Anschlussbuchsengehäuse
berühren,
die zu den unteren Wänden
entgegengesetzt sind und dementsprechend innerhalb der Öffnungen
der Aufnahmeabschnitte sind.
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Darüber hinaus
wird bevorzugt, die Wandabschnitte als individuelle Elemente zu
konstruieren, die vom Buchsengehäuse
getrennt sind. Diese separaten Elemente werden in das Gehäuse eingesetzt.
Diese Konstruktion ist insofern vorteilhaft, als das Gehäuse aus
einem dielektrischen Kunststoffmaterial hergestellt sein kann, das
einfach durch ein Formverfahren, insbesondere ein Spritzgießverfahren
gefertigt werden kann, sowie andere Materialien verwendet werden
können,
z.B. Metall in einem Spritzgieß-
oder Druckgussverfahren, während
das getrennte Wandabschnittelement aus einem Metallmaterial, insbesondere
einem Metallmaterial mit federnden Eigenschaften wie einem Blech
aus Federstahl gefertigt sein kann. Vorzugsweise sind die getrennten
Wandabschnittelemente, die in das Buchsengehäuse eingesetzt sind, darin
gegen ein unerwünschtes
Entfernen daraus mittels mindestens eines Verriegelungselements
für jedes
Wandabschnittelement gesichert. Diese Ver riegelungselemente sind
in am meisten zu bevorzugender weise in Rasteingriff mit dem Buchsengehäuse oder
dem Wandabschnittelement.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ist mindestens ein Einsatzelement zum Einsetzen in
einem Aufnahmeabschnitt bereitgestellt. Dieses Einsatzelement ist
aus einem elektrisch leitfähigen
Material hergestellt oder weist elektrisch leitfähiges Material auf oder weist
elektrisch leitfähige
entgegengesetzte Flächen
auf, welche die Kontaktflächen
zweier benachbarter Wandabschnitte berühren, wenn das Einsatzelement
in einen Aufnahmeabschnitt eingesetzt ist. Die entgegengesetzten
leitfähigen
Flächen
des Einsatzelements sind elektrisch miteinander verbunden. Ein derartiges
Einsatzelement kann verwendet werden, um gegenüberliegende Kontaktflächen benachbarter
Wandabschnitte des Buchsengehäuses
in dem Fall zu brücken,
dass ein oder mehrere Aufnahmeabschnitte des Steckverbinders gemäß der Erfindung
nicht mit einer geschirmten Kabelanschlussbuchse versehen ist oder
sind. Das Einsatzelement stellt daher die Massesammelleitung der
Anschlussbuchsen auch dann sicher, wenn individuelle Aufnahmeabschnitte
aus welchen Gründen
auch immer nicht mit Anschlussbuchsen versehen sind. Einer der Gründe kann
sein, dass der Steckverbinder aufgrund einer gewissen elektrischen Anwendung
weniger Anschlussbuchsen aufweist, als es der Anzahl an Aufnahmeabschnitten
entspricht.
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Um
das Einsetzen der geschirmten Kabelanschlussbuchsen in die individuellen
Aufnahmeabschnitte des Steckverbinders der Erfindung zu erleichtern,
sind in einer Ausführungsform
die Aufnahmeabschnitte mit Polarisationsmerkmalen zum Eingriff mit
Polarisationsmerkmalen der geschirmten Kabelanschlussbuchsen versehen.
Bei einer derartigen Konstruktion können die Anschlussbuchsen nur
in einer gewissen, d.h. in der korrekten Ausrichtung in die Aufnahmeabschnitte
eingesetzt werden.
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Gemäß den oben
identifizierten Ausführungsformen
der Erfindung gleitet eine geschirmte Kabelanschlussbuchse, wenn
sie in einen Aufnahmeabschnitt eingesetzt wird, entlang den gegenüberliegenden
Kontaktflächen
zweier benachbarter Wandabschnitte. Als Alternative dieses Konzepts
ist gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, dass das Gehäuse einer geschirmten Kabelanschlussbuchse
fest mit einer der Kontaktflächen
eines Wandabschnitts verbunden ist. In dieser Ausführungsform
werden der Wandabschnitt und die geschirmte Kabelanschlussbuchse
gleichzeitig in das Gehäuse
des Steckverbinders eingesetzt. Wenn sie darin eingesetzt sind,
stellt jene Kontaktfläche
des Wandabschnitts, die nicht mit der geschirmten Kabelanschlussbuchse
verbunden ist, eine Fläche
des Nachbar-Aufnahmeabschnitts bereit, entlang dem eine andere geschirmte
Anschlussbuchse gleitet, wenn sie in den Steckverbinder eingesetzt
wird. Aufgrund der festen Verbindung zwischen einem Wandabschnitt
und einer geschirmten Kabelanschlussbuchse kann letztere insofern
gegen unerwünschtes
Entfernen aus dem Steckverbinder gesichert werden, als der Wandabschnitt
innerhalb des Steckverbinders verriegelt ist.
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Der
Wandabschnitt, der fest mit dem Gehäuse der geschirmten Kabelanschlussbuchsen
gemäß der früher erwähnten Ausführungsform
verbunden ist, kann mit den Merkmalen bereitgestellt sein, wie oben
in Verbindung mit den Wandabschnitten der anderen Ausführungsformen
der Erfindung erwähnt. Insbesondere
sind die Wandabschnitte als separate Elemente bereitgestellt, die
Erhebungen aufweisen und insbesondere gewellt sind, wie oben detailliert erläutert. Als
Alternative können
die Wandabschnitte als federnde Arme oder Fahnen konstruiert sein,
die sich vom Gehäuse
einer geschirmten Kabelanschlussbuchse aus erstrecken und ein elektrisch
leitfähiges
Material aufweisen, um mecha nischen und elektrischen Kontakt mit
dem Gehäuse
einer geschirmten Nachbar-Anschlussbuchse herzustellen, die in den
Steckverbinder eingesetzt ist. Wenn mehrere benachbarte geschirmte
Kabelanschlussbuchsen in dem Aufnahmebereich oder der Vertiefung
des Steckverbinders eingesetzt sind, unterteilen die Federarme oder
dergleichen erhobenen Elemente der Gehäuse der geschirmten Kabelanschlussbuchsen den
Aufnahmebereich oder die Vertiefung des Steckverbinders in mehrere
benachbarte Aufnahmeabschnitte, die durch die Federelemente oder
dergleichen erhobenen Elemente getrennt sind.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung wird ausführliche
unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei
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1 eine
Seitenansicht eines Steckverbinders gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist,
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2 eine
Rückansicht
des Steckverbinders aus 1 ist,
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3 eine
Querschnittansicht des Steckverbinders aus 1 entlang
Linie III-III in 2 ist,
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4 eine
Detail-Teilansicht in größerem Maßstab der
Querschnittansicht aus 3 ist,
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5 eine
perspektivische Ansicht ist, die den Eingriff eines Wandabschnittelements
und einer SC2-Anschlussbuchse ohne die umgebenden Teile des Steckverbinders
zeigt,
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6 eine
Querschnittansicht eines Steckverbinders gemäß einer alternativen Ausführungsform
ist,
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7 eine
Seitenansicht einer alternativen SCI-Anschlussbuchse ist, mit der
ein Wandabschnittelement fest verbunden ist, und
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8 eine
andere Seitenansicht der SCI-Anschlussbuchse aus 7 ist.
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BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 bis 5 ist
eine erste Ausführungsform
eines Steckverbinders 10 gezeigt. Der Steckverbinder 10 weist
ein Gehäuse 12 aus
dielektrischem oder elektrisch leitfähigem Material auf, das einen
größeren Abschnitt 14 und
zwei Flanschabschnitte 16 aufweist, die sich von entgegengesetzten seitlichen
Seiten 18 des größeren Abschnitt 14 erstrecken.
Die Flanschabschnitte 16 sind nicht notwendigerweise erforderlich.
Neben den seitlichen Seiten 18 ist der größere Abschnitt 14 des
Gehäuses 12 des
Steckverbinders 10 durch ein vorderes Ende 20 und
ein hinteres Ende 22 begrenzt.
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Wie
aus 2 zu ersehen, ist das Gehäuse 12 mit einer Vertiefung 24 versehen,
die sich im Wesentlichen entlang der vollständigen Breite des größeren Abschnitts 14 zwischen
den Flanschabschnitten 16 und entlang dem größeren Abschnitt 14 auf das
vordere Ende 20 zu erstreckt. Die Vertiefung 24 ist
am hinteren Ende 22 offen und ist durch einen unteren Wandabschnitt 26 des
Gehäuses 12 begrenzt. Wie
ebenfalls in 2 dargestellt, ist die Vertiefung 24 durch
individuelle Wandabschnitte 28 in Fächer oder Aufnahmeabschnitte
unterteilt, die in einer Reihe angeordnet und durch die Wandabschnitte 28 getrennt
sind.
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Der
Steckverbinder 10 ist für
das Aufnehmen mehrerer kastenförmiger
Koaxialkabel-Anschlussbuchsen konstruiert, die nach Stand der Technik
als SCI-Anschlussbuchsen bezeichnet werden. Beispiele dieser SCI-Aschlussbuchsen sind
in US-A-5,184,965, DE-A-41 16 168 und DE-C-41 16 166 beschrieben.
Der Aufbau einer SCI-Anschlussbuchse 32 ist
Fachleuten im Allgemeinen be kannt und weist ein Gehäuse 34 auf,
das ein Massekontaktelement und ein Signalkontaktelement aufweist,
die mit der Abschirmung und dem Leiter eines Koaxialkabels 3b zu
verbinden sind. Die zwei Kontaktelemente sind relativ zueinander
isoliert und sind innerhalb eines Kerns aus dielektrischem Material
angeordnet, der vom Gehäuse 34 aus
elektrisch leitfähigem
Material umgeben ist, wobei das Gehäuse 34 elektrisch mit
dem Massekontaktelement der SCI-Anschlussbuchse 32 verbunden
ist. Dementsprechend werden mithilfe einer SCI-Anschlussbuchse die zwei leitfähigen Elemente
eines Koaxialkabels 36, also der Signalleiter und die Abschirmung,
auf Kontaktelemente übertragen,
die nebeneinander angeordnet und von einem kastenförmigen Gehäuse 34 umschlossen sind.
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Wenn
sie in den Steckverbinder 10 eingesetzt sind, sind die
individuellen SCI-Anschlussbuchsen 32 durch die Aufnahmeabschnitte 30 aufgenommen,
wobei die Kontaktelemente der SCI-Anschlussbuchse 32 dicht
an der unteren Wand 26 sind. Die untere Wand 26 weist
pro Aufnahmeabschnitt 30 zwei Bohrungen 38 auf,
die sich durch die untere Wand 26 hindurch von der Vertiefung 24 zum
vorderen Ende 20 des größeren Abschnitts 14 des
Steckverbinders 10 erstrecken. In der Ausführungsform
gemäß 1 bis 5 erstrecken
sich Anschlussstifte des Gegenstücks
des Steckverbinders 10 durch die Bohrungen 38 hindurch
und in die Vertiefung 24 hinein, um so Kontakt zu den Kontaktelementen
von SCI-Anschlussbuchsen 32 herzustellen, die im Aufnahmeabschnitt 30 eingesetzt
sind.
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Die
individuellen Wandabschnitte 28 sind als separate Wandabschnittelemente 40 aus
einem elektrisch leitfähigen
Material bereitgestellt. Wie aus 4 und 5 zu
ersehen, ist jedes Wandabschnittelement 40 gewellt und
weist dementsprechend Erhebungen 41 auf. Die Wandabschnittelemente 40 sind
aus Metall und insbesondere aus Federstahl hergestellt, um federnd
zu sein. Jedes Wandabschnittelement 40 weist zwei entgegengesetzte
Kontaktflächen 42, 44 zum
mechanischen und elektrischen Kontaktieren mit den Gehäusen 34 zweier
SCI-Anschlussbuchsen 32 auf, zwischen denen das Wandabschnittelement 40 angeordnet
ist. Das blechartige gewellte Element 40 dient für den Masseanschluss
der SCI-Anschlussbuchsen 32, um so eine Massesammelleitung
bereitzustellen. Aufgrund der mehreren Kontaktbereiche zwischen
den Wandabschnittelementen und den benachbarten SC2-Anschlussbuchsen
ist ein Strompfad bereitgestellt, der eine ziemlich niedrige Impedanz
und einen ziemlich niedrigen widerstand aufweist, was in einer verbesserten
Massesammelleitung resultiert. Dies macht es wiederum möglich, Signale
mit einer Frequenz von mehr als einigen GHz zu übertragen, während gleichzeitig
eine ziemlich geringe Dämpfung aufrechterhalten
wird.
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Wie
aus 3 und 4 zu ersehen, sind die seitlichen
Ränder 46 jedes
Wandabschnittelements 40 in Schlitze 48 eingesetzt,
die im Gehäuse 12 gebildet
und auf die Vertiefung 24 zu offen sind. Beim Zusammenbauen
des Steckverbinders 10 werden die Wandabschnittelemente 40 in
die Schlitze 48 des Gehäuses 12 eingesetzt.
Um die Wandabschnittelemente 40 innerhalb des Gehäuses 12 des
Steckverbinders 10 zu halten, ist jedes Element 40 an
einem seiner seitlichen Ränder 46 mit
einem Verriegelungsarm 50 versehen, der aus einer der Kontaktflächen 42, 44 herausragt.
Das Verriegelungselement oder der Verriegelungsarm 50,
der einstückig
mit dem Element 40 gebildet ist, rastet in eine entsprechende
Kerbe 52 in einem der beiden Schlitze 48 ein, die
das Element 40 aufnehmen. Diese Situation ist in 4 zu
sehen.
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Darüber hinaus
ist, um eine SCI-Anschlussbuchse 32 in einem Aufnahmeabschnitt 30 zu
halten, ein vorstehendes Verriegelungselement 54 an jedem der
Wandabschnittelemente 40 bereitgestellt, um das Ende des
Gehäuses 34 der
SCI-Anschlussbuchse 32 zu greifen, das entgegenge setzt
zur unteren Wand 26 des Gehäuses 12 des Steckverbinders 10 ist.
Dieses Verriegelungselement 54 ist federnd und durch ein
Mittel aus dem Durchtritt gebogen werden, durch den die SCI-Anschlussbuchse 32 in
einen Aufnahmeabschnitt 30 eingesetzt ist. Dementsprechend kann
eine SCI-Anschlussbuchse 32, die bereits in den Steckverbinder 10 eingesetzt
ist, noch ersetzt und entfernt werden.
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Wie
oben bereits festgestellt, stellen die Wandabschnittelemente 40 elektrische
Verbindung zwischen benachbarten SCI-Anschlussbuchsen 32 her.
Das Material der Elemente 40 kann eine Kupferlegierung
sein, z.B. mit Beryllium. Jedoch sind auch andere metallische oder
nicht metallische elektrisch leitfähige Materialien geeignet.
Abschließend
ist es auch möglich,
dass jedes Wandabschnittelement 40 einen Kern aus dielektrischem
Material aufweist, der mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet ist.
Ein derartiges Element würde
wegen des Skineffekts von Hochfrequenzsignalen, die durch die SCI-Anschlussbuchsen übertragen
werden, auch als elektrische Verbindung fungieren. Ein überlegenes Beschichtungsmaterial
ist beispielsweise Gold, während
der Kern aus gewelltem Eisen oder gewelltem Stahl bestehen kann,
das bzw. der federnde Merkmale aufweist.
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In 6 ist
eine andere Ausführungsform
eines Steckverbinders 10' gemäß der Erfindung
gezeigt. In dieser Fig. sind Elemente, die ihrem Aufbau oder ihrer
Funktion nach Elementen der Ausführungsform
nach 1 bis 5 ähnlich oder mit diesen identisch
sind, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Der
einzige Unterschied zwischen den Steckverbindern 10 und 10' ist der, dass
innerhalb der Bohrungen 38 federbelastete Tastelemente 56 eingesetzt
sind. Jedes Tastelement 56 ist mit einem federvorgespannten
ersten Ende versehen, das die Gestalt einer Spitze 58 aufweist
und sich über
das vordere Ende 20 des Steckverbinderge häuses 12 hinaus
erstreckt. Das andere Ende jedes Tastelements 56 erstreckt
sich in die Vertiefung 24, um so in eines der Kontaktelemente
der SCI-Anschlussbuchsen 32 einzugreifen, Die Verwendung
federbelasteter Tastelemente 56 in Steckverbindern ist
grundsätzlich
bekannt. Elektrischer Kontakt wird durch Drücken der Steckverbinders 10' mit den Enden
mit federvorgespannten Spitzen gegen Kontaktanschlussflächen z.B.
einer Leiterplatte erreicht.
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Alle
anderen Merkmale, die in Verbindung mit dem Steckverbinder 10 gemäß 1 bis 5 beschrieben
sind, sind auch im Steckverbinder 10' gemäß 6 gegeben.
Insbesondere ist der Steckverbinder 10 auch mit einer verbesserten
Massesammelleitung aufgrund der sehr kurzen elektrischen Verbindungen
zwischen den Gehäusen
benachbarter SCI-Anschlussbuchsen 32 versehen, was in einer niedrigen
Impedanz und einem niedrigen Widerstand des Strompfades resultiert.
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Eine
alternative Ausführungsform
für eine SCI-Anschlussbuchse 32' ist in 7 und 8 gezeigt.
In dieser Ausführungsform
werden wieder dieselben Bezugszeichen wie in den anderen Ausführungsformen
verwendet, solang die Teile und Merkmale dieselben sind.
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Bei
der Konstruktion der SCI-Anschlussbuchse 32' aus 7 und 8 ist
das Gehäuse 34 durch
Kleben, Schweißen,
Löten oder
dergleichen fest mit einem Wandabschnittelement 40 verbunden. Der
Aufbau und die Merkmale des Elements 40 aus 7 und 8 sind
dieselben wie im Falle der früher
beschriebenen Ausführungsformen.
Der einzige Unterschied ist der, dass ein Verriegelungselement zum
Verriegeln des Gehäuses 34 der
SCI-Anschlussbuchse 32 am Element 40 aufgrund
der stabilen Verbindung beider Teile nicht mehr erforderlich ist.
Jedoch ist das Wandabschnittelement 40 der Ausführungsform
nach 7 und 8 auch mit dem Verriegelungselement 50 versehen,
das in das Steck verbindergehäuse 12 insofern
eingreift, als das Verriegelungselement 50 in die Kerbe 52 jenes Schlitzes 48 einrastet,
der den jeweiligen seitlichen Rand 46 des Elements 40 aufnimmt.
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Wichtig
in der Ausführungsform
nach 7 und 8 ist, dass das Wandabschnittelement 40, das
fest mit dem Gehäuse 34 der
SCI-Anschlussbuchse 32' verbunden
ist und Kontakt zum Gehäuse 34 einer
benachbarten SCI-Anschlussbuchse 32' bereitstellt,
das trennende Element zwischen benachbarten Aufnahmeabschnitten
des Steckverbinders bildet, wenn die SCI-Anschlussbuchsen 32' in den Steckverbinder
eingesetzt sind. Dementsprechend erstrecken sich die Wandabschnittelemente 40 mit ihren
seitlichen Rändern 46 über das
Gehäuse 34 der SCI-Anschlussbuchse 32' hinaus, um
so in den Schlitzen 48 des Steckverbinders geführt und
durch diese aufgenommen zu sein, wir für die anderen Ausführungsformen
in 3, 4 und 6 gezeigt.
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Die
vorliegende Erfindung ist oben in Verbindung mit einer Ausführungsform
beschrieben, in der jeder Aufnahmeabschnitt 30 zum Aufnehmen
einer Anschlussbuchse 32 bereitgestellt ist. Jedoch ist dem
Fachmann klar, das jeder Aufnahmeabschnitt 30 konstruiert
werden kann, mehrere Anschlussbuchsen 32 aufzunehmen, die
jeweils mindestens einen gemeinsamen Wandabschnitt 40 berühren. Beispielsweise
können
zwei Anschlussbuchsen 32 mit ihren kleinen Seiten gegenüberliegend
und einander berührend
angeordnet sein, wobei jeder der Wandabschnitte 40, die
benachbarte Aufnahmeabschnitte 30 trennen, beide und (allgemeiner
ausgedrückt)
alle Anschlussbuchsen 32 des jeweiligen Aufnahmeabschnitts
berührt.
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Wie
für den
Fachmann offensichtlich ist, sind im Lichte der vorstehenden Beschreibung
viele Abänderungen
und Modifikationen in der Praxis dieser Erfindung möglich, ohne
den Umfang derselben zu verlassen. Dementsprechend ist der Umfang
der Erfindung gemäß der Substanz
aufzufassen, die durch die nachstehenden Ansprüche definiert ist.