DE60316145T2

DE60316145T2 - Schneller elektrischer verbinder

Info

Publication number: DE60316145T2
Application number: DE60316145T
Authority: DE
Inventors: Robert Neil Middletown WHITEMAN; Wayne Samuel Harrisburg DAVIS
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: AU2003273140A1; US6913490B2; EP1508184A1; US20030220021A1; EP1508184B1; US6808420B2; CN1656653A; DE60316145D1; US20050020135A1; WO2003100910A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder zum Übertragen von elektrischen Hochgeschwindigkeitssignalen in Differentialpaaranwendungen.
Es wurden viele Leiterplatte-an-Leiterplatte-Verbindersysteme zum Verbinden von Leiterplatten vorgeschlagen, die Leiterbahnen zum Übertragen von Signaldifferentialpaaren aufweisen. Die Differentialpaare beinhalten komplementäre Signale, so dass, wenn ein Signal in einem Differentialpaar von 0 V auf 1 V umschaltet, das andere Signal in dem Differentialpaar von 1 V auf 0 V umschaltet. Jeder Verbinder hat eine charakteristische Impedanz.
In der Vergangenheit führten Impedanzschwankungen bei einem Verbinder nicht zu einer erheblichen Herabsetzung der Signalleistung, wenn Signal-/Datenübertragungsraten relativ niedrig waren (z.B. weniger als 1 GHz). Es wurden jedoch neuere Systeme vorgeschlagen, um Datensignale mit Geschwindigkeiten zu übertragen, die an 2 GHz herankommen oder diesen Wert sogar übersteigen. Bei diesen schnellen Datenübertragungssystemen kann es selbst bei geringfügigen Impedanzschwankungen zu ernsthaften Problemen wie Signalverlust, Interferenz, Rauschen, Jittern oder dergleichen in jedem Verbinder kommen.
Ferner ist jede Leiterbahn der Leiterplatte mit einem eindeutigen Signalpin des Verbinders verbunden. Innerhalb des Verbinders kann es zu elektromagnetischen Kopplungen von Signalpins von separaten unterschiedlichen Differentialpaaren miteinander kommen. Wenn Signalpins von unterschiedlichen Differentialpaaren miteinander gekoppelt werden, kommt es zu Übersprechen in den Signalpins. Übersprechen erhöht Interferenz, Rauschen und Jittern in der/des Leiterplatte, Verbinders und Systems. Eine Vergrößerung der Distanz zwischen Signalpins von separaten Differentialpaaren verringert typischerweise die Auswirkungen von Interferenz, Rauschen und Jittern. Eine Vergrößerung der Distanz zwischen Differentialpaaren verlangt jedoch gewöhnlich einen größeren Verbinder. Elektrische und elektronische Anwendungen verlangen jedoch heutzutage, dass eine große Zahl von Differentialpaaren in einem kleinen Raum untergebracht wird. Viele Systeme erfordern einen möglichst kleinen Verbinder, um den Innenraum effizient zu nutzen. Ein solcher Verbinder ist in der US-B-6347962 offenbart; die in diesem Dokument erörterte elektrische Verbinderbaugruppe bietet verbesserte Signalleistungskennwerte bei gleichbleibend geringen Gehäusemaßen. Es sind verschiedene andere Verbindertypen bekannt: die EP-A-0959535 offenbart einen Hochgeschwindigkeitsverbinder für die Montage an einer Mutterplatine, der so gestaltet ist, dass er den Einführungsrand einer PCB-Karte aufnimmt; die US-B-6350134 betrifft zusammenwirkende längliche elektrische Verbinder mit Signal- und Massekontakten, die in abwechselnden Paaren und in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sind, um Übersprechinterferenz minimal zu halten; und die EP-A-1107387 lehrt einen abgeschirmten Verbinder, bei dem eine Abschirmplatte zwischen internen benachbarten Säulen von Kontaktelementen angeordnet ist.
So besteht ein zu lösendes Problem darin, wie ein elektrischer Verbinder mit einer großen Zahl von Signalkontakten in einer dichten Anordnung bereitgestellt werden kann, wobei elektrisches Übersprechen zwischen den Signalkontakten minimal gehalten wird.
Dieses System wird mit einem elektrischen Verbinder nach Anspruch 1 gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Sammelverbinder zum Zusammenstecken mit einer Verbinderbuchse bereitgestellt, die ein Gehäuse mit einer Zusammensteckfläche und einer Plattenmontagefläche umfasst, wobei der Verbinder an der Zusammensteckfläche Signalkontaktzapfenreihen aufweist, die durch Masse-Messerkontaktreihen dazwischen getrennt sind, die eine zu Kontaktgruppen organisierte Anordnung bilden, wobei jede Kontaktgruppe einen Massekontakt und ein assoziiertes Signalkontaktpaar aufweist und wobei die Massekontaktenden und die Signalkontaktenden parallele Endenreihen auf der Plattenmontagefläche bilden und wobei das Massekontaktende jedes Massekontakts von einem Seitenrand des assoziierten Massekontakts versetzt ist und die Massekontaktenden in jeder parallelen Endenreihe sich von denselben Seitenrändern jedes Massekontakts darin erstrecken; dadurch gekennzeichnet, dass: Signalkontaktpaare in jeder Signalkontaktzapfenreihe in Bezug auf Signalkontaktpaare in jeder benachbarten Signalkontaktzapfenreihe gestaffelt sind und Massekontaktenden in jeder benachbarten Endenreihe sich von gegenüberliegenden Seitenrändern der Massekontakte darin erstrecken, so dass die Massekontakte in einer Reihe Spiegelbilder der Massekontakte in einer Nachbarreihe sind, so dass jede parallele Endenreihe an der Plattenmontagefläche eine abwechselnd ausgerichtete Folge von Signalkontaktendenpaaren und Massekontaktenden umfasst.
Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
1 eine isometrische Ansicht eines Sammelverbinders gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
2 eine isometrische Ansicht des Sammelverbinders aus einem anderen Winkel;
3 eine Grundrissansicht, die eine Zusammensteckfläche des Sammelverbinders zeigt;
4 eine Bodenansicht, die eine Montagefläche des Sammelverbinders zeigt;
5 eine isometrische Ansicht eines in dem Sammelverbinder verwendeten Massekontakts;
6 eine isometrische Ansicht einer Verbinderbuchse gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
7 eine isometrische Ansicht, die eine Seite eines in der Verbinderbuchse verwendeten ersten Kontaktmoduls zeigt;
8 eine isometrische Ansicht, die eine Seite eines in der Verbinderbuchse verwendeten zweiten Kontaktmoduls zeigt;
9 eine gegenüberliegende Seite des ersten Kontaktmoduls;
10 eine gegenüberliegende Seite des zweiten Kontaktmoduls;
11 eine isometrische Ansicht eines in dem Sammelverbinder verwendeten Signalkontakts;
12 eine isometrische Ansicht eines Sammelverbinders gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
13 eine isometrische Ansicht eines in dem Sammelverbinder von 12 verwendeten Massekontakts;
14 eine isometrische Ansicht, die einen Teil einer Zusammensteckfläche des Sammelverbinders von 12 zeigt;
15 eine isometrische Ansicht eines Teils einer Verbinderbuchse, die mit dem Sammelverbinder von 12 zusammengesteckt wird;
16 eine Grundrissansicht einer Zusammensteckfläche der Verbinderbuchse;
17 eine isometrische Ansicht, die eine Seite eines ersten Kontaktmoduls zeigt, das in der Verbinderbuchse von 15 aufgenommen wird;
18 eine isometrische Ansicht, die eine Seite eines zweiten Kontaktmoduls zeigt, das in der Verbinderbuchse von 15 aufgenommen wird;
19 eine isometrische Ansicht des ersten Kontaktmoduls von der Seite, die der in 17 gezeigten gegenüber liegt;
20 eine isometrische Ansicht des zweiten Kontaktmoduls von der Seite, die der in 18 gezeigten gegenüber liegt;
21 eine isometrische Ansicht einer Masseabschirmung, die mit dem in 17 gezeigten ersten Kontaktmodul verwendet wird; und
22 eine isometrische Ansicht einer Masseabschirmung, die mit dem zweiten in 18 gezeigten Kontaktmodul verwendet wird.
Wie in den 1–4 gezeigt, umfasst ein Sammelverbinder 10 ein dielektrisches Gehäuse 12 mit einer Hauptwand 14, einer oberen Abdeckung 15 und einer unteren Abdeckung 16. Der Sammelverbinder 10 umfasst ferner mehrere Signalkontakte 20 und Massekontakte 30, die durch die Hauptwand 14 verlaufen und darin befestigt sind. Der Sammelverbinder 10 hat eine Zusammensteckfläche 17, die mit einer Zusammensteckfläche 57 einer entsprechenden Verbinderbuchse 50 wie in 6 gezeigt zusammenkommt. Der Sammelverbinder 10 weist auch eine Plattenmontagefläche 18 auf, die mit einer Leiterplatte (nicht dargestellt) zusammenkommt, auf der der Sammelverbinder 10 montiert ist. Der Sammelverbinder 10 wird mit der Verbinderbuchse 50 so zusammengesteckt, dass die Leiterplatte, auf der der Sammelverbinder 10 montiert wird, lotrecht zur Leiterplatte, Rückwand oder einer anderen solchen Konstruktion ausgerichtet ist, auf der die Verbinderbuchse 50 montiert oder anderweitig positioniert wird.
11 illustriert ein Beispiel für einen Signalkontakt 20, der ein(en) Ende oder Kopf 22 mit einem nachgiebigen Abschnitt 24 hat, der für eine Presspassung in ein plattiertes Signaldurchkontaktloch in der Leiterplatte (nicht dargestellt) konfiguriert ist. Jeder der Signalkontakte 20 hat auch einen Zapfen 26, der mit einem entsprechenden Kontakt in der Verbinderbuchse 50 zusammengesteckt werden kann. Die Zapfen 26 können in jeweilige Löcher 58 in der Zusammensteckfläche 57 der Verbinderbuchse 50 eingeführt werden (6).
5 illustriert ein Beispiel für einen Massekontakt 30, der ein(en) Ende oder Kopf 32 mit einem nachgiebigen Abschnitt 34 aufweist, der für eine Presspassung in ein plattiertes Massedurchkontaktloch in der Leiterplatte konfiguriert ist, sowie einen Messerkontakt 36, der mit einer entsprechenden Masseabschirmung in der Verbinderbuchse 50 in Eingriff gebracht werden kann. Das Ende 32 und der nachgiebige Abschnitt 34 werden durch einen Biegungsabschnitt 37 in einem Winkel zur Ebene des Messerkontakts 36 ausgerichtet. Der Biegungsabschnitt 37 ist entlang einem Seitenrand des Messerkontakts 36 vorgesehen, so dass das Ende 32 von einer mittleren Längsachse 35 des Messerkontakts 36 versetzt ist.
Die Messerkontakte 36 können in jeweilige Schlitze 59 in der Zusammensteckfläche der Verbinderbuchse 50 eingeführt werden (6). Der Einfachheit halber zeigt 5 nur einen Massekontakt 30. Es ist jedoch zu verstehen, dass analoge Massekontakte mit dem Sammelverbinder 10 verwendet werden. So werden beispielsweise die Massekontakte 30 in benachbarten Reihen (wie z.B. Reihe 42 in 3) nicht nur umgekehrt, sondern die Massekontakte 30 in einer Reihe 42 können als Spiegelbilder der Massekontakte 30 in einer Nachbarreihe 42 ausgebildet werden. Vorzugsweise werden zwei Sätze von Massekontakten 30 so ausgebildet, dass ein Satz ein Spiegelbild des anderen ist. Alle Massekontakte 30 haben jedoch dieselben Grundmerkmale.
In 3 sind die Signal- und Massekontakte 20 und 30 in einer Array im Sammelverbinder 10 angeordnet. Die Array beinhaltet Gruppen, wobei jede Gruppe zwei Signalkontakte 20 und einen Massekontakt 30 aufweist. Die beiden Signalkontakte 20 in jeder Gruppe sind als ein Signalkontaktpaar 28 assoziiert, das zum Übertragen eines Paares von elektrischen Differentialsignalen durch den Sammelverbinder 10 dient. Ein Massekontakt 30 ist mit jedem Signalkontaktpaar 28 assoziiert. Spezieller, entlang der Zusammensteckfläche 17 wie in 3 gezeigt sind die Signalkontaktzapfen 26 in parallelen Reihen 41 angeordnet, die durch Reihen 42 der Massemesserkontakte 36 getrennt sind. Das heißt, benachbarte Reihen von Signalkontaktpaaren 28 sind durch eine Reihe von Masse-Messerkontakten 36 dazwischen getrennt.
Wie in 4 gezeigt, sind die Signalkontaktendnen 22 entlang der Plattenmontagefläche 18 in parallelen Reihen 43 angeordnet, die aufgrund der Tatsache, dass die Massekontaktenden 32 durch die Biegungsabschnitte 37 der Massekontakte 30 von den Messerkontakten 36 versetzt sind, auch die Massekontaktenden 32 enthalten. Die Massekontaktenden 32 befinden sich zwischen den Paaren von Signalkontaktenden 22 in jeder Reihe 43.
Die Signalkontaktpaare 28 in der Array sind von Reihe 43 zu Reihe 43 gestaffelt. Spezieller, das jeweilige Muster der Signal- und Massekontakten 20 und 30 in jeder beliebigen Reihe entlang der in 4 gezeigten Plattenmontagefläche 18 wird in der nächsten Nachbarreihe umgekehrt. Das heißt, wie in 4 gezeigt, ist beispielsweise die Orientierung von einer Reihe 43 gegenüber der der Nachbarreihe entgegengesetzt. Die Reihen können nach ihrer Sequenz von einer Seite des Sammelverbinders 10 als ungerade und gerade bezeichnet werden. Alle ungeraden Reihen haben jeweils ein Muster von Signal- und Massekontakten 20 und 30 und alle geradzahligen Reihen haben ein anderes Muster, das gegenüber dem in den ungeraden Reihen umgekehrt ist. So ist beispielsweise, wie in den 3 und 4 gezeigt, das Muster von Reihe A gegenüber dem Muster von Reihe B umgekehrt. So sind die Signalkontaktpaare 28 in Reihe A relativ zu den Signalkontaktpaaren 28 in Reihe B gestaffelt. Entlang der in 3 gezeigten Zusammensteckfläche 17 sind die Paare von Signalkontaktzapfen 26 in jeder beliebigen Reihe in Bezug auf die Paare von Signalkontaktzapfen 26 in der nächsten Nachbarreihe gestaffelt. Diese gestaffelte Reihe von Signal- und Massekontakten 20 und 30 dient zum Isolieren jedes Signalkontaktpaares 28 von benachbarten Signalkontaktpaaren 28, um dadurch elektrisches Gegensprechen zu reduzieren und die elektrische Leistung zu verbessern.
6 illustriert die Verbinderbuchse 50, die ein dielektrisches Gehäuse 52 mit einer Hauptwand 54, einer oberen Abdeckung 55 und einer unteren Abdeckung 56 umfasst. Die Verbinderbuchse 50 hält mehrere Kontaktmodule 60a, 60b, wie in den 7–10 gezeigt. Jedes Kontaktmodul 60a und 60b beinhaltet ein dielektrisches Formteil 62a, 62b, das Signalkontakte und einen Massekontakt hält. Die Kontaktmodule 60a und 60b sind einander ähnlich, aber jedes hat ein jeweiliges Muster von Signalkontakten, das dem Muster von Signalkontakten 20 in einer jeweiligen der Reihen im Sammelverbinder 10 entspricht.
Wie in den 9 und 10 gezeigt, hat jedes der Module 60a, 60b mehrere Signalkontakte 70a, 70b jeweils mit einem Buchsenteil 72a, 72b an einem Zusammensteckende und einem nachgiebigen Endenteil 74a, 74b an einem Plattenmontageende (die Figuren zeigen nur zwei repräsentative nachgiebige Abschnitte). Der Buchsenteil 72a, 72b umfasst zwei Kontaktarme 76a, 76b, die in einen entsprechenden Signalkontaktzapfen 26 eingreifen, der dazwischen eingeführt wird.
Wie in den 7 und 8 gezeigt, weist jedes der Module 60a, 60b eine Masseabschirmung 80a, 80b mit Massekontaktfedern 82a, 82b auf, die mit entsprechenden Massemesserkontakten 36 des Sammelverbinders in Eingriff gebracht werden können. Die Masseabschirmungen 80a, 80b beinhalten nachgiebige Endenteile 84a, 84b, die so konfiguriert sind, dass sie in Massedurchkontaktlöcher in einer Leiterplatte (nicht dargestellt) eingreifen.
Jedes der Module 60a, 60b hat einen Träger 64a, 64b zur Aufnahme in einer Bahn in der oberen Abdeckung, einen Vorsprung 65a, 65b, der auf einer Auflage auf der oberen Abdeckung liegt, und einen Ansatz 66a, 66b zur Aufnahme in einer Nut in der unteren Abdeckung. Darüber hinaus haben die Module 60a, 60b jeweils untere Träger 68a, 68b zur Aufnahme in einer Bahn an der unteren Abdeckung. Die Träger 64a, 64b, 68a, 68b, die Vorsprünge 65a, 65b und die Ansätze 66a, 66b dienen zum Stabilisieren und Ausrichten des Moduls 60a, 60b im Buchsengehäuse 52.
Jede der Masseabschirmungen 80a, 80b hat einen ersten oberen Widerhaken 86a, 86b, einen zweiten oberen Widerhaken 87a, 87b und einen unteren Widerhaken 88a, 88b, die sich alle in das dielektrische Gehäuse 52 eingraben, wenn die Module 60a, 60b in das dielektrische Gehäuse 52 eingeführt werden, um die Module 60a, 60b im dielektrischen Gehäuse 52 zu befestigen. Jede Masseabschirmung 80a, 80b hat auch eine elastische Rastzunge 89a, 89b, die sich von einem gefalteten Abschnitt 90a, 90b erstreckt. Die Rastzungen 89a, 89b greifen in eine entsprechende Rippe des dielektrischen Gehäuses 52 ein, um zu verhindern, dass sich die Module 60a, 60b von dem dielektrischen Gehäuse 52 lösen.
12 ist eine isometrische Ansicht eines Sammelverbinders 100 gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Der Sammelverbinder 100 hat ein dielektrisches Gehäuse 112 mit einer Hauptwand 114, einer oberen Abdeckung 115 und einer unteren Abdeckung 116. Der Sammelverbinder 100 beinhaltet ferner mehrere Signalkontakte 20 und Massekontakte 130, die durch die Hauptwand 114 verlaufen und darin befestigt sind. Der Sammelverbinder 100 beinhaltet eine Zusammensteckfläche 117, die mit einer Zusammensteckfläche 157 einer entsprechenden Verbinderbuchse 150 (in 15 zu sehen) zusammenkommt. Ferner weist der Sammelverbinder 100 eine Plattenzusammensteckfläche 118 auf, die mit einer Leiterplatte (nicht dargestellt) zusammenkommt, auf der der Sammelverbinder 100 montiert ist. Der Sammelverbinder 100 wird so mit der Verbinderbuchse 150 zusammengesteckt, dass die Leiterplatte, an der der Sammelverbinder 100 montiert wird, lotrecht zur Leiterplatte, Rückwand oder einer anderen solchen Konstruktion orientiert ist, an der die Verbinderbuchse 150 montiert oder anderweitig positioniert wird.
Die mit dem Sammelverbinder 100 verwendeten Signalkontakte 20 sind dieselben wie die, die mit dem Sammelverbinder 10 verwendet werden. Die Zapfen 26 der Signalkontakte 20, die mit einem entsprechenden Kontakt in der Verbinderbuchse 150 zusammengesteckt werden können, können in jeweilige Löcher 158 in der Zusammensteckfläche 157 der Verbinderbuchse 150 (wie in 15 gezeigt) eingesteckt werden.
13 ist eine isometrische Ansicht eines Massekontakts 130 gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Ähnlich wie die Massekontakte 30, sind zwei Sätze von Massekontakten 130 so ausgebildet, dass ein Satz ein Spiegelbild des anderen Satzes ist. Die Massekontakte 130 sind den Massekontakten 30 ähnlich, mit einigen Variationen. Jeder Massekontakt 130 hat ein Ende 132, das einstückig mit einem nachgiebigen Teil 134 ausgebildet ist, der wiederum einstückig mit einem Biegungsabschnitt 137 ausgebildet ist. Der Biegungsabschnitt 137 ist einstückig mit einem Messerkontakt 136 ausgebildet. Das Ende 132 ist in einem Winkel zur Ebene des Messerkontakts 136 orientiert. Der Biegungsabschnitt 137 ist entlang einem Seitenrand des Messerkontakts 136 vorgesehen, so dass das Ende 132 von einer zentralen Längsachse 135 des Messerkontakts 136 versetzt ist. Wie in 13 gezeigt, kann die Ebene des Messerkontakts 136 lotrecht zur Ebene des Endes 132 und des nachgiebigen Teils 134 sein.
Der Messerkontakt 136, der ebenfalls einstückig mit einem im Gehäuse gehaltenen Abschnitt 140 ausgebildet ist, hat eine Vorderkante 142 und eine Hinterkante 143. Der Messerkontakt 136 ist von dem im Gehäuse gehaltenen Abschnitt 140 so ausgespart, dass die Vorderkante 142 von einer Vorderkante 145 des im Gehäuse gehaltenen Abschnitts 140 versetzt ist. Da der Messerkontakt 136 von dem im Gehäuse gehaltenen Abschnitt 140 ausgespart ist, weist der an der Hauptwand gehaltene Abschnitt 140 eine freiliegende Oberkante 138 auf. Da der Messerkontakt 136 von der Vorderkante des am Gehäuse gehaltenen Abschnitts 140 ausgespart ist, ist der Messerkontakt 136 nicht so breit wie der Messerkontakt 136 des Massekontakts 30. Außerdem können, wie in 12 gezeigt, die Massekontakte 130 einen gekerbten oberen Abschnitt 147 aufweisen, um einen Freiraum zwischen Innenkonstruktionen zu schaffen, wenn sie mit der Verbinderbuchse 150 zusammengesteckt werden.
Die Signal- und Massekontakte 20 und 130 sind in einer Matrix im Sammelverbinder 100 angeordnet. Die Matrix beinhaltet mehrere assoziierte Gruppen, die jeweils zwei Signalkontakte 20 und einen Massekontakt 130 umfassen. Die beiden Signalkontakte 20 in jeder assoziierten Gruppe sind als Signalkontaktpaare 28 assoziiert, um ein Paar elektrische Differentialsignale durch den Sammelverbinder 100 zu übertragen. Ein Massekontakt 130 in einer assoziierten Gruppe ist mit jedem Signalkontaktpaar 28 assoziiert.
14 ist eine isometrische Ansicht der Zusammensteckfläche 117 des Sammelverbinders 100 gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Die Signalkontaktpaare 28 sind von Reihe zu Reihe in Bezug aufeinander gestaffelt. Das heißt, die Signalkontaktpaare 28 in Reihe A sind relativ zu den Signalkontaktpaaren 28 in Reihe B gestaffelt. Jedes Signalkontaktpaar 28 in einer Reihe, z.B. Reihe A, ist relativ zu einem Signalkontaktpaar 28 in einer Nachbarreihe, z.B. Reihe B, gestaffelt. Ferner ist jedes Signalkontaktpaar 28 in einer Reihe, z.B. Reihe A, von einem Signalkontaktpaar in einer Nachbarreihe, z.B. Reihe B, durch einen Messerkontakt 136 eines Massekontakts 130 abgeschirmt. Das heißt, eine intervenierende Reihe Messerkontakte 136 von Massekontakten 130 befindet sich zwischen zwei Reihen von Signalkontaktpaaren 28, wie z.B. den Reihen A und B von Signalkontaktpaaren 28. Ferner befinden sich die Massekontaktenden 132 zwischen Signalkontaktenden 122 von Signalkontaktpaaren 28 in jeder Reihe. So wird jedes Signalkontaktpaar 28 von anderen Signalkontaktpaaren 28 durch Massekontakte 30 abgeschirmt.
Ein Vergleich der Messerkontakte 36 und 136 (wie z.B. jeweils in den 2 und 14 dargestellt) zeigt, dass die Aussparung des Messerkontakts 136 von dem im Gehäuse gehaltenen Abschnitt 140 einen starker ausgeprägten Staffelungseffekt zwischen Massekontakten 136 aufweist. Ferner wird durch das Aussparen des Messerkontakts 136 weniger Material für die Messerkontakte 136 benötigt, zudem kann der Raum innerhalb des Sammelverbinders 100 vergrößert werden.
15 ist eine isometrische Ansicht eines Teils einer Verbinderbuchse 150 gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Die Verbinderbuchse 150 ist der Verbinderbuchse 50 ähnlich (mit Bezug auf 6 gezeigt). Die Verbinderbuchse 150 hat ein dielektrisches Gehäuse 152 mit einer Hauptwand 154, einer oberen Abdeckung 155 und einer unteren Abdeckung 156. Die Verbinderbuchse 150 weist auch die Zusammensteckfläche 157 mit mehreren Löchern 158 und Schlitzen 159 auf. Die Löcher 158 nehmen Zapfen 26 von Signalkontakten 20 auf und halten sie fest, während die Schlitze Messerkontakte 136 der Massekontakte 130 aufnehmen und festhalten.
16 ist ein Grundriss der Zusammensteckfläche 157 der Verbinderbuchse 150 gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Die Zusammensteckfläche 157 der Verbinderbuchse 150 ist so konfiguriert, dass sie mit der Zusammensteckfläche 117 des Sammelverbinders 100 zusammengesteckt wird. Wenn die Verbinderbuchse 150 vollständig mit dem Sammelverbinder 100 zusammengesteckt ist, dann werden Signalkontaktpaare 28 in einer Reihe durch die Staffelung der assoziierten Gruppen von Signalkontaktpaaren 28 und Massekontakten 130 in Bezug zueinander von Signalkontaktpaaren 28 in einer Nachbarreihe abgeschirmt.
17 ist eine isometrische Ansicht, die eine Seite eines Kontaktmoduls 160a zeigt, die zur Aufnahme in der Verbinderbuchse 150 konfiguriert ist, gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. 18 ist eine isometrische Ansicht, die eine Seite eines Kontaktmoduls 160b zeigt, die zur Aufnahme in der Verbinderbuchse 150 konfiguriert ist, gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Die Kontaktmodule 160a und 160b sind einander ähnlich, aber jedes hat ein jeweiliges Muster von Signalkontakten, das dem Muster von Signalkontakten 20 in einer jeweiligen einen der Reihen im Sammelverbinder 100 entspricht.
Der Sammelverbinder 150 hält mehrere Kontaktmodule 160a und 160b. Jedes Kontaktmodul 160a, 160b beinhaltet ein dielektrisches Formteil 162a, 162b, das Signalkontakte und eine Masseabschirmung hält. Die Kontaktmodule 160a, 160b können durch Einführen von Signalkontakten 170a, 170b jeweils in das dielektrische Formteil 162a, 162b und Montieren von Masseabschirmungen 180a, 180b jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten der dielektrischen Formteile 162a, 162b zusammengefügt werden. Die Masseabschirmungen 180a, 180b werden jeweils so auf den dielektrischen Formteilen 162a, 162b montiert, dass eine Presspassung zwischen jeder Masseabschirmung 180a, 180b und ihrem entsprechenden dielektrischen Formteil 162a, 162b besteht. Alternativ können die Masseabschirmungen 180a, 180b jeweils durch Aufstecken an den dielektrischen Formteilen 162a, 162b befestigt werden.
19 ist eine isometrische Ansicht des Kontaktmoduls 160a von der Seite, die der in 17 gezeigten gegenüber liegt, gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. 20 ist eine isometrische Ansicht des Kontaktmoduls 160b von der Seite, die der in 17 gezeigten gegenüber liegt, gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Jedes der Kontaktmodule 160a, 160b hat mehrere Signalkontakte 170a, 170b. Jeder Signalkontakt 170a, 170b hat einen Buchsenteil 172a, 172b an einem Zusammensteckende und einen nachgiebigen Endenteil 174a, 174b an einem Plattenzusammensteckende. Die Buchsenteile 172a, 172b weisen jeweils Doppelkontaktträger 176a, 176b auf, die jeweils in einen entsprechenden, dazwischen eingeführten Signalkontaktzapfen 26 eingreifen.
21 ist eine isometrische Ansicht einer Masseabschirmung 180a, die für das Kontaktmodul 160a gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist. 22 ist eine isometrische Ansicht einer Masseabschirmung 180b, die für das Kontaktmodul 160b gemäß einer alternativen Augestaltung der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist. Wie in den 17 und 18 gezeigt, hat jedes der Kontaktmodule 160a, 160b jeweils eine Masseabschirmung 180a, 180b. Jede Masseabschirmung 180a, 180b hat jeweils Massekontaktfedern 182a, 182b, die in entsprechende Massemesserkontakte 136 des Sammelverbinders 100 eingreifen können. Zusätzlich hat jede Masseabschirmung 180a, 180b jeweils einen nachgiebigen Endenteil 184a, 184b für den Eingriff in Massedurchkontaktlöcher in einer Leiterplatte (nicht dargestellt). Jede Masseabschirmung 180a, 180b hat ebenso einen ersten oberen Widerhaken 186a, 186b, einen zweiten oberen Widerhaken 187a, 187b und einen unteren Widerhaken 188a, 188b, die sich alle in das dielektrische Gehäuse 152 eingraben, wenn das Kontaktmodul 160a, 160b in das Buchsengehäuse 150 eingeführt wird, um das Kontaktmodul 160a, 160b im Buchsengehäuse 150 zu befestigen. Zusätzlich beinhaltet jede Masseabschirmung 180a, 180b jeweils eine elastische Rastzunge 189a, 189b, die sich von einem gefalteten Abschnitt 190a, 190b erstreckt. Die Rastzungen 189a, 189b greifen in eine entsprechende Rippe des Buchsengehäuses 150 ein, um zu verhindern, dass sich die Kontaktmodule 160a, 160b aus dem Buchsengehäuse 150 lösen. Außerdem haben die Masseabschirmungen 180a, 180b jeweils vorstehende Elemente 185a, 187a bzw. 185b, 187b, die jeweils in entsprechende Merkmale in den dielektrischen Formteilen 162a, 162b eingreifen, so dass die Masseabschirmungen 180a, 180b in den dielektrischen Formteilen befestigt werden können.
Die einzelnen Kontaktmodule 160a, 160b haben obere Träger 164a, 164b und untere Träger 168a, 168b, die in entsprechenden Bahnen in der oberen und der unteren Abdeckung 155 und 156 aufgenommen werden können, einen Vorsprung 165a, 165b, der mit einer Auflage auf der oberen Abdeckung 155 zusammenwirken kann, und einen Ansatz 166a, 166b, der in einer Nut in der unteren Abdeckung 156 aufgenommen werden kann. Die Träger 164a, 164b, die Vorsprünge 165a, 165b und die Ansätze 166a, 166b dienen zum Stabilisieren und Ausrichten der Kontaktmodule 160a, 160b im Buchsengehäuse 150.
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die gezeigten Konfigurationen begrenzt. So können beispielsweise mehr oder weniger Signal- und Massekontakte in entsprechenden Sammelverbindern und Verbinderbuchsen verwendet werden. Das heißt, der Sammelverbinder kann mehr oder weniger Reihen von Signalkontaktpaaren (und assoziierten nachgiebigen Masseteilen) aufweisen, und die Verbinderbuchse kann eine entsprechende Anzahl von Kontaktmodulen aufweisen, die je nach der Orientierung der Reihen im Sammelverbinder beabstandet sind. Zusätzlich können die Massekontakte so konfiguriert werden, dass die Ebene des Messerkontakts nicht lotrecht zur Ebene des nachgiebigen Teils des Massekontakts ist. So kann beispielsweise der Massekontakt einen halbzylindrischen Messerkontakt aufweisen, der ein Signalkontaktpaar teilweise umgibt. Alternativ können die Massekontakte auch Wände aufweisen, die lotrecht von den Kanten des Messerkontakts verlaufen, um ein Signalkontaktpaar vollständig zu umschließen.
So stellt die Erfindung einen elektrischen Verbinder bereit, der verbesserte Signalkennwerte im Hinblick auf Impedanz, Interferenz, Rauschen und Jittern aufweist. Da Differentialpaare physikalisch und elektrisch (durch Massekontakte) gegeneinander abgeschirmt werden, werden die Auswirkungen von Impedanz, Interferenz, Rauschen und Jittern verringert. Der elektrische Verbinder kann auch eine große Zahl von Signalkontakten aufnehmen und dabei Interferenz, Rauschen und Jittern unter den Signalkontakten aufgrund der Staffelung der Reihen von Signalkontaktpaaren und Massekontakten innerhalb des elektrischen Verbinders minimal halten.

Claims

Elektrischer Sammelverbinder (10, 100) zum Zusammenstecken mit einer Verbinderbuchse (50, 150), die ein Gehäuse (12, 112) mit einer Zusammensteckfläche (17, 117) und einer Plattenmontagefläche (18, 118) umfasst, wobei der Verbinder (10, 100) an der Zusammensteckfläche (17, 117) Signalkontaktzapfenreihen (41) aufweist, die durch Masse-Messerkontaktreihen (42) dazwischen getrennt sind, die eine zu Kontaktgruppen organisierte Anordnung bilden, wobei jede Kontaktgruppe einen Massekontakt (30, 130) und ein assoziiertes Signalkontaktpaar (28) aufweist und wobei die Massekontaktenden (32) und die Signalkontaktenden (22) parallele Endenreihen (43) auf der Plattenmontagefläche (18, 118) bilden und wobei das Massekontaktende (32) jedes Massekontakts (30, 130) von einem Seitenrand des assoziierten Massekontakts (30, 130) versetzt ist und die Massekontaktenden (32) in jeder parallelen Endenreihe (43) sich von denselben Seitenrändern jedes Massekontakts (30, 130) darin erstrecken; dadurch gekennzeichnet, dass: Signalkontaktpaare (28) in jeder Signalkontaktzapfenreihe (41) in Bezug auf Signalkontaktpaare (28) in jeder benachbarten Signalkontaktzapfenreihe (41) gestaffelt sind und Massekontaktenden (32) in jeder benachbarten Endenreihe sich von gegenüberliegenden Seitenrändern der Massekontakte (30, 130) darin erstrecken, so dass die Massekontakte (30, 130) in einer Reihe Spiegelbilder der Massekontakte (30, 130) in einer Nachbarreihe sind, so dass jede parallele Endenreihe (43) an der Plattenmontagefläche (18, 118) eine abwechselnd ausgerichtete Folge von Signalkontaktendenpaaren (28) und Massekontaktenden (32) umfasst.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, wobei der Massekontakt (30, 130) jeder Kontaktgruppe einen Messerkontaktteil (36, 136) hat, der die Signalkontakte in ihrer selben Kontaktgruppe von den Signalkontakten in einer benachbarten Signalkontaktreihe isoliert.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei die abwechselnde Folge von Signalkontaktendenpaaren (28) und der Massekontaktenden (32) derart ist, dass jedes Signalkontaktendenpaar (28) von einem nächsten Signalkontaktendenpaar (28) in der Reihe durch ein Massekontaktende (32) getrennt ist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei eine erste Signalkontaktreihe in Bezug auf eine zweite Signalkontaktreihe gestaffelt ist und wobei eine erste Massekontaktreihe in Berg auf eine zweite Massekontaktreihe gestaffelt ist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 2, wobei das Massekontaktende (32) und der Messerkontaktteil (36, 136) durch einen Biegungsabschnitt (37, 137) voneinander versetzt verbunden sind, wobei die Massekontaktenden (32) zwischen den Signalkontaktpaaren (28) in den Signalkontaktzapfenreihen (41) verlaufen und die Messerkontaktteile (36, 136) zwischen benachbarten Signalkontaktzapfenreihen (41) verlaufen.