DE69105001T2

DE69105001T2 - Kapazitiv gekoppelter Verbinder.

Info

Publication number: DE69105001T2
Application number: DE69105001T
Authority: DE
Inventors: Randolph Eric Capp; Tracy Lee Smith
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1990-01-04
Filing date: 1991-01-02
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2011-01-03
Also published as: JP2781879B2; JPH04262380A; EP0436490A1; US4934960A; EP0436490B1; DE69105001D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verbinder zur Verbindung mit einer leitfähigen Platte, wobei der Verbinder eine kapazitive Kopplung mit der Platte sowie einen Spannungsentladungsweg schafft.
Das US-Patent 4 884 982 offenbart eine kapazitive Kopplungseinrichtung mit einem leitfähigen Clip, der an das Außenprofil eines elektrischen Verbinders angepaßt ist und eine kapazitive Kopplung mit mehreren Leitungswegen durch Kondensatorelemente schafft, die durch den Clip in Druckeingriff mit einem leitfähigen Mantel des Verbinders gehalten sind; außerdem schafft der Clip einen Spannungsentladungsweg zwischen dem Clip und dem Mantel. Der Verbinder mit dem Merkmal der kapazitiven Kopplung läßt sich einfach als Ersatz für den Standardverbinder zur Verwendung in einem zugeordneten, begrenzten Raum verwenden. Der leitfähige Clip wird entlang der äußeren Begrenzungen des Außenprofils des Verbinders eingesetzt. Der Clip hält die elektrischen Kondensatorelemente in Druckeingriff gegen den leitfähigen Mantel des Verbinders zur Schaffung einer kapazitiven Kopplung des Mantels und einer den Verbinder kontaktierenden, externen leitfähigen Platte. Der Clip übt eine Federkraft aus, um den Druckeingriff der Kondensatorelemente gegen den Mantel aufrechtzuerhalten. Weiterhin schafft der Clip einen Spannungsentladungsweg zwischen dem Clip und dem Mantel.
Das US-Patent 3 932 020 offenbart einen Verbinder mit konzentrischen Leiterelementen, die als Teil des Formvorgangs in einem dielektrischen Gußteil exakt verankert sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbinder mit einem kapazitiven Kopplungsmerkmal, der derart ausgebildet ist, daß sich ein Metallchassis oder ein Metallgehäuse über dem Verbinder anbringen läßt und der eine Einrichtung zum Erden des Verbinders an dem Chassis autweist. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verbinders mit einem komplexen isolierenden Körper, wobei sich der Verbinder wirtschaftlicher als derzeit bekannte kapazitive Verbinder herstellen läßt.
Die vorliegende Erfindung schafft einen kapazitiv gekoppelten elektrischen Verbinder, wie er im Anspruch 1 angegeben ist. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung beinhaltet ein kapazitiv gekoppelter elektrischer Verbinder einen isolierenden, dielektrischen äußeren Kragen, der einen leitfähigen Mantel umschließt, sowie einen komplexen isolierenden Körper. Ein Verfahren zum Herstellen des komplexen isolierenden Körpers besteht darin, den Körper durch Spritzgießen an Ort und Stelle an dem leitfähigen Mantel des Verbinders auszubilden.
Für ein einfacheres Verständnis der Erfindung wird nun anhand eines Beispiels auf die nachfolgende Beschreibung und die Begleitzeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine Perspektivansicht eines Verbinders, der zur Schaffung einer kapazitiven Kopplung mit einer Platte ausgelegt ist;
Figur 1Aeine Perspektivansicht des leitfähigen Clips des Verbinders;
Figur 2 eine Schnittansicht des Verbinders entlang der Linie A-A der Figur 1;
Figur 3 eine Perspektivansicht des leitfähigen Mantels, der von dem Verbinder der Figur 1 entfernt ist;
Figur 4 eine Schnittansicht des Mantels der Figur 3 entlang der Linie B-B;
Figur 5 und 6 Perspektivansichten lediglich des kombinierten isolierenden Körpers und des leitfähigen Mantels des Verbinders der Figur 1 entlang von Linien, die 90º voneinander beabstandet sind;
Figur 7 eine Schnittansicht des Verbinders der Figur 1 während des Zusammenbaus.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ist ein elektrischer Verbinder 1 zur Verbindung mit einer leitfähigen Platte dargestellt. Der Verbinder 1 besitzt einen leitfähigen Mantel 2, einen komplexen isolierenden Körper 3, einen leitfähigen Kontakt 4 und einen leitfähigen Clip 5.
Wie unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 7 zu sehen ist, besitzt der leitfähige Mantel 2 einen im wesentlichen zylindrisch geformten Körper mit einem oberen zylindrischen Abschnitt 6 und einer abgeschrägten oberen Lippe 7 sowie mit einem unteren zylindrischen Abschnitt 8 mit kleinerem Außendurchmesser, wobei die Abschnitte bei ihrer Verbindung miteinander eine äußere Schulter 9 und eine innere Schulter 10 bilden. Der Mantel 2 besitzt als charakteristisches Merkmal eine axiale Bohrung 11 mit einer oberen Trenn-Kopplungskammer 12 und einer unteren Kammer 13 mit kleinerem Innendurchmesser als die obere Kammer 12 sowie mit einem ringförmigen Flansch 14, der an die Basis 15 angrenzt, bei der es sich um eine runde Plattform 16 mit mehreren integralen leitfähigen Pfosten 17, 18, 19 und 20 handelt. Das Außenprofil des Verbinders 1 ist gekennzeichnet durch Hohlräume 21 und 22, die in dem isolierenden Körper 3 ausgebildet sind. Von besonderer Bedeutung hinsichtlich der Konstruktion des Mantels 2 sind durch die Wand des unteren zylindrischen Abschnitts 8 hindurchgehende Öffnungen 23 und 24, die die Bildung des komplexen isolierenden Körpers 3 gemäß der vorliegenden Erfindung gestatten, wie dies im folgenden beschrieben wird.
Wie insbesondere in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist, ist der isolierende Körper 3 als komplexer Körper dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Verbund bzw. einer Zusammensetzung miteinander verbundener Abschnitte besteht, wobei es sich genauer gesagt um einen isolierenden, dielektrischen äußeren Kragenabschnitt 25, um einen isolierenden dielektrischen Einsatzabschnitt 26 sowie um Zwischenverbindungsabschnitte 27 und 28 handelt, die sich in der durch die Öffnungen 23 und 24 in dem leitfähigen Mantel 2 gebildeten netzartigen Struktur befinden. Der Kragenabschnitt 25 besitzt Hohlräume 21 und 22 zum Aufnehmen von Kondensatorelementen 44 und 45, wie dies im folgenden beschrieben wird. Der Einsatzabschnitt 26 erstreckt sich innerhalb der axialen abgestuften Bohrung 11 konzentrisch zu dem Mantel 2. Der untere Bereich 29 besitzt ein stufiges Profil, das eine ringförmige Schulter 30 bildet, die an der Vorderseite des ringförmigen Flansches l4 angreift. Der vordere Bereich 31 des Einsatzabschnitts 26 besitzt einen reduzierten Durchmesser und ragt konzentrisch in die Trenn-Kopplungskammer 12 des Mantels 2 hinein.
Der leitfähige elektrische Kontakt 4, der als Mittelkontakt bekannt ist, erstreckt sich in dem Einsatz koaxial entlang einer Passage 32, in der er durch das Angreifen von Widerhaken 35, 36, 37 und 38 an den Wänden der Passage 32 befestigt ist. Der Kontakt besitzt ts eine einstückige Konstruktion und ist aus einem Metallstreifen gestanzt und in Form einer Gabel ausgebildet. Die Gabelzinken 39 und 40 des Kontakts 4 sind federnd nachgiebig und enden in Backen 41 und 42 mit abgeschrägten vorderen Kanten 43 und 44, die so ausgebildet sind, um einen steckbaren Kontakt einer komplementären elektrischen Kopplungseinrichtung aufzunehmen und festzuhalten. Der Kontakt 4 endet in einer länglichen flachen Handhabe 45 der Gabelform, die zum Hindurchragen durch das Gehäuse eines elektrischen Geräts zur Herstellung eines elektrischen Kontakts dient.
Der Verbinder 1 ist mit einem leitfähigen Clip 5 und mehreren Kondensatorelementen 46 und 47 ausgebildet, um eine kapazitive Kopplung des Mantels 2 mit einer leitfähigen Platte zu schaffen. Wie in dem US-Patent 4 884 982 offenbart ist, schafft die kapazitive Kopplung eine Entladung einer Spannung von dem Mantel 2 auf die leitfähige Platte und ermöglicht eine kapazitive Kopplung einer Spannung des Mantels mit einer entsprechenden Spannung der Platte.
Wie unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 1A zu sehen ist, ist der Clip 5 durch Stanzen und Formen aus einem einheitlichen Metallstreifen relativ geringer Dicke hergestellt. Bei dem Clip 5 handelt es sich um eine ringförmige Scheibe 48, die konzentrisch um den leitfähigen Mantel 2 paßt und auf dem Kragenbereich 25 des komplexen isolierenden Körpers 3 aufliegt und durch Zungen 33 und 34 des isolierenden Körpers 3 in seiner Position eingeschnappt ist. Schraubenlinienförmige Arme 49, 50, 51 und 52, die längs entlang der Scheibe 48 verteilt sind, erstrecken sich von der Scheibe 48 weg und enden mit Hertz-Punkten 53, 54, 55 und 56 zum Angreifen an der Platte sowie zum Herstellen leitfähiger Wege an dieser. Träger 57 und 58, die mit der Konstruktion des Clips 5 einstückig ausgebildet sind, erstrecken sich von zwei Seiten weg, sind nach unten gebogen und zur Bildung U-förmiger Abschnitte 59 und 60 zurückgefaltet, wobei die Abschnitte 59 und 60 zur Schaffung von Vorspannf lächen 61 und 62 federnd nachgiebig sind. Die U-förmigen Abschnitte 59 und 60 sind in Aufnahmen 29 und 30 des isolierenden Körpers 3 eingesetzt, um an Kondensatorelementen 46 und 47 anzugreifen und diese festzuhalten. Der Clip 5 übt eine Federkraft zur Aufrechterhaltung des Druckeingriffs jedes entsprechenden Kondensatorelements 44 und 45 in dem Mantel 2 mit dem Clip 5 aus.
Unter spezieller Bezugnahme auf die Figuren 5, 6 und 7 befaßt sich ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung mit einem Verfahren zum Zusammenbauen des Verbinders 1. Der leitfähige Mittelkonktakt 4 wird in die Aufnahmepassage 32 in dem dielektrischen Einsatzabschnitt 26 des komplexen isolierenden Körpers 3 eingesetzt. Die kapazitiven Elemente 46 und 47 werden in die Hohlräume 21 und 22 des Außenprofils des Mantels 2 eingesetzt. Der Mantel 2 wird mit dem leitfähigen Clip 5 umgeben, und die Kondensatorelemente 46 und 47 werden durch die Kompression der Vorspannflächen 61 und 62 in den Hohlräume 21 und 22 befestigt. Charakteristisch für das Verfahren ist, daß der isolierende, dielektrische äußere Kragenabschnitt 25 und der isolierenden dielektrische Einsatzabschnitt 26 gleichzeitig an Ort und Stelle mit dem leitfähigen Mantel 2 zusammengeformt werden, und zwar durch die Öffnungen 23 und 24 des Mantels 2 hindurch, um dadurch die Kombination des einheitlichen komplexen isolierenden Körpers 3 herzustellen, der aus dem Kragenabschnitt 25, dem Einsatzabschnitt 26 sowie den dielektrischen Zwischenverbindungsabschnitten 27 und 28 gebildet ist, die mit der Konstruktion des Mantels 2 vernetzt sind.

Claims

1. Kapazitiv gekoppelter elektrischer Verbinder zur Anbringung an einer leitfähigen Platte, mit einem isolierenden äußeren Kragenabschnitt (25), mit einem leitfähigen Mantel (2), der sich innerhalb des Kragenabschnitts (25) befindet und eine zylindrische Wand (6) aufweist, mit einem isolierenden Einsatzabschnitt (26) innerhalb des leitfähigen Mantels (2) , mit einem sich in dem Einsatzabschnitt (26) koaxial erstreckenden leitfähigen Kontakt (4), mit in das Außenprofil des Verbinders eingesetzten elektrischen Kondensatorelementen (46, 47), mit einem die Kondensatorelemente (46, 47) in Druckkontakt mit dem Mantel haltenden leitfähigen Clip (5), und mit Kontaktflächen des Clips, die eine kapazitive elektrische Kopplung des Mantels und der Platte herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Mantel (2) durch seine zylindrische Wand (6) hindurchgehende Öffnungen (23, 24) aufweist, und daß der Einsatzabschnitt (26) Abschnitte (27, 28) besitzt, die sich durch die Öffnungen (23, 24) in der zylindrischen Wand (6) hindurcherstrecken und den Kragenabschnitt (25) und den Einsatzabschnitt (26) als einstückigen Körper miteinander verbinden.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem leitfähigen Clip (5) um eine ringförmige Scheibe handelt, die auf dem Kragenabschnitt (25) aufliegt und den leitfähigen Mantel (2) umschließt.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Clip (5) um eine ringförmige Scheibe handelt, die schraubenlinienförmige Arme (49, 50, 51, 52) umfangsmäßig um die Scheibe herum aufweist, wobei Clipfinger (59, 60) die Kondensatorelemente (46, 47) in Druckkontakt mit dem Mantel (2) festhalten.

4. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Clipfinger (59, 60) um sich selbst zurückgefaltet sind.

5. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder schraubenlinienförmige Arm mit einem Hertz-Punkt endet, um einen Einzelpunktkontakt für eine leitfähige Bahn an der leitfähigen Platte zu schaffen.

6. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragenabschnitt (25) und der Einsatzabschnitt (26) innerhalb des Mantels (6) sowie durch die Öffnungen (23, 24) des Mantels (6) hindurch geformt sind.