DE69203530T2

DE69203530T2 - Kontaktanordnung eines mehrschichtigen Varistors hoher Packungsdichte.

Info

Publication number: DE69203530T2
Application number: DE69203530T
Authority: DE
Inventors: Douglas M Johnescu; Joseph D Magnan
Original assignee: Amphenol Corp
Current assignee: Amphenol Corp
Priority date: 1991-05-10
Filing date: 1992-05-07
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2012-05-08
Also published as: IL101801A0; IL101801A; CA2067954A1; EP0512927B1; EP0631349A2; DE69203530D1; EP0631349A3; EP0512927A1; US5167537A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf elektrische Verbinder- bzw. Verbindungsvorrichtungen, und insbesondere auf einen elektrischen Verbinder mit Fähigkeiten zur Unterdrückung von Übergangsvorgängen bzw. transienten Vorgängen.

2. Beschreibung von verwandter Technik

Wenn Schaltungsdichten von elektronischen Einrichtungen ansteigen, steigt die Sensitivität bzw. Empfindlichkeit der einzelnen Schaltungselemente in den Einrichtungen für Übergangsspannungen bzw. transiente Spannungen ebenfalls an, was die Notwendigkeit für eine Übergangsspannungsunterdrückung bzw. eine Unterdrückung einer transienten Spannung (TVS = transient voltage suppression) von allen Signal- und Dateneingängen immer kritischer macht. Dies wird häufig sehr bequem durch Plazierung von Übergangsunterdrückungsfiltern innerhalb der elektrischen Miniaturverbinder, die verwendet werden, um Signal- und Datenleitungen mit den elektrischen Einrichtung zu verbinden, erreicht.
Beispiele von Übergangsvorgangsunterdrückungselementen, die erfolgreich in Verbindern plaziert wurden, umfassen Metalloxidvaristoren (MOVs = metal oxide varistors) und Zenerdioden. Zenerdioden sind nützlich, weil sie eine niedrige Arbeitsspannung für die Signal-und Datenleitungen zu den elektrischen Einrichtungen vorsehen und aufgrund ihrer Fähigkeit Spannungsspitzen von speziell kurzer Dauer und spitzer Wellenform zu beschränken. Jedoch mangelt es Zenerdioden, die in ihren Größen klein genug sind, um sie innerhalb eines Verbinders zu packen, an der Leistungshandhabekapazität bzw. -fähigkeit der ansonsten weniger effizienten Metalloxidvaristoren. Deshalb wurden Zenerdioden herkömmlicherweise dazu verwendet, Signal- und Datenleitungen von elektrostatischen Entladungen relativ niedriger Energie zu schützen, während Metalloxidvaristoreinrichtungen erforderlich waren. wo ein Schutz von Sekundärblitzübergangsvorgängen, wie zum Beispiel in einem Luftfahrzeug, notwendig ist.
Trotz der Nützlichkeit der herkömmlichen Übergangsvorgangsunterdrückungsverbinder war es bis jetzt unmöglich, eine Übergangsvorgangsunterdrückungseinrichtung zur Verwendung in einem Verbinder zu erreichen, die sowohl die niedrige Arbeitsspannungs- und Übergangsvorgangsunterdrückungsfähigkeit einer Zehnerdiode als auch die wesentlich erhöhte Energiehandhabekapazität eines Metalloxidvaristors vorsieht.
Die Druckschrift US-A-4 746 310 beschreibt einen elektrischen Vebinder, der mit Übergangsvorgangsunterdrückungsfähigkeiten ausgestattet ist. Die Übergangsvorgangsunterdrückungskompomenten umfassen Siliziumdioden und einen monolitischen planaren Kondensator.
Der Artikel aus "Electronic Engineering", Band 62, Nr. 758, Februar 1990, Seiten 47-51 beschreibt mehrere Strukturen von Vielschichtvaristoren.
Außerdem war der Zusammmenbau von Hochdichteübergangsvorgangsunterdrückungskontaktanordnungen zur Verwendung in Miniaturverbindern bis jetzt ein relativ schwieriges Verfahren, und zwar aufgrund der kleinen Größe der typischerweise Hochdichtekontaktanordnungen und der zahlreichen Festlege- bzw. Stapel- und Ausrichtungsoperationen, die erforderlich waren, die verschiedenen Komponenten bzw. Bauteile zu positionieren und zu sichern bzw. zu befestigen, und zwar ohne den Verbinder zu groß für die Anwendung zu machen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Hinblick auf die oben beschriebenen Nachteile von herkömmlichen TVS-Verbindern ist es deshalb ein Ziel der Erfindung, einen Niedrigspannungs-TVS-Verbinder mit einer erhöhten Energiehandhabekapazität vorzusehen, der den noch die Notwendigkeit für eine erhöhte Verbindergröße und für komplexe Festlege- bzw. Stapel- und Ausrichtungsoperationen während der Herstellung eleminiert.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Übergangsvorgangsunterdrückungsfilterverbinder für Niedrigspannungsdaten- oder -signalleitungen vorzusehen, der fähig ist, die Erfordernisse für Blitzunterdrückung zu erfüllen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Übergangsvorgangsunterdrückungsfilterverbinder vorzusehen, der die niedrige Arbeitsspannung einer Zehnerdiode (ungefähr 5,6 - 60 Volt) mit einer wesentlichen Erhöhung in der Energiehandhabekapazität (von der Größenordnung von 1 Joule gegenüber 0,35 Joule für eine Zenerdiode) vorsieht.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Filterverbinder vorzusehen, in dem die Filtererdungs- und -isolationselemente selbstausrichtend sind.
Schließlich ist es ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kontaktanordnung zur Unterdrückung von Übergangsvorgängen vorzusehen, bei der ein Hindurchspeise-Kontakt innerhalb einer Erdhülse bzw. Erdungshülse für eine Übergangsvorgangsunterdrückungseinrichtung und einen Isolator eingesetzt ist, und zwar durch einfaches "schnappen" des Isolators auf den Kontakt.
Diese Ziele werden erreicht durch Vorsehen eines Übergangsvorgangsunterdrückungsverbinders, der einen Vielschichtvaristor (MLV = multi-layered varistor) verwendet, um die Signal- oder Datenleitungskontakte auf einer spezifschen Spannung zu halten.
Diese Ziele werden ferner erreicht durch Verwenden einer einzigartigen Kontakt- bzw. Verbindungskonstruktion, die folgendes aufweist: eine Ausnehmung zum Befestigen des MLV und einen zylindrischen Erdkontakt, der eine elastische Zinke bzw. Lasche aufweist zum Vorspannen des MLV gegen eine Wand der Ausnehmung, wodurch somit es dem MLV ermöglicht wird innerhalb der zylindrischen Einschränkungen einer Doppeldichtekontaktanordnung zu passen.
Zusätzlich werden die Ziele der Erfindung erreicht durch Vorsehen einer Erdhülse einer Übergangsvorgangsunterdrückungseinrichtung eines Isolators, die in Längsrichtung geschlitzt sind, was dem Isolator und der Erdhülse gestattet, radial an ihren Platz auf einem Hindurchspeise-Kontakt geschnappt zu werden, und zwar an Stelle von axial über einen Kontaktteil mit kleinerem Duchmesser geschoben und mit Epoxy festgelegt oder durch ein ähnliches arbeitsintensiveres Verfahren gesichert bzw. befestigt zu werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine Querschnittsseitenansicht eines Übergangsvorgangsunterdrückungsverbinders einer Kontaktanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2(a) eine Seitenansicht eines Verbinderkontakts gemäß dem in Figur 1 gezeigten bevorzugten Ausfürungsbeispiel;
Figur 2(b) eine Querschnittsendansicht eines Verbinderkontakts, und zwar entlang der Linie AA der Figur 2(a);
Figur 3(a) eine Querschnittsseiten ansicht einer Kontakterdhülse gemäß dem in Figur 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Figur 3(b) eine Endansicht der Kontakterdhülse der Figur 3(a);
Figur 4(a) eine Querschnittsseiten ansicht einer Isolatorhülse gemäß dem in Figur 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Figur 4(b) eine Endansicht der Isolatorhülse der Figur 4(a);
Figur 5 eine Querschnittsseitenansicht eines Übergangsvorgangsunterdrückungsverbinders einer Kontaktanordnung gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 6 eine Ansicht von oben auf einen Verbinderkontakt gemäß dem in Figur 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Figur 7 eine perspektivische Ansicht, die die interne Elektrodenanordnung einer MLV-Einrichtung, die geeignet ist zur Verwendung mit dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel, zeigt;
Figur 8 eine Seitenansicht des Verbinderkontakts der Figur 6;
Figur 9(a) eine Querschnittsendansicht eines Verbinderkontakts, und zwar entlang der Linie C-C der Figur 8;
Figur 9(b) eine Querschnittsendansicht eines Verbinderkontakts, und zwar entlang der Linie B-B der Figur 8;
Figur 10(a) eine Querschnittsseitenansicht einer Kontakterdhülse gemäß dem in Figur 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Figur 10(b) eine Endansicht der Kontakterdhülse der Figur 10(a);
Figur 11(a) eine Seitenansicht einer Isolatorhülse gemäß dem in Figur 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Figur 11(b) eine Querschnittsseitenansicht der Isolatorhülse der Figur 11(a);
Figur 11(c) eine Endansicht der Isolatorhülse der Figur 11(a); und
Figur 11(d) eine Endansicht, und zwar von einem gegenüberliegenden Ende der Isolatorhülse bezüglich der in der Figure 11(c) gezeigten Ansicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Figur 1 zeigt eine Kontaktanordnung 1 zur Unterdrückung von Übergangsvorgängen bzw. transienten Vorgängen, die einen Hindurchspeise-Stift-zu-Stift (pin-to-pin) Kontakt 2 mit einer ungefähr zentral bzw. mittig angeordneten Ausnehmung oder Nut bzw. Kerbe 3 besitzt, aufweist. Ein MLV-Chip 4 zur Unterdrückung von Übergangsvorgängen sitzt innerhalb der Ausnehmung 3 auf einem Befestigungsteil 5 des Kontaktes 2. Der nachfolgenden Diskussion kann man entnehmen, daß aufgrund des einzigartigen Designs der Erd- und Isolatorhülsen, der Stift-zu-Stift Kontakt 2 leicht durch einen Stift-Buchse-Kontakt oder durch einen Buchse-Buchse-Kontakt, je nach den Erfordernissen, leicht ersetzt werden kann.
Der MLV-Chip 4 umfaßt eine spannungsführende oder heiße Elektrode 6, die die Wand 19 der Ausnehmung 3 kontaktiert, eine Erdelektrode 7, die einen flexiblen Zinken bzw. Lasche 8 auf der Kontakterdhülse 9 kontaktiert und zyklisch alternierende Schichten von Elektroden innerhalb des Varistormaterials, das sich alternierend von einer der spannungsführenden oder Erd-Elektroden erstreckt, wie in größerer Einzelheit im folgenden erklärt werden wird. Die Kontakterdhülse 9 ist auf einem Erdhülsenbefestigungsteil 10 angeordnet. Die flexible Zinke 8 spannt den MLV-Chip 4 gegen die Wand 19 vor, um einen Eingriff zwischen der Wand 19 und der spannungsführenden Elektrode 6 während des Zusammenbaus sicherzustellen. Zwischen der Kontakterdhülse 9 und dem Erdhülsenbefestigungsteil 10 des Kontakts 2 ist eine Isolatorhülse 11, die elektrisch die Kontakterdhülse 9 von dem Kontakt 2 isoliert.
Es sei bemerkt, daß die Kontaktanordnung 1 in eine Vielzahl von bekannten Verbinderkonfigurationen gepaßt werden kann. Der besondere gezeigte Verbinder ist ein zylindrischer Doppeldichte-Verbinder des Typs, der in den US-Patenten Nr. 4 707 048 und 4 707 049, die beide der Amphenol Corporation übertragen wurden, offenbart ist. Dieser Typ bzw. diese Bauart von Verbinder weist eine Erd- bzw. Bodenebene 14 auf, und zwar mit flexiblen Zinken 15, die sich in eine Vielzahl von Aperturen bzw. Öffnungen erstrecken, um in Eingriff zu kommen und einen guten elektrischen Kontakt zwischen der Erdebene und den Übergangsvorgangsunterdrückungseinrichtungen auf jedem Kontaktstift sicherzustellen. Die Erdebene 14 ist elektrisch mit einer geerdeten metallischen Verbinderschale bzw. -hülle (nicht gezeigt) verbunden. Aufgrund der Form der durch die Zinken 15 in dem dargestellten Verbinder definierten Aperturen bzw. Öffnungen sollte die Kontakterdhülse 9 im allgemeinen zylindrisch sein und einen geeigneten Durchmesser besitzen, um innerhalb der Aperturen, die durch die erdebenen Zinken 15 definiert werden, zu passen. Jedoch falls ein anderer Verbinder und erdebene Konfigurationen verwendet werden, kann die Form der geerdeten Hülse und von anderen Komponenten bzw. Bauteilen selbstverständlich dementsprechend variiert werden.
Der MLV-Chip 4 ist ein Keramikvaristor, der die niedrige Arbeitsspannung einer Zenerdiode (ungefähr 5,6 bis 60 Volt) vorsieht, und zwar mit einer wesentlichen Zunahme an Energiehandhabekapazität (typischerweie 1 Joule oder 48.000 Watt für einen 8 x 20 ms Puls, gegenüber 0,35 Joules) durch Verwendung von Internelektrodenschichtbildung, und zwar anstelle von größeren Korngrößen, um die Anzahl von Korngrenzen zwischen Elektroden zu steuern, wobei das zyklische Alternieren der Elektroden die Energiehandhabefähigkeiten der Einrichtung erhöht, und zwar durch Vorsehen von zusätzlichen Oberflächengebieten für Energiedissipation, während die Standardkorngröße einen gleichförmigen Zusammenbruch (breakdown) und Energiedissipation überall in der Matrix anstelle von bei ausgewählten Korngrenzen vorsieht. Dies ist wichtig, da es einen stabilen TVS in dem Fall von sich wiederholenden Impulsen bei maximalem Leistungsbetrieb vorsieht. Für den beispielhaften Doppeldichteverbinder sollte die Dicke des MLV-Chips innerhalb eines Kontaktstiftes untergebracht werden, der einen maximalen Durchmesser von ungefähr 0,090 " (2,286 mm) besitzt.
Um innerhalb dieses Pakets zu passen, kann die Beziehung der Höhe zu der Breite des MLV selbstverständlich, wenn notwendig, variiert werden, und zwar innerhalb eines erlaubbaren Bereichs. Ein beispielhafter Satz von Abmessungen ist ungefähr 0,15" (3,81 mm) lang x 0,050" (1,27 mm) breit x 0,050" (1,27 mm) dick.
Wie in Figur 2 gezeigt ist, umfaßt der Kontakt 2 ein Befestigungsteil 5, ein Isolatorhülsenbefestigungsteil 10 und Stiftteile 42 und 43 zum Zusammenpassen mit entsprechenden Buchsen in einer externen Einrichtung oder Verbinder. Der Befestigungsteil 10 ist im wesentlichen zylindrisch und besitzt eine zylindrische Achse, die koaxial mit einer Hauptachse 48 des Kontaktstiftes ist, während der Befestigungsteil 5 exzentrisch bezüglich der Hauptachse 48 positioniert ist. Der Befestigungsteil 5 besitzt eine gekrümmte Außenoberfläche 49 und eine flache Oberfläche 16, die den Boden der Ausnehmung 3 definiert und an dem der MLV 4 angebracht bzw. befestigt ist. Eine Orientierungsebene 18a ist auf dem Zylinder angeordnet, die den Befestigungsteil 5 mit dem Befestigungsteil 10 in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verbindet.
Der MLV 4 ist an dem Befestigungsteil 5 angebracht, so daß die spannungsführende Elektrode 6 elektrisch mit der Wand 19 der Ausnehmung 3 verbunden ist, während die Erdelektrode 7 den flexiblen Zinken 8 der Erdhülse 9 kontaktiert. Damit der MLV 4 betriebsfähig ist, muß die Erdelektrode 7 von der Oberfläche 16 isoliert sein. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß ein Isolierband 17 zwischen dem MLV 4 und der Oberfläche 16 plaziert wird. Lötzinn oder ein leitendes Haftmaterial (nicht gezeigt) wird vorzugsweise ebenfalls zu den jeweiligen stromführenden und/oder geerdeten Elektrodenverbindungen hinzugefügt, um einen guten elektrischen Kontakt sicherzustellen und die Befestigung des MLV in der Ausnehmung 3 zu unterstützen. Zusätzlich ist der MLV Befestigungsteil 5 der Anordnung 1 vorzugsweise von einem Wärmeschrumpfrohr bzw. -schlauch 18b umgeben, um eine Isolierung zwischen benachbarten Kontakten und zwischen den Kontakten und der Erde vorzusehen. Einkapselmittel 40 sind innerhalb des Rohrs bzw. Schlauchs vorgesehen, die den MLV umgeben, und zwar für eine verbesserte Stärke und Schutz gegenüber mechanischen und thermischen Schocks.
Die Figuren 3(a), 3(b), 4(a), und 4(b) zeigen eine Kontakterdhülse 9 und eine Isolatorhülse 11 mit einer einzigartigen Nut und Selbstausrichtungsanordnung, die den Hülsen gestattet, zu dem Kontaktstift 2 einfach durch Schnappen des Kontakts 2 in die Hülsen in einer radialen Richtung, und zwar bezüglich der Achse 48 der Hülsen, zusammengebaut zu werden. Dieses Merkmal gestattet die Verwendung von Kontakten von Buchse-zu-Buchse Typ sowie Kontakte von Stift-zu-Stift- oder Stift-zu-Buchse-Typ. Buchse-zu-Buchse Kontakte waren früher schwierig bei diesem Typ bzw. Bauart von Anordnung zu verwenden, weil sie Enddurchmesser besitzen, die im allgemeinen zu groß sind, um eine Hülse darüber zu schieben, außer wenn die Hülse auf die erfindungsgemäße Art und Weise aufgebaut ist. Die Verwendung der selbstausrichtenden schnappgepaßten Erd- und Isolatorhülse 9 und 11 eliminiert ebenfalls die Notwendigkeit für eine Festlegung, unter Verwendung von Haftmitteln oder Epoxy, um die Hülsen an ihrem Platz auf dem Hülsenbefestigungsteil 10 zu sichern bzw. zu befestigen.
Wie in den Figuren 3(a) und 3(b) gezeigt ist, wird eine Kontakterdhülse 9 auf einem einzelnen Stück aus einem elastischen elektrisch leitenden Material gebildet und besitzt einen zylindrischen Hauptkörper 20, der einen Spalt oder Nut 21 aufweist, die sich entlang der Länge des Hauptkörpers ersteckt. Ein flacher Vorsprung 25 erstreckt sich axial von einer Seite des Hauptkörpers 20, der diametral gegenüber der Nut 21 ist, und endet in dem flexiblen Zinken 8. Wie oben bemerkt wurde, dient der flexible Zinken 8 dazu, den MLV 4 gegen die Wand 19 vorzuspannen und elektrisch die Erdelektrode 7 an die Masse über die Hülse 9, die erdebenen Zinken 15 und die Erdebene 14 zu verbinden.
Die Erdhülse 9 paßt über den Erdhülsenbefestigungsteil 38 der Isolationshülse 11, der selbst über den Isolatorhülsenbefestigungsteil 10 des Kontakts 2 paßt. Die Erdhülse wird axial an ihrem Platz auf dem Befestigungsteil 38 durch eine Schulter 58 der ringförmigen Ausdehnung bzw. Fortsatz 59 gehalten. Die Orientierungs- bzw. Ausrichtungsebene 18a dient dazu, umfangsmäßig die Isolatorhülse 11 auszurichten, und zwar durch Zusammenarbeiten mit dem Fortsatz 35, während die Hülse 11 axial durch die Wand 44 auf der Orientierungsebene 18a und eine ringförmige Schulter 41 auf dem Kontakt 2 angeordnet ist. Die Ausdehnung bzw. der Fortsatz 35 erstreckt sich axial von dem zylindrischen Hauptkörper 30 der Hülse 11 und umfaßt eine flache Oberfläche 38, die zu der Orientierungsebene 18a hinweist, wenn die Hülsen und der Kontakt richtig ausgerichtet sind und zu dem Fortsatz 25 der Erdhülse 9, wenn die Erdhülse 9 und die Isolatorhülse 11 ausgerichtet sind.
Auf der Seite des Hauptkörpers 30 der Isolatorhülse 11, die sich diametral gegenüber dem Fortsatz 35 befindet, ist ein Spalt oder eine Nut 31, die sich entlang der Länge des Hauptkörpers erstreckt. Die Nut 31 richtet sich mit der Nut 21 der Erdhülse 9 aus, wenn die Hülsen richtig bzw. geeignet positioniert sind, besitzt aber eine Innenbreite, die schmaler als die Breite der Nut 21 ist, wobei die Nut 31 abgeschrägte Kanten 32 besitzt, um ein "Schnappen" des Kontakts 2 in die Hülse (oder umgekehrt, die Hülse auf den Kontakt) wie folgt zu erleichtern: Während des Zusammenbaus, wenn der Kontakt 2 zuerst durch die Nut 21 und dann durch die Nut 31 gedrückt bzw. geschoben wird, kommen die abgeschrägten Kanten 32 mit dem Kontakt 2 in Eingriff, was verursacht, daß sich die Isolatorhülse 11 und die Erdhülse 9 radial nach außen biegen, d.h. tangential bezüglich der Nut, und zwar gegen eine elastische Wiederherstell- bzw. Rückstellkraft, bis der Kontakt durch die Nut 31 passiert ist, wobei zu dieser Zeit die Hülsen 9 und 11 zu ihren ursprünglichen Formen zurückkehren, wodurch der Kontakt 2 innerhalb der Hülsen gehalten oder verriegelt wird.
Um die erfindungsgemäße Kontaktanordnung zur Unterdrückung von Übergangsvorgängen zusammenzubauen, ist es deshalb einfach notwendig, die Erdhülse 9 über die Isolatorhülse 11 zu passen, die dadurch gegenseitig ausgerichtet werden, und zwar durch die Zusammenarbeit zwischen den Fortsätzen 25 und 35. Der Hülsenbefestigungsteil 10 wird sodann durch Nuten 21 und 31 gedrückt bzw. geschoben, um die Hülsen auf den Kontakt zu "Schnappen", und der MLV-Chip 4 wird innerhalb der Ausnehmung 3 angebracht bzw. befestigt, und zwar unter Verwendung von Isolierband, Lötzinn und/oder leitenden Haftmitteln, wie oben beschrieben. Schließlich wird der MLV-Chip eingekapselt, und zwar innerhalb des Wärmeschrumpfschlauchs 18, um den Zusammenbau zu vervollständigen.
Fachleute werden verstehen, daß die Abmessungen und Formen von allen hier beschriebenen Anordnungen variiert werden können, und zwar gemäß den Anfordernissen durch die Abmessungen des Verbinders und der Kontaktstiftpaßabschnitte, mit denen die Kontaktanordnung verwendet werden soll. Zum Beispiel für eine Kontaktstiftanordnung der Größe 22, deren Paßabschnitte einen Durchmessen von 0,0300" (0,762 mm) und dessen Gesamtlänge 1,157" (29,388 mm) ist, besitzen der Befestigungsteil 5 und die Ausnehmung 3 vorzugsweise eine Länge von 0,172" (4,369 mm) und eine Dicke von 0.016" (0,406 mm), was ausreichend ist, um einen Standardhindurchspeisekontakt für laufende Nenngrößen zu gestatten. Der Durchmesser der Oberfläche 49 beträgt in diesem Beispiel 0,080" (2,032 mm) und der Durchmesser des Kontakterdhülsenbefestigungsteils 10 ist 0,042" (1,067 mm). Zum Zwecke dieses Beispiels besitzt die Kontakterdhülse 9 einen Außendurchmesser von 0,071" (1,803 mm) und eine Länge von 0,122" (3,099 mm), wobei der Fortsatz 25 in einem flexiblen Zinken 8 für eine Länge von ungefähr 0,050" (1,27 mm) endet. Der flexible Zinken 8 besitzt eine Breite von 0,035" (0,889 mm) und die Isolatorhülse 11 besitzt einen Außendurchmesser von 0,072" (1,829 mm) und eine Hauptköperlänge von 0,142" (3,607 mm). Schließlich sind die Breiten der Nuten 21 und 31 0,020" (0,508 mm) bzw. 0,015" (0,381 mm). Fachleute werden bemerken, daß der maximale Durchmesser der Anordnung weit unter 0,09" (2,286 mm) ist, was eine besonders kompakte Anordnung bezüglich ihrer Blitzunterdrückungsfähigkeiten zur Folge hat.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Figuren 6 bis 11 gezeigt ist, verwendet ebenfalls selbstausrichtende schnappgepaßte Erd- und Isolatorhülsen, um die Notwendigkeit für eine Festlegung, Haftmittel oder Epoxy zu eliminieren, wenn die Hülsen an ihrem Platz auf einem Hülsenbefestigungsteil des Kontakts gesichert bzw. befestigt werden. Dieses Ausführungsbeispiel ist ebenfalls besonders geeignet zur Verwendung mit einem MLV-chip, obwohl, wie in Figur 7 gezeigt ist, der MLV-Chip des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels eine vertikale, anstelle einer horizontalen internen Elektrodenschichtung verwendet. Weil die jeweiligen erd- und stromführenden Elektroden 105 und 106 sich vertikal bezüglich der externen Elektroden 107 und 108 erstrecken, ist es möglich, die Art und Weise, auf die der MLV-Chip elektrisch mit dem Kontakt und mit der Erdhülse 102 verbunden ist, zu vereinfachen.
Selbstverständlich erkennt man, daß die Kontaktanordnung 99 des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels auf dieselbe Vielzahl von bekannten Verbinderkonfigurationen wie die Kontaktanordnung 1 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels gepaßt werden kann, und daß die Kontaktanordnung 99 für die Kontaktanordnung 1, wie in Figur 1 gezeigt, ersetzt werden kann, und zwar ohne eine Modifikation der Erdhülse 14 oder der Zinken 15.
Wie in den Figuren 6 und 8 gezeigt ist, umfaßt der Kontakt 100 einen Isolationshülsenbefestigungsteil 103 und eine Nut bzw. Kerbe 109, die mit einer unterbrochenen Linie in Figur 8 gezeigt ist. Eine ähnliche Nut kann ebenfalls in Verbindung mit dem entsprechenden Kontakt 2 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels verwendet werden. Der Kontakt 100 umfaßt passende Stiftabschnitte 123 und 124, eine Ausrichtungsebene 110, die am besten in Figur 9(b) gezeigt ist, die der Ausrichtungsebene 18a des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels entspricht. Der MLV-Chip 104 sitzt innerhalb der Nut 109, so daß die untere Elektrode 108 elektrisch die flache Befestigungsoberfläche 111 an der Basis der Nut kontaktiert. Die Ausrichtung des MLV-Chips entlang der Längsachse des Kontaktes ist nicht kritisch, obwohl, wenn der Chip einmal in der Nut sitzt, ein geeignetes Einkapselmittel (nicht gezeigt) vorzugsweise verwendet wird, um den Chip an seinem Platz zu befestigen. Eine laterale bzw. seitliche Ausrichtung des Chips wird vorgesehen durch Seiten 125 der Nut 109.
Die leitende Erdhülse 102, die am besten in Figur 10 gezeigt ist, ist ähnlich der Erdhülse 17 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, und zwar dahingehend, daß sie eine Nut 112 aufweist, die ein "Schnappen" der Erdhülse 102 auf dem Befestigungsteil 103 ermöglicht. Jedoch unterscheidet sich die Erdhülse 102 von der Erdhülse 17 dahingehend, daß der zylindrische Teil 114 Ausrichtungslaschen 113 aufweist, und zwar angeordnet, um innerhalb der Nuten 116, die in der Isolationshülse 101 vorgesehen sind, zu passen. Zusätzlich ist es nicht notwendig, einen elastischen Vorspannfortsatz für den MLV-Chip, der dem flexiblen Zinken 8 entspricht, vorzusehen, und zwar wegen dem nach oben hinweisenden Ort der Erdelektrode 107 auf dem MLV-Chip 104. Stattdessen umfaßt die Erdhülse 102 einen flachen Fortsatz 115, der die Elektrode 107 kontaktiert, um die Erdverbindung zwischen dem zylindrischen Hauptkörperteil 114 und dem MLV-chip zu bilden.
Wie in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel paßt die Erdhüle 102 über eine Isolationshülse 101. Die Isolationshülse 101 umfaßt einen im allgemeinen zylindrischen Hauptkörperteil 117, und einen Ausrichtungsteil 118 mit Nuten bzw. Kerben 116, die mit Ausrichtungslaschen 113 auf der Erdhülse in Eingriff kommen, um die Erd- und Isolationshülsen vor dem Zusammenbau der Hülsen zu dem Kontakt auszurichten. Die Isolationshülse 101 weist ebenfalls eine Nut 119 mit abgeschrägten Abschnitten 120 auf, die es der Isolationshülse gestattet, über dem Befestigungsteil 103 "geschnappt" zu werden, und zwar auf dieselbe Art und Weise, wie die Isolationshülse 11 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels auf den Kontakt 2 geschnappt wird.
Eine Ausdehnung bzw. ein Fortsatz 127 ist auf einer Isolationshülse 101 zur Zusammenarbeit mit einer Ausrichtungsebene 110 vorgesehen, und zwar auf dieselbe Art und Weise, wie der Fortsatz 35 der Isolationshülse 11 mit der Ausrichtungsebene 18a in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel zusammenarbeitet. Die Ausrichtungshülse 101 des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels umfaßt ferner eine ringförmige Schulter 128, die eine Ausrichtungsoberfläche 129 definiert, was weiter die richtige Längsausrichtung der Erdhülse 102 bezüglich der Isolationshülse 101 sicherstellt.
Schließlich kann ein Wärmeschrumpfschlauch 122 über den MLV-Chip angewendet bzw. angelegt werden und die Erdhülse sichert das Paket auf dieselbe Art und Weise, wie der Schlauch bzw. das Rohr 18b des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Fachleute werden bemerken, daß das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung die Vorteile besitzt, daß das Isolierungsband nicht auf der Kontaktebene erforderlich ist, daß die kürzeren Platten in dem MLV weniger Induktivität verursachen und daß die äußeren Elektroden 7 und 8 des MLV-Chips größer sind, was eine Plazierung und Befestigung vereinfacht. Zusätzlich ist mehr Plattengebiet bzw. -fläche in dem MLV vorgesehen, was die Energiehandhabefähigkeit erhöht. Obwohl die Abmessungen des MLV-Chips selbstverständlich innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung variiert werden können, besitzt ein beispielhafter MLV-Chip für einen Kontakt von der Größe 22 eine maximale Dicke von ungefähr 0,047" (1,194 mm), und eine maximale Breite von ungefähr 0,060" (1,524 mm). Die Länge des beispielhaften Chips hängt von den erforderlichen elektrischen Charakteristiken des MLV- Chips ab.
Fachleute werden selbstverständlich verstehen, daß die einzigartige Schnappbefestigungshülsenanordnung beider Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Dioden und anderen Filterelementen zusätzlich oder anstelle von MLV-Einrichtungen verwendet werden können, während die Verwendung eines MLV in einem TVS-Verbinder nicht auf die spezifische oben beschriebene Befestigungsanordnung beschräntk ist. Demzufolge aufgrund der zahlreichen Abwandlungen, die innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich sind, ist es beabsichtigt, daß der Schutzumfang der Erfindung nicht durch die obige Beschreibung, sondern stattdessen nur durch die angefügten Patentansprüche definiert wird.

Claims

1. Kontaktanordnung zur Unterdrückung von Übergangsvorgängen zur Verwendung in einem elektrischen Verbinder, wobei Hindurchspeise-Kontaktmittel (2, 100) vorgesehen sind, um elektrische Signale von einer elektrischen Vorrichtung zu einer zweiten elektrischen Vorrichtung zu führen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrschichtiger Varistor (4, 104) eine spannungsführende Elektrode (6, 108) und eine geerdete Elektrode (7, 107) aufweist und auf den Kontaktmitteln angeordnet ist, wobei die Anordnung ferner Mittel (9, 102) aufweist zum elektrischen Verbinden der geerdeten Elektrode mit Erde und Mittel (19, 111) zur elektrischen Verbindung der spannungsführenden Elektrode mit den Kontaktmitteln.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Kontaktmittel durch Mittel gekennzeichnet sind, die eine flache Befestigungsoberfläche (16, 111) aufweisen zur Anbringung des Varistors auf den Kontaktmitteln.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kontaktmittel durch eine Ausnehmung (3, 109) gekennzeichnet sind, in der der Varistor angebracht ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Kontaktmittel im allgemeinen zylindrisch sind und wobei die Erdmittel gekennzeichnet sind durch eine zylindrische Erdhülse (20, 114), die im wesentlichen einen Teil (10, 103) der Kontaktmittel umgibt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei die Kontaktmittel ferner gekennzeichnet sind durch eine Ausnehmung (3) in der der Varistor angebracht ist und wobei die geerdete Hülse ferner Mittel aufweist einschließlich eines elastischen Arms (8) zum Vorspannen des Varistors gegen eine Wand der Ausnehmung in einer Richtung parallel zu einer Hauptachse des Kontaktes.

6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei die geerdete Hülse durch Mittel gekennzeichnet ist, die eine Nut (21) definieren, welche sich über eine Länge der geerdeten Hülse erstreckt.

7. Anordnung nach Anspruch 1 oder 6, gekennzeichnet durch eine zylindrische Isolierhülse (11, 101), positioniert zwischen der geerdeten Hülse und den Kontaktmitteln, wobei die Isolierhülse ebenfalls Mittel aufweist, die eine zweite Nut (31, 119) definieren, die sich über eine Länge der Isolierhülse erstreckt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Mittel, die eine zweite Nut definieren, gekennzeichnet sind durch Mittel, welche abgeschrägte Kanten (32, 120) der zweiten Nut aufweisen, zum Bewirken, daß sich die zweite Nut tangential erweitert, wenn die Kontaktmittel durch die zweite Nut während des Zusammenbaus der Isolierhülse und der Kontaktmittel gedrückt werden, und die auf eine Größe zurückgebracht werden, welche sie ursprünglich vor der Erweiterung besaßen, und zwar ansprechend auf den Eingriff mit den Kontaktmitteln nachdem die Kontaktmittel durch die zweite Nut und in Postion innerhalb der Isolierhülse gedrückt sind.

9. Anordnung nach Anspruch 4 oder 7, wobei die Kontaktmittel ferner durch eine Ausrichtebene (18a, 110) gekennzeichnet sind zum axialen und umfangsmäßigen Positionieren der Hülsen bezüglich der Kontaktmittel.

10. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die geerdete Elektrode dadurch gekennzeichnet ist, daß sie elektrisch von den Kontaktmitteln isoliert ist und zwar mittels einer Isolierbandlänge (17).

11. Anordnung nach Anspruch 1 weiterhin gekennzeichnet durch Mittel, die ein Einkapselmittel (40) aufweisen und ein umgebendes Wärmeschrumpfrohr (18b) zum Isolieren des Varistors gegenüber anderen Kontaktmitteln in dem Verbinder und zum Schutz des Varitors gegenüber mechanischen und thermischen Schocks.

12. Anordnung nach Anspruch 1 ferner dadurch gekennzeichnet, daß ein größter Durchmesser der Anordnung kleiner als 0,09" (2,286 mm) ist.

13. Anordnung nach Anspruch 1 ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Varistor ineinandergreifende Elektroden (105, 106) aufweist, die abwechselnd mit den spannungsführenden und geerdeten Elektroden verbunden sind.

14. Anordnung nach Anspruch 1 ferner gekennzeichnet dadurch, daß eine Arbeitsspannung der Kontaktanordnung kleiner als 60 Volt ist.

15. Anordnung nach Anspruch 14 ferner gekennzeichnet dadurch, daß die Energiehandhabungskapazität der Kontaktanordnung annähernd ein Joule beträgt.

16. Anordnung nach Anspruch 1 ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsunterdrückung die Unterdrückung von Blitzen umfaßt.