DE69601429T3

DE69601429T3 - Koaxialverbindungs-zusammembau eines elektronikkastens

Info

Publication number: DE69601429T3
Application number: DE69601429T
Authority: DE
Inventors: Charles Edward Reynolds
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1995-07-18
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: US5906512A; EP0839398A1; EP0839398B1; GB9514641D0; EP0839398B2; JPH11510301A; DE69601429T2; KR19990029017A; ATE176090T1; WO1997004501A1; DE69601429D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlußanordnung für einen Elektronikkasten, wobei der Kasten Koaxialverbinder aufweist.
Bei Anwendungen wie beispielsweise Satellitendatenempfangssystemen fangen Parabolantennen Signale auf und konzentrieren sie und verteilen sie an mehrere Empfänger, beispielsweise an unterschiedliche Wohnungen in einem Gebäude. Die von der Antenne empfangenen Signale werden in der Regel von einem Elektronikmodul verarbeitet, das das ankommende Signal in mehrere Signale trennt. Die getrennten Signale können von einzelnen Koaxialleitern geführt werden, entweder um mehrere unterschiedliche Signale zu führen oder um die Signale zu weiteren elektronischen Verarbeitungsstationen zu verzweigen, die die Signale an die verschiedenen Empfänger verteilen. Das Elektronikmodul erfordert somit mehrere koaxiale Anschlüsse, die die Elektronikschaltung darin an koaxiale Versorgungsleitungen anschließen. Ein derartiger Elektronikkasten weist in der Regel ein Außengehäuse mit einem leitfähigen Abschirmmaterial auf, wobei das Gehäuse sogar vollständig leitfähig sein kann wie beispielsweise Druckgußmetall. Es ist bekannt, einen Koaxialverbinder vorzusehen, der von einer Kante des Gehäuses aus vorspringt, wobei das Gehäuse einen zylindrischen Vorsprung aufweist, der sich von ihm aus erstreckt und die Außenleitung des Koaxialverbinders bildet. Ein zylindrischer dielektrischer Teil ist innerhalb der rohrförmigen äußeren Ausbuchtung angeordnet und hält einen Innenleiter. Der Außenleiter ist an Erdleiterbahnen der Elektronikmodule angeschlossen, die in der Regel aus Leiterplatten (PCB = printed circuit board) mit Bauelementen darauf bestehen. Der koaxiale Anschluß muß in der Regel mit der PCB verbunden werden.
Bei vielen Anwendungen ist es wichtig, ein sehr kostengünstiges Elektronikmodul herzustellen. Ein Hauptkostenbestandteil von vielen elektronischen Bauelementen ist auf die Montage der Bauelemente zurückzuführen, insbesondere wenn manuelle Arbeitsgänge erforderlich sind, beispielsweise Zusammenpassen der Teile oder Löten von Kontakten oder Bauelementen. Es ist dennoch erforderlich, einen zuverlässigen Elektronikkasten zu erzielen, der eine wirksame Abschirmung gegenüber dem Empfang oder der Ausstrahlung von elektromagnetischem oder elektrostatischem Rauschen aufweist. Es ist außerdem wichtig sicherzustellen, daß mit dem Elektronikkasten eine zuverlässige elektrische Verbindung hergestellt werden kann. Es wäre wünschenswert, Montagevorgänge vereinfachen zu können und insbesondere, so weit wie möglich, Montagevorgänge automatisieren zu können.
Aus US,A, 3 983 457 ist eine Montage bekannt, die sich für einen Elektronikkasten eignet und ein Gehäuse und eine Leiterplatte aufweist. Das Gehäuse weist eine Bodenwand und Seitenwände auf, die einen Hohlraumbereich bilden, der die Leiterplatte aufnimmt. Zwei Haltepfosten 42 sind in der Nähe einer Kante der Leiterplatte zur elektrischen und mechanischen Verbindung an koaxiale Primärleitungen in einem Koaxialkabel, das sich quer zu einer Einbaurichtung der Leiterplatte in das Gehäuse erstreckt, vorgesehen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für einen Elektronikkasten eine Koaxialanschlußanordnung bereitzustellen, die kostengünstig und zuverlässig ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Elektronikkasten-Anschlußanordnung zum zuverlässigen und wirksamen Anschalten von Koaxialleitern an Leiterplatten des Elektronikmoduls bereitzustellen, die auch kostengünstig im Zusammenbau ist.
Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind gelöst worden durch Bereitstellen einer Anschlußanordnung gemäß Anspruch 1. Es wird hier eine Elektronikkasten-Rnschlußanordnung mit einem Gehäuse mit einer leitfähigen Abschirmung oder Erde und mindestens einem Koaxialverbinder mit einer Steckseite an der Außenseite des Gehäuses zur Verbindung mit einem koaxialen Gegenverbinder und einem Innenende zur Verbindung mit einer Leiterplatte des Elektronikmoduls offenbart, wobei die Platine mindestens ein in der Nähe einer Kante der Platine montiertes Anschlußmittel aufweist, das in die Primärleitung des Koaxialverbinders gesteckt ist. Das Gehäuse kann eine Bodenplatte und Seitenwände umfassen, wobei die Koaxialverbinder in den Seitenwänden montiert sind und die Bodenplatte im wesentlichen parallel zu den Leiterplatten verläuft. Die Bodenplatte würde einem offenen Ende des Gehäuses zugewandt sein, wobei die Platinen in einer im wesentlichen orthogonal zu der Bodenplatte verlaufenden Richtung aufgenommen werden. Die Anschlußmittel zum Anschalten der koaxialen Primärleitung sind bezüglich der koaxialen Primärleitung derart angeordnet, daß während der Montage der Platine innerhalb des Gehäuses von dem offenen Ende aus die Anschlußmittel an die Primärleitung angesteckt sind. Ein einfacher Montagevorgang wird somit durch Montage der Leiterplatte von oben und gleichzeitiges Stecken auf die koaxialen Primärleitungen erreicht. Die Erdverbindung zwischen der Gehäuseabschirmung und den Leiterplatten wird hergestellt, indem mehrere Erdungsanschlußmittel vorgesehen sind, beispielsweise eines auf jeder Seite des Anschlußmittels zum Kontaktieren der koaxialen Primärleitung, die in den Boden des Gehäuses gesteckt werden. Im Fall eines Metallgehäuses können die Anschlußmittel federnde Stiftabschnitte aufweisen, die in Ausnehmungen in der Gehäusebodenwand gesteckt werden.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
1a eine Draufsicht auf ein Gehäuse eines Elektronikkastens im Querschnitt;
1b eine Querschnittsansicht durch die Linie 1b-1b von 1a;
1c eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Erdanschlußmittels auf einer Leiterplatte, geerdet an das Gehäuse des Elektronikkastens;
1d eine vergrößerte Draufsicht auf einen Gehäusebolzen zur Aufnahme eines Erdkontakts;
2 im Querschnitt eine Seitenansicht eines Elektronikkastens mit abmontierten Teilen;
3 eine isometrische Ansicht eines Teils eines Koaxialverbinders;
4 eine Querschnittsansicht durch einen Teil des Elektronikkastens; und
5 eine Draufsicht auf einen Teil einer Leiterplatte, die Anschlußmittel zur Verbindung mit einem Koaxialverbinder zeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 – 3 umfaßt ein Elektronikmodul 2 ein Gehäuse 4, eine erste Leiterplatte 6 und eine zweite Leiterplatte 8 und mehrere Koaxialverbinder 10. Auf den Leiterplatten 6, 8 sind elektrische Bauelemente 12 montiert, die durch leitfähige Leiterbahnen auf den Platinen miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 4 ist aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise einer Druckgußaluminiumlegierung, doch wäre es auch denkbar, ein isolierendes Gehäuse mit einer leitfähigen Abschirmungsschicht darauf vorzusehen. Das Gehäuse 4 weist eine Bodenwand 14 und Seitenwände 16, 17 entlang einer seitlichen Kante der Bodenwand 14 auf, die sich von dort aus nach oben zu einem offenen Ende 18 erstrecken. Ein nicht gezeigtes Deckelteil kann an der oberen Kante 20 am offenen Ende 18 zum vollständigen Einschließen der Bauelemente innerhalb des Gehäuses 4 vorgesehen sein.
Die Seitenwände 10 umfassen rohrförmige Verlängerungen 22, die einen Hohlraum 24 zu Aufnahme eines Dielektrikums 26 darin bilden. Die rohrförmige Verlängerung 22 bildet die Außenleitung des Koaxialverbinders, wobei sich von unterschiedlichen Seitenwänden 16, 17 mehrere Koaxialverbinder erstrecken. Innerhalb des Dielektrikums 26 ist eine Primärleitung 28, die ein Steckende 30 zum Ankoppeln an einen Gegenverbinder und ein Anschlußende 32, das in den von den Seitenwänden und der Bodenwand gebildeten Hohlraumbereich hineinragt, aufweist. Die Innenkontakte sind in dieser Ausführungsform durch Drehen maschinell gearbeitete Kontakte, doch könnten sie natürlich auch durch andere Fertigungsverfahren hergestellt sein.
Beide Leiterplatten 6 und 8 füllen den Oberflächenbereich innerhalb der Umhüllung 34 im wesentlichen aus und sind auf gestapelte Weise aufeinander montiert. Die Platinen sind miteinander über Platinenverbindungsstecker 36 zusammengeschaltet, die an beiden Enden federnde Stiftkontaktteile 38, 40 zur federnden Montage in durchkontaktierten Löchern 42, 44 der Leiterplatten 6, 8 aufweisen. Die Leiterplatte 6 könnte auch mit Positionierungsmitteln wie beispielsweise Löchern 46 versehen sein, die mit Zentriermitteln des Gehäuses wie beispielsweise Bolzen 48 zum Positionieren der Platine bezüglich dazu zusammenwirken können. Der Erdkontakt zwischen der Platine 6 und der Abschirmung des Gehäuses 4 kann durch mehrere Erdungsanschlußmittel 51 gebildet werden, die einen federnden Stiftabschnitt 52 zum Einsetzen in ein durchkontaktiertes Loch 55 der Leiterplatte 6 und am anderen Ende ein gabelförmiges Paar von Kontaktarmen 56 in Form freitragender Balken zum Einsetzen in eine entsprechende Ausnehmung 58 in der Bodenwand aufweisen. Die Ausnehmung 58 kann in einem von der Bodenwand aus hochstehenden Bolzen 59 vorgesehen sein, wie in 1a – 1d und 4 gezeigt. Der Bolzen kann auch ein Mittel zum Positionieren der Leiterplatte in einer genauen Höhe über der Bodenwand 14 bilden. Die Ausnehmung 58 kann entweder mit einem leitfähigen Abschirmungsmaterial galvanisiert oder einfach aus dem Metall des Gehäuses gebildet sein, wenn es aus Druckguß ist. Die Anschlußmittel können auf einfache Weise durch Kantenstanzen aus Blech gefertigt werden.
Weitere Anschlußmittel 50, die mit den Erdungsanschlußmitteln 51 identisch sein können, sind zum Anschluß an den Primärleitungsverbindungsteil 32 des Koaxialverbinders 10 vorgesehen. Alle Anschlußmittel 36, 50, 51 können durch Kantenstanzen aus Blech zu im wesentlichen ebenen Formen geformt werden, die in der Herstellung sehr kostengünstig sind.
Sowohl die Erdungsanschlußmittel als auch die Innenanschlußmittel zur Verbindung mit dem Koaxialleiter sind entlang Kanten 60 der Leiterplatte 6 positioniert. Die gabelförmigen Kontaktarme 56 bilden einen Schlitz 64 und nehmen dazwischen die Primärleitung 32 auf federnde Weise zur elektrischen Verbindung mit ihm auf. Diese Kontaktarme können somit zum Kontaktieren mit ihren Außenkanten 62 oder dem Schlitz 64 zum Kontaktieren von Erde (in der Ausnehmung 58) bzw. der koaxialen Primärleitung 32 verwendet werden. Die bogenförmige, nach außen gebogene Außenkantenoberfläche 62 bildet die außere Kontaktoberfläche und bildet auch ein Führungsmittel, das sich in Richtung des freien Endes 66 der Kontaktarme durch die nach innen gekrümmte Form zur Führung des Kontakts in der Ausnehmung 58 erstreckt. Eine konische Einführung 68 ist ebenfalls vorgesehen zum Führen der koaxialen Primärleitung in den Kontaktschlitz 64. Die Bodenwand 14 könnte zum Einsetzen in den Erdungskontaktschlitz 64 anstatt mit Ausnehmungen 58 auch mit Rippen versehen sein.
Sowohl die Erdanschlußmittel als auch die Koaxialanschlußmittel können aus einem einzigen Blechstreifen ausgestanzt werden und von einem Bodenstreifen 70 getragen werden, der an einem mittigen Teil 72 zwischen benachbarten Anschlußmitteln in Querrichtung geschert ist. Es entsteht sehr wenig Schrottmaterial, was die Herstellungskosten für die Kontakte senkt. Ein Anstieg bei dem Schrottmetall, der sich aus Stanzvorgängen ergibt, erfordert eine teurere Werkzeugbestückung zum Räumen von Metall, und der Schrott führt auch zu Handhabungskosten. Es ist somit ein vorteilhaftes Merkmal, benachbarte Anschlußmittel zu trennen, indem sie lediglich auseinandergeschert werden, anstatt sie dadurch zu trennen, daß ein Stück Metall herausgenommen wird.
Entlang der Leiterplatte können die Erdkontakte, falls benachbarte Anschlußmittel Bodenteile aufweisen, die zu nahe beieinander sind, unter einem anderen Winkel zu dem Koaxialkontakt, den sie flankieren, ausgerichtet sein, wodurch der Spalt zwischen benachbarten Kontakten zunimmt, wie in 5 gezeigt, wo die Erdkontakte 51 um 90° zu den Mittenkontakten 50 gedreht sind. Die Positionierung der Erdkontakte unter einem Winkel kann auch die Erdungs- und Abschirmeigenschaften verändern, wodurch der Winkel (zwischen 0° und 90°) somit ein Mittel zum Abstimmen derartiger Eigenschaften ist.
Die Platinen 6 und 8 können somit in axialer Richtung A zusammengestapelt werden, wobei sie durch die Kontakte 36 zusammengeschaltet sind, und dann in Richtung A in den Gehäusehohlraum 34 derart eingesetzt werden, daß die Erdkontakte 51 in die entsprechenden Erdausnehmungen 58 gesteckt werden und die mittigen Koaxialkontakte 50 auf die koaxialen Primärleitungsanschlußteile 32 gesteckt werden.
Vorteilhafterweise ist somit aufgrund der axialen Montage der Platinen an dem Gehäuse bei gleichzeitigem Stecken an die Koaxialleiter eine schnelle und automatisierte Montage ermöglicht und bildet eine kostengünstige Lösung. Weiterhin sind die einfachen, kantengestanzten Leiterplattenanschlußmittel zur Verbindung mit den koaxialen Primärleitungen und Erde identisch und deshalb kostengünstig in der Herstellung, doch stellen sie dennoch einen zuverlässigen Kontakt sicher.

Claims

Elektronikkastenanschlussanordnung mit einem Gehäuse (4) und einer in dem Gehäuse montierbaren Leiterplatte (6, 8), wobei das Gehäuse (4) eine Bodenwand (14) und von dort hochstehende Seitenwände zur Bildung eines Hohlraumbereichs (34) zur Aufnahme der Leiterplatte darin umfasst, wobei die Anschlussanordnung einen oder mehrere, sich durch eine oder mehrere der Seitenwände (16, 17) erstreckende Koaxialverbinder (10) zum Anschalten der Leiterplatte (6, 8) an einen koaxialen Gegenverbinder ausserhalb des Elektronikkastens umfasst, wobei die Anschlussanordnung ein oder mehrere Anschlussmittel (50) umfasst, die in der Nähe einer Kante (60) der Leiterplatte (6) montiert sind und an eine oder mehrere koaxiale Primärleitungen (28) der einen oder mehreren Koaxialverbinder (10) in einer Richtung (A) des Zusammenbaus der Leiterplatte (6, 8) in das Gehäuse (4) gesteckt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Erdungsanschlussmittel (51) an der Leiterplatte (6) montiert sind, um die Leiterplatte mit dem Erdpol des einen oder der mehreren Koaxialverbinder (10) zu verbinden, wobei die Erdungsanschlussmittel steckbar mit dem Gehäuse (4) in Einbaurichtung (A) verbunden werden.
Anschlussanordnung nach Anspruch 1, bei der die koaxiale Primärleitung (28) ein Anschlussende (32) umfasst, das in den Hohlraumbereich (34) unterhalb des Anschlussmittels (50) zur Steckverbindung damit ragt, wobei sich das Anschlussende (32) quer zur Einbaurichtung (A) erstreckt.
Anschlussanordnung nach Anspruch 2, bei der das Anschlussmittel (50) gabelförmige Kontaktarme (56) umfasst, die einen Schlitz (64) zur federnden Aufnahme des Anschlussendes (32) der koaxialen Primärleitung (28) darin umfassen.
Anschlussanordnung nach Anspruch 3, bei der das Anschlussmittel im Wesentlichen eben ist und aus Blech ausgestanzt ist, mit einem federnden Stiftabschnitt (52) zur Montage in einem leitfähigen durchkontaktierten Loch (54) der Leiterplatte (6).
Anschlussanordnung nach Anspruch 3 oder 4, bei der ein Bodenabschnitt des Anschlussmittels (50) zwischen dem federnden Stiftabschnitt (52) und Kontaktarmen (56) Teil eines Trägerstreifens ist, der die Anschlussmittel bei der Fertigung verbindet, wobei während der Fertigung die äussere Kante des Bodenabschnitts an der mittigen Position zwischen benachbarten Anschlussmitteln geschert wird.
Anschlussanordnung nach einem der vorhergehnden Ansprüche, bei der das Erdungsanschlussmittel mit dem Anschlussmittel (50) zum Anschluss an die koaxiale Primärleitung identisch ist.
Anschlussanordnung nach einem der der vorhergehnden Ansprüche, bei der mehrere Erdungsanschlussmittel (51) entlang der Kante (60) der Leiterplatte (6) montiert sind, wobei jedes Anschlussmittel (50) zum Anschluss an die Primärleitungen auf jeder Seite von einem Erdungsanschlussmittel flankiert ist.
Anschlussanordnung nach Anspruch 7, bei der die Erdungsanschlussmittel bezüglich des Anschlussmittels zur Verbindung mit der koaxialen Primärleitung unter einem Winkel montiert sind.
Anschlussanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Platinenverbindungsstecker (36) zum Zusammenschalten von zwei in der Richtung (A) aufeinandergestapelten Leiterplatten (6, 8) vorgesehen sind, wobei die Verbindungsstecker (36) an beiden Enden federnde Stiftabschnitte (38, 40) zur Montage in leitfähigen durchkontaktierten Löchern (42, 44) der Leiterplatten (6, 8) aufweisen, wobei die Verbindungsstecker (36) im Wesentlichen flach sind.