DE69905337T2

DE69905337T2 - Elektrische Filterverbindergruppe mit einem Kontakt und einer Filterschaltungsgruppe

Info

Publication number: DE69905337T2
Application number: DE69905337T
Authority: DE
Inventors: Jerrold Scott Glynn
Original assignee: FCI SA; Framatome Connectors International SAS
Current assignee: FCI SA
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: US6086422A; DE69905337D1; ATE232654T1; EP1009071B1; EP1009071A1; US6467165B1

Description

Diese Erfindung betrifft einen elektrischen Filtersteckverbinder nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solcher Steckverbinder ist z. B. aus US 5,605,477 bekannt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Steckverbinders.
US 5,286,221 offenbart einen elektrischen Filtersteckverbinderaufbau mit flexiblen Kondensatorfilterschaltungen. Die flexiblen Stromkreise haben Chipkondensatoren, die an einem flexiblen Schaltungssubstrat befestigt sind. Das flexible Substrat ist an Befestigungsstiften am Steckverbindergehäuse befestigt und elektrisch mit den Kontakten verbunden. Ein Ferritblock ist ebenfalls mit dem Gehäuse verbunden. Die Kontakte laufen durch Löcher im Ferritblock.
US 5,605,477 offenbart einen elektrischen Filtersteckverbinder mit einem Gehäuse und einer Kontakt- und Filterschaltungsuntergruppe, die am Gehäuse befestigt ist, wobei die Untergruppe einen Ferritblock enthält, elektrische Kontakte durch den Ferritblock laufen, eine Leiterplatine die elektrischen Kontakte kontaktiert und Schaltungselemente an der Leiterplatine befestigt sind, wobei die Leiterplatine stationär am Ferritblock befestigt ist, sodass die Untergruppe in einem Stück mit dem Gehäuse verbunden ist.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen elektrischen Filtersteckverbinder, der eine Struktur aufweist, die eine einfache Montage zulässt, und ein dementsprechendes Verfahren zu liefern.
Diese Aufgaben werden mit einem Steckverbinder und einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 15 erfüllt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden von den Unteransprüchen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale dieser Erfindung werden in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erklärt, in denen
1 eine Querschnittsansicht eines elektrischen Filtersteckverbinders mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ist;
2 eine perspektivische Sicht einer Kontakt- und Filterschaltungsuntergruppe ist, die im Steckverbinder von 1 verwendet wird;
3 eine perspektivische Sicht einer Reihe ist, die die Leiterplatine- und -Schaltungselement-Gruppe bildet, die verwendet werden, um die Untergruppe aus 2 zu bilden.
Detaillierte Beschreibung der vorzuziehenden Ausführung
Bezugnehmend auf 1 wird eine perspektivische Sicht eines elektrischen Filtersteckverbinders 10 mit den erfindungsgemäßen Merkmalen gezeigt. Obwohl diese Erfindung unter Bezugnahme auf die einzelne in den Zeichnungen gezeigte Ausführung beschrieben werden soll, versteht sich, dass diese Erfindung in vielen alternativen Ausführungsformen ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann jegliche geeignete Größe, Form oder Sorte von Elementen oder Materialien verwendet werden.
Der Steckverbinder 10 weist i. a. ein Gehäuse 12 und zwei elektrische Kontakt- und Filterschaltungsuntergruppen 14 auf, die am Gehäuse 12 befestigt sind. Das Gehäuse 12 enthält i. a. ein Druckgussaluminiumelement 16, eine mechanische Halterungsabdeckung aus Kunststoff 18 und eine Endkappe aus Kunststoff 20. Allerdings könnten in alternativen Ausführungsformen andere Arten von Gehäusen oder Ge häusebauteilen verwendet werden. Das Gehäuse 12 hat einen Bereich 22 zur Aufnahme eines Abschnitts eines passenden elektrischen Steckverbinders (nicht im Bild). Die Untergruppen 14 sind fest am Gehäuse auf der mechanischen Kunststoffhalterungsabdeckung 18 befestigt. In alternativen Ausführungen könnte nur eine Untergruppe oder mehr als zwei Untergruppen geliefert werden.
In dieser Ausführungsform sind die Untergruppen 14 im wesentlichen gleich. Allerdings könnten in alternativen Ausführungsformen die Untergruppen unterschiedlich sein. Bezugnehmend auch auf 2 enthält jede Untergruppe 14 i. a. elektrische Kontakte 24, einen Ferritblock 25 und zwei Leiterplatinen- und -Schaltungselementuntergruppen 26. In einer alternativen Ausführung könnte die Untergruppe 14 nur eine oder mehr als zwei Schaltungselementuntergruppen 26 haben. Jede Untergruppe 14 könnte auch mehr als einen Ferritblock haben. Der Ferritblock 25 besteht nur aus einem Block, das Material mit Ferritoxiden enthält.
Der Ferritblock hat eine Vielzahl an Löchern 28, (s. 1). Die Kontakte 24 laufen durch die Löcher 28. Vorzugsweise besteht der Ferritblock aus elektrisch nicht leitendem Ferritoxidmaterial. Allerdings könnte auch elektrisch leitendes Ferritoxidmaterial verwendet werden, wenn elektrische Isolatoren in den Löchern 28 zwischen den Kontakten 24 und dem Ferritblock 25 vorgesehen sind. Der Ferritblock 25 ist als Dämpfer von Hochfrequenzsignalen zum EMI- und RFI-Schutz vorgesehen. Für nichtleitendes Ferritoxidmaterial, z. B. solches mit einem Leitungswiderstand von etwa 10⁹ Ohm/Zentimeter, könnte dies für Signale zwischen etwa 50–1000 MHz gelten. Für leitendes Ferritoxidmaterial könnte dies für Signale zwischen etwa 1–150 MHz gelten.
Die zwei Leiterplatinen- und -Schaltungselementgruppen 26 für jede Untergruppe 14 sind im wesentlichen gleich, aber sie könnten verschieden sein. Jede Gruppe enthält i. a. eine Leiterplatine 30 und Schaltungselemente 32. Die Leiterplatinen 30 sind vorzugsweise aus Blech. Die Schaltungselemente 32 sind vorzugsweise auf den Leiterplatinenoberflächen 30 befestigt. Vorzugsweise sind die Schaltungselemente 32 Chipkondensatoren. Jede Leiterplatine 30 ist stationär auf ihren jeweiligen Ferritblock 25 montiert. Die Leiterplatinen 30 haben ein erstes Ende 34, ein zweites Ende 36 und einen mittleren Abschnitt 38 dazwischen. Das erste Ende 34 hat Löcher 40, durch die die Kontakte 24 laufen. Die Leiterplatinen 30 stellen bei den Löchern 40 einzeln elektrischen Kontakt mit den Kontakten 24 her. In dieser Ausführungsform hat jedes erste Ende 34 eine Vielzahl einzelner Finger, einen für jeden Kontakt 24. Allerdings könnte in einer alternativen Ausführungsform jeder einzelne Finger mehr als einen Kontakt kontaktieren. Das erste Ende 34 erstreckt sich auf einer ersten Seite 42 des Ferritblocks 25. Das zweite Ende 36 bildet eine horizontale Erdungsebene für die Gruppe 26. Das zweite Ende 36 hat Stege 46 (s. 3), die sich auf einer zweiten Seite 44 des Ferritblocks 25 gegenüber der ersten Seite 42 erstrecken. Allerdings kommt das zweite Ende 36 nicht direkt in Kontakt mit den Kontakten 24. Der mittlere Abschnitt 38 hat in dieser Ausführungsform einen Überbrückungsabschnitt 48 und Bereiche zur Befestigung der Schaltungselemente 50. Der Überbrückungsabschnitt 48 kontaktiert elektrisch und mechanisch die ersten und zweiten Enden 34; 36. Der Überbrückungsabschnitt 48 ermöglicht es, dass die horizontale Erdungsebene des zweiten Endes 36 direkt elektrisch mit einem der Kontakte 24 verbunden wird; wobei dieser Kontakt eher ein Erdungsanschluss als ein Signalkontakt ist. Deswegen muss die Leiterplatine 30 nicht elektrisch mit dem elektrisch leitenden Bauteil 16 des Gehäuses 12 verbunden werden. Die Befestigungsbereiche 50 umfassen je zwei elektrisch separate Stege zum Oberflächenmontieren 52; 53 (s. 3), die sich direkt gegenüber liegen. Ein Steg 52 ist an der ersten Seite 42 befestigt. Der andere Steg 53 ist an der zweiten Seite 46 befestigt. Die Schaltungselemente 32 sind an der Oberfläche auf Paaren der Stege 52; 53 gelötet, um elektrische Schaltungsbahnen vom ersten Ende 34 durch die Schaltungselemente 32 zum zweiten Ende 36 zu bilden.
Bezugnehmend auch auf 3 wird ein Verfahren zur Bildung der Gruppen 26 beschrieben. Die Illustration in 3 soll rein illustrativ sein. Die einzelnen Schritte können auf verschiedene Zeitpunkte verteilt und an verschiedenen Orten ausgeführt werden. Das illustrierte Verfahren zeigt wie zwei der Gruppen 26 gleichzeitig hergestellt werden, aber in einer alternativen Ausführungsform könnten nur eine oder mehr als zwei Gruppen 16 zur gleichen Zeit mit den gleichen Schritten hergestellt werden.
Ein Bauteil aus Blech wird mit einer Stempelvorrichtung geprägt, um einen Zuschnitt 56 (s. Bereich A) zu bilden. Vorzugsweise ist die Stempelvorrichtung so programmierbar, dass Position und Anzahl der Überbrückungsabschnitte 48 und der Befestigungsbereiche 50 vom Hersteller für verschiedene Gruppen und Steckverbinder unterschiedlich variiert werden können. Der Zuschnitt 56 beinhaltet ein Zentrum mit Trägerstreifenabschnitte 58 und Unverwechselbarkeitslöchern 60, zwei erste Enden 56 an gegenüberliegenden Seiten der Trägerstreifenabschnitte 58 und den zweiten Enden 36 mit ihren Stegen 46. In dieser Ausführungsform haben die Löcher 40 Eingriffshaken 41 um einen Presssitz mit dem Kontakt 24 herzustellen. Alternativ oder zusätzlich könnten die ersten Enden 34 an ihre jeweiligen Kontakte bei den Löchern 40 gelötet sein. Der Zuschnitt 56 wird dann geprägt, um die Stege 52; 53 an Fläche B zu bilden. Die Leiterplatine könnte Teil eines kontakttragenden Gurts sein, wie in der US-Patentanmeldung Nr. 09/206,143, die gleichzeitig eingereicht wurde und auf die hiermit Bezug genommen wird. Im Bereich C wird Lötzinn an die Stege 52; 53 aufgebracht, die Oberflächenelemente 32 werden auf den Stegen 52; 53) angeordnet, und Wärme wird für den Lötzinnrückfluss angelegt, und dadurch werden die Elemente 32 elektrisch und mechanisch an die Leiterplatine angebracht. Die Trägerstreifenabschnitte 58 werden dann an den Flächen D geschnitten und bilden zwei der Gruppen 26. In einem alternativen Verfahren könnte der mittlere Abschnitt 38 geschnitten werden und die Stege 52; 53 bilden, nachdem die Schaltungselemente 32 an der Leiterplatine befestigt werden. Wenn die Gruppen 26 einmal gebildet sind, werden sie an den Kontakten 24 befestigt. Bezugnehmend auf die 1 und 2 werden die Kontakte 24 und Gruppen 26 dann an den Ferritblöcken 25 befestigt. In einem alternativen Verfahren könnten die Kontakte 24 oder die Gruppen 26 separat an die Ferritblöcke angeschlossen werden, bevor sie miteinander verbunden werden. Bevor oder während die Gruppen 26 an die Ferritblöcke 25 angeschlossen werden, werden die Leiterplatinen 30 am ersten und zweiten Ende 34; 36 so gebogen, dass die Gruppen 26 ein i. a. C-förmiges Profil aufweisen, das jeweils eine Längsseite des Ferritblocks zwischen der oberen 46 und der unteren Seite 44 umhüllt. Da die Leiterplatine aus Blech besteht, kann sie diese Form beibehalten. Da die Kontakte 24 durch die Löcher 28 in den Ferritblock 25 laufen, und weil die Leiterplatine 30 an den Kontakten 24 befestigt und um beide gegenüberliegenden Seiten 42; 44 des Ferritblocks 25 geschlagen ist, wird eine Untergruppe 14 als eine einheitliche Gruppe gebildet, die vor der Verbindung mit dem Gehäuse 12 zusammengesetzt und dann als einzelne Einheit mit dem Gehäuse verbunden werden kann. In dieser Ausführungsform bildet, wie in 1 zu sehen, das Gehäuse 12 eine Tasche 62, die die Ferritblöcke 25 und die Gruppen 26 aufnimmt. Die Endkappe 20 umschließt die Tasche 62, um die Blocks 25 und die Gruppen 26 darin zu halten. Die Tasche 62 kann mit einkapselndem Material aufgefüllt werden. Die Endkappe 20 hat Löcher 64, damit ein Ende der Kontakte 24 durchlaufen kann und anschließend mit einer gedruckten Leiterplatte 66 verbunden werden kann. Die anderen Enden der Kontakte 24 laufen durch Löcher in der mechanischen Kunststoffhalterungsabdeckung 18 und enden im Aufnahmebereich 22 für den passenden elektrischen Steckverbinder (nicht im Bild). Die Taschenbereiche 68 können auch mit Dichtungsmasse aufgefüllt werden. Da ein elektrisch nicht leitender Ferritblock verwendet werden kann, braucht man keinen elektrischen Isolator zwischen den Ferritblöcken und dem Stromkreislauf der Leiterplatinen- und Schaltungselementgruppen mehr. Allerdings kann ein Isolator verwendet werden, falls einer oder mehrere der Ferritblöcke aus elektrisch leitendem Ferritoxidmaterial bestehen. Da die Filterschaltungsuntergruppen 14 als Einheiten getrennt vom Gehäuse 12 hergestellt werden können, und da die Löcher 28 aufgrund der Tatsache, dass die Ferritblocks aus elektrisch nicht leitendem Ferritoxid hergestellt werden können, klein gehalten werden können, kann die Überprüfung des Sitzes der Kontakte 24 verbessert werden. Ferner besteht kein Bedarf an einem separaten Halter für den Ferritblock, wie beim Stand der Technik, da die Untergruppen 14 einheitlich sind und als einzelne Einheit ans Gehäuse montiert werden können.
Es versteht sich, dass die obige Beschreibung für die Erfindung rein illustrativ ist. Verschiedene Alternativen und Änderungen können vom Fachmann vorgenommen werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Entsprechend soll diese Erfindung all diese Alternativen, Änderungen und Varianten umfassen, die in den Umfang der angehängten Patentansprüche fallen.

Claims

Elektrischer Filtersteckverbinder (10) mit einem Gehäuse (12) und einer Kontakt- und Filterschaltungsuntergruppe (14), die an dem Gehäuse (12) angebracht ist, wobei die Untergruppe (14) einen Ferritblock (25), elektrische Kontakte (24), die den Ferritblock (25) durchlaufen, eine Leiterplatine, die die elektrischen Kontakte (24) kontaktiert und Schaltungselemente aufweist, die auf der Leiterplatine (30) angebracht sind, wobei die Leiterplatine (30) stationär auf dem Ferritblock (25) derart angebracht ist, dass die Untergruppe als einzelne Einheit mit dem Gehäuse (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Untergruppe (14) zwei Leiterplatinen (30) aufweist, die sich seitlich entlang der gegenüberliegenden Seiten des Ferritblocks (25) erstrecken.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 1, wobei jede Leiterplatine (30) gegenüberliegende Enden aufweist, die zwischen sich einen Abschnitt des Ferritblocks (25) aufnehmen.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 1, wobei die elektrischen Kontakte (24) Kontaktstifte aufweisen.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 1, wobei der Ferritblock (25) aus elektrisch nicht leitenden Ferritoxiden besteht.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 4, wobei der Ferritblock (25) die Dämpfung von Frequenzen größer als 160 MHz bewirkt.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 1, wobei jede Leiterplatine (30) Löcher (40) aufweist, durch die die elektrischen Kontakte (24) laufen.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 6, wobei jede Leiterplatine (30) Eingriffshaken (41) bei den Löchern (40) aufweist, die einen Presssitz mit den Kontakten (24) bilden.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 6, wobei jede Leiterplatine mit den Kontakten (24) verlötet ist.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 1, wobei die Schaltungselemente (32) jeder Leiterplatine und die Schaltungselementgruppe Chipkondensatoren aufweisen, die auf der Leiterplatine (30) oberflächenbefestigt sind.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 2, wobei jede Leiterplatine einen ersten Abschnitt, der an einem der gegenüberliegenden Enden mit den elektrischen Kontakten (24) verbunden ist, einen zweiten Mittelabschnitt mit daran befestigten Schaltungselementen und einen dritten Abschnitt aufweist, der eine Erdungsplatte bildet.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 10, der weiterhin Stege aufweist, die sich von dem dritten Abschnitt erstre cken, die ein zweites Ende der gegenüberliegenden Enden bilden.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 1, wobei der Ferritblock durch die elektrischen Kontakte (24) an dem Gehäuse (12) angebracht ist.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 1, wobei jede Leiterplatine ein erstes Ende, das an einer ersten Seite des Ferritblocks (25) angeordnet ist, und ein zweites Ende aufweist, das an der zweiten gegenüberliegenden Seite des Ferritblocks (25) angeordnet ist.
Elektrischer Filtersteckverbinder nach Anspruch 1, wobei jede Leiterplatine (30) einen gestanzten Blechzuschnitt aufweist, wobei die Schaltungselemente (32) auf der Leiterplatine (30) oberflächenbefestigt sind.
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Filtersteckverbinders, der ein Gehäuse (12) und eine Filterschaltungsuntergruppe (14) aufweist, die einen Ferritblock (25), elektrische Kontakte (24) und Leiterplatinen aufweist, wobei zwei der Leiterplatinen (30) sich an gegenüberliegenden Längsseiten des Ferritblocks (25) erstrecken, mit den folgenden Schritten: Verbinden der elektrischen Kontaktstifte (24) mit den Leiterplatinen (30), Einführen der elektrischen Kontaktstifte (24) in einen Ferritblock (25), und Umhüllen der Leiterplatinen (30) um den Ferritblock (25), wobei die Leiterplatinen sich auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Ferritblocks (25) erstrecken, wodurch die Leiterplatinen (30) auf dem Ferritblock (25) befestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin die Befestigung von Schaltungselementen (32) auf den Leiterplatinen (30) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei jede Leiterplatine einen Blechzuschnitt aufweist, wobei der Schritt des Umhüllens den Blechzuschnitt dauerhaft verformt.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin die Verbindung der Kontaktstifte (24) mit dem Gehäuse (12) aufweist, wodurch der Ferritblock (25) mit dem Gehäuse (12) verbunden wird.