DE69918881T2

DE69918881T2 - Abgeschirmter Steckverbinder mit integrierter Verriegelung und Erdungsstruktur

Info

Publication number: DE69918881T2
Application number: DE69918881T
Authority: DE
Inventors: Daniel T. Harrisburg Casey; Jose L. Harrisburg Ortega; George I. Jr. Harrisburg Peters
Original assignee: FCI SA
Current assignee: FCI SA
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: US20010016453A1; US6454603B2; JPH11317258A; EP0942497B1; EP0942497A2; EP0942497A3; DE69918881D1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiger elektrischer Steckverbinder ist aus der DE 296 02 268 U1 bekannt.
Da Signalgeschwindigkeiten, insbesondere Datenübertragungsgeschwindigkeiten größer wurden, mussten Verbindungssysteme, wie beispielsweise Systeme, die für Eingangs/Ausgangs-Anschlüsse für Datenverarbeitungsgeräte verwendet werden, so ausgerichtet werden, dass sie diese höheren Geschwindigkeitssignale mit akzeptierbaren Grenzen von Signalverlusten übertragen. Diese Bestrebungen beinhalten Abschirmungs- und Impedanzsteuerung. Derartige Bestrebungen ergeben sich bei Steckverbindern, wie beispielsweise modularen Aufnahmeverbindern, die getrennte Metallabschirmungen haben, die über dem Steckverbindergehäuse angebracht werden. In vielen Fällen sind diese Abschirmungen zweiteilig ausgeführt, ein Teil zur Abdeckung des Körpers des Steckverbinders und der andere Teil, der über der Vorderfläche des Steckverbinders angebracht wird. Ähnliche Ansätze wurden für andere Steckverbinder verwendet, beispielsweise bei dem HSSDC-Steckverbinder, der von der Firma AMP, Inc., auf den Markt gebracht wurde, der entwickelt wurde, um die ANSI X3T11 Faserkanalkomiteestandards zu erfüllen. Da jedoch die Signalgeschwindigkeiten zugenommen haben, haben sich die Schwierigkeiten zur Erfüllung der Impedanzsteuerung und der Abschirmungsanforderungen bei der Verwendung derartiger Umwicklungsabschirmungen vergrößert. Eine zusätzliche Komplikation ergab sich daraus, dass diese Verbindungssysteme einen zuverlässigen Kontakt der Abschir mungsstrukturen auf dem Gegenstecker notwendig machen, um die gesamte Leistungsfähigkeit des Verbindungssystems zu erhalten.
Ein weiterer Ansatz, der unternommen wurde, ist in den jüngsten Bauformen der Universal-seriellen Bussteckverbinder dargestellt. Neuere Bauformen verwenden ein mittleres isolierendes gegossenes Element, um die Kontakte zu halten. Die äußere Schale dieses Steckverbinders weist eine geformte Blechmetallabschirmung auf, die um das gegossene Element gehüllt ist und die Wände des Steckverbindergehäuses bildet. Ein derartiger Steckverbinder wurde von Berg Electronics unter der Nummernbezeichnung 87520 auf den Markt gebracht.
Während diese oben beschriebenen Steckverbinder leistungsfähig genug waren, um die Signalverschlechterungen bei hohen Frequenzen zu minimieren, ergab sich durch noch höhere Signalfrequenzen die Notwendigkeit zur Entwicklung von Steckverbindern mit noch größeren Leistungsfähigkeiten.
Die Hochgeschwindigkeitsverbindungsleistungsfähigkeit wird bei der vorliegenden Erfindung dadurch sichergestellt, dass Verriegelungsmerkmale direkt auf der Metallabschirmung der Leiterplatte vorgesehen sind, die an dem Aufnahmesteckverbinder befestigt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind metallische Verriegelungseingriffsflächen direkt durch gebogene Abschnitte der Metallabschirmung gebildet.
Die Abschirmungsfähigkeit wird durch gegenüberliegende seitlich verlaufende Flansche auf den Abschirmungen verbessert. Die Flansche haben Verbindungsstrukturen, die an der äußeren Kante oder dem distalen Ende so angeordnet sind, dass sie mit den Flanschen der benachbarten Steckverbinder zusammenpassen können, wodurch die Vollständigkeit der Abschirmung verbessert wird, und der Platzbedarf verringert wird.
Kontakte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Abschirmung des Aufnahmeleiters und dem Gegenstecker haben eine Biegeachse, die allgemein mit der Einführungsachse des Gegensteckers ausgerichtet ist. Diese Kontakte sind von der Abschirmung nach innen abgeschrägt und können zusätzlich in Richtung und weg von der Biegeachse nachgeben. In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Kontakte einstückig mit der Blechmetallabschirmung gebildet.
Die DE 296 02 268 U1 beschreibt einen abgeschirmten elektrischen Steckverbinder mit einer Verriegelungsstruktur, um einen elektrisch leitenden Anschluss innerhalb eines Abschirmungselements zu befestigen. Der abgeschirmte Steckverbinder selbst ist nicht mit seinem Abschirmungselement durch eine spezielle Verriegelungsstruktur an einer Klammer befestigt, sondern nur dadurch, dass er auf der Fläche der Klammer ansteht, was zu einer weniger sicheren Abschirmung führt.
WO 97/00544 beschreibt einen abgeschirmten elektrischen Steckverbinder, der mit einem isolierenden Gehäuse gebildet ist.
US 5 622 522 beschreibt einen Steckverbinder, der Abschirmungs-, Erdungs- und Verriegelungsfunktionen bietet.
US 5 067 914 betrifft einen Multipol-Steckverbinder mit einem Zentrierungsstreifen.
US 5 496 195 beschreibt einen hochleistungsabgeschirmten elektrischen Steckverbinder.
Die Erfindung umfasst einen elektrischen Steckverbinder, der ein isolierendes Gehäuse, einen elektrisch leitenden Anschluss, der in dem isolierenden Körper aufgenommen ist, ein elektrisches Abschir mungselement, das das Element abschirmt, eine Verriegelungsstruktur, die einstückig mit dem Abschirmungselement zur Aufnahme einer Verriegelung angeordnet ist, die mit einem Gegenstecker verbunden ist, und eine zweite Verriegelungsstruktur aufweist, die einstückig mit dem Abschirmungselement für den Eingriff mit einer Klammer ausgebildet ist.
Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Vorderansicht eines Steckverbinders, der eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist eine Seitenansicht des Steckverbinders von 1;
3 ist eine Rückansicht des Steckverbinders von 1;
4 ist eine Ansicht von unten des Steckverbinders von 1;
5 ist eine Querschnittsansicht durch 16-16 von 1;
6 ist eine Vorderansicht einer Anordnung, die mehrere Steckverbinder, wie den in 1 gezeigten, aufweist, die an einer Computer-Anschlussschnittstellen(PCI)klammer befestigt sind;
7 ist eine Aufsicht der Anordnung von 6;
8 ist eine Endansicht der Anordnung von 6;
9a ist eine Rückansicht der Anordnung von 1, bei der die hintere Befestigungsklammer noch nicht mit der Anordnung verbunden wurde;
9b ist eine Ansicht von hinten der in 6 gezeigten Anordnung, wobei die hintere Befestigungsklammer an der Anordnung angebracht ist.
Die 1 bis 5 zeigen einen bevorzugten Aufnahmesteckverbinder 120. Diese Aufnahme weist einen gegossenen Plastikkontaktaufnahmekörper 122 mit einer einstückigen hinteren Wand 123 auf. Auf dem Aufnahmekörper 122 sind mehrere leitende Kontaktelemente 124 angebracht. Der Körper 122 ist aus einem Polymerisoliermaterial gegossen. Von der oberen Wand 123 erstreckt sich ein Paar von oberen Führungselementen 123a (1) nach vorne. Die Enden 124a der Elemente 124 erstrecken sich von dem Körper 122 nach hinten und können, wie gezeigt, Oberflächenbefestigungsenden aufweisen. Ein oder mehrere Zapfen 126 können einstückig mit dem Halterungskörper 122 gegossen sein. Die Zapfen 126 ermöglichen eine Lokalisierungs- und Festhaltefunktion, wenn der Steckverbinder auf einer bedruckten Leiterplatte angebracht ist.
Den Halterungskörper 122 umgibt eine Abschirmung 128, die aus einem geeigneten metallischen Abschirmungsmaterial gebildet ist. Die Abschirmung 128 weist eine obere Wand 130, gegenüberliegende Seitenwände 132a und 132b und eine Rückwand 134 auf. Die Seitenwände 132a und 132b weisen Durchlassöffnungsenden 133 auf, die in durchkontaktierte Öffnungen der Leiterplatte eingefügt und gelötet oder pressgepasst werden können, an der der Steckverbinder befestigt ist. Die Rückwand 134 weist ähnliche Durchgangsöffnungsenden 134c auf. Alternativ hierzu können die Abschirmungsenden für eine Oberflächenbefestigung konfiguriert sein. Die Rückwand 134 weist ebenso Streifen 134a und 134b auf, die über die hinteren Bereiche der Seitenwände 132a und 132b geschlungen sind. Eine Verrieglung 135, die auf dem Körper 122 gebildet ist, hält die Rückwand 134 in Position.
Die Abschirmung weist ebenso Bodenwandabschnitte 136a und 136b auf. Die obere Wand 130, Seitenwände 132a, 132b und die Bodenwände 136a, 136b definieren eine im Allgemeinen rechtwinklige Öffnung oder Kammer 138, die einen (später beschriebenen) Gegenstecker aufnehmen kann, der in die Aufnahme 120 entlang der Einführungsachse A eingeführt werden kann.
Die Abschirmung weist ebenso mehrere Flansche auf, die sich im Allgemeinen quer zur Richtung der Einführungsachse A erstrecken. Diese weisen einen oberen Flansch 140, einen aus dem Flanschbereichen 156a und 156b gebildeten Bodenflansch und ein Paar gegenüberliegende Seitenflansche 150a, 150b auf.
Ein Verriegelungsaufnahmeschlitz 142 ist in der oberen Wand 130 und Flansch 140 gebildet. Entlang gegenüberliegender Seiten des Schlitzes 142 ist ein Paar Verriegelungsschultern gebildet. Die Schultern werden vorzugsweise durch Biegen geformt, um nach innen gebogene Mitnehmer zu bilden, die flache Verriegelungsflächen oder Schultern haben, die im Allgemeinen senkrecht zur Einführungsachse A sind. Diese Struktur kann mit einem Verriegelungsarm zusammenwirken, der, wie später beschrieben wird, auf einem Verriegelungsstecker angebracht ist. Sie kann ebenso Sensorempfindungen dieser Stecker nachahmen, die in die gegossenen Plastikgehäuse verriegelt werden.
Jeder der Seitenflansche 150a, 150b ist mit Verbindungsabschnitten entlang der distalen Kanten der Flansche ausgestattet. Die Längsachse der Finger 152a ist gegenüber der Längsachsen der Finger 152b versetzt, so dass, wenn ähnliche Aufnahmen 120a bis 120d Seite an Seite angeordnet sind, die Finger ineinander verschachtelt sind. Dieses verbessert die Abschirmung für die aneinandergereihten Steckverbinder und ermöglicht einen kleineren seitlichen Abstand zwischen den Steckverbindern. Die Seitenflansche 150a, 150b sind vor der Befestigung in einem kleinen Winkel α relativ zu einer Querachse senkrecht zur Einführungsachse A angeordnet. Diese Flansche können sich bis zu einer rechtwinkligen Position nach hinten verbiegen, wenn die Flansche gegen die Rückseite einer (nicht gezeigten) Gerätsplatte gedrückt werden, an der die Aufnahmen 120a bis 120b befestigt werden.
Die Abschirmung 128 weist mehrere Kontakte auf, die die elektrische Verbindung zwischen der Aufnahme 120 und einem Gegenstecker sicherstellen. Diese Strukturen weisen die oberen Kontaktelemente 146a und 146b, die seitlichen Kontaktfinger 154a und 154b und die Anschlussflansche 158a, 158b auf. Die oberen Kontaktelemente 146a, 146b sind aus der oberen Wand 130 geformt und nach innen in die Öffnung 138 abgeschrägt. Die oberen Kontaktelemente 146a, 146b sind relativ zu einer Ebene senkrecht zur oberen Wand 130a abgewinkelt angeordnet.
Mehrere nach vorne verlaufende Kontakte 154a, 154b sind jeweils in den Seitenwänden 132a, 132b gebildet. Diese Kontaktfinger sind angeordnet, damit sie in Seitenwände des Gegensteckers eingreifen. Der Kontakt zwischen den Bodenwänden 136a, 136b und der Bodenfläche des Steckers wird durch nach vorne verlaufende Anschlussflansche 158a, 158b erreicht. Folglich ist erkennbar, dass der elektrische Kontakt zwischen der oberen, der unteren und den Seitenwänden der Aufnahme 120 und des Steckers erreicht wird, der der ersten Ausführungsform ähnlich ist.
Die Steckverbinderaufnahme 120 weist ebenso ein Paar von parallelen Verriegelungen 136a, 136b auf, die sich nach vorne erstrecken und in eine Klammer eingreifen, wie nachfolgend erklärt wird. Diese Verriegelungen haben jeweils vordere Kontaktelementflansche 158a und 158b, die die Eingriffsklammer überlappen.
Bezug nehmend auf die 6 bis 9b sind die Aufnahmesteckverbinder 120a, 120b, 120c, 120d gezeigt, wie sie an einer PCI-Klammer 176 befestigt sind. Die PCI-Klammer weist einen größeren ebenen Bereich 178 mit einer Anzahl von Aufnahmesteckverbinderanschlussöffnungen 180, 182, 184 und 186 auf. Der größere ebene Bereich weist ebenso eine Befestigungsöffnung 188 auf. Die PCI-Klammer 176 weist ebenso einen senkrechten ebenen Bereich 190 auf, der Befestigungselemente 192 und 194 aufweist. Die Aufnahmesteckverbinder 120a, 120b, 120c, 120d sind an der PCI-Klammer 176 durch Befestigungselemente 196, 198, 206, 208 und 210 angebracht, die gegenüberliegend nebeneinander an den Seiten liegen. Die Aufnahmesteckverbinder 120a, 120b, 120c und 120d werden über den Öffnungen 180, 182, 184, 186 befestigt. Die Aufnahmesteckverbinder 120a, 120b, 120c und 120d werden ebenso an ihrer unteren Seite durch die Kontaktelementflansche 158a bis 158h an der PCI-Klammer 176 befestigt.
Bezug nehmend insbesondere auf 9a ist erkennbar, dass die Finger 152a und 152b an der PCI-Klammer anliegen. Die Finger 152b greifen mit den Fingern 152a des Aufnahmesteckverbinders 120b ineinander. Die Finger 152b des Aufnahmesteckverbinders 120b greifen mit den Finger 152a des Aufnahmesteckverbinders 120c ineinander. Die Finger 152b des Aufnahmesteckverbinders 120a greifen mit den Fingern 152a des Aufnahmesteckverbinders 120d ineinander. Die Finger 152b des Aufnahmesteckverbinders 120d liegen an der PCI-Klammer an. Ebenso liegen der obere Flansch 140 und die unteren Flansche 156a und 156b des Aufnahmesteckverbinders 120a an der PCI-Klammer an.
Auf ähnliche Weise weist der Steckverbinder 120b einen oberen Flansch 140b und untere Flansche 156c und 156d auf, die an der PCI-Klammer anliegen, und der Aufnahmesteckverbinder 120c weist einen oberen Flansch 140c und untere Flansche 156e und 156f auf, die an der Klammer anliegen. Der Aufnahmesteckverbinder 120d weist einen oberen Flansch 140d und untere Flansche 156g und 156h auf, die an der PCI-Klammer anliegen.
Bezug nehmend insbesondere auf 9b ist eine Befestigungsklammer 242 gezeigt, die über den oberen Flanschen und den ineinandergreifenden Fingern der Aufnahmesteckverbinder liegt. Diese Befestigungsklammer 142 weist ein horizontales Element 244 und Füße 246, 248, 250, 252 und 254 auf. Über jedem dieser Füße ist eine Befestigungsaufnahmeöffnung 156, 258, 260, 262 und 264 angeordnet. Diese Öffnungen nehmen jeweils die Befestigungselemente 196, 198, 206, 208 und 210 auf.

Claims

Elektrischer Steckverbinder, der aufweist: (a) einen Kontaktaufnahmekörper (122) aus isolierendem Material; (b) ein elektrisch leitendes Kontaktelement (124), das auf dem Kontaktaufnahmekörper (122) befestigt ist; (c) ein elektrisches Abschirmungselement (128), das relativ zum Kontaktelement abschirmend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmungselement (128) zumindest einen seitlich verlaufenden ersten Flansch (150a) aufweist, wobei der erste Flansch einen zusammenpassenden Abschnitt aufweist, der mit einem Flansch eines benachbarten Steckverbinders zusammenpasst, und das Abschirmungselement (128) ebenso ein Paar paralleler Verriegelungen (136a, 136b) aufweist, die sich nach vorne erstrecken und in eine benachbarte Computerschnittstellen(PCI)-Klammer (176) eingreifen, wobei die Verriegelungen mit Anschlussflanschen (158a, 158b) versehen sind.
Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei der zusammenpassende Abschnitt eine Kante des ersten Flansches (150a) aufweist, der so konfiguriert ist, dass er mit einem Gegenkantenabschnitt des Flansches (150b) des benachbarten Steckverbinders zusammenpasst.
Steckverbinder nach Anspruch 2, wobei die konfigurierte Kante des ersten Flansches (150a) zwei beabstandete Vorsprünge (152a) aufweist.
Steckverbinder nach Anspruch 3, wobei das Abschirmelement (128) weiter einen zweiten Flansch (150b) aufweist, der dem ersten Flansch (150a) gegenüber liegt, wobei der zweite Flansch (150b) einen zusammenpassenden Abschnitt aufweist, der mit dem Flansch eines Steckverbinders zusammenpasst, der neben dem zweiten Flansch (150b) liegt.
Steckverbinder nach Anspruch 4, wobei der zusammenpassende Abschnitt des zweiten Flansches (150b) eine Kante des zweiten Flansches aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie mit einem passenden Kantenbereich des Flansches (150a) des benachbarten Steckverbinders zusammenpasst.
Steckverbinder nach Anspruch 5, wobei die konfigurierte Kante des zweiten Flansches (150b) zwei benachbarte Vorsprünge (152b) aufweist, wobei die Längsachsen der Vorsprünge des ersten Flansches (150a) relativ zu den Längsachsen der Vorsprünge des zweiten Flansches (150b) versetzt sind.