EP0288081A2 - Verbinderabschirmung für elektrische Verbinder - Google Patents

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EP0288081A2
EP0288081A2 EP88106513A EP88106513A EP0288081A2 EP 0288081 A2 EP0288081 A2 EP 0288081A2 EP 88106513 A EP88106513 A EP 88106513A EP 88106513 A EP88106513 A EP 88106513A EP 0288081 A2 EP0288081 A2 EP 0288081A2
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EP
European Patent Office
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connector
shield
cable
metal hood
insulating material
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EP88106513A
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Rolf Heyer
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WL Gore and Associates GmbH
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WL Gore and Associates GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6591—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members
    • H01R13/6592—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members the conductive member being a shielded cable
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R13/6591—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members
    • H01R13/6596—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members the conductive member being a metal grounding panel

Definitions

  • the invention relates to a connector shield according to the preamble of claim 1.
  • Such a connector shield is suitable for electrical connectors of any kind, but is particularly intended for connectors, preferably for connectors that are connected directly to connection pins of a printed circuit on a printed circuit board.
  • connectors in general and in particular on connectors are susceptible to interference from outside electromagnetic radiation and, on the other hand, they even allow interference radiation to be emitted. Therefore, such connectors often require shielding against such noise.
  • a connector with a shield in the form of a metal housing forming the outer shell is known.
  • the shield is grounded via metal straps, which are arranged on the mating connector and come into sliding contact with the side walls of the shielding metal housing when the two connectors are plugged together.
  • Such connectors are generally very large and therefore bulky, which has proven to be particularly disadvantageous when small connectors are required, for example connectors that can be connected to printed circuit boards.
  • a connector shield of the type specified at the outset, which has an insulating material coating, is known from US Pat. No. 4,514,029.
  • the connector shield consists of two metal half-shells, which are attached to the connector housing from opposite sides and connected to each other.
  • the connector housing is formed by a plastic block in which the individual connection elements are accommodated and from the connector-side end of which a metallic hood protrudes, which surrounds the contact areas of the connections protruding from the connector housing.
  • the two half-shells of the metallic shield can also be electrically connected to this metallic hood.
  • a plastic sleeve is slid over the metallic shield, which extends beyond the connector-side end of the shielding shells to the metallic hood.
  • This well-known shielded connector is also quite large. This known concept is unsuitable for small connectors, in particular those which are connected directly to a printed circuit board.
  • a connector which has a housing block made of insulating plastic, in which the individual connector connections are accommodated and which has a metallic outer housing.
  • the conductor ends of the cable emerging from the cable end and connected to the connector connections are cast into a casting compound, which in turn is covered by an electrically conductive layer which is connected to the metallic outer housing of the connector housing.
  • This shielded connector is complex to manufacture and is not intended for direct connection to contact pins on a printed circuit board.
  • An electrical connector with connector shielding according to the invention can be produced from a few parts with a very small size. You can provide small connectors, for example with a clamp-cut connection technology, with a metallic hood, press them onto the contact pins of a printed circuit and connect them to an earth line attached to the printed circuit. This can either be done by applying the connection-side end face of the shielding metal hood, which is left free of the insulating material coating, to the earth line of the printed circuit and / or by inserting pin-shaped extensions at the connection-side end of the metal hood into connection holes of the printed circuit and thus connecting it to the earth line.
  • the metal hood according to the invention for. B.
  • cables and connectors are suitable for electrical connectors and in particular for electrical connectors that can be connected to shielded electrical cables.
  • the advantage of the invention is that cables and connectors have an equally good shielding effect with the least possible construction and that there is the possibility of a direct connection between the connector shield and an earth line of the printed circuit.
  • the metallic shielding hood is adapted to the outer shape of a connector.
  • the size of this metal hood can also be adapted to the outer shape of several connectors lying next to one another, so that it can shield several connectors at the same time.
  • the advantage of such a design shows that even very small connectors, eg. B. small connectors, can be shielded well.
  • the metal hood is produced as a deep-drawn part, with either the connector or shielding to be shielded itself serving as a molded part or a deep-drawing mold being used which corresponds to the external shape of the connector or connectors.
  • the metal hood is attached directly to the connector (s) and can be connected to earth contacts in the connector.
  • the grounding of the metallic shielding hood in the connector can also be carried out by several, preferably two, injected metal pins.
  • the metal hood is covered with a plastic jacket. All suitable materials can be used as insulation material. Particularly suitable insulating material coatings are polyamide or polyacetal.
  • a metal hood e.g. made of copper, adapted to the outer shape of a connector 2 and provided with a raised collar 3 on the cable entry side.
  • Fig. 2 which shows a section along the line AB of Fig. 1, shows a metal hood 1 for a connector 2, which is covered with an insulating material 4.
  • the collar 3 and the connection-side end face 5 are not insulated.
  • a flange 6 is attached to the connection-side end of the metal hood 1, which covers the connection-side end of the insulating material coating.
  • the lower surface of the flange 6 is also not insulated and can be applied to a metallized area of a circuit board, producing a high level of radio-frequency tightness.
  • a connector 2 is contacted with a shielded cable 7, the cable shield 8 touching the collar 3 of the metal hood 1.
  • This component of shielded cable and shielded connector is manufactured in such a way that the metal hood 1 is first pushed over the electrical cable 7 and then placed over the connector 2.
  • the shielding of the cable 7 is soldered to the free, non-insulated collar 3 of the metal hood 1.
  • the metal hood 1 can be provided with the insulating material directly after production, on the other hand, it is also possible to spray the insulating material onto the metal hood 1 after it has been pushed onto the plug connector 2 and the connection to the cable shielding 8. It is advantageous to overmold the connector-side cable end together with the metal hood 1 with insulating material.
  • two metallic contact pins 9 are incorporated in the plug connection for grounding the metallic shield. These metallic contact pins 9, like the non-insulated surface of the flange 6 described above, can be connected to a circuit board by insertion.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Eine Verbinderabschirmung für elektrische Verbinder, insbesondere für elektrische Steckverbinder, besteht aus einer Metallhaube 1, die an die Außenform eines oder mehrerer Verbinder angepaßt ist und auf dem bzw. den Verbindern aufschiebbar ist. Ein von der Kabelausführseite der Metallhaube 1 hochstehender Kragen 3 kann mit der Abschirmung 8 eines an den Verbinder 2 anzuschließenden elektrischen Kabels 7 kontaktiert werden, wobei die Kragenform an die äußere Kabelform angepaßt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbinderabschirmung gemäß Ober­begriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Verbinderabschirmung eignet sich für elektrische Verbinder jeglicher Art, ist aber insbesondere für Steckver­binder gedacht, vorzugsweise für Steckverbinder, die direkt mit Anschlußstiften einer gedruckten Schaltung auf einer Leiterplatine verbunden werden.
  • Verbinder allgemein und speziell auch Steckverbinder sind einerseits störanfällig bezüglich einer elektromagnetischen Strahlung von außen und sie ermöglichen andererseits selbst das Abstrahlen von Störstrahlungen. Deshalb erfordern solche Verbinder häufig eine Abschirmung gegen solche Störsignale.
  • Aus der EP-0 188 876 A1 ist ein Verbinder mit einer Abschirmung in Form eines die Außenhülle bildenden Metallgehäuses bekannt. Die Erdung der Abschirmung geschieht über Metallaschen, die am Gegenstecker angeordnet sind und beim Zusammenstecken der beiden Verbinder in Schleifkontakt mit Seitenwänden des ab­schirmenden Metallgehäuses geraten.
  • Solche Verbinder sind in der Regel sehr groß und deshalb un­handlich, was sich als besonders nachteilig erweist, wenn kleine Steckverbinder erforderlich sind, beispielsweise mit Leiterplatinen verbindbare Steckverbinder.
  • Bei vielen Anwendungen ist es erforderlich, die metallische Abschirmung mit einem Isolierstoffüberzug zu versehen, um eine elektrische Berührung mit anderen Komponenten zu ver­meiden oder auch Störungen, die durch Anfassen metallischer Gehäuseteile von elektrischen Vorrichtungen entstehen.
  • Eine Verbinderabschirmung der eingangs angegebenen Art, die einen Isolierstoffüberzug aufweist, ist aus der US-PS 4 514 029 bekannt. Dort besteht die Verbinderabschirmung aus zwei Metall-Halbschalen, die von entgegengesetzten Seiten her an das Verbindergehäuse angesetzt und miteinander verbunden werden. Das Verbindergehäuse wird durch einen Kunststoffblock gebildet, in dem die einzelnen Anschlußelemente untergebracht sind und von dessen verbinderseitigem Ende eine metallische Haube vorsteht, welche die vom Verbindergehäuse abstehenden Kontaktbereiche der Anschlüsse umgibt. Mit dieser metallischen Haube sind die beiden Halbschalen der metallischen Abschirmung ebenfalls elektrisch zu verbinden. Über die metallische Ab­schirmung ist eine Kunststoffhülle geschoben, die über das verbinderseitige Ende der Abschirmschalen hinausführend bis auf die metallische Haube reicht.
  • Auch dieser bekannte abgeschirmte Verbinder ist recht groß. Für kleine Verbinder, insbesondere solche, welche direkt mit einer Leiterplatine verbunden werden, ist dieses bekannte Konzept ungeeignet.
  • Aus der US-PS 3 744 128 ist ein Steckverbinder bekannt, der einen Gehäuseblock aus isolierendem Kunststoff aufweist, in dem die einzelnen Verbinderanschlüsse untergebracht sind und der ein metallisches Außengehäuse aufweist. Die aus dem Kabel­ende austretenden und mit den Verbinderanschlüssen verbundenen Leiterenden des Kabels sind in eine Vergußmasse eingegossen, die wiederum von einer elektrisch leitenden Schicht überzogen ist, die in Verbindung mit dem metallischen Außengehäuse des Verbindergehäuses steht. Über der elektrisch leitenden Schicht befindet sich eine Kunststoff-Schutzhülle, welche über das verbindungsseitige Ende der elektrisch leitenden Schicht hinaus bis zu einem Flansch des metallischen Außengehäuses reicht.
  • Dieser abgeschirmte Verbinder ist aufwendig in seiner Her­stellung und ist nicht zum direkten Verbinden mit Kontakt­stiften einer Leiterplatine gedacht.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verbinder­abschirmung der eingangs angegebenen Art verfügbar zu machen, die trotz Abschirmung geringe Verbinderabmessungen ermöglicht, besonders gut für Leiterplatinen-Verbinder geeignet ist und auf möglichst einfache Weise eine Erdungskontaktierung mit der Leiterplatine ermöglicht.
  • Lösungen dieser Aufgabe sind in den Ansprüchen 1 und 2 angegeben und können den Ansprüchen 3 bis 9 entsprechend vorteilhaft weitergebildet werden. Vorteilhafte Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Verbinderabschirmung sind in den Ansprüchen 10 bis 17 angegeben.
  • Ein elektrischer Verbinder mit erfindungsgemäßer Verbinder­abschirmung läßt sich aus wenigen Teilen mit sehr geringer Baugröße herstellen. Man kann kleine Steckverbinder, beispiels­weise mit Klemmschneid-Anschlußtechnik, mit einer metallischen Haube versehen, auf die Kontaktstifte einer gedruckten Schaltung aufdrücken und mit einer auf der gedruckten Schaltung aufge­brachten Erdleitung verbinden. Dies kann entweder dadurch ge­schehen, daß die vom Isolierstoffüberzug freigelassene ver­bindungsseitige Stirnfläche der abschirmenden Metallhaube auf die Erdleitung der gedruckten Schaltung aufgebracht wird und/­oder daß stiftförmige Fortsätze am verbindungsseitigen Ende der Metallhaube in Anschlußlöcher der gedruckten Schaltung eingesetzt und so mit der Erdleitung verbunden werden. Die erfindungsgemäße Metallhaube, z. B. aus Kupfer, eignet sich für elektrische Verbinder und insbesondere für elektrische Steckverbinder, die an abgeschirmte elektrische Kabel anschließ­bar sind. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß Kabel und Steckverbinder eine gleich gute Schirmwirkung bei geringst­möglicher Bauweise aufweisen und daß die Möglichkeit der un­mittelbaren Verbindung zwischen der Verbinderabschirmung und einer Erdleitung der gedruckten Schaltung besteht.
  • Die metallische Abschirmhaube ist an die Außenform eines Verbinders angepaßt. Die Größe dieser Metallhaube kann eben­falls an die Außenform mehrerer nebeneinander liegender Ver­binder angepaßt sein, so daß sie gleichzeitig mehrere Ver­binder abschirmen kann. Der Vorteil einer solchen Ausführung zeigt sich darin, daß auch sehr kleine Verbinder, z. B. kleine Steckverbinder, gut abgeschirmt werden können.
  • Die Metallhaube wird als Tiefziehteil hergestellt, wobei ent­weder der bzw. die abzuschirmenden Verbinder selbst als Form­teil dienen oder eine Tiefziehform verwendet wird, die der Außenform des bzw. der Verbinder entspricht. Die Metallhaube wird direkt auf dem bzw. den Verbindern aufgebracht und kann mit Erdungskontakten im Verbinder verbunden werden. Die Erdung der metallischen Abschirmhaube im Verbinder kann auch durch mehrere vorzugsweise zwei, eingespritzte Metallstifte durchgeführt werden. Bei Verbindung des Verbinders mit einer Leiterplatine kann die Erdungsverbindung mit der Leiterplatine dadurch her­gestellt werden, daß die verbindungsseitige Stirnfläche oder die Metallstifte mit Erdungsleiterbahnen der Leiterplatine verbunden werden.
  • Zur Isolierung wird die Metallhaube mit einem Kunststoffmantel überzogen. Als Isoliermaterial können alle geeigneten Materia­lien verwendet werden. Besonders geeignete Isolierstoffüber­züge sind Polyamid oder Polyacetal.
  • Die Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform näher erläutert.
    • Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Abschirmhaube für Steckverbinder;
    • die Fig. 2 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie A-B der Fig. 1; und
    • die Fig. 3 zeigt einen mit der Metallhaube abgeschirmten Steckverbinder, der an ein abgeschirmtes Kabel angeschlossen ist.
  • Gemäß Fig. 1 ist eine Metallhaube 1, z.B. aus Kupfer, der Außenform eines Steckverbinders 2 angepaßt und an der Kabeleinführseite mit einem hochstehenden Kragen 3 ver­sehen.
  • Die Fig. 2, die einen Schnitt gemäß der Linie A-B von Fig. 1 wiedergibt, stellt eine Metallhaube 1 für einen Steck­verbinder 2 dar, die mit einem Isolierstoff 4 überzogen ist. Der Kragen 3 sowie die verbindungsseitige Stirnfläche 5 sind dabei nicht isoliert. Zusätzlich ist an dem verbin­dungsseitigen Ende der Metallhaube 1 ein Flansch 6 ange­bracht, der das verbindungsseitige Ende des Isolierstoff­überzuges bedeckt. Die untere Fläche des Flansches 6 ist ebenfalls nicht isoliert und kann auf einen metallisierten Bereich einer Platine aufgebracht werden, wobei sie eine hohe Hochfrequenzdichtigkeit erzeugt.
  • In Fig. 3 ist ein Steckverbinder 2 mit einem abgeschirmten Kabel 7 kontaktiert, wobei die Kabelabschirmung 8 den Kragen 3 der Metallhaube 1 berührt. Dieses Bauteil aus abgeschirmtem Kabel und abgeschirmtem Steckverbinder wird so hergestellt, daß die Metallhaube 1 zuerst über das elektrische Kabel 7 geschoben und anschließend über den Steckverbinder 2 gelegt wird. Die Abschirmung des Kabels 7 wird an den freien, nicht isolierten Kragen 3 der Metall­haube 1 angelötet. Bezüglich des Isolierstoffüberzuges kann nach zwei verschiedenen Verfahren vorgegangen werden. Einerseits kann die Metallhaube 1 direkt nach der Herstel­lung mit dem Isolierstoff versehen werden, andererseits ist es ebenso möglich, den Isolierstoff auf die Metall­haube 1 nach dem Aufschieben auf den Steckverbinder 2 und dem Anschluß an die Kabelabschirmung 8 aufzuspritzen. Dabei ist es vorteilhaft, das verbinderseitige Kabelende gemeinsam mit der Metallhaube 1 mit Isolierstoff zu umspritzen.
  • In zwei sich diagonal gegenüberliegenden Kanten der Me­tallhaube 1 sind zwei metallische Kontaktstifte 9 zur Erdung der metallischen Abschirmung in der Steckverbindung eingearbeitet. Diese metallischen Kontaktstifte 9 können ebenso wie die oben beschriebene nicht isolierte Fläche des Flansches 6 durch Einstecken mit einer Platine ver­bunden werden.

Claims (17)

1. Verbinderabschirmung für elektrische Verbinder, umfassend eine an die Außenform des Verbinders (2) angepaßte, auf den Verbinder (2) aufschiebbare Metallhaube (1), die einen von der Kabeleinführseite hochstehenden Kragen (3) zur elektrischen Kontaktierung mit der Abschirmung (8) eines an den Verbinder (2) anzuschließenden elektrischen Kabels (7) aufweist und mit einem Isolierstoffüberzug (4) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Isolierstoffüberzug (4) die verbindungsseitige Stirn­fläche (5) der Metallhaube (1) freiläßt.
2. Verbinderabschirmung für elektrische Verbinder umfassend eine an die Außenform des Verbinders (2) angepaßte, auf den Verbinder (2) aufschiebbare Metallhaube (1) die einen von der Kabeleinführseite hochstehenden Kragen (3) zur elektrischen Kontaktierung mit der Abschirmung (8) eines an den Verbinder (2) anzuschließenden elektrischen Kabels (7) aufweist und mit einem Isolierstoffüberzug (4) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß von dem verbindungsseitigen Ende der Metallhaube (1) mindestens ein metallischer Fortsatz (9) absteht.
3. Verbinderabschirmung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß von dem verbindungsseitigen Ende der Metallhaube (1) mindestens ein metallischer Fortsatz (9) absteht.
4. Verbinderabschirmung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Fortsatz (9) stiftförmig ausgebildet ist und sich in Verbinderlängsrichtung erstreckt.
5. Verbinderabschirmung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das verbindungsseitige Ende der Metallhaube (1) einen die ver­bindungsseitige Stirnfläche des Isolierstoffüberzuges (4) be­deckenden Flansch (6) aufweist.
6. Verbinderabschirmung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallhaube (1) mit einem Isolierstoffüberzug (4) versehen ist, der mindestens einen Teil des Kragens (3) freiläßt.
7. Verbinderabschirmung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallhaube (1) aus Kupfer oder einem anderen leit­fähigen Metall besteht.
8. Verbinderabschirmung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Isolierstoffüberzug (4) aus Polyacetal oder Polyamid besteht.
9. Verbinderabschirmung nach mindestens einem der An­sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall­haube an die Außenform mehrerer nebeneinander angeordneter Verbinder (2) angepaßt ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Verbinderabschirmung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhaube (1) durch einen Tief­ziehvorgang unter Verwendung einer der Außenform des ab­zuschirmenden Verbinders entsprechenden Tiefziehform her­gestellt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Tiefziehform der abzuschirmende Verbinder (2) oder ein damit identischer Verbinder verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­zeichnet, daß als Tiefziehform eine der Gesamtaußenform mehrerer nebeneinander angeordneter Verbinder entsprechen­de Tiefziehform oder mehrere nebeneinander angeordnete Verbinder selbst verwendet werden.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhaube (1) mit einem Isolierstoffüberzug (4) versehen wird, der minde­stens einen Teil des Kragens (3) freiläßt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Isolierstoffüberzug (4) versehene Metall­haube (1) zum Anschluß an die Kabelabschirmung (8) über den an das Kabel (7) angeschlossenen Verbinder (2) gescho­ben wird, derart, daß der Kragen (3) die Kabelabschirmung (8) berührt.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die noch nicht mit dem Isolierstoffüberzug (4) ver­sehene Metallhaube (1) zum Anschluß an die Kabelabschir­mung (8) über den an das Kabel (7) angeschlossenen Verbin­der (2) geschoben wird, derart, daß der Kragen (3) die Kabelabschirmung (8) berührt, und daß anschließend der Isolierstoffüberzug (4) auf die Metallhaube (1) aufge­bracht wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Kabelabschirmung (8) über den Kragen (3) gestülpt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Metallhaube (1) nach dem Aufschieben auf den Verbinder (2) und dem Anschluß an die Kabelabschirmung (8) gemeinsam mit dem verbinderseitigen Kabelende mit einem Isolierstoffüberzug (4) umspritzt wird.
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