EP0340570A2 - Vorrichtung zur Schirmung von Baugruppen mit mehrpoligen Steckern - Google Patents

Abstract

An Schirmungskappen (6, 21) mehrpoliger Stecker (4) sind Federelemente (7, 22) angeordnet, die in gestecktem Zustand der Stecker (4) an senkrecht auf einer Verdrahtungsplatte (1) stehenden und mit der Erdpotentialschicht derselben verbundenen Kontaktelementen (3) anliegen. Zumindest teilweise die Baugruppen umgebenden metallischen Schirmungsflächen (11, 23) sind durch metallische Verbindungselemente (10, 24) - vorzugsweise Federelemente - mit den Schirmungskappen (6, 21) galvanisch verbunden.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schirmung von Baugruppen mit mehrpoligen Steckern, deren Schirmungskappen mit Federelementen versehen sind, die in gestecktem Zustand der Stecker an senkrecht auf einer Verdrahtungsplatte stehenden und mit der Erdpotentialschicht derselben verbundenen Kontaktelemen­ten anliegen.
• Aus der europäischen Patentanmeldung 86 105 939.2 ist eine Vor­richtung zur Verbindung von Schirmungskappen hochpoliger Stecker mit der Erdpotentialschicht einer Verdrahtungsplatte bekannt. Hierbei sind senkrecht auf einer Verdrahtungsplatte mehrere Kon­taktelemente angeordnet. Auf einen Teil der überwiegend als Kon­taktmesser ausgebildeten Kontaktelemente werden mehrpolige Stek­ker aufgesteckt und über die Verdrahtungsplatte entsprechend un­tereinander verbunden. Die Stecker sind entweder Teil einer Steck­verbindung oder auf einer Baugruppenplatine als Verbindungsele­ment zur Verdrahtungsplatte aufgebracht. An den Schirmungskap­pen der mehrpoligen Stecker sind Federelemente angeordnet, die im gesteckten Zustand der Stecker federnd an solchen Kontakt­elementen an liegen, die mit der Erdpotentialschicht der Verdrah­tungsplatte leitend verbunden sind. Des weiteren ist bekannt, Baugruppen vor Ab- oder Einstrahlung von Störsignalen durch mit der Erdpotentialschicht verbundene, metallische Schirmelemente zu schirmen.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die eingangs erläuter­te Vorrichtung zur Verbindung von Schirmungskappen hochpoliger Stecker mit der Erdpotentialschicht einer Verdrahtungsplatte derart auszugestalten und zu ergänzen, daß eine vollständige Schirmung der Baugruppe möglichst einfach zu realisieren ist.
• Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Der Grundgedanke der Erfindung ist in dem Anordnen der Verbindungselemente direkt an den Schirmungs­kappen der Stecker und/oder an den metallischen Schirmungsflä­chen der Baugruppe zu sehen, wodurch kurze elektrische Verbin­dungen über die Schirmungskappen der Stecker zur Erdpotential­schicht der Verdrahtungsplatte realisierbar und die Schirmwir­kung der Schirmungsflächen der Baugruppe verbessert wird.
• Anstelle der üblichen Kontaktmesser als Kontaktelemente der Ver­drahtungsplatte können bei geeignetem Baugruppenabstand Verstei­fungsbleche, wie in der deutschen Patentanmeldung P 34 32 367.8 beschrieben, vorgesehen werden - siehe Anspruch 2.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach An­spruch 3 sind die metallischen Verbindungselemente an den Schir­mungskappen und/oder an den metallischen Schirmungsflächen der Baugruppe angeordnet. Prinzipiell trifft dies zwar für jede Ver­bindungsart zu - z. B. können Federelemente entweder an der Schir­mungskappe oder an den Schirmungsflächen angeordnet werden - je­doch kann durch Auswahl der Anordnung der Verbindungselemente diejenige Schirmvorrichtung, die bereits in die Grundausstattung der jeweiligen Einrichtung einbezogen ist, im Sinne einer mög­lichst geringen Vorleistung für eine eventuelle vollständige Schirmung der Baugruppe mit möglichst wenigen oder im günstig­sten Fall ohne Verbindungselemente ausgestaltet werden.
• Um einen modularen Aufbau der Schirmungselemente - Schirmungskap­pe und Schirmungsflächen der Baugruppe - und eine einfache Zu­gänglichkeit der auf der Baugruppe angeordneten elektrischen Bau­elemente im Sinne der Wartung und Test der Baugruppe zu ermögli­chen, sind die metallischen Verbindungselemente vorteilhaft im Sinne einer mechanisch lösbaren Verbindung auszubilden - siehe Anspruch 4 - und die Schirmungsflächen der Baugruppen in Teil­schirmungsflächen unterteilt, wobei die Teilschirmungsflächen jeweils mit aufeinander abgestimmten metallischen Verbindungs­elementen derart ausgestattet sind, daß alle Teilschirmungs­flächen der Baugruppe galvanisch untereinander verbunden sind - siehe Anspruch 7. Aufgrund der einfachen mechanischen Lösbar­keit von Federelementen sind diese besonders vorteilhaft als Verbindungselemente einzusetzen - siehe Anspruch 5.
• Ist ein modularer Aufbau der Schirmungselemente - Schirmungs­flächen der Baugruppe und Schirmungskappen - nicht erforderlich, sind die Schirmungsaußenflächen der Schirmungskappen der Stecker und die Schirmungsflächen der Baugruppen für die Baugruppenun­ter- und -oberseite jeweils einstückig zu realisieren - siehe Anspruch 6. Dies stellt die wirtschaftlichste Lösung dar, je­doch ist die Baugruppe gegebenenfalls ohne Schirmung - minde­stens einseitig - zu warten und zu überprüfen.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 sind die Schirmungskappen des Steckers oder die metallischen Schirmungsflächen der Baugruppen mit mindestens ei nem metallischen Verbindungselement derart ausgestattet, daß ei­ne in einer Baugruppenplatine der Baugruppe angeordnete Schir­mungsfläche mit der Schirmungskappe oder den metallischen Schir­mungsflächen der Baugruppe galvanisch verbunden ist. Hierdurch wird eine in der Baugruppenplatine angeordnete Schirmungsfläche über die Schirmungselemente - Schirmungsfläche der Baugruppe und Schirmungskappen - direkt mit der Erdpotentialschicht der Ver­drahtungsplatte verbunden. Dies erscheint dann sinnvoll, wenn beispielsweise direkt auf der Verdrahtungsseite der Baugruppe eine als letzte Verdrahtungsschicht angeordnete Schirmungsflä­che aufgebracht ist und somit zusätzliche Schirmungsflächen auf dieser Baugruppenseite außerhalb der Baugruppe entfallen können. Die Verbindungselemente der Schirmungsflächen in der Baugruppe zu den Schirmungsflächen der Baugruppe sind vorteilhaft als Löt- oder Federelemente realisierbar. Dementsprechend muß die Baugruppenplatine bzw. Schirmungsfläche Lötkontakte oder Kon­ taktflächen bzw. Kontaktfedern für die Auflage bzw. Aufnahme der Federelemente aufweisen - siehe Anspruch 9.
• Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an­hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
• Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Schirmung von einer auf eine Verdrahtungsplatte aufgesteckten Baugruppe mit Federelementen an den Schirmungskappen und
• Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Schirmung von einer auf eine Verdrahtungsplatte aufgesteckten Baugruppe mit Federelementen an in Teilschirmungsflächen unterteil­ten Schirmungsflächen der Baugruppe.
• Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt eine Verdrahtungsplat­te 1 mit mehreren, senkrecht auf ihr stehenden Kontaktmessern 2, 3. Auf entsprechend angeordneten Kontaktmessern 2 stecken auf der Baugruppenseite mehrpolige Baugruppenstecker 4. Zwischen den in geeignetem Abstand sich erstreckenden Bereichen der Kon­taktmesser 2 für die Baugruppenstecker 4 sind diejenigen Kontakt­messer 3 angeordnet, die mit einer auf der Verdrahtungsplatte 1 vorhandenen Erdpotentialschicht elektrisch verbunden sind. Zwi­schen der Verdrahtungsplatte 1 und den Baugruppensteckern 4 sind Zentrierleisten 5 eingefügt, die der Aufnahme der Baugruppen­stecker 4 dienen. Die Zentrierleisten 5 sind mit Durchbrüchen für die Kontaktmesser 2 versehen. Die mit der Erdpotentialschicht der Verdrahtungsplatte 1 verbundenen Kontaktmesser greifen teil­weise in entsprechende Aussparungen an den Längsinnenseiten der Zentrierleisten 5 ein. Diejenigen Bereiche der Kontaktmesser 3, die aus dem parallel zur Steckrichtung sich erstreckenden Innen­flächen der Zentrierleiste 5 heraustreten, stellen die Kontakt­flächen für die elektrische Verbindung zu Schirmungskappen 6 der Baugruppenstecker 4 dar. Die in Richtung der Verdrahtungsplatte 1 weisenden Ränder der Schirmungskappen 6 sind als Federelemente 7 ausgebildet. Diese an den Außenseiten der Schirmungskappen 6 an­geordneten Federelemente 7 sind etwa halbkreisförmig nach außen gewölbt und werden gegen die Kontaktmesser 3 gedrückt, wodurch die Schirmungskappen 6 der Baugruppenstecker 4 mit der Erdpo­tentialschicht der Verdrahtungsplatte 1 auf kürzestem Wege elek­trisch verbunden sind. Die Schirmungskappe 6 umgibt den Baugrup­penstecker 4 derart, daß diese an den in Steckrichtung weisen­den Außenflächen des Baugruppensteckers 4 bündig anliegt. Die Baugruppenstecker 4 sind jeweils durch Löt- oder Preßverbindun­gen auf einer Baugruppenplatine 8 aufgebracht. Auf den Baugrup­penplatinen 8 sind jeweils innerhalb des mit Strich-punktierten Linien bestimmten Raumes 9 elektrische Bauelemente angeordnet. An den der Baugruppenplatinenseite zugewandten Rändern der Au­ßenfläche der Schirmungskappe 6 sind Federelemente 10 angeord­net, die jeweils parallel zur Baugruppenplatineober- und -unter­seite sich erstreckende metallische Schirmungsflächen 11 - bei­spielsweise als Schirmbleche ausgebildet - aufnehmen kann. Die Federelemente 10 sind beispielsweise durch jeweils zwei spiegel­bildlich zueinander angeordnete und jeweils zuerst halbkreisför­mig nach außen und nachfolgend halbkreisförmig nach innen ge­formte Federstreifen gebildet. Eine Vielzahl von Ausgestaltun­gen der Federelemente 10, wie beispielsweise ein über die ganze Baugruppe sich erstreckendes einziges, wie erläutert geformtes Federelement, im Sinne der Aufnahme der Schirmungsbleche 11 sind realisierbar. Die Befestigung der Schirmungsbleche 11 auf der Baugruppe erfolgt zum Teil über die Federelemente 10 und zum Teil über weitere mechanisch - da nicht direkt zur Erfindung ge­hörig nicht dargestellt - lösbare Halteelemente - z. B. wieder­um durch Federelemente realisiert.
• Fig. 2 zeigt ebenfalls eine Verdrahtungsplatte 1 mit mehreren, senkrecht auf ihr stehenden Kontaktmessern 2, 3 - siehe Fig. 1. Auf entsprechend angeordneten Kontaktmessern 2 stecken auf der Baugruppenseite mehrpolige Baugruppenstecker 4. Zwischen den Baugruppensteckern 4 und der Verdrahtungsplatte 1 sind Zentrier­ leisten 20 angeordnet, die der Aufnahme der Baugruppenstecker 4 dienen. Die Zentrierleisten 20 sind mit Durchbrüchen für die Kon­taktmesser 2 versehen. Die mit der Erdpotentialschicht der Ver­drahtungsplatte 1 elektrisch verbundenen Kontaktmesser 3 grei­fen teilweise in entsprechende Aussparungen an den Längsaußensei­ten der Zentrierleisten 20 ein. Diejenigen Bereiche der Kontakt­messer 3, die aus dem parallel zur Steckrichtung sich erstrecken­den Außenflächen der Zentrierleiste 20 heraustreten, stellen die Kontaktflächen für die elektrische Verbindung zu Schirmungskappen 21 des Baugruppensteckers 4 dar. Die in Richtung der Verdrahtungs­platte 1 weisenden Ränder der Schirmungskappe 21 sind als Feder­elemente 22 ausgebildet, die etwa halbkreisförmig nach innen ge­wölbt so angeordnet sind, daß sie federnd an den Kontaktmessern 3 anliegen. Die Schirmungskappen 21 ummanteln jeweils den Baugrup­penstecker 4 einschließlich der Zentrierleiste 20 annähernd voll­ständig. Die Baugruppenstecker 4 sind wiederum mittels einer Löt- oder Preßverbindung auf einer Baugruppenplatine 8 aufgebracht. Auf der Baugruppenplatine 8 sind innerhalb des mit Strich-punk­tierten Linien bestimmten Raumes 9 wiederum elektrische Bauteile angeordnet. Die Baugruppenplatine 8 wird auf der Bauteileseite an­nähernd vollständig von Schirmungsflächen 23 - beispielsweise durch Schirmungsbleche realisiert - umgeben. Im Sinne eines mo­dularen Aufbaus der Schirmungsfläche 23 ist diese in beispiels­weise zwei Teilschirmungsflächen 23a, 23b unterteilt. Die der Schirmungskappe 21 folgenden erste Teilschirmungsfläche 23a weist an dem der Schirmungskappe 21 zugewandten Rand Federele­mente 24 auf. Diese beispielsweise halbkreisförmig geformten Federelemente 24 sind am Rand der ersten Teilschirmungsfläche 23a derart angeordnet, daß sie in montiertem Zustand der ersten Teilschirmungsfläche 23a federnd an der der Verdrahtungsplatte 1 abgewandten Außenfläche der Schirmungskappe 21 anliegen. Für diese Federelemente 24 ergeben sich ebenfalls eine Vielzahl von Realisierungsmöglichkeiten. Beispielsweise können mehrere Feder­elemente 24 am Rand der ersten Teilschirmungsfläche 23a oder ein einziges, über die ganze Baugruppenbreite sich erstrecken­ des Federelement 24 ausgestaltet sein. Die erste Teilschirmungs­fläche 23a erstreckt sich etwa bis zur Hälfte der Baugruppenpla­tine 8. In diesem Bereich ist die erste Teilschirmungsfläche 23a in Richtung Baugruppenplatine 8 gebogen. Der sich hierdurch ergebende und annähernd senkrecht zur Baugruppenplatine 5 er­streckende Bereich 25 der ersten Teilschirmungsfläche 23a muß nicht als durchgehende Schirmungsfläche ausgebildet sein, da ei­ne Abschirmung der Bauelemente untereinander innerhalb der Bau­gruppe nicht in jedem Fall erforderlich ist. Es reicht somit aus, diesen Bereich 25 partiell bis zur Verdrahtungsplatte 8 zu führen. Das der Baugruppenplatine 8 zugewandte Ende des Be­reiches 25 kann beispielsweise über Halteelemente mit der Bau­gruppenplatine 8 oder wie in Fig. 2 dargestellt, mittels einer Lötverbindung mit einer in der Baugruppenplatine 8 angeordneten Erdpotentialschicht 26 verbunden werden. Diese Erdpotential­schicht 26 ist beispielsweise als oberste Schicht auf der Ver­drahtungsseite der Baugruppenplatine 8 aufgebracht. Hierdurch wird eine Schirmung der Verdrahtungsseite der Baugruppe erreicht. Somit kann ein Anbringen einer Schirmungsfläche auf der Verdrah­tungsseite der Baugruppenplatine 8 entfallen. An die erste Teil­schirmungsfläche 23a schließt sich eine zweite Teilschirmungs­fläche 23b an, die den verbleibenden Bauteilebereich 9 der Bau­gruppenplatine 8 annähernd vollständig umgibt. Diese zweite Teilschirmungsfläche 23b ist über weitere Federelemente 27 mit der ersten Teilschirmungsfläche 23a verbunden. Diese weiteren Federelemente 27 sind an dem dem Baugruppenstecker 4 abgewand­ten Rand der ersten Teilschirmungsfläche 23a derart angeordnet, daß die zweite Teilschirmungsfläche 23b in diese Federn einge­schoben werden kann. Diese Federelemente 27 sind beispielsweise gemäß den Federelementen 10 nach Fig. 1 geformt und dienen ne­ben der galvanischen Verbindung der beiden Teilschirmungsflä­chen 23a, 23b zusätzlich der einseitigen Halterung der zweiten Teilschirmungsfläche 23b. Analog zu der ersten Teilschirmungs­fläche 23a ist diese im Randbereich der Baugruppenplatine 8 je­weils derart abgewinkelt, daß die abgewinkelten Bereiche 28 sich annähernd senkrecht zur Baugruppenplatine 8 erstrecken. Die galvanische Verbindung und die Halterung dieser Bereiche wird beispielsweise durch entsprechend angeordnete Federele­mente oder wie in Fig. 2 aufgezeigt, durch eine Lötverbindung 20 - analog zu Bereich 25 der ersten Teilschirmungsfläche 23a - mit der Erdpotentialschicht 26 in der Baugruppenplatine 8 er­reicht.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Schirmung von Baugruppen mit mehrpoligen Steckern, deren Schirmungskappen mit Federelementen versehen sind, die in gestecktem Zustand der Stecker an senkrecht auf einer Verdrahtungsplatte stehenden und mit der Erdpotential­schicht derselben verbundenen Kontaktelementen anliegen, dadurch gekennzeichnet,
daß die zumindest teilweise die Baugruppe umgebenden metalli­schen Schirmungsflächen (11, 23) durch metallische Verbindungs­elemente (10, 24) mit den Schirmungskappen (6, 21) galvanisch verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktelemente als Kontaktmesser (2, 3) oder Verstei­fungsbleche ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die metallischen Verbindungselemente (10, 24) an den Schir­mungskappen (6, 21) und/oder den metallischen Schirmungsflächen (11, 23) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die metallischen Verbindungselemente (10, 24) mechanisch lösbar ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die metallischen Verbindungselemente (10, 24) durch Feder­elemente (10, 24) realisiert sind, die an den metallischen Schirmungsflächen (11, 23) der Baugruppe oder den Schirmungs­kappen (6, 21) federnd anliegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schirmungsaußenflächen der Schirmungskappen (6, 21) des Steckers (4) und die metallischen Schirmungsflächen (11, 23) der Baugruppe für die Baugruppenunter- und -oberseite jeweils einstückig realisiert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schirmungsflächen (11, 23) der Baugruppen im Sinne ei­ner modularen Erweiterung in Teilschirmungsflächen (23a, 23b) unterteilt ist, und daß die Teilschirmungsflächen (23a, 23b) je­weils mit aufeinander abgestimmten metallischen Verbindungsele­menten (27) derart ausgestattet sind, daß alle Teilschirmungs­flächen (23a, 23b) der Baugruppe galvanisch untereinander ver­bunden sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schirmungskappen (6, 21) des Steckers (4) oder die me­tallischen Schirmungsflächen (11, 23) der Baugruppen mit minde­stens einem metallischen Verbindungselement (29) derart ausge­stattet sind, daß eine in einer Baugruppenplatine (8) der Bau­gruppen angeordnete Schirmungsfläche (26) mit der Schirmungs­kappe (6, 21) oder den metallischen Schirmungsflächen (11, 23) der Baugruppen galvanisch verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das metallische Verbindungselement (29) durch an der Schir­mungsfläche (11, 23) der Baugruppenplatine (8) oder Baugruppe angeordnete Feder- oder durch Lötelemente (29) realisiert ist.

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