EP1182745B1 - Mehrpoliger Steckverbinder für elektronische Signalleitungen - Google Patents

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EP1182745B1
EP1182745B1 EP00126652A EP00126652A EP1182745B1 EP 1182745 B1 EP1182745 B1 EP 1182745B1 EP 00126652 A EP00126652 A EP 00126652A EP 00126652 A EP00126652 A EP 00126652A EP 1182745 B1 EP1182745 B1 EP 1182745B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
connector
ring
plug
insert
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00126652A
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English (en)
French (fr)
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EP1182745A2 (de
EP1182745A3 (de
Inventor
Meinolf Dingenotto
Jörg Kühle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FILTEC GmbH Filtertechnologie fuer die Elektronikindustrie
Original Assignee
FILTEC GmbH Filtertechnologie fuer die Elektronikindustrie
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Publication date
Application filed by FILTEC GmbH Filtertechnologie fuer die Elektronikindustrie filed Critical FILTEC GmbH Filtertechnologie fuer die Elektronikindustrie
Priority to CA002430147A priority Critical patent/CA2430147A1/en
Publication of EP1182745A2 publication Critical patent/EP1182745A2/de
Publication of EP1182745A3 publication Critical patent/EP1182745A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1182745B1 publication Critical patent/EP1182745B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/719—Structural association with built-in electrical component specially adapted for high frequency, e.g. with filters
    • H01R13/7195—Structural association with built-in electrical component specially adapted for high frequency, e.g. with filters with planar filters with openings for contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/6608—Structural association with built-in electrical component with built-in single component
    • H01R13/6625—Structural association with built-in electrical component with built-in single component with capacitive component

Definitions

  • the invention relates to a multi-pin connector for receiving a mating connector, with a arranged in a housing Insulating body with the number of lines for signals or control or power currents or the like. corresponding number of plug inserts used in contact inserts, each with connection sleeve, Insert foot, insert body as well as with socket or Pin, for connecting the lines, wherein at least one line a trained as a planar use, at least Provided a capacitor having matching circuit which is connected to the associated line via a signal pad and with the housing via a ground contact surface electrically connected is.
  • Multipole connectors serve in cooperation with corresponding plugs as connectors for cables for digitized signals, but also for coax lines and / or Power cables with which the connected consumer electrical power can be supplied.
  • Plug-in connections for example in computer or telephone networks, their connecting lines digitized signals for data exchange
  • interference can occur as a result of high-frequency signals picked up by the connecting lines become. This is due to the transmission of digital Signals used "pulse-type" signals whose higher harmonics interference may cause interference, especially if in Room several networked electronic data processing systems generate such pulses.
  • Such disturbances can be explained by the Limit the use of filters; DE 43 18 067 A1 describes such a connector.
  • WO 88/05218 A is a multi-pin connector for recording a mating connector known, the one arranged in a housing Insulating body, in which one of the number carried out Lines for signals, control or power currents o. The like. Corresponding number of inserted in plug-in receptacles Contact inserts is provided. Each of these contact insert has a connection sleeve, an insert foot and an insert body. and a socket or pin for connecting the wires. At least for one line a matching circuit is provided, which is essentially a planar deployment with at least one Capacitor is formed, and that with the associated line via a signal pad and to the housing via a ground pad electrically connected.
  • the insulating body is formed substantially cuboid and has at least on its longitudinal side on a filter bag, in a planar matching circuit is inserted. Further points the insulating body is substantially cylindrical plug-in receptacles, be used in the contact inserts. It is in each of these Plug-in receptacles with a substantially cylindrical passage circumferential inner ring provided. This inner ring is in the Filter bags facing sides with an axially extending groove interrupted, which breaks through the filter bags facing wall and so a window opens to the filter bag. Because of this Window is the contact between the contact insert and the Signal contact surface of the matching circuit made.
  • each of them has a contact insert inserted in one of the sockets a cooperating with the inner ring of the plug receptacles Pass ring on.
  • the contact insert is radially fixed.
  • the contact insert provided with means by which the seat of the Contact insert also axially secured essentially free of play is, as well as by means of contacting the matching circuit guarantee.
  • the contact insert is in an annular groove of the contact insert inserted snap ring provided whose inner diameter larger than the outer diameter of the annular groove, so that it under Reduction of the snap ring joint elastically compressed and is absorbed by the annular groove so that the snap ring through the Inner ring of the insulating body can be pressed.
  • the snap ring After penetrating the elastic forces spread the snap ring again, its outer diameter increases and the underside of the inner ring is so inferred that a removal of the contact insert is excluded in the direction of insert foot. This is It is designed so that it is not pushed through the inner ring rather, he stays on this.
  • a contact ring is inserted between the snap ring and the foot of the plug insert is inserted.
  • This An interposed contact ring surrounds the contact insert and stands with him in electrical contact. He points two diametrically opposite contact arms, which are substantially parallel to the axis aligned resiliently through the axial grooves and of these reach through open windows. Here are the free Ends of the contact arms contact surfaces, which are resilient against put the signal pads of the matching circuit and so the make electrical contact.
  • An advantage is a pressure bar provided cooperating with the free end of the contact arms, presses them against the signal pads.
  • the contact ring means for increasing the contact pressure on, which is directed to the side of the foot of the contact insert are, so that the contact-making system linear or punctiform is.
  • These contact pressure increasing agent are under Effect of the forces from the snap ring against the foot drawn, wherein at least possibly existing oxide layers are broken be, so that ensures a secure electrical contact is.
  • Such means can be provided as corrugations or serrations be; at least two, preferably three, are advantageous or four contact claws expressed from the contact ring.
  • solder sleeve formed so that the conductor soldered in a known manner can be; if soldering has to be done, for some reason environmental protection, the sleeve is designed as a crimp sleeve. This allows a departure from the known soldering technique; because the manufacturing of cables adapted to special applications Connectors in which at least some of the conductors with a Wiring are in electrical connection, done via crimping can.
  • the prefabricated contact inserts also later in the housing of the connector be used; the line connections must be soldered, This can be done before insertion, making it heat sensitive Components of the matching circuit are not charged.
  • the wiring with their electronic components is as plate-shaped planar filter insert formed as individual elements, Twins or triplets or as a series of elements are formed.
  • components are preferably capacitors provided, however, can also inductors, resistors or voltage-limiting devices, such as varistors or the like. be provided; In doing so, those components that are not in the Printing processes are displayed, miniaturized physically on the Carrier put on, as a support to a circuit board or a planar substrate is provided. For certain cases will be discrete components in chip form on the carriers, the printed circuit board or the planar substrate soldered, giving great flexibility is reachable.
  • the co-operating with the plug contact springs are available its connection contacts in communication and contact the terminals the electronic components used for wiring so that the signal lines connected to the plug to the respective associated electronic component of the circuit are laid.
  • the outputs of the intended for wiring electronic components are with the lying at ground potential Housing connected.
  • these rear mass contact surfaces on that with the metallic parts of the housing conductively communicate.
  • the rear contact surfaces not directly with the metallic parts of the housing be connected; in this case also a conductive connection to reach here, the mass contact surfaces laterally as contact areas taken out with the metallic parts of the Housing are connected.
  • the electrical Connect as an input / output jack or with These cooperating input / output connector are connected, wherein all or individual sockets / plugs with electronic components are wired.
  • the described construction is also then can be used if in the course of the signal or the power line a longitudinal inductance is provided; she allows in cooperation with this even the construction of ⁇ -filters, if the bypass capacitors are provided twice and this once before and once connected behind the longitudinal inductance.
  • the matching circuit is a via the ground contact area formed with mass connectable cross-capacitor; alternative the matching circuit has one in the course of at least one the lines lying longitudinal inductance.
  • the matching circuit can continue a cross-capacitor and have a longitudinal impedance and as a ⁇ -filter or connected with a further series inductance as a T-filter be.
  • other electronic components can be provided be about voltage-limiting varistors or the like .
  • FIG. 1 gives an overview of a multipolar connector with five led lines, four of which are direct adjacent and the fifth are arranged at a distance therefrom.
  • the shielding metallic housing consists of the Upper shell 2 and the lower shell 3, which - according to the dashed or the dash-dotted lines - are joined together.
  • both housings 2 and 3 form circumferential Flanges 4 over which the two shells 2 and 3 e.g. by welding, soldering or other connection means (not closer shown) are interconnected.
  • an insulating body 5 is arranged between the these two shells 2 and 3 is held. Beading 2.1 and 3.1 engage under this insulator 5 in the field of Longitudinal side walls 6, the corresponding indents 6.1 and 6.2 at the lower or upper end, whereby the holding secured becomes.
  • the insulating body 5 is formed as a block, with longitudinal side walls 6 and with terminal transverse sidewalls 9, subdivision walls 9.1 the individual recordings for the contact inserts separate each other.
  • the insulating body on the one hand a continuous plug-in receptacle 10, in which the Contact inserts 15 are used - here as inserts with sockets - it goes without saying that Plug pins are used in the same way.
  • the insulating body 5 at least on one side a filter bag 7, on, in which the filter cartridge 23 is inserted. In this case, each of the Filter cartridges 23 as much single filter on how to be filtered line passages are present (in the case of the illustrated connector all five lines are filtered).
  • the filters are filter capacitors in the dielectric body arranged the filter cartridge 23, led out the electrodes and be contacted via outer metal surfaces.
  • the line to be filtered associated electrodes of the capacitor as signal electrodes with the signal contacts 24 and the counter electrode as a ground electrode with the metallic surface of the (common) ground contact 25 in conjunction, although others Contacts are possible, for example if because of different Potentials no common contact on the ground side provided may be.
  • circuits for all or individual Signal or power lines are provided, where for Capacitors, inductors or resistors are provided can.
  • FIG. 2 shows a cross section through a plug connector in FIG Height of one of the plug-in receptacles 10.
  • the side walls 6 are in the upper area with an upper Bar 8.1 and a lower bar 8.2 provided between them a filter chamber 7 is formed, the contact insert 15 out with a further bar 8.3 (Fig. 2a) is limited.
  • a filter cartridge 23 is used in this filter chamber. This forms the Rear boundary wall of this filter chamber 7 a part of the transverse side wall 9, so a continuous circuit insert used can be.
  • the curved partition wall adapted to the hole radius 9.1 to recognize that limits the hole area (instead the subdivision wall 9.1 can also be the terminal transverse wall. 9 be provided).
  • This subdivision wall 9.1 has on the one hand towards the interior of the cavity towards a strip-like projecting support 13 on, and on the other a circumferential, to the interior of the cavity projecting ring 11, whose lower edge 14 is an abutment forms, in cooperation with a support 13 the seat the inserted contact insert 15 ensures.
  • To the side walls towards axial recesses 12 are provided, which are so axially parallel extending grooves each forming a window to the filter chamber 7 open.
  • the contact insert 15 with its connection (shown as solder terminal 17) and with the socket 18 (in their place can also be a pin) used, which sits with his foot 15.1 on the abutment 13, wherein between Support 13 and foot 15.1 of the contact insert 15 a contact ring 22 is inserted.
  • a pass ring 19 At the foot closes a pass ring 19, and an annular groove 20.
  • the fitting ring 19 acts with the circumferential Inner ring 11 together and centered the inserted contact insert 15.
  • At the fitting ring is followed by an annular groove 20; in this a snap ring 21 is inserted through the opening pressed the circumferential inner ring 11, this engages behind and so locks the contact insert 15 against retraction.
  • the contact ring 22 rests against the upper support 13, because the height "h" of the circumferential inner ring 11 with the upper support 13th so is set to the height of Passring 19 and contact ring 22, that a further push is prevented and a corresponding secure fit with the necessary contact pressure achieved becomes.
  • the contact ring 22 has contact arms 22.1, of which at least two are arranged diametrically opposite one another.
  • the Contact arms 22.1 are substantially parallel to the axis of Contact insert 15, wherein they are bent outwards so, that they on the signal contact surfaces 24 of the wiring 23rd issue.
  • FIGS. 3 show a sequence of steps for the production such connector insert.
  • the snap ring 21 is placed on the contact insert 15, the is absorbed by the annular groove 20 with a certain amount of play.
  • the Figure 3b shows the assembly of the housing, in which the insulating body 5 is used.
  • the next, shown in the figure 3c Step is to complete the one with the snap ring 21 Plug contact insert 15 to connect to the conductor 26. This is done here by crimping, including the stripped conductor end 26.1 introduced into the Crimped sleeve 16 and there in a known manner is crimped, thereby forming the Krimpmarken 16.1.
  • 3d shows the insertion of the plug-in contact insert prepared in this way 15 in the (according to FIG.
  • these funds are as obliquely employed Contact claws 22.2 shown, which can yield to one and during assembly to the metal of the foot 15.1 of the contact insert 15 under penetration ev. Existing Oxid layers ev. In this penetrate.
  • the necessary force provides the expanding snap ring 21, with the lower edge the circumferential inner ring 11 advantageously a suitable Angular position receives.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Steckverbinder zur Aufnahme eines Gegensteckers, mit einem in einem Gehäuse angeordneten Isolierkörper mit der Anzahl durchgeführter Leitungen für Signale oder Steuer- oder Leistungsströme o.dgl. entsprechenden Anzahl von in Steckaufnahmen eingesetzten Kontakteinsätzen, jeder mit Anschlusshülse, Einsatzfuß, Einsatzkörper sowie mit Buchse oder Stift, zum Verbinden der Leitungen, wobei zumindest für eine Leitung eine im wesentlichen als Planar-Einsatz ausgebildete, zumindest einen Kondensator aufweisende Anpassungsschaltung vorgesehen ist, die mit der zugeordneten Leitung über eine Signalkontaktfläche und mit dem Gehäuse über eine Massekontaktfläche elektrisch verbunden ist.
Handelsübliche mehrpolige Steckverbinder dienen im Zusammenwirken mit korrespondierenden Steckern als Steckverbinder für Leitungen für digitalisierte Signale, aber auch für Koax-Leitungen und/oder Leistungsleitungen, mit denen dem angeschlossenen Verbraucher elektrische Leistung zugeführt werden kann. Bei dem Einsatz solcher Steckverbindungen, etwa in Rechner- oder in Telefon-Netzen, deren Verbindungsleitungen digitalisierte Signale zum Daten-Austausch führen, können jedoch Störungen auftreten, als Folge von hochfrequenten Signalen, die von den Verbindungsleitungen aufgenommenen werden. Dies liegt an den bei der Übermittlung digitaler Signale benutzten "pulse-type" Signalen, deren höhere Harmonische durch Interferenzen Störungen bedingen können, besonders, wenn im Raum mehrere vernetzte elektronische Datenverarbeitungsanlagen derartige Impulse erzeugen. Solche Störungen lassen sich durch den Einsatz von Filtern in Grenzen halten; die DE 43 18 067 A1 beschreibt einen solchen Steckverbinder.
Aus der WO 88/05218 A die als nächstliegender stand der Technik angesehen wird ist ein mehrpoliger Steckverbinder zur Aufnahme eines Gegensteckers bekannt, der einen in einem Gehäuse angeordneten Isolierkörper aufweist, in dem eine der Anzahl durchgeführter Leitungen für Signale, Steuer- oder Leistungsstrome o. dgl. entsprechende Anzahl von in Steckaufnahmen eingesetzten Kontakteinsätzen vorgesehen ist. Jeder dieser Kontakteinsatz weist eine Anschlusshülse, einen Einsatzfuß und einen Einsatzkörper auf. sowie eine Buchse oder einen Stift zum Verbinden der Leitungen. Zumindest für eine Leitung ist eine Anpassungsschaltung vorgesehen, die im wesentlichen als Planar-Einsatz mit zumindest einem Kondensator ausgebildet ist, und die mit der zugeordneten Leitung über eine Signalkontaktfläche und mit dem Gehäuse über eine Massekontaktfläche elektrisch verbunden ist.
Hieraus stellt sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, einen derartigen Steckverbinder so weiterzubilden, dass die zur Beschaltung vorgesehenen elektronischen Bauelemente vollständig vom Gehäuse des Steckverbinders aufgenommen und mit den Signalleitern einerseits sowie mit der Gehäusemasse andererseits verbindbar sind, wobei der so weitergebildete Steckverbinder einfach und wirtschaftlich herstellbar und sicher einsetzbar ist. Diese Aufgabenstellung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die Unteransprüche.
Der Isolierkörper ist im wesentlichen quaderförmig ausgebildet und weist zumindest auf seiner Längsseite eine Filtertasche auf, in die eine planare Anpassungsschaltung eingelegt wird. Weiter weist der Isolierkörper im wesentlichen zylindrische Steckaufnahmen auf, in die Kontakteinsätze eingesetzt werden. Dabei ist in jeder dieser Steckaufnahmen mit im wesentlichen zylindrischen Durchgang ein umlaufender Innenring vorgesehen. Dieser Innenring ist in den den Filtertaschen zugewandten Seiten mit einer axial verlaufenden Nut unterbrochen, die die den Filtertaschen zugewandte Wandung durchbricht und so ein Fenster zur Filtertasche hin öffnet. Durch dieses Fenster wird der Kontakt zwischen dem Kontakteinsatz und der Signalkontaktfläche der Anpassungsschaltung hergestellt. Weiter weist jeder der in eine der Steckaufnahmen eingesetzte Kontakteinsatz einen mit dem Innenring der Steckaufnahmen zusammenwirkenden Passring auf. Durch den Pass-Sitz dieses Passringes in dem umlaufenden (lediglich durch die axialen Nuten unterbrochenen) Innenring ist der Kontakteinsatz radial festgelegt. Schließlich ist der Kontakteinsatz mit Mitteln versehen, mit denen der Sitz des Kontakteinsatzes auch axial im wesentlichen spielfrei sichergestellt ist, sowie mit Mitteln, die die Kontaktgabe zu der Anpassungsschaltung gewährleisten.
Als ein Mittel zur Sicherung des im wesentlichen spielfreien Sitzes des Kontakteinsatzes ist ein in eine Ringnut des Kontakteinsatzes eingesetzter Sprengring vorgesehen, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Ringnut, so dass er unter Verkleinerung der Sprengring-Fuge elastisch zusammengedrückt und von der Ringnut so aufgenommen wird, dass der Sprengring durch den Innenring des Isolierkörpers gedrückt werden kann. Nach Durchdringen spreizen die elastischen Kräfte den Sprengring wieder, sein Außendurchmesser vergrößert sich und die Unterseite des Innenringes wird so hintergriffen, dass ein Abziehen des Kontakteinsatzes in Richtung Einsatzfuß ausgeschlossen ist. Dieser ist dabei so ausgebildet, dass er nicht durch den Innenring gedrückt werden kann, vielmehr bleibt er auf diesem liegen. Dabei sind die Höhen von Innenring und Passring so aufeinander abgestimmt, dass bei eingesetztem Kontakteinsatz dessen Fuß unter Zwischenfügung eines Kontaktringes auf der Auflagefläche des oberen Auflagers aufliegend unter der Wirkung des Sprengringes gegen dieses gezogen wird; ein im wesentlichen spielfreier Sitz des Kontakteinsatzes ist so auch bezüglich axialer Verschiebung sichergestellt.
Als Mittel zum Gewährleisten der Kontaktierung der Anpassungsschaltung ist ein Kontaktring eingesetzt, der zwischen dem Sprengring und dem Fuß des Steckkontakteinsatzes eingefügt ist. Dieser zwischengefügte Kontaktring umgibt den Kontakteinsatz und steht mit ihm in elektrischem Kontakt. Er weist zwei einander diametral gegenüberliegende Kontaktarme auf, die im wesentlichen achsparallel ausgerichtet federnd durch die axialen Nuten und die von diesen geöffnete Fenster hindurchgreifen. Dabei bilden die freien Enden der Kontaktarme die Kontaktflächen, die sich federnd gegen die Signalkontaktflächen der Anpassungsschaltung legen und so den elektrischen Kontakt herstellen. Vorteilhaft wird eine Andrückleiste vorgesehen, die mit den freien Ende der Kontaktarme zusammenwirkend, diese an die Signalkontaktflächen andrückt. Dazu wird die Filterkammer mittels einer zum Kontakteinsatz hin vorgesehen Leiste begrenzt, die über das freie Ende der Kontaktarme hinausreicht und deren Ende zu den Kontaktarmen hin keilförmig abgeschrägt ist, so dass diese freien Enden der Kontaktarme auf diese Schrägen aufgleiten und gegen die Signalkontaktflächen angedrückt werden.
Vorteilhaft weist der Kontaktring Mittel zur Erhöhung des Kontaktdruckes auf, die zur Seite des Fußes des Kontakteinsatzes gerichtet sind, so dass die kontaktgebende Anlage linienhaft oder punktförmig ist. Diese den Kontaktdruck erhöhenden Mittel werden unter Wirkung der vom Sprengring ausgehenden Kräfte gegen den Einsatzfuß gezogen, wobei zumindest ev. vorhandene Oxidschichten durchbrochen werden, so dass eine sichere elektrische Kontaktgabe gewährleistet ist. Als solche Mittel können etwa Wellungen oder Zahnungen vorgesehen sein; vorteilhaft werden zumindest zwei, vorzugsweise drei oder vier Kontaktkrallen aus dem Kontaktring ausgedrückt.
Zum Anschließen des Leiters ist das Anschluss-Ende der Buchse als Löthülse ausgebildet, so dass der Leiter in bekannter Weise eingelötet werden kann; wenn Löten unterbleiben muss, etwa aus Gründen des Umweltschutzes, wird die Hülse als Krimphülse ausgebildet. Dies erlaubt ein Abgehen von der bekannten Löttechnik; da das Herstellen von an besondere Anwendungsfälle angepassten Kabeln mit Steckverbinder, bei denen zumindest einige der Leiter mit einer Beschaltung in elektrischer Verbindung stehen, über Krimpen erfolgen kann. Durch diese Ausbildung können die vorgefertigten Kontakteinsätze auch nachträglich in das Gehäuse des Steckverbinders eingesetzt werden; müssen die Leitungsanschlüsse verlötet werden, kann dies vor dem Einsetzen erfolgen, so dass wärmeempfindliche Bauelemente der Anpassungsschaltung nicht belastet werden.
Die Beschaltung mit ihren elektronischen Bauelementen ist als plattenförmiger Planar-Filtereinsatz ausgebildet, die als Einzelelemente, Zwillings- oder Drillingselemente oder als Elementenreihe ausgebildet sind. Als Bauelemente sind vorzugsweise Kondensatoren vorgesehen, jedoch können auch Induktivitäten, Widerstände oder spannungsbegrenzende Einrichtungen, wie Varistoren o.dgl. vorgesehen sein; dabei werden solche Bauelemente, die nicht im Druckverfahren darstellbar sind, miniaturisiert körperlich auf den Träger aufgesetzt, wobei als Träger dazu eine Leiterplatte oder ein Planar-Substrat vorgesehen ist. Für bestimmte Fälle werden diskrete Bauelemente in Chipform auf den Trägern, die Leiterplatte bzw. das Planarsubstrat aufgelötet, so dass große Flexibilität erreichbar ist.
Die mit dem Stecker zusammenwirkenden Kontaktfedern stehen mit dessen Anschlusskontakten in Verbindung und kontaktieren die Anschlüsse der zur Beschaltung eingesetzten elektronischen Bauelemente so, dass die mit dem Stecker angeschlossenen Signalleitungen auf das jeweils zugeordnete elektronische Bauelement der Beschaltung gelegt sind. Die Ausgänge der zur Beschaltung vorgesehenen elektronischen Bauelemente sind mit dem auf Masse-Potential liegenden Gehäuse verbunden. Dazu weisen diese rückwärtige Masse-Kontaktflächen auf, die mit den metallischen Teilen des Gehäuses leitend in Verbindung stehen. Sind zwei oder mehr Reihen von Steckbuchsen/-stiften vorgesehen, können die rückwärtigen Kontaktflächen nicht unmittelbar mit den metallischen Teilen des Gehäuses verbunden sein; um auch in diesem Fall eine leitende Verbindung zu erreichen, werden hier die Masse-Kontaktflächen seitlich als Kontaktbereiche herausgeführt, die mit den metallischen Teilen des Gehäuses verbunden sind. Auf diese Weise lassen sich die elektrischen Verbinder herstellen, die als Ein-/Ausgangsbuchse oder mit diesen zusammenwirkenden Ein-/Ausgangsstecker geschaltet sind, wobei alle oder einzelne Buchsen/Stecker mit elektronischen Bauelementen beschaltet sind. Die beschriebene Bauweise ist auch dann einsetzbar, wenn im Zuge der Signal- bzw. der Leistungsleitung eine Längs-Induktivität vorgesehen ist; sie gestattet im Zusammenwirken mit dieser sogar den Bau von Π-Filtern, wenn die Ableitkondensatoren doppelt vorgesehen sind und diese einmal vor und einmal hinter der Längs-Induktivität angeschlossen sind.
Vorteilhaft ist die Anpassungsschaltung als ein über die Massekontaktfläche mit Masse verbindbarer Querkondensator ausgebildet; alternativ weist die Anpassungsschaltung eine im Zuge zumindest einer der Leitungen liegende Längs-Induktivität auf. In verschiedenen Kombinationen kann die Anpassungsschaltung weiter einen Querkondensator sowie eine Längsimpedanz aufweisen und als Π-Filteroder mit einer weiteren Längsinduktivität als T-Filter geschaltet sein. Dabei können auch andere elektronische Bauelemente vorgesehen sein, etwa spannungsbegrenzende Varistoren o.dgl..
Das Wesen der Erfindung wird im einzelnen beispielhaft an Hand der in den beigefügten Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen eines mit Steckbuchsen aufgebauten Steckverbinders näher erläutert; dabei zeigen:
Fig. 1:
Steckverbinder mit einer Steckbuchsenreihe (Explosionsdarst, perspektivisches Schema);
Fig. 2:
Steckverbindergehäuse mit eingesetzter Buchse (Schnitt quer zur Längs-Erstreckung, geteilt: Rechts ohne, links mit Filtereinsatz); Fig. 2a: Einzelheit Kontaktarm / Andrückleiste;
Fig. 3:
Schritte zum Zusammenfügen eines Steckverbinders zum Einsetzen in ein Steckverbindergehäuse (schematisch).
Fig. 3a: Steckverbindereinsatz und Sprengring,
Fig. 3b: Gehäuse für Steckverbinder mit Isoliereinsatz,
Fig. 3c: Steckverbindereinsatz und Anschluss-Leitung, Kontaktring und Gehäuse,
Fig. 3d: An Leitung angeschlossener Steckverbindereinsatz mit Gehäuse,
Fig. 3e: Steckverbinder mit in das Gehäuse eingesetztem Steckverbindereinsatz.
Die Figur 1 gibt einen Überblick über einen mehrpoligen Steckverbinder mit fünf durchgeführten Leitungen, von denen vier unmittelbar benachbart und die fünfte im Abstand davon angeordnet sind. Das aus Abschirmungsgründen metallische Gehäuse besteht aus der Oberschale 2 und der Unterschale 3, die - entsprechend den gestrichelten bzw. den strich-punktierten Linien - zusammenfügbar sind.
Die auswärts gebogenen Ränder beider Gehäuse 2 und 3 bilden umlaufende Flansche 4, über die die beiden Schalen 2 und 3 z.B. durch Verschweißen, Löten oder andere Verbindungsmittel (nicht näher dargestellt) miteinander verbunden sind. Zwischen Oberschale 2 und Unterschale 3 ist ein Isolierkörper 5 angeordnet, der zwischen diesen beiden Schalen 2 und 3 gehalten ist. Umbördelungen 2.1 und 3.1 untergreifen dabei diesen Isolierkörper 5 im Bereich der Längs-Seitenwände 6, die dazu entsprechende Einzüge 6.1 bzw. 6.2 am unteren bzw. oberen Ende aufweisen, wodurch das Halten gesichert wird.
Der Isolierkörper 5 ist als Block ausgebildet, mit Längs-Seitenwänden 6 und mit endständigen Quer-Seitenwänden 9, wobei Unterteilungswände 9.1 die einzelnen Aufnahmen für die Kontakteinsätze voneinander trennen. Für diese Aufnahmen weist der Isolierkörper zum einen je eine durchgehende Steckaufnahme 10 auf, in die die Kontakteinsätze 15 eingesetzt sind - hier als Einsätze mit Steckbuchsen dargestellt - , wobei es sich von selbst versteht, dass Steckerstifte in gleicher Weise einsetzbar sind. Zum anderen weist der Isolierkörper 5 zumindest einseitig eine Filtertasche 7,auf, in die der Filtereinsatz 23 eingesetzt ist. Dabei weist jeder der Filtereinsätze 23 soviel Einzel-Filter auf, wie zu filternde Leitungsdurchgänge vorhanden sind (im Fall des dargestellten Steckverbinders werden alle fünf Leitungen gefiltert).
Die Filter sind als Filterkondensatoren im dielektrischen Körper des Filtereinsatzes 23 angeordnet, deren Elektroden herausgeführt und über äußere Metallflächen kontaktiert werden. Dabei stehen die der zu filternden Leitung zugeordneten Elektroden des Kondensators als Signalelektroden mit den Signalkontakten 24 und die Gegenelektrode als Masseelektrode mit der metallischen Fläche des (gemeinsamen) Massekontaktes 25 in Verbindung, wobei auch andere Kontaktierungen möglich sind, etwa wenn wegen unterschiedlicher Potentiale kein gemeinsamer Kontakt auf der Masse-Seite vorgesehen werden darf. Dabei können Beschaltungen für alle oder einzelne Signal- bzw. Leistungsleitungen vorgesehen werden, wobei dafür Kondensatoren, Induktivitäten oder Widerstände vorgesehen werden können.
Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Steckverbinder in Höhe einer der Steckaufnahmen 10. In dieser Darstellung ist in der linken Hälfte des Isolierkörpers 5 der Kontakteinsatz 15 eingesetzt, während dessen rechte Hälfte leer dargestellt ist (zur besseren Erkennbarkeit wurde rechts auch der Filtereinsatz 23 weggelassen). Die Seitenwände 6 sind im oberen Bereich mit einer oberen Leiste 8.1 und einer unteren Leiste 8.2 versehen, zwischen denen eine Filterkammer 7 gebildet ist, die zum Kontakteinatz 15 hin mit einer weiteren Leiste 8.3 (Fig. 2a) begrenzt ist. In diese Filterkammer wird ein Filtereinsatz 23 eingesetzt. Dabei bildet die hintere Begrenzungswand dieser Filterkammer 7 einen Teil der Quer-Seitenwand 9, so dass ein durchgehender Beschaltungseinsatz eingesetzt werden kann.
Im Hintergrund ist die dem Lochradius angepasste gekrümmte Unterteilungswand 9.1 zu erkennen, die den Lochbereich begrenzt (statt der Unterteilungswand 9.1 kann auch die endständige Querwand 9 vorgesehen sein). Diese Unterteilungswand 9.1 weist zum einen ein zum Inneren des Hohlraumes hin leistenartig vorstehendes Auflager 13 auf, und zum anderen einen umlaufenden, zum Inneren des Hohlraumes vorspringenden Ring 11, dessen untere Kante 14 ein Widerlager bildet, das im Zusammenwirken mit einem Auflager 13 den Sitz des eingesetzten Kontakteinsatzes 15 sicherstellt. Zu den Seitenwänden hin sind axiale Ausnehmungen 12 vorgesehen, die so achsparallel verlaufende Nuten bildend jeweils ein Fenster zu der Filterkammer 7 hin öffnen.
In diesen Isolierkörper 5 ist der Kontakteinsatz 15 mit seinem Anschluss (als Lötanschluss 17 dargestellt) und mit der Steckbuchse 18 (an deren Stelle auch ein Steckerstift treten kann) eingesetzt, der mit seinem Fuß 15.1 auf dem Widerlager 13 aufsitzt, wobei zwischen Auflager 13 und Fuß 15.1 des Kontakteinsatzes 15 ein Kontaktring 22 eingefügt ist. An den Fuß schließt sich ein Passring 19 an, sowie eine Ringnut 20. Der Passring 19 wirkt mit dem umlaufenden Innenring 11 zusammen und zentriert den eingesetzten Kontakteinsatz 15. An den Passring schließt sich eine Ringnut 20 an; in diese ist ein Sprengring 21 eingesetzt, der durch die Öffnung des umlaufenden Innenringes 11 gedrückt, diesen hintergreift und so den Kontakteinsatz 15 gegen ein Zurückziehen sperrt. Der Kontaktring 22 liegt dabei an dem oberen Auflager 13 an, weil die Höhe "h" des umlaufenden Innenringes 11 mit dem oberen Auflager 13 so auf die Höhe von Passring 19 und Kontaktring 22 abgestellt ist, dass auch ein weiteres Durchschieben unterbunden ist und ein entsprechend sicherer Sitz mit dem notwendigen Kontaktdruck erreicht wird.
Der Kontaktring 22 weist Kontaktarme 22.1 auf, von denen zumindest zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Kontaktarme 22.1 verlaufen im wesentlichen parallel zur Achse des Kontakteinsatzes 15, wobei sie derart nach außen abgebogen sind, dass sie an den Signalkontaktflächen 24 der Beschaltung 23 anliegen. Um eine sichere Kontaktgabe auch hier zu erreichen, sind die Filterkammer 7 zum Kontakteinsatz 25 hin begrenzenden Leisten bis über die freien Enden der Kontaktarme 22.1 geführt und bilden dort je eine keilförmige Andrückleiste 8.4, auf die die freien Enden der Kontaktarme aufgleiten und gegen die Signalkontaktflächen angedrückt werden.
Die Figuren 3 zeigen schließlich eine Folge von Schritten zur Herstellung eines solchen Steckverbindereinsatzes. In der Figur 3a wird der Sprengring 21 auf den Kontakteinsatz 15 aufgesetzt, der von der Ringnut 20 mit einem gewissen Spiel aufgenommen wird. Die Figur 3b zeigt das Zusammenfügen des Gehäuses, in das der Isolierkörper 5 eingesetzt wird. Der nächste, in der Figur 3c dargestellte Schritt besteht darin, den mit dem Sprengring 21 komplettierten Steckkontakteinsatz 15 mit dem Leiter 26 zu verbinden. Dies erfolgt hier durch Krimpen, wozu das abisolierte Leiterende 26.1 in die Krimphülse 16 eingeführt und dort in bekannter Weise verkrimpt wird, wodurch sich die Krimpmarken 16.1 bilden. Die Figur 3d zeigt schließlich das Einführen des so vorbereiteten Steckkontakteinsatzes 15 in das (gemäß Fig. 3b komplettierte) Gehäuse 1. Dieses Einführen erfolgt mit angeschlossenem Leiter 26. Mit Druck wird der Steckkontakteinsatz 15 in den Isolierkörper 5 eingepresst. Dabei wird der Sprengring 21 aufgrund des Spieles seines Sitzes zusammengedrückt und gleitet durch den umlaufenden Innenring 11; der Sprengring 21 kann sich nach weiterem Eindrücken hinter dem Widerlager 14 wieder ausdehnen und dieses hintergreifen. Dabei liegt der Fuß 15.1 des Kontakteinsatzes 15 mit dem zwischengefügten Kontaktring 22 auf dem oberen Auflager 13 auf, wobei die Höhenabstimmung von umlaufenden Innenring 11 mit oberen Auflager 13 und von Passring 19 einen (fast) spielfreien Sitz gewährleisten. Um einen hinreichenden Kontaktdruck zu erreichen, sind Mittel vorgesehen, die sich quasi punkt- oder linienförmig gegen die Unterseite des Fußes 15.1 des Kontakteinsatzes 15 anlegen. In der Darstellung sind diese Mittel als schräg angestellte Kontaktkrallen 22.2 dargestellt, die zum einen nachgeben können und die sich während des Zusammenbaues an das Metall des Fußes 15.1 des Kontakteinsatzes 15 unter Durchdringung ev. vorhandener Oxidschichten ev. in dieses eindringen. Die dazu notwendige Kraft liefert der sich ausdehnende Sprengring 21, der mit der Unterkante des umlaufenden Innenringes 11 vorteilhaft eine dafür geeignete Winkelanstellung erhält. Durch diese Ausbildung wird der für eine sichere Kontaktgabe notwendige Kontaktdruck erreicht und gleichzeitig auch das weitere Durchschieben des Kontakteinsatzes 15 unterbunden

Claims (15)

  1. Mehrpoliger Steckverbinder zur Aufnahme eines Gegensteckers, mit einem in einem Gehäuse (2, 3) angeordneten Isolierkörper (5) mit der Anzahl durchgeführter Leitungen (26) für Signale oder Steuer- oder Leistungsströme o.dgl. entsprechenden Anzahl von in Steckaufnahmen (10) eingesetzten Kontakteinsätzen (15), jeder mit Anschlusshülse (17). Einsatzfuß (15.1). Einsatzkörper (21) sowie mit Buchse (18) oder Stift, zum Verbinden der Leitungen (26), wobei zumindest für eine Leitung (26) eine im wesentlichen als Planar-Einsatz ausgebildete, zumindest einen Kondensator aufweisende Anpassungsschaltung (23) vorgesehen ist, die mit der zugeordneten Leitung über eine Signalkontaktfläche und mit dem Gehäuse (2, 3) über eine Massekontaktfläche (25) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Steckaufnahmen (10) als im wesentlichen zylindrischer Durchgang mit umlaufendem Innenring (13) ausgebildet ist, der der Filtertasche (7) zugewandt eine axial verlaufende Nut (12) aufweist, die so gelegt ist, dass sie ein Fenster zur Filtertasche (7) hin öffnet, und dass jeder der in eine der Steckaufnahmen (10) eingesetzte Kontakteinsatz (15) einen mit dem Innenring (11) zusammenwirkenden Passring (19) aufweist und mit Mitteln versehen ist, mit denen der Sitz des Kontakteinsatzes im wesentlichen spielfrei sichergestellt ist, sowie mit Mitteln, die die Kontaktgabe zur Anpassungschaltung gewährleisten.
  2. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Sicherung des im wesentlichen spielfreien Sitzes des eingesetzten Kontakteinsatzes (15) dieser eine Ringnut (20) aufweist, in die ein den Kontakteinsatz (15) in der Steckaufnahme (10) festsetzender Sprengring (21) eingesetzt ist, wobei die Höhen von Innenring (11) und Passring (19) so aufeinander abgestimmt sind, dass bei eingesetztem Kontakteinsatz (15) dessen Fuß (15.1) unter Zwischenfügung eines Kontaktringes (12) auf einer das obere Auflager bildenden Fläche des Innenringes (11) aufliegt und der Sprengring (21) den Passring (19) hintergreifend, den Sitz des Kontakteinsatzes im wesentlichen spielfrei sicherstellt.
  3. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Ringnut (20) kleiner ist, als der Innendurchmesser des Sprengringes (21), wobei der Schlitz des Sprengringes eine solche Weite aufweist, dass der Sprengring (21) bis auf den Außendurchmesser der Ringnut (20) zusammendrückbar ist.
  4. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Gewährleistung der Kontaktgabe ein Kontaktring (23) vorgesehen ist, der den Steckkontakteinsatz (15) zumindest teilweise umgebend zwischen dessen Fuß (15.1) und dem Sprengring (21) eingefügt ist, und der zumindest einen Kontaktfederarm (22.1) aufweist, der durch das von der Ausnehmung (12) geöffnete Fenster zur Filterkammer (7) durchgreift und die Signalkontaktfläche (24) der Anpassungsschaltung (23) kontaktiert.
  5. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (22) zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete Kontaktfederarme (22.1) aufweist.
  6. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Fenster (7) im Isolierkörper (5) begrenzende Steg (8.3) auf Seiten des Kontakteinsatzes (15) über das freie Ende der Kontaktarme (22.1) reicht und in deren Bereich eine zu den Kontaktarmen hin gerichtet keilförmige Abschrägung (8.4) aufweist, die als Andrückleisten (8.4) mit den abgebogenen freien Enden der Kontaktarme (22.1) zusammenwirkend diese an die Signalkontaktflächen (24) andrücken.
  7. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring mit den Kontaktdruck verstärkenden Mitteln versehen ist.
  8. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kontaktdruck erhöhenden Mittel als dem Fuß (15.1) des Kontakteinsatzes (15) zugewandten Seite aus der Ebene des Kontaktringes (22) vorstehende Wellungen, Zahnungen oder dergleichen ausgebildet sind.
  9. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kontaktdruck erhöhenden Mittel als durchgedrückte Kontaktkrallen (22.2) ausgebildet sind, wobei zumindest zwei, vorzugsweise drei oder vier ausgedrückte Kontaktkrallen (22.2) vorgesehen sind.
  10. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusshülse für die Anschlussleitung (19) an dem Kontakteinsatz (15) als Löthülse (17) ausgebildet ist.
  11. Mehrpolige Steckbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusshülse der Anschlussleitung (19) an den Kontakteineinsatz (10) als Krimphülse (16) ausgebildet ist.
  12. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungsschaltung (23) als Filter mit einem über die Massekontaktfläche (25) mit Masse verbindbaren Querkondensator ausgebildet ist.
  13. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungsschaltung (23) eine im Zuge zumindest einer Leitung liegenden Längs-Induktivität aufweist.
  14. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungsschaltung (23) einen weiteren Querkondensator sowie eine Längsimpedanz aufweist und als Pi-Filter geschaltet ist.
  15. Mehrpolige Steckbuchse nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungsschaltung/Filter (23) eine weitere Längsinduktivität aufweist und als T-Filter geschaltet ist.
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