NL9200559A

NL9200559A - Connector.

Info

Publication number: NL9200559A
Application number: NL9200559A
Authority: NL
Original assignee: Du Pont Nederland
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1993-10-18
Also published as: KR930020777A; SG69963A1; US5330371A; EP0562691A1; EP0562691B1; JPH0629064A; DE69311185T2; HK117897A; DE69311185D1

Description

Connector

De uitvinding heeft betrekking op een connector, omvattende een lichaam van elektrisch isolerend materiaal, in het lichaam aangebrachte contactorganen en een rondom het lichaam aangebrachte buitengeleider, waarbij het lichaam aan een contactzijde is voorzien van één of meer contactopeningen voor het opnemen en met de contactorganen contacteren van signaalpennen van een complementaire connector, waarbij de buitengeleider is voorzien van één of meer strookvormige, zich langs de connector uitstrekkende contactveren voor het contacteren van aardpennen van de complementaire connector, waarbij de contactveren als één geheel met de buitengeleider zijn gevormd, en waarbij een rand van de buitengeleider althans in de nabijheid van de contactzijde van het lichaam is gelegen. Een dergelijke connector is bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP 0 446 98Ο.

De uit de genoemde Europese octrooiaanvrage bekende connector is voorzien van zich in de langsrichting van de connector uitstrekkende contactveren voor het contacteren van de aardpennen van de complementaire connector. Deze contactveren zijn uit het materiaal van de buitengeleider gevormd door in deze buitengeleider in de langsrichting insnijdingen te maken, waarbij deze insnijdingen zich uitstrekken vanaf de rand van de buitengeleider die bij de contactzijde van de connector is gelegen. Hierdoor ontstaat een contactveer, die met diens van de contactzijde afgelegen uiteinde met de buitengeleider is verbonden, en waarvan het bij de contactzijde gelegen uiteinde vrij is. Het vrije uiteinde is over een kleine afstand in de richting van de contactopening gebogen om het mechanisch contact met de betreffende aardpen bij het samenvoegen van de complementaire connector en de connector te vereenvoudigen. Teneinde een goed contact met de aardpennen te verkrijgen, is het bij de contactzijde gelegen vrije uiteinde van deze bekende contactveer ten opzichte van de buitengeleider iets omhoog gebogen, zodat de contactveer als geheel een gebogen vorm bezit en daardoor een bevredigende verende werking wordt verkregen.

De bovenstaande constructie van de contactveer van de bekende connector heeft echter het nadeel, dat in de buitengeleider insnijdingen moeten worden aangebracht om de contactveer te vormen. Doordat de contactveren van de buitengeleider af zijn gebogen om een verende werking te verkrijgen, worden de insnijdingen vergroot tot langsspleten, die zich derhalve aan weerszijde van elke contactveer tussen deze contactveer en de buitengeleider uitstrekken.

Bij gebruik van een dergelijk connector zal uit de genoemde langs-spleten energie worden uitgestraald. Dit is in het bijzonder nadelig bij hoge signaalfrequenties, bijvoorbeeld in de orde van grootte van 1 GHz. Het hiermee gepaard gaande energieverlies in de connector uit zich als een impedantie-misaanpassing. Zoals bekend, geeft een impedantie-misaanpassing in een signaalleiding aanleiding tot ongewenste verschijnselen, zoals reflecties van het signaal. Het optreden van reflecties resulteert in vervorming van het ontvangen signaal.

De uitvinding heeft tot doel de genoemde nadelen te vermijden en een connector te verschaffen dat bij hoge frequenties geen aanleiding geeft tot ongewenst energieverlies door het uitstralen van elektromagnetische energie uit in de connector aanwezige openingen. De connector volgens de uitvinding heeft hiertoe het kenmerk, dat de contactveren zich in wezen vanaf de genoemde rand langs de buitengeleider uitstrekken, zodanig dat de buitengeleider een in wezen ononderbroken buitenomtrek bezit.

Doordat de contactveren de connector volgens de uitvinding zich in wezen vanaf de rand van de buitengeleider uitstrekken en derhalve met één uiteinde op of nabij de rand met de buitengeleider zijn verbonden, worden de insnijdingen en de daaruit resulterende langsspleten van de bekende connector vermeden. Het met de buitengeleider verbonden uiteinde van de contactveren grenst bij voorkeur direct aan de rand van de buitengeleider. Het andere uiteinde kan zich bijvoorbeeld vrij verend op enige afstand van het oppervlak van de buitengeleider bevinden. In principe strekken de contactveren zich in wezen evenwijdig aan de buitengeleider, boven het oppervlak van de buitengeleider uit. Doordat de contactveren als één geheel met de buitengeleider zijn gevormd, wordt een goede mechanische en elektrische verbinding tussen de buitengeleider .en de contactveren verzekerd.

Bij voorkeur is de connector volgens de uitvinding zodanig uitgevoerd, dat de genoemde rand van de buitengeleider aan de contact-zijde van het lichaam van de connector grenst. Dat wil zeggen, dat de buitengeleider het lichaam van de connector in de nabijheid van de contactzijde in wezen geheel omgeeft, maar niet voorbij dit lichaam uitsteekt. Op deze wijze wordt een optimale impedantie-aanpassing verkregen. Het is echter mogelijk de buitengeleider zodanig uit te voeren, dat deze voorbij het lichaam van de connector uitsteekt en zo een afschermhuls vormt. De complementaire connector moet uiteraard zijn aangepast om dit uitstekende gedeelte op te nemen.

Op de connector volgens de uitvinding kunnen één of meer contact-veren worden aangebracht, waarbij het aantal contactveren in principe afhankelijk is van het aantal te contacteren aardpennen van de complementaire connector. De contactveren kunnen aan verschillende zijden van de connector worden aangebracht. Bij voorkeur is de connector volgens de uitvinding zodanig uitgevoerd, dat aan tegenoverliggende zijden van de connector contactveren zijn aangebracht. Een dergelijke uitvoering biedt het voordeel, dat een elektrisch symmetrische configuratie met een constante afstand tussen signaal en aarde wordt verkregen, waardoor een goede onderdrukking van reflecties wordt gegarandeerd. Het is ook mogelijk de connector volgens de uitvinding zodanig uit te voeren, dat aan een zijde van de connector ten minste twee naast elkaar gelegen contactveren zijn aangebracht. Voor het contacteren van meerdere, dicht naast elkaar gelegen aardpennen is het mogelijk een enkele contactveer zodanig uit te voeren dat deze over ten minste een gedeelte van diens lengte is gespleten en zo twee of meer deel-contactveren vormt.

Met voordeel is de connector volgens de uitvinding zodanig uitgevoerd, dat de connector is ingericht voor het aansluiten van tenminste een coaxiale kabel. Hiervoor kunnen de contactorganen, die in het lichaam van de connector zijn gelegen, zijn ingericht voor het opnemen van de centrale geleider van een coaxiale kabel, terwijl de buitengeleider is voorzien van passende aansluitorganen voor het aansluiten van de buitengeleider van de coaxiale kabel. De connector volgens de uitvinding is eveneens geschikt voor het aansluiten op een duo-coaxkabel ("twin coax").

De connector volgens de uitvinding kan in vele toepassingen worden ingezet, met name in toepassingen voor hoogfrequente signaaloverdracht.

De connector kan samenwerken met een complementaire connector die is ingericht voor montage op een plaat met gedrukte bedrading, zodat de connector volgens de uitvinding het aansluiten van bijvoorbeeld een coaxiale kabel op een plaat met gedrukte bedrading mogelijk maakt. In dit geval is het voordelig de complementaire connector zodanig uit te voeren, dat de contactpennen over een rechte hoek zijn gebogen. Dit maakt het mogelijk om dat gedeelte van de contactpennen van de complementaire connector, dat in de connector moet worden ingebracht, evenwijdig met de plaat met gedrukte bedrading te laten verlopen.

De uitvinding verschaft derhalve een sterk verbeterd connector, waarmee bij hoge frequenties verliezen ten gevolge van reflecties effectief worden onderdrukt. Er is gebleken dat in het frequentiegebied tot circa 3 GHz geen hinderlijke reflecties optreden. Ten opzichte van het in de genoemde Europese octrooiaanvrage beschreven connector is een verhoging van de werkfrequentie bij een gelijkblijvende hoeveelheid reflecties van circa twee maal mogelijk, terwijl bij een gelijke werkfrequentie de hoeveelheid reflecties aanzienlijk wordt gereduceerd.

De uitvinding zal bij wijze van voorbeeld aan de hand van de figuren worden toegelicht.

Figuur 1 toont in perspectief een uitvoeringsvorm van de connector volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont in perspectief andere uitvoeringsvormen van de connector volgens de uitvinding.

Figuur 3 toont in doorsnede een uitvoeringsvorm van de connector volgens de uitvinding, ingestoken in een daartoe ingerichte houder.

Het in figuur 1 weergegeven connectorsamenstel omvat een houder 1 en een connector 2. De houder 1 omvat een lichaam 3 dat omwille van de duidelijkheid van de figuur slechts gedeeltelijk is weergegeven. Het lichaam 3 is voorzien van doorvoeropeningen 4 voor het doorvoeren van contactpennen van een complementaire (mannelijke) connector (niet getoond). In figuur 1 zijn steeds twee doorvoeropeningen k boven elkaar gelegen voor het doorvoeren van een stel contactpennen, waarbij de aard-pen (niet getoond) door de bovenste doorvoeropening en de signaalpen (niet getoond) door de daaronder gelegen doorvoeropening 4 wordt gevoerd. Het lichaam 3 is verder voorzien van een steunvloer 5 en een steunwand 6 voor het steunen en positioneren van de connector 2. Op de steunwand 6 is een positioneringsribbe 7 aangebracht voor het tijdens het aanbrengen van de connector 2 en in ingestoken toestand positioneren van de connector 2.

De connector 2 omvat een lichaam 8, dat evenals het lichaam 3 van de houder 1 bij voorkeur van een elektrisch isolerend materiaal, zoals kunststof, is vervaardigd. In het weergegeven lichaam 8 zijn twee contactopeningen 9 aangebracht voor het opnemen van door de doorvoeropeningen 4 gestoken contactpennen (niet getoond) van de complementaire connector (niet getoond). De contactopeningen 9 zijn zodanig in het lichaam 8 gepositioneerd, dat deze in ingestoken toestand tegenover de doorvoeropeningen 4 in het lichaam 3 liggen. De naar de doorvoeropeningen 4 gerichte zijde van het lichaam 8, waarin de contactopeningen 9 zijn aangebracht, vormt het contactvlak 10. Binnen het lichaam 8 zijn, in het verlengde van de contactopeningen 9· contactorganen (niet getoond) aangebracht, die in gemonteerde toestand met de binnengeleider van bijvoorbeeld een coaxiale kabel (niet getoond) zijn verbonden. In de in figuur 1 weergegeven uitvoeringsvorm kan via de kabelsteun 11, die aan de, ten opzichte van het contactvlak 10 verst verwijderde zijde van het lichaam 8 is gelegen, een duo-coaxkabel of bijvoorbeeld een paar coaxiale kabels in de connector 2 worden ingébracht. Een dergelijke duo-coaxkabel of paar kabels kan in de kabelsteun 11 door middel van een krimp-verbinding worden vastgeklemd. De buitengeleiders van dergelijke coaxiale kabels (niet getoond) zijn in gemonteerde toestand elektrisch verbonden met de buitengeleider 12 van de connector 2, aangezien de kabelsteun 11 en de buitengeleider 12 uit één deel zijn gevormd. De buitengeleider 12, die bij voorkeur van dunne metaalplaat is vervaardigd, omgeeft de connector 2 geheel, met uitzondering van het contactvlak 10 en de zijde waar de kabelsteun 11 is aangebracht. Door de buitengeleider 12 rond de hele, nagenoeg ononderbroken omtrek van de connector 2 aan te brengen, wordt zowel een goede afscherming tegen hoogfrequente elektromagnetische straling als een gunstige impedantie verkregen.

De rand 13 van de buitengeleider, die in ingestoken toestand dicht bij de doorvoeropeningen 4 van de houder 1 is gelegen, grenst aan het contactvlak 10. Vanaf deze rand 13 strekken zich twee contactveren 14 uit en wel in achterwaartse richting, dat wil zeggen vanaf het contactvlak 10 langs de connector 2 in de richting van de kabelsteun 11. Zoals in figuur 1 is weergegeven, vormen de contactveren lk één geheel met de buitengeleider 12, hetgeen een goed mechanisch en elektrisch contact en een eenvoudige montage van de componenten van de connector mogelijk maakt. De contactveren l4 worden vervaardigd door de buitengeleider 12 te voorzien van twee uitstekende stroken, die vervolgens worden omgebogen. Teneinde dit ombuigen te vergemakkelijken zijn in de uitvoeringsvorm van figuur 1 relatief korte en smalle inkepingen 15 aan weerszijden van de contactveren aangebracht. Deze inkepingen 15 kunnen zeer kort zijn en kunnen eventueel worden weggelaten. Teneinde een groter contactoppervlak te verschaffen is elke contactveer in de weergegeven uitvoeringsvorm voorzien van een schouder 16, die echter voor de uitvinding niet essentieel is.

De houder 1 is verder voorzien van klemorganen 17 voor het in gemonteerde toestand in het lichaam 3 van de houder 1 vastklemmen vain de connector 2. Deze klemorganen 17 hebben een verende werking en zijn zodanig gevormd, dat de connector 2 eenvoudig in de houder 1 kan worden ingebracht en in ingebrachte toestand goed is vergrendeld.

In figuur 2 zijn twee andere uitvoeringsvormen van de connector 2 volgens de uitvinding weergegeven. Beide uitvoeringsvormen omvatten eveneens een lichaam 8, voorzien van een buitengeleider 12 met een contactveer l4. In deze uitvoeringsvormen, die geschikt zijn voor het verbinden van één kabel, zoals een coaxiale kabel, is slechts één contactopening 9 aangebracht. Zoals blijkt uit figuur 2 kan de connector 2 zowel vierkant (rechthoekig) als rond zijn uitgevoerd. Andere vormen zijn ook oogelijk, zoals ovaal, mits de complementaire connector aan deze vormen is aangepast.

De in figuur 3 weergegeven connectoren volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn ingestoken in daartoe gevormde openingen van de houder 1. Deze openingen worden begrensd door onder andere een steunvloer 5 en steunwanden 6, waarbij de steunwanden 6 zijn voorzien van positioneringsribben 7· Op elk van de twee connectoren 2 is een coaxiale kabel 20 aangesloten. De houder 1 van figuur 3 omvat eveneens een lichaam 3 met doorvoeropeningen 4, waardoorheen contactpennen 21 kunnen worden gestoken. Van deze contactpennen 21, die aan een niet getoonde complementaire connector zijn bevestigd, zijn er twee bij wijze van illustratie in figuur 3 weergegeven. De contactpen (aardpen) 21, die in de figuur naast de als onderste weergegeven connector 2 is gelegen, maakt zowel mechanisch als elektrisch contact met de contactveer 14 van deze onderste connector 2. De contactpen (signaalpen) 21, die in de contactopening van deze connector 2 is gestoken, contacteert een in het lichaam 8 van de connector 2 gelegen contactorgaan 22 op daartoe gevormde contactplaatsen 23. De binnengeleiders 24 van de coaxiale kabels 20 zijn eveneens met deze contactorganen 22 verbonden. De buitengeleiders 25 van de coaxiale kabels 20 zijn ingeklemd in een deel van de buitengeleider 12 van de connector 2 dat een kabelklem vormt. In de weergegeven uitvoeringsvorm vormt de kabelklem één geheel met de buitengeleider 12 van de connector 2, zodat hierdoor een elektrisch contact tussen de buitengeleider 25 van de coaxiale kabel en de buitengeleider 12 van de connector 2 tot stand komt.

De contaetveren 14, die zich uitstrekken vanaf de rand 13 die nabij het contactvlak 10 van de connector 2 is gelegen, bezitten een.contaet-plaats 30 die door een lichte kromming van de contaetveren 14 wordt gevormd. Een dergelijke kromming veroorzaakt een verhoogde plaatselijke contactdruk en zorgt daardoor voor een verbeterd elektrisch contact tussen de contactpennen 21 en de contaetveren l4. Teneinde het insteken van de connectoren te vergemakkelijken zijn de contaetveren 14 zodanig gevormd, dat zij een relatief lang eerste gedeelte bezitten, dat zich in wezen tussen de rand 13. en de contactplaats 30 uitstrekt. Dit eerste gedeelte maakt een lichte hoek ten opzichte van het lichaam 8, zodat bij het insteken van de connectoren de veerkracht van de contaetveren 14 tegen de contactpennen (aardpennen) 21 slechts langzaam wordt opgevoerd.

Het tussen de contactplaats 30 en het vrije uiteinde 31 gelegen tweede gedeelte van de contactveren ik maakt een grotere en tegengestelde hoek ten opzichte van het lichaam 8 om de kromming van de contactplaatsen 30 te verschaffen. De verhouding tussen de lengte van de contactveren 14 en de door deze contactveren 14 op de contactpennen 21 uitgeoefende kracht is zodanig gekozen, dat enerzijds de connector 2 gemakkelijk langs de contactpennen 21 kan worden geschoven en dat anderzijds de veerkracht voldoende is om een goed elektrisch contact te waarborgen.

In de uitvoeringsvorm die in figuur 3 is weergegeven contacteren de connectoren 2 elk twee contactpennen 21, waarvan één een aardpen en één een signaalpen is. Het is ook mogelijk de connector volgens de uitvinding zodanig uit te voeren, dat elk stel contactpennen 21 twee signaalpennen en één aardpen omvat. De signaal/aarde-verhouding van de contactpennen is afhankelijk van het aantal en de posities van de contactplaatsen in de connector, waarbij dit aantal en die posities bepaald worden door de signaalpennen en contactorganen binnen de connector en de contactveren buiten de connector.

In plaats van de getoonde coaxiale kabels kunnen ook andere kabels worden toegepast. Door de contactveren 14 niet uit het oppervlak van de buitengeleider 12 te snijden, maar bijvoorbeeld door middel van een buiten de buitengeleider 12 uitstekende strook te vormen en deze terug te buigen, zal steeds een sterk verminderd energieverlies door stralen worden bereikt.

Claims

1. Connector, omvattende een lichaam van elektrisch isolerend materiaal, in het lichaam aangebrachte contactorganen en een rondom het lichaam aangebrachte buitengeleider, waarbij het lichaam aan een contact-zijde is voorzien van één of meer contactopeningen voor het opnemen en met de contactorganen contacteren van signaalpennen van een complementaire connector, waarbij de buitengeleider is voorzien van één of meer strookvormige, zich langs de connector uitstrekkende contactveren voor het contacteren van aardpennen van de complementaire connector, waarbij de contactveren als één geheel met de buitengeleider zijn gevormd, en waarbij een rand van de buitengeleider althans in de nabijheid van de contactzijde van het lichaam is gelegen, met het kenmerk, dat de contactveren zich in wezen vanaf de genoemde rand langs de buitengeleider uitstrekken, zodanig dat de buitengeleider een in wezen ononderbroken buitenomtrek bezit.

2. Connector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de genoemde rand van de buitengeleider aan de contactzijde van het lichaam grenst.

3. Connector volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat aan tegenoverliggende zijden van de connector contactveren zijn aangebracht.

4. Connector volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan een zijde van de connector ten minste twee naast elkaar gelegen contactveren zijn aangebracht.

5. Connector volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een contactveer voor het contacteren van meer dan één aard-pen over tenminste een gedeelte van diens lengte is gespleten.

6. Connector volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze is ingericht voor het aansluiten van tenminste een coaxiale kabel.

7. Connector volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de coaxiale kabel een duo-coaxkabel is.

8. Connector volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze een in wezen rechthoekige omtrek bezit.

9. Plano van elektrisch geleidend plaatmateriaal voor het daaruit vormen van de buitengeleider van de connector volgens een van de voorgaande conclusies.