DE4103321C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbinder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere be­ zieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Verbinder in einer modularen Verbindungseinrichtung, wie sie in einem elektronischen Gerät, wie beispielsweise einem Telefon, einem Telefaxgerät oder dergleichen, verwendbar ist.

Zum Unterdrücken oder Dämpfen von Rauschen bei einem elek­ tronischen Gerät, in dem ein Verbinder verwendet wird, sind die folgenden Maßnahmen bereits bekannt:

• 1) Vorsehen eines Paares von mit drei Anschlußklemmen ver­ sehenen Kondensatoren 6 auf einer Schaltungsplatine 4, wie z. B. einer Leiterplatte, auf der ein Verbinder 2 angebracht ist (siehe Fig. 11), und
• 2) Vorsehen einer Gleichtaktdrosselspule 8 auf der Schal­ tungsplatine 4, auf der der Verbinder 2 angebracht ist (siehe Fig. 12).

Jeder der mit drei Anschlußklemmen versehenen Kondensatoren 6 weist, wie in Fig. 13 dargestellt ist, ein Ersatzschalt­ bild auf, wobei Rauschkomponenten gegen Masse gelegt werden. Die Gleichtaktdrosselspule 8 weist, wie in Fig. 14 darge­ stellt ist, ein Ersatzschaltbild auf, und zwei Spulen, die entgegengesetzt zueinander auf einen Spulenkern gewickelt sind, dienen dazu Gleichtaktrauschkomponenten aufzuheben. Die Verwendung eines zusätzlichen Teiles, wie der beiden mit drei Anschlußklemmen versehenen Kondensatoren 6 oder der Gleichtaktdrosselspule 8, nimmt auf der Schaltungsplatine 4 Platz weg (der Platzbedarf für so ein zusätzliches Teil ist manchmal größer als der für den Verbinder 2), und das wirkt sich negativ auf ein kompaktes Design des elektronischen Ge­ rätes aus. Da außerdem bei beiden Möglichkeiten das Paar von Kondensatoren 6 oder die Gleichtaktdrosselspule 8 nicht nahe am Verbinder 2 angeordnet sind, nimmt das Gerät äußere Rauschkomponenten auf.

Unter dem Aspekt der oben beschriebenen Probleme, offenbart das deutsche Patent DE-AS-20 42 342 des Anmelders einen Ver­ binder, der eine Gleichtaktdrosselspule aufweist, die einen ringförmigen Spulenkern mit zwei darauf aufgewickelten Wick­ lungen umfaßt. Das eine Ende der Wicklungen ist als Kontakt­ geber ausgebildet, um einen Kontakt mit einem Stecker herzu­ stellen, während das andere Ende als Anschlußklemme ausge­ bildet ist, die dazu dient den Verbinder auf einer Schal­ tungsplatine anzubringen. Der Verbinder nach diesem deut­ schen Patent bietet Vorteile, da er durch die in ihm enthal­ tene Gleichtaktdrosselspule als Rauschunterdrückungselement wirkt, und weil er durch die Ausbildung einer Spule, eines Kontaktgebers und einer Anschlußklemme als eine Einheit ein kompaktes Design aufweist. Der Verbinder weist jedoch die folgenden Nachteile auf: beim Plattieren des Kontaktgebers und der Anschlußklemme wird die Spule unnötigerweise mit­ plattiert, da die Spule, der Kontaktgeber und die Anschluß­ klemme eine Einheit darstellen, und das führt zu einer Erhö­ hung der Herstellungskosten. Um die Anzahl der Signalstrom­ kreise zu erhöhen, müssen mehr Gleichtaktdrosselspulen vor­ gesehen werden, und das erfordert wiederum mehr Platz für Kerne, wodurch sich ein kompaktes Design des Verbinders nicht realisieren läßt. Durch diese Kerne wird der Abstand zwischen den Anschlußklemmen größer als der 1,02 mm Abstand einer herkömmlichen Schaltungsplatine, auf der der Verbinder angebracht werden soll, wodurch die Konstruktion einer neuen Schaltungsplatine erforderlich wird.

Das DE-88 11 254 U1 zeigt einen gattungsgemäßen Verbinder. Bei diesem Verbinden sind die Anschlußklemme zur Herstellung des Kontaktes mit der Schaltungsplatine und die Kontaktgeber einstückig ausgebildet und erstrecken sich durch die Lei­ terplatte, auf der als Rauschunterdrückungselemente Chip- Kondensatoren aufgelötet sind, die gegen das auf Masse liegende Metallgehäuse geschaltet sind.

Die EP-00 85 315 A2 zeigt einen Steckverbinder, dessen ein­ stückige Kontaktgabel- und Anschlußelemente sich von der Rückseite des Steckverbinder-Gehäuses ausgehend durch eine Platine erstrecken, auf der Entstörelemente vorgesehen sind. Diese Hilfsplatine liegt außerhalb des Steckverbindergehäu­ ses.

Ausgehend von dem oben beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verbinder der ein­ gangs genannten Art so weiterzubilden, daß dieser bei kom­ pakter Bauweise wirtschaftlicher herstellbar ist und gute Rauschunterdrückungseigenschaften hat.

Diese Aufgabe wird durch einen Verbinder gemäß Patentan­ spruch 1 gelöst.

Der Verbinder hat eine Leiterplatte, die in einem Gehäuse vorgesehen ist und ein elektronisches Element zur Unter­ drückung von Rauschkomponenten umfaßt. Ein Kontaktgeber zur Herstellung eines Kontaktes mit einem Stecker und eine An­ schlußklemme zur Herstellung eines Kontaktes mit einer Schaltungsplatine sind durch auf der Leiterplatte vorgese­ hene Drähte elektrisch mit dem elektronischen Element ver­ bunden. Eine Anordnung aus Gleichtaktdrosselspulen, einem induktiven Chipelement, einem Chipkondensator, etc., wird als elektronisches Element zur Unterdrückung von Rauschkom­ ponenten verwendet.

Mit diesem Aufbau läßt sich ein kompakter Verbinder herstel­ len, der ein elektronisches Element zur Unterdrückung von Rauschkomponenten umfaßt, wobei der Verbinder so gut wie keine äußeren Rauschkomponenten aufnimmt. Das elektronische Element zur Unterdrückung von Rauschkomponenten, der Kon­ taktgeber und die Anschlußklemme können bei dieser Bauweise in angemessener Weise so miteinander kombiniert werden, daß sich für den jeweiligen Anwendungsfall eine effiziente Rauschunterdrückung erreichen läßt. Der Kontaktgeber und die Anschlußklemme können mit unterschiedlichen Metallen plat­ tiert werden, wodurch sich die Herstellungskosten vermin­ dern. Wenn eine größere Anzahl von Signalstromkreisen not­ wendig wird, so reicht es aus das Muster der auf der Leiter­ platte angeordneten Drähte zu ändern, und deshalb kann in keinem Fall ein höherer Platzbedarf auftreten. Nachdem außerdem die Anschlußklemmen so angeordnet sind, daß sie aus der Leiterplatte herausragen, kann der herkömmliche Abstand von 1,02 mm oder jeder beliebige andere Abstandswert zwi­ schen den Anschlußklemmen vorgesehen werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wer­ den nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Verbinders nach einer ersten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Gleich­ taktdrosselspule nach der ersten Ausführungs­ form;

Fig. 3 ein Diagramm, das ein Ersatzschaltbild der Gleichtaktdrosselspulenanordnung darstellt;

Fig. 4 eine Vorderansicht einer Leiterplatte nach der ersten Ausführungsform;

Fig. 5 eine Rückansicht der Leiterplatte;

Fig. 6 eine Vorderansicht einer für einen Verbinder nach der zweiten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung zu verwendenden Leiterplatte;

Fig. 7 eine Rückansicht der Leiterplatte nach der zweiten Ausführungsform;

Fig. 8 eine Vorderansicht einer für einen Verbinder nach einer dritten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung zu verwendenden Leiter­ platte;

Fig. 9 eine Rückansicht der Leiterplatte nach der dritten Ausführungsform;

Fig. 10 eine Vorderansicht der Leiterplatte nach der dritten Ausführungsform bei der Chipkondensa­ toren und Anschlußklemmen angebracht sind;

Fig. 11 eine Vorderansicht eines bekannten Verbinders und eines drei Anschlußklemmen aufweisenden Kondensators, der auf einer Schaltungsplatine angebracht ist;

Fig. 12 eine Vorderansicht des bekannten Verbinders und einer Gleichtaktdrosselspule, die auf der Schaltungsplatine angebracht ist;

Fig. 13 ein Diagramm, das ein Ersatzschaltbild des drei Anschlußklemmen aufweisenden Kondensators darstellt; und

Fig. 14 ein Diagramm, das ein Ersatzschaltbild der Gleichtaktdrosselspule darstellt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1, zeigt die vorliegende Erfindung einen Verbinder mit einem Isoliergehäuse 12, das ein Grund­ teil 14 und ein Deckelteil 16 umfaßt, die in Verriegelungs­ eingriff miteinander stehen. Sowohl das Grundteil 14 als auch das Deckelteil 16 sind aus einem Isolationsmaterial, wie z. B. Kunststoff, hergestellt. Das Grundteil 14 weist ein Trennteil 19 auf, das das Innere des Gehäuses 12 in zwei Kammern 18a (linke Seite der Zeichnung) und 18b (rechte Sei­ te der Zeichnung) unterteilt. Die Kammer 18a dient zur Auf­ nahme modularer Stecker 60 und ist mit einer Öffnung verse­ hen, durch die die modularen Stecker 60 eingeführt werden. Die Kammer 18b dient zur Aufnahme einer eine Gleichtaktdros­ selspulenanordnung 20 umfassenden Leiterplatte 30.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Gleichtaktdrosselspu­ lenanordnung 20 eine aus Isolationsmaterial, wie z. B. Kera­ mik, hergestellte Grundplatte 21, und eine Anzahl von Gleichtaktdrosselspulen 24 ist in die Grundplatte 21 einge­ baut, um so, wie in Fig. 3 dargestellt, ein Ersatzschaltbild vorzusehen. Beide Enden jeder Drosselspule 24 sind mit für die Grundplatte 21 auf beiden Seiten vorgesehenen Elektroden 22 und 23 verbunden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 ist ersichtlich, daß die Leiterplatte 30 auf beiden Seiten gedruckte Drähte 33 und 34 aufweist, und daß die Leiterplatte 30 mit Durchgangsbohrun­ gen 31 und 32 ausgestattet ist. Die Gleichtaktdrossenspulen­ anordnung 20 ist auf der Vorderseite der Leiterplatte 30 be­ festigt, und zwar in der durch die strichpunktierte Linie in Fig. 4 angedeuteten Lage, indem die Elektroden 22 und 23 mit den jeweiligen Drähten 33 bzw. 34 verlötet werden. Kontakt­ geber 35 und Anschlußklemmen 36 sind in die jeweiligen Boh­ rungen 31 beziehungsweise 32 der Leiterplatte 30 eingebracht und sodann verlötet. Die Kontaktgeber 35 und die Anschluß­ klemmen 36 sind dadurch mit den Gleichtaktdrosselspulen 24 elektrisch verbunden.

Die Gleichtaktdrosselspulenanordnung 20, die Leiterplatte 30, die Kontaktgeber 35 und die Anschlußklemmen 36, die so zu einer Einheit zusammengefaßt sind, sind in dem Gehäuse 12 so angeordnet, daß die Drosselspulenanordnung 20 und die Leiterplatte 30 in der Kammer 18b vorgesehen sind, daß die Anschlußklemmen 36 den Boden des Grundteils 14 durchdringen, und daß sich die Kontaktgeber 35 über das Trennteil 19 in die Kammer 18a erstrecken. Das Deckelteil 16 wird daraufhin auf das Grundteil 14 aufgesetzt, wodurch man einen fertigen Verbinder erhält. Die Kontaktgeber 35 dienen als elektrische Verbindungsanschlüsse zusammen mit den Steckern 60, und die Anschlußklemmen 36 dienen bei der Montage des Verbinders auf der Schaltungsplatine 4 (vergleiche Fig. 11 und 12) als An­ schlußstücke, und sie werden auch als elektrische Verbin­ dungsanschlüsse zusammen mit Drähten auf der Schaltungspla­ tine 4 verwendet.

Bei einem in der oben beschriebenen Bauweise ausgeführten Verbinder werden Rauschkomponenten durch die in die Drossel­ spulenanordung 20 eingebauten Drosselspulen 24 unterdrückt. Genauer gesagt werden durch die Kontaktgeber 35 aufgenommene Gleichtaktrauschkomponenten in den Gleichtaktdrosselspulen 24 aufgehoben, wodurch verhindert wird, daß an den Anschluß­ klemmen 36 ausgangsseitig Rauschkomponenten erzeugt werden. Da keine Kondensatoren sondern Gleichtaktdrosselspulen ver­ wendet werden, haben die Erdungsbedingungen kaum Einfluß auf die Rauschunterdrückungseffizienz. Im Vergleich zu einer Bauweise, bei der die Gleichtaktdrosselspule 8 außerhalb des Verbinders 2 angeordnet ist, wird durch eine Bauweise, bei der die Gleichtaktdrosselspulenanordnung 20 zusammen mit der Leiterplatte 30 in dem Gehäuse 12 angeordnet ist, Platz ein­ gespart. Um die Anzahl der Signalstromkreise zu erhöhen oder zu verringern, reicht es aus die Muster der auf der Leiter­ platte 30 vorgesehenen Drähte 33 beziehungsweise 34 zu ver­ ändern. Entsprechend kann eine diesen Verbinder verwendende elektronische Vorrichtung kompakt ausgestaltet werden, und die Herstellungskosten sind gering.

Bei einer bekannten Bauweise, bei der die Kondensatoren 6 mit drei Anschlußklemmen oder die Gleichtaktdrosselspule 8 außerhalb des Verbinders 2 angeordnet sind, werden Kontakt­ geber des Verbinders aus der elektronischen Vorrichtung her­ ausgeführt, und diese Kontaktgeber wirken dann als Antenne, wodurch der Verbinder äußere Rauschkomponenten aufnimmt. Bei dem Verbinder nach der vorliegenden Ausführungsform ist die Gleichtaktdrosselspulenanordnung 20 jedoch in dem Gehäuse 12 vorgesehen, und das hat zur Folge, daß die Drosselspulenan­ ordnung 20 nahe an den Kontaktgebern 35 angeordnet ist, und der Verbinder kaum äußere Rauschkomponenten aufnimmt.

Außerdem können gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Kontaktgeber 35 und die Anschlußklemmen 36 mit unterschied­ lichen Metallen plattiert werden (beispielsweise sind die Kontaktgeber 35 mit Gold und die Anschlußklemmen 36 mit Löt­ metall plattiert), und so wird unnötiges Plattieren vermie­ den. Die Gestaltung der Drähte 34 auf der Leiterplatte 30 kann verhältnismäßig frei vorgenommen werden, und der Ab­ stand P zwischen den Bohrungen 32, d.h. der Abstand zwischen den Anschlußklemmen 36, kann auf 1,02 mm eingestellt werden, was dem Abstand auf einer herkömmlichen Schaltungsplatte, auf der der Verbinder angebracht ist, entspricht.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine in einem zweiten Ausführungs­ beispiel zu verwendende Leiterplatte 41. Induktive Chipele­ mente 40 sind in die als Geräuschdämpfer zu verwendende Lei­ terplatte 41 eingebaut, und auf der Leiterplatte 41 vorge­ sehene gedruckte Drähte 44 und 45 sind mit diesen induktiven Chipelementen 40 verbunden. An einem Ende jeden Drahtes 44 beziehungsweise 45 ist eine Durchgangsbohrung 42 bzw. 43 ausgebildet, und die Kontaktgeber 35 und die Anschlußklemmen 36 (die beide in den Fig. 6 und 7 nicht dargestellt sind) werden in der im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbei­ spiel beschriebenen Weise in die jeweilige Bohrung 42 bezie­ hungsweise 43 eingesetzt. Die Leiterplatte 41 wird entspre­ chend der im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Vorgehensweise in dem Gehäuse 12 angebracht. Das zweite Ausführungbeispiel erzielt dieselben Vorteile und Ergebnisse wie das erste Ausführungsbeispiel.

In den Fig. 9 bis 10 wird eine bei einem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel zu verwendende Leiterplatte 51 dargestellt. Chipkondensatoren 50 sind in die als Rauschunterdrückungs­ element zu verwendende Leiterplatte 51 eingebaut, und ge­ druckte Drähte 54 beziehungsweise 55 und eine Erdungselek­ trode 57, die auf der Leiterplatte 51 vorgesehen sind, sind mit den Kondensatoren 50 verbunden. Die (in den Fig. 8 bis 10 nicht dargestellten) Kontaktgeber 35 und Signalanschluß­ klemmen 58 sind in die Bohrungen 52 beziehungsweise 53 ein­ gesetzt. Erdungsanschlußklemmen 58a sind in Bohrungen 53a eingesetzt, die in der Erdungselektrode 57 vorgesehen sind (siehe Fig. 10).

Die Leiterplatte 51 wird entsprechend der im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Vorgehens­ weise in dem Gehäuse 12 angebracht. Das dritte Ausführungs­ beispiel erzielt dieselben Vorteile und Ergebnisse wie das erste Ausführungsbeispiel.

Die Anzahl von Signalstromkreisen kann beliebig gewählt wer­ den. Das Verfahren zum Festlegen der Leiterplatte 30 im Ge­ häuse 12, das Verfahren nach dem ein elektronisches Element, wie z. B. die Gleichtaktdrosselspulenanordnung 20, die in­ duktiven Chipelemente 40, die Chipkondensatoren 50, oder dergleichen, für die Leiterplatte 30, 41 und 51 vorgesehen werden, das Verfahren zum Anbringen des Verbinders auf der Schaltungsplatine 4, das Verfahren nachdem die Anschluß­ klemmen 36 aus dem Gehäuse 12 herausgeführt werden, etc., kann beliebig bestimmt werden.

Claims (7)

1. Verbinder zum Anbringen auf einer Schaltungsplatine, mit

• - einer Leiterplatte (30, 41, 51), die ein elektronisches Element (24, 40, 50) zur Unterdrückung von Rauschkompo­ nenten umfaßt;
• - einem Kontaktgeber (35) zur Herstellung eines Kontaktes mit einem Stecker (60), wobei der Kontaktgeber (35) durch eine auf der Leiterplatte (30, 41, 51) vorgesehene Leiterbahn (33, 44, 54) elektrisch mit dem elektroni­ schen Element (24, 40, 50) verbunden ist;
• - einer Anschlußklemme (36, 58) zur Herstellung eines Kon­ taktes mit der Schaltungsplatine (4); und
• - einem Gehäuse 12, das die Leiterplatte umschließt,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Gehäuse (12) eine erste Kammer (18a) zur Auf­ nahme des Steckers (60) und eine zweite Kammer (18b) zur Aufnahme der Leiterplatte (30, 41, 51) und ein dazwi­ schen angeordnetes Trennteil (19) hat,
• - daß sich die Anschlußklemme (36, 58) von der Schaltungs­ platine (4) durch einen Boden (14) des Gehäuses (18) in die Kammer (18b) zu der Leiterplatte (30) erstreckt, und
• - daß sich der Kontaktgeber (35) von der ersten Kammer (18a) über das Trennteil (19) in die zweite Kammer (18b) erstreckt.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemme (36) durch eine auf der Leiter­ platte (30, 41) vorgesehene weitere Leiterbahn (34, 45) elektrisch mit dem elektronischen Element (24, 40) verbunden ist.

3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das die Rauschkomponenten unterdrückende elektroni­ sche Element eine Anordnung (20) von Gleichtaktdros­ selspulen (24) ist.

4. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das die Rauschkomponenten unterdrückende elek­ tronische Element ein induktives Chipelement (40) ist.

5. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Rauschkomponenten unterdrückende elektroni­ sche Element ein Chip-Kondensator (50) ist.

6. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (P) zwischen den Anschlußklemmen (36, 58, 58a) auf der Leiterplatte (30, 41, 51) ungefähr 1,02 mm beträgt und kleiner ist als der Abstand zwischen den Kontaktgebern (35) auf der Leiterplatte (30, 41, 51).