DE4217278A1 - Mit filter versehener verbinder und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
Mit filter versehener verbinder und verfahren zu dessen herstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen mit
Filter versehenen Verbinder gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 und betrifft einen mit Filter versehenen
Verbinder, der Hochfrequenzfilter enthält, die in
integraler Weise an Kontakten des Verbinders ange
bracht sind; im folgenden wird der mit Filter ver
sehene Verbinder auch kurz als Filterverbinder be
zeichnet.
Der weit verbreitete Einsatz der Elektronik zur Über
tragung, Handhabung und Verwendung von Hochfrequenz
signalen, einschließlich digitaler Impulse, bei Pro
dukten, welche von Computern bis zu Kraftfahrzeugen
und Geräten reichen, hat in zunehmendem Ausmaß zu der
Notwendigkeit zum Herausfiltern unerwünschter Signal
anteile geführt. Solche als Rauschen oder elektro
magnetische Störung bezeichneten unerwünschten Signal
anteile können nicht nur Fehler in der Information
verursachen, sondern solche Fehler können ein Ausfal
len des Geräts verursachen, wobei dies manchmal
schwerwiegende Folgen für Leben und Besitz haben kann.
Aus diesem Grund hat man Filter unterschiedlicher
Ausbildung zum Reduzieren unerwünschter Signalanteile
verschiedener Frequenzen in elektronischen Geräten
und insbesondere in Verbindern eingebaut, durch die
die Kabel mit derartigen Geräten verbunden werden.
Die US-PS 49 95 834 vom 26.2.1991 befaßt sich mit einem
mit einem Rauschfilter versehenen Verbinder, bei dem
Kondensatoren und eine Ferritplatte zur Bildung eines
LC-Filters verwendet werden. Dabei ist der Verbinder,
der ein äußeres Abschirmgehäuse aus Metall aufweist,
mit Kondensatoren ausgestattet, die die Kontakte des
Verbinders tragen, wobei die Kondensatoren in dem
Gehäuse derart angebracht sind, daß sie sich innerhalb
des Verbinders erstrecken, und außerdem besitzt der
Verbinder eine Ferritplatte mit Stiftbereichen, die
sich durch Öffnungen in der Platte hindurcherstrecken
und in eine gedruckte Schaltungsplatte einführbar
sowie mit dieser verlötbar sind. Bei diesem Beispiel
des Standes der Technik ist die Ferritplatte außerhalb
der Verbinderabschirmung angeordnet und von den Durch
führungskondensatoren beabstandet, so daß die Kontakte
externer Strahlung ausgesetzt sind und außerdem eine
geringfügige Änderung der Eigenschaften des Filters
aufgrund der unterschiedlichen Kontaktlängen zwischen
verschiedenen Kontaktreihen, den Kondensatoren und der
Ferritplatte entsteht.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der
Schaffung eines verbesserten, mit Filter versehenen
Verbinders, bei dem die Filterelemente in bezug auf
einander und in bezug auf eine Erdungsebene in identi
scher Weise körperlich angeordnet sind. Weiterhin
besteht ein Ziel in der Schaffung eines mit Filter
versehenen Verbinders, bei dem sich die den Verbinder
bildenden Bauteile in einfacher und konsistenter Weise
zusammenbauen lassen. Außerdem besteht ein Ziel der
Erfindung in der Schaffung eines Verfahrens zum Her
stellen von mit Filter versehenen Verbindern, bei dem
sich die Filterkonstruktion vereinfachen läßt.
Ein mit Filter versehener Verbinder zum Filtern uner
wünschter Signale weg von Kontakten, der auf einer
gedruckten Schaltungsplatte montierbar ist und mit
einem weiteren, in diesen Verbinder eingesteckten
Verbinder verbindbar ist, beinhaltet ein isolierendes
Gehäuse aus Kunststoffmaterial mit einer vorderen
Öffnung, die zur Aufnahme des weiteren Verbinders
ausgelegt ist, und einer hinteren Öffnung, die zur
Aufnahme einer Filter-Unteranordnung ausgelegt ist.
Die Filter-Unteranordnung beinhaltet eine Hilfsplatte,
die einzelne Kondensatoren in einer voneinander beab
standeten Anordnung hält, sowie in Verbindung mit
dieser eine Erdungsplatte mit darin ausgebildeten
Öffnungen, die zur Aufnahme der Kondensatoren ausge
legt sind, welche unter Verwendung der Hilfsplatte
massenweise bzw. alle gleichzeitig eingesetzt werden.
Eine Ferritplatte, die in einer Innenfläche Ausspa
rungen in einer der Anordnung der Öffnungen in der
Hilfsplatte sowie der Positionierung der Kondensatoren
entsprechenden Anordnung aufweist, wird in Anlage an
der Erdungsplatte angebracht, wobei die in die
Erdungsplatte eingeführten Kondensatoren in die Aus
sparungen der Ferritplatte eingepaßt werden. Danach
werden Kontakte durch die Kondensatoren und die
Ferritplatte hindurch eingeführt, wobei diese Kontakte
L-förmig ausgebildet sind und vordere Enden, die zur
Verbindung mit den Kontakten des komplementären Ver
binders ausgelegt sind, sowie Stiftbereiche aufweisen,
die in die Öffnungen einer gedruckten Schaltungsplatte
einpaßbar sind. Die Erdungsplatte beinhaltet eine
Mehrzahl von Schenkeln, die sich von der Bodenfläche
der Platte wegerstrecken und L-förmige Bereiche mit
Endstiften einer derartigen Konfiguration aufweisen,
daß sich wenigstens einer der Schenkel rechtwinklig zu
der Ebene der Platte abbiegen läßt. Dadurch ist ermög
licht, daß sich die Schenkel in einer Dreipunkt-Schen
kelkonfiguration von der Platte wegerstrecken können,
wobei die in Öffnungen in einer gedruckten Schaltungs
platte eingepaßten Schenkel dadurch zum Haltern des
Verbinders während der Montage desselben an einer
gedruckten Schaltungsplatte sowie Vor dem Verlöten mit
dieser ausgelegt sind. Die aus der Hilfsplatte, den
Kondensatoren, der Erdungsplatte und der Ferritplatte
gebildete Unteranordnung kann separat von dem Verbin
der hergestellt, inspiziert sowie getestet werden,
falls dies erforderlich ist, und kann dann auf eine
von zwei verschiedenen Weisen in den Verbinder einge
baut werden. Bei einer Verfahrensweise kann die Unter
anordnung in eine Vorrichtung gesetzt werden, wobei
das Verbindergehäuse dann um die Unteranordnung herum
einsatzgeformt bzw. in einem Spritzgießverfahren um
die als Einsatz angeordnete Unteranordnung herumge
formt werden kann, um eine abgedichtete Version des
Filterverbinders zu schaffen. Bei einer anderen
Ausführungsform kann die Unteranordnung in ein vorge
formtes Gehäuse gesetzt werden und unter Verwendung
von Befestigungsgliedern in diesem verankert werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden
im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen
mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine im Schnitt dargestellte Draufsicht auf
eine Seite des erfindungsgemäßen Filterver
binders;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Frontseite der er
findungsgemäßen Erdungsplatte;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Rückseite eines
alternativen Ausführungsbeispiels des Fil
terverbinders;
Fig. 4 eine Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten
Verbinders entlang der Linie 4-4;
Fig. 5 eine Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten
Verbinders entlang der Linie 5-5;
Fig. 6 eine Perspektivansicht eines herkömmlichen
Verbinders gesehen von der Rückseite des
Verbinders her bei dessen Montage auf einer
gedruckten Schaltungsplatte; und
Fig. 7 eine Schnittansicht des in Fig. 6 gezeigten
Verbinders entlang der Linie 7-7 der Fig. 6.
Zuerst wird nun auf die Fig. 6 und 7 Bezug genommen,
in denen ein Filterverbinder 11 des Standes der Tech
nik dargestellt ist; dieser beinhaltet ein Kunststoff
gehäuse 12, das innerhalb eines äußeren Abschirmungs-
Erdungsmantels 13 aus Metall getragen ist, der auf der
oberen Oberfläche einer gedruckten Schaltungsplatte 30
montiert ist, wobei die Schaltungsplatte nicht gezeigte
Leiterbahnen auf dieser Fläche, in innerhalb der
Platte befindlichen Laminaten oder an der Unterseite
der Schaltungsplatte aufweist. Manche dieser Bahnen
bilden Signalleiterbahnen zum Führen von Signalen zu
der Schaltungsplatte hin sowie von dieser weg; andere
Bahnen bilden Energieversorgungsbahnen zum Versorgen
der Schaltungsplatte mit Energie. Wiederum andere
Bahnen schaffen Erdungsebenen-Verbindungen. Der Ver
binder ist typisch für einen Eingangs/Ausgangs-Verbin
der bzw. E/A-Verbinder, wie er häufig bei elektroni
schen Schaltungen verwendet wird, bei denen Hochfre
quenzsignale oder digitale Signale zusammen mit geeig
neten Erdungs- und Abschirmkreisen erforderlich sind.
Der Verbinder 11 beinhaltet ein LC-Netzwerk in bezug
auf jeden der gezeigten Kontakte 15, die sich durch
den Verbinder hindurch und im rechten Winkel in die
Schaltungsplatte hineinerstrecken, um mit den darauf
vorhandenen Leiterbahnen verlötet zu werden; außerdem
sind einzeln für die Kontakte vorgesehene Kondensator
einsätze 14 sowie eine gemeinsame Induktivität vorhan
den, welche durch eine Ferritplatte 16 gebildet wird,
durch die sich die Kontakte hindurcherstrecken. Die
Kondensatoren 14 sind durch Öffnungen 19 in der Rück
wand des Mantels 13 in diesen eingepaßt. Die Kontakte
15 erstrecken sich innerhalb einer Öffnung in dem
Gehäuse 12 nach vorne, so daß sie mit entsprechenden
Kontakten eines in den Verbinder 11 eingesteckten
komplementären Verbinders in Verbindung brinbar sind.
Wie in den Fig. 6 und 7 zu sehen ist, sind die Konden
satoren 14 von der Ferritplatte 16 getrennt, wobei der
Übertragungsweg zwischen den Kondensatoren und der
Ferritplatte in bezug auf die obere Reihe der Kontakte
15 und die untere Reihe von Kontakten unterschiedlich
ist, wodurch sich eine elektrisch unterschiedliche
Bahn-Verknüpfung ergibt und außerdem ein beträcht
licher Abschnitt des Kontakts zwischen Kondensator und
Induktivität freiliegt, die durch die Ferritplatte
gebildet sind.
Mit dieser Hintergrundinformation wird nun auf die
Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in der ein ähnlicher
Verbinder 40 mit einer ähnlichen E/A-Funktion auf
einer gedruckten Schaltungsplatte 60 montiert gezeigt
ist, wobei Kontakte 46 durch Stiftbereiche 46b mit
nicht gezeigten Schaltungsbahnen auf oder in der
Schaltungsplatte 60 verbunden sind. Die vorderen Enden
46a der Kontakte 46 sind derart positioniert, daß
komplementäre Kontakte eines mit dem E/A-Verbinder 40
verbundenen, komplementären Verbinders an diesen vor
deren Enden angreifen können. Der Verbinder 40 bein
haltet ein isolierendes Gehäuse 50 aus Kunststoff
material mit einer inneren nach vorne weisenden Öff
nung 52 und einer nach hinten weisenden Öffnung 53.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, trennt eine Wand aus iso
lierendem Material 57 die Öffnung 52 und die Öffnung
53 voneinander. Wie außerdem in Fig. 1 zu sehen ist,
ist eine LC-Netzwerk-Unteranordnung 62 in das Gehäuse
50 eingepaßt. Diese Unteranordnung 62 ist gebildet aus
einer Erdungsplatte 42 mit einer Anzahl von in Reihen
angeordneten Öffnungen 41, wobei sich mehrere Stifte
54, 55 und 56, die je allgemein L-förmig ausgebildet
sind, von der Bodenseite der Erdungsplatte nach unten
in eine derartige Position erstrecken, daß sie in der
in Fig. 1 gezeigten Weise in Öffnungen in der Schal
tungsplatte 60 passen. Weiterhin beinhaltet die Unter
anordnung 62 eine Hilfsplatte 44, wie sie in Fig. 1
gezeigt ist. Die Hilfsplatte 44 beinhaltet Öffnungen,
die mit den Öffnungen 41 in der Erdungsplatte 42 aus
gerichtet sind und einen Durchmesser aufweisen, der
zur Aufnahme von Kondensatoren 43 ausgelegt ist, wobei
es sich bei den Kondensatoren 32 um runde Elemente mit
derartigen Abmessungen handelt, daß sie sich durch die
Erdungsplatte 42 hindurcherstrecken und sie außerdem
Öffnungen 45 aufweisen, durch die sich die Kontakte 46
hindurcherstrecken. Die Kondensatoren 43 befinden sich
in der rückwärtigen Öffnung 53, und auf der entgegen
gesetzten Seite der Erdungsplatte 42 ist eine Ferrit
platte 47 angeordnet, die Aussparungen 49 beinhaltet,
in die die Enden der Kondensatoren eingepaßt werden,
und außerdem beinhaltet die Ferritplatte 47 Öffnungen
48, durch die hindurch die Kontakte 46 eingeführt
werden.
Die vorliegende Erfindung erwägt ein Einbringen der
Kondensatoren 43 in die Hilfsplatte 44, wobei die die
Kondensatoren tragende Hilfsplatte dann als ganzes in
die Erdungsplatte 42 eingebracht wird, wonach die
Ferritplatte 47 in Anlage an der Erdungsplatte derart
positioniert wird, daß die Enden der Kondensatoren in
die Aussparungen 49 eingepaßt werden. Danach können
der Unteranordnung aus den Kondensatoren, der Hilfs
platte, der Erdungsplatte und der Ferritplatte die
Kontakte 46 hinzugefügt werden. Die Kontakte, Konden
satoren, die Hilfsplatte, die Erdungsplatte sowie die
Ferritplatte können z. B. durch einen Klebstoff mitein
ander verbunden werden und danach getestet werden und
sodann auf eine von zwei verschiedenen Weisen in einen
Verbinder integriert werden. Das Verbindergehäuse 50
der Fig. 1 ist um die Unteranordnung 62 herum einsatz
geformt (insert molded) worden, wobei man beim
Formungs- oder Spritzvorgang die Wand 57 um die
Kontakte 46 herum sowie um die äußeren Teile der
Erdungsplatte 42 herumfließen läßt, um das
Gehäusematerial durch den Eingriff mit den Kontakt
stiften und der Wand 57 fest mit der Unteranordnung zu
verbinden und die innere Öffnung 52 gegenüber dem
Äußeren in wirksamer Weise abzudichten.
In Fig. 1 ist zu erkennen, daß der Stift 55 der
Erdungsplatte von der Ebene der Erdungsplatte nach
außen weggebogen ist, um in Verbindung mit den Stiften
54 und 56 eine Dreipunkt-Halterung des Verbinders zu
schaffen, durch die sich der Verbinder in Verbindung
mit den Stiftbereichen 46b der Kontakte 46 vor dem
Verlöten der Stifte mit der Schaltungsplatte 60 halten
läßt. Die Stifte 54, 55 und 56 werden normalerweise
mit den nicht gezeigten Erdungsebenen-Kreisen der
Schaltungsplatte 60 verlötet, um die Erdungsplatte 42
in wirksamer Weise zu erden und wenigstens eine rück
wärtige Abschirmung des vorderen Teils der Zuleitungen
zu schaffen. Es ist an dieser Stelle auf die eng be
nachbarte Anordnung der Kondensatoren, der Erdungs
platte und der Ferritplatte hinzuweisen, wodurch sich
ein mit konzentrierten Bauelementen aufgebauter LC-
Schwingkreis für die Arbeitsweise mit jedem Kontakt
ergibt.
Eine alternative Konstruktion ist unter Bezugnahme auf
die Fig. 3, 4 und 5 dargestellt, wobei ein E/A-Verbin
der 70 ein vorgeformtes Gehäuse 71 aufweist, in das
ein das erfindungsgemäße Filter bildendes LC-Netzwerk
zu einem späteren Zeitpunkt eingebracht und in diesem
befestigt wird. Wie in den Fig. 3, 4 und 5 zu sehen
ist, erfolgt dies durch Befestigungsglieder, wie z. B.
Schrauben 72, die in das Material des Gehäuses 71 und
durch mit den Befestigungsgliedern ausgerichtete Öff
nungen in der Erdungsplatte 42a eingeschraubt werden.
Das Gehäuse 71 beinhaltet eine nach vorne weisende
Öffnung 74 ähnlich der Öffnung 52 bei dem Ausführungs
beispiel der Fig. 1 und 2 sowie eine nach hinten wei
sende Öffnung, die von der Unteranordnung 62a ausge
füllt wird. Wie in der Zeichnung zu sehen ist, ist die
nach vorne weisende Fläche der Ferritplatte 47a in
Anlage an einer Innenwand 76 des Gehäuses 71 einge
paßt, und die Kontakte 46a erstrecken sich durch diese
Wand hindurch in das Innere der Öffnung 74 hinein. Wie
in Fig. 4 und 5 zu sehen ist, ist der obere Rand der
Platte 42a derart umgebogen, daß er in eine Ausnehmung
78 des Gehäuses 71 eingreift. Der Stift 54a ist in den
Fig. 4 und 5 zu sehen. Wie in der Zeichnung zu erken
nen ist, wird die Unteranordnung 62a derart in die
hintere Aussparung eingepaßt, daß sich die Kontakte
46a zum Eingriff mit einem komplementären Verbinder
nach vorne wegerstrecken und sich die Stiftbereiche
der Kontakte nach unten erstrecken, um in eine nicht
gezeigte gedruckte Schaltungsplatte eingepaßt und mit
dieser verlötet zu werden.
In bezug auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 5
sieht die Erfindung ein Gehäuse 71 vor, das zuerst
durch Formen gebildet wird, wonach dann die separat
gebildete Unteranordnung 62a in dem Gehäuse unter
Verwendung von Befestigungsgliedern montiert wird,
während bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein Ein
satzformen des Gehäuses um die Unteranordnung 62 herum
erfolgt.
Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung wird ein
kompakter, unempfindlicher sowie einfach handhabbarer
und herstellbarer Filterverbinder bei einem verbesser
ten LC-Netzwerk gelehrt, das aus einzelnen Kondensato
ren und einer gemeinsamen Induktivität in Form einer
Ferritplatte gebildet ist.
Claims (8)
1. Filter aufweisender Verbinder mit einem dielek
trischen Gehäuse (50, 70), einer Erdungsplatte (42,
42a) mit darin ausgebildeten Öffnungen, in denen Kon
densatoren (43) angeordnet sind, einer Ferritplatte
(47, 47a) und mit sich durch die Kondensatoren und die
Ferritplatte hindurcherstreckenden elektrischen Kon
takten (46),
dadurch gekennzeichnet, daß die Erdungsplatte (42,
42a) an dem Gehäuse (50, 70) befestigt ist, wobei die
Ferritplatte (47, 47a) innerhalb von der Ferritplatte
benachbarten Begrenzungen des Gehäuses angeordnet ist.
2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Erdungsplatte (42), die Kondensatoren
(43), die Ferritplatte (47) und die Kontakte (46) eine
Unteranordnung (62) definieren, die durch Einsatzfor
men in dem Gehäuse (50) angebracht ist.
3. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Erdungsplatte (42a), die Kondensatoren
(43a), die Ferritplatte (47a) und die Kontakte (46a)
eine Unteranordnung (62a) definieren, die im Inneren
des Gehäuses (71) anliegend an einer Innenwand (76)
desselben positioniert ist, und daß die Unteranordnung
(62) mittels Befestigungsgliedern (72) an dem Gehäuse
(71) befestigt ist.
4. Verbinder nach einem der vorausgehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfs
platte (44, 44a) im Abstand von der Erdungsplatte (42,
42a) vorgesehen ist und Öffnungen aufweist, in denen
die Kondensatoren (43, 43a) angeordnet sind.
5. Verbinder nach einem der vorausgehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdungsplatte
(42, 42a) Erdungsstifte (54 bis 56, 54a bis 56a) auf
weist, die sich aus dem Gehäuse (50, 70) herauser
strecken.
6. Verfahren zum Herstellen eines Filter
aufweisenden Verbinders, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
Positionieren von Kondensatoren (43, 43a) in Öffnungen einer Erdungsplatte (42, 42a);
Anordnen einer Ferritplatte (47, 47a) benachbart der Erdungsplatte in einer derartigen Weise, daß Öffnungen der Ferritplatte mit den Öffnungen der Erdungsplatte ausgerichtet sind;
Einführen elektrischer Kontakte (46, 46a) in die Kon densatoren, wobei sich Abschnitte der Kontakte durch die Öffnungen der Ferritplatte hindurcherstrecken, wodurch eine Unteranordnung (62, 62a) gebildet wird; und
Anbringen der Unteranordnung (62, 62a) an einem di elektrischen Gehäuse (50, 71).
Positionieren von Kondensatoren (43, 43a) in Öffnungen einer Erdungsplatte (42, 42a);
Anordnen einer Ferritplatte (47, 47a) benachbart der Erdungsplatte in einer derartigen Weise, daß Öffnungen der Ferritplatte mit den Öffnungen der Erdungsplatte ausgerichtet sind;
Einführen elektrischer Kontakte (46, 46a) in die Kon densatoren, wobei sich Abschnitte der Kontakte durch die Öffnungen der Ferritplatte hindurcherstrecken, wodurch eine Unteranordnung (62, 62a) gebildet wird; und
Anbringen der Unteranordnung (62, 62a) an einem di elektrischen Gehäuse (50, 71).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß beim Anbringen des Gehäuses (50) an deren
Unteranordnung (62) das Gehäuse durch Einsatzformen an
der Erdungsplatte (42) angebracht wird und in dem
Gehäuse (50) eine innere Wand (57) gebildet wird, an
der die Ferritplatte (47) anliegt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß beim Anbringen des Gehäuses (71) an der
Unteranordnung (62a) die Unteranordnung in einem
Hohlraum des Gehäuses (71) plaziert wird und die
Erdungsplatte (42a) an dem Gehäuse befestigt wird.
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