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Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf
abgeschirmte elektrische Verbinder, und inssondere auf einen
elektrischen Verbinder mit verbesserter Abschirmwirkung und besserer
anstatischer Wirkung.
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In der japanischen GM-Anmeldung Kokai Nr. 61-184285
(Patent '285) wird ein elektrischer Verbinder beschrieben, der ein
Isoliergehause mit einer ringförmigen Aussparung zur Aufnahme
des Hülsenteils bzw. des Außenkontakts eines zugehörigen
stekkers aufweist. Ein zylindrisches Abschirmteil, das in die
ringförmige Aussparung eingesetzt ist, weist dabei einseitig
befestigte Kontaktelemente mit einem freien Federende für den
Kontakt mit einer metallischen Abschirmung des zugehörigen
stekkers auf. Außerdem weist es Schenkel auf, die von dem hinteren
Schlitz aus vorstehen, der zur Montage auf einer gedruckten
leiterplatte vorgesehen ist (vgl. auch EP-A-011 81 68).
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In der japanischen Patentanaeldung Kokai Nr. 59-143287
(Patent '287) wird eine Dose für einen elektrischen Verbinder
beschrieben, die ein Abschirmteil aufweist, das in eine
ringförmige Vertiefung eingesetzt ist, sowie einen flachen
metallenen Erdungsanschluß, der das vordere Ende der Dose abdeckt.
Dieser elektrische Verbinder weist EMB-Eigenschaften auf und
bietet bis zu einem gewissen Grad antistatischen Schutz.
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Das vordere Ende des elektrischen Verbinders gemäß dem
Patent '285 wird jedoch nicht von dem Abschirmteil bedeckt, so
daß störende elektromagnetische Wellen durch das Vorderende
eintreten und dabei elektromagnetische Störungen verursachen
können. Wenn außerdem der unter Ladung stehende Finger mit dem
Vorderende in Berührung kamit, fließt statische elektrische
Energie durch den Kontakt und verursacht so Funktionsstörungen
in der elektrischen Schaltung. Darberhinaus ist die
mechanische Festigkeit eines für das Vorderende herangezogenen
dielektrischen Materials geringer als die Festigkeit von Metallen, so
daß das Vorderende leicht verkratzt wird oder nach dem
Einbzw. Ausstecken bzw. infolge einer von außen einwirkenden Kraft
leicht bricht.
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Der Erdungsanschluß des elektrischen Verbinders gemäß dem
Patent '287 besteht aus einem flachen Metallblech und einer
Reihe von Kontakten, die in zylindrischer Form ausgerichtet
sind, und weist die nachfolgenden Nachteile auf.
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Der Außendurchmesser einer ringförmigen Vertiefung im
Isoliergehäuse muß größer sein als der Durchmesser des
Hülsenteils eines zugehörigen Steckers, um die in zylindrischer Form
ausgerichteten Kontakte auf zunehmen. Wenn infolgedessen das
Hülsenteil des zugehörigen Stcckers in die ringförmige
Vertiefung eingesetzt wird, liegt dazwischen ein großer Spalt vor.
Infolgedessen kann durch Einwirkung einer unerwarteten Kraft,
die beim Ein- bzw. Ausstecken möglicherweise aufgebracht wird,
der Kontaktstift bzw. das Kontaktelement verformt oder verbogen
werden.
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Das flache Metallblech muß dick sein, damit es die
mechanische Festigkeit bietet, während es andererseits dünn sein
muß, um nach dem Ein- oder Ausstecken die elastische Verformung
der Kontatte aufzunehmen. Mit anderen Worten ergeben sich bei
zu dicken Blechen unzureichende Kontakte, während bei zu dünnen
Blechen kein starrer flacher Anschluß vorliegt.
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Auch wenn bei dem flachen Querschnitt keine
Federeigenschaft erforderlich ist, müssen die Kontakte aus Federmetall
hergestellt sein, so dar zur Herstellung des gesamten
Erdungsanschlusses ein Federmetall verwendet wird. Die Härte dieses
Metalls ist jedoch so groß, daß es sich wegen der Rückfederung
usw. nur mit Schwierigkeiten bearbeiten läßt. Außerdem ist
Fedennetall kostspielig, was die Herstellungskosten der
Vorrichtung nach oben treibt.
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Sdbald der Erdungsanschluß am Verbinder angebracht und
auf einer gedruckten Schaltung montiert ist, ist es so schwie
rig, ihn wieder vom Isoliergehäuse zu entfernen, daß es nahezu
unmöglich ist, ihn gegen einen anderen Flachanschluß
auszutauschen, der eine andere Funktion erfüllen, beispielsweise eine
andere Abschirmwirkung erzielen oder einen Verbindungsfehler
bzw. das Anhaften von Staub und Schmutz verhindern soll.
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Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Verbinder zu schaffen, der
ein verbessertes Abschirmteil aufweist und eine bessere
Abschirmwirkung erzielt, und sich darüberhinaus leicht montieren
und auseinandernehmen läßt.
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Erfindungsgemäß ist somit ein elektrischer Verbinder
vorgesehen, der folgendes aufweist: ein Isoliergehause mit einer
sich vom vorderen Ende aus nach hinten erstreckenden
ringförmigen Aussparung zur Aufnahme eines Teils eines zugehörigen
Stekkers; ein in die ringförmige Aussparung eingepagtes
zylindrisches Abschirmteil, welches eine erste
Abschirmkontakteinrichtung
zur Kontaktierung mit einer leitenden Abschirmung des
zugehörigen Steckers, eine zweite Abschirmkontakteinrichtung zur
ntaktierung mit einer elektrischen Schaltung, und eine dritte
Abschirmkontakteinrichtung aufweist, die sich von einer
Vorderkante des Abschirmteils radial aus erstreckt; ferner ein am
vorderen Ende des Isoliergehäuses zu dessen Schutz angebrachtes
abnehmbares Stirnseitenschutzteil, welches folgendes aufweist:
eine runde Mittelöffnung zur Aufnahme des entsprechenden
Verbinderteils; ein Eingriffsteil zum Verriegeln des abnehmbaren
Stirnseitenschutzteils am vorderen Ende, und ein Kontaktteil
zur Kontaktierung mit der dritten Abschirmkontakteinrichtung.
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Durch das erfindungsgemaße Stirnseitenschutzteil ist es
nicht nur möglich, die bessere Abschirmwirkung herbeizuführen,
sondern damit läßt sich auch eine Funktionsstörung der
elektrischen Schaltung dadurch verhindern, daß man mit dem Finger das
vorderende des elektrischen Verbinders berührt und dbbei eine
statische Aufladung entlädt. Der vom Abschirmteil getrennte
stirnseiteschutzteil ist dick genug, um eine ausreichende
Festigkeit zu erzielen. Das abnehmbare Stirnseitenschutzteil lädt
sich so leicht vom Isoliergehäuse abnehmen, dar entsprechend
dem jeweiligen Einsatzbereich eine Vielzahl verschiedener
Stirnseitenschutzteile verwendet werden kann.
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Weitere Aufgabe, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit
der beiliegenden Zeichnung, in welcher
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Fig. 1 eine teilweise geschnittene auseinandergezogene
perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders ist;
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Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Abschirmteils
zur Verwendung bei dem elektrischen Verbinder nach Fig. 1 ist;
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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Abschirmteils
und eines Stirnseitenschutzteils bei einem anderen
erfindungsgemaß Ausführungsbeispiel zeigt;
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Fig. 4 eine teilweise geschnittene auseinandergezogene
perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders zeigt;
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Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Abschirmteils
zur Verwendung bei dem elektrischen Verbinder nach Fig. 4 ist;
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Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines
Stirnseitenschutzteils bei einem anderen Ausfuhrungsbeispiel der
Erfindung zeigt;
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Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines
Stirnseitenschutzteils für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist, und
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Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines
Stirnseitenschutzteils gemaß einem anderen erfindungsgemaßen
Ausführungsbeispiel zeigt.
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Fig. 1 zeigt den elektrischen Verbinder, der ein
Abschirmteil 10, ein Stirnseitenschutzteil 20, ein Isoliergehause
30 und Kontakte 40 aufweist.
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Wie aus Fig. 2 am deutlichsten zu erkennen ist, wird das
Abschirmteil 10 dadurch hergestellt, daß ein dünnes
Federmetallblech
ausgestanzt und in zylindrische Form gebracht wird.
Es weist eine Vielzahl von Kontaktlaschen 11 auf, die sich von
der Vorderkante aus in radialer Richtung erstrecken und beim
Einsetzen in das Isoliergehäuse 30 in Kontaktvertiefungen 36
passen, die auf einem verbreiterten Vorderabschnitt 32 des
Isoliergehäuses 30 ausgebildet sind, wie nachstehend noch im
einzelnen erläutert wird. Außerdem ist eine Vielzahl einseitig
befestigter Kontakte 12 vorgesehen, die durch Ausstanzen von
C-förmigen Stücken und Einwärtsbiegen mit anschließendem
Auswärtsbiegen in im wesentlichen L-förmigem Längsschnitt
hergestellt werden.
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Des weiteren ist eine Vielzanl von Verriegelungsteilen 13
vorgesehen, die sich von der Hinterkante aus nach oben
erstrekken, die dadurch hergestellt wird, daß sie um 180º nach oben
und dann nach innen in im wesentlichen L-förmigem Längsschnitt
gebogen wird. Von der Hinterkante aus erstreckt sich ein
Schenkelteil 14 für den Kontakt mit einer (nicht dargestellten)
Erdungsschaltung.
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Wie aus Fig. 1 am deutlichsten zu erkennen ist, wird das
stirnseitenschutzteil 20 aus einem relativ dicken Metallblech
ausgestanzt und geformt. Seine sechseckige Form ist im
wesentlichen identisch mit dem Vorderende des Isoliergehäuses 30 und
es weist zur Aufnahme eines Hülsenteils 50 eines zugehörigen
Steckers eine runde Mittelöffnung 21 auf. Zwei Paare mit
pfeilspitzenförmigen Eingriffsteilen 22 erstrecken sich von zwei
gegenuberliegenden Seiten des Schutzteils 20 aus nach unten und
dienen zum Einschieben in Eingriffsschlitze 37 des
Isoliergehauses 30. Diese Eingriffsteile 22 können mit Hilfe eines
einfachen Abnehmwerkzeugs von den Eingriffsschlitzen 37 gelöst
werden. Ein Paar Durchfühiungen 23 ist zur Aufnahme von (nicht
dargestellten) Befestigungsschrauben vorgesehen.
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Das Isoliergehäuse 30 ist aus einem Isolierstoff geformt,
beispielsweise Kunststoff, und weist einen unteren
zylindrischen Korpus 31, einen sechseckigen vergrößerten Vordere
schnitt 32 und einen Kontaktträger 33 auf, der sich von dem
zylindrischen Korpus 31 aus nach oben in den Vorderabschnitt 32
erstreckt und eine ringförmige Vertiefung 34 zur Aufnahme des
Abschirmteils 10 aufweist. Wie schon erläutert, weist der
Vorderabschnitt 32 die Kontaktvertiefungen 36 auf der den Kontakt
laschen 11 entsprechenden Vorderseite 35 und die
Eingriffsschlitze 37 für den Eingriff mit dem Eingriffsteil 22 des
Schutzteils 20 auf. Ein Paar Durchführungen 37' ist zur
Aufnahnie von Befestigungsschrauben vorgesehen. Der Kontaktträger 33
weist eine Vielzahl von Kontaktlöchern 38 zur Abstützung von
Kontakten 40 auf. Eine Vielzahl von Eingriffsvertiefungen 39
ist auf der umfangsfläche des Kontaktträgers 33 vorgesehen;
diese dienen zum Eingriff mit den Verriegelungsteilen 13 auf
dem Abschirmteil 10.
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Der Kontakt 40 weist einen (nicht dargestellten)
Kontaktabschnitt für die Kontaktierung mit dem Kontakt eines
zugehörigen Steckers innerhalb des Isoliergehäuses und einen
Verbindungsabschnitt 41 auf, der sich vom Isoliergehäuse aus nach
unten erstreckt und für den Anschluß an den Stromkreis auf einer
(nicht dargestellten) gedruckten Leiterplatte dient.
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Das Abschirmteil 10 und das stirnseitenschutzteil 20
werden in das Isoliergehäuse 30 folgendermaßen eingebaut:
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Das in Fig. 2 dargestellte Abschirmteil 10 wird in die
ringförmige Vertiefung 34 des Isoliergehäuses 30 so eingesetzt,
daß die Kontaktlaschen 11 mit den Kontaktvertiefungen 36 so in
Eingriff gelangen, dap die Oberseite der Kontaktlaschen 11
etwas uber die Fläche 35 des Vorderabschnitts 32 ubersteht.
Vorzugsweise weist die Kontaktlasche 11 eine über die Vorderfläche
des Isoliergehauses vorstehende Federspitze auf.
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Das Stirnseitesschutzteil 20 wird anschließend in der
Weise auf das Isoliereehause 30 montiert, daß die
Eingriffsteile 22 zur Verriegelung in die Eingriffsschlitze 37 eingesetzt
werden. Infolgedessen kommt die Unterseite des Schutzteils 20
mit der Oberseite jeder Kontaktlasche 11 in elektrischen
Kontakt, wobei eine Abschirmwirkung im Umfangsbereich und im
vorderen Bereich des elektrischen Verbinders erzielt wird. Wird
der Stecker eingesteckt, gelangt das Schutzteil 20 mit dem
Finger des Arbeitenden in Berührung, wodurch eine statische
Aufladung entladen wird und dadurch der Stromkreis vor
Funktionsstörungen geschützt ist.
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Wird das Hülsenteil 50 eines zugehörigen Steckers in den
elektrischen Verbinder eingesteckt, so wird das Hülsenteil 50
durch die Mittelöffnung 21 des Schutzteils 20 in der Weise
geführt, daß auch dann, wenn der zugehörige Stecker heftig
eingeschoben oder herausgezogen wird, auf die Kontaktelemente 12 und
das Verriegelungsteil 13 des Abschirmteils keine übermaßig
starken Kräfte einwirken, wodurch einer Beschädigung des
elektrischen Verbinders vorgebeugt ist.
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Das Abschirmteil 10A gemaß Fig. 3 ist mit dem
Abschirmteil 10 aus Fig. 2 identisch, allerdings mit dem Unterschied,
daß die Kontaktlaschen 11A weiter vorstehen als die
Kontaktlaschen
11 in Fig. 2. Das Schutzteil 20A weist
Kontaktvertiefungen 22A an den entsprechenden Stellen zur Aufnahme der
Kontaktlaschen 11A auf.
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Mit diesen Abschirm- und Schutzteilen 10A und 20A ist es
nicht nur möglich, für einen verbesserten elektrischen Anschluß
zwischen den beiden Teilen zu sorgen, sondern dartberhinaus
läßt sich das Schutzteil 20A leichter am Abschirmteil 10A
befestigen bzw. von diesem lösen.
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Gemäß Fig. 4 und 5 wird ein zugehöriger Stecker in den
Verbinder in einer zur Leiterplatte parallelen Richtung
eingesteckt. Dieser elektrische Verbinder weist ein Paar
Abschirmteile 10B, 10B', ein Stirnseitenschutzteil 20B, ein
Isoliergehäuse 30B und Kontakte 40B auf.
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Besonders deutlich zeigt Fig. 5 das vordere Abschirmteil
10B, das mit dem Abschirmteil 10 gemaß Fig. 2 identisch ist,
allerdings mit Ausnahme der Verriegelungsteile 13 und des
Schenkelteils 14. Das hintere Abschirmteil 10B' ist im
wesentlichen identisch mit dem im Patent '285 beschriebenen Element.
Das Stirnseitenschutzteil 20B weist eine quadratische Form auf,
die im wesentlichen mit dem vorderen Ende des Isoliergehäuses
30B identisch ist. Das Eingriffsteil 22B ist mit einem
Kontaktelement 23B zur Kontaktierung des freien Endes 121 eines
Verriegelungsteils 120 des Abschirmteils 10B' versehen. Die
anderen Abschnitte sind mit denen des Stirnseitenschutzteils 20
identisch.
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Das Isoliergehause 30B weist einen kübischen Vordere
schnitt mit einer ringförmigen Vertiefung 34B zur Aufnahme des
Abschirmteils 10B und des Hülsenteils 50 eines zugehörigen
Steckers auf. Außerdem besitzt es eine rückwärtige Öffnung zur
Aufnahme des hinteren Abschirmteils 10B'. Auf der Vorderseite
des Isoliergehauses 30B sind Einsetzschlitze 39B ausgebildet,
in welche die Eingriffsteile 22B zur Kontaktierung der freien
Enden 121 der Verriegelungsteile 120 eingesetzt werden, sowie
Eingriffsschlitze 37, in welche pfeilspitzenförmige
Eingriffsteile 22 für den Eingriff eingeschoben werden. Ein Ende jedes
L-förmigen Kontakts 40B wird in ein Kontaktloch 38 des
Isoliergehäuses eingesetzt, während das andere Ende über die
Unterseite des Isoliergehäuses übersteht.
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Gemäß Fig. 6 ist ein anderes Ausfühiungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Stirnseitenschutzteils vorgesehen, bei dem die
Abschirmwirkung und die antistatische Wirkung noch weiter
verbessert sind. Im Gegensatz zu den bisherigen drei
Ausführungsbeispielen, bei denen das Stirnseitenschutzteil eine völlig
runde Mittelöffnung zur Aufnahme des Hülsenteils eines
zugehörigen Steckers besitzt, ist dieses Stirnseitenschutzteil mit
gebogenen Schlitzen 61 versehen, durch welche unterteilte
Hülsenteile eingeschoben werden, sowie mit Kontaktlöchern 62,
durch welche die Kontaktstifte eingesteckt werden, wodurch
seine Vorderseite nahezu vollstandig abgedeckt ist. Auf diese
Weise ergibt sich durch eine leichte Beruhcung mit dem Finger eine
gute Abschirmwirkung bei gutem antistatischen Verhalten.
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Gemäß Fig. 7 sind die Kontaktlöcher in gleicher Anzahl
wie die Kontaktstifte eines zugehörigen Steckers ausgebildet.
Dieses Stirnseitenschutzteil bietet im Vergleich zu den
vorstehend beschriebenen Schutzteilen eine noch weiter verbesserte
Abschirmwirkung. Außerdem bietet es einen wirksamen Schutz
gegen Anschlußfehler, wenn eine Anzahl gleicher Verbinder
nebeneinander angeordnet ist.
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Das Schutzteil gemäß Fig. 8 wird zur Abdeckung des
gesamten vorderen Endes eines Verbinders verwendet, wenn dieser über
eine läiigere Zeit nicht gebraucht wird, indem es Schutz gegen
Staub und Schmutz bietet, die sich sonst an den
Kontaktabschnitten der Kontakte ansetzen.
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Das Stirnseitenschutzteil steht in elektrischer
Verbindung mit dem Abschirmteil, so daß sich ein nahezu perfekter
EXB-Schutz bei antistatischem Schutz ergeben.
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Die Mittelöffnung des Stirnseitenschutzteils dient als
Führung beim Einschieben des Hülsenteils eines zugehörigen
Steckers, so das beim Einstecken bzw. Ausstecken des
zugeordneten Steckers die Federkontakte und/oder Verriegelungsteile des
Abschirmteils uberhaupt nicht oder nur geringfügig beschädigt
werden und auf die Kontaktstifte des zugehörigen Steckers keine
übermäßig große Kraft einwirkt.
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Da das Abschirmteil und das Stirnseitenschutzteil
voneinander getrennt sind, besteht das Abschirmteil aus einem dünnen
Federmetallblech, so daß der zugehörige Stecker nur mit
geringem Kraftaufwand ein- bzw. ausgesteckt wird. Da das
Stirnseitenschutzteil aus einem relativ weichen und dicken Metallblech
besteht, ist es nicht nur einfach zu bearbeiten, sondern ist
auch vom Material her kostengünstig. Außerdem deckt das dicke
Blech das vordere Ende eines Isoliergehäuses ab, so daß beim
Ein- oder Ausstecken des zugehörigen Steckers bzw. beim
Aufbringen einer Kraft von außen das vordere Ende des Isolierge
häuses überhaupt nicht oder nur geringfügig beschadigt wird.
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Da sich das Stirnseitenschutzteil am vorderen Ende eines
Isoliergehäuses leicht anbringen und auch leicht von diesem
lösen läßt, ist es ohne Schwierigkeiten möglich, eine Reihe
verschiedener anmeldungsgemäßer Stirnseitenschutzteile zu
verwenden.