DE69120688T2 - Mehrpoliger abgeschirmter verbinder mit gemeinsamer erdung - Google Patents
Mehrpoliger abgeschirmter verbinder mit gemeinsamer erdungInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrpolige, abgeschirmte Steckverbindung mit einer gemeinsamen Erdung, wobei die Steckverbindung einen Stecker und eine Steckkupplung aufweist, wobei der Stecker ein Gehäuse hat, das aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist und Teile aufweist, die an die Steckkupplung angepaßt sind und die Steckkupplung wenigstens teilweise umgeben; ferner hat der Stecker Reihen und Spalten von Steckerstiften, die sich durch das Basisteil des Gehäuses parallel zu den umgebenden Teilen erstrecken. Die Steckkupplung hat ein Gehäuse, das aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und so ausgelegt ist, daß es zwischen die umgebenden Teile des Steckergehäuses eingeschoben werden kann und ist mit Buchsenteilen versehen, in die die Steckerstifte des Steckers passen und von denen aus sich Kanäle zur Aufnahme von Verbindungsleitungen erstrecken, die von Kontaktvorrichtungen zu den genannten Stiften verlaufen.
- Abgeschirmte, mehrpolige Steckverbindungen dieser Art sind im Stand der Technik bekannt. Die Abschirmung wird durch Metallplatten gebildet, die in Schlitze im Gehäuse der Steckkupplung zwischen die Lochreihen und die Kanäle für die Verbindungsleitungen eingeschoben werden. Die Platten sind in manchen Fällen mit einem isolierenden Material beschichtet. Die Platten sind untereinander und mit Erdungsanordnungen verbunden, um auf diese Weise rund um die Steckkupplung eine Abschirmung zu bilden. Bei Konstruktionen dieser Art besteht der Nachteil, daß sie aus einer relativ großen Anzahl von getrennten Bauteilen bestehen, die die Aufgabe, den Stecker zu montieren, sowohl kompliziert als auch zeitaufwendig machen. Darüber hinaus erstreckt sich die Abschirmung auf der Steckkupplung nicht vollständig um dieses Teil herum und fehlt auf dem Stecker vollständig. Signale, die über die genannten Steckverbindungen übertragen werden, sind demzufolge störungsanfällig und zwar insbesondere dann, wenn es sich um Hochfrequenzsignale handelt.
- Bei anderen, früher bekannten Kontruktionen hat die Steckkupplung mehrere abschirmende Metallplattenprofile, die ihrerseits mit einem isolierenden Material beschichtet sind. Zwischen den Platten und den Profilen sind elektrische Kontaktvorrichtungen und Verbindungsleitungen angeordnet. Diese Konstruktion ist ebenfalls relativ kompliziert und auch die Montage der Steckverbindung ist daher kompliziert. Ferner fehlt dieser Steckverbindung eine rundherum wirksame Abschirmung und dem Stecker fehlt eine Abschirmung vollkommen.
- Im Stand der Technik sind jedoch vollständig abgeschirmte Vorrichtungen in Form von Coaxial-Vorrichtungen bekannt.
- Diese Vorrichtungen haben jedoch nur einen Leiter, das heißt, sie sind einpolig.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile zu vermeiden, die bekannten Konstruktionen von Steckverbindungen der o.g. Art anhaften und eine mehrpolige Steckverbindung anzugeben, die dieselben, guten Abschirmeigenschaften hat wie eine Coax-Vorrichtung, die darüber hinaus eine einfache und sinnvolle Konstruktion hat, die schnell montiert werden kann und bei der sowohl die Steckkupplung als auch der Stecker der genannten Steckverbindung voll abgeschirmt sind. Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Steckverbindung gelöst, die die kennzeichnenden Eigenschaften hat, wie sie in den folgenden Ansprüchen dargelegt sind.
- Eine abgeschirmte Steckverbindung, die gemäß der Erfindung konstruiert worden ist, bietet in erster Linie den Vorteil, daß sie vollständig abgeschirmt ist und zwar sowohl im Hinblick auf den Stecker als auch im Hinblick auf die Steckkupplung, wodurch eine störungsfreie Übertragung von Hochfrequenzsignalen möglich wird. Darüber hinaus kann die Steckverbindung in einfacher Weise hergestellt und montiert werden und zwar deshalb, weil sie nur wenige Bauteile umfaßt.
- Die Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf eine bevorzugte, beispielhafte Ausführungsform und unter Bezugnaffie auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung und zeigt diese in zusammengebautem Zustand;
- Fig. 2 und 3 stellen jeweils den Stecker und die Steckkupplung der Steckverbindung dar;
- Fig. 4 und 5 stellen perspektivisch verschiedene Platten dar, die einen Teil der Steckkupplung bilden;
- Fig. 6 ist eine Schnittansicht durch die zusammengebaute Steckverbindung;
- Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung und zeigt diese in zusammengebautem Zustand;
- Fig. 8 zeigt den in Fig. 7 dargestellten Stecker;
- Fig. 9 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Platte, die einen Teil der in Fig. 7 dargestellten Steckkupplung bildet; und
- Fig. 10 stellt die Konstruktion eines Bauteiles des Steckers dar.
- Fig. 1 stellt eine erste, erläuternde Ausführungsform der erfindungsgemäßen, mehrpoligen und abgschirmten Steckverbindung in Perspektive dar. Die Steckverbindung umfaßt einen Stecker 1 und eine Steckkupplung 2, die ihrerseits an einer schematisch dargestellten, gedruckten Schaltkreistafel oder -karte 3 befestigt und mit ihr verbunden ist.
- Wie dies am besten aus Fig. 2 hervorgeht, umfaßt der Stecker 1 ein im wesentlichen U-förmiges Gehäuse 4, das aus elektrisch isolierendem Material besteht. In Reihen und Spalten sind mehrere Steckerstifte 7 angeordnet, die sich durch das Basisteil 5 des Gehäuses 4 hindurch erstrecken und zwar parallel zu Schenkeln 6, die die Steckkupplung 2 umgeben. Bei der dargestellten Ausführungsform hat der Stecker vier Reihen und sechs Spalten von Steckerstiften, obwohl es selbstverständlich ist, daß die Erfindung auf diese bestimmte Anzahl nicht beschränkt ist und daß der Stecker jeweils weniger oder mehr Reihen oder Spalten aufweisen kann.
- Das Basisteil 5 ist mit Vorsprüngen 8 versehen, von denen jedes einen bestimmten Steckerstift 7 umgibt und zwischen den Schenkeln 6 vorsteht, wobei diese Vorsprünge, zusammen mit den entsprechenden Vertiefungen oder Höhlungen in der Steckkupplung Sperrkreise gegen eine Kreuzkoupplung der Hochfrequenzsignale bilden.
- Die Steckkupplung 2 ist besonders klar in Fig. 3 dargestellt. Wie aus dieser Figur hervorgeht, hat die Steckkupplung ein Gehäuse 9, das aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist und das an das Gehäuse 4 des Steckers so angepaßt ist, daß es zwischen die Schenkel 6 dieses Steckergehäuses eingeschoben werden kann. Das Gehäuse 9 besteht aus Zwischenplatten 10 gemäß Fig. 4 und aus Endplatten 11 gemäß Fig. 5. Die Platten 10 und 11 sind so ausgelegt, daß jede Trennebene zwischen den Platten mit einer Spalte von Steckerstiften 7 im Stecker 1 korrespondiert. Bei der dargestellten Ausführungsform hat die Steckkupplung auf diese Weise fünf Zwischenplatten 10 und zwei Endplatten 11.
- Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils die Konstrukition der Platten 10 und 11. Diese Platten sind in einander ähnlicher Weise mit Vertiefungen 12 versehen mit Ausnahme dessen, daß die Endplatten 11 nur auf einer Seite solche Vertiefungen haben, wohingegen die Zwischenplatten 10 auf ihren beiden Seitenflächen entsprechende Vertiefungen haben, wie sie in den Figuren dargestellt sind. Die beiden benötigten Endplatten 11 sind zueinander spiegelbildlich. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Platten 10 und 11 ferner mit Schultern oder Anschlägen 13 versehen, die an der gedruckten Schaltkreiskarte 3 anstoßen, an der die Steckkupplung befestigt werden soll. Die Platten sind ferner mit Durchgangslöchern 14 versehen, mit deren Hilfe die Platten zusammengeschraubt oder durch andere Vorrichtungen verbunden werden können, um das Gehäuse 9 der Steckkupplung zu bilden.
- Die Vertiefungen 12 erstrecken sich von derjenigen Seite der Platten 10 und 11 aus, die in Richtung auf den Stecker 1 weisen und sie verlaufen zunächst in Richtung der Steckerstifte 7, während sich die Vertiefungen danach in Richtung auf diejenige Seite der Steckkupplung nach unten krümmen, die auf die gedruckte Schaltkreistafel 3 zuweisen. Wenn die Platten 10 und 11 zusammengebaut werden, um die Steckkupplung 2 zu bilden, dann bilden die aufeinander zu weisenden und aneinander anstoßenden Vertiefungen Kanäle, um Kontaktvorrichtungen 15 aufzunehmen sowie Kontaktleitungen oder Leiter 16, wobei lediglich eine Kontaktvorrichtung und eine Verbindungsleitung in ihrer Stellung in der Zwischenplatte 10 dargestellt ist; eine weitere Kontaktvorrichtung und eine weitere Verbindungsleitung ist zu Darstellungszwecken zusammen mit zwei Ausführungen entsprechender Steckerstifte außerhalb der Platte in Fig. 4 dargestellt. Die Vertiefungen 12 sind so ausgebildet, daß sie im Teil 17, der auf den Stecker 1 zuweist, den Vorsprüngen 8 entsprechen und zusammen mit diesen Sperrkreise gegen Kreuzkopplungen der Hochfrequenzsignale bilden. An einer Stelle, die dem Teil 17 benachbart ist, haben die Vertiefungen 12 einen engeren Teil 18, der jeweils einem Steckerstift 7 im Steckerteil entspricht.
- Um die Steckverbindung abzuschirmen, sind die Flächen sowohl des Steckers 1 als auch der Steckkupplung 2 metallisiert, mit Ausnahme der Flächen 19 an den Vorsprüngen 8 um die jeweiligen Steckerstifte 7 im Stecker 1 herum ch der Flächen der Vertiefungen 12 an der Anschlagfläche 20 zwischen dem Teil 17 und dem engeren Teil 18. Das Teil 17 ist auf diese Weise ebenfalls metallisiert. Die Platten 10 und 11 der Steckkupplung 2 sind miteinander elektrisch verbunden und aufgrund der Metallisierung ist die Steckkupplung gegenüber äußeren Störungen voll abgeschirmt. Als Ergebnis dieser Metallisierung sind die Steckerstifte und die Verbindungsleitungen gegenüber der äußeren Umwelt vollständig abgeschirmt. Die Steckkupplung 2 ist durch die metallisierten Flächen der Platten 10 und 11 in der Steckkupplung 2 darüber hinaus mit einer Erdung verbunden, die außerhalb der gedruckten Schaltkreistafel 3 liegt. Der Kontakt zwischen dem Stecker 1 und der Steckkupplung 2 wird in bezug auf die Erdung dadurch hergestellt, daß die metallisierten Flächen des Basisteils 5 und auf den nach innen weisenden Seiten der Schenkel 6 des Steckerteils an den entsprechenden Flächen des Gehäuses 9 der Steckkupplung anliegen, wie dies klar aus Fig. 6 hervorgeht. Aus Darstellungsgründen ist nur eine Kontaktvorrichtung und eine Kontaktleitung bei der in Fig. 6 dargestellten Steckkupplung abgebildet, wobei diese Figur darstellt, wie der elektrische Kontakt zwischen den Steckstiften 7 und den Kontaktvorrichtungen 15 aufrecht erhalten wird, und wie die Kontaktleitungen oder Leiter 16 mit der gedruckten Schaltkreiskarte verbunden sind. Um den Kontakt zwischen den metallisierten Flächen der verschiedenen Teile und auch jeweils zwischen den Platten 10 und 11 zu verbessern, sind diese Flächen vorzugsweise mit kleinen Unregelmäßigkeiten versehen, so daß ein ordnungsgemäßer Kontakt zwischen diesen Flächen sichergestellt wird.
- Die Leiter sind gegen die äußere Umwelt an der Verbindungsstelle zwischen den Teilen durch die Vorsprünge 8 und die entsprechenden Teile 17 der Vertiefungen 12 abgeschirmt, die die genannten Sperrkreise bilden, wobei diese Flächen über die Metallisierung in elektrischer Berührung miteinander sind. Die Erdung, die zwischen dem Stecker 1 und der Steckkupplung 2 liegt, kann auch elektrisch verbunden werden und zwar dadurch, daß einer oder mehrere der Steckstifte 7 länger als die übrigen Stifte gemacht wird, was in den Zeichnungen nicht dargestellt ist; wenn die Teile dann zusammengesteckt werden, dann wird ein elektrischer Kontakt zumindest zwischen den Kontaktvorrichtungen 15 und dem Erdkontaktleiter 16 in dem Kupplungsstecker 2 hergestellt.
- Fig. 7 zeigt eine weitere, erläuternde Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung. Wie dies in Fig. 8 dargestellt ist, hat der Stecker ein Gehäuse 4, das seinerseits einen kastenähnlichen Teil 6 aufweist, der die Steckkupplung 2 vollständig umgibt. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform erstrecken sich die Steckerstifte 7 durch den Basisteil 5 des Gehäuses 4 hindurch und in den Raum im Teil 6 hinein, um mit der Steckkupplung in Kontakt zu kommen. Um eine noch bessere Abschirmung und einen noch besseren, elektrischen Kontakt zwischen dem Stecker und der Steckkupplung zu erzielen, ist die innere Fläche des umgebenden Teiles 6, d.h. die Seitenflächen, die auf die Steckkupplung 2 zuweisen, mit nachgiebigen Metallzungen 21 versehen, die den Kontakt mit der Steckkupplung herstellen und eine verbesserte Abschirmung um die Steckverbindung herum herstellen. Die Konstruktion dieser Metallzungen und die Art ihrer Anbringung im Steckerteil wird weiter unten in Zusammenhang mit Fig. 10 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist die Steckkupplung 2 dazu bestimmt, einen Kontaktteil für mehrere, koaxiale Leitungen 16 zu bilden und sie besteht in der oben beschriebenen Weise aus Zwischenplatten 10 und Endplatten 11, von denen eine Zwischenplatte 10 in Fig. 9 dargestellt ist. Wie bei der früher beschriebenen Ausführungsform ist nur eine Kontaktvorrichtung 15 an Ort und Stelle in der Figur dargestellt worden. Der Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der zuvor beschriebenen Ausführungsform besteht darin, daß in diesem Fall die Vertiefungen 12 quer über die Platte verlaufen und daß in der Vertiefung ein vergrößerter Teil 22 ausgebildet ist. Dieser vergrößerte Teil ist ebenfalls metallisiert. In diesem vergrößerten Teil 22 ist die Abschirmung der koaxialen Leitung 16, die ihrerseits an ihrem äußeren Ende vorragt, mit Hilfe einer Metallhülse 23 festgeklemmt, die ihrerseits die Koaxialleitung umgibt und mit dem vergrößerten Teil 23 in Kontakt steht.
- Bei einer weiteren Ausführungsform einer verbesserten Abschirmung zwischen dem Stecker und der Steckkupplung kann der Stecker 1 mit einer zusätzlichen Erdkontakt-Vorrichtung in Form einer dünnen Metallplatte 24 versehen sein, die mit Öffnungen 25 versehen ist, die den Vorsprüngen 8 entsprechen. Aus dem Material in den Öffnungen 25 sind Zungen 26 ausgestanzt und zur Ebene der Platte senkrecht umgebogen worden, so daß sie an den Vorsprüngen anliegen und mit dem entsprechenden Teil 17 der Steckkupplung in Kontakt kommen. Die Vorsprünge 8 sind mit entsprechenden Ausnehmungen 27 versehen, um die Zungen 26 aufzunehmen, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, wobei diese Figur einen Steckerteil mit einer daran befestigten Platte 24 zeigt und ferner die verschiedenen Bauteile in einer Explosionsdarstellung. Aus Gründen der Vereinfachung ist nur eine Platte dargestellt, obwohl in Wirklichkeit wahrscheinlich vier Platten benötigt würden, wobei jede mit Zungen 26 versehen ist, die längs einer Seite der Öffnungen 25 ausgestanzt sind, da es nicht möglich ist, alle vier Zungen aus dem Material einer Öffnung herzustellen. Die Platten sind im Steckerteil so befestigt, daß die Zungen an allen vier Seiten des jeweiligen Vorsprunges 8 anliegen.
- Die oben beschriebenen Metallzungen 21, die in Fig. 8 dargestellt sind, können in ähnlicher Weise hergestellt werden wie die Zungen 26 und zwar durch Ausstanzen von Metallplatten, die mit Öffnungen versehen sind, die den Vorsprüngen 8 entsprechen und die an dem Basisteil 5 des Steckerteils 1 angepaßt sind, wobei das Plattenmaterial, das außerhalb des entsprechenden Basisteiles bleibt, in rechten Winkeln zur Ebene der Platte umgebogen wird, um Zungen 21 zu bilden. Auf diese Weise wird in diesem Fall nur eine Metallplatte benötigt.
- Es ist selbstverständlich, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen in verschiedener Weise miteinander kombiniert werden können. Beispielsweise kann ein Steckerteil 1 gemäß Fig. 2 zusammen mit einer Steckkupplung 2 gemäß den Fig. 7 und 9 verwendet werden oder der verbesserte Schutz gegen eine Kreuzkopplung gemäß den Fig. 10 und/oder der EMC- Schutz nach Fig. 8 kann wahlweise bei den verschiedenen Varianten der Erfindung angewendet werden.
- Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist und daß innerhalb des Schutzumfanges der folgenden Ansprüche Veränderungen durchgeführt werden können.
Claims (10)
1. Mehrpolige, abgeschirmte Steckverbindung mit einer
gemeinsamen Erdung und einem Steckerteil (1) und einer
Steckkupplung (2), wobei das Steckerteil ein Gehäuse (4)
umfaßt, das aus elektrisch isolierendem Material besteht
und das Teile (6) hat, die an die Steckkupplung angepaßt
sind und diese Steckkupplung wenigstens teilweise
umgeben und wobei das Gehäuse (4) Reihen und Spalten von
Steckerstiften (7) aufweist, die sich durch das
Basisteil (5) des Gehäuses parallel zu den umgebenden
Teilen (6) erstrecken und wobei die Steckkupplung ein
Gehäuse (9) aufweist, das aus einem elektrisch
isolierenden Material besteht und das dazu bestimmt ist,
zwischen die umgebenden Teile des Gehäuses des Steckers
eingeschoben zu werden und das mit Lochteilen (18)
versehen sind, die so ausgelegt sind, daß sie die
Steckerstifte des Steckers aufnehmen können sowie mit
Kanälen, die für Kontaktleitungen (16) bestimmt sind,
die sich von den Lochteilen zu Kontaktvorrichtungen (15)
erstrecken, die mit den Steckerstiften in Verbindung
stehen,
dadurch gekennzeichnet
daß das Gehäuse (9) der Steckupplung (2) aus mehreren
Platten (10, 11) besteht, die ihrerseits eine Teilung
haben, die der der Spalten der Steckerstifte (7)
entspricht;
daß jede der aufeinander zu weisenden Seiten der Platten
mit einer Vertiefung (12) versehen ist, die ihrerseits
eine Hälfte der Lochteile (18) bildet, die einer Spalte
von Steckerstiften und den Kanälen für die
Kontaktleitungen (15) entspricht; und
daß die Außenfläche sowohl des Gehäuses (4) des Steckers
(1) als auch der Platten (10, 11) der Steckkupplung (2)
metallisiert sind mit Ausnahme derjenigen Bereiche, die
die Steckerstifte (7) unmittelbar umgeben und jeweils in
den Lochteilen (18) und den Kanälen.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stecker (1) mit Vorsprüngen (8) versehen sind,
die Sperrkreise bilden und die die jeweiligen Stifte (7)
umgeben, die ihrerseits zwischen den umgebenden Teilen
(6) vorstehen; und
daß die Vertiefungen (12) in den Platten (10, 11) der
Steckkupplung (2) mit entsprechenden Teilen (17)
versehen sind, wobei die Vorsprünge (8) und die
genannten, entsprechenden Teile (17) ebenfalls
metallisiert sind.
3. Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß Metallplatten (24) mit Öffnungen (25), die
ihrerseits den Vorsprüngen (8) des Steckers (1)
entsprechen, in Anlage mit dem Basisteil (5) angeordnet
sind;
daß die Metallplatten mit federnden Zungen (26) versehen
sind, die um die Öffnungen herum angeordnet sind und die
sich rechtwinklig zu den Platten erstrecken; und
daß die Vorsprünge (8) mit Ausnehmungen (27) versehen
sind, die den Zungen entsprechen.
4. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stecker (1) mit einem Teil (6) versehen ist, das
die Steckkupplung (2) vollständig umgibt; und
daß die nach innen weisende Fläche dieses umgebenden
Teiles mit nachgiebigen Metallzungen (21) versehen ist,
die im zusammengebauten Zustand der Steckverbindung an
den Platten (10, 11) der Steckkupplung anliegen.
5. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Steckers (1)
eine U-Form hat, wobei sich die Schenkel (6) des U
parallel zu den Steckerstiften (7) erstrecken.
6. Steckverbindung nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
metallisierten Flächen genarbt sind.
7. Steckverbindung nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte
Steckerstifte (7) länger sind als die übrigen Stifte, um
auf diese Weise Erdungssteckerstifte zu bilden.
8. Steckverbindung nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkupplung
dazu bestimmt ist, an einer gedruckten Schaltkreiskarte
(3) der dergleichen befestigt zu werden und daß sie mit
einem Anschlag (13) versehen ist, mit dessen Hilfe sie
an einer Kante der gedruckten Schaltkreistafel anstoßen
kann.
9. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktleitungen (16)
Koaxialkabel sind, deren Abschirmung in einem
entsprechend vergrößerten Teil (22) der jeweiligen
Ausnehmung (12) in der Steckkupplung (2) mit Hilfe einer
umgebenden Hülse (23) festgelegt und elektrisch
verbunden ist.
10. Steckverbindung nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (10,
11) der Steckkupplung (2) mit zueinander passenden
Durchgangslöchern (14) versehen sind und mit Hilfe von
Schraubenbolzen oder dergleichen Befestigungsteilen
zusammengehalten werden, die in diese Löcher
eingeschoben werden.
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