EP0712541B1 - Filter-stecker - Google Patents

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EP0712541B1
EP0712541B1 EP94922829A EP94922829A EP0712541B1 EP 0712541 B1 EP0712541 B1 EP 0712541B1 EP 94922829 A EP94922829 A EP 94922829A EP 94922829 A EP94922829 A EP 94922829A EP 0712541 B1 EP0712541 B1 EP 0712541B1
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EP
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filter
plug
connector
ferrite
filter plug
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    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/719—Structural association with built-in electrical component specially adapted for high frequency, e.g. with filters
    • H01R13/7193—Structural association with built-in electrical component specially adapted for high frequency, e.g. with filters with ferrite filters
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6581—Shield structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S439/00—Electrical connectors
    • Y10S439/933—Special insulation

Definitions

  • the invention relates to a filter plug according to the preamble of claim 1.
  • Such filter plugs serve, on the one hand, to create a pluggable electrical connection and, on the other hand, to block faults that could be transmitted via this connection.
  • the plugs are usually soldered onto a circuit board carrying a circuit and protrude through an opening in a housing surrounding the circuit.
  • Filter elements made of ferrite material are plugged onto the filter plug in order to effectively block interference that is conducted into the housing via the connection pins or interference radiation that can be emitted by the circuit onto the connection pins (DE-U 91 12 098).
  • the filter elements have holes in the grid of the connector pins. They are held in the connector by the connector pins.
  • the power strip is made of insulating material, interference radiation can penetrate inside or outside unhindered. In order to achieve a good blocking of the interference radiation, relatively large filter elements or shielding plates, which surround the connector, are necessary.
  • the invention is based on the problem of creating a filter plug by which interference is effectively blocked without the use of a separate filter element.
  • the problem is solved according to the invention by the features of claim 1 or 2.
  • the groin body serves here itself as a filter element, since it is made from a mixture of insulating material and ferrite material.
  • the use of such a filter plug has the advantage that an assembly step is unnecessary.
  • the plug blocks interference better, with the strip body serving both as EMC protection and as capacitive and / or inductive damping. This means that an additional shield plate around the filter connector can also be omitted.
  • a filter plug according to the invention is used, among other things, to suppress unwanted interference, such as high-frequency signals, interspersed signals or switching peaks.
  • Such a connector can be used in a variety of ways. In particular, it can be used frequently in automotive electronics. It is primarily used in safety-relevant applications such as airbag systems.
  • FIG. 1 shows an application example of a filter connector 1 according to the invention.
  • An electronic circuit 3 is arranged on a printed circuit board 4 in a metallic housing 2 of a control device.
  • the filter connector 1 is soldered with its pins 5 to the circuit board 4 and thus electrically connected to the circuit 3.
  • the circuit 3 Via the connector 1 and a mating connector 6 inserted therein, the circuit 3 is electrically connected, for example, to sensors, a voltage supply or other control devices via a cable 7.
  • the filter connector 1 is intended to block or block both interference radiation (represented by lightning-shaped arrows) and line-related interference (represented by arrows), which can subsequently be conducted from the housing 2 or into the housing 2 via the connecting pins 5 or the cable 7 be strongly dampened.
  • a filter plug 1 can be designed as a pin header, as shown in the drawings, as a male header or as a female header. However, it is irrelevant to the invention how the filter plug 1 is designed.
  • the invention is explained in more detail using a filter plug 1 in the form of a pin strip (FIG. 2).
  • the pin strip has a strip body 8 through which the parallel, electrically conductive connection pins 5 arranged in a grid lead.
  • various fasteners 9, such as Bores, deformable pinch ribs or locking elements the pin track can be attached to the housing 2 or to the circuit board 4.
  • the pin header has a chamber 10 (FIG. 3) which is open towards the rear and into which the corresponding mating connector 6 can be inserted. This creates a pluggable electrical contact.
  • the strip body 8 is designed as a filter element.
  • a ferrite material is added to the conventional insulating material in the manufacture of the strip body 8.
  • a conventional insulating material of the strip body 8 is, for example, polybutylene terephthalate (PBT), to which glass fibers can be added for mechanical reinforcement.
  • PBT polybutylene terephthalate
  • the PBT ferrite material is mixed. The most homogeneous possible distribution of the ferrite powder is achieved if small amounts of sintered ferrite powder are each coated with PBT so that a granulate with PBT and ferrite is present.
  • the injection molding device is equipped with this granulate and the molding 8 is injection molded.
  • the weight fraction of the ferrite in the granules depends on the application, i.e. the type of disturbance that is to be blocked or dampened. In the case of an airbag filter plug 1, the weight fraction of ferrite powder is approximately 30 to 50% of the total weight of the strip body 8.
  • a ferrite is a compound of iron oxide with other metal oxides. Ferrites are made by sintering the fine powdered raw materials at a certain temperature. Ferrites are well known, so there is no need to go into their composition here.
  • the material from which the last body is made is therefore a composite material (also referred to as a compound or two-component material), which contains at least one insulating material as the carrier material and ferrite material mixed with it.
  • the filter connector 1 saves an additional shield plate of the connector 1.
  • the conductor body 8 is designed as a filter element.
  • the filter connector 1 according to the invention also takes up less space, since an additional ferrite block is not necessary.
  • a large depth effect of the shielding or damping is also achieved by the strip body 8, since the ferrite material is distributed over the entire strip body 8.
  • the shape of the strip body 8 can be made quite simple, since no mechanical measures have to be taken to hold a filter element.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

Zum Unterdrücken von unerwünschten Störungen, wie Hochfrequenzsignalen, wird ein Leistenkörper (8) eines Filter-Steckers (1) aus einem Gemisch von Isolierstoffmaterial und Ferritpulver hergestellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Filter-Stecker gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Solche Filter-Stecker dienen einerseits dazu eine steckbare elektrische Verbindung zu schaffen und andererseits Störungen, die über diese Verbindung übertragen werden könnten, abzublocken. Die Stecker sind meist auf einer eine Schaltung tragenden Leiterplatte aufgelötet und ragen durch eine Öffnung eines die Schaltung umgebenden Gehäuses.
  • Um Störungen, die über die Anschlußstifte in das Gehäuse geleitet, oder Störstrahlung, die von der Schaltung auf die Anschlußstifte abgestrahlt werden können, wirksam abzublocken, sind aus Ferritmaterial hergestellte Filterelemente auf die Filter-Stecker aufgesteckt (DE-U 91 12 098). Die Filterelemente weisen Bohrungen im Raster der Steckerstifte auf. Sie werden durch die Anschlußstifte in dem Stecker gehalten.
  • Da die Steckerleiste aus Isolierstoff hergestellt ist, kann Störstrahlung ungehindert nach drinnen oder draußen dringen. Um eine gute Abblockung der Störstrahlung zu erzielen, sind relativ große Filterelemente oder Schirmbleche, die den Stekker umgeben, notwendig.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Filter-Stekker zu schaffen, durch den Störungen ohne Verwendung eines gesonderten Filterelements wirksam abgeblockt wird.
  • Das Problem ist erfindungsgemäß durch die Merkmale von Patentanspruch 1 oder 2 gelöst. Dabei dient der Leistenkörper selber als Filterelement, da er aus einem Gemisch aus Isolierstoff und Ferritmaterial hergestellt ist.
  • Da ein gesondertes Filterelement und damit auch eine Aufnahme für das Filterelement entfällt, hat die Verwendung eines solchen Filter-Steckers den Vorteil, daß sich ein Montageschritt erübrigt. Durch den Stecker werden Störungen besser abgeblockt, wobei der Leistenkörper sowohl als EMV-Schutz als auch als kapazitive und/oder induktive Dämpfung dient. Somit kann auch ein zusätzliches Schirmblech um den Filter-Stecker wegfallen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1:
    einen erfindungsgemäßen Filter-Stecker bei Verwendung in einem Steuergerät,
    Figur 2:
    eine Draufsicht auf den Filter-Stecker und
    Figur 3:
    einen Schnitt durch den Filter-Stecker entlang der Linie III-III gemäß Figur 2.
  • Ein erfindungsgemäßer Filter-Stecker dient unter anderem zur Unterdrückung von unerwünschten Störungen, wie Hochfrequenzsignalen, eingestreuten Signalen oder Schaltspitzen. Ein solcher Stecker kann vielfältig eingesetzt werden. Insbesondere in der Automobil-Elektronik kann er häufig verwendet werden. Vornehmlich wird er bei sicherheitsrelevanten Anwendungen, wie Airbag-Systemen, eingesetzt.
  • In der Figur 1 ist ein Anwendungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filter-Steckers 1 dargestellt. In einem metallischen Gehäuse 2 eines Steuergeräts ist eine elektronische Schaltung 3 auf einer Leiterplatte 4 angeordnet. Der Filter-Stecker 1 ist mit seinen Anschlußstiften 5 auf die Leiterplatte 4 gelötet und somit mit der Schaltung 3 elektrisch verbunden. Über den Stecker 1 und einen in ihm steckenden Gegenstecker 6 wird die Schaltung 3 beispielsweise mit Sensoren, einer Spannungsversorgung oder anderen Steuergeräten über ein Kabel 7 elektrisch verbunden. Durch den Filter-Stecker 1 sollen sowohl Störstrahlungen (durch blitzförmige Pfeile dargestellt) als auch leitungsgebundene Störungen (durch Pfeile dargestellt), die über die Anschlußstifte 5 oder das Kabel 7 folgend aus dem Gehäuse 2 oder in das Gehäuse 2 geleitet werden können, abgeblockt oder stark gedämpft werden.
  • Ein Filter-Stecker 1 kann als Stiftleiste, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, als Messerleiste oder als Buchsenleiste ausgeführt sein. Für die Erfindung ist es jedoch unerheblich, wie der Filter-Stecker 1 ausgestaltet ist.
  • Anhand eines Filter-Steckers 1 in Form einer Stiftleiste wird die Erfindung näher erläutert (Figur 2). Die Stiftleiste weist einen Leistenkörper 8 auf, durch den die parallelen, in einem Raster angeordneten und elektrisch leitenden Anschlußstifte 5 führen. Mit Hilfe von diversen Befestigungsmitteln 9, wie z.B. Bohrungen, verformbare Quetschrippen oder Rastelementen, kann die Stiftleise an dem Gehäuse 2 oder an der Leiterplatte 4 befestigt werden.
  • Die Stiftleiste weist eine nach hinten offene Kammer 10 (Figur 3) auf, in die der entsprechende Gegenstecker 6 gesteckt werden kann. Damit wird ein steckbarer elektrischer Kontakt hergestellt.
  • Um Störungen, die durch die Anschlußstifte 5 oder im Bereich der Anschlußstifte 5 über den Stecker 1 geleitet werden, abzublocken, ist der Leistenkörper 8 als Filterelement ausgebildet. Hierzu wird bei der Herstellung des Leistenkörpers 8 dem herkömmlichen Isolierstoffmaterial ein Ferritmaterial beigemischt.
  • Ein herkömmliches Isolierstoffmaterial des Leistenkörpers 8 ist beispielsweise Polybutylenterephthalat (PBT), dem Glasfasern zur mechanischen Verstärkung beigemischt sein können. Bevor der Leistenkörper 8 spritzgegossen wird, wird dem PBT Ferritmaterial beigemischt. Eine möglichst homogene Verteilung des Ferritpulvers wird erreicht, wenn kleine Mengen von gesintertem Ferritpulver jeweils von PBT umhüllt werden, sc daß ein Granulat mit PBT und Ferrit vorliegt. Mit diesem Granulat wird die Spritzgußvorrichtung bestückt und der Leistenkörper 8 spritzgegossen.
  • Der Gewichtsanteil des Ferrits an dem Granulat ist abhängig von der Anwendung, d.h. von der Art der Störung, die abgeblockt oder gedämpft werden soll. Bei einem Airbag-Filter-Stecker 1 liegt der Gewichtsanteil von Ferritpulzer etwa bei 30 bis 50 % von dem Gesamtgewicht des Leistenkörpers 8.
  • Ein Ferrit ist eine Verbindung aus Eisenoxyd mit anderen Metalloxyden. Ferrite werden durch Sintern der feinpulvrigen Ausgangsmaterialien bei einer bestimmten Temperatur hergestellt. Ferrite sind hinreichend bekannt, auf ihre Zusammensetzung braucht daher hier nicht näher eingegangen zu werden.
  • Ihr Verhalten ähnelt dem von ferromagnetischen Werkstoffen. Da sie einen hohen spezifischen Widerstand haben und daher kaum elektrisch leitend sind, können sie gut als Filterelemente zur Störungsunterdrückung oder EMV-Abschirmung eingesetzt werden. Wenn ein Anschlußstift von Ferritmaterial umgeben ist, so erzeugen HF-Störsignale oder auch störende Oberwellen Wirbelströme in dem Ferritmateriel. Durch die Dämpfungseigenschaften des Ferrits werden die Wirbelströme in Wärme umgesetzt. Sommit werden die Störsignale gedämpft.
  • Diese positiven Eigenschaften bleiben auch noch erhalten, wenn das Ferritpulver mit PBT gemischt ist, d.h. wenn das Ferrit im PBT fein verteilt ist (in der Figur 3 durch die punktierte Fläche dargestellt). Mit einem solchen Gemisch aus PBT und Ferrit können Hochfrequenzstörungen oder steile Impulsflanken gedämpft werden. Ebenso weist das Gemisch ein induktives Dämpfungsverhalten auf. Somit können mit dem Filter-Stecker 1 hohe Dämgfungsanforderungen, insbesondere der Automobilelektronik, erfüllt werden.
  • Das Material, aus dem der Leistenkörper hergestellt ist, ist also ein Verbundwerkstoff (auch als Compound oder Zwei-Komponenten-Werkstoff bezeichnet), der zumindest einen Isolierstoff als Trägermaterial und dazugemischtes Ferritmaterial enthält.
  • Da der Leistenkörper 8 die Anschlußstifte 5 dicht umgibt und da Ferrit auch als EMV-Abschirmung wirkt, wird durch den Filter-Stecker 1 ein zusätzliches Schirmblech des Steckers 1 eingespart. Bei der Montage des Steckers 1 muß nicht darauf geachtet werden, ob ein Filterelement montiert ist, da der Leisterkörper 8 als Filterelement ausgebildet ist.
  • Der erfindungsgemäße Filter-Stecker 1 nimmt auch weniger Platz in Anspruch, da ein zusätzlicher Ferritblock nicht nötig ist. Durch den Leistenkörper 8 wird auch eine große Tiefenwirkung der Abschirmung oder Dämpfung erreicht, da der Ferritwerkstoff über den gesamten Leistenkörper 8 verteilt ist. Der Leistenkörper 8 kann in seiner Form recht einfach ausgestaltet werden, da keine mechanische Vorkehrungen zum Haltern eines Filterelements getroffen werden müssen.

Claims (4)

  1. Filter-Stecker mit einem aus Isolierstoff hergestellten Leistenkörper, der eine Anzahl von parallelen, in einem Raster angeordneten Steckerstiften (5) umgibt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Leistenkörper (8) als Filterelement ausgebildet ist.
  2. Filter-Stecker nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistenkörper (8) aus einem Verbundwerkstoff hergestellt ist, der eine Mischung aus Isolierstoff und Ferritmaterial aufweist.
  3. Filter-Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker eine Stiftleiste oder eine Messerleiste ist.
  4. Filter-Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker eine Buschsenleiste ist.
EP94922829A 1993-08-06 1994-08-01 Filter-stecker Expired - Lifetime EP0712541B1 (de)

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DE4326486A DE4326486A1 (de) 1993-08-06 1993-08-06 Filter-Stecker
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EP0712541A1 EP0712541A1 (de) 1996-05-22
EP0712541B1 true EP0712541B1 (de) 1997-01-29

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KR (1) KR960704376A (de)
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