DE10008281C2

DE10008281C2 - EMV-Kontaktierung zwischen einem metallisch geschirmten Steckergehäuse und einem Steckerdurchbruch sowie Stanzstempel und Verfahren zur Herstellung eines Steckerdurchbruches

Info

Publication number: DE10008281C2
Application number: DE2000108281
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Knoop
Original assignee: Fujitsu Technology Solutions GmbH
Current assignee: Fujitsu Technology Solutions GmbH
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: EP1128490A3; DE10008281A1; EP1128490A2

Description

Die Erfindung betrifft zum einen die EMV-Kontaktierung zwi schen einem metallisch geschirmten Steckergehäuse und einem Steckerdurchbruch in einer metallischen Wandung, wie zum Bei spiel der Blende einer PC-Baugruppenkarte. Die Erfindung be trifft desweiteren einen Stanzstempel zur Herstellung eines derartigen Steckerdurchbruches sowie auch das Verfahren zum Herstellen des Steckerdurchbruches.

Bisher wurden für eine ideale EMV-Kontaktierung zwischen ei nem metallischen Steckergehäuse und einem Steckerdurchbruch, in welche das Steckergehäuse eingesetzt ist, Kontaktmateria lien, wie Federn oder Gaskett verwendet. Die Kontaktmateria lien verursachen zum einen zusätzliche Kosten und erhöhen zum anderen den Montageaufwand, da sie beim Montieren stets sepa rat eingefügt werden müssen.

Aus der DE 89 02 245 U1 ist zum Beispiel ein Vielfachstecker mit einer metallischen Platte bekannt, in der Öffnungen zur Aufnahme von Steckerstiften ausgebildet sind, wobei die Stec kerstifte zu Durchführungskondensatoren gehören. An den Rän dern der Öffnungen sind dreieckförmige Zwickel ausgebildet, die gleichzeitig beim, Stanzen der Öffnungen erzeugt werden, wobei die Zwickel in Steckrichtung aus der Ebene der metalli schen Platte herausgebogen sind und die Spitzen der Zwickel leicht nach außen abgebogen sind. Die Spitzen liegen in Folge der Elastizität der Zwickel federnd auf der Außenmetallisie rung der Durchführungskondensatoren auf und werden zusätzlich mit dieser verlötet.

Die Zwickel werden zwar durch Stanzen erzeugt, müssen jedoch anschließend mit der Außenmetallisierung der Durchführungskondensatoren verlötet werden, um eine ideale Kontaktierung zu erzielen.

Aus der FR 2 652 228 A1 ist eine EMV-Kontaktierung bekannt, bei der innerhalb des metallischen Gerätegehäuses im Bereich des Steckerdurchbruchs eine metallisierte Kunststoffdichtung mit einer kleineren Öffnung am Gerätegehäuse befestigt ist, so daß die Lochlaibung der metallisierten Kunststoffdichtung das metallisch geschirmte Steckergehäuse beim Einstecken des Steckergehäuses in den Gegenstecker im Bereich des Stecker durchbruchs elektrisch kontaktiert.

Aus der WO 95/28075 A1 und der US 5,944,539 A sind weitere EMV-Kontaktierungen bekannt, bei denen jedoch separate, im Stanzbiegeverfahren hergestellte, ringförmige, der Geometrie des Steckerdurchbruches angepaßte, Kontaktierungselemente verwendet werden, die im Steckerdurchbruch zwischen dem me tallischen Steckergehäuse und der Lochlaibung des Stecker durchbruches angeordnet sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zuver lässige EMV-Kontaktierung zwischen einem metallischen Stec kergehäuse und einem Steckerdurchbruch aufzuzeigen, durch welche der Kosten- und Montageaufwand reduziert ist, sowie auch das Werkzeug und das Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe anzugeben.

Bezüglich der EMV-Kontaktierung wird die Aufgabe erfindungs gemäß dadurch gelöst, daß einstückig mit der metallischen Wandung an dem Steckerdurchbruch Spitzen ausgebildet sind, die beim Einstecken des Steckergehäuses in den Steckerdurchbruch in das Steckergehäuse eindringen und dieses somit kontaktieren.

Die Spitzen können in der Ebene und/oder auch senkrecht zur metallischen Wandung ausgebildet sein. Sind die Spitzen senkrecht zur metallischen Wandung ausgebildet, weist das Stec kergehäuse einen Kragen auf, in welchen die Spitzen beim Ein stecken eindringen.

Bezüglich des Werkzeuges zur Herstellung eines Steckerdurch bruches mit Spitzen wird die Aufgabe durch einen Stanzstempel gelöst, der im wesentlichen die Außengeometrie des Stecker durchbruches aufweist und seitlich abgehend von der Stanzflä che mit in Stanzrichtung verlaufenden Vertiefungen versehen ist, durch welche die Spitzen gebildet werden.

Bezüglich dem Verfahren zum Herstellen eines Steckerdurchbru ches in einer metallischen Wandung mit Spitzen in der Ebene der Wandung wird die Aufgabe alternativ dadurch gelöst, daß ein Stempel mit Abrundungen am Rand der Stanzfläche verwendet wird, wobei die Fläche des Steckerdurchbruches ein Vielfaches der Stanzfläche beträgt und der Stempel bei jedem Stanzvor gang um so viel seitlich versetzt wird, daß durch die Abrun dungen am Rand des Steckerdurchbruches die Spitzen verblei ben.

Alternativ wird die Aufgabe bezüglich des Verfahrens auch durch die Verwendung des oben beschriebenen Stanzstempels ge löst.

Das Verfahren zur Herstellung von Spitzen senkrecht zur Ebene der metallischen Wandung und/oder von Spitzen in der Ebene der metallischen Wandung ergibt sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Anhand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der metallischen Wandung mit Spitzen in der Ebene der Wandung sowie dem eingesetzten Steckergehäuse in Seitenansicht,

Fig. 2 eine frontale Ansicht des in die metallische Wan dung eingesteckten Steckergehäuses,

Fig. 3 die Umrißlinie eines Steckerdurchbruchs,

Fig. 4 den Stanzvorgang zur Bildung des Steckerdurchbruchs nach Fig. 3 mit einem im Querschnitt dargestellten Stanzstempel,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Variante eines Stanzstempels,

Fig. 6 den Schnitt VI-VI aus Fig. 5,

Fig. 7 den Stanzstempel gemäß Fig. 5 im Stanzvorgang,

Fig. 8 die Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der metallischen Wandung mit Spitzen entgegen der Steckrichtung sowie dem eingesetzten Steckergehäuse in Seitenansicht,

Fig. 9 eine Seitenansicht des Stanzstempels im Tiefzieh schritt zur Ausbildung der Spitzen gemäß Fig. 8,

Fig. 10 die Umrißlinie des Stanzgratsdurchbruchs nach dem Stanzvorgang gemäß Fig. 9,

Fig. 11 den Schnitt X-X gemäß Fig. 10,

Fig. 12 die Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der metallischen Wandung mit Spitzen in Richtung Steckerdurchbruch sowie senkrecht zum Steckerdurch bruch sowie dem eingesetzten Steckergehäuse in Sei tenansicht,

Fig. 13 den Stanzstempel in der Ausführung gemäß Fig. 12,

Fig. 14 den Schnitt XIII-XIII aus Fig. 13,

Fig. 15 eine Seitenansicht des Stanzvorganges im ersten Schritt,

Fig. 16 eine Seitenansicht des Stanzvorganges im zweiten Schritt,

Fig. 17 der resultierende Steckerdurchbruch in der Drauf sicht und

Fig. 18 den Schnitt XVII-XVII aus Fig. 17.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht eine metallische Wandung 1 mit einem darin eingesetzten Stecker 2. Der Stecker 2 weist ein metallisch geschirmtes Steckergehäuse 3 auf, welches so in einen Steckerdurchbruch 4 in der metallischen Wandung ein gesteckt ist, daß ein Kontakt zwischen dem Steckergehäuse 3 und der metallischen Wandung 1 entsteht. Die Schirmung kann aus Metall oder metallisiertem Kunststoff bestehen. Um einen definierten Anschlag beim Einstecken des Steckergehäuses 3 in den Steckerdurchbruch 4 zu erhalten, ist an dem Steckergehäu se 3 ein umlaufender Kragen 5 ausgebildet. In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist nur die metallische Wandung 1 geschnitten dargestellt. Die metallische Wandung 1 kann zum Beispiel die Blende einer PC-Baugruppenkarte oder die Rückwand eines PC- Gehäuses sein. Um eine ideale Schirmung für EMV(elektromagnetische Verträglichkeit) zu erhalten, ist es wichtig, daß eine gute Kontaktierung zwischen der metalli schen Wandung 1 und dem metallisierten Steckergehäuse 3 ent steht. Erfindungsgemäß sind daher an der metallischen Wandung 1 Spitzen 6 vorgesehen, welche in der Ebene der metallischen Wandung 1 angeordnet sind und in das eingeschobene Steckerge häuse 3 eindringen und diese somit kontaktieren.

Fig. 2 zeigt die Darstellung gemäß Fig. 1 in der Ansicht von vorne, das heißt mit Blick auf das Steckgesicht des Stec kers 2. Die am Umfang verteilten Spitzen 6 greifen in das Steckergehäuse 3 ein und sorgen somit für eine ideale EMV- Kontaktierung.

In Fig. 3 ist nur die Umfangslinie eines Steckerdurchbruches 4 und den daran angeordneten Spitzen 6 dargestellt.

Fig. 4 zeigt schematisch, wie der Steckerdurchbruch 4 gemäß Fig. 3 hergestellt wird. Hierzu wird ein Stanzstempel 7 ver wendet, welcher eine wesentlich kleinere Stanzfläche als der Steckerdurchbruch 4 aufweist.

Der Stanzstempel 7 weist zwar die Breite b des Steckerdurch bruches 4, jedoch eine wesentlich geringere Länge 1 als der Steckerdurchbruch 4 auf. Endseitig ist der Stanzstempel 7 je weils mit einer Abrundung 8 versehen, welche auf die Rundung am Steckergehäuse 3 abgestimmt ist.

Um die Spitzen 6 zu erzeugen, wird der Stanzstempel von einem Stanzvorgang zum nächsten so weit versetzt, daß durch das teilweise Überschneiden der Abrundung 8 am Rand des Stecker durchbruches 4 jeweils beidseitig eine Spitze 6 verbleibt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 erfolgt der Stanzvorgang in fünf Schritten I bis V, wobei in den Schritten II bis V die Positionen des Stanzstempels 7 nur ge strichelt eingezeichnet sind.

Am Rand des Steckerdurchbruches werden somit zwischen zwei benachbarten Stanzpositionen die gegenüberliegenden Spitzen 6 gebildet.

Die Herstellung des Steckerdurchbruches mit Spitzen in der Ebene des Steckerdurchbruches kann auch über einen einzigen Stanzvorgang erfolgen.

Fig. 5 zeigt in der Seitenansicht den hierzu benötigten Stanzstempel 9. Dieser ist seitlich an den Stellen, an wel chen die Spitzen 6 verbleiben sollen, jeweils mit entspre chenden Vertiefungen 10 versehen.

Fig. 6 zeigt den Schnitt VI-VI aus Fig. 5. Der Stanzstempel 9 hat im wesentlichen den Querschnitt des Steckerdurchbruches 4, wobei beidseitig die Vertiefungen 10 an den unteren Seiten vorgesehen sind. Die Vertiefungen 10 sind keilförmig ausge bildet, um scharfe Spitzen zu hinterlassen.

In Fig. 7 ist der Stanzvorgang dargestellt, wobei der Stanz stempel 9 so weit abgesenkt ist, daß der Stanzstempel 9 aus der metallischen Wandung 1 den Steckerdurchbruch 4 ausstanzt, jedoch die Vertiefungen 10 nicht über die Oberseite der me tallischen Wandung 1 abgesenkt werden, so daß die Spitzen 6 in der Ebene der metallischen Wandung verbleiben.

In den Fig. 1 bis 7 ist die EMV-Kontaktierung über Spitzen 6 in der Ebene der metallischen Wandung sowie deren Herstel lung beschrieben.

Ebenso ist es auch möglich, die EMV-Kontaktierung über Spit zen zu erzielen, die senkrecht zur metallischen Wandung 1 an geordnet sind.

Fig. 8 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel. An der ge schnitten dargestellten metallischen Wandung 1 sind entgegen der Steckrichtung senkrecht zur metallischen Wandung 1 abste hende Spitzen 11 vorgesehen. Der Stecker 2 ist in dem in Fig. 8 dargestellten Zustand noch nicht vollkommen in den Steckerdurchbruch 4' eingesteckt. An dem Steckergehäuse 3 ist ebenfalls ein umlaufender abstehender Kragen 5 ausgebildet, in welche die im wesentlichen senkrecht von der metallischen Wandung 1 abstehenden Spitzen 11 bei voll eingeschobenem Stecker 2 eindringen und somit eine zuverlässige EMV- Kontaktierung zwischen metallischer Wandung 1 und Stecker 2 bilden. Die Herstellung der Spitzen 11 erfolgt mit dem in den Fig. 5 bis 7 beschriebenen Stanzstempel 9. Damit die Spit zen 11 im wesentlichen senkrecht zur metallischen Wandung 1 abstehen, wird lediglich wie in Fig. 9 dargestellt, der Stempel 9 in einem zweiten Schritt so weit durch die metalli sche Wandung 1 hindurchgesenkt, bis die Oberkante der Vertie fungen 10 unterhalb der Unterkante der metallischen Wandung 1 angeordnet ist. Die Spitzen werden hierdurch umgebogen, so daß sie im wesentlichen senkrecht von der metallischen Wan dung 1 abstehen.

In Fig. 10 ist der Steckerdurchbruch 4' dargestellt, wie er nach dem Stanzvorgang gemäß Fig. 9 entsteht. Der Umriß des Steckerdurchbruches 4' ist glatt, da alle Spitzen 11 nach un ten abstehen.

Fig. 11 zeigt den Schnitt X-X aus Fig. 10. In diesem Schnitt ist gut zu erkennen, wie die Spitzen 11 nach unten und im wesentlichen senkrecht zur metallischen Wandung 1 ab stehen.

In den Fig. 1 bis 7 wird die EMV-Kontaktierung über Spit zen in der Ebene der metallischen Wandung 1 und in den Fig. 8 bis 11 über Spitzen senkrecht zur Ebene der metalli schen Wandung 1 aufgezeigt.

Ebenso ist es auch möglich, eine EMV-Kontaktierung über Spit zen in der Ebene der metallischen Wandung und mit senkrecht zur metallischen Wandung angeordneten Spitzen zu erzielen.

In den Fig. 12 bis 18 ist diese Ausführungsform sowie die Herstellung dieser Spitzen beschrieben.

Fig. 12 zeigt in geschnittener Darstellung die metallische Wandung 1 mit Spitzen 6 in der Ebene der metallischen Wandung 1 sowie Spitzen 11 entgegengesetzt zur Steckrichtung des ein zusteckenden Steckers 2. Das in Seitenansicht dargestellte metallische Steckergehäuse 3 weist auch in dieser Ausfüh rungsform einen Kragen 5 auf, welchen die Spitzen 11 bei vollkommen eingeschobenem Stecker kontaktieren. Im darge stellten Zustand ist der Stecker 2 noch nicht vollkommen ein geschoben.

Zur Herstellung wird ein Stanzstempel 12, wie er in Fig. 13 aufgezeigt ist, verwendet. Der Stanzstempel 12 weist an bei den unteren Seiten Vertiefungen 10 und 10' auf, wobei die Vertiefungen 10 über die Höhe h und die Vertiefungen 10' über die größere Höhe H ausgebildet sind.

Fig. 14 zeigt den Schnitt XIII-XIII aus Fig. 13. Die Ver tiefungen 10 beziehungsweise 10' sind beidseitig und alter nierend angeordnet.

Wie in Fig. 15 dargestellt, wird der Steckerdurchbruch 4" in einem ersten Schritt ausgestanzt, wobei in diesem Schritt noch alle Spitzen in der Ebene der metallischen Wandung 1 an geordnet sind. Im folgenden Schritt wird, wie in Fig. 16 dargestellt, der Stanzstempel 12 so weit abgesenkt, daß sich die Vertiefungen 10 mit der Höhe h unterhalb der Unterkante der metallischen Wandung 1 befinden und die Vertiefungen 10' mit der Größe H noch im Bereich der metallischen Wandung 1 angeordnet sind. Alle Spitzen die durch die Vertiefungen 10 gebildet wurden, wurden somit bei diesem Schritt nach unten umgebogen und stehen somit im wesentlichen senkrecht von der metallischen Wandung 1 ab.

Fig. 17 zeigt den resultierenden Steckerdurchbruch 4" mit den in der Ebene der metallischen Wandung angeordneten Spit zen 6 und Fig. 18 zeigt den Schnitt XVII-XVII aus Fig. 17, in welchem sowohl die in der Ebene der metallischen Wandung 1 angeordneten Spitzen 6 sowie die senkrecht von der metalli schen Wandung 1 abstehenden Spitzen 11 zu sehen sind.

Durch die Verwendung von Spitzen zur EMV-Kontaktierung zwi schen metallischem Steckergehäuse und metallischer PC- Kartenblende beziehungsweise PC-RückWandung wird eine einfach herzustellende und kostengünstige Schirmung erzielt, da die Spitzen wie oben beschrieben leicht herzustellen sind und zu sätzliche Kontaktmaterialien wie Federn und Gasket vermieden werden können.

Claims

1. EMV-Kontaktierung zwischen einem metallisch geschirmten Steckergehäuse (3) und einem Steckerdurchbruch (4, 4', 4") in einer metallischen Wandung (1), insbesondere der Blende einer PC-Baugruppenkarte, dadurch gekennzeichnet, daß einstückig mit der metallischen Wandung (1) an dem Stecker durchbruch (4, 4', 4") Spitzen (6, 11) ausgebildet sind, die beim Einstecken des Steckergehäuses (3) in den Steckerdurch bruch in das Steckergehäuse (3) eindringen und dieses somit kontaktieren.

2. EMV-Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (6) in der Ebene der metallischen Wandung (1) an geordnet sind und in Richtung Steckerdurchbruch (4) zeigen.

3. EMV-Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (11) entgegengesetzt zur Steckrichtung angeordnet sind und einen am Steckergehäuse (3) angeordneten Kragen (5) kontaktieren.

4. Verfahren zum Herstellen eines Steckerdurchbruches (4) in einer metallischen Wandung (1) mit Spitzen (6) in der Ebene der metallischen Wandung (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Stec kerdurchbruch (4) mit den Spitzen (6) durch Stanzen erzeugt wird und ein Stempel (7) mit Abrundungen (8) verwendet wird, wobei die Fläche des Steckerdurchbruches (4) ein Vielfaches der Fläche des Stempels (7) beträgt und der Stempel (7) nach jedem Stanzvorgang so seitlich versetzt wird, daß durch die Abrundungen (8) am Rand des Steckerdurchbruches (4) Spitzen (6) verbleiben.

5. Stanzstempel (9, 12) zur Herstellung eines Steckerdurch bruches (4, 4', 4") mit Spitzen (6, 11), dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen die Außengeometrie des Steckerdurchbruches (4, 4', 4") aufweist und seitlich abgehend von der Stanzflä che mit in Stanzrichtung verlaufenden Vertiefungen (10, 10') versehen ist, durch welche die Spitzen (6, 11) gebildet wer den.

6. Stanzstempel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Arten von Vertiefungen (10, 10') vorgesehen sind, wobei die ersteren Vertiefungen (10) in Stanzrichtung eine erste Höhe (h) und die zweite Art von Vertiefungen (10') eine zwei te Höhe (H) aufweisen und die zweite Höhe (H) größer als die erste Höhe (h) ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Steckerdurchbruches (4) in einer metallischen Wandung (1) mit Spitzen (6) in der Ebene der metallischen Wandung mit einem Stanzstempel (9) nach An spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckerdurchbruch (4) mit den Spitzen (6) durch Stanzen mit dem Stanzstempel (9) erzeugt wird und der Stanzweg nicht die Höhe der Vertiefungen (10) übersteigt.

8. Verfahren zur Herstellung eines Steckerdurchbruches (4') in einer metallischen Wandung (1) mit Spitzen (11), die im wesentlichen senkrecht zur Ebene der metallischen Wandung (1) angeordnet sind, unter Verwendung eines Stempels (9) nach An spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckerdurchbruch (4') mit den Spitzen (6) durch Stanzen erzeugt wird und der Stanzweg die Höhe der Vertiefungen (10) des Stempels (9) übersteigt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Steckerdurchbruches (4") mit einem Stanzstempel (12) nach Anspruch 6 in einer metalli schen Wandung (1) mit Spitzen (6, 11) in der Ebene und senk recht zur Ebene der metallischen Wandung, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckerdurchbruch (4") mit den Spitzen (6, 11) durch Stanzen mit dem Stanzstempel (12)erzeugt wird und der Stan zweg die erste Höhe (h) der ersten Art von Vertiefungen (10) übersteigt, jedoch die zweite Art von Vertiefungen (10') mit der zweiten Höhe (H) noch in der Ebene der metallischen Wan dung (1) angeordnet sind.