DE19815488C1

DE19815488C1 - Elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE19815488C1
Application number: DE19815488A
Authority: DE
Inventors: Robert Hasenfratz
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2000-03-09
Anticipated expiration: 2018-04-08

Abstract

Ein elektrischer Steckverbinder (10) besitzt ein Gehäuse (11), einen im Gehäuse (11) aufgenommenen Isolierkörper (12), der mit parallelen Bohrungen (30) zur einzelnen Aufnahme von Signalkontakten (18) versehen ist, und eine von den Signalkontakten (18) durchdrungene, mit parallelen Bohrungen (43) versehene, scheibenförmige Filtereinheit (14). Die Signalkontakte (18) sind mittels einer federnden Zone (66) elektrisch kontaktierend in der Filtereinheit (14) aufgenommen. Auf diese Weise ist ein elektrischer Steckverbinder (10) geschaffen, der hinsichtlich der Kontaktierung von Signalkontakten (18) und Filtereinheit (14) in einfacher Weise herstellbar ist und bei dem Beschädigungen der Filtereinheit (14) mit Sicherheit vermieden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Steckverbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen elektrischen Steckverbindern stellt die Filtereinheit eine Kapazität zwischen jedem einzelnen Signalkontakt und zwischen Gehäuse und Signalkontakt dar. Diese Filtereinheit soll unerwünschte Störsignale auf den Signalleitungen herausfiltern, bevor diese auf eine Leiterplatte und den dort befindlichen Bauteilen gelangen. Dabei wird die gewünschte Kapazität hauptsächlich durch die Eigenschaften und Qualität der Filtereinheit bestimmt. Die Dämpfung der Störsignale und dabei auch die Schirmung des Steckverbinders werden hauptsächlich durch entsprechende Anordnungen in den kritischen Bereichen bestimmt. Darüberhinaus ist es für gute Filtereigenschaften des Steckverbinders sehr wichtig, die Kontaktierung von Filtereinheit und Signalkontakten sowie Filtereinheit und Metallgehäuse optimal zu gestalten, was gleichmäßige Kontaktierung und geringer Übergangswiderstand bedeuten. Darüberhinaus sollen derartige elektrische Steckverbinder in hohen Stückzahlen mit geringen Qualitätsschwankungen und darüberhinaus preisgünstig herstellbar sein.

Ein elektrischer Steckverbinder der eingangs genannten Art ist aus der DE 27 45 027 A1 bekannt geworden. Bei diesem Steckverbinder ist die Filtereinheit mit einer Silikongummischeibe versehen, die an einer Isolierscheibe anliegt. Dadurch können Kräfte in ausschließlich axialer Richtung aufgenommen werden. Die Filtereinheit liegt sowohl am Isolierkörper als auch an der Silikongummischeibe lediglich flächig an.

Aus der EP 0 517 952 A2 ist ein elektrischer Steckverbinder bekannt geworden, dessen scheibenförmige Filtereinheit in einem am Gehäuse anliegenden innenliegende Kontaktzungen aufweisenden metallischen Filterträger quer zur axialen Ausrichtung der Signalkontakte elastisch gehalten ist. Da zwischen dem Gehäuse und der Filtereinheit ein Stiftkontakträger zusätzlich vorgesehen ist, sind einerseits zusätzliche Montagemaßnahmen notwendig und andererseits ist die Kontaktierung von Filtereinheit und Metallgehäuse nicht optimal.

Die US 4 641 907 A zeigt einen elektrischen Steckverbinder, bei dem ein dem Gehäuse abgewandt angeordneter zweiter Isolierkörper mit einer Aufnahmeöffnung vorgesehen ist. Dabei wird die Filtereinheit durch Filterhülsen, die die Stiftkontakte einzelner umgeben, gebildet. Auch dieses bedeutet erhöhten Montageaufwand.

Bei den genannten bekannten elektrischen Steckverbindern sind die einzelnen Bauteile wie Gehäuse, Isolierkörper, Filterscheibe in teilweise ebenen aneinandergrenzenden Schichten axial aufgereiht, so daß sich ein relativ großer Gehäusespalt ergibt, der zu einer nicht optimalen metallischen Abschirmung führt. Bei derartigen Steckverbindern ist es jedoch in jedem Fall vorteilhaft, die Filterscheibe so nahe wie möglich an das Gehäuse heranzubringen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der hinsichtlich der Anordnung der Filtereinheit für eine optimale metallische Abschirmung in einfacher Weise herstellbar ist und bei dem Beschädigungen der Filtereinheit mit Sicherheit vermieden sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem elektrischen Steckverbinder der genannten Art die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist eine vereinfachte Montage und eine "schwimmende" Lagerung der Filtereinheit innerhalb des elektrischen Steckverbinders erreicht, was gleichfalls dazu beiträgt, daß zu hohe Kräfte, die insbesondere auch bei der Montage auftreten und zu einer Beschädigung zu einer Filtereinheit führen könnten, vermieden sind. Desweiteren ist insbesondere auch die Schirmung der Signalkontakte innerhalb des Steckverbinders verbessert worden, da das Aufnahmeteil dann gleichzeitig der Massekontaktierung innerhalb eines Einbauelementes dient. Darüberhinaus ist die Filterscheibe in den Steckverbinder integriert und sehr nahe an dem Gehäuse platziert, was wiederum zu einem geringstmöglichen Gehäusespalt führt. Auf diese Weise ist die metallische Abschirmung des gefilterten Bereichs sehr dicht ausgeführt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 2 bis 8.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer auseinandergezogener Darstellung einen elektrischen Steckverbinder gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den elektrischen Steckverbinder nach Fig. 1 in zusammengebautem Zustand,

Fig. 3 einen axialen Querschnitt des elektrischen Steckverbinders nach Fig. 1 in zusammengebautem Zustand,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 in vergrößerter perspektivischer Darstellung ein Aufnahmeteil nach Fig. 1, jedoch gemäß einer Variante,

Fig. 6 in abgebrochener und vergrößerter Vorderansicht einem Signalkontakt nach Fig. 1,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6 und

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII der Fig. 6.

Der in der Zeichnung gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellte elektrische Steckverbinder 10 besitzt nach Fig. 1 ein metallisches Gehäuse 11, einen vorderen Isolierkörper 12, ein metallisches Aufnahmeteil 13, eine Filterscheibe 14, einen hinteren Isolierkörper 15, ein Halteteil 16, zwei Verbindungsniete 17 und eine Vielzahl von Signalkontakten 18. Der elektrische Steckverbinder 10 ist konstruktiv derart aufgebaut, daß sich im zusammengebauten Zustand gemäß den Fig. 2 bis 4 eine lötlose elektrische Kontaktierung zwischen den einzelnen betreffenden Bauteilen ergibt. Als Ausführungsbeispiel ist ein 15poliger MDSM- Steckverbinder 10 mit integrierter Filterscheibe 14 dargestellt.

Das Gehäuse 11 ist in üblicher Weise mit einem im Querschnitt trapezförmigen, hohlen Steckmantel 21 versehen, der von einer mit einer entsprechenden Ausnehmung 22 versehenen etwa rechteckförmigen Platte 23 senkrecht absteht. Die Platte 23 ist mit zwei seitlichen Bohrungen 24 versehen, die dem Steckmantel 21 abgewandt mit einem zentrierenden Konusrand 25 versehen sind.

Ein Hauptteil 26 des vorderen Isolierkörpers 12 ist im Querschnitt etwa trapezförmig derart, daß er in die Ausnahme 22 des Steckmantels 21 paßt. Dieses Hauptteil 26 ist vorderseitig mit einer Anlageplatte 28 und seitlichen vorstehenden Zentrierstiften 29 einstückig versehen. Hauptteil 27 und Anlageplatte 28 sind mit Durchgangsbohrungen 30 zur Aufnahme entsprechender Bereiche der Signalkontakte 18 versehen.

Das Aufnahmeteil 13, das gleichzeitig als Abschirmung dient, ist eine metallische Blechplatte 32, die etwa rechteckförmig wie die Platte 23 des Steckmantel 21 ist und die seitlich mit zwei Bohrungen 33 versehen ist, die über den Konusrand 25 des Gehäuses 11 zentrierend passen. Die einstückige Halte- bzw. Abschirmplatte 32 besitzt eine innere Ausnehmung 34, die innenrandseitig von aus der Blechplatte 32 ausgebogenen längsrandseitigen und querrandseitigen Zungen 35, 36 begrenzt ist. Die Zungen 35 und 36 verlaufen in einem stumpfen Winkel zur Ebene der Blechplatte 32 und sind federartig ausgebildet. Die freien Enden 37 der federnden Zungen 35 und 36 sind zur Bildung von Anlageflächen am Längs- bzw. Querrand 41 bzw. 42 der Filterscheibe 14 derart umgebogen, daß sie etwa senkrecht zur Ebene der Blechplatte 32 verlaufen.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante der Halte- bzw. Abschirmplatte 13' sind zusätzlich außenrandseitig, längs- und querverlaufend federnde Außenzungen 38 und 39 vorgesehen, die unter einem spitzen Winkel in eine Richtung entgegen der Richtung der inneren Federzungen 35, 36 abgebogen sind und die der Masse- bzw. Erdverbindung mit einem Einbauteil dienen.

Die Filterscheibe 14, die einen in dieser Technik üblichen Materialaufbau besitzt, ist mit axialen Bohrungen 43 zur Aufnahme bestimmter Bereiche der Signalkontakte 18 und mit querseitigen Nuten 44 zur teilweisen Aufnahme der Zentrierstifte 29 des vorderen Isolierkörpers 12 versehen. Die Filterscheibe 14 dient dazu, unerwünschte Störsignale auf den Signalleitungen bzw. kontakten 18 herauszufiltern, bevor diese Störsignale auf die mit dem elektrischen Steckverbinder 10 verbundene (nicht dargestellte) Leiterplatte und den dort befindlichen Bauteilen gelangen.

Der hintere Isolierkörper 15 besitzt ein etwa länglich quaderförmiges Hauptteil 51, das der Filterscheibe 14 zugewandt mit einer Ausnehmung 52 zu deren Aufnahme und mit seitlichen Vertiefungen 58 für die Zentrierstifte 29 versehen ist. An den Endseiten sind am Hauptteil 51 zwei Bohrungen 53 vorgesehen, die mit den entsprechenden Bohrungen 33, 24 der Blechplatte 32 bzw. des Gehäuses 11 fluchten und wie diese zur Aufnahme der Verbindungsniete 17 dienen. Der Hauptteil 51 ist darüberhinaus mit Axialbohrungen 54 versehen, die der Aufnahme von entsprechenden Bereichen der Signalkontakte 18 dienen und die mit den entsprechenden Bohrungen 43, 30 in der Filterscheibe 14 im vorderen Isolierkörper 12 in zusammengebautem Zustand fluchten. Der Filterscheibe 14 abgewandt, stehen vom Hauptteil 51 einstückig zwei parallele Seitenwangen 55 vor, die mit innenseitigen Profilierungen 56 versehen sind, in welche ein Halteteil 16 eingehängt werden kann. Je nach Abwinklung der Signalkontakte 18 in die eine oder andere Richtung bzw. entsprechender Anordnung ist das Halteteil 16 entweder an der einen oder an der anderen Seitenwange 55 angeordnet (Fig. 3 bzw. 4). Das Halteteil 16 ist mit einer entsprechenden Profilierung 46 und mit Durchgangsbohrungen 47 zur Aufnahme der betreffenden Bereiche der Signalkontakte 18 versehen.

Die Signalkontakte 18, die identisch ausgebildet sind, besitzen einen im vorderen Isolierkörper 12, der Filterscheibe 14 und den hinteren Isolierkörper 15 aufgenommenen Haupt- bzw. Steckteil 60 und einen hiervon im wesentlichen etwa senkrecht abgebogenen Anschlußteil 65, der mit einer nicht dargestellten Leiterplatte oder deren Bauteile elektrisch leitend verbunden wird. Der Hauptteil 60 besitzt einen vorderen endseitigen Kontaktbereich 61, einen im Abstand davon angeordneten mittleren Kontaktbereich 66, einen unmittelbar daran anschließenden Rastbereich 71 und einen vor der Umbiegung angeordneten Verstärkungsbereich 76.

Anhand der Fig. 6 bis 8 sei einer der Signalkontakte 18 beschrieben. Der Signalkontakt 18 ist aus einem ebenen Kontaktstreifen gestanzt, gerollt und am Bereich 70 umgebogen. Der vordere endseitige Kontaktbereich 61 ist durch drei über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete in axialer Richtung asymmetrisch ausgebauchte Federschenkel 62 gebildet. Der mittlere Kontaktbereich 66 ist durch drei über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete in axialer Richtung symmetrisch aufgebauchte Federschenkel 67 gebildet. Der Rastbereich 71 ist durch zwei an einem Umfangsbereich benachbarte Rastnasen 72 gebildet, die radial ausgebogen sind, so daß sie unter einem spitzen Winkel zur Axialrichtung verlaufen.

Der Montagevorgang der einzelnen Bauteile des elektrischen Steckverbinders 10 nach Fig. 1 ist folgender: Zunächst werden die Signalkontakte 18 in die axialen Bohrungen 54 des hinteren Isolierkörpers 15 eingesteckt, wobei die Rastnasen 72 der Signalkontakte 18 an Schultern 57 verrasten, die am Grund eines von der Ausnehmung 52 ausgehenden durchmessergrößeren Bohrungsteils der axialen Bohrungen 54 gebildet sind. Danach wird die Aufnahmeplatte 13 auf den hinteren Isolierkörper 15 gesetzt, wobei in der Ausnehmung 52 die Federzungen 35 und 36 Aufnahme finden. Danach wird die Filterscheibe 14 in die Ausnehmung 34 der Blechplatte 32 gebracht und zwischen die Federzungen 35 und 36 geklemmt, so daß die Filtarscheibe 14 zwischen den Federzungen 35 und 36 in der Ausnehmung 52 des hinteren Isolierkörpers 15 federnd bzw. schwimmend in seitlichen Richtungen gelagert ist. Da die Ausnehmung 52 tiefer ist als der Länge der Federzungen 35 und 36 bzw. der Dicke der Filterscheibe 14 entspricht, ist die Filterscheibe 14 auch in axialer Richtung mit Spiel gehalten. Die Federzungen 35, 36 liegen elastisch federnd an den elektrisch leitenden Umfangsstirnflächen 41, 42 der Filterscheibe 14 an. Mit dem Einsetzen der Filterscheibe 14 gelangen die Signalkontakte 18 mit ihrem mittleren Kontaktbereich 66 in die axialen Bohrungen 43 der Filterscheibe 14 und liegen an deren Innenumfang elastisch federnd kontaktierend an. Daraufhin wird der vordere Isolierkörper 12 auf diese Einheit aufgesetzt, wobei dessen axiale Bohrungen 30 die Signalkontaktenden derart aufnehmen, dass die endseitigen Kontaktbereiche 61 der Signalkontakte 18 in diesen Bohrungen 30 frei zur führenden Aufnahme von Gegensignalkontakten liegen. Die Zentrierzapfen 29 gelangen dabei an der Filterscheibe 14 vorbei in die Vertiefungen 58 des hinteren Isolierkörpers 15. Das Gehäuse 11 wird über den Hauptteil 27 des vorderen Isolierkörpers 12 geschoben, wobei am Gehäuse 11 außenseitig das Aufnahmeteil 13 oder 13' liegt und die Anlageplatte 28 in der Ausnehmung 34 des Aufnahmeteils 13, 13' aufgenommen ist. Über die seitlichen großen Bohrungen werden die Bauteile 11, 13 bzw. 13' und 15 mittels der Verbindungsniete 17 miteinander fest verbunden. Zum Schluß wird das Halteteil 16 am hinteren Isolierkörper 15 nach Einfädeln der Anschlußteile 65 eingesetzt.

Auf diese Weise ergibt sich nicht nur eine Abschirmung der Signalkontakte 18 über das Aufnahmeteil 13 bzw. 13' sondern auch eine Dämpfung der Störsignale mit Hilfe der Filterscheibe 14. Außerdem ergibt sich eine gleichmäßige lötlose Kontaktierung in der Filterscheibe 14, was zu einem geringen Übergangswiderstand führt. Durch die intergrierte Aufnahme der Filterscheibe 14 und des betreffenden Teils des Aufnahmeteils 13 bzw. 13' in den hinteren Isolierkörper 15 ist der Gehäusespalt so klein wie möglich gehalten, was auch zu einer optimalen Abschirmung des gefilterten Bereichs führt.

Claims

1. Elektrischer Steckverbinder (10), mit einem Gehäuse (11), mit einem im Gehäuse (11) aufgenommenen Isolierkörper (12), der mit parallelen Bohrungen (30) zur einzelnen Aufnahme von Signalkontakten (18) versehen ist, und mit einer von den Signalkontakten (18) durchdrungenen, mit parallelen Bohrungen (43) versehenen, elastisch gelagerten, scheibenförmigen Filtereinheit (14), in der die Signalkontakte (18) mittels eines federnden Kontaktbereichs (66) elektrisch kontaktierend aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit (14) in einem am Gehäuse (11) anliegenden Aufnahmeteil (13) quer zur axialen Ausrichtung der Signalkontakte (18) elastisch gelagert gehalten ist, daß das Aufnahmeteil (13) durch eine Metallplatte (32) gebildet ist, deren mittige Aufnahmeöffnung (34) durch innenumfangsseitig ausgebogene federnde Zungen (35, 36) begrenzt ist und daß ein dem Gehäuse (11) abgewandt angeordneter zweiter Isolierkörper (15) vorgesehen ist, in dessen dem Gehäuse zugewandter Ausnehmung (52) die Filterscheibe (14) einschließlich der sie umfassenden innenumfangsseitigen Federzungen (35, 36) aufgenommen sind und an dem die Metallplatte (32) randseitig anliegt.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (32) mit außenumfangsseitig ausgebogenen federnden Zungen (38, 39) versehen ist.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Isolierkörper (15) vorgesehene parallele Bohrungen (54) zur Aufnahme der Signalkontakte (18) der Ausnehmung (52) zugewandt mit radialen Schultern (57) versehen sind, hinter denen federnde Rastnasen (72) der Signalkontakte (18) fixierbar sind.

4. Steckverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Isolierkörper (12) mittels zweier axialer Zapfen (29) im zweiten Isolierkörper (15) zentriert ist.

5. Steckverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Isolierkörper (12) einen am Gehäuse (11) anliegenden Randbereich (28) aufweist, von dem die axialen Zapfen (29) abstehen und der in der Ausnehmung (52) des zweiten Isolierkörpers (15) und der mittigen Aufnahmeöffnung (34) des Aufnahmeteils (13) aufgenommen ist.

6. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalkontakt (18) aus einem ebenen Metallstreifen gestanzt und gerollt ist.

7. Steckverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalkontakt (18) im Bereich der Kontaktierung in der Bohrung (43) der Filterscheibe (43) drei über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete konvex ausgebauchte Federschenkel (67) besitzt.

8. Steckverbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalkontakt (18) in Bereichen der Bohrung (54) des zweiten Isolierkörpers (15) zwei benachbarte angeordnete einendig ausgebogene Schenkel (72) als Rastnasen besitzt.