DE4341103C1

DE4341103C1 - Elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE4341103C1
Application number: DE4341103A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Harting; Karin Foerster; Guenter Dipl Ing Pape
Original assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Priority date: 1993-12-02
Filing date: 1993-12-02
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2013-12-03
Also published as: US5509823A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbin der, insbesondere einen mehrpoligen Steckverbinder für Leiterplatten mit Mitteln zur Abschirmung, wobei der Steckverbinder im wesentlichen rechteckförmig ausgebil det ist und einen Trägerkörper aus Isoliermaterial mit einem Bodenteil mit Ausnehmungen aufweist, in die stift förmige Kontaktelemente eingesetzt sind und bei dem ein den Steckbereich der Kontaktelemente umgebender Kragen vorgesehen ist.

Derartige Steckverbinder werden bei sogenannten Rückwand-Verdrahtungssystemen verwendet und dienen der Signalübertragung zwischen einer mit einem entsprechen den Gegenstecker versehenen Leiterplatte mit Bauelemen ten und einer Verdrahtungsleiterplatte, auf der die Si gnalleitungen z. B. in einer Multilayer-Anordnung abgeschirmt sind. Dabei sind auch die Signalleitungen auf der Leiterplatte mit den Bauelementen mit einer Ab schirmung versehen.

Bei derartigen Steckverbindern müssen auch die Signal wege innerhalb der Steckverbindung eine Abschirmung ge gen äußere Störeinflüsse aufweisen, wobei die Abschir mung möglichst lückenlos sein soll.

Aus der DE 42 22 452 A1 ist ein abgeschirmter Steckver binder bekannt, bei dem die Oberfläche des die Kontakte lemente beinhaltenden/tragenden Gehäuses allseitig mit einem leitenden Überzug versehen ist. Zur elektrischen Verbindung dieses Überzuges mit einem Gegenstecker ei nerseits und einer Leiterbahn einer Leiterplatte ande rerseits sind separate Kontaktteile mit federnden Kon taktzungen und einem Lötanschluß vorgesehen. Die Kontaktteile sind in Schlitze im Gehäuse, deren Oberflä che ebenfalls mit dem leitenden Überzug versehen ist, eingesetzt, und durch die Anlage der Kontaktteile an dem leitenden Überzug wird die elektrische Verbindung zwi schen dem Überzug und den Kontaktteilen erreicht.

Weiterhin ist es aus der DE 93 11 782 U1 bekannt, eine allseitige Abschirmung der Kontaktstifte eines auf einer Leiterplatte montierten Steckverbinders durch einen Blechrahmen vorzusehen, der die Kontaktstifte umgibt. Lötzapfen am Blechrahmen sind dabei mit Leiterbahnen der Leiterplatte elektrisch verbunden. An den Blechrahmen sind in dessen Innenraum weisende, federnde Kontaktzun gen zur Kontaktierung mit der Abschirmung eines Gegen steckers angeschweißt.

Daneben ist es aus der DE 37 01 310 A1 bekannt, eine elastische, elektrisch leitende Dichtung zur elektri schen Verbindung von Kontaktpunkten eines auf eine Lei terplatte aufgesetzten Bauteiles mit Leiterbahnen der Leiterplatte zwischen dem Bauteil und der Leiterplatte vorzusehen.

Bei den bekannten Anordnungen sind somit separate Kon taktteile erforderlich, um eine einwandfreie Verbindung zwischen den Abschirmmitteln der Steckverbinder und der Leiterplatte bzw. einem Gegenstecker zu gewährleisten. Die Herstellung der entsprechenden Steckverbinder ist daher als aufwendig und kostenintensiv anzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steck verbinder der eingangs genannten Art dahingehend auszu bilden, daß dieser eine lückenlose Abschirmung der Si gnalkontakte aufweist und darüber hinaus kostengünstig herstellbar und montierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufge führten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe sondere darin, daß durch die allseitige Metallisierung des Trägerkörpers/Isolierkörpers des Steckverbinders eine vollständige 360°-Rundumschirmung der innerhalb des Steckverbinders befindlichen Signalkontakte erzielt wird, wobei der Steckverbinder überaus kostengünstig herstellbar ist. Die Verbindung der Schirmung zu der Leiterplatte erfolgt über eine einfach zu handhabende, leitfähige Dichtung, die zwischen dem Trägerkörper und einer auf Massepotential liegenden Leiterbahn/Metallfläche der Leiterplatte angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie ben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Steckver binders,

Fig. 2 die Ansicht des Steckverbinders gem. Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie 2-2,

Fig. 3 die perspektivische Ansicht eines modifizier ten Steckverbinders,

Fig. 4 die Ansicht des Steckverbinders gem. Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie 4-4,

Fig. 5 die perspektivische Ansicht eines weiterhin modifizierten Steckverbinders,

Fig. 6 die Ansicht des Steckverbinders gem. Fig. 5 im Schnitt entlang der Linie 6-6,

Fig. 7 die Ansicht eines Steckverbinders im Schnitt mit einer modifizierten Dichtung, und

Fig. 8 die Ansicht eines Steckverbinders im Schnitt mit einer weiterhin modifizierten Dichtung.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Steckverbinder besteht im wesentlichen aus einem Trägerkörper 1 aus Kunststoff material mit einem Kragen 2 und einem Bodenteil 3, in das stiftförmige Kontaktelemente 4 eingesetzt sind. Der Steckverbinder ist auf eine Leiterplatte 5 aufge setzt, wobei die Enden 6 der Kontaktelemente in metalli sierte und mit Leiterbahnen verbundene Bohrungen einge setzt sind. Die oberen Enden der Kontaktelemente ragen in den vom Kragen 2 umschlossenen Innenraum 7 des Steck verbinders, wo sie mit hier nicht näher dargestellten Kontaktelementen eines entsprechenden Gegensteckers 8 in Kontakt gelangen können.

Die Seitenwände 9 des Kragens 2 sind mit 3seitig frei geschnittenen, federelastischen Zungen 10 versehen, de ren verdickte Enden 11 in den Innenraum weisen. Auf der zur Leiterplatte weisenden Seite des Bodentei les 3 ist eine umlaufende Ausnehmung 12 eingeformt, in die eine elastische, leitfähige Dichtung 13 eingelegt ist. Die Ausnehmung bzw. Dichtung umgibt dabei die aus dem Bodenteil herausragenden Kontaktelementenden. Die Oberfläche des Trägerkörpers ist allseitig mit einem leitfähigen Überzug versehen, der z. B. als Metallisie rung des Kunststoffmaterials ausgeführt sein kann. Aus genommen von diesem leitfähigen Überzug sind jedoch die Oberseite und die Unterseite des Bodenteiles in dem Be reich, in den die Kontaktelemente eingesetzt sind, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

Die Leiterplatte ist in dem Bereich, in dem die Dich tung 13 aufliegt, mit einer Metallisierung 14 versehen, die an Massepotential angeschlossen ist.

Durch die allseitige Metallisierung des Trägerkörpers wird eine Abschirmung der im Innenraum 7 befindlichen Kontaktelemente erzielt, wobei die elastische, leitfä hige Dichtung die Verbindung zwischen dem Massepotential der Leiterplatte und der Trägerkörper-Metallisierung herstellt. Die elastischen Zungen 10, insbesondere deren Enden 11, treten beim Einstecken eines Gegensteckers mit dessen vorzugsweise ebenfalls metallisierter Oberfläche in elektrischen Kontakt und bewirken die durchgehende Abschirmung der Steckverbindung.

Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Steckverbinder ent spricht im wesentlichen dem eingangs beschriebenen Steckverbinder, wobei bei entsprechenden Teilen auch die entsprechenden Bezugszeichen eingetragen sind. Bei die sem modifizierten Steckverbinder sind jedoch die äußeren Seitenwände 9 vollständig geschlossen ausgebildet, und die freigeschnittenen, federnden Zungen 10 sind an inne ren Wandteilen 15 ausgebildet. Dabei sind die inneren Wandteile über Rippen 16 mit den äußeren Seitenwänden verbunden. Durch die geschlossenen, äußeren Seitenwände wird eine vollständige Abschirmung der Steckverbindung erzielt, da bei manchen hochfrequenten Anwendungen die Schlitze der freigeschnittenen Zungen der Ausführung gem. Fig. 1 die Abschirmwirkung ggf. schwächen können.

Schließlich ist in den Fig. 5 und 6 ein weiterhin modi fizierter Steckverbinder dargestellt. Dieser Steckver binder besteht im wesentlichen ebenfalls aus einem Trä gerkörper 1 aus Kunststoffmaterial mit einem Kragen 2 und einem Bodenteil 3, in das stiftförmige Kontaktele mente 4 eingesetzt sind. Das Bodenteil weist eine umlau fende Ausnehmung 12 auf, in die eine elastische, leitfä hige Dichtung 13 eingelegt ist, die über den Trägerkörper 1 hinausragt.

Über den Trägerkörper 1 ist ein Schirmrahmen 17 aus Kunststoffmaterial gestülpt und mit diesem durch geeig nete Mittel, wie z. B. Rastmittel o. ä. verbunden. Der Schirmrahmen weist eine äußere, umlaufende, geschlossene Wand 18 und eine innere, mit 3seitig freigeschnittenen Zungen 19 versehene Wand 20 auf, wobei die beiden Wände miteinander verbunden sind.

Die Wände 18, 20 weisen dabei einen Abstand auf, der der Dicke des Kragens 2 des Trägerkörpers 1 entspricht, so daß dieser dazwischen aufgenommen werden kann.

Die freigeschnittenen Zungen 19 sind federelastisch und haben verdickte Enden 21, die in den Innenraum 7 des Steckverbinders ragen.

Die Oberflächen des Schirmrahmens 17 sind mit einem elektrisch leitenden Überzug versehen und die äußere Wand 18 endet in einem solchen Abstand zu der Unterseite des Bodenteiles 3, daß sie auf die Dichtung 13 drückt.

Beim Aufsetzen des Steckverbinders auf die Leiterplatte 5 wird die Dichtung zwischen der Vorder seite der Wand 18 und der Leiterplatte 5 bzw. deren Me tallisierung 14 geklemmt und die durchgehende elektri sche Verbindung der metallisierten Oberfläche des Schirmrahmens und der auf Massepotential liegenden Lei terplattenmetallisierung erzielt.

Ähnlich wie bei den weiter oben beschriebenen Ausführun gen eines Steckverbinders treten die verdickten Enden 21 der Zungen 19 mit metallisierten Flächen eines Gegen steckers 8 in Kontakt und bewirken eine zuverlässige Verbindung der allseitigen Abschirmung der Steckverbin dung.

In den Fig. 7 und 8 sind der Vollständigkeit halber mo difizierte leitfähige Dichtungen und deren Anordnung dargestellt. Dabei ist in der Fig. 7 eine flache Dich tung gezeigt, die in eine einfache Ausnehmung im Boden teil eingelegt ist, während in der Fig. 8 das Bodenteil ohne Ausnehmung ausgebildet ist, und die Dichtung ist vor der Montage des Steckverbinders auf der Leiterplatte über den Trägerkörper im Bereich des Bodenteiles ge streift bis sie am Schirmrahmen anliegt. Es versteht sich von selbst, daß die Dichtung in allen Fällen ein gewisses "Übermaß" aufweist, so daß sie zwischen Schirm rahmen und Leiterplatte beim Aufsetzen des Steckverbin ders gequetscht wird.

Claims

1. Elektrischer Steckverbinder, insbesondere mehrpoli ger Messersteckverbinder, wobei der Steckverbinder im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist und einen Trägerkörper (1) aus Isoliermaterial mit einem Bodenteil (3) mit Ausnehmungen aufweist, in die stiftförmige Kontaktelemente (4) eingesetzt sind, und bei dem ein den Steckbereich der Kontaktelemente umgebender Kragen (2) vorgesehen ist, wobei in der Unterseite, d. h. zur Leiterplatte (5) weisenden Seite des Bodenteiles (3) eine umlaufende Ausnehmung (12) eingeformt ist, die den Bereich der Kontaktele mente umgibt, und in die eine elastische, elektrisch leitende Dichtung (13) eingelegt ist, wobei die Oberfläche des Trägerkörpers (1) allseitig - mit Ausnahme der Kontaktbereiche auf der Ober- und Un terseite des Bodenteiles (3) - mit einem leitenden Überzug versehen ist, und wobei die Wände des Kra gens (2) mit in den Innenraum (7) des Kragens wei senden Kontaktmitteln zur elektrischen Kontaktierung mit einem eingeführten Gegenstecker (8) versehen sind.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmittel als auf die Wände des Kragens (2) aufsteckbare, metallische Klammern aus gebildet sind.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmittel als warzenartige Erhöhungen auf den inneren Wänden des Kragens (2) ausgebildet sind.

4. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktmittel als 3seitig freigeschnittene Zungen (10) in den Wänden des Kragens (2) ausgebil det sind, wobei die Zungen (10) federelastisch in Quer- bzw. Längsrichtung des Kragens (2) biegbar sind, und
daß die Enden der Zungen (10) mit in den Kragenin nenraum weisenden Verdickungen (11) versehen sind.

5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit freigeschnittenen Zungen (10) versehene Kragen von einem weiteren, allseits geschlossenen Kragen umgeben ist, wobei dieser äußere Kragen ei nerseits einstückig mit dem Bodenteil (3) verbunden ist und andererseits über Rippen (16) mit dem inne ren Kragen verbunden ist.

6. Elektrischer Steckverbinder, insbesondere mehrpoli ger Messersteckverbinder für Leiterplatten mit Mit teln zur Abschirmung, wobei der Steckverbinder im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist und ei nen Trägerkörper aus Isoliermaterial mit einem Bo denteil mit Ausnehmungen aufweist, in die stiftför mige Kontaktelemente eingesetzt sind, und bei dem ein den Steckbereich der Kontaktelemente umgebender Kragen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kragen (2) des Trägerkörpers (1) ein Schirmrahmen (17) aus Kunststoffmaterial aufgescho ben ist, der eine äußere, umlaufende, geschlossene Wand (18) sowie zur äußeren Wand entsprechend der Dicke des Kragens (2) beabstandete innere Wände (20) aufweist, wobei die inneren Wände mit 3seitig frei geschnittenen Zungen (19) versehen sind, die in Querrichtung der Wände federelastisch sind und deren Enden mit in den Innenraum des Steckverbinders wei senden Verdickungen (21) versehen sind, daß die Oberflächen des Schirmrahmens (17) mit einem elektrisch leitenden Überzug versehen sind, und daß der äußere Kragen des Schirmrahmens in einem solchen Abstand von der Unterseite des Boden teiles (3) endet, daß die Vorderseite des Kragens nach dem Aufsetzen des Steckverbinders auf eine Leiterplatte auf eine zwischen Schirmrahmen/Steckverbinder und Leiterplatte gelegte, umlaufende, elastische und leitfähige Dichtung (13) drückt.