DE69212451T2 - Modularer elektrischer Steckverbinder - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare elektrische Steckverbindervorrichtung, die insbesondere zum Herstellen von elektrischen Kontakten ausgehend von einer Haupt- oder Nebenplatine verwendet werden kann.
• Aus US-A-4 959 024 (ERNI) ist ein abgeschirmter Steckverbinder zum Verbinden von zwei gedruckten Leiterplatten bekannt. Er umfaßt einen ersten weiblichen Steckverbinder, der zur Montage auf einer Hauptplatine vorgesehen ist und eine äußere Abschirmung aufweist, die aus einem U-förmigen Profil besteht, das sich über die gesamte Länge des Steckverbinders erstreckt und an der Hauptplatine über Massekontaktenden befestigt ist. Ein zentraler Isolatorkörper umfaßt weibliche Steckverbinder mit elastischer Kupplung, von denen ein Ende in Form einer Spitze mit der Hauptplatine verbunden ist. Ein männlicher Steckverbinder, der eine Nebenplatine und zwei externe, mit der Nebenplatine verbundene Abschirmabschnitte trägt, ist durch Hineinstecken mit dem ersten Steckverbinder verbunden, um gleichzeitig die Kontakte des männlichen und des weiblichen Steckverbinders sowie deren Abschirmelemente aneinander anzuschließen.
• Ein solches Verbindungssystem zwischen einer Hauptplatine und einer Nebenplatine hat folgende Nachteile:
• - Die Montage auf der Hauptplatine erfordert eine Zusammenbauoperation in zwei Schritten, nämlich die Montage des Abschirmelements an der Hauptplatine und danach das Anschließen des eigentlichen Steckverbinders; der Steckverbinder ist nicht wirklich modular, da das Abschirmelement die gesamte Länge des Verbinders einnimmt.
• - Diese Konstruktion ist wenig geeignet zur Verwendung von Verwechslungssicherungsmitteln, bzw. wenn sie verwendet werden, erfordern sie eine Vergrößerung der seitlichen Ausmaße des Steckverbinders.
• - Die Abschirmung des die Nebenplatine tragenden Steckverbinders ist nur an der Nebenplatine befestigt.
• - Die Abschirmung der Nebenplatine ist mangelhaft, da die zweiteilige Abschirmung des zweiten Steckverbinders nur auf einer Seite der Nebenplatine wirksam ist.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbindervorrichtung, die insbesondere zur Herstellung von Verbindungen mit Platinen wie etwa Haupt- und Nebenplatinen geeignet ist, und bei der einer oder mehrere der obengenannten Nachteile vermieden werden.
• Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung kann ein modulares elektrisches Steckverbinderelement, insbesondere zum Anschließen an eine Hauptplatine, das alle gewünschten Anschluß- und Abschirmungsfunktionen besitzt, durch eine einfache Steckoperation montiert werden.
• Das erfindungsgemäße modulare elektrische Steckverbinderelement ist zu diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, daß es einen Isolatorkörper mit einem zentralen Bereich zum Aufnehmen von elektrischen Kontaktelementen und zwei zu einer Achse des zentralen Bereichs im wesentlichen senkrechte Seitenäste umfaßt, deren Breite gleich der des Moduls ist, daß jeder Seitenast an einer Außenseite ein Abschirmelement aufweist, das sich über einen größeren Teil seiner Oberfläche erstreckt, wobei ein solches Abschirmelement wenigstens ein Haltemittel zum Halten in Position am Isolatorkörper, wenigstens ein elektrisches Verbindungsmittel, das über den Isolatorkörper übersteht, und wenigstens ein elastisches elektrisches Kontaktmittel umfaßt, das durch wenigstens eine entsprechende Öffnung des Seitenasts auf eine Innenseite dieses Seitenastes mündet.
• Da das Abschirmelement außerhalb des Isolatorkörpers angeordnet ist und die Kontaktaufnahme durch das Innere stattfindet, sind die Innenseiten der Seitenäste frei und können verwendet werden, um bekannte Verwechslungssicherungen z.B. gemäß der europäischen Patentanmeldung EP-A-392 629 (DU PONT DE NEMOURS B.V.) einzusetzen.
• Das Abschirmelement kann sich über praktisch die gesamte Breite der entsprechenden Außenfläche erstrecken. Es ist nicht notwendig, wenn die modularen Elemente nebeneinander ausgerichtet sind, daß die Abschirmelemente sich berühren. Es genügt, daß sie den Kontaktreihen benachbart sind, vorzugsweise über deren gesamte Länge.
• Die Abschirmelemente können in Aussparungen der entsprechenden Außenseiten angeordnet werden.
• Das elastische elektrische Kontaktmittel weist vorteilhafterweise wenigstens einen in einem distalen Bereich des entsprechenden Seitenastes angeordneten Hebel auf. Das Abschirmelement kann dann ein in Verlängerung dieses Hebels in einem proximalen Bereich des Seitenastes angeordnetes Versteifungselement aufweisen.
• Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das distale Ende des Hebels eine zum Inneren des Isolatorkörpers hin gerichtete Kröpfung auf.
• Das elastische elektrische Kontaktmittel kann so beschaffen sein, daß es sich in Ruhestellung durch die Öffnung hindurch über die Innenseite hinaus zum Inneren des Isolatorkörpers hin erstreckt.
• Das Haltemittel zum Halten des Abschirmelements am Isolatorkörper kann aus einer Zunge des Abschirmelements, die mit wenigstens einer Rille des Isolatorkörpers, insbesondere durch Eindrücken der Zunge in die Rille, zusammenwirkt, und/oder einem unter Hitze verformbaren Stift bestehen.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kontaktelemente männliche Kontakte und der zentrale Bereich und die Seitenäste bilden einen Querschnitt in Form eines abgeflachten U. Ein solches modulares Steckverbinderelement ist sowohl als männlicher Steckverbinder verwendbar, wenn männliche Kontakte daran fest montiert werden, als auch als Brücke, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Hauptplatine montiert ist, durch die die Enden der männlichen Kontakte eines männlichen Steckverbinders hindurchverlaufen, die in den Öffnungen der Brücke gleiten. Eine solche Brücke kann einen weiblichen Kabelsteckverbinder aufnehmen.
• Eine Mehrzahl von modularen Elementen der oben definierten Art können nebeneinander mit einer Hauptplatine einer gedruckten Schaltung verbunden montiert sein, wobei wenigstens ein Steckverbinder Kontakte, die elektrisch mit den Kontaktelementen eines modularen Elements zusammenwirken, sowie ein äußeres Abschirmelement aufweist, das eingerichtet ist, um elektrisch mit den elastischen elektrischen Kontaktmitteln des Abschirmelements zusammenzuwirken. Das äußere Abschirmelement kann wenigstens eine Verlängerung aufweisen, die sich auf den zentralen Bereich des Isolatorkörpers des modularen Elements zu erstreckt und entlang der Innenseite eines Seitenastes verläuft, um einen kontinuierlichen Massekontakt solange zu ermöglichen, wie die Kontaktelemente der Steckverbinder und des modularen Elements in elektrischem Kontakt sind.
• Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein modulares elektrisches Steckverbinderelement, das sowohl als männlicher Steckverbinder verwendet werden kann, wenn es mit männlichen Kontakten ausgerüstet ist, wie auch als Verbindungsbrücke zwischen einer Hauptplatine und z.B. einem Kabelsteckverbinder, und das in einfacher Weise auf der Hauptplatine befestigt werden kann.
• Ein modulares Element nach dem zweiten Aspekt der Erfindung umfaßt, wie aus US-A-4 655 518 (TERADYNE INC) bekannt, einen Isolatorkörper mit einem Querschnitt in Form eines abgeflachten U mit einem zentralen Abschnitt zum Aufnehmen von elektrischen Kontaktelementen und zwei Seitenästen, die in einer Richtung senkrecht zur Ebene des U-förmigen Querschnitts eine Breite gleich jener des Moduls aufweisen. Erfindungsgemäß ist das Element dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenast ein Abschirmelement aufweist, das sich über einen größeren Teil von dessen Oberfläche erstreckt, wobei ein solches Abschirmelement wenigstens ein elastisches elektrisches Kontaktmittel an einer Innenseite des Seitenastes und wenigstens ein elektrisches Verbindungsmittel zum Verbinden durch den Isolatorkörper hindurch umfaßt, wobei das Abschirmelement ein Mittel aufweist, um es wenigstens in Richtung einer im wesentlichen zu einer Achse des U-formigen Querschnitts parallelen Abziehbewegung in Position am Isolatorkörper zu halten.
• Auf diese Weise wird das Vorhandensein eines mit dem Isolatorkörper verbundenen Abschirmelements genutzt, um die Befestigung des Isolatorkörpers an einer Hauptplatine sicherzustellen, wenn es sich um eine Brücke handelt, oder um die Befestigung eines männlichen Steckverbinders an einer Hauptplatine zu verstärken.
• Dieses Haltemittel kann wenigstens eine um etwa 90º gegen die Ebene des Abschirmelements umgebogene, mit wenigstens einer Rille des Isolatorkörpers zusammenwirkende Zunge aufweisen. Die Zusammenwirkung zwischen Zunge und Rille ermöglicht eine ausgezeichnete Kraftübertragung, wenn das modulare Element Abziehkräften ausgesetzt ist. Diese Zusammenwirkung kann insbesondere durch Eindrücken der Zunge in die entsprechende Rille erzielt werden. Die Rille kann im wesentlichen am Übergang zwischen dem zentralen Bereich und der entsprechenden Seitenwange, d.h. in einem Bereich nahe den elektrischen Verbindungsmitteln und dem Abschirmelement angeordnet sein, der lokal eine gute Steifigkeit aufweist.
• Eine besonders bequeme Montage des modularen Elements wird erreicht, wenn das elektrische Verbindungsmittel des Abschirmelements wenigstens einen Anschlußfuß für Einpreßmontage ("press-fit") aufweist.
• Die Abschirmelemente können eine an den zentralen Bereich des zentralen Körpers angrenzende Kante aufweisen, die eine Mehrzahl dieser Verbindungsmittel im Wechsel mit einer Mehrzahl dieser Zungen umfaßt.
• Die erfindungsgemäße elektrische Steckverbindervorrichtung kann eine erste Anordnung von modularen Elementen der oben definierten Art aufweisen, das z.B. aus Brücken für Kabelsteckverbinder besteht, die mit der Hauptplatine lediglich durch die elektrischen Verbindungsmittel verbunden sind, wobei die modularen Elemente nebeneinander montiert und mit der Hauptplatine wenigstens durch die elektrischen Verbindungsmittel verbunden sind. Eine zweite Anordnung kann aus männlichen Steckverbindern bestehen, die entgegengesetzt zu den Brücken der ersten Gruppe montiert sind, wobei die elektrischen Verbindungsmittel von erster und zweiter Gruppe ineinandergeschachtelt sind.
• Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung einen Steckverbinder mit einem zentralen Isolatorelement, das Reihen von Verbinderelementen, die einen ersten, männlichen Anschluß zum Verbinden mit einem ebenen Träger wie etwa einer Nebenplatine sowie einen zweiten, insbesondere weiblichen Anschluß umfassen, sowie einem beiderseits der Reihen von Verbinderelementen angeordneten Abschirmelement. Bei der bereits zitierten US-A-4 959 024 besteht das Abschirmelement eines solchen Steckverbinders aus zwei Teilen, die nur an der Nebenplatine befestigt sind, und bei denen das gegenüberliegende Ende nur in Position gehalten wird, wenn der Steckverbinder montiert ist.
• Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil wenigstens weitgehend dadurch behoben, daß der Steckverbinder dadurch gekennzeichnet ist, daß er wenigstens einen unter Hitze verformbaren, mit dem zentralen Element fest verbundenen Stift aufweist, daß die Abschirmvorrichtung einen mit wenigstens einer Öffnung versehenen Bereich umfaßt, wobei die Abschirmvorrichtung so geformt ist, daß, wenn sie am Steckverbinder montiert ist, diese Öffnung mit dem Stift in Eingriff kommt und zwischen diesem Bereich und dem zentralen Element ein Zwischenraum verbleibt, der vorgesehen ist, um ein Ende des Trägers aufzunehmen. Dadurch ist das Abschirmelement gleichzeitig mit der Nebenplatine und dem zentralen Element des Steckverbinders fest verbunden.
• Das zentrale Element kann wenigstens ein in der Nähe des Stiftes angeordnetes Zentrierelement aufweisen, das zur Positionierung des ebenen Trägers, insbesondere bei der Heißverformung des Stiftes, dient.
• Der erfindungsgemäße Steckverbinder ist z.B. von dem Typ, bei dem die Verbinderelemente eine Umlenkung mit einem Winkel von 90º aufweisen. In diesem Fall ist besagter Bereich vorteilhafterweise an einem Ende der Abschirmvorrichtung in der Nähe der zweiten Anschlüsse einer Reihe von Verbinderelementen angeordnet. Beim Einstecken des Steckverbinders in das modulare Verbinderelement liegt die Öffnung im Überlappungsabschnitt zwischen den Abschirmungen, was bewirkt, daß die Öffnung(en) keine Unterbrechung der Abschirmung hervorrufen.
• Die Abschirmvorrichtung kann an einer besagtem Bereich gegenüberliegenden Seite des zentralen Isolatorelements wenigstens eine Verlängerung aufweisen, die sich im wesentlichen bis zu einem distalen Ende der weiblichen Anschlüsse erstreckt.
• Die Abschirmvorrichtung kann aus zwei Teilen bestehen, die zum Anschließen an den Träger mittels ineinandergreifender Kontakte vorgesehen sind.
• Die Erfindung betrifft ferner eine Steckverbindervorrichtung mit einem Steckverbinder wie oben definiert, der auf einem ebenen Träger wie etwa einer Nebenplatine mit einer gedruckten Schaltung montiert ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß die männlichen Anschlüsse der Verbinderelemente mit dem Träger fest verbunden sind und das Ende des Trägers wenigstens eine Öffnung aufweist, durch die der Stift verläuft und zwischen dem besagten Bereich der Abschirmvorrichtung und dem zentralen Isolatorelement durch wenigstens einen besagten Stift gehalten wird, der in seinem Zustand nach der Verformung als Niete dient.
• Wenigstens ein Zentrierelement kann vom zentralen Element getragen und klemmend am ebenen Träger montiert sein. Auf diese Weise wird der ebene Träger in Position gehalten, wobei die Position auch im Lauf der Heißverformung des Stifts erhalten bleibt.
• Die Abschirmvorrichtung kann einen ersten und einen zweiten Teil aufweisen, die an zwei gegenüberliegenden Seiten des ebenen Trägers liegen. Der erste Teil der Abschirmvorrichtung kann eine Kappe umfassen, die um die männlichen Anschlüsse herum angeordnet ist und ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei am ersten Ende Kontakte vorgesehen sind, durch die der erste Teil am ebenen Träger befestigt ist, und das zweite Ende durch besagten Abschnitt gebildet ist.
• Der zweite Teil der Abschirmvorrichtung kann ein erstes und ein zweites Ende umfassen, wobei das erste Ende Kontakte aufweist, durch die es am ebenen Träger zwischen die Kontakte des ersten Endes des ersten Teils eingreifend befestigt ist, und das zweite Ende wenigstens eine Verlängerung bildet, die sich im wesentlichen bis zu einem distaten Ende der zweiten Anschlüsse erstreckt.
• Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher anhand der nachfolgenden Beschreibung, die als nicht einschränkendes Beispiel in Verbindung mit den Figuren gegeben wird. Es zeigen:
• - Figur 1 eine Verbindungsanordnung zwischen einer Hauptplatine, einer Nebenplatine und einem Kabelsteckverbinder, die eine Anordnung von erfindungsgemäßen Verbindungselementeh umfaßt, nämlich einen männlichen Steckverbinder, einen weiblichen Steckverbinder und eine Brücke zum Aufnehmen eines bekannten Kabelsteckverbinders;
• - Figuren 2a bis 2d zeigen jeweils in Ansicht von rechts im Teilschnitt, im Schnitt A-A, im Schnitt B-B und in Ansicht von links im Teilschnitt einen Isolatorkörper mit vier Reihen von Leitern gemäß der Erfindung;
• - Figuren 3a bis 3d jeweils in Ansicht von rechts im Teilschnitt, im Schnitt A-A, im Schnitt B-B und in Ansicht von links im Teilschnitt einen Isolatorkörper mit fünf Reihen von Verbindern gemäß der Erfindung;
• - Figuren 4a bis 4e jeweils eine erste Abschirmplatte in Vorderansicht, die erste Abschirmplatte im Profil, einen männlichen Steckverbinder im Querschnitt, eine zweite Abschirmplatte in Seitenansicht und die zweite Abschirmplatte in Vorderansicht;
• - Figuren 5a bis 5c einen erfindungsgemäßen männlichen Stecker im zusammengebauten Zustand mit zwei Abschirmplatten im Querschnitt, in Seitenansicht und in Draufsicht;
• - Figuren 6a und 6b jeweils im Querschnitt und in Seitenansicht einen erfindungsgemäßen männlichen Steckverbinder montiert auf einer Hauptplatine vor dem Anbringen einer Brücke;
• - Figur 7 einen Querschnitt durch einen auf einer Hauptplatine entgegengesetzt zu einer Brücke montierten männlichen Steckverbinder gemäß der Erfindung;
• - Figuren 8a bis 8c im partiellen Querschnitt jeweils eine Brücke vor ihrer Montage auf einer Hauptplatine entgegengesetzt zu einem männlichen Steckverbinder, die mit der Hauptplatine verbundene Brücke mit einem davorgehaltenen Kabelsteckverbinder, und den in die Brücke eingerasteten Kabelsteckverbinder;
• - Figur 9a einen Anschlußsteckverbinder zum Anschließen eines männlichen Steckverbinders an eine Nebenplatine im Moment seines Zusammenbaus mit seinem zweiteiligen Abschirmelement;
• - Figur 9b die zwei Teile des Abschirmelements in Seitenansicht,
• - Figur 9c den Schnitt G-G aus Figur 9a;
• - Figuren 10a bis 10e jeweils einen Längsschnitt durch einen Anschlußsteckverbinder nach Zusammenbau der in Figur 9a gezeigten Elemente, einen Schnitt C-C durch ein solches Element; eine Draufsicht auf einen solchen Verbinder, einen Teilschnitt durch den vorderen Bereich eines solchen Verbinders und einen Teilschnitt, der den heißverformbaren Stift vor und nach Verformung beim Zusammenbau des Verbinders zeigt;
• - Figuren 11a, 11b und 11c im Profil jeweils ein Verbindungselement, zwei nebeneinander angeordnete modulare Verbindungselemente und vier nebeneinander angeordnete modulare Verbindungselemente.
• Gemäß den Figuren 2a bis 2d hat ein allgemein mit 4 bezeichneter Isolatorkörper ein Profil in Form eines abgeflachten U mit einem zentralen Abschnitt 11, der mit Öffnungen 14 zum Aufnehmen von elektrischen Kontakten versehen ist, und zwei Seitenästen 12 und 13. Eine solche Anordnung ist an sich aus US-A-4 655 518 zum Aufnehmen von männlichen Kontakten bekannt. Der Ast 13 umfaßt Verwechslungssicherungs- und/oder Kupplungsrillen 30, die auf seine Innenseite 31 münden. Die Außenseiten 31 der Äste 12 und 13 besitzen jeweils eine Ausnehmung 15 von im allgemeinen rechteckiger Form, deren Breite praktisch gleich der Breite 1 des entsprechenden Astes mit Ausnahme von zwei Seitenstreifen 33 ist. Die Ausnehmungen 15 erstrekken sich in Höhe des Astes bis über die Kontaktdurchgangsöffnung 17 hinaus, die am distalen Ende der Äste 12 und 13 liegt. Der Boden 26 der Ausnehmungen 15 weist einen unteren ebenen Bereich 16, einen oberen mittleren Bereich, der eine an die Öffnung 17 anschließende schiefe Ebene 19 bildet, und oberhalb der Öffnung 17 einen Anschlag 25 auf. Am Übergang 18 zwischen den Seitenästen 12 und 13 und dem zentralen Bereich 11 schließt der Boden 16 der Ausnehmungen 15 über Fasen 21 an Rillen 20 an, die in Richtung der Breite des Astes angeordnet sind. Figur 2c zeigt Aussparungen 54 für heißverformbare Stifte. Jede Aussparung 54 liegt zwischen den Öffnungen 17 am distalen Ende der Äste 12 und 13. Wie Figur 2c ferner zeigt, ist der untere Bereich 16 des Bodens 26 der Ausnehmung 15 über Fasen 22' durch zwei schmale Profile, ein horizontales 22 und ein vertikales 24 verlängert, die tiefer als die Rillen 20 und mit diesen abwechselnd angeordnet sind.
• Die seitlichen Ränder 27 der Seitenäste 12 und 13 sind durch Streben 52 verlängert, deren unterer Bereich in derselben Ebene wie der untere Bereich der Profile 24 liegt. Die distalen Enden der Äste 12 und 13 weisen Eingangsfasen 53 auf.
• In den Figuren 2a bis 2d sind vier Reihen von Löchern 14 gezeigt, die einer Verbindung vom Typ 4+2 (4 Verbinderelemente + 2 Abschirmreihen) mit einem zentralen Bereich der Breite L&sub1; entsprechen, wohingegen die ansonsten identischen Figuren 3a bis 3d einen breiteren zentralen Bereich 11 (Breite L&sub2;) mit fünf Reihen von Öffnungen 14 entsprechend einer Verbindung vom Typ 5+2 zeigen.
• In den Figuren 4a bis 4e ist ein männlicher Steckverbinder 3 gezeigt, bei dem die elektrischen Kontakte 60 in den Öffnungen 14 des zentralen Bereichs 11 press-fit- montiert sind, und der bereit ist, an seinen Seitenästen 12 und 13 allgemein mit 40 bezeichnete Abschirmplatten aufzunehmen. Eine Abschirmplatte 40 umfaßt eine Grundplatte 37, die durch eine schmalere obere Platte 41 fortgesetzt ist an deren beiden Seiten Kontaktarme 46 an die Basisplatte 37 angeschlossen sind. Jeder der Kontaktarme 46 umfaßt einen geneigten Abschnitt, dessen Neigungswinkel in Ruhe dem des geneigten Bereichs 19 entspricht, und der durch eine Kröpfung 48 verlängert ist, deren Maße jenen der Öffnung 17 entsprechen. Die Kröpfung 48 ist ihrerseits durch ein Ende 49 verlängert, das vorgesehen ist, um mit dem Anschlag 25 zusammenzuwirken. Die Basisplatte 37 umfaßt in Verlängerung der Kontaktarme 46 zwei gekrümmte mechanische Verstärkungen 47. Der obere Bereich 41 der Basisplatte 37 weist an einer Seite drei Zungen 45 auf, die bei 45' unter 90º in Richtung der Kröpfung 48 abgewinkelt sind, um mit den entsprechenden Rillen 20 zusammenzuwirken, und die mit zwei männlichen Kontaktelementen 42 abwechseln, die Enden 43 aufweisen, die in eine Platine press-fit-montiert werden können. Die zwei männlichen Kontakte 42 weisen bei 44' und 44" zwei gegenläufige 90º-Biegungen auf, die einen zurückspringenden horizontalen Abschnitt definieren, der vorgesehen ist, um an der Horizontalfläche 22 anzuliegen, wobei das entsprechende Ende 43 in Verlängerung der vertikalen Fläche 24 zu liegen kommt. Wie die Figuren 4a bis 4e zeigen, bekommt der männliche Steckverbinder 3 zwei identische Abschirmplatten 40. Sie werden in Richtung der Pfeile der Figur 4c an den Seitenästen 12 und 13 auf die in Figuren 5a bis 5c gezeigte Weise befestigt. Figur 5b zeigt die Positionierung der männlichen Kontakte 43, die seitlich versetzt ist, was in Seitenansicht zu alternierenden Kontakten führt, und was wie man im folgenden erkennen wird, zu einer ineinandergreifenden Montage in der gleichen Ebene bei entgegengesetzter Anbringung eines männlichen Steckverbinders und einer Brücke an einer Hauptplatine führt. Auf der Hauptplatine sind die männlichen Kontakte 43 des männlichen Steckverbinders und der Brücke miteinander verbunden. Die Zungen 45 sind in die Rillen 20 eingepreßt, wodurch die Abschirmelemente am männlichen Steckverbinder gehalten werden können und ein modulares Element geschaffen werden kann, das auf einer Platine in einem einzigen Einbauarbeitsgang montiert werden kann. Die Aussparung 54 ermöglicht dank ihres verformbaren Stifts, die Platte 41 bei Biegungen der Arme 46 an Ort und Stelle zu halten.
• In Figur 5a folgen die Hebel 46 in Ruhestellung mit ihren distalen Bereichen dem geneigten Profil 19, und die Kröpfung 48 steht über die Innenseiten 31 der Seitenäste 12 und 13 über und ihre Enden 49 drücken auf die entsprechenden Anschläge 25. Die Dicke der Seitenwangen 12 und 13 wird so genutzt, um den Hub der elastischen Kontakte 46 aufzunehmen (siehe Figur 1).
• Die elektrischen Kontakte 60 weisen einen aktiven Bereich 62 auf, der innerhalb des U-Profils des männlichen Steckverbinders 3 angeordnet ist, und da sie bei 61 mit dem zentralen Bereich verbunden sind, können sie zur gleichen Zeit wie die Kontakte 43 gemäß der als "press-fit" bezeichneten Zwangseinführungstechnik in eine Hauptplatine 1 eingeführt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die männlichen Steckverbinder ferner Enden 64 und 65 auf, die über die Unterseite 6 der Hauptplatine überstehen, um mit einer Brücke 4 zusammenzuwirken, die eingerichtet ist, um einen Kabelverbinder aufzunehmen. Die allgemein mit 4 bezeichnete Brücke besteht aus einem Isolatorkörper 5, wie in den Figuren 2a bis 2d oder 3a bis 3d dargestellt, an den zwei Abschirm- und Verbindungsplatten 40 angesetzt sind, wie in Figuren 4a, 4b, 4d und 4e gezeigt. Die Öffnungen 14 der Brücke 4 gleiten frei entlang des Endes 65 der männlichen Kontakte 60, bis sie an der Unterseite 6 der Hauptplatine 1 anschlagen, wobei die Brücke 4 mit der Hauptplatine lediglich durch männliche Kontakte 43 verbunden ist, die in entsprechende Öffnungen der Hauptplatine 1 eingezwängt (press-fit) sind. Figur 6b zeigt die in ein und derselben Ebene ineinandergreifende Stellung der Kontakte 43 der Brücke 4 und des entgegengesetzt dazu montierten männlichen Steckverbinders 3. Diese ineinandergreifende Montage ist günstig für eine gute Abschirmung. Figur 7 zeigt im Schnitt eine Anordnung mit einem männlichen Steckverbinder, einer Hauptplatine und einer Brücke nach gegensinnigem Zusammenbau. Die aktiven Enden 65 der Kontakte 60 stehen zum Inneren des U-förmigen Isolatorkörpers der Brücke 4 über, um mit einem Kabelsteckverbinder zusammenzuwirken. Man beachte, daß beim Einzwängen der Kontakte 43 der zurückspringende horizontale Abschnitt 44 an der horizontalen Fläche 22 zu liegen kommt. So kann durch die Anschlagwirkung der Flächen 22 vermieden werden, daß die beim Einführen der Kontakte 43 auftretenden Kräfte auf die Basisplatte 37 übertragen werden und diese verformen.
• Dies ist in den Figuren 8a bis 8c gezeigt. Die weiteren Operationen umfassen somit ein Anbringen der Brücke (Figur 8a), das Einführen eines allgemein mit 70 bezeichneten Kabelsteckverbinders, der in seinem vorderen Bereich einen von einem Riegelhebel getragenen Riegel 78, aufweist, der mit der Öffnung 30 des Astes 13 der Brücke zusammenwirkt. Der Kabelsteckverbinder 70 weist Öffnungen 72 für die männlichen Leiter 60, weibliche Kontakte 73 und Kabelmontagehülsen 74, 75 auf. Die Brücke ist von einer isolierenden Hülle 71 umgeben. Der Kabelsteckverbinder 70 ist von einer metallisierten Plastikhülse 76 umgeben, die dessen Abschirmung sicherstellt und mit den Kröpfungen 48 in Kontakt tritt (siehe Figur 1).
• Figur 8c zeigt genauer die Verteilung der mechanischen Funktionen, wenn eine Zugkraft auf den Kabelsteckverbinder ausgeübt wird. Die am Riegel 78 erzeugten Aktionskräfte F und Reaktionskräfte R werden über in den Rillen 20 angeordnete Zungen 45 auf die Abschirmplatten und dann auf die männlichen Kontakte 43 übertragen, die den Halt der Brücke an der Hauptplatine 1 sicherstellen. Dabei gewährleisten die 90º-Biegungen 44 der Kontaktfüße 42 eine gewisse Elastizität der Verankerung der Brücke.
• Wenn zusätzlich auf den männlichen Steckverbinder 3 eine Zugkraft ausgeübt wird, so kommt zu den von den bei 61 in den zentralen Bereich 11 eingefügten männlichen Kontakten 60 erzeugten Haltekräften die von den Abschirmplatten 40 rückübertragene Befestigungskraft hinzu.
• Die Figuren 9a bis 9c zeigen ein Steckverbinderelement zum Anschließen eines männlichen Steckverbinders an eine Nebenplatine 2. Es umfaßt einen vorderen Isolatorkörper 81 mit Öffnungen, in denen weibliche Kontakte 83 angeordnet sind, die sich in Form von zylindrischen Leitern 85 mit einer 90º-Krümmung bei 86 fortsetzen und einen hinteren Bereich 87 aufweisen, der durch männliche Einpreßkontakte 88 verlängert ist. Die zylindrischen Kontakte 85, 86, 87 sind in einen allgemein mit 89 bezeichneten hinteren Isolatorblock eingelassen. Der Isolatorkörper 81 weist in der Nähe der männlichen Kontakte 88 einen heißverformbaren Stift 110 mit einem Ende 115 auf. Zwei Zentrierstifte 114 umgeben den verformbaren Stift 110. Das erste, allgemein mit 91 bezeichnete Abschirmelement umfaßt eine ebene Seite 92, die eine Kappe für die überstehenden Enden der Kontakte 88 bildet. Diese Kappe 92 ist an einem Ende durch Einpreßkontakte 94, die zu ihr einen Winkel von 90º bilden (Knick 93), und am zweiten Ende durch ein unter 45º geneigtes Profil 95 verlängert, das durch eine ebene Fläche 96 verlängert ist, die eine Öffnung 100 aufweist, deren Durchmesser dem des Stifts 110 entspricht, um dessen Ende 115 durchzulassen. Die Öffnung 100 ist von zwei Kontaktvorsprüngen 97 umgeben, die vorgesehen sind, um mit den Kröpfungen 48 zusammenzuwirken. Die Vorsprünge 97 nehmen die Enden der Zentrierstifte 114 auf. Die ebene Fläche 96 ist durch eine Strebe 99 verlängert, die zu dieser einen Winkel von 90º bildet, wodurch ein Zwischenraum 120 gebildet wird, der geeignet ist, ein Ende 2' der Nebenplatine 2 aufzunehmen und einzuschließen. Die Strebe 99 definiert einen Zwischenraum, um das Ende einer Nebenplatine 2 zu umgeben und aufzunehmen. Eine zweite, allgemein mit 101 bezeichnete Kappe weist zwei ebene Bereiche 102 und 106 auf, die durch eine 90º- Biegung 105 derart verbunden sind, daß sie der Bahn der Leiterelemente des Steckverbinders folgen und sie umgeben. Der ebene Bereich 106 ist durch Einpreßkontakte 107 verlängert, die zwischen die Kontakte 94 eingreifen, um eine gute Kontinuität der Abschirmung zu gewährleisten. Die Kontakte 94 und 107 sind durch Leiter der Nebenplatine 2 miteinander verbunden. Das distale Ende des ebenen Bereichs 102 ist durch zwei Seitenarme 104 verlängert, die dazu dienen, einen kontinuierlichen Massekontakt zu ermöglichen und aufrechtzuerhalten, bis die Hauptleiter voneinander getrennt sind.
• Der Zusammenbau wird auf folgende Weise durchgeführt (Figuren 10a bis 10e): Ein mit 112 bezeichnetes Werkzeug mit L-Kontur folgt der Kontur der Abschirmung 100 und ermöglicht die Einführung von deren Kontakten 107 in die Nebenplatine 2 gleichzeitig mit den Kontakten 88, ohne die Abschirmplatte 101 zu verformen. Im Laufe dieser Operation werden die Zentrierstifte 114, die den heißverformbaren Stift 110 umgeben, mit leichtem Druck in die Nebenplatine 2 eingeführt, um diese provisorisch festzuhalten. Anschließend wird die Abschirmung 91 angebracht, indem ihre Kontakte 94 in die entsprechenden Öffnungen der Nebenplatine eingepreßt werden. Die Öffnung 100 wird vom Ende 115 des Stifts 110 durchquert. Um ihre Kontakte 94 in die Nebenplatine 2 einzupressen, wird die Abschirmplatte 91 ebenfalls von einem entsprechend geformten Werkzeug gehalten, das sie umgibt und ihre Verformung verhindert.
• Anschließend wird der Stift 110 heißverformt, wobei die Anordnung einerseits von den Zentrierstiften 114, andererseits durch die Befestigung der Platte 91 über ihre Kontakte 94 provisorisch gehalten wird. Nach der Verformung nimmt das Ende 115 des Stifts 110 die Form eines abgeflachten Kopfes 111 an (Figuren 10b und 10e). Die Zentrierstifte 114 haben somit die doppelte Funktion, einerseits eine gute Zentrierung der Nebenplatine unabhängig von den Verformungen des Stifts 110 zu gewährleisten, und andererseits, diese bei der Heißverformung des Stiftes 110 provisorisch zu halten.
• Die Figuren 11a bis 11c zeigen die Anwendung des erfindungsgemäßen modularen Steckverbinderelements, das sowohl einzeln (Figur 11a) als auch paarweise (Figur 11b) oder in größerer Zahl gekoppelt, z.B. zu viert (Figur 11c), eingesetzt werden kann.

Claims (12)

1. Modulares elektrisches Steckverbinderelement (3), gebildet aus einem Isolatorkörper mit einem zentralen Bereich (11) zum Aufnehmen von elektrischen Kontaktelementen (60) und zwei zu einer Achse des zentralen Bereichs (11) im wesentlichen senkrechten Seitenästen (12, 13), deren Breite (1) gleich der des Moduls ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenast an seiner Außenseite (32) ein Abschirmelement (40) aufweist, das sich über einen größeren Teil seiner Oberfläche erstreckt, wobei ein solches Abschirmelement (40) wenigstens ein Haltemittel (45, 54) zum Halten in Position am Isolatorkörper, wenigstens ein elektrisches Verbindungsmittel (43), das über den Isolatorkörper übersteht, und wenigstens ein elastisches elektrisches Kontaktmittel (46, 48) umfaßt, das durch wenigstens eine entsprechende Öffnung (17) des Seitenastes (12, 13) auf eine Innenseite (31) des Seitenastes (12, 13) mündet.

2. Modulares Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Abschirmelement über praktisch die gesamte Breite der entsprechenden Außenseite (32) erstreckt.

3. Modulares Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (40) in einer Ausnehmung (15) der entsprechenden Außenseite (32) angeordnet ist.

4. Modulares Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische elektrische Kontaktmittel (46, 48) wenigstens einen in einem distalen Bereich des Seitenastes (12, 13) angeordneten Hebel (46) aufweist.

5. Modulares Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschirmelement (40) ein in Verlängerung des Hebels (46) in einem proximalen Bereich des Seitenastes (12, 13) angeordnetes Versteifungselement (47) aufweist.

6. Modulares Element nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende des Hebels (46) eine zum Inneren des Isolatorkörpers hin gerichtete Kröpfung (48) aufweist.

7. Modulares Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Kontaktmittel (46, 48) so beschaffen ist, daß es sich in Ruhestellung durch die Öffnung (17) hindurch über die Innenseite (31) hinaus zum Inneren des Isolatorkörpers hin erstreckt.

8. Modulares Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Verbindungsmittel (43) wenigstens einen einpreßmontierten ("press-fit") Anschluß aufweist.

9. Modulares Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite eines besagten Seitenastes Verwechselungssicherungsmittel (30) aufweist.

10. Modulares Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontaktelemente (60) männliche Kontakte sind und daß der zentrale Bereich (11) und die Seitenäste einen Querschnitt in Form eines abgeflachten U aufweisen.

11. Elektrischer Steckverbinder, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Mehrzahl von modularen Elementen (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die nebeneinander mit einer Hauptplatine (1) einer gedruckten Schaltung verbunden montiert sind, und wenigstens einen Steckverbinder (5, 70) umfaßt, der Kontakte (73, 83), die elektrisch mit den Kontaktelementen (60) eines modularen Elements (3) zusammenwirken, sowie äußere Abschirmelemente (76, 97, 101) aufweist, die eingerichtet sind, um elektrisch mit den elastischen elektrischen Kontaktmitteln (46, 48) der Abschirmelemente des modularen Elements (3) zusammenzuwirken.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenzeichnet, daß das äußere Abschirmelement (76, 97 101) des Steckverbinders (5, 70) wenigstens eine Verlängerung (104) aufweist, die sich auf den zentralen Bereich (11) des Isolatorkörpers des modularen Elements (3) zu erstreckt, um einen kontinuierlichen Massenkontakt wenigstens solange zu ermöglichen, wie die Kontaktelemente des Steckverbinders (5) und des modularen Elements (3) in elektrischem Kontakt sind.