DE10065585A1

DE10065585A1 - Steckverbindungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10065585A1
Application number: DE10065585A
Authority: DE
Inventors: Thomas Glatz; Jean Philippe Berges; Markus Laudin
Original assignee: IMS Connector Systems GmbH
Current assignee: IMS Connector Systems GmbH
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-07-11

Abstract

Um bei einer Steckverbindungsvorrichtung aus einem ersten und einem zweiten Steckverbinder (1, 2) trotz größerer mechnischer Toleranzen HF-Signale fehlerfrei übertragen zu können, sind am Gehäuse (3) des ersten Steckverbinders (1) mehrere Kontaktstifte (4) in axialer Richtung federnd verschiebbar in Stifthülsen (11) gelagert. Passgenau zu den Kontaktstiften (4) sind im Gehäuse (5) des zweiten Steckverbinders (2) Innenleiter (6) angeordnet, die bündig an der Stirnseite (19) des Gehäuses (5) enden und aus der Unterseite (17) des Gehäuses (5) des zweiten Steckverbinders (2) ragen, so dass im zusammengesteckten Zustand die Spitzen (7) der Kontaktsifte (4) mittels Federkraft auf die Enden (8) der Innenleiter (6) an der Stirnseite (19) gedrückt werden. Zur Erzielung einer HF-dichten Abschirmung sind z. B. einige der Kontaktstifte (4) auf Masse gelegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindungsvorrichtung aus einem ersten und einem zweiten Steckverbinder, wobei aus dem Gehäuse des ersten Steckverbinders mehrere Kontaktstifte ragen.

Steckverbindungen mittels zahlreicher Kontaktstifte erfordern insbesondere bei der Übertragung hochfrequenter Signale, bei spielsweise im Gigahertzbereich, bezüglich der Positionen der Kontaktstifte sehr geringe Toleranzen. Wegen der geforderten geringen mechanischen Toleranzen gestaltet sich die Herstel lung derartiger Steckverbindungsvorrichtungen aufwendig und kostenintensiv.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Steckverbindungsvor richtung mit einem ersten und einem zweiten Steckverbinder so zu gestalten, daß Hochfrequenzsignale auch bei höheren mech anischen Toleranzen fehlerfrei übertragbar sind.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 angege benen Merkmalen dadurch, daß die Kontaktstifte in axialer Richtung verschiebbar federnd im Gehäuse des ersten Steckver binders gelagert sind, daß im Gehäuse des zweiten Steckver binders passgenau zu den Positionen der Kontaktstifte Innen leiter angeordnet sind, so dass im zusammengesteckten Zustand die Spitzen der Kontaktstifte mittels Federkraft auf die Enden der Innenleiter gedrückt werden.

Die erfindungsgemäße Steckverbindungsvorrichtung besteht aus einem ersten und einem zweiten Steckverbinder, die zusammen steckbar sind. Aus dem Gehäuse des ersten Steckverbinders ragen mehrere Kontaktstifte, die in axialer Richtung federnd verschiebbar im Gehäuse gelagert sind. Durch diese Maßnahmen lassen sich Kontaktversätze zwischen den ersten und den zweiten Steckverbinder in der X- und der Y-Richtung bis zu 0,6 mm sowie in Z-Richtung sogar bis zu 0,8 mm ausgleichen, ohne daß die Übertragung von HF-Signalen beeinträchtigt wird. Die Z-Richtung stimmt mit der axialen Achse der Kontaktstifte überein, während die X- und die Y-Koordinaten die Lage der Kontaktstifte am ersten Steckverbinder beschreiben.

Das Gehäuse des ersten Steckverbinders mit den Kontaktstiften ist z. B. aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, bei spielsweise ein Kunststoff, hergestellt, während das Gehäuse des zweiten Steckverbinders aus Metall gefertigt ist.

Um eine HF-dichte Abschirmung zu erzielen, sind einige der Kontaktstifte des ersten Steckverbinders auf Masse gelegt. Zur weiteren Erhöhung der Abschirmung ist es vorteilhaft, die Impedanz der auf Masse gelegten Kontaktstifte abzustimmen.

Vorzugsweise sind die Kontaktstifte symmetrisch am Gehäuse des ersten Steckverbinders und die Innenleiter entsprechend symmetrisch am Gehäuse des zweiten Steckverbinders angeordnet, wodurch die Übertragung von HF-Signalen optimal wird. Beispielsweise sind die Kontaktstifte symmetrisch zur Mittellängsachse oder zur Mittelquerachse des Gehäuses angeordnet.

Die erfindungsgemäßen Steckverbinder sind besonders gut zur Befestigung auf oder an einer Leiterplatte geeignet.

Die Erfindung wird nun anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des ersten Steckverbinders in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles des ersten Steckverbinders,

Fig. 3 die Stirnseite mit den Kontaktstiften des Aus führungsbeispieles des ersten Steckverbinders,

Fig. 4 die Vorderseite des Ausführungsbeispieles des ersten Steckverbinders,

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel des ersten Steckverbinders,

Fig. 6 die Unterseite des Gehäuses des Ausführungsbei spieles des ersten Steckverbinders,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Gehäuse aus Fig. 6,

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel des zweiten Steckver binders in perspektivischer Ansicht,

Fig. 9 die Stirnseite des Ausführungsbeispieles des zweiten Steckverbinders,

Fig. 10 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles des zweiten Steckverbinders,

Fig. 11 die Unterseite des Gehäuses des Ausführungsbei spieles des zweiten Steckverbinders,

Fig. 12 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel des zweiten Steckverbinders,

Fig. 13 das erste Isolierteil des Ausführungsbeispieles des zweiten Steckverbinders in Draufsicht,

Fig. 14 einen Längsschnitt durch das erste Isolierteil des Ausführungsbeispieles des zweiten Steckver binders,

Fig. 15 eine Vorderansicht des zweiten Isolierteils des Ausführungsbeispieles des zweiten Steckverbin ders,

Fig. 16 das zweite Isolierteil des Ausführungsbeispiel es des zweiten Steckverbinders in Draufsicht und

Fig. 17 eine Seitenansicht eines Innenleiters des Aus führungsbeispieles des zweiten Steckverbinders.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des ersten Steckverbin ders in perspektivischer Ansicht abgebildet.

Im quaderförmigen Gehäuse 3 des ersten Steckverbinders stecken mehrere Stifthülsen 11, deren Ende mit einem Deckel abge schlossen ist. Die Stifthülsen 11 ragen sowohl aus der Rück seite als auch aus der Stirnseite des Gehäuses 3. Auf der Stirnseite des Gehäuses 3 ragen Kontaktstifte 4 mit kugelför migen Spitzen 7 aus den Stifthülsen 11.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles des ersten Steckverbinders.

Der aus der Unterseite des Gehäuses 3 ragende Teil der Stift hülsen 11 ist mit einem Deckel 12 verschlossen, der als Kon takt- oder Lötstelle dient. Die Kontakthülsen 11 ragen auch aus der Stirnseite des Gehäuses 3. In den Kontakthülsen 11 sind die Kontaktstifte 4 mit der kugelförmigen Spitze 7 ge führt.

Fig. 3 zeigt die Stirnseite des Gehäuses 3 mit den emporrag enden Stifthülsen 11 und Kontaktstiften 4 mit den kugelförmigen Spitzen 7. Die Kontaktstifte 4 sind symmetrisch zu den beiden Mittellinien des Gehäuses, der Mittellängsachse und der Mittelquerachse, angeordnet, um eine optimale Übertragung von HF-Signalen zu erzielen.

In Fig. 5 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse 3 darge stellt.

Im Gehäuse 3 ist für jede Stifthülse eine Bohrung 9 mit einer Senkung 10 vorgesehen.

In Fig. 6 ist die Unterseite mit den Bohrungen 9 des Gehäuses 3 gezeigt.

Die Stifthülsen 11 sitzen in den Bohrungen 9 und liegen mit einem Außenrand auf dem Ende der Senkung 10 auf. Die Rück seiten der Stifthülsen 11 sind mit einem hülsenförmigen Deckel 12 verschlossen. Die Kontaktstifte 4 sind in den Stifthülsen 11 geführt und werden von einer Schraubenfeder, die sich an der Innenseite des Deckels 12 abstützt, nach außen gedrückt. An der vorderen Öffnung der Stifthülsen 11 ist ein Innenrand 14 vorgesehen, gegen den ein Anschlag 15 der Kontaktstifte 11 mittels der Schraubenfeder 16 gedrückt wird. Zwischen der kugelförmigen Spitze 7 der Kontaktstifte 4 und dem Deckel 12 der Stifthülsen 11 besteht eine durchgehende elektrische Ver bindung, weil die Kontaktstifte 4 an den Stifthülsen 11 an liegen, die wiederum an den hülsenförmigen Deckeln 12 anliegen.

In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel des zweiten Steckver binders in perspektivischer Ansicht abgebildet.

An der Unterseite des Gehäuses 5 sind Steckstifte 18 zur Be festigung des Gehäuses auf oder an einer Leiterplatte ange ordnet. Außerdem ragen aus der Unterseite des Gehäuses 5 die Innenleiter 6, die an der Stirnseite des Gehäuses enden und mittels eines waagerechten Isolierteils 21 im Gehäuse 5 befestigt sind.

Fig. 9 zeigt die Stirnseite des Ausführungsbeispieles des zweiten Steckverbinders.

Aus der Unterseite des Gehäuses 5 ragen die Steckstifte 18 und die Innenleiter 6, die rechtwinklig gebogen sind. Die Enden der Innenleiter 6 schließen mit der Stirnseite des Gehäuses 5 bündig ab. Der rechtwinklig abgebogene Teil der Innenleiter 6 ist in einem waagerechten Isolierteil 21 gelagert.

Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles des zweiten Steckverbinders mit aus der Unterseite tragenden Steckstiften 18 und Innenleiter 6.

In Fig. 11 ist die Unterseite des Gehäuses 5 gezeigt, aus welchem die Steckstifte 18 ragen. Zwischen den Steckstiften 18 sind in die Unterseite des Gehäuses 5 senkrechte Bohrungen 22 zur Aufnahme von senkrechten Isolierteilen eingearbeitet.

Fig. 12 zeigt das Ausführungsbeispiel des zweiten Steckver binders im Querschnitt.

In das Gehäuse 5 ist für jeden Innenleiter 6 eine waagerechte Bohrung 23 und eine senkrechte Bohrung 22 eingearbeitet. Die waagerechte Bohrung 23 und senkrechte Bohrung 22 schneiden sich rechtwinklig. In der senkrechten Bohrung 22 sitzt ein senkrechtes hülsenförmiges Isolierteil 20 in welchem der senk rechte Teil des Innenleiters 6 steckt. Der rechtwinklig abge bogene Teil des Innenleiters 6 steckt in einem ebenfalls hülsenförmigen waagerechten Isolierteil 21, welches in der waagerechten Bohrung 23 des Gehäuses 5 steckt. Der rechtwink lig abgebogene Teil des Innenleiters 6 und das waagerechte Isolierteil 21 schließen bündig mit der Stirnseite des Ge häuses 5 ab.

Das Gehäuse 5 des zweiten Steckverbinders ist aus Metall gefertigt, während das Gehäuse 3 des ersten Steckverbinders aus einem isolierenden Kunststoff gefertigt ist.

Zur HF-Abschirmung liegen einige der Kontaktstifte 4 des ersten Steckverbinders auf Masse. Die korrespondierenden Innenleiter 6 des zweiten Steckverbinders liegen ebenfalls auf Masse und sind elektrisch mit dem Gehäuse 5 des zweiten Steck verbinders verbunden. Dies läßt sich z. B. dadurch real isieren, daß an Stelle eines waagerechten Isolierteils 21 und eines senkrechten Isolierteils 20 elektrisch leitende Teile vorgesehen sind.

Die beiden Steckverbinder werden so zusammengesteckt, daß die Spitzen 7 der Kontaktstifte 4 des ersten Steckverbinders auf den bündig mit der Stirnseite des zweiten Steckverbinders ab schließenden Enden der Innenleiter 6 aufliegen. Mittels der Schraubenfedern 6 werden die Kontaktstifte 4 mit einem vorgeb baren Druck gegen die Enden der Innenleiter 6 gedrückt, um einen guten elektrischen Kontakt herzustellen.

In Fig. 13 ist das hülsenförmige senkrechte Isolierteil (20) in Draufsicht gezeigt.

Fig. 14 zeigt einen Längsschnitt durch das senkrechte Iso lierteil (20), von dessen innerer Bohrung der Innenleiter ge führt ist.

Fig. 15 zeigt eine Seitenansicht des hülsenförmigen waage rechten Isolierteils (21).

Fig. 16 zeigt das waagerechte Isolierteil in Draufsicht. Rechtwinklig zur zentralen Bohrung des waagerechten Isolier teiles ist eine Aussparung (24) für den rechtwinklig abgebo genen Endteil des Innenleiters vorgesehen.

Schließlich ist in Fig. 17 ein Innenleiter (6) in Seitenan sicht dargestellt. Das obere Ende (6) des Innenleiters ist rechtwinklig abgebogen.

Die erfindungsgemäße Steckverbindungsvorrichtung läßt sich kostengünstig herstellen, weil durch die gefederte axiale Führung der Kontaktstifte in den Stifthülsen größere Toleranzen beim Zusammenstecken ausgeglichen werden. Die erfindungsgemäßge Steckverbindungsvorrichtung ist außerdem leicht an den jeweiligen Einsatz anpassbar, weil die Anzahl der Kontaktstifte beliebig erweiterbar ist. Durch die Maßnahme, mehrere Kontaktstifte auf Masse zu legen, wird eine HF-dichte Ab-schirmung erzielt. Durch die Maßnahme, die Kontaktstife symmetrisch am Gehäuse anzuordnen, wird eine optimale Übertragung von HF-Signalen erzielt. Als weiterer Vorteil der Erfindung ist anzumerken, dass für die Anordnung der Kontaktstifte und der Innenleiter große Positionstoleranzen in x-, y-, und z-Richtung möglich sind. Die Erfindung ist beispielsweise für die Übertragung von HF- Signalen bis zu drei Gigahertz bei mechanischen Stecktoleranzen bis zu ±0,8 mm geeignet.

Bezugszeichenliste

1

erster Steckverbinder

2

zweiter Steckverbinder

3

Gehäuse des ersten Steckverbinders

4

Kontaktstift

5

Gehäuse des zweiten Steckverbinders

6

Innenleiter

7

Spitze eines Kontaktstiftes

8

Ende eines Innenleiters

9

Bohrung

10

Senkung

11

Stifthülse

12

Deckel

13

obere Öffnung

14

Innenrand

15

Anschlag am Kontaktstift

16

Schraubenfeder

17

Unterseite des Gehäuses

5

18

Steckstift

19

Seitenwand

20

senkrechtes Isolierteil

21

waagerechtes Isolierteil

22

senkrechte Bohrung

23

waagerechte Bohrung

24

Aussparung

Claims

1. Steckverbindungsvorrichtung aus einem ersten und einem zweiten Steckverbinder (1, 2), wobei aus dem Gehäuse (3) des ersten Steckverbinders (1) mehrere Kontaktstifte (4) ragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt stifte (4) in axialer Richtung federnd verschiebbar im Gehäuse (3) des ersten Steckverbinders (1) gelagert sind, daß im Gehäuse (5) des zweiten Steckverbinders (2) passgenau zu den Positionen der Kontaktstifte Innenleiter (6) angeordnet sind, so dass im zusammengesteckten Zustand die Spitzen (7) der Kon taktstifte (4) mittels Federkraft auf die Enden (8) der Innen leiter (6) gedrückt werden.

2. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (4) und die Innenleiter (6) symmetrisch am Gehäuse (3, 4) angeordnet sind.

3. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) des ersten Steckverbinders (1) quaderförmig ausgeführt ist.

4. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im quaderförmigen Gehäuse (3) des ersten Steckverbinders 81) für jeden Kontaktstift (4) eine Bohrung (9) mit Senkung (10) vorgesehen ist.

5. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Bohrung (9) mit Senkung (10) eine Stifthülse (11) steckt, die unten mit einem Deckel (12) verschlossen ist und an deren oberer Öffnung (13) ein als Anschlag dienender Innenrand (14) umläuft, daß in jeder Stifthülse (11) ein Kontaktstift (4) mit einem Anschlag (15) geführt ist, der von einer sich am Deckel (12) der Stift hülse (11) abstützenden Schraubenfeder (16) mit seinem Anschlag (15) gegen den Innenrand (14) der Stifthülse (11) ge drückt wird.

6. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifthülsen (11) aus der Stirnseite und aus der Unterseite des Gehäuses (3) ragen.

7. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, da durch gekennzeichnet, daß die Feder als Schraubenfeder (16) ausgeführt ist.

8. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, da durch gekennzeichnet, daß die Stifthülsen (11) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gefertigt sind.

9. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (12) der Stifthülsen (11) als Kontakt- oder Lötstellen vor gesehen sind.

10. Steckverbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (7) der Kontaktstifte (4) kugelförmig gestaltet sind.

11. Steckverbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) des zweiten Steckverbinders (2) quaderförmig aus geführt ist.

12. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (5) des zweiten Steckverbinders (2) für jeden Innenleiter (6) eine senkrechte und eine waagerechte Bohrung (22, 23) vorgesehen sind, die sich rechtwinklig schneiden.

13. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, da durch gekennzeichnet, daß an der Unterseite (17) des Gehäuses (5) des zweiten Steckverbinders (2) Steck stifte (18) zur Befestigung an einer Leiterplatte vorgesehen sind.

14. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen leiter (6) aus der Unterseite (17) des Gehäuses (5) des zweiten Steckverbinders (2) ragen, in den Bohrungen (22, 23) des Gehäuses (5) rechtwinklig gebogen sitzen und an der Stirn seite (19) des Gehäuses (5) bündig enden.

15. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 14, da durch gekennzeichnet, daß die rechtwinklig gebogenen Innenleiter (6) in der senkrechten Bohrung (22) mittels eines senkrechten Isolierteils (20) und in der waagerechten Bohrung (23) mittels eines waagerechten Isolier teils (21) befestigt sind.

16. Steckverbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) des zweiten Steckverbinders (2) aus Metall herge stellt ist.

17. Steckverbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse oder beide Gehäuse (3, 5) auf einer Leiterplatte be festigt ist bzw. sind.

18. Steckverbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) des ersten Steckverbinders (1) aus einem elek trisch isolierenden Werkstoff hergestellt ist.

19. Steckverbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kontaktstifte (4) des ersten Steckverbinders (1) auf Masse gelegt sind.

20. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 19, da durch gekennzeichnet, daß die auf Masse ge legten Kontaktstifte bezüglich der Impedanz abgestimmt sind.

21. Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, da durch gekennzeichnet, daß die zu den auf Masse gelegten Kontaktstiften (4) zugehörenden Innenleiter (6) des zweiten Steckverbinders (2) elektrisch mit dem Gehäuse (5) des zweiten Steckverbinders (2) verbunden sind.