DE19949989A1 - Elektrischer Verbinder mit niedrigem Profil zur Montage an einer Schaltungsplatte - Google Patents

Abstract

Die Steckeranordnung an Schaltungsplatte, montiert für elektronische Geräte niedrigen Profils, paßt in einen entsprechend gestalteten Ausschnitt oder Aussparung in der Schaltungsplatte, so daß die Mitte des Verbinders in der gleichen Ebene wie die Schaltungsplatte angeordnet ist. Der Verbinder weist ein isolierendes Gehäuse auf, um eine Mehrzahl von Anschlußklemmen zu halten, und eine elektromagnetische Abschirmung, die im wesentlichen das Gehäuse umgibt. Die Abschirmung umfaßt eine Mehrzahl von Montageflansche, die sich nach außen von den Seiten des Verbinders erstrecken, um an der Schaltungsplatte anzuliegen und sich abzustützen. Der Verbinder erleichtert eine verringerte Höhe beim Verbinderaufbau mit der Schaltungsplatte und die sichere Montage stellt eine gute Signalübertragungsqualität zwischen dem Verbinder und der Schaltungsplatte sicher.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Verbinder und insbesondere auf solche mit niedrigem Profil für elektronische Vorrichtungen, beispielsweise ein Notebook- Computer mit begrenzter Höhenabmessung.

In modernen elektronischen Vorrichtungen ist die kompakte Ausführung wirtschaftlich wünschenswert. Eine zugrundeliegende Anstrengung der Designer ist die Minimierung der Abmessungen der Bauteile. Beispielsweise ist es wünschenswert, ein dünnes Profil des Notebook-Computers aufrechtzuerhalten, der eine begrenzte Höhenabmessung aufweist. Elektrische Verbinder, die in solchen niedrig bauenden Vorrichtungen verwendet werden, müssen ebenfalls eine Niederprofilausbildung aufweisen.

Computer verwenden sogenannte USB-Verbinder zum Einbezug des Eingangs- und Ausgangs eines peripheren Geräts. Ein konventioneller USB-Verbinder wird hinter einer rückwärtigen Wand des Computerchassis montiert, so daß der Verbinder etwas oberhalb einer Schaltungsplatte gehalten wird. Im einzelnen ist der Abstand zwischen der Mitte des Verbinders und der Schaltungsplatte gewöhnlich ungefähr 4,13 mm. Die Gesamthöhe des mit der Schaltungsplatte zusammengebauten Verbinders ist deshalb nicht optimiert. Es ist wünschenswert, die Gesamthöhe des mit der Schaltungsplatte zusammengebauten Verbinders in einem elektronischen Geräte niedrigen Profils, beispielsweise einem Notebook-Computer, zu minimieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft einen verbesserten abgeschirmten elektrischen Verbinder, der zum Niedrigprofilzusammenbau mit einer Schaltungsplatte geeignet ist. In einer Ausführungsform umfaßt der Verbinder ein isolierendes Gehäuse mit einem Klemmenhalter und einer Mehrzahl von Klemmenkammern, in denen eine Mehrzahl von leitfähigen Anschlußklemmen untergebracht ist. Jeder der leitfähigen Anschlußklemmen hat einen Kontaktabschnitt zur Paarung mit einer jeweiligen Anschlußklemme eines Verbinders und ein Endabschnitt zur Anlage an einem jeweiligen Leiter einer Schaltungsplatte, an welcher der Verbinder zu befestigen ist. Der Verbinder umfaßt auch eine leitfähige Abschirmung mit Wänden, um den Klemmenhalter einschließlich von sich gegenüberstehenden Seitenwandungen. Die Abschirmung besitzt eine Montageflansch, der sich senkrecht von einer der Seitenwandungen erstreckt, wobei der Flansch eine Oberfläche aufweist, die zur gegenüberstehenden Anlage mit einer Oberfläche der Schaltungsplatte bei der Befestigung des Verbinders mit der Schaltungsplatte dient.

In einer Ausführungsform umfaßt der Montageflansch eine Öffnung, durch welche eine Schraube eingefügt werden kann, um den Verbinder mit der Platte zu verbinden.

In einer Ausführungsform ist der Verbinder strukturiert und so bemessen, daß er in einen entsprechenden Ausschnitt oder Aussparung der Schaltungsplatte montiert werden kann.

In einer Ausführung sind eine Paarungsoberfläche des Kontaktabschnittes und eine Montagefläche des Endabschnittes auf der gleichen Seite der Anschlußklemmen angeordnet.

In einer Ausführungsform umfaßt eine Rückseite des Gehäuses ein Anlageteil zum Eingriff an einer Kante der Schaltungsplatte.

In einer Ausführung umfaßt eine Rückseite der Abschirmung einen rückwärtigen Flansch, der sich in der gleichen Ebene wie der Montageflansch erstreckt, wobei der rückwärtige Flansch eine Oberfläche aufweist, um an einer gegenüberstehenden Oberfläche der Schaltungsplatte bei Befestigung des Verbinders mit der Schaltungsplatte einzugreifen.

In einer Ausführungsform umfaßt der Verbinder ferner eine Plattenverriegelung oder Rasteinrichtung, die sich nach unten von dem Montageflansch erstreckt, um in eine Öffnung der Schaltungsplatte einzugreifen.

In einer Ausführung erstreckt sich ein zweiter Montageflansch senkrecht von einer gegenüberstehenden Seitenwandung.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, einen Verbinder für elektronisches Gerät niedrigen Profils zu schaffen, wobei die Mitte des Verbinders in der gleichen Ebene mit der Schaltungsplatte oder sogar niedriger als die Schaltungsplatte liegt, wobei die Gesamthöhe des mit der Schaltungsplatte zusammengebauten Verbinders verringert wird.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verbinders für elektronisches Gerät niedrigen Profils, der ein Hauptgehäuse und mindestens eine Klemmeinrichtung aufweist und in einem Ausschnitt eingebettet ist, der an einer Seite der Schaltungsplatte geformt ist. Der Verbinder wird in der Schaltungsplatte durch die Klemmeinrichtung befestigt.

Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben und werden dadurch ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines konventionellen Verbinders, wie er in Notebook- Computern verwendet wird;

Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform des Verbinders gemäß Erfindung mit einer zugeordneten Schaltungsplatte;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform nach Fig. 3 nach Zusammenbau mit der Schaltungsplatte;

Fig. 5 ist ein Längsschnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Verbinders gemäß Erfindung nach Zusammenbau an einer Schaltungsplatte;

Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie VII-ViI der Fig. 6;

Fig. 8 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Verbinders; und

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in auseinandergezogener Darstellung entfernt von einer zugeordneten Schaltungsplatte.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In den Zeichnungen bezeichnen sich entsprechende Bezugszeichen sich entsprechende Bauteile. Der konventionelle Eingangs/Ausgangsverbinder 10 ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Der dargestellte Verbinder 10 umfaßt generell ein isolierendes Gehäuse 12 und eine leitfähige Abschirmung 14. Die Abschirmung 14 besteht aus leitfähigem Material, typischerweise Metall, und umgibt das Gehäuse 12 im wesentlichen, um eine elektromagnetische Abschirmung zu bilden. Das Gehäuse 12 hält eine Mehrzahl von Klemmen 16 (Fig. 2), die sich von diesem erstrecken und von einer Bodenwand des Gehäuses 12 vorragen, um in leitender Weise auf der Schaltungsplatte 18 montiert zu werden.

In dem konventionellen Verbinder 10 beträgt der Nennabstand d (Fig. 2) zwischen der Mitte des Verbinders 10 und der Schaltungsplatte 18 typischerweise 4,13 mm. Mit anderen Worten, der Verbinder ist gegen eine Paneelwand 19 gelegen, so daß die Mitte des Verbinders 10 oberhalb der Schaltungsplatte in einer Höhe von ungefähr 4,13 mm hängt. Dies führt zu einer Erhöhung der Gesamthöhe des Verbinders 10, wenn mit der Schaltungsplatte 18 zusammengebaut. Diese Anordnung ist für elektronisches Gerät niedrigen Profils nicht wünschenswert, beispielsweise einem Notebook-Computer, in welchem es wünschenswert ist, die Höhenabmessung des Verbinders an der Platte 12 gering zu halten.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Verbinderanordnung für elektronisches Gerät niedrigen Profils. Generell liegt die Mitte des Verbinders in der gleichen Ebene mit der Schaltungsplatte oder sogar niedriger als diese, sodaß die Gesamthöhe des mit der Schaltungsplatte zusammengebauten Verbinders vorteilhaft verringert wird. Darüber hinaus kann die Verbinderanordnung gemäß Erfindung fest mit der Schaltungsplatte eines ultradünnen Notebook- Computers befestigt sein, sodaß die Signalübertragungsqualität zwischen dem Verbinder und der Schaltungsplatte des elektronisches Geräts niedrigen Profils sichergestellt wird.

Mit Bezug auf Fig. 3, 4 und 5 wird ein Verbinder 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Verbinder 100 umfaßt generell ein isolierendes Gehäuse 120 mit einem Klemmenhalter 128 und einer leitfähigen Abschirmung 140. Der Klemmenhalter 128 des Gehäuses 120 hält eine Mehrzahl von leitfähigen Anschlußklemmen 130 (Fig. 5). Die leitfähige Abschirmung 140 umschließt mindestens teilweise das Gehäuse 120, um eine elektromagnetische Abschirmung für den Verbinder 100 zu schaffen. Bei dem dargestellten Verbinder 100 weist die Abschirmung 140 im einzelnen sich gegenüberstehende Seitenwandungen 142 und obere und untere Wandungen 144 bzw. 146 auf, die in der Art eines Rechtecks miteinander verbunden sind. Auf der Vorderseite des Verbinders 100 ist eine Öffnung vorgesehen, um einen zu paarenden Steckerverbinder aufzunehmen. Die Abschirmung 140 umfaßt zusätzlich zwei Montageflansche 148, die sich generell horizontal und senkrecht von den jeweiligen Seitenwandungen 142 erstrecken.

Der Verbinder 100 ist zur Montage auf einer Schaltungsplatte 190 ausgebildet, der eine entsprechend gestaltete Nut oder Aussparung 192 zur Aufnahme des Verbinders 100 aufweist. Die Montageflansche 148 ruhen in ebener Weise auf der Oberseite der Schaltungsplatte 190, um den Verbinder 100 zu stützen. Jede der Montageflansche 148 enthält eine Öffnung 150, um eine Schraube 152 aufzunehmen, um den Verbinder 100 an der Schaltungsplatte 190 zu befestigen. In dem in Fig. 4 gezeigten montierten Zustand liegt die Mitte des Verbinders 100 auf gleicher Höhe mit der Schaltungsplatte 190. Der Verbinder 100 sorgt so für eine Konfiguration sehr niedrigen Profils.

Auf der Rückseite des Verbinders 100 umfaßt das Gehäuse 120 einen Abschnitt mit Schräge 122 und einen Bodenfuß 124, die sich nach rückwärts erstrecken und von der Abschirmung 140 vorstehen, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt. Der Bodenfuß 124 ist unterhalb des abgeschrägten Abschnitts 122 gelegen und bildet sich gegenüberstehende Oberflächen. In Abhängigkeit von der gewünschten Konfiguration kann der Fuß 124 in einer Ausführungsform gegenüber einer oberen Oberfläche der Schaltungsplatte 190 aufruhen. In einer anderen Ausführungsform jedoch wird die Schaltungsplatte 130 zwischen den sich gegenüberstehenden Oberflächen des Abschnitts 122 mit der Abschrägung und dem Bodenfuß 124 aufgenommen, um eine sichere Passung der Rückseite des Verbinders an der Schaltungsplatte 190 zu bilden.

Wie in Fig. 5 dargestellt, weist jede der Anschlußklemmen 130 einen vorderen Kontaktabschnitt 132 zur Kontaktierung mit einem entsprechenden Kontakt eines gepaarten nicht dargestellten Steckerverbinders und einen rückwärtigen Endabschnitt 134 zur Kontaktierung gegen einen leitenden Flecken auf der Schaltungsplatte 190 auf. In der Ausführungsform der Fig. 5 wird der Endabschnitt 134 der Anschlußklemme 130 mit Oberflächenkontakt gegen die Oberseite der Schaltungsplatte 190 aufgenommen. Die gleiche Seite der Anschlußklemme 130, die an der Schaltungsplatte 190 an dem Endabschnitt 134 anliegt, kontaktiert auch den gekuppelten Steckverbinder an dem Kontaktabschnitt 132.

Unter Hinwendung zu Fig. 6 und 7 ist ein Verbinder 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist der Verbinder 200 zur Montage in eine entsprechend gestaltete Nut oder Aussparung 292 der Schaltungsplatte 290 ausgebildet, so daß die Mitte des Verbinders 200 in gleicher Höhe mit der Schaltungsplatte liegt. Der Verbinder 200 umfaßt ein isolierendes Gehäuse 220 mit einem Klemmenhalter 228 und einer leitfähigen Abschirmung 240.

Wie in Fig. 7 dargestellt, hält ein oberer Abschnitt des Gehäuses 220 eine Mehrzahl von oberen leitfähigen Anschlußklemmen 230 und ein unterer Abschnitt des Gehäuses 220 hält eine Mehrzahl von unteren leitfähigen Anschlußklemmen 230'. Jede der Anschlußklemmen 230, 230' umfaßt einen vorderen Kontaktabschnitt 232, 232' zur Kontaktierung eines entsprechenden Kontakts eines gekuppelten nicht dargestellten Steckers und einen rückwärtigen Endabschnitt 234, 234' zur Kontaktierung gegen einen leitfähigen Flecken auf der Schaltungsplatte 290. In der Ausführungsform der Fig. 7 wird die Schaltungsplatte 290 zwischen jeweiligen oberen und unteren Endabschnitten 234, 234' an der Rückseite des Verbinders 200 aufgenommen. Jedoch in einer anderen Ausführungsform kontaktieren beide Endabschnitt 234, 234' leitfähige Flecken nur auf der Oberseite oder der Unterseite der Schaltungsplatte 290.

Die leitfähige Abschirmung 240 umschließt generell das Gehäuse 220, um für elektromagnetische Abschirmung für den Verbinder 200 zu sorgen. Im einzelnen weist die Abschirmung 240 des dargestellten Verbinders 200 sich gegenüberstehende Seitenwandungen 242 und obere und untere Wandungen 244 bzw. 246 auf, die in rechteckförmiger Weise miteinander verbunden sind. Wie in Fig. 7 gezeigt, weist die Abschirmung 270 ferner eine rückwärtige Wandung 247 auf, die sich nach unten von der oberen Wandung 244 erstreckt, um eine Abschirmung über einen Bereich zu bilden, an dem die Endabschnitte der Anschlußklemmen 230, 230' die Schaltungsplatte 290 kontaktieren. An der Vorderseite des Verbinders 200 ist eine Öffnung vorgesehen, um einen gekuppelten Steckverbinder aufzunehmen.

Gemäß Erfindung umfaßt die Abschirmung 240 zusätzlich zwei Montageflansche 248, wie in Fig. 6 dargestellt. Die Flansche 248 erstrecken sich horizontal und generell senkrecht von den jeweiligen Seitenwandungen 242. Jede der Montageflansche 248 enthält eine Öffnung zur Aufnahme einer Schraube 252 zur Befestigung des Verbinders 200 an der Schaltungsplatte 290.

Fig. 8 stellt einen Verbinder 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dar. Der Verbinde 300 ist ebenfalls zur Montage innerhalb einer entsprechend ausgebildeten Nut oder Aussparung der Schaltungsplatte 390 konfiguriert. Generell umfaßt der Verbinder 300 ein Gehäuse 320 mit einem Klemmenhalter 328, der eine Mehrzahl von leitfähigen Anschlußklemmen 330 hält, und es ist eine Abschirmung 340 vorgesehen, die im wesentlichen das Gehäuse 320 umgibt. Ein abgeschrägter Abschnitt 322 erstreckt sich rückwärts von der äußeren Rückseite des Gehäuses 320. Gemäß dieser Ausführungsform umfaßt die Abschirmung 340 einen rückwärtigen Deckel 342, der die Endabschnitte der Anschlußklemmen in einem Bereich des Kontakts an der Schaltungsplatte 390 umgibt. Der rückwärtige Deckel 342 ist um den abgeschrägten Vorsprung 322 des Gehäuses 320 geformt, um einen sich nach rückwärts erstreckenden Abschnitt 344 einer oberen Wandung der Abschirmung 340 und eine rückwärtige Wand 346 zu bilden, die nach unten reicht und sich mit der Schaltungsplatte 390 trifft. Ein rückwärtiger Montageflansch 348 erstreckt sich von der rückwärtigen senkrechten Wand 346, um den Verbinder 300 an der Schaltungsplatte 390 zu befestigen. Der rückwärtige Montageflansch 348 kann eine Öffnung zur Aufnahme einer Schraube 352 oder eines Niets umfassen. Der rückwärtige Montageflansch 348 stellt ferner sicher, daß die Anschlußklemmen nicht lose von der Schaltungsplatte 390 werden. Der rückwärtige Montageflansch 348 kann zusätzlich zu den Seitenflanschen verwendet werden, wie diese in den Ausführungsformen der Fig. 3 bis 7 dargestellt sind.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Montageflansche 148 (Fig. 2 und 4), 248 (Fig. 6) und 348 (Fig. 8), die gemäß der Erfindung angebaut sind, mit der Schaltungsplatte auf verschiedene Weise befestigt werden können, nicht nur mit Schrauben. Beispielsweise können die Verbinder 100, 200, 300 an der Schaltungsplatte durch Lot befestigt werden. Alternativ können in einer Ausführungsform der Erfindung die Montageflansche 448 in der Form von federnden Rasteinrichtungen für die Schaltungsplatten vorgesehen sein, die in entsprechende Öffnungen 464 in der Schaltungsplatte 490 eingefügt sind und sichernd eingreifen, wie in Fig. 9 dargestellt. Fig. 9 stellt einen Verbinder 400 dar, der auch innerhalb eines entsprechenden Ausschnitts 492 in der Schaltungsplatte 490 aufgenommen werden kann. Die Rastmontageflansche 448 erstrecken sich nach außen und unten von der leitfähigen Abschirmung 440, welche die Mehrzahl der Anschlußklemmen im Gehäuse 420 umgibt.

Zusammenfassend erleichtert die Steckverbinderanordnung gemäß Erfindung eine Verbindermontageanordnung mit niedrigem Profil, wobei die Mitte des Verbinders auf gleicher Ebene zu der Schaltungsplatte liegt, oder leicht oberhalb oder selbst leicht unterhalb der Schaltungsplatte angeordnet ist, sodaß die Gesamthöhe des mit der Schaltungsplatte zusammengebauten Verbinders in vorteilhafter Weise reduziert wird.

Obzwar die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Einzelheiten beschränkt ist. Zahlreiche Modifikationen und Substitutionen sind in der vorhergehenden Beschreibung enthalten und weitere Modifikationen kommen dem Fachmann in den Sinn. Deshalb werden alle Substitutionen und Modifikationen als innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung betrachtet, wie durch die angefügten Ansprüche definiert.

Claims (9)

1. Abgeschirmter elektrischer Verbinder (100, 200, 300, 400) mit folgenden Merkmalen:
ein Gehäuse (120, 220, 320, 420), das einen Anschlußklemmenhalter und eine Mehrzahl von Klemmenkammern in dem Gehäuse umfaßt;
eine Mehrzahl von Anschlußklemmen (130, 230, 230', 330), die jeweils einen Kontaktabschnitt (132, 232, 232', 332) zur Paarung mit einer jeweiligen Anschlußklemme eines zu kuppelnden Verbinders und einen Endabschnitt (134, 234, 234', 334) zur Anlage an einen jeweiligen Leiter auf einer Schaltungsplatte (190, 290, 390, 490) aufweist, an welcher der Verbinder zu befestigen ist, wobei die Anschlußklemmen in jeweilig zugeordneten Klemmenkammern sitzen; und
eine leitfähige Abschirmung (140, 240, 340, 440) um den Klemmenhalter, die um den Klemmenhalter herum angeordnete Wandungen umfaßt, welche sich gegenüberstehende Seitenwandungen (142, 242) umfaßt, wobei ein Montageflansch (148, 248, 448) sich senkrecht von einer der Seitenwandungen erstreckt, um den Verbinder gegen eine Oberfläche der Schaltungsplatte sicher zu stützen.

2. Abgeschirmter Verbinder (100, 200) nach Anspruch 1, worin der Montageflansch (148, 248) eine Öffnung (150) umfaßt, durch welche eine Schraube (152, 252) eingefügt werden kann, um den Verbinder an der Schaltungsplatte zu befestigen.

3. Abgeschirmter Verbinder (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 1, worin der Verbinder zur Montage in einer entsprechend gestalteten Aussparung (192, 292, 492) in der Schaltungsplatte (190, 290, 390, 490) ausgebildet ist.

4. Abgeschirmter Verbinder (100, 200) nach Anspruch 1, worin eine Paarungsoberfläche des Kontaktabschnitts (132, 332) und eine Montagefläche des Endabschnitts (134, 334) auf dergleichen Seite der Anschlußklemmen (130, 330) angeordnet sind.

5. Abgeschirmter Verbinder (100) nach Anspruch 1, worin die Rückseite des Gehäuses (120) einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt umfaßt.

6. Abgeschirmter Verbinder (300) nach Anspruch 1, worin die Rückseite der Abschirmung einen rückwärtigen Flansch (348) umfaßt, der sich in der gleichen Ebene wie der Montageflansch (148, 248) erstreckt, wobei der rückwärtige Flansch eine Oberfläche aufweist, die zum gegenseitigen Eingriff einer Oberfläche der Schaltungsplatte (390) bei Befestigung des Verbinders an der Schaltungsplatte aufweist.

7. Abgeschirmter Verbinder (400) nach Anspruch 1, worin eine Rast (448) sich von dem Montageflansch nach unten erstreckt, um in eine Öffnung (494) der Schaltungsplatte (490) einzugreifen.

8. Abgeschirmter Verbinder (100, 200, 400) nach Anspruch 1, worin ein zweiter Montageflansch (148, 248) sich senkrecht von einer gegenüberstehenden Seitenwandung (142, 242) erstreckt.

9. Abgeschirmter Verbinder nach Anspruch 1, worin die Abschirmung einen rückwärtigen Deckel (247, 342) umfaßt.