DE4000407A1 - Elektrische steckverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung bestehend aus zwei Teilen, von denen der eine in den anderen einsteckbar ist, und die eine Abschirmung aufweist.

Bei Datenleitungen werden Abschirmungen zur Reduktion von Hochfrequenzstörungen immer wichtiger. Die Abschirmung von elektrischen Steckverbindungen wird gewöhnlich durch metallische Zwischenabschirmgehäuse, die zwischen die Steckerteile eingeschoben sind, erreicht (vgl. zu z.B. die EP 01 12 713). Die EP 01 12 648 zeigt eine solche Steckverbindung, bei der ein einstückiges metallisches Teil zwei Gelenkabschnitte aufweist, die durch Zusammenklappen, wobei die Gelenkteile ineinander eingreifen, eine Hülse bilden, welche die in der Steckverbindung aufgenommenen elektrischen Leiter umgibt. Diese Steckverbindungen besitzt den Nachteil, daß bei fehlerhaftem Zusammenfügen des metallischen Abschirmgehäuses eine Art Schlitzantenne entsteht, die selbst Störungen aussendet.

Um dieses Problem zu umgehen, zeigt die EP 00 90 539 ein zweiteiliges Abschirmgehäuse mit einem stufenartig abgesetzten peripheren Flansch versehen. Durch den Flansch wird eine bessere Einfügung zwischen die Steckerteile bewirkt. Die Gefahr, daß man eine Schlitzantenne erhält, ist verringert. Das Abschirmgehäuse besteht aus isolierendem Material, dessen Innenfläche mit leitendem Material plattiert ist.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine verbesserte abgeschirmte Steckverbindung zu schaffen, bei der die o.g. Nachteile der Zwischenabschirmgehäuse nicht auftreten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eine Teil der Steckverbindung einen elastisch federnden Kontakt und der andere Teil des Steckergehäuses einen verhältnismäßig starren Kontakt aufweist, die bei Verbindung der beiden Teile zusammenwirken, und daß jedes Teil der Steckverbindung wenigstens eine leitende Schicht aufweist, die gegenüber dem Kontakt dieses Teils isoliert ist, und daß beim Verbinden der genannten Teile deren leitende Schichten aneinander anliegen und durch das Zusammenwirken des elastisch federnden und des starren Kontakts aneinandergepreßt werden.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen abgeschirmten Stecker

Fig. 2A, 2B und 2C eine abgeschirmte Steckverbindung zur Montage auf einer bedruckten Leiterplatte

Fig. 3A, 3B und 3C eine abgeschirmte Steckeranordnung zur Montage auf einer bedruckten Leiterplatte

Fig. 4A und 4B eine abgeschirmte Doppelstecker-Verbindung, welche eine lösbare Zwischensteckerverbindung darstellt.

Der in Fig. 1 dargestellte Stecker weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einer Öffnung 2 versehen ist, in welche ein Kabelende 3 eingesetzt ist. Es sei angenommen, daß das Kabel mit einer metallischen Abschirmung oder einem Geflecht 4 versehen ist. Bevor das Kabelende eingesteckt wird, wird die Abschirmung 4 und die Isolationsschicht 5 gekürzt, um den Draht 6 freizulegen. Die Isolationsschicht 5 wird weiter gekürzt als die Abschirmung 4, um letztere über das Ende der Isolationsschicht 5 zurückfalten zu können, wie dies bei 7 gezeigt ist.

Integraler Teil des Gehäuses 1 ist ein elastisch federnder Zugentlastungsteil 8, in bekannter Art und Weise bewirkt, daß das Kabelende im Stecker gehalten wird, indem er auf das Kabelende eine radial wirkende Kraft ausübt. Der Teil 7 der Abschirmung und der linke Teil des Gehäuses 1 weisen eine duchgehende elektrisch leitende Beschichtung 9 auf, die in einen Plattierungsprozeß aufgetragen worden ist. Sie stellt eine elektrische leitende Verbindung zwischen dem Teil 7 der Abschirmung 4 und dem Äußeren des Gehäuses 1 dar. Wird ein solcher Stecker in eine Hülse gesteckt, deren Inneres ähnlich beschichtet ist, so entsteht eine direkte Verbindung des Inneren der Hülse mit der Abschirmung 4 des Kabels.

Das äußerste Ende des Kabels 6 erstreckt sich in eine Blindbohrung im rechten Teil des Gehäuses 1, wo es von den Spitzen 10 eines Kontaktes 11, der ggf. weitere isolierende Schichten durchdringen kann, erfaßt wird. Die Spitzen 10 und ein elastisch federnder Kontaktfinger 12, der normalerweise über den äußeren Umfang des Steckers hinausragt, sind integrale Teile des Kontakts 11.

Der rechte Teil des Steckergehäuses 1 darf selbstverständlicherweise nicht beschichtet werden, um einen Kurzschluß des Kontaktes 11 zu vermeiden. Alternativ dazu kann der Kontakt 11 in einem separaten, unbeschichteten Einsatz 13 aus isolierendem Material aufgenommen sein.

Bei dem in den Fig. 2A, 2B und 2C dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel wird ein allgemein mit 14 bezeichneter Stecker verwendet, der gleich dem in Fig. 1 dargestellten Stecker ist, aber nicht notwendigerweise mit diesem vollkommen identisch sein muß.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel wirkt der Stecker mit einer Steckhülse 15 zusammen, die in den Fig. 2A und 2B im Querschnitt und in Fig. 2C in einer Vorderansicht dargestellt ist. In Fig. 2A wird der Stecker am Beginn des Einsteckens in die Steckhülse und in Fig. 2B vollkommen eingesteckt dargestellt.

Die Steckhülse 15 ist derart ausgeführt, daß sie auf einer bedruckten mit Leiterbahnen 17 versehenen Leiterplatte 16 montierbar ist. Wie es am besten aus Fig. 2C zu ersehen ist, weist die Steckhülse 15 ein isolierendes Gehäuse 18 mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Das Gehäuse 18 ist derart ausgeführt, daß es auf der Leiterplatte 16 befestigt werden kann, indem die unteren Teile der vertikalen Seiten des Gehäuses 18 in entsprechende Schlitze 19 der Leiterplatte 16 eingeführt werden. Die Verriegelungen 20 greifen dann in Löcher der Leiterplatte ein, um die Steckhülse 15 in ihrer eingesetzten Position auf der Leiterplatte zu halten.

Da das Gehäuse 18 an der Unterseite offen ist, sind die Leiterbahnen 17 der Leiterplatte frei zugänglich. Wenn der Stecker 14 - wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt - eingesteckt wird, stellen Kontaktfinger 12 federnd Kontakt mit den Leiterbahnen 17 her.

Das Gehäuse 18 ist innen und außen - z.B. durch Plattieren - mit einer durchgehenden elektrisch leitenden Oberfläche 21 beschichtet, die den direkten Kontakt mit der leitenden Beschichtung 9 des eingeschobenen Steckers herstellt. Dadurch wird eine durchgehende elektrische Verbindung zwischen der Abschirmung 4 des Kabels 3, dem Außenbereich des Steckers 14 und dem Innen- und sowie dem Außenbereich der Steckhülse 15 erreicht. Das elastische Federn der Kontaktfinger 12 gewährleistet einen guten Kontakt zwischen den Abschirmoberflächen der Steckverbindung. Die leitende Beschichtung des Außenbereichs des Gehäuses 18 setzt sich über die Veriegelungen 20 fort, welche ihrerseits gegen Abschirmschichten 42 auf der Unterseite der Leiterplatte 16 gepreßt werden.

Eine alternative Konstruktion besteht darin, daß die ganze Steckhülse 15 aus einem elektrisch leitenden Material besteht.

Die Fig. 3A, 3B und 3C zeigen eine einstückige abgeschirmte Steckverbindung 22 für eine Montage auf einer bedruckten Leiterplatte 23. Die Fig. 3A und 3B zeigen Schnittdarstellungen und Fig. 3C die Vorderansicht.

Die Steckverbindung 22 weist ein Gehäuse 24 aus isolierendem Material auf, das ähnlich wie das Gehäuse 1 nach Fig. 1, 2A und 2B ist. Ein Ende 25 eines Flachkabels ist im Gehäuse 24 aufgenommen und wird darin von einem Zugentlastungsteil 26 (Fig. 3A) auf die gleiche Weise wie in Fig. 1 gehalten. Das Zugentlastungsteil 26 ist mit einer leitenden Schicht überzogen oder plattiert. Diese Schicht hängt mit einer Schicht auf der Außenseite des Gehäuses zusammen, so daß - wie bereits beschrieben - eine fortlaufende Abschirmverbindung zwischen dem zurückgefalteten Ende der Abschirmung 27 des Kabels und der Außenseite des Gehäuses gegeben ist. Die leitende Beschichtung der Außenseite des Gehäuses ist hier ebenfalls - wie bereits weiter oben beschrieben wurde - im Bereich des elastisch federnden Kontaktfingers 28 nicht gegeben.

Die Steckeranordnung kann über die Kanten der bedruckten Leiterplatte 23 so aufgeschoben werden, daß die Kontaktfinger 28 mit den Leiterbahnen 29 der Leiterplatte in Kontakt treten (siehe dazu Fig. 3B und 3C). Es ist aber auch möglich die Situation so zu betrachten, daß die bedruckte Leiterplatte in der Steckeranordnung aufgenommen ist.

Das Gehäuse 24 ist mit nach unten verlaufenden Befestigungsteilen 30 versehen, die in Schlitze der Leiterplatte 23 eingreifen. Die Teile 30 enden in Füßen 31, welche durch die von den Kontaktfingern 28 ausgeübte Federkraft gegen die Unterseite der Leiterplatte 23 gepreßt werden. Die oberen Flächen der Füße 31 sind leitend beschichtet oder plattiert oder in einer ähnlichen Weise ausgeführt, wie bei 32 in Fig. 3C gezeigt, und zwar zusammenhängend mit der Beschichtung der Außenseite des Gehäuses 24. Der von den Füßen 31 nach oben ausgeübte Druck bewirkt, daß die Beschichtung 32 auf eine Abschirmschicht 33 (Fig. 3A) der Unterseite der Leiterplatte 23 gepreßt wird. Auf die Weise wird eine durchgehende leitende Verbindung von der Abschirmung des Kabels 25 über die Beschichtung des Gehäuses 24 zur Abschirmschicht 33 der bedruckten Leiterplatte erreicht.

Die Fig. 4A und 4B zeigen einen Querschnitt durch eine Zweifach-Steckverbindung, wie sie in variablen Zwischenverbindungen ("patening") verwendet wird.

Ein Zweifach-Steckergehäuse 34 besteht aus Metall oder ist mit einer leitenden Schicht 35 überzogen. Es ist mit Führungen 36 versehen, die parallel zueinander Stecker 37 und 38 aufnehmen, die von entgegengesetzten Enden des Steckergehäuses 34 in entgegengesetzter Richtung in dieses eingesetzt sind. Fig. 4A zeigt den Beginn des Einsetzvorganges; in Fig. 8 sind die Stecker 37 und 38 vollständig eingesetzt.

Der Stecker 37 ist vom Typ des in den Fig. 1, 2A und 2B beschriebenen Steckers. Er ist außenseitig mit einer leitenden Beschichtung versehen, die mit der Abschirmung eines Kabels 39 verbunden ist. Die Beschichtung ist im Bereich eines oder mehrerer elastisch federnder Kontaktfinger 40 unterbrochen. Der Stecker 38 ist ähnlich ausgebildet wie Stecker 37, außer daß der oder die elastisch federnden Kontaktfinger 40 durch einen oder mehrere starre Kontakte 41 ersetzt sind.

Wenn die beiden Stecker vollkommen eingeführt sind - wie in Fig. 4B dargestellt - dann greifen die Kontaktfinger 40 elastisch federnd an den korrespondierenden starren Kontakten 41 des anderen Steckers an. Die Rückstellkraft der elastisch federnden Kontaktfinger 10 bewirkt einen Gegendruck, welche die beiden Stecker voneinander wegzudrücken versucht und die den Kontakten 40 bzw. 41 gegenüberliegenden Seiten der Stecker 37 und 38 in guten Kontakt mit dem Gehäuse 34 bringt. Dies bewirkt nicht nur, daß die Stecker fest im Gehäuse gehalten werden, sondern auch, daß die Abschirmschichten auf den Außenseiten der Stecker in gutem Kontakt mit der Abschirmschicht 35 stehen.

Claims (9)

1. Elektrische Steckverbindung bestehend aus zwei Teilen (14, 22, 37, 38; 15, 34), von denen der eine in den anderen einsteckbar ist, und die eine Abschirmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil (14, 22, 37) der Steckverbindung einen elastisch federnden Kontakt (12, 20, 40) und der andere Teil des Steckergehäuses einen verhältnismäßig starren Kontakt (17, 21, 29, 41) aufweist, die bei Verbindung der beiden Teile zusammenwirken, und daß jedes Teil der Steckverbindung wenigstens eine leitende Schicht (9, 21, 32) aufweist, die gegenüber dem Kontakt dieses Teils isoliert ist, und daß beim Verbinden der genannten Teile deren leitende Schichten (9, 21, 32) aneinander anliegen und durch das Zusammenwirken des elastisch federnden (12, 28, 40) und des starren Kontakts (17, 21, 29, 41) aneinandergepreßt werden.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Steckverbindung durch einen Stecker (14, 22, 37, 38) und der andere Teil durch eine Steckhülse (15, 34) zur Aufnahme des Steckers (14, 22, 37, 38) gebildet wird, wobei der Stecker (14, 22, 37, 38) an dem einen Ende eines abgeschirmten Kabels (3, 25, 29) angebracht ist und an seiner Außenseite eine leitende Schicht (9) aufweist, die mit der Abschirmung (4, 27) des Kabels (3, 25, 29) verbunden ist, und daß die Steckhülse (15, 34) aus Metall besteht oder an der Oberfläche ihrer zur Aufnahme des Steckers bestimmten Innenseite mit einer leitenden Beschichtung (20) versehen ist, an der die leitende Schicht (9) des Steckers (14, 22, 37, 38) anliegt.

3. Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (14, 22, 37, 38) mit einem Zugentlastungsteil (8, 26) versehen ist, das mit elektrisch leitenden Material beschichtet ist, und daß das Zugentlastungsteil (18, 26) mit der leitenden Schicht (9) an der Außenseite des Steckers (14, 22, 37, 38) leitend verbunden ist, und daß die beschichtete Oberfläche des Zugentlastungsteils (8, 26) an dem von der Kabelabschirmung (4, 27) freigelegten Ende des Kabels im Inneren des Steckers angreift.

4. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch federnde Kontakt (12, 28, 40) integral mit einem eine Isolationsschicht eines Kabels (3, 25, 29) durchdringenden Kontaktspitze (11) ausgebildet ist, die im Eingriff mit dem Kabelende im Inneren des Steckers (14, 22, 37, 38) steht.

5. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckhülse (15) durch ein metallisches oder metallisch beschichtetes Gehäuse (18) mit einer offenen Seite und durch eine bedruckte Leiterplatte (16) gebildet wird, auf der das Gehäuse (18) befestigbar ist, und daß der starre Kontakt aus einer Leiterbahn (17) der bedruckten Leiterplatte (16) besteht, welche im Inneren des Gehäuses (18) freiliegt.

6. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Leiterbahn (17) gegenüberliegenden Seite der bedruckten Leiterplatte (16) eine Abschirmschicht (42) vorgesehen ist, und daß das Gehäuse (18) durch Verriegelungen (20) oder ähnliche Teile des Gehäuses auf der Leiterplatte (16) befestigt wird, wobei die Verriegelungen (20) aus Metall bestehen oder mit Metall beschichtet sind und an die Abschirmschicht (33, 42) angepreßt werden.

7. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Steckverbindung durch einen Bereich der Leiterplatte (23) gebildet wird und den starren Kontakt in Form einer Leiterbahn (29) auf einer Seite der Leiterplatte (23) und eine leitende Abschirmschicht (33) auf der anderen Seite der Leiterplatte (23) aufweist, und daß der andere Teil der Steckverbindung ein Stecker (22) ist, der die bedruckte Leiterplatte zwischen Befestigungsteilen (30, 31) des Steckers (22) aufnimmt, so daß ein federnder Kontakt (28) des Steckers (22) an einem starren Kontakt (29) auf der einen Seite der bedruckten Leiterplatte (23) anliegt, und daß eine leitende Oberfläche (32) der Befestigungsteile (30, 31) des Steckers (22) gegen die Abschirmschicht (33) auf der anderen Seite der Leiterplatte (23) gepreßt wird.

8. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Steckverbindung durch Stecker (37, 38) und der andere Teil durch ein Zweifach-Steckergehäuse (34) gebildet wird, in das der Stecker (37) und ein weiterer Stecker (38) einsteckbar sind derart, daß ein elastisch federnder Kontakt (40) des einen Steckers (37) an einem starren Kontakt (41) des anderen Steckers (38) anliegt, und daß jeder Stecker (37, 38) an seiner Außenseite eine leitende Abschirmschicht aufweist, und daß das Zweifach-Steckergehäuse (34) aus Metall gefertigt ist oder eine leitende Abschirmschicht aufweist, so daß beim Einstecken der Stecker (37, 38) in das Zweifach-Steckergehäuse (34) die leitenden Schichten an der Außenseite der beiden Stecker (37, 38) durch das Zusammenwirken des elastisch federnden Kontakts (40) und des starren Kontakts (41) in Kontakt mit der Abschirmschicht des Zweifach-Steckergehäuses (34) gebracht werden.

9. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Beschichtung durch Plattieren hergestellt wird.