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Dokumentenidentifikation DE10119695B4 13.04.2006
Titel Steckverbinder für elektronische Bauelemente
Anmelder Erni Elektroapparate GmbH, 73099 Adelberg, DE
Erfinder Lappöhn, Jürgen, 73108 Gammelshausen, DE
Vertreter Hansmann & Vogeser, 73033 Göppingen
DE-Anmeldedatum 20.04.2001
DE-Aktenzeichen 10119695
Offenlegungstag 14.11.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse H01R 13/658(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01R 12/22(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere für SMD-Stecker ("surface-mounted-device"), zur Verbindung elektronischer Bauelemente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Steckverbinder sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt und gebräuchlich. Sie bestehen aus zwei Steckverbindungselementen, die in wechselseitigen Eingriff bringbar sind. Sie verfügen über eine Vielzahl elektrisch leitfähiger Kontakte zur Herstellung elektrisch leitfähiger Verbindungen. Die SMD-Steckverbinder werden auf eine Leiterplatte aufgesteckt und beispielsweise über eine Rastverbindung lösbar an dieser festgelegt. Das Verrasten erfolgt vorzugsweise mit Rastvorsprüngen in Form von Widerhaken, die in korrespondierende Rastvertiefungen eingreifen. Das an der Leiterplatte angeordnete Steckverbindungselement ist lösbar mit einem komplementär ausgeformten Steckverbindungselement verbindbar, um die Leiterplatte beispielsweise an ein vieladriges Kabel, das endseitig mit dem komplementär ausgeformten anderen Steckverbindungselement versehen ist, anzuschließen.

Um den Einfluss äußerer elektromagnetischer Felder auf diese Steckverbindung zu reduzieren bzw. das elektrische Übersprechen in dieser Steckverbindung zu vermeiden ist es im Stand der Technik bekannt, beide Steckverbindungselemente mit einem die jeweiligen elektrischen Kontakte umgebenden Schirmblech aus einem elektrisch leitfähigen Material zu versehen. Dabei dienen die Schirmbleche zusätzlich auch als Masseleiter zur Erdung der Steckverbindung bzw. der Leiterplatte an sich.

Besonders bei auf den Leiterplatten dauerhaft verbleibenden Steckverbindungselementen ergibt sich hier das Problem der dauerhaften elektrischen Kontaktierung der Schirmbleche. Zudem bedarf es bei den bisher bekannten Steckverbindern mit Schirmblechen eines erheblichen Montageaufwandes, wenn ein derartiger Steckverbinder mit einem Schirmblech ausgestattet werden soll. Auch ist die elektrische Kontaktierung dieser Schirmbleche miteinander bisher nur unbefriedigend gelöst.

Die DE 38 34 182 A1 offenbart eine Abschirmvorrichtung für elektrische Steckverbindungen, wobei eine Messer- 1 und Federleiste 2 vorzugsweise allseitig von metallischen Abschirmelementen 7, 8 und 9 umschlossen ist. An diesen Abschirmelementen 7, 8, und 9 sind Massekontakte 7b, 7c, 8b, 9c zur lötbaren Kontaktierung einer Leiterplatte vorgesehen, Spalte 1 Zeilen 37 bis 47 und 1. Im zusammengesteckten Zustand jedoch liegen die Abschirmelemente 7, 8 und 9 der Messer- und Federleisten 1, 2 nicht unmittelbar vollflächig aneinander an, wie zum Beispiel aus 1 ersichtlich ist. Das Abschirmelement 9 ist nämlich mit Federwegbegrenzungssicken 10 versehen, mit denen die im wesentlichen flachen und ebenen Abschirmelemente 7, 8 federnd in elektrisch leitender Verbindung stehen, Spalte 1 Zeile 58 bis 64. Dies ergibt sich auch wenn die in 1 im Querschnitt wesentlich dicker eingezeichneten Abschirmelemente 7, 8 in Gedanken nach unten geschoben werden, so dass sie lediglich an den Sicken 10 mit dem Abschirmblech 9 in Kontakt stehen.

Die DE 195 37 530 C1 offenbart eine Datenanschlussdose für hohe Übertragungsrate, wobei in einem metallisierten Kunststoffgehäuse 1 Schirmbleche 4 mit Schirmkontakten 21 angeordnet sind, Spalte 2 Zeile 59 bis Spalte 3 Zeile 2 und 1. Der Stecker 6 verfügt über Schirmkontakte 22 (in 1 nach diesseitiger Auffassung fälschlicherweise mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet) wobei die "Abschirmung" des Kabels von den Schirmblechen 4 über deren Schirmkontakte 21 auf die Schirmkontakte 22 des Stecker 6 weitergeleitet wird, Spalte 23 Zeilen 18 bis 22. Das Bedeutet, dass hier jeweils nur die abgewinkelten Schirmkontakte 21, Spalte 2 Zeile 66, die aufgrund dieser Abwinkelung selbstverständlich in gewissem Maße federelastisch sind, mit gleichartigen Schirmkontakten am Stecker in Kontakt stehen. Das vollflächige aneinander Anliegen zweier planer Abschirmbleche ist hier nicht offenbart.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist der Fachmann vor die Aufgabe gestellt, einen Steckverbinder mit Schirmblechen derart zu gestalten, dass der elektrisch leitende Kontakt der beiden Schirmbleche miteinander dauerhaft gewährleistet ist und die Schirmbleche zuverlässig mit der zugehörigen Leiterplatte kontaktierbar sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Steckverbinder zu Verbindung elektronischer Bauelemente gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass die Schirmbleche bei der Montage eines Steckverbindungselements jeweils über Rastverbindungen an selbigen festgelegt werden, so dass eine Relativ-Verschiebung des Schirmblechs zum Steckverbindungselement vermieden ist. Damit ist gewährleistet, dass im miteinander verbundenen Zustand der beiden Steckverbindungselemente die jeweiligen Schirmbleche im wesentlichen vollflächig unmittelbar aneinander anliegen und nicht verrutschen. Dazu sind die Schirmbleche in Form von im wesentlichen flachen und ebenen metallischen Bauteilen ausgeführt. Des weiteren sind an den Schirmblechen Lötfahnen vorzugsweise einstückig angeformt, die aus dem Korpus des Steckverbindungselements, der üblicherweise von einem Spritzgussteil aus Kunststoff gebildet ist, herausragen oder überstehen. Mit diesen Lötfahnen ist, zum Beispiel in einem Tauchlötverfahren, die dauerhafte und zuverlässige Kontaktierung des Steckverbindungselements mit dem Schirmblech, das gleichzeitig auch als Masseleiter dient, mit einer Leiterplatte möglich. Die Lötfahnen dienen zudem der Positionierung/Ausrichtung der Schirmbleche beim Zusammenbau des Steckverbindungselements und beim Aufstecken des Steckverbindungselements auf beispielsweise einer Platine. Dabei werden die über das Steckverbindungselement überstehenden Lötfahnen z. B. und vorzugsweise in korrespondierende Ausnehmungen einer Platine oder dergleichen Bauteil eingeführt, wobei das Element automatisch lagerichtig ausgerichtet wird. Mit einer anschließend hergestellten Lötverbindung wird zudem eine entsprechende Haltekraft zum Befestigen des Elements aufgebracht.

Das Schirmblech bzw. die Lötfahnen des korrespondierenden Steckverbindungselements werden in gleicher Weise zum Beispiel an den Masseleiter des vieladrigen elektrischen Anschlusskabels angeschlossen.

Vorzugsweise sind die Steckverbindungselemente in Form an sich bekannter Messer- und Federleisten ausgeführt, in denen jeweils eine Vielzahl elektrischer Kontaktmesser bzw. -federn angeordnet sind. Derartige Leisten verfügen im allgemeinen über einen quaderförmigen Korpus. Diese Leisten sind nunmehr in spezieller Ausbildung mit Rastvorsprüngen oder -vertiefungen ausgestattet, in denen korrespondierende Rastvorsprünge oder -vertiefungen des entsprechend geformten Schirmbleches in Rastverbindung bringbar sind. Dabei ist das Schirmblech vorzugsweise derart ausgebildet, dass es jeweils rund um die Vielzahl elektrischer Kontakte durchgehend umläuft, um die Verbindung vollständig abzuschirmen, oder, dass es wenigstens entlang einer der Seitenwände, vorzugsweise entlang einer Längsseite des Steckverbindungselementes angeordnet ist, es kann auch mehrstückig gestaltet sein.

Zur Verbindung der Messer- mit der Federleiste ist die Messerleiste mit einem Aufnahmeraum versehen, in den die Federleiste einführbar ist. Dabei ragen von der Grundfläche des Aufnahmeraumes die Messer der Messerleiste in den Aufnahmeraum hinein und werden von den in der Federleiste angeordneten Federn kontaktiert. Dabei sind die Schirmbleche an den Leisten jeweils derart angeordnet, dass das Schirmblech der Messerleiste an der Innenseite des Aufnahmeraums vorgesehen ist und im Wesentlichen an dem Korpus der Messerleiste, das heißt der den Aufnahmeraum umgebenden Wandung des Spritzgussteiles, unmittelbar anliegt. Entsprechend ist das Schirmblech der Federleiste an seiner nach außen weisenden Umfangsfläche angeordnet. Im verbundenen Zustand der beiden Leisten liegen damit die flachen und ebenen Bleche im wesentlichen vollständig und unmittelbar aneinander an.

Zum lagerichtigen Ineinanderstecken der beiden Leisten können an den Leisten Führungselemente, z.B. in Form von aus dem Korpus der Leiste in Steckrichtung überstehende Vorsprünge, angeformt sein, die in korrespondierende Vertiefungen an der anderen Leiste einsteckbar sind. Damit ist vermieden, dass die beiden Leisten verkippt zueinander ineinander gesteckt und die Messer oder Federn verbogen werden.

Ebenso ist es vorgeschlagen, entsprechende Vorsprünge zum Führen/Ausrichten der Leisten an den Schirmblechen selbst vorzusehen, die vorzugsweise ebenfalls einstückig an die Bleche angeformt sind.

Zur Vereinfachung des Ineinandersteckens der beiden Leisten sind die Kanten oder Endbereiche der Schirmbleche, die in Steckrichtung auf das jeweils andere Steckverbindungselement weisen zumindest abschnittsweise abgeschrägt oder zum Schirmblechkorpus geneigt angeordnet, wobei die Abschnitte jeweils symmetrisch entweder trichterförmig aufgeweitet oder kegelförmig verengt zulaufend ausgebildet sind, um das Einführen der einen Leiste in die andere auch bei nicht exakter Ausrichtung zu erleichtern.

Für SMD-Steckverbinder ist nunmehr vorgesehen, dass an den Schirmblechen auch SMD-Steckverbindungselemente bzw. -anschlüsse angeformt sind. Damit ist eine Kontaktierung der Schirmbleche bzw. eine Abschirmung der elektrischen Verbindungen im zusammengesteckten Zustand ermöglicht. Beim Zusammenbau wird dabei der SMD-Anschluß eines Schirmblechs eines Steckverbindungselements mit der z. B. Leiterplatte oder Platine, auf die das Steckverbindungselement aufgesteckt ist, elektrisch kontaktiert.

Einzelheiten der Erfindung werden im nachfolgenden Beschreibungsteil anhand eines in Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

1 in die Explosionsdarstellung eine Messerleiste mit neuem Schirmblech(-en);

2 in Explosionsdarstellung eine zugehörige Federleiste, ebenfalls mit neuem Schirmblech(-en);

3 einen aus Messer- und Federleiste bestehenden Steckverbinder in teilweise geschnittener Darstellung.

Die Messerleiste 1 in 1 besteht aus einem Kunststoffspritzgussteil, welches mit Seitenwänden 23, 24, zwei Stirnflächen 28 und einem Boden 27, einen Aufnahmeraum 9 umschreibt. Bodenseitig sind Öffnungen 13 vorgesehen, durch die elektrische Kontaktmesser 15 hindurchführbar und vorzugsweise über eine Rastverbindung festlegbar sind. An den inneren seitlichen Wandungsabschnitten 19 des Aufnahmeraumes 9 liegen die Schirmbleche 3, 3' unmittelbar an, wobei an den Schirmblechen 3, 3', Lötfahnen 7, 7' und SMD-Anschluß an 3 angeformt sind, die in Kanälen 26 geführt sind und ebenfalls den Korpus der Messerleiste 1 bodenseitig 25 durchgreifen, und beispielsweise auf einer, hier nicht dargestellten, Leiterplatte anlötbar sind. Diese SMD-Anschlüsse 21 dienen der Kontaktierung in einer SMD-Steckverbindung

Des weiteren sind an den Schirmblechen 3, 3' Rasteinrichtungen, hier in Form von hakenartigen Vorsprüngen 5, angeformt, die in entsprechende Vertiefungen 17 in der Messerleiste 1 in Eingriff bringbar sind. Damit ist eine Festlegung der Schirmbleche 3, 3' relativ zur Messerleiste 1 ermöglicht, so dass eine Relativ-Bewegung zwischen beiden Bauteilen unterbunden ist.

Ebenso sind an den Schirmblechen 3, 3' geneigte, hier nach außen auskragende Vorsprünge 11, vorzugsweise einstückig, angeformt, so dass durch die Vorsprünge 11 eine trichterförmige Einführhilfe gebildet ist.

Aus der Darstellung in 2 ist die im wesentlichen symmetrische Ausgestaltung der Federleiste 2 ersichtlich. Sie ist ebenfalls von einem Korpus, mit Seitenwänden 20 und Stirnflächen 29, gebildet, der mit Durchbrüchen 14 durch die untere und obere Fläche des Korpus für die Positionierung der Federn 16 und Einführung der Messer 15 bei der Steckung versehen ist. Die Federn 16 sind ebenfalls über eine Rastverbindung festlegbar. An den Außenseiten 20 der Federleiste 2 liegen die Schirmbleche 4, 4' unmittelbar an, wobei an den Schirmblechen 4, 4' ebenfalls Lötfahnen 8 angeformt sind. Auch hier sind die Schirmbleche 4, 4' mit Rastverbindungen in Form von Rasthaken 6, die in Vertiefungen 18 an der Federleiste 2 in Eingriff bringbar sind, festlegbar. Die Vorsprünge 12 sind hier zur Mitte hin, das heißt in Richtung der Symmetrieebene der Federleiste 2, geneigt, um eine konische Verjüngung der Vorsprünge 12 zu erhalten.

Mit den SMD-Anschlüssen 22 ist die Ausbildung eines SMD-Kontakts auf z. B. einer Leiterplatte oder Platine ermöglicht, um eine Abschirmung für eine derartige Verbindung zu erhalten.

Aus der teilweise geschnittenen Darstellung in 3 ist ein Steckverbinder, aus einer Messerleiste 1 und einer Federleiste 2 bestehend, im zusammengesetzten Zustand ersichtlich. Die Messer 15 stehen in elektrischem Kontakt mit den Federn 16. Die Schirmbleche 3, 4' und 3', 4 liegen im zusammengesteckten Zustand im wesentlichen vollflächig aneinander an. Die elektrische Kontaktierung der Schirmbleche 3, 3' und 4, 4' erfolgt über die zugehörigen, vorzugsweise über den jeweiligen Boden der Steckverbinder überstehenden Lötfahnen 7, 7' und 8, 8'.

In den 1 bis 3 nicht dargestellte Ausführungsvarianten der Erfindung bestehen noch darin, dass die Schirmbleche 3, 3' bzw. 4, 4' einstückig oder mehrteilig ausgebildet sind.

1Messerleiste 2Federleiste 3, 3'Schirmbleche (zu Pos. 1) 4, 4'Schirmbleche (zu Pos. 2) 5Rasthaken (an Pos. 3 bzw. 3') 6Rasthaken (an Pos. 4 bzw. 4') 7, 7'Lötfahnen (an Pos. 3 bzw. 3') 8, 8'Lötfahnen (an Pos. 4 bzw. 4') 9Aufnahmeraum 11geneigte Abschnitte (an Pos. 3 bzw. 3') 12geneigte Abschnitte (an Pos. 4 bzw. 4') 13Öffnungen (für Pos. 15 in Pos. 1) 14Durchbrüche (für Pos. 16 in Pos. 2) 15Messer 16Federn 17Vertiefungen (in Pos. 1 für Pos. 5) 18Vertiefungen (in Pos. 2 für Pos. 6) 19innere Wandung (von Pos. 1) 20äußere Wandung (von Pos. 2) 21SMD-Anschluß (an Pos. 3 und 3') 22SMD-Anschluß (an Pos. 4 und 4') 23, 24Seitenwände (von Pos. 1) 25äußere Fläche (von Pos. 27) 26Kanäle 27Boden 28Stirnflächen (von Pos. 1) 29Stirnflächen (von Pos. 2)

Anspruch[de]
  1. Steckverbinder, insbesondere für SMD-Stecker, zur Verbindung elektronischer Bauelemente, mit einem ersten und einem zweiten Steckverbindungselement (1, 2), die in gegenseitigen Eingriff bringbar sind und eine Vielzahl elektrischer Signalleiter und mindestens einen Masseleiter bilden, wobei an beiden Steckverbindungselementen (1, 2) jeweils eine elektrische Abschirmung in Form wenigstens eines Schirmblechs (3, 3', 4, 4') vorgesehen ist, die Schirmbleche (3, 3'; 4, 4') Lötfahnen (7, 7'; 8, 8') aufweisen, die im verrasteten Zustand aus dem jeweiligen Steckverbindungselement (1, 2) herausragen,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass

    – die Schirmbleche (3, 3' bzw. 4, 4') jeweils über Rastverbindungen (5, 17 bzw. 6, 18) am jeweiligen Steckverbindungselement (1 bzw. 2) befestigbar sind,

    – im verbundenen Zustand der Steckverbindungselemente (1, 2) die jeweiligen Schirmbleche (3, 4'; 3', 4) vollflächig unmittelbar aneinander anliegen.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindungselemente (1, 2) Messer- und Federleisten sind, wobei die Messerleiste (1) einen Aufnahmeraum (9) für die Federleiste (2) besitzt und an diesem Aufnahmeraum (9) innenseitig (19) die Schirmbleche (3; 3') der Messerleiste (1) angeordnet sind, und wobei an der Federleiste (2) außenseitig (20) die Schirmbleche (4; 4') der Federleiste (2) angeordnet sind.
  3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Schirmbleche (3, 3', 4, 4') ein dem jeweils anderen Steckverbindungselement (1, 2) zugewandter Vorsprung angeordnet ist, der in eine entsprechende Vertiefung am anderen Steckverbindungselement (2, 1) in Eingriff bringbar ist.
  4. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kantenbereichen der Schirmbleche (3, 3', 4, 4'), die jeweils dem anderen Steckverbindungselement (2, 1) zugewandt sind, jeweils Abschnitte (11 bzw. 12) aus der Körperhauptebene des jeweiligen Bleches (3,..., 4') heraus geneigt sind, wobei die Abschnitte (11) an der Messerleiste (1) eine trichterförmige Einführhilfe und die Abschnitte (12) an der Federleiste (2) eine konische Verjüngung bilden.
  5. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schirmblechen (3, 3'; 4, 4') jeweils SMD-Steckverbindungselemente (21; 22) angeformt sind, zur elektrischen Kontaktierung des jeweiligen Schirmblechs (3, 3'; 4, 4') des Verbindungselements (1, 2) mit einer Platine oder dgl., auf die das Steckverbindungselement (1, 2) aufgesteckt ist.
  6. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmbleche (3, 3' bzw. 4, 4') einstückig ausgebildet sind.
  7. Steckverbinder nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmbleche (3, 3' bzw. 4, 4') mehrteilig ausgebildet sind.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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