DE102007043887A1 - Connector with integrated circuit board - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit mehreren Steckkontaktstiften, einem Gehäuse, in dem die Steckkontaktstifte angeordnet sind, und einer Platine, die im Gehäuse angeordnet ist und mit zumindest einem der Steckkontaktstifte elektrisch verbunden ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Platine im Gehäuse derart befestigt ist, dass sie zu den Steckkontaktstiften und/oder zum Gehäuse mechanisch entkoppelt ist, so dass Relativbewegungen zwischen den Steckkontaktstiften und dem Gehäuse keine Verspannungen in der Platine verursachen.The invention relates to a connector with a plurality of plug contact pins, a housing in which the plug contact pins are arranged, and a circuit board, which is arranged in the housing and is electrically connected to at least one of the plug contact pins. The invention is characterized in that the board is fixed in the housing in such a way that it is mechanically decoupled from the plug contact pins and / or the housing so that relative movements between the plug contact pins and the housing do not cause any tension in the board.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit integrierter Platine.The The present invention relates to a connector with integrated Circuit board.
Es gibt D-Sub-Filter Filtersteckverbinder, die ein Gehäuse aufweisen, in dem mehrere Steckkontaktstifte angeordnet sind. In dem Gehäuse befindet sich eine Platine. Die Platine ist mit Löchern versehen, durch die sich die Steckkontaktstifte erstrecken. Die Steckkontaktstifte sind mit der Platine verlötet. Auf der Platine ist für einen jeden Steckkontaktstift ein Kondensator vorgesehen, der die durch Steckkontaktstifte geführten elektrischen Signale filtern soll. Die Platine ist mit dem Gehäuse mittels einer Lötverbindung mechanisch und elektrisch verbunden. Da das Gehäuse mit Masse verbunden ist, bildet diese Lötverbindung den Masseanschluss für die Platine.It There are D-sub filter filter connectors that have a housing have, in which a plurality of plug contact pins are arranged. In the housing is a circuit board. The board is provided with holes through which the plug pins extend. The plug pins are soldered to the board. On The board is a capacitor for each plug contact pin provided, which led by plug pins to filter electrical signals. The board is with the case mechanically and electrically connected by means of a solder joint. Since the housing is connected to ground, this forms solder joint the ground connection for the board.
Derartige Filterstecker haben sich in der Praxis bewährt, da mit ihnen Störsignale gefiltert werden können. Die Integration einer Platine in einem derartigen miniaturisierten Steckverbinder ist jedoch problematisch, da eine solche Platine empfindlich gegenüber mechanischen Belastungen ist. Bei Steckvorgängen wird ein erheblicher Anteil der Steckkräfte von der Platine aufgenommen. Diese Steckkräfte führen zur Beschädigung der Platine und zur Beschädigung der Lötverbindungen zwischen den Steckkontaktstiften und der Platine bzw. zwischen der Platine und dem Gehäuse. Die Lebensdauer dieser Steckverbinder ist daher begrenzt.such Filter plugs have proven themselves in practice, as with they can be filtered by interfering signals. The Integration of a board in such a miniaturized connector However, it is problematic because such a board is sensitive to mechanical loads. For plug-in operations is a a significant proportion of the insertion forces absorbed by the board. These insertion forces lead to damage the board and damage the solder joints between the plug contact pins and the board or between the Board and the housing. The life of these connectors is therefore limited.
Obwohl das Integrieren einer Platine in einen miniaturisierten Steckverbinder sehr vorteilhaft ist, da eine Platine grundsätzlich beliebige Schaltungsanordnungen erlaubt, wobei die Vielfalt der Schaltungen alleine durch die begrenzte Fläche der Platine limitiert ist, wurden derartige miniaturisierte Filterstecker bisher fast ausschließlich ohne Platinen ausgebildet. Hierzu gibt es eine Reihe unterschiedlichster Lösungsvorschläge.Even though integrating a board into a miniaturized connector is very advantageous because a board basically any Circuit arrangements allowed, the variety of circuits limited only by the limited area of the board is, such miniaturized filter plug have been almost designed exclusively without blanks. There are a number of different solutions.
So
offenbart die
Aus
der
Aus
der
Diese aufgesetzten Filterelemente (Ferrit-Körper, metallisch beschichteter Keramikkörper) besitzen erhebliche Toleranzen in Ihren elektrischen Eigenschaften (Induktivität, Kapazität). Sie sind zwar auf Dauer mechanisch stabil, können jedoch oftmals nicht die geforderten elektrischen Eigenschaften erfüllen.These attached filter elements (ferrite body, metallic coated ceramic body) have considerable tolerances in your electrical properties (inductance, capacity). Although they are mechanically stable in the long term, they can often do not meet the required electrical properties.
Es besteht ein erheblicher Bedarf nach einem miniaturisierten Steckverbinder, der mit elektronischen Bauteilen wie Kondensatoren und/oder Induktivitäten versehen ist, die nur geringe Toleranzen besitzen, und der Steckverbinder soll zudem den typischen mechanischen Beanstandungen durch die Steckvorgänge und vorzugsweise auch stärkeren mechanischen Beanstandungen aufgrund von Vibrationen widerstehen können.It there is a considerable need for a miniaturized connector, with electronic components such as capacitors and / or inductors is provided, which have only small tolerances, and the connector should also be the typical mechanical complaints by the plug operations and preferably also stronger mechanical complaints due to vibration can withstand.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen Steckverbinder zu schaffen, der eine lange Lebensdauer besitzt und zudem eine elektrische Verschaltung erlaubt, die präzise elektrische Eigenschaften aufweist.Of the Invention is therefore the object of a connector to create, which has a long life and also an electric Interconnection allows the precise electrical properties having.
Die Aufgabe wird durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The The object is achieved by a connector having the features of the claim 1 solved. Advantageous embodiments are in the subclaims specified.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder umfasst mehrere Steckkontaktstifte, ein Gehäuse, in dem die Steckkontaktstifte angeordnet sind, und eine Platine, die im Gehäuse angeordnet ist und mit zumindest einem der Steckkontaktstifte elektrisch verbunden ist. Dieser Steckverbinder zeichnet sich dadurch aus, dass die Platine im Gehäuse derart befestigt ist, dass sie zu den Steckkontaktstiften und/oder zum Gehäuse mechanisch entkoppelt ist, so dass Relativbewegungen zwischen den Steckkontaktstiften und dem Gehäuse keine Verspannungen an der Platine verursachen.The connector according to the invention comprises a plurality of plug contact pins, a housing in which the plug contact pins are arranged, and a circuit board, which is arranged in the housing and is electrically connected to at least one of the plug contact pins. This connector is there by that the circuit board is mounted in the housing so that it is mechanically decoupled to the plug contact pins and / or the housing, so that relative movements between the plug contact pins and the housing cause no tension on the board.
Durch die mechanische Entkopplung der Platine bezüglich der Steckkontaktstifte und/oder dem Gehäuse werden die bei Steckvorgängen ausgeübten Steckkräfte nicht in die Platine eingeleitet, so dass die Gefahr einer Beschädigung der Platine im Vergleich zu herkömmlichen Steckverbindern mit integrierter Platine wesentlich verringert ist. Hierdurch verlängert sich die Lebensdauer des Steckverbinders gegenüber herkömmlichen Steckverbindern erheblich.By the mechanical decoupling of the board with respect to the plug contact pins and / or the housing are the plug-in operations applied insertion forces are not introduced into the board, so that the risk of damage to the board in comparison to conventional connectors with integrated circuit board is significantly reduced. This extends the Lifetime of the connector over conventional Connectors considerably.
Durch das Vorsehen einer Platine im Steckverbinder ist es möglich die Steckkontaktstifte mit beliebigen elektrischen Schaltungen zu verbinden. Die Schaltungsvielfalt wird alleine durch die begrenzte Fläche der Platine limitiert. Auf der Platine können Spulen angeordnet werden, deren Induktivität wesentlich präziser als die Induktivität von auf den Steckkontaktstiften aufgesteckten Ferritkörpern ist.By the provision of a board in the connector, it is possible the plug pins with any electrical circuits too connect. The variety of circuits becomes solely due to the limited area the board is limited. Coils can be arranged on the board whose inductance is much more precise as the inductance of plugged on the plug pins Ferrite is.
Die mechanische Entkopplung der Platine bezüglich der Steckkontaktstifte und/oder dem Gehäuse erfolgt entweder durch eine elastische elektrische Verbindung zwischen der Platine und den Steckkontaktstiften und/oder dem Gehäuse. Dies ist zweckmäßig, wenn die Platine sowohl mit den Steckkontaktstiften als auch mit dem Gehäuse elektrisch verbunden ist. Bei einer Ausführungsform, bei der lediglich eine elektrische Verbindung zwischen den Steckkontaktstiften und der Platine aber nicht zwischen der Platine und dem Gehäuse bestehen soll, wird die Platine vorzugsweise mit Spiel im Gehäuse angeordnet, so dass die Platine bezüglich des Gehäuses frei beweglich ist. Bei speziellen Anwendungen wird die Masse nicht über das Gehäuse sondern über einen Steckkontaktstift geleitet.The mechanical decoupling of the board with respect to the plug contact pins and / or the housing is either by an elastic electrical connection between the board and the plug contact pins and / or the housing. This is appropriate if the board with both the plug pins and with the housing is electrically connected. In one embodiment, in the only one electrical connection between the plug contact pins and the board but not between the board and the housing should consist, the board is preferably arranged with play in the housing, leaving the board free with respect to the housing is mobile. In special applications, the mass is not over the housing but via a plug contact pin directed.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders sind die Steckkontaktstifte mit der Platine jeweils mittels Pressfit-Verbindung mechanisch und elektrisch verbunden. Diese Pressfit-Verbindung stellt keine mechanische Entkopplung dar, die bei dieser Ausführungsform zwischen der Platine und dem Gehäuse vorzusehen ist. Die hier verwendete massive Pressfit-Verbindung bildet eine sehr dauerhafte mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Steckkontaktstiften und der Platine. Eine flexible Pressfit-Verbindung bietet hingegen ein geringfügiges Spiel, so dass sie auch etwas zur mechanischen Entkopplung beiträgt.at a further preferred embodiment of the invention Connector are the plug pins with the board respectively mechanically and electrically connected by means of pressfit connection. This press fit connection does not represent a mechanical decoupling in this embodiment between the board and is to provide the housing. The massive used here Pressfit connection forms a very durable mechanical and electrical connection between the plug pins and the Circuit board. On the other hand, a flexible pressfit connection offers a minor one Game, so that it also contributes something to the mechanical decoupling.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Steckkontaktstife jeweils aus einem Paar Teilstifte ausgebildet, wobei die Paare von Teilstiften mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die Platine befindet sich hierbei zwischen den Teilstiften und es ist eine elektrische Verbindung zwischen der Platine und den Teilstiften ausgebildet. Diese elektrische Verbindung ist vorzugsweise durch eine elastisches Element, das sowohl an der Platine als auch an den Teilstiften befestigt sein kann, ausgebildet. Dieses elastische Element ist beispielsweise ein elektrisch leitender Federkörper.at a further advantageous embodiment of the present invention Invention are the plug contact each of a pair of pins formed, wherein the pairs of sub-pins at a distance from each other are arranged. The board is located between the Part pins and it is an electrical connection between the Board and the sub-pins formed. This electrical connection is preferably by an elastic element, both at the Board and can be attached to the sub-pins, trained. This elastic element is for example an electrically conductive Spring body.
Das Vorsehen von derartigen unterbrochenen Steckkontaktstiften erlaubt es, den Signalfluss durch die Schaltung hindurch zu leiten, d. h., dass elektronische Bauteile in Reihe zum Steckkontaktstift angeordnet sind. Bei durchgehenden Steckkontaktstiften können elektronische Bauteile lediglich parallel zu den Steckkontaktstiften geschaltet werden.The Provision of such broken plug pins allowed it is to conduct the signal flow through the circuit, d. H., that electronic components arranged in series with the plug contact pin are. With continuous plug contact pins can electronic Components only connected in parallel to the plug contact pins become.
Die Steckkontaktstifte werden im Gehäuse mittels Isolierkörper mechanisch fixiert. Diese Isolierkörper sind in der Regel aus Spritzguss hergestellte Kunststoffteile. Diese Spritzgussteile besitzen mechanische Toleranzen, die normalerweise größer als die mechanischen Toleranzen der aus Metall ausgebildete Gehäuse sind. Hierdurch kann ein Spiel zwischen den Isolierkörpern und dem Gehäuse und damit zwischen den Steckkontaktstiften und dem Gehäuse nicht immer vollständig vermieden werden. Durch die erfindungsgemäße mechanische Entkopplung der Relativbewegungen zwischen den Steckkontaktstiften und dem Gehäuse verursacht dieses Spiel keine Probleme. Mit zwei benachbart angeordneten Isolierkörpern, die jeweils an den Steckkontaktstiften ausgebildete Schultern zwischen sich einklemmen, dienen zur axialen Fixierung der Steckkontaktstifte. Durch zumindest zwei voneinander beabstandete Isolierkörper sind die Steckkontaktstifte verkippungsfrei im Steckverbinder fixiert.The Plug contact pins are in the housing by means of insulating mechanically fixed. These insulators are usually injection molded plastic parts. These injection molded parts have mechanical tolerances that are usually larger as the mechanical tolerances of the housing formed of metal are. This can cause a game between the insulators and the housing and thus between the plug contact pins and the housing is not always completely avoided become. By the inventive mechanical Decoupling of the relative movements between the plug contact pins and the case causes this game no problems. With two adjacently arranged insulating bodies, respectively shoulders formed on the plug pins between them clamp, serve for the axial fixation of the plug contact pins. By at least two spaced apart insulating body the plug-in pins are fixed tilt-free in the connector.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Die Zeichnungen zeigen:The Invention will be described in more detail below by way of example in the drawings illustrated embodiments explained. The drawings show:
In
den
Der
Steckverbinder
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Sub-D Steckverbinder.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Bauforn beschränkt.
Das Gehäuse
Der
an der Steckseite
Im
Frontteilisolierkörper
Die
Steckkontaktstifte weisen einen Steckabschnitt, der als Pin
An
der Rückseite des Frontteilisolierkörpers
Der
erste Rückteilisolierkörper
An
der Rückseite des ersten Rückteilisolierkörpers
Die
Kontur der Platine verläuft derart, dass sie zwischen den
Abstandshaltern
Die
Steckkontaktstifte stecken mit ihren Pressfitabschnitten
Die
Pressfit-Verbindung ist derart ausgebildet, dass die notwendigen
Aufsteckkräfte zum Aufstecken der Platine
Rückseitig
ist der Steckverbinder
Die
drei Isolierkörper
Zwischen
der Platine
Als
elektrisch leitendes elastisches bzw. flexibles Kontaktelement
Der
Rückteilisolierkörper
Ein
drittes Ausführungsbeispiel eines miniaturisierten Steckverbinders
mit integrierter Platine ist in den
Die
beiden Teilstifte
Dieser
Steckverbinder weist vier Isolierkörper
Die
beiden inneren Isolierkörper
An
der Innenseite weisen die inneren Isolierkörper
Die
Platine
Neben
einem jeden großflächigen Kontaktfeld
Der
durch die beiden inneren Isolierkörper
An
den nach innen gewandten Seiten der inneren Isolierkörper
Die
Platine
Die
Platine
Beim durchgehenden Steckkontaktstift kann ein derartiger Pi-Filter dadurch realisiert werden, dass zwei Platinen im Steckverbinder vorgesehen werden, die für einen jeden Steckkontaktstift einen Kondensator aufweisen und zwischen den beiden Platinen ist ein Ferritkörper angeordnet, der die Induktivität bildet. Eine solche Ausführungsform ist jedoch nur mit großen Toleranzen herstellbar.At the continuous plug contact pin, such a pi filter thereby be realized that two boards are provided in the connector, for each plug pin a capacitor and between the two boards is a ferrite body arranged, which forms the inductance. Such an embodiment However, it can only be produced with large tolerances.
Der C-Filter besitzt eine Dämpfung von etwa 20 dB, der L-Filter besitzt eine Dämpfung von etwa 40 dB und der Pi-Filter und der T-Filter besitzen jeweils eine Dämpfung von etwa 60 dB. Man erkennt hieraus, dass die Dämpfung der Filter umso stärker ist, je komplexer sie ausgebildet sind. Durch die Verwendung einer im Steckverbinder integrierten Platine können grundsätzlich beliebig komplexe Filter vorgesehen werden. Gegebenenfalls sind mehrere Platinen im Steckverbinder in gestapelter Anordnung vorzusehen, damit für die einzelnen Bauelemente ausreichend Platz besteht.Of the C-filter has an attenuation of about 20 dB, the L-filter has an attenuation of about 40 dB and the pi filter and the T-filter each have a damping of about 60 dB. It can be seen that the attenuation of the filter the more complex the more complex they are, the stronger. By the use of a board integrated in the connector can Basically arbitrarily complex filters are provided. Optionally, several boards in the connector in stacked Provide arrangement so that for the individual components there is enough space.
Die oben erläuterten Filter sind passive Filter. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, einen aktiven Filter im Steckverbinder zu integrieren. Hierzu ist über einen Steckkontaktstift der Filterschaltung eine Versorgungsspannung zuzuführen. Der Filter umfasst dann aktive Elemente, wie elektrische Verstärker und Regelungsbauelemente.The Filters discussed above are passive filters. As part of According to the invention, it is also possible to have an active filter to integrate in the connector. This is about a Plug contact pin of the filter circuit to supply a supply voltage. The filter then includes active elements, such as electrical amplifiers and control components.
Die
Erfindung kann folgendermaßen kurz zusammengefasst werden:
Die
Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit mehreren Steckkontaktstiften,
einem Gehäuse, in dem die Steckkontaktstifte angeordnet
sind, und einer oder mehrerer Platinen, die im Gehäuse
angeordnet sind und mit zumindest einem der Steckkontaktstifte elektrisch
verbunden sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die
Platine im Gehäuse derart befestigt ist, dass sie zu den
Steckkontaktstiften und/oder zum Gehäuse mechanisch entkoppelt
ist, so dass Relativbewegungen zwischen den Steckkontaktstiften
und dem Gehäuse keine Verspannungen in der Platine verursachen.The invention can be briefly summarized as follows:
The invention relates to a connector with a plurality of plug contact pins, a housing in which the plug contact pins are arranged, and one or more boards, which are arranged in the housing and are electrically connected to at least one of the plug contact pins. The invention is characterized in that the board is fixed in the housing in such a way that it is mechanically decoupled from the plug contact pins and / or the housing so that relative movements between the plug contact pins and the housing do not cause any tension in the board.
- 11
- SteckverbinderConnectors
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- SteckkontaktstiftPlug pin
- 44
- Isolierkörperinsulator
- 55
- Platinecircuit board
- 66
- PinPin code
- 77
- LötkelchSolder Cup
- 88th
- Steckseitemating side
- 99
- Rückseiteback
- 1010
- Steckmanschetteplug sleeve
- 1111
- DimpleDimple
- 1212
- Stegweb
- 1313
- Steckrichtungplug-in direction
- 1414
- DurchgangslochThrough Hole
- 1515
- Ausnehmungrecess
- 1616
- Schultershoulder
- 1717
- BuchseRifle
- 1818
- Stiftabschnittpin section
- 1919
- PressfitabschnittPressfitabschnitt
- 2020
- Lötelementsolder member
- 2121
- abgeflachte Flächeflattened area
- 2222
- DurchgangslochThrough Hole
- 2323
- Ausnehmungrecess
- 2424
- Abstandshalterspacer
- 2525
- DurchgangslochThrough Hole
- 2626
- elektrisches Bauteilelectrical component
- 2727
- Taschebag
- 2828
- DurchgangslochThrough Hole
- 2929
- Kontaktelementcontact element
- 3030
- Federelementspring element
- 3131
- Pfeilarrow
- 3232
- Teilstiftpart pen
- 3333
- Teilstiftpart pen
- 3434
- Rundkörperround body
- 3535
- Kontaktstiftpin
- 3636
- EinlötstiftSOLDER
- 3737
- Einbuchtungindentation
- 3838
- KontaktfeldContact field
- 3939
- SpuleKitchen sink
- 4040
- KontaktfeldContact field
- 4141
- KontaktfeldContact field
- 4242
- Leiterbahnconductor path
- 4343
- Kondensatorcapacitor
- 4444
- MasseleiterbahnGround trace
- 4545
- SchmalseitenflächeEdge face
- 4646
- LängsseitenflächeLongitudinal side face
- 4747
- Ausnehmungrecess
- 4848
- LeitkissenLeitkissen
- 4949
- Taschebag
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - EP 0712141 B1 [0006] - EP 0712141 B1 [0006]
- - EP 1315253 A1 [0007] EP 1315253 A1 [0007]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - DIN 41 611 [0045] - DIN 41 611 [0045]
- - DIN IEC 352 [0045] - DIN IEC 352 [0045]
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