EP2037541A2 - Connector with circuit board - Google Patents
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- EP2037541A2 EP2037541A2 EP08164225A EP08164225A EP2037541A2 EP 2037541 A2 EP2037541 A2 EP 2037541A2 EP 08164225 A EP08164225 A EP 08164225A EP 08164225 A EP08164225 A EP 08164225A EP 2037541 A2 EP2037541 A2 EP 2037541A2
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Definitions
- the present invention relates to a connector with board.
- D-sub filter connectors which have a housing in which a plurality of plug contact pins are arranged.
- the housing In the housing there 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 a capacitor is provided for each plug contact pin, which is to filter the guided by plug pins electrical signals.
- the board is mechanically and electrically connected to the housing by means of a solder joint. Since the housing is connected to ground, this solder joint forms the ground connection for the board.
- Such filter plug have been proven in practice, as they can be filtered with interference signals.
- the integration of a circuit board in such a miniaturized connector is problematic because such a board is sensitive to mechanical stress. When plugging a significant proportion of the insertion forces is absorbed by the board. These insertion forces lead to damage to the board and damage to 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.
- the plug contact pins are surrounded by a strip body.
- the strip body is designed as a filter element. It consists of a mixture of insulating material and ferrite material. This strip body forms an electrical inductance for filtering unwanted high frequency signals. This generates EMC protection.
- the condenser body consists of a monolithic ceramic body with tubular passageways. This ceramic body is coated with metal, so that it represents with each passage a capacitor to each arranged in the passageways plug contact pins.
- the DE 198 15 488 C1 shows an electrical connector with a housing in which an insulating body is arranged.
- the insulating body has a recess for receiving a filter plate.
- parallel bores are formed through which each signal contacts extend therethrough.
- the filter disk has a common material construction in this technique. The filter disk is used to filter out unwanted interference signals on the signal lines or signal contacts before these interference signals reach the connected to the electrical connector PCB in the components located there.
- the filter disc is fixed by a metal plate or formed on the sheet metal spring tongues with play.
- the US 4,950,185 discloses another connector having a housing, a receiving body for receiving contact pins.
- the contact pins extend through the plate-shaped ceramic capacitor arrays. These arrays are formed of a plate-shaped ceramic material in which electrically conductive electrodes are embedded.
- the contact pins are electrically connected to the electrodes by means of contact springs.
- These capacitor plates are surrounded by a ground electrode. This grounding electrode may be electrically connected to the grounded housing by means of contact springs.
- the DE 199 44 909 A1 shows an electrical connection unit with contact pins, which are elastically and electrically coupled by means of a spring to a printed circuit board. At the side facing away from the contact pins of the circuit board is soldered to a mating terminal for crimping a ribbon cable.
- the US 4,494,092 shows a connector with multiple plug pins.
- the plug contact pins store in a cylindrical housing. Transverse to the longitudinal extent of the cylindrical housing different disk-shaped elements are provided.
- the plug contact pins have shoulders which each store in a recess in a rigid plastic disc. Adjacent to this plastic disc another rigid plastic disc is arranged to retain the plug contact pins in the axial direction.
- this connector has filter elements in the form of disk capacitors.
- a filter connector with shielding has a shielding metal housing.
- a plurality of arranged in a small grid contact elements in the form of plug contact pins are provided.
- the plug contact pins extend through a strip body and an insulating plate.
- the insulating plate has a number of the contact elements corresponding number of metallized feedthroughs.
- the metallized bushing merges into a contact element conductor at the top side of the insulating plate.
- a ground conductor is peripherally metallized on the edge.
- the electrically conductive connections between the contact elements and the ground conductor constitute capacitive filter elements in the form of capacitive and / or inductive SMD elements.
- the edge sides and the insulating plate are provided with cutting-like reinforcements.
- the insulating plate is adapted in its peripheral dimensions to the dimension of the receiving opening of the shielding.
- the contact elements are fixed by means of press-in contact heads in the metallized feedthroughs.
- the cutting edge-like reinforcements are omitted.
- embossed spring plates are cut on the shield, which serve to fix the insulating plate.
- the invention is therefore based on the object to provide a connector which has a long life and also allows an electrical interconnection, which has precise electrical properties.
- 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.
- the plug contact pins have a shoulder projecting on the circumference, and the shoulders are arranged between two insulating bodies for transmitting forces in the axial direction of the plug contact pins, and these insulating bodies are arranged in the axial direction with positive locking in the housing.
- the plug contact pins are fixed without tilting in the housing by means of two spaced apart insulating body.
- the board has discrete electrical components, e.g. Capacitors and / or coils and is mounted in the housing so that it is mechanically decoupled to the plug contact pins and / or to the housing, so that relative movements between the plug contact pins and the housing cause no tension on the board.
- the plug contact pins By providing a board with discrete electronic components in the connector, it is possible to connect the plug contact pins with any electrical circuits.
- the variety of circuits is limited solely by the limited area of the board.
- the inductance is much more precise than the inductance of plugged on the plug pins ferrite.
- the plug contact pins are mechanically fixed in the housing by means of the insulating body.
- These insulators are usually made of injection molded plastic parts. These injection molded parts have mechanical tolerances, which are usually greater than the mechanical tolerances of the housing formed of metal. As a result, a game between the insulating bodies and the housing and thus between the plug contact pins and the housing can not always be completely avoided. Due to the inventive mechanical decoupling of the relative movements between the plug contact pins and the housing of the board this game causes no problems.
- the mechanical decoupling of the board with respect to the plug contact pins and / or the housing can be effected by a resilient electrical connection between the board and the plug contact pins and / or the housing. This is useful if the board is electrically connected to both the plug contact pins and the housing.
- the board is preferably arranged with play in the housing, so that the board is freely movable with respect to the housing. In special applications, the mass is not passed through the housing but via a plug contact pin.
- the circuit board is preferably arranged between two insulating bodies.
- the insulating body can be kept at a distance by means of spacers, so that the board is arranged between the insulating bodies with play.
- the arrangement of the board with game is especially useful if it is not mechanically decoupled from the plug contact pins. However, it is also in a mechanical decoupling between the board and the plug contact pins of advantage, since this avoids that caused by movements of the adjacent insulating mechanical stresses on the board.
- the board can also be arranged with play to the housing, so that no tension between the housing and the board can occur.
- the plug contact pins are mechanically and electrically connected to the board in each case by means of Pressfit connection.
- This press-fit connection does not constitute a mechanical decoupling to be provided between the board and the housing in this embodiment.
- the massive Pressfit connection used here forms a very durable mechanical and electrical connection between the plug contact pins and the board.
- a flexible Pressfit connection offers a slight play, so that it also contributes something to the mechanical decoupling.
- the plug contact pins are each formed from a pair of sub-pins, wherein the pairs of sub-pins are arranged at a distance from each other.
- the board is in this case between the sub-pins and there is an electrical connection between the board and the sub-pins formed.
- This electrical connection is preferably formed by an elastic element which may be attached to both the board and the sub-pins.
- This elastic element is for example an electrically conductive spring body.
- discontinuous plug pins allows the signal flow to pass through the circuit, i.e., electronic components are arranged in series with the plug contact pin.
- electronic components can only be connected in parallel to the plug contact pins.
- FIGS. 1 to 5 a first embodiment of a miniaturized connector according to the invention is shown.
- the present embodiment is a sub-D connector.
- the housing 2 is an electrically conductive metal housing and can produce an electrical ground connection when plugged into a mating connector.
- the housing 2 has a plug-in sleeve 10 surrounding the pins 6, on the inside of which contact studs or dimples 11 are formed in order to produce a positive engagement with a corresponding mating connector.
- Frontteilisolierа The arranged on the mating side 8 insulating 4/1 is referred to below as Frontteilisolier emotions.
- This Frontteilisolieroasa 4/1 is a substantially e-benflächiges Plastic platelets whose outlines are slightly larger than the opening of the plug-side housing part 2/1.
- the Frontteilisolieroasa 4/1 has on its side facing the mating side two laterally projecting webs 12, whose outer side is adapted to the shape of the inner surface of the opening of the plug-side housing part 2/1, so that the Frontteilisolier emotions thereby positioned in the plane transverse to the insertion direction 13 is.
- through holes 14 for receiving one of the plug contact pins 3 are formed in a conventional grid per se.
- the through holes 14 are steppedly widened counter to the plug-in direction 13, so that they form a recess 15 for positive reception of a respective shoulder 16 of the respective plug-in contact pin 3 on the back of Fronteilisolier emotions 4/1.
- the plug contact pins have a plug-in section, which as Pin 6 ( FIGS. 5 and 6 ) or as a socket 17 ( FIG. 6 ), followed by the plug portion, the shoulder 16, a cylindrical pin portion 18 with a diameter slightly smaller than the shoulder 16, a pressfit portion 19 with knurled edges and a solder member 20.
- the shoulder 16 is a circumferential projection on the plug contact pin 3 with two flattened surfaces, which are formed opposite and parallel to each other.
- the recess 15 in the front part insulating body 4/1 has an exactly complementary shape to the shoulder 16, so that herein the shoulder 16 and thus the plug contact pin 3 is received against rotation.
- the Pressfitabêt 19 can be used as a square ( FIG. 5 ) or knurled ( FIG.
- the maximum diameter of the Pressfitabitess 19 is not greater than the diameter of the pin portions 18.
- the solder member 20 may be formed as a solder cup 7 or as a solder pin. The knurled Pressfitabites is preferred over the square, since it is both mechanically and electrically optimally connected to the board.
- This first greedisolier emotional 4/2 again has arranged in the grid of the plug contact pins 3 through holes 22.
- the diameter of the through holes 22 corresponds to the diameter of the pin portions 18 of the plug contact pins 3, so that the Store plug contact pins 3 with their pin sections 18 in the holes 22.
- the first remindisolier Congress 4/2 has on its front two projections 23 which engage in corresponding recesses on the back of the Frontteilisolier emotionss 4/1.
- the further insulating body 4/3 which is referred to below as the second rubteilisolier emotions, held at a distance from the central region of the first dumpteilisolier emotionss 4/2.
- the board 5 is formed of a printed circuit board and arranged on the circuit boards electrical components 26.
- the circuit board is in turn formed with arranged in the grid of the plug contact pins 3 through holes 25.
- the through holes are coated on their inner surface with copper and form so-called vias.
- circuit board traces are formed, which connect the vias to the electrical components 26.
- These electrical components 26 are mainly capacitors and coils. They are designed as SMD components and are typically soldered and / or glued to the circuit board of the board.
- the printed circuit board is typically a multilayer plastic printed circuit board. However, it can also be made of ceramic.
- the electrical components 26 can be arranged both on the front side and on the rear side of the circuit board.
- the circuit board 5 has electrical components 26, namely capacitors, only on the front side facing the plug-in side. Each plug contact pin 3 is assigned a respective capacitor.
- the contour of the board is such that it fits between the spacers 24 of the first rear insulating body 4/2.
- the surface of the first remind Wegisolier stresses 4/2 is formed with recesses for receiving the electrical components 26.
- the recesses are referred to below as pockets 27.
- the electrical components 26 with little play space. For example, if in a later machining process where the entire connector is heated, the solder joints between individual components and the board of the board should become loose, the electrical components 26 maintain their position as they are held in position by the pockets 27, so that upon cooling the connector, the solder solidifies again and the solder joint between the electrical components and the circuit board continues to exist.
- the pockets 27 can also be provided with a layer of an elastomer or an elastic polymer, in which the components 26 are embedded elastically, so that they are held without play but elastic.
- pressfit connections are also referred to as press-fit contacts and are standardized in DIN 41 611 part 5 or DIN IEC 352.
- An essential feature of such a press-fit connection is that the pin (here: the pressfit section 19) has a larger diagonal cross-section than the through-connection 25 to be contacted. This creates when pressing the pin into a via an overpressure that is absorbed either by deformation of the via or by deformation of the pin.
- press-fit connections there are therefore two types of press-fit connections, the solid version in which the through-hole deforms and the flexible design in which the pin deforms.
- the Pressfit connections of the present embodiment correspond to the solid version.
- the Pressfit connection is designed such that the necessary Mesteck structure for attaching the board 5 on the plug contact pins 3 to form the Pressfit connection is as low as possible, so that a certain elasticity and mobility of the plug contact pins 3 is given with respect to the board 5.
- the Aufsteck structure be sized so large that a secure long-term mechanical and electrical connection between the plug contact pins 3 and the vias 25 of the board 5 is guaranteed.
- the Pressfit connection is much more suitable than a rigid solder connection, even if the mobility of the plug contact pins 3 with respect to the circuit board 5 is low.
- the connector 1 is closed by the second remindisolier emotions 4/3, which is received in a form-fitting manner in the opening of the rear housing part 2/2.
- the second remindisolier emotions 4/3 in turn has through holes 28 through which a rear portion of the pressfit connections of the plug contact pins 3 extends.
- the three insulators 4/1, 4/2, and 4/3 are arranged at a distance from each other and each positively surround the plug contact pins 3. As a result, the plug contact pins 3 are fixed in a plane transverse to the insertion direction 13 and secured against tilting.
- This conductive rubber tube 29 serves as an elastic contact element 29.
- This elastic contact element 29 is in contact with an electrical contact surface of the circuit board and with a low bias voltage between the circuit board 5 and the rear, electrically conductive housing part 2/2. As a result, an electrical connection between the circuit board 5 and the housing part 2/2 is formed, which serves as a ground terminal. Since the contact element 29 is elastic or flexible, the connection between the board 5 and the housing 2 is mechanically decoupled.
- electrically conductive elastic or flexible contact element 29 may be provided instead of a Leitgummirschreibchens 29 also a contact element, which consists of an elastic stranded stranded wires twisted (eg in the form of a pigtail), a spring element with low spring coefficient, an elastic body which wraps of a metal fabric is, from an elasticized conductive polymer or a conductive elastomer is formed.
- a contact element which consists of an elastic stranded stranded wires twisted (eg in the form of a pigtail), a spring element with low spring coefficient, an elastic body which wraps of a metal fabric is, from an elasticized conductive polymer or a conductive elastomer is formed.
- any other elastic or flexible electrical connection is also suitable.
- FIG. 7 shows a second embodiment of a miniaturized connector according to the invention in a sectional view.
- the structure of the connector 1 according to the second embodiment substantially corresponds to the structure of the connector 1 according to the first embodiment, which is why the same parts are provided with the same reference numerals.
- the second embodiment differs from the first embodiment only in that no second pollgurisolier emotions is provided.
- the plug contact pins 3 are held in the housing 2 only by means of a first Frontteilisolier emotionss 4/1 and a single remindisolier emotionss 4/2. In turn, shoulders 16 of the plug contact pins 3 are arranged between these two insulators 4/1 and 4/2, so that the plug contact pins are fixed in the axial direction.
- a circuit board 5 is arranged adjacent to a rear wall of the housing part 2/2. Between the board 5 and the chuck section 2/2 a gap of about 6/10 mm is formed, in which there is an electrically conductive spring element 30, which establishes an electrical connection between the housing 2 and the circuit board 5.
- This spring element 30 is for example a simply angled copper sheet. It is soldered to the circuit board 5 and presses due to its spring action against the inner surface of the housing 2. In a relative movement of the plug contact pins relative to the housing 2, the board 5 is moved together with the plug contact pins 3 with respect to the housing 2. By providing the spring element 30, the electrical connection between the board 5 and the housing 2 is not interrupted even if the distance between the board 5 and the housing 2 increases a piece.
- the remindisolier emotions 4/2 has, as in the first embodiment at the corner regions spacers 24, which are supported on the rear corner portions of the rear housing part 2/2.
- a third embodiment of a miniaturized connector with integrated circuit board is in the FIGS. 8 to 13 shown. It is again a sub-D connector 1 with a housing 2 and arranged in a predetermined grid plug contact pins 3.
- the plug contact pins 3 are each formed of a pair of sub-pins 32, 33 ( FIG. 13 ).
- the sub-pins 32, 33 are so-called pogo pins, ie, that they have a tubular base body 34 in which a contact pin 35 is slidably mounted.
- the tubular body 34 is closed at one end and at the other end of the contact pin 35 protrudes a piece.
- In the base body 34 is a spring element which acts on the contact pin 35.
- the sub-pins 32, 33 are thus elastically yielding in length by the contact pin 35 is inserted into the body 34 and inserted by means of the spring element with a corresponding counterforce.
- the two sub-pins 32, 33 each have a circumferential shoulder 16, which are each provided with two laterally flattened surfaces 21.
- the pointing in the direction of insertion 13 part pin 32 forms in the insertion direction forward a pin 6 for insertion in a corresponding mating connector.
- the connector pin on the rear side arranged part pin 33 forms at its opposite to the insertion direction 13 facing the end of a soldering pin 36 which can be inserted into a corresponding hole of a printed circuit board and soldered to it.
- This connector has four insulator 4. Starting from the plug-in side 8, the outer front-part insulating body 4/4, the inner front-part insulating body 4/5, the inner rear-part insulating body 4/6 and the outer back-insulating body 4/7 are successively arranged in the direction of the rear side 9.
- the outer insulating 4/4 and 4/7 are the same as the Frontteilisolier Moment 4/1 of the first embodiment with the outside arranged positioning webs 12 and through holes 14, which are adapted to the diameter of the respective sub-pins 32, 33 is formed.
- the two inner insulating body 4/6 have substantially the same structure. They each have an outwardly facing substantially smooth surface with two recesses 23, engage in the corresponding projections of the outer insulator 4/4 and 4/7. Furthermore, through holes 22 are formed in the inner insulators 4/5 and 4/6, which expand outward in stages to a respective recess 15, which are exactly complementary to the shape of the shoulders 16 of the sub-pins 32, 33. In these recesses 15 store the shoulders 16 of the sub-pins 32, 33 against rotation. The shoulders 16 are arranged between the respective outer insulating body 4/4 and 4/7 and the respective inner insulating 4/5 or 4/6 and thereby axially fixed.
- the inner insulating 4/5 and 4/6 at their corners each inwardly facing spacers 24.
- the two inner insulator 4/5 and 4/6 abut each other with their spacers 24 to each other so that they define a cavity between them for receiving a circuit board 5.
- the board 5 is arranged with play in this cavity.
- the circuit board 5 is approximately trapezoidal in shape ( FIG. 11a, 11b ), wherein it has recesses 37 at the corners, which are adapted to the shape of the spacers 24.
- the board 5 has on both sides of relatively large circular contact pads 38 on which abut the sub-pins 32, 33 each with their contact pins 35 with a low bias.
- These contact pads 40 are connected with so-called vias through the printed circuit board of the board with corresponding contact pads 41 on the other side of the board ( FIG. 11b ).
- the arranged on the back of the board 5 contact pads 41 are each electrically connected via a conductor 42 with one of the large-area contact pads 38.
- the coil 39 is thus connected in series with the respective sub-pins 32, 33.
- a capacitor 43 is arranged, which is electrically connected on the one hand to the respective contact pad 38 and on the other hand to a ground conductor 44.
- the ground conductor 44 is formed on the circuit board of the board 5 circumferentially and covers the end face of the board.
- the hollow body formed by the two inner insulating bodies 4/5 and 4/6 has two narrow side surfaces 45 and two longitudinal side surfaces 46 (FIG. FIG. 9 ).
- the upper longitudinal side surface has a shallow recess 47 (FIG. FIG. 9 ).
- the board is a small piece with an edge portion. This edge portion is a part of the ground trace 44.
- a Leitkissen 48 is arranged, which is a piece of foam, which is covered with an electrically conductive tissue.
- the Leitkissen 48 touches with one side of the front edge of the circuit board of the board and is with its other side with the housing 2 in contact and thus establishes an electrical connection between the grounding track 44 and the housing 2 ago. In FIG. 9 the Leitkissen is partially cut away to make the recess 47 visible.
- pockets 49 are again provided for receiving the electrical components 39, 43 of the board 5. These pockets 49 may be lined with an elastic material.
- the board 5 is arranged with clearance between the two inner insulators 4/5 and 4/6, wherein it is acted upon on both sides by the sub-pins 32, 33 with little force due to the spring action of the sub-pins 32, 33 spring elements.
- the insertion forces are introduced to the shoulders 16 of the sub-pins 32 in the inner Frontteilisolier emotions 4/5 and derived via the arranged in the corner spacers on the other inner remindteilisolier emotions 4/6 and on the adjacent thereto the outer remindisolier emotions 4/7 on the housing 2.
- the insertion forces of the connector 1 are thus not transmitted to the circuit board 5.
- the board 5 is thus encapsulated by the inner insulator of the external mechanical loads.
- FIGS. 14a to 14d show by way of example some filter circuits that can be realized with the connectors according to the invention.
- Ze denotes the input impedance and Za the output impedance. Between the input impedance Ze and the output impedance Za is the connector.
- Figure 14a shows a C-filter, in each case a capacitor C is connected in parallel to a plug pin 3.
- FIG. 14b shows an L-filter in which an inductance in series with the plug contact pin and a capacitance is arranged parallel to the plug contact pin.
- the series-arranged inductance can be realized in a connector with continuous plug contact pins 3 by means of a ferrite body.
- the inductance may also be formed by a coil.
- the inductance of a coil is much more precise than that of a ferrite body, so that such a filter is much more precise than a filter formed with a ferrite body. This is a significant advantage, because in the design of the filter whose tolerances must be considered. If the tolerances are lower, the frequency band to be passed by the filter can be defined much narrower and less spurious frequencies can pass through the filter.
- FIG. 14c shows a Pi filter.
- the pi filter has an inductance L arranged in series with the plug contact pin and two capacitors C1 and C2 connected in parallel therewith.
- the third embodiment has such a pi-filter, which consists of the coil 39 connected in series to the sub-pins 32, 33 and the corresponding capacitors 43.
- such a pi filter can be realized in that two boards are provided in the connector, which have a capacitor for each plug pin and between the two boards a ferrite body is arranged, which forms the inductance.
- a ferrite body is arranged, which forms the inductance.
- such an embodiment can only be produced with large tolerances.
- Figure 14d shows a T-filter with two series-connected coils and a capacitor connected in parallel to the plug pin.
- the C-filter has an attenuation of about 20 dB
- the L-filter has an attenuation of about 40 dB
- the pi-filter and the T-filter each have an attenuation of about 60 dB. It can be seen from this that the attenuation of the filters is stronger, the more complex they are formed.
- a board integrated in the connector it is basically possible to provide filters of any desired complexity.
- several boards are provided in the connector in a stacked arrangement, so that there is sufficient space for the individual components.
- the filters discussed above are passive filters.
- an active filter in the connector.
- a supply voltage is to be supplied via a plug contact pin of the filter circuit.
- the filter then includes active elements, such as electrical amplifiers and control devices.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit Platine.The present invention relates to a connector with board.
Es gibt D-Sub-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.There are D-sub filter connectors, which have a housing in which a plurality of plug contact pins are arranged. In the housing there 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, a capacitor is provided for each plug contact pin, which is to filter the guided by plug pins electrical signals. The board is mechanically and electrically connected to the housing by means of a solder joint. Since the housing is connected to ground, this solder joint forms 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 plug have been proven in practice, as they can be filtered with interference signals. However, the integration of a circuit board in such a miniaturized connector is problematic because such a board is sensitive to mechanical stress. When plugging a significant proportion of the insertion forces is absorbed by the board. These insertion forces lead to damage to the board and damage to 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.Although the integration of a circuit board in a miniaturized connector is very advantageous because a board basically allows any circuit arrangements, the variety of circuits is limited solely by the limited area of the board, such miniaturized filter plug have been formed almost exclusively without boards. There are a number of different solutions for this.
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 mechanisch labil und können oftmals nicht die geforderten elektrischen Eigenschaften erfüllen.These attached filter elements (ferrite body, metallically coated ceramic body) have considerable tolerances in their electrical properties (inductance, capacitance). They are mechanically labile and often can not meet the required electrical properties.
Die
Die
Die
Die
In der
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 Beanspruchungen durch die Steckvorgänge und vorzugsweise auch stärkeren mechanischen Beanspruchungen aufgrund von Vibrationen widerstehen können.There is a substantial need for a miniaturized connector provided with electronic components such as capacitors and / or inductors have only small tolerances, and the connector should also be able to withstand the typical mechanical stresses caused by the mating operations and preferably also greater mechanical stresses due to vibration.
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.The invention is therefore based on the object to provide a connector which has a long life and also allows an electrical interconnection, which has precise electrical properties.
Die Aufgabe wird durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a connector with the features of
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. Die Steckkontaktstifte weisen eine am Umfang vorstehende Schulter auf, und die Schultern sind zwischen zwei Isolierkörper zur Übertragung von Kräften in Axialrichtung der Steckkontaktstifte angeordnet, und diese Isolierkörper sind in Axialrichtung mit Formschluss im Gehäuse angeordnet. Die Steckkontaktstifte sind mittels zweier voneinander beabstandeter Isolierkörper verkippungsfrei im Gehäuse fixiert. Die Platine weist diskrete elektrische Bauteile, wie z.B. Kondensatoren und/oder Spulen auf und ist im Gehäuse derart befestigt, 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. The plug contact pins have a shoulder projecting on the circumference, and the shoulders are arranged between two insulating bodies for transmitting forces in the axial direction of the plug contact pins, and these insulating bodies are arranged in the axial direction with positive locking in the housing. The plug contact pins are fixed without tilting in the housing by means of two spaced apart insulating body. The board has discrete electrical components, e.g. Capacitors and / or coils and is mounted in the housing so that it is mechanically decoupled to the plug contact pins and / or to 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. Da die Steckkontaktstifte sowohl in Axialrichtung als auch gegen Verkippung durch die Isolierkörper im Gehäuse fixiert sind, werden die auf die Steckkontaktstifte ausgeübten Kräfte über die Isolierkörper an das Gehäuse übertragen und von der Platine ferngehalten. Hierdurch verlängert sich die Lebensdauer des Steckverbinders gegenüber herkömmlichen Steckverbindern erheblich.Due to the mechanical decoupling of the board with respect to the plug contact pins and / or the housing the insertion forces exerted during plug operations are not introduced into the board, so that the risk of damage to the board compared to conventional connectors with integrated circuit board is substantially reduced. Since the plug contact pins are fixed in the housing both in the axial direction and against tilting by the insulating body, the forces exerted on the plug contact pins are transmitted via the insulating body to the housing and kept away from the board. This extends the life of the connector compared to conventional connectors considerably.
Durch das Vorsehen einer Platine mit diskreten elektronischen Bauteilen 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 providing a board with discrete electronic components in the connector, it is possible to connect the plug contact pins with any electrical circuits. The variety of circuits is limited solely by the limited area of the board. On the board coils can be arranged, the inductance is much more precise than the inductance of plugged on the plug pins ferrite.
Die Steckkontaktstifte sind im Gehäuse mittels der 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 ausgebildeten 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 von der Platine verursacht dieses Spiel keine Probleme.The plug contact pins are mechanically fixed in the housing by means of the insulating body. These insulators are usually made of injection molded plastic parts. These injection molded parts have mechanical tolerances, which are usually greater than the mechanical tolerances of the housing formed of metal. As a result, a game between the insulating bodies and the housing and thus between the plug contact pins and the housing can not always be completely avoided. Due to the inventive mechanical decoupling of the relative movements between the plug contact pins and the housing of the board this game causes no problems.
Die mechanische Entkopplung der Platine bezüglich der Steckkontaktstifte und/oder dem Gehäuse kann durch eine elastische elektrische Verbindung zwischen der Platine und den Steckkontaktstiften und/oder dem Gehäuse erfolgen. 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 can be effected by a resilient electrical connection between the board and the plug contact pins and / or the housing. This is useful if the board is electrically connected to both the plug contact pins and the housing. In an embodiment in which only an electrical connection between the plug contact pins and the board but should not exist between the board and the housing, the board is preferably arranged with play in the housing, so that the board is freely movable with respect to the housing. In special applications, the mass is not passed through the housing but via a plug contact pin.
Die Platine ist vorzugsweise zwischen zwei Isolierkörper angeordnet. Die Isolierkörper können mittels Abstandshalter auf Abstand gehalten werden, so dass die Platine zwischen den Isolierkörpern mit Spiel angeordnet ist.The circuit board is preferably arranged between two insulating bodies. The insulating body can be kept at a distance by means of spacers, so that the board is arranged between the insulating bodies with play.
Die Anordnung der Platine mit Spiel ist vor allem dann zweckmäßig, wenn sie nicht von den Steckkontaktstiften mechanisch entkoppelt ist. Sie ist jedoch auch bei einer mechanischen Entkopplung zwischen der Platine und den Steckkontaktstiften von Vorteil, da hierdurch vermieden wird, dass durch Bewegungen der angrenzenden Isolierkörper mechanische Verspannungen an der Platine verursacht werden.The arrangement of the board with game is especially useful if it is not mechanically decoupled from the plug contact pins. However, it is also in a mechanical decoupling between the board and the plug contact pins of advantage, since this avoids that caused by movements of the adjacent insulating mechanical stresses on the board.
Die Platine kann auch mit Spiel zum Gehäuse angeordnet sein, so dass keine Verspannung zwischen dem Gehäuse und der Platine auftreten kann.The board can also be arranged with play to the housing, so that no tension between the housing and the board can occur.
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.In a further preferred embodiment of the connector according to the invention, the plug contact pins are mechanically and electrically connected to the board in each case by means of Pressfit connection. This press-fit connection does not constitute a mechanical decoupling to be provided between the board and the housing in this embodiment. The massive Pressfit connection used here forms a very durable mechanical and electrical connection between the plug contact pins and the board. On the other hand, a flexible Pressfit connection offers a slight play, so that it also contributes something to the mechanical decoupling.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Steckkontaktstifte 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.In a further advantageous embodiment of the present invention, the plug contact pins are each formed from a pair of sub-pins, wherein the pairs of sub-pins are arranged at a distance from each other. The board is in this case between the sub-pins and there is an electrical connection between the board and the sub-pins formed. This electrical connection is preferably formed by an elastic element which may be attached to both the board and the sub-pins. 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 discontinuous plug pins allows the signal flow to pass through the circuit, i.e., electronic components are arranged in series with the plug contact pin. In continuous plug contact pins electronic components can only be connected in parallel to the plug contact pins.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
Figur 1- ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen miniaturisieten Steckverbinders in perspektivischer Ansicht,
Figur 2- den
Steckverbinder aus Figur 1 ohne Gehäuse in perspektivischer Seitenansicht, Figur 3,- den
Steckverbinder aus Figur 1 in einer Explosionsdarstellung, - Figur 4
- den
Steckverbinder aus Figur 1 in einer Schnittdarstellung, Figur 5- einen Steckkontaktstift des Steckverbinders aus
Figur 1 in perspektivischer Ansicht, Figur 6- einen weiteren Steckkontaktstift in perspektivischer Ansicht ,
Figur 7- ein zweites Ausführungsbeispiel eines miniaturisierten Steckverbinders in einer Schnittdarstellung,
Figur 8- ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders in perspektivischer Ansicht,
Figur 9- den
Steckverbinder aus Figur 8 ohne Gehäuse in perspektivischer Darstellung, wobei der Steckverbinder zum Teil freigeschnitten ist,
Figur 10- den
Steckverbinder aus Figur 8 in einer Explosionsdarstellung, - Figur 11a, 11b
- eine Platine des Steckverbinders aus
Figur 8 mit einer Ansicht auf die Vorder- und Rückseite, - Figur 12a, 12b, 12c,
- jeweils einen Isolierkörper in perspektivischer Ansicht,
Figur 13- einen aus einem Paar Teilstifte ausgebildeten Steckkontaktstift, und
- Figur 14a - 14d
- jeweils eine Filterschaltung für einen Steckverbinder.
- FIG. 1
- A first embodiment of a miniaturisieten connector according to the invention in a perspective view,
- FIG. 2
- the connector off
FIG. 1 without housing in perspective side view, - FIG. 3,
- the connector off
FIG. 1 in an exploded view, - FIG. 4
- the connector off
FIG. 1 in a sectional view, - FIG. 5
- a plug contact pin of the connector
FIG. 1 in perspective view, - FIG. 6
- another plug pin in perspective view,
- FIG. 7
- A second embodiment of a miniaturized connector in a sectional view,
- FIG. 8
- A third embodiment of a connector according to the invention in a perspective view,
- FIG. 9
- the connector off
FIG. 8 without housing in a perspective view, wherein the connector is partially cut free,
- FIG. 10
- the connector off
FIG. 8 in an exploded view, - Figure 11a, 11b
- a board of the connector
FIG. 8 with a view on the front and back, - FIGS. 12a, 12b, 12c,
- each an insulating body in perspective view,
- FIG. 13
- a formed of a pair of sub-pins plug contact pin, and
- FIGS. 14a-14d
- each a filter circuit for a connector.
In den
Der Steckverbinder 1 umfasst ein Gehäuse 2, das zwei Gehäusehälften 2/1 und 2/2, einen Satz Steckkontaktstifte 3, drei Isolierkörper 4/1, 4/2, 4/3 und eine Platine 5 aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Steckkontaktstifte 3 an einem Ende mit einem Pin 6 und am anderen Ende mit einem Lötkelch 7 ausgebildet (
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Sub-D Steckverbinder. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Bauform beschränkt. Das Gehäuse 2 ist ein elektrisch leitendes Metallgehäuse und kann eine elektrische Masseverbindung beim Stecken zu einem Gegensteckverbinder herstellen. An der Steckseite 8 weist das Gehäuse 2 eine die Pins 6 umschließende Steckmanschette 10 auf, an deren Innenseite Kontaktnoppen bzw. Dimple 11 ausgebildet sind, um einen formschlüssigen Eingriff mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder herzustellen.The present embodiment is a sub-D connector. However, the invention is not limited to this design. The
Der an der Steckseite 8 angeordnete Isolierkörper 4/1 wird im folgenden als Frontteilisolierkörper bezeichnet. Dieser Frontteilisolierkörper 4/1 ist ein im wesentlichen e-benflächiges Kunststoffplättchen dessen Umrisse geringfügig größer als die Öffnung des steckseitigen Gehäuseteils 2/1 sind. Der Frontteilisolierkörper 4/1 weist an seiner zur Steckseite weisenden Oberfläche seitlich zwei vorstehende Stege 12 auf, deren Außenseite an die Form der Innenfläche der Öffnung des steckseitigen Gehäuseteils 2/1 angepasst ist, so dass der Frontteilisolierkörper hierdurch in der Ebene quer zur Steckrichtung 13 positioniert ist.The arranged on the
Im Frontteilisolierkörper 4/1 sind in einem an sich üblichen Raster Durchgangslöcher 14 zur Aufnahme jeweils eines der Steckkontaktstifte 3 ausgebildet. Die Durchgangslöcher 14 sind entgegen der Steckrichtung 13 stufenförmig aufgeweitet, so dass sie auf der Rückseite der Fronteilisolierkörper 4/1 eine Ausnehmung 15 zur formschlüssigen Aufnahme jeweils einer Schulter 16 des jeweiligen Steckkontaktstiftes 3 bilden.In the Frontteilisolierkörper 4/1 through
Die Steckkontaktstifte weisen einen Steckabschnitt, der als Pin 6 (
An der Rückseite des Frontteilisolierkörpers 4/1 ist der Isolierkörper 4/2 angeordnet, der im folgenden als erster Rückteilisolierkörper 4/2 bezeichnet wird. Dieser erste Rückteilisolierkörper 4/2 weist wiederum im Raster der Steckkontaktstifte 3 angeordnete Durchgangslöcher 22 auf. Der Durchmesser der Durchgangslöcher 22 entspricht dem Durchmesser der Stiftabschnitte 18 der Steckkontaktstifte 3, so dass die Steckkontaktstifte 3 mit ihren Stiftabschnitten 18 in den Löchern 22 lagern. Die Schultern 16 der Steckkontaktstifte 3 liegen entgegen der Steckrichtung 13 am ersten Rückteilisolierkörper 4/2 an, so dass die Steckkontaktstifte 3 in Axialrichtung festgelegt sind, da sie in Steckrichtung 13 mit ihren Schultern 16 am Frontteilisolierkörper 4/1 anschlagen und in Richtung entgegen zur Steckrichtung 13 mit ihren Schultern 16 am ersten Rückteilisolierkörper 4/2 anschlagen.At the back of the Frontteilisolierkörpers 4/1 of the insulating body 4/2 is arranged, which is referred to below as the first Rückzugsisolierkörper 4/2. This first Rückrückisolierkörper 4/2 again has arranged in the grid of the plug contact pins 3 through
Der erste Rückteilisolierkörper 4/2 besitzt an seiner Vorderseite zwei Vorsprünge 23, die in korrespondierende Ausnehmungen an der Rückseite des Frontteilisolierkörpers 4/1 eingreifen.The first Rückrückisolierkörper 4/2 has on its front two
An der Rückseite des ersten Rückteilisolierkörpers 4/2 sind an den Eckbereichen Vorsprünge vorgesehen, die als Abstandshalter 24 dienen. Von diesen Abstandshaltern 24 wird der weitere Isolierkörper 4/3, der im folgenden als zweiter Rückteilisolierkörper bezeichnet wird, auf Abstand zum zentralen Bereich des ersten Rückteilisolierkörpers 4/2 gehalten. In dem hierdurch gebildeten Zwischenbereich zwischen dem ersten Rückteilisolierkörper 4/2 und dem zweiten Rückteilisolierkörper 4/3 befindet sich die Platine 5. Die Platine 5 ist aus einer Leiterplatte und auf der Leiterplatten angeordneten elektrischen Bauteilen 26 ausgebildet. Die Leiterplatte ist wiederum mit im Raster der Steckkontaktstifte 3 angeordneten Durchgangslöchern 25 ausgebildet. Die Durchgangslöcher sind an ihrer Innenfläche mit Kupfer beschichtet und bilden sogenannte Durchkontaktierungen. In der Leiterplatte sind Leiterbahnen ausgebildet, die die Durchkontaktierungen mit den elektrischen Bauteilen 26 verbinden. Diese elektrischen Bauteile 26 sind vor allem Kondensatoren und Spulen. Sie sind als SMD-Bauteile ausgebildet und typischerweise mit der Leiterplatte der Platine verlötet und/oder verklebt. Die Leiterplatte ist typischerweise eine mehrlagige Kunststoff-Leiterplatte. Sie kann jedoch auch aus Keramik bestehen. Die elektrischen Bauteile 26 können sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite der Platine angeordnet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Platine 5 lediglich auf der zur Steckseite weisenden Vorderseite elektrische Bauteile 26, nämlich Kondensatoren auf. Jedem Steckkontaktstift 3 ist jeweils ein Kondensator zugeordnet.At the back of the first Rückrückisolierkörpers 4/2 projections are provided at the corner areas, which serve as spacers Of these
Die Kontur der Platine verläuft derart, dass sie zwischen den Abstandshaltern 24 des ersten Rückteilisolierkörpers 4/2 passt. Die Oberfläche des ersten Rückteilisolierkörpers 4/2 ist mit Ausnehmungen zur Aufnahme der elektrischen Bauteile 26 ausgebildet. Die Ausnehmungen werden im folgenden als Taschen 27 bezeichnet. In diesen Taschen 27 haben die elektrischen Bauteile 26 mit geringem Spiel Platz. Falls sich beispielsweise in einem späteren Bearbeitungsprozess, bei dem der gesamte Steckverbinder erwärmt wird, die Lötverbindungen zwischen einzelnen Bauteilen und der Leiterplatte der Platine lösen sollten, behalten die elektrischen Bauteile 26 ihre Position bei, da sie durch die Taschen 27 in ihrer Position gehalten werden, so dass beim Abkühlen des Steckverbinders das Lot wieder erstarrt und die Lötverbindung zwischen den elektrischen Bauteilen und der Leiterplatte weiterhin besteht. Die Taschen 27 können auch mit einer Schicht aus einem Elastomer oder einem elastischen Polymer versehen sein, in die die Bauteile 26 elastisch eingebettet sind, so dass sie spielfrei aber elastisch gehalten werden.The contour of the board is such that it fits between the
Die Steckkontaktstifte stecken mit ihren Pressfitabschnitten 19 in den Durchkontaktierungen 25 der Platine 5 und bilden mit dieser eine Pressfit-Verbindung aus. Derartige Pressfit-Verbindungen werden auch als Einpress-Kontakte bezeichnet und sind in der DIN 41 611 Teil 5 bzw. DIN IEC 352 normiert. Wesentliches Merkmal einer solchen Pressfit-Verbindung ist, dass der Stift (hier: der Pressfit-Abschnitt 19) im Querschnitt eine größere Diagonale als die zu kontaktierende Durchkontaktierung 25 aufweist. Damit entsteht beim Eindrücken des Stifts in eine Durchkontaktierung eine Überpressung, die entweder durch Verformung der Durchkontaktierung oder aber durch Verformung des Stiftes aufgenommen wird. Es gibt daher zwei Arten von Pressfit-Verbindungen, die massive Ausführung, bei der sich die Durchkontaktierung verformt und die flexible Ausführung, bei der sich der Stift verformt. Die Pressfit-Verbindungen des vorliegenden Ausführungsbeispieles entsprechen der massiven Ausführung.The plug contact pins stuck with their
Die Pressfit-Verbindung ist derart ausgebildet, dass die notwendigen Aufsteckkräfte zum Aufstecken der Platine 5 auf die Steckkontaktstifte 3 zur Ausbildung der Pressfit-Verbindung möglichst gering ist, so dass eine gewisse Elastizität und Beweglichkeit der Steckkontaktstifte 3 bezüglich der Platine 5 gegeben ist. Andererseits sind die Aufsteckkräfte so groß zu bemessen, dass eine auf Dauer sichere mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Steckkontaktstiften 3 und den Durchkontaktierungen 25 der Platine 5 gewährleistet ist. Bei Prototypen der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass die Pressfit-Verbindung wesentlich geeigneter als eine starre Lötverbindung ist, auch wenn die Beweglichkeit der Steckkontaktstifte 3 bezüglich der Platine 5 gering ist.The Pressfit connection is designed such that the necessary Aufsteckkräfte for attaching the
Rückseitig ist der Steckverbinder 1 durch den zweiten Rückteilisolierkörper 4/3 abgeschlossen, der formschlüssig in der Öffnung des rückseitigen Gehäuseteils 2/2 aufgenommen ist. Der zweite Rückteilisolierkörper 4/3 weist wiederum Durchgangslöcher 28 auf, durch die sich ein rückwärtiger Bereich der Pressfit-Verbindungen der Steckkontaktstifte 3 erstreckt.On the rear side, the
Die drei Isolierkörper 4/1, 4/2, und 4/3 sind mit Abstand zueinander angeordnet und umschließen jeweils formschlüssig die Steckkontaktstifte 3. Hierdurch sind die Steckkontaktstifte 3 in einer Ebene quer zur Steckrichtung 13 fixiert und gegen ein Verkippen gesichert.The three insulators 4/1, 4/2, and 4/3 are arranged at a distance from each other and each positively surround the plug contact pins 3. As a result, the plug contact pins 3 are fixed in a plane transverse to the
Zwischen der Platine 5 und dem rückseitigen Gehäuseteil 2/2 befindet sich ein elektrisch leitendes Leitgummiröhrchen 29. Dieses Leitgummiröhrchen 29 dient als elastisches Kontaktelement 29. Dieses elastische Kontaktelement 29 ist mit einer elektrischen Kontaktfläche der Platine in Berührung und mit einer geringen Vorspannung zwischen der Platine 5 und dem rückseitigen, elektrisch leitenden Gehäuseteil 2/2 angeordnet. Hierdurch wird eine elektrische Verbindung zwischen der Platine 5 und dem Gehäuseteil 2/2 ausgebildet, die als Masseanschluss dient. Da das Kontaktelement 29 elastisch bzw. flexibel ausgebildet ist, ist die Verbindung zwischen der Platine 5 und dem Gehäuse 2 mechanisch entkoppelt.This
Als elektrisch leitendes elastisches bzw. flexibles Kontaktelement 29 kann anstelle eines Leitgummiröhrchens 29 auch ein Kontaktelement vorgesehen werden, das aus einem elastischen aus verdrillten Litzen ausgebildeten Litzenelement (z.B. in Zöpfchenform), einem Federelement mit geringer Federkennzahl, einem elastischen Körper, der von einem Metallgewebe umhüllt ist, aus einem elastifizierten leitfähigen Polymer oder einem leitfähigen Elastomer ausgebildet ist. Es ist jedoch auch eine jede andere elastische oder flexible elektrische Verbindung geeignet.As electrically conductive elastic or
Der Rückteilisolierkörper 4/2 weist wie beim ersten Ausführungsbeispiel an den Eckbereichen Abstandshalter 24 auf, die sich an den rückseitigen Eckbereichen des rückseitigen Gehäuseteils 2/2 abstützen. Hierdurch werden Steckkräfte, die an den Pins 6 anliegen (Pfeil 31/1) von den Steckkontaktstiften 3 an die Isolierteilkörper 4/1, 4/2 (Pfeil 31/2) weitergeleitet und vom Rückteilisolierkörper 4/2 in das Gehäuse 2 eingeleitet (Pfeil 31/3). Da die Platine 5 bezüglich des Gehäuses 2 frei beweglich ist und mit etwas Spiel im Gehäuse 2 angeordnet ist, werden die Steckkräfte nicht über die Platine 5 übertragen. Die Platine 5 bleibt somit frei von Verspannungen. Hierdurch wird eine lange Lebensdauer sichergestellt.The Rückteilisolierkörper 4/2 has, as in the first embodiment at the corner regions spacers 24, which are supported on the rear corner portions of the
Ein drittes Ausführungsbeispiel eines miniaturisierten Steckverbinders mit integrierter Platine ist in den
Die beiden Teilstifte 32, 33 weisen jeweils eine umlaufende Schulter 16 auf, die jeweils mit zwei seitlich abgeflachten Flächen 21 versehen sind. Der in Steckrichtung 13 weisende Teilstift 32 bildet in Steckrichtung nach vorne einen Pin 6 zum Einstecken in einem korrespondierenden Gegensteckverbinder. Der am Steckverbinder rückseitig angeordnete Teilstift 33 bildet an seinem entgegen der Steckrichtung 13 weisenden Ende einen Einlötstift 36, der in ein korrespondierendes Loch einer Leiterplatte einsteckbar und mit dieser verlötbar ist.The two sub-pins 32, 33 each have a
Dieser Steckverbinder weist vier Isolierkörper 4 auf. Ausgehend von der Steckseite 8 sind in Richtung zur Rückseite 9 aufeinanderfolgend der äußere Frontteilisolierkörper 4/4, der innere Frontteilisolierkörper 4/5, der innere Rückteilisolierkörper 4/6 und der äußere Rückteilisolierkörper 4/7 angeordnet. Die äußeren Isolierkörper 4/4 und 4/7 sind genauso wie die Frontteilisolierkörper 4/1 des ersten Ausführungsbeispiels mit außenseitig angeordneten Positionierstegen 12 und Durchgangslöchern 14, die an dem Durchmesser der jeweiligen Teilstifte 32, 33 angepasst sind, ausgebildet.This connector has four insulator 4. Starting from the plug-in
Die beiden inneren Isolierkörper 4/6 besitzen im wesentlichen den gleichen Aufbau. Sie besitzen jeweils eine nach außen weisende im wesentlichen glatte Fläche mit zwei Ausnehmungen 23, in die entsprechende Vorsprünge der äußeren Isolierkörper 4/4 bzw. 4/7 eingreifen. Weiterhin sind in den inneren Isolierkörpern 4/5 und 4/6 Durchgangslöcher 22 ausgebildet, die sich nach außen stufenweise zu jeweils einer Ausnehmung 15 aufweiten, die exakt komplementär zur Form der Schultern 16 der Teilstifte 32, 33 sind. In diesen Ausnehmungen 15 lagern die Schultern 16 der Teilstifte 32, 33 verdrehsicher. Die Schultern 16 sind zwischen dem jeweils äußeren Isolierkörper 4/4 bzw. 4/7 und dem jeweils inneren Isolierkörper 4/5 bzw. 4/6 angeordnet und hierdurch axial fixiert.The two inner insulating body 4/6 have substantially the same structure. They each have an outwardly facing substantially smooth surface with two
An der Innenseite weisen die inneren Isolierkörper 4/5 und 4/6 an ihren Eckbereichen jeweils nach innen weisende Abstandshalter 24 auf. Die beiden inneren Isolierkörper 4/5 und 4/6 liegen auf Stoß mit ihren Abstandshaltern 24 aneinander an, so dass sie zwischen sich einen Hohlraum zur Aufnahme einer Platine 5 begrenzen. Die Platine 5 ist mit Spiel in diesem Hohlraum angeordnet.On the inside, the inner insulating 4/5 and 4/6 at their corners each inwardly facing
Die Platine 5 ist etwa trapezförmig ausgebildet (
Neben einem jeden großflächigen Kontaktfeld 38 ist ein Kondensator 43 angeordnet, der einerseits mit dem jeweiligen Kontaktfeld 38 und andererseits mit einer Masse-Leiterbahn 44 elektrisch verbunden ist. Die Masse-Leiterbahn 44 ist an der Leiterplatte der Platine 5 umlaufend ausgebildet und überdeckt die Stirnfläche der Platine.In addition to each large-
Der durch die beiden inneren Isolierkörper 4/5 und 4/6 ausgebildete Hohlkörper weist zwei Schmalseitenflächen 45 und zwei Längsseitenflächen 46 auf (
An den nach innen gewandten Seiten der inneren Isolierkörper 4/5 und 4/6 sind wiederum Taschen 49 zur Aufnahme der elektrischen Bauteile 39, 43 der Platine 5 vorgesehen. Auch diese Taschen 49 können mit einem elastischen Material ausgekleidet sein.At the inwardly facing sides of the inner insulating 4/5 and 4/6
Die Platine 5 ist mit Spiel zwischen den beiden inneren Isolierkörpern 4/5 und 4/6 angeordnet, wobei sie beidseitig durch die Teilstifte 32, 33 mit geringer Kraft auf Grund der Federwirkung der in den Teilstiften 32, 33 vorgesehenen Federelemente beaufschlagt wird. Die Steckkräfte werden an den Schultern 16 der Teilstifte 32 in den inneren Frontteilisolierkörper 4/5 eingeleitet und über die in den Eckbereichen angeordneten Abstandshalter auf den anderen inneren Rückteilisolierkörper 4/6 und über den hierzu benachbarten äußeren Rückteilisolierkörper 4/7 auf das Gehäuse 2 abgeleitet. Die Steckkräfte des Steckverbinders 1 werden somit nicht auf die Platine 5 übertragen. Abgesehen von den geringen durch die Federelemente der Teilstifte 32, 33 ausgeübten Kräften ist die Platine 5 im Steckverbinder kräfte- und spannungsfrei angeordnet.The
Die Platine 5 ist somit durch die inneren Isolierkörper von den äußeren mechanischen Belastungen abgekapselt.The
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.In the continuous plug contact pin such a pi filter can be realized in that two boards are provided in the connector, which have a capacitor for each plug pin and between the two boards a ferrite body is arranged, which forms the inductance. However, such an embodiment 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.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 an attenuation of about 60 dB. It can be seen from this that the attenuation of the filters is stronger, the more complex they are formed. By using a board integrated in the connector, it is basically possible to provide filters of any desired complexity. Optionally, several boards are provided in the connector in a stacked arrangement, so that there is sufficient space for the individual components.
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. In the context of the invention it is also possible to integrate an active filter in the connector. For this purpose, a supply voltage is to be supplied via a plug contact pin of the filter circuit. The filter then includes active elements, such as electrical amplifiers and control devices.
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.
- 1
- Steckverbinder
- 2
- Gehäuse
- 3
- Steckkontaktstift
- 4
- Isolierkörper
- 5
- Platine
- 6
- Pin
- 7
- Lötkelch
- 8
- Steckseite
- 9
- Rückseite
- 10
- Steckmanschette
- 11
- Dimple
- 12
- Steg
- 13
- Steckrichtung
- 14
- Durchgangsloch
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Schulter
- 17
- Buchse
- 18
- Stiftabschnitt
- 19
- Pressfitabschnitt
- 20
- Lötelement
- 21
- abgeflachte Fläche
- 22
- Durchgangsloch
- 23
- Ausnehmung
- 24
- Abstandshalter
- 25
- Durchgangsloch
- 26
- elektrisches Bauteil
- 27
- Tasche
- 28
- Durchgangsloch
- 29
- Kontaktelement
- 30
- Federelement
- 31
- Pfeil
- 32
- Teilstift
- 33
- Teilstift
- 34
- Rundkörper
- 35
- Kontaktstift
- 36
- Einlötstift
- 37
- Einbuchtung
- 38
- Kontaktfeld
- 39
- Spule
- 40
- Kontaktfeld
- 41
- Kontaktfeld
- 42
- Leiterbahn
- 43
- Kondensator
- 44
- Masseleiterbahn
- 45
- Schmalseitenfläche
- 46
- Längsseitenfläche
- 47
- Ausnehmung
- 48
- Leitkissen
- 49
- Tasche
- 1
- Connectors
- 2
- casing
- 3
- Plug pin
- 4
- insulator
- 5
- circuit board
- 6
- Pin code
- 7
- Solder Cup
- 8th
- mating side
- 9
- back
- 10
- plug sleeve
- 11
- Dimple
- 12
- web
- 13
- plug-in direction
- 14
- Through Hole
- 15
- recess
- 16
- shoulder
- 17
- Rifle
- 18
- pin section
- 19
- Pressfitabschnitt
- 20
- solder member
- 21
- flattened area
- 22
- Through Hole
- 23
- recess
- 24
- spacer
- 25
- Through Hole
- 26
- electrical component
- 27
- bag
- 28
- Through Hole
- 29
- contact element
- 30
- spring element
- 31
- arrow
- 32
- part pen
- 33
- part pen
- 34
- round body
- 35
- pin
- 36
- SOLDER
- 37
- indentation
- 38
- Contact field
- 39
- Kitchen sink
- 40
- Contact field
- 41
- Contact field
- 42
- conductor path
- 43
- capacitor
- 44
- Ground trace
- 45
- Edge face
- 46
- Longitudinal side face
- 47
- recess
- 48
- Leitkissen
- 49
- bag
Claims (15)
mehrere Steckkontaktstifte (3),
ein Gehäuse (2), in dem die Steckkontaktstifte (3) angeordnet sind, wobei die Steckkontaktstifte (3) eine am Umfang vorstehende Schulter (16) aufweisen, und die Schulter (16) zwischen zwei Isolierkörper (4) zur Übertragung von Kräften in Axialrichtung der Steckkontaktstifte (3) angeordnet ist, und diese Isolierkörper (4) in Axialrichtung mit Formschluss im Gehäuse angeordnet sind, und
mittels zweier voneinander beabstandeter Isolierkörper (4) die Steckkontaktstifte (3) verkippungsfrei im Gehäuse (2) fixiert sind und
eine Platine (5) mit diskreten elektrischen Bauteilen (26), die im Gehäuse (2) angeordnet ist und mit zumindest einem der Steckkontaktstifte (3) elektrisch verbunden ist, wobei die Platine (5) zu den Steckkontaktstiften (3) und/oder zum Gehäuse (2) mechanisch entkoppelt ist, so dass Relativbewegungen zwischen den Steckkontaktstiften und dem Gehäuse keine Verspannungen an der Platine (5) verursachen.Connector comprising
several plug contact pins (3),
a housing (2) in which the plug contact pins (3) are arranged, wherein the plug contact pins (3) have a circumferentially projecting shoulder (16), and the shoulder (16) between two insulating body (4) for transmitting forces in the axial direction the plug contact pins (3) is arranged, and these insulating body (4) are arranged in the axial direction with positive engagement in the housing, and
by means of two spaced insulating body (4) the plug contact pins (3) are fixed tilting in the housing (2) and
a circuit board (5) with discrete electrical components (26) which is arranged in the housing (2) and is electrically connected to at least one of the plug contact pins (3), wherein the circuit board (5) to the plug contact pins (3) and / or Housing (2) is mechanically decoupled, so that relative movements between the plug contact pins and the housing cause no tension on the board (5).
dadurch gekennzeichnet,
dass die Platine mit elektrischen Filterelementen (26, 39, 43) versehen ist.Connector according to claim 1,
characterized,
that the circuit board with electrical filter elements (26, 39, 43) provided is.
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (2) aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet ist, und die Platine (5) elektrisch mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.Connector according to claim 1 or 2,
characterized,
in that the housing (2) is formed from an electrically conductive material and the circuit board (5) is electrically connected to the housing (2).
dadurch gekennzeichnet,
dass die mechanische Entkopplung zwischen dem Gehäuse (2) und der Platine (5) ausgebildet ist, indem die Platine (5) zum Gehäuse (2) mit Spiel angeordnet ist und/oder die Platine (5) mit dem Gehäuse mittels eines oder mehrerer elastischen und/oder flexiblen und elektrisch leitenden Element (29, 30, 48) verbunden ist.Connector according to one of claims 1 to 3,
characterized,
in that the mechanical decoupling between the housing (2) and the circuit board (5) is formed by the circuit board (5) being arranged to play with the housing (2) and / or the circuit board (5) being connected to the housing by means of one or more elastic elements and / or flexible and electrically conductive element (29, 30, 48) is connected.
dadurch gekennzeichnet,
dass die mechanische Entkopplung zwischen den Steckkontaktstiften (3) und der Platine (5) ausgebildet ist indem die Platine (5) mit den Steckkontaktstiften (3) mittels eines oder mehrerer federnden, elastischer und/oder flexibler und elektrisch leitender Elemente (29, 30, 32, 33) verbunden ist.Connector according to one of claims 1 to 4,
characterized,
in that the mechanical decoupling between the plug contact pins (3) and the circuit board (5) is formed by the circuit board (5) with the plug contact pins (3) by means of one or more resilient, elastic and / or flexible and electrically conductive elements (29, 30, 32, 33) is connected.
dadurch gekennzeichnet,
dass das elastische oder flexible Element ein Elastomer, eine Feder (30), ein Geflecht (48), insbesondere ein Metallgeflecht oder ein elastifiziertes Polymer, ein Leitgummiröhrchen (29), ein elastisches aus verdrillten Litzen ausgebildetes Litzenelement, ein elastischer Körper, der von einem elektrisch leitendem Material umhüllt ist, ein elastifizierter leitfähiger Polymerkörper oder ein leitfähiger Elastomerkörper ist.Connector according to claim 5,
characterized,
in that the elastic or flexible element comprises an elastomer, a spring (30), a braid (48), in particular a metal braid or an elasticized polymer, a conductive tube (29), an elastic stranded element formed from twisted strands, an elastic body which is covered by a electrically conductive material, is an elasticized conductive polymer body or a conductive elastomeric body.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steckkontaktstifte (3) mit der Platine (5) jeweils mittels einer Pressfit-Verbindung (19) mechanisch und elektrisch verbunden sind.Connector according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that the plug contact pins (3) with the board (5) are connected mechanically and electrically in each case by means of a press-fit connection (19).
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steckkontaktstifte jeweils aus einem Paar Teilstifte (32, 33) ausgebildet sind, wobei die Paare von Teilstiften (32, 33) mit Abstand zueinander angeordnet sind und die Platine sich in dem Bereich zwischen den Teilstiften (32, 33) befindet und elektrische Verbindungen zwischen der Platine (5) und den Teilstiften vorgesehen (32, 33) sind.Connector according to one of claims 1 to 7,
characterized,
in that the plug contact pins are each formed from a pair of sub-pins (32, 33), the pairs of sub-pins (32, 33) being spaced apart from each other and the board being in the region between the sub-pins (32, 33) and electrical connections between the board (5) and the sub-pins (32, 33) are provided.
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einer der Isolierkörper (4) an der Platine (5) derart eng angeordnet ist, dass auf der Platine (5) befindliche elektronische Bauteile (29, 39, 43) örtlich festgelegt sind.Connector according to claim 8,
characterized,
in that at least one of the insulating bodies (4) is arranged so tightly on the circuit board (5) that electronic components (29, 39, 43) located on the printed circuit board (5) are localized.
dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Platine (5) zu einem jeden Steckkontaktstift (3) jeweils eine Spule (39) vorgesehen ist.Connector according to one of claims 1 to 9,
characterized,
in that a respective coil (39) is provided on the circuit board (5) for each plug contact pin (3).
dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Platine (5) zu einem jeden Steckkontaktstift (3) jeweils ein Kondensator (29, 43) vorgesehen ist.Connector according to one of claims 1 to 10,
characterized,
is that provided on the board (5) to each plug pin (3) in each case a capacitor (29, 43).
dadurch gekennzeichnet,
dass im Gehäuse mehrere Isolierkörper (4) angeordnet sind, die die Steckkontaktstifte (3) formschlüssig umschließen und die Isolierkörper (4) mit Abstand zueinander angeordnet sind, so dass die Steckkontaktstifte (3) gegen ein Verkippen gesichert sind.Connector according to one of claims 1 to 11,
characterized,
in that a plurality of insulating bodies (4) are arranged in the housing, which surround the plug contact pins (3) in a form-fitting manner and the insulating bodies (4) are arranged at a distance from one another, so that the plug contact pins (3) are secured against tilting.
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein elektrisches Bauteil (39) in Reihe zu den Teilstiften (32, 33) geschaltet ist.Connector according to one of claims 8 to 12,
characterized,
in that at least one electrical component (39) is connected in series with the partial pins (32, 33).
dadurch gekennzeichnet,
dass der Steckverbinder mehrere Platinen aufweist.Connector according to one of claims 1 to 13,
characterized,
that the connector has multiple boards.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Platinen mit Abstand zueinander im Steckverbinder gestapelt angeordnet sind.Connector according to claim 14,
characterized,
that the boards are arranged spaced apart in the connector stacked.
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