[0001] Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Steckverbinder nach der Gattung des Anspruchs
1.
Stand der Technik
[0002] Es ist ein mehrpoliger Steckverbinder bekannt (DE-OS 35 44 125), dessen längliche
Kontaktelemente an der Lötanschlußseite rechtwinklig abgebogen sind, um mit Leiterbahnen
einer Leiterplatte, die parallel zu der Längsachse der Kontaktelemente angeordnet
ist, leitend verbunden zu werden. Der bekannte mehrpolige Steckverbinder hat wie auch
andere bekannte Steckverbinder-Ausführungen den Nachteil, daß sich der Platzbedarf
bei einer gegebenen Zahl von Kontaktelementen nicht weiter verringern läßt und daß
die Herstellung und Montage mit Schwierigkeiten verbunden sind, insbesondere wenn
der Steckverbinder zu einem sogenannten Filter-Steckverbinder ergänzt werden soll,
bei dem innerhalb des Steckverbinders jedes Kontaktelement mit einem Tiefpaßfilter
verbunden ist, das für Hochfrequenzsignale eine hohe Impedanz aufweist.
Aufgabe
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrpoligen Steckverbinder der gattungsgemäßen
Art derart weiterzubilden, daß er auch bei einer Vielzahl von Kontaktelementen mit
besonders kleinen Abmessungen realisiert werden kann. Darüber hinaus soll er trotz
seiner Kleinheit leicht herzustellen und zu montieren sein und auch bei einer Ausbildung
als Filter-Steckverbinder störstrahlungssicher und platzsparend aufgebaut werden
können.
Lösung und erzielbare Vorteile
[0004] Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen mehrpoligen Steckverbinder durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0005] Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Steckverbinder
mit kleinsten, bisher nicht erreichten Abmessungen herstellbar ist, daß er leicht
zu montieren ist und weitgehend universell als Schnittstelle zwischen verschiedenen
Geräten einsetzbar ist.
[0006] Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die Erfindung sind in Kraftfahrzeuge eingebaute
Funkgeräte, in der Hand zu haltende Funkgeräte, mit Funkgeräten zu verbindende Bedienteile,
Ladegeräte für Funkgeräte usw.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
[0007] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Einbau-Steckverbinders,
Fig. 2 eine Schnittansicht des Steckverbinders nach Fig. 1 gemäß dem Schnittverlauf
II,
Fig. 2A eine Schnittansicht wie in Fig. 2 mit einem unmittelbar mit Masse verbundenen
Kontaktelement,
Fig. 3 einen in ein Gehäuse eingebauten Steckverbinder für die Innenmontage mit zugehörigem
Stecker,
Fig. 4 einen in ein Gehäuse spritzwasserdicht eingebauten Steckverbinder für die
Montage von außen mit zugehörigem Stecker,
Fig. 5 eine Schematische Darstellung eines Handsprechfunkgerätes mit einem erfindungsgemäßen
Steckverbinder, der über einen zu einer Fahrzeughalterung gehörenden Steckadapter
aus den erfindungsgemäßen Steckverbindern und einen weiteren Steckverbinder mit einem
Handbedienteil verbindbar ist,
Fig. 6 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Steckverbinderanordnung
mit einem Zwischenstecker mit separater Anschlußleitung,
Fig. 7 eine stark vergrößerte Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbinders
mit aus planaren Kondensator- und Filteranordnungen bestehenden Filtern und
Fig. 8 einen stark vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 6.
[0008] In den Fig. 1 und 2 ist ein mehrpoliger Steckverbinder 10 gezeigt, der einen Isolierstoffblock
11 mit drei übereinanderliegenden Reihen zu je vier Öffnungen 12 zur Aufnahme von
länglichen Kontaktelementen 13 aufweist. Die Kontaktelemente bestehen aus einer Steckbuchse
14, die in einen koaxialen Stift 15 übergeht. Auf den Stiften 15 sitzen Durchführungskondensatoren
16, die in die Öffnungen 12 passen und deren Innenbelag mit den Stiften 15 und deren
Außenbelag mit einer Metallschicht 17 leitend verbunden ist, die zum Beispiel zu
einem U-förmigen Blechteil 18 gehört. Das Blechteil umgibt den Isolierstoffblock
an drei Seiten und weist für die Durchführungskondensatoren Öffnungen 19 und für einen
die Öffnungen 12 enthaltenden leistenförmigen Vorsprung 20 eine Öffnung 22 auf. Neben
den Durchführungskondensatoren sitzen auf den Stiften 15 Ferritröhrchen 23. Die freien
Enden 24 der Stifte 15 stecken in Öffnungen 25 einer Leiterplatte 26, die vorzugszweise
aus einem flexiblen Werkstoff besteht. Die Leiterplatte trägt Leiterbahnen 27, welche
an einer Unterkante 28 in stiftförmige Lötanschlüsse 29 übergehen. Bei einer flexiblen
Leiterplatte 26 befinden sich die Leiterbahnen 27 innerhalb der Leiterplatte und sind
an der Unterkante 28 herausgeführt. Durch eine galvanische Behandlung können die Leiterbahnen
als Lötanschlüsse 29 Verwendung finden. Die Leiterplatte 26 ist rechtwinklig zu den
Längsachsen der Kontaktelemente 13 angeordnet. Ihre Lötanschlüsse 29 passen in entsprechende
Öffnungen 30 einer weiteren Leiterplatte 31, die Leiterbahnen 32 und elektrische Bauelemente
34 trägt. Zur Verbesserung der mechanischen Verbindung zwischen der Leiterplatte 31
- im folgenden erste Leiterplatte genannt - und der Leiterplatte 26 - im folgenden
zweite Leiterplatte genannt - dient ein hohlzylindrischer Ansatz 35 an der Unterseite
36 des Isolierstoffblocks 11. Der Ansatz 35 paßt in eine Öffnung 37 der ersten Leiterplatte
31. Ist der Steckverbinder 10 auf die erste Leiterplatte 31 gesteckt, so wird der
Rand des Ansatzes 35 unter Wärmeanwendung nach außen ungebördelt,; vgl. Fig. 3. Die
Kontaktelemente 13 weisen auf ihrem Umfang krallenförmige Vorsprünge 21 auf, durch
die die Kontaktelemente innerhalb der Öffnungen 12 in ihrer Lage gesichert werden.
[0009] Die mechanische Verbindung zwischen einer Wand 40 eines Gehäuses 41 und dem Steckverbinder
10 geschieht folgendermaßen. Die Wand 40 enthält eine Öffnung 42 entsprechend den
Außenabmessungen des leistenförmigen Vorsprungs 20 des Isolierstoffblocks 11. In
diese Öffnung 42 wird der Vorsprung 20 des auf der Leiterplatte 31 montierten Steckverbinders
10 gesteckt, wobei der an seinem freien Ende nach außen federnde Schenkel 43 entgegen
seiner Federkraft bewegt wird. Der Schenkel 43 enthält zwei nebeneinanderliegende
Öffnungen 44, die mit zwei Gewindebuchsen 45 des Isolierstoffblocks 11 korrespondieren.
Zwei Schrauben 47, das sind vorzugsweise Senkkopfschrauben, die durch entsprechende
Öffnungen 48 der Gehäusewand 40 gesteckt sind, werden in die Buchsen 45 eingeschraubt,
so daß der Steckverbinder 10 fest in dem Gehäuse 41 gehaltert ist. Im fertig montierten
Zustand bildet der Steckverbinder gemäß den Fig. 1 bis 3 einen Filter-Steckverbinder
mit je einem π-Filter pro Kontaktelement. Jedes π-Filter (vgl. Schaltung in Fig.
3) besteht aus einem Durchführungskondensator 16, einer durch das Ferritröhrchen
23 in Verbindung mit dem zugehörigen Stift 15 gebildeten Induktiviät und einer Kapazität,
die durch kapazitive Bauelemente der auf der Leiterplatte 31 befindlichen Schaltung
gebildet wird. In dem Schaltbild ist diese Kapazität durch eine gestricheltes Kondensatorsymbol
49 gekennzeichent.
[0010] Die Fig. 3 zeigt noch einen für den Steckverbinder 10 geeigneten Stecker 50, der
die Gegenkontakte zu den Kontaktelementen 13 des Steckverbinders 10 aufweist. Die
Gegenkontakte sind als Steckerstifte 51 ausgebildet und befinden sich in einem Steckergehäuse
52, dessen Kragen 53 die Steckerstifte 51 umgibt. Die Steckerstifte 51 sind innerhalb
des Steckers 50 mit einem mehradrigen Kabel 54 verbunden.
[0011] Nach Fig. 2A ist ein Kontaktelement 13 unmittelbar mit der leitenden Schicht 17 verbunden
und bildet einen Massekontakt.
[0012] In Fig. 4 ist ein anderer Steckverbinder 60 gezeigt, der für den spritzwasserdichten
Einbau von der Außenseite eines Gehäuses 61 geeignet ist. Der Steckverbinder 60 weist
einen Isolierstoffblock 62 auf, dessen quaderförmiger Teil 63 in einen leistenförmigen
Vorsprung 64 übergeht. Teil 63 und Vorsprung 64 enthalten wie in den Ausführungsbeispielen
nach den Fig. 1 bis 3 Öffnungen 65 für Kontaktelemente 66. Die Anordnung der Durchführungskondensatoren,
der Ferritröhrchen und der ersten und zweiten Leiterplatte erfolgt in gleicher Weise
wie bei den Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 bis 3. Der derart vorbereitete Steckverbinder
61 wird mit den Leiterplatten voran durch eine Öffnung 67 in einer Gehäusewand 68
des Gehäuses 61 eingefädelt. Ein Flansch 70 des Steckverbinders 60 enthält um den
leistenförmigen Vorsprung 64 herum einen Kanal 71, auf dessen Boden ein erster elastischer
Ring 72 liegt. Auf der dem Gehäuse 61 zugewandten Seite des Flansches 70 enthält dieser
eine außerhalb der Öffnung 67 angeordnete umlaufende Nut 73 zur Aufnahme eines zweiten
elastischen Ringes 74. Zwei nebeneinanderliegende Öffnungen 75 nehmen je eine Schraube
76 auf, die in eine Gewindebohrung 77 der Gehäusewand 68 eingeschraubt sind. Unter
den Köpfen der Schrauben 76 sind auf die Schrauben elastische Dichtungsscheiben 78
gesteckt. Werden die Schrauben 76 fest angezogen, so wird der zweite elastische Ring
74 gegen die Gehäusewand 68 gepreßt, und gleichzeitig werden die Dichtungsscheiben
78 zusammengedrückt, wodurch ein Spritzwasserschutz gegeben ist.
[0013] Der zu dem Steckverbinder 60 gehörende Stecker ist in Fig. 4 mit 80 bezeichnet.
Sein Kragen 81 stützt sich bei hergestellter Steckverbindung auf dem ersten elastischen
Ring 72 ab, so daß die gesamte Steckverbindung spritzwassergeschützt ist. Der quaderförmige
Teil 63 des Steckverbinders 60 ist in diesem Ausführungsbeispiel von einer Blechkappe
82 umgeben, deren Boden die entsprechenden Öffnungen enthält und deren Seitenwände
vorzugsweise geschlitzt sind, wodurch Kontaktstreifen entstehen, die sich unter mechanischer
Vorspannung an die Wandungen der Öffnung legen und für eine hochfrequenzmäßig einwandfreie
Kontaktgabe sorgen.
[0014] In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in welchem die vorher beschriebenen
Steckverbinder in verschiedener Kombination verwendet werden.
[0015] Ein Handsprechfunkgerät 90 weist beispielsweise einen ersten Steckverbinder 91 auf,
der dem Steckverbinder 60 in Fig. 4 entspricht. Der erste Steckverbinder 91 kann mit
einem zweiten Steckverbinder 92 Kontakt machen, der zum Beispiel wie der Steckverbinder
in den Fig. 1 und 2 ausgebildet ist, mit dem Unterschied, daß die Kontaktelemente
93 anstelle von Buchsen Steckerstifte 94 haben und daß keine Durchführungskondensatoren
und Ferritröhrchen vorgesehen sind. Zu dem zweiten Steckverbinder 92 gehört eine
erste Leiterplatte 95 und eine zweite Leiterplatte 96. Mit dem zweiten Steckverbinder
92 ist ein dritter Steckverbinder 97 elektrisch und mechanisch verbunden, der zum
Beispiel wie der Steckverbinder 10 nach den Fig. 1 und 2 ausgebildet ist, der jedoch
keine eigenen Leiterplatten und keine Durchführungskondensatoren und Ferritröhrchen
enthält. Die Kontaktelemente 98 des dritten Steckverbinders 97 sind vielmehr über
die Leiterplatte 96 mit den Kontaktelementen 93 des zweiten Steckverbinders 92 verbunden.
Auf den dritten Steckverbinder 97 ist ein Stecker 99 gesteckt, der dem Stecker 50
nach Fig. 3 entspricht. Der Stecker 99 is über ein Kabel 100 mit einem Handbedienteil
101 verbunden. Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung eignet sich für den Funkbetrieb mit
einer sogenannten Fahrzeughalterung 102, zu der der aus den Steckverbindern 92 und
97 bestehende Adapter 103 gehört. Mit den Handsprechfunkgerät 90, das in die Fahrzeughalterung
102 eingesteckt ist, können beispielsweise Funksignale eines anderen, außerhalb des
Fahrzeuges verwendeten Handsprechfunkgerätes empfangen werden, die über die Fahrzeughalterung
102 in einem Fahrzeug-Lautsprecher 104 hörbar gemacht werden. Mit dem Handbedienteil
101 kann dann über die Fahrzeughalterung 102 und das Handsprechfunkgerät 90 ein Gespräch
mit dem Benutzer des außerhalb des Fahrzeuges befindlichen Handsprechfunkgerätes
geführt werden.
[0016] In Fig. 6 ist eine dreiteilige Steckverbinderanordnung gezeigt, die ähnlich wie
die Anordnung nach Fig. 5 aufgebaut ist, mit dem Unterschied, daß die Steckverbinder
92′ und 97′ keine Leiterplatten 95, 96 (Fig. 5) enthalten und einen Zwischenstecker
110 bilden. Die Kontaktelemente dieses Zwischensteckers sind mit einem mehradrigen
Kabel 111 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel ist das Kabel 111 aus dem Zwischenstecker
nach oben herausgeführt; es kann jedoch auch wahlweise an einer anderen Seitenwand
des Zwischensteckers heraustreten.
[0017] Im zusammengesteckten Zustand wird die Steckverbinderanordnung nach Fig. 6 durch
eine Schraube 112 arretiert, wie durch eine Öffnung 113 des Steckverbinders 99 und
eine Öffnung 114 des Zwischensteckers 110 frei hindurchtritt und die in eine Gewindeöffnung
115 des Steckverbinders 91 eingeschraubt ist.
[0018] In den Fig. 7 und 8 ist nur der für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Steckverbinders
120 wesentliche Teil gezeigt. Bei diesem Steckverbinder sind die einzelnen Durchführungskondensatoren
zu einer planaren Kondensatoranordnung 121 und die Ferritröhrchen zu einer planaren
Ferritanordnung 122 zusammengefaßt. Dadurch verringert sich der Platzbedarf und vereinfacht
sich die Herstellung des Steckverbinders erheblich. Der Steckverbinder 120 ist folgendermaßen
aufgebaut. Ein Isolierstoffblock 123 enthält eine Öffnung 124, die ein längliches
Kontaktelement 125 aufnimmt, das eine Buchse 126 einen Stift 127 aufweist, der eine
Öffnung 128 eines Blechteils 129 durchsetzt, das vorzugsweise dem Blechteil 18 in
Fig. 2 entspricht. Auf das Kontaktelement 125 bzw. auf den Stift 127 ist die mit entsprechenden
Öffnungen versehene planare Kondensatoranordnung 121 gesteckt, die nach Fig. 8 eine
Substratscheibe 130 aufweist, auf der erste Kondensatorbeläge 131 angeordnet sind,
die stirnseitig über den Rand der Substratscheibe 130 hinweg mit dem Blechteil 129
leitend verbunden sind (vgl. Pos. 132). Die ersten Kondensatorbeläge 131 enthalten
für die Stifte 127 Öffnungen 133, welche eine leitende Verbindung zwischen den ersten
Kondensatorbelägen und den zugehörigen Stiften verhindern. Getrennt durch eine Isolierstoffschicht
134 befinden sich auf der Substratscheibe 130 zweite Kondensatorbeläge 135, deren
Öffnungen 136 für die Stifte 127 durchkontaktiert sind, so daß eine leitende Verbindung
zwischen den zweiten Kondensatorbelägen und den zugehörigen Stiften durch Löten hergestellt
werden kann.
[0019] Die planare Ferritanordnung 122 enthält ebenfalls Öffnungen 137 für die Stifte 127.
Die freien Enden der Stifte stecken in Öffnungen 140 einer zweiten Leiterplatte 138,
die der Leiterplatte 26 in Fig. 1 entspricht und Leiterbahnen 139 trägt, mit denen
die Stifte leitend, zum Beispiel durch Löten, verbunden sind.
1. Mehrpoliger Steckverbinder für Einbauzwecke mit in reihenweise angeordneten Öffnungen
eines Isolierstoffblocks gehalterten länglichen Kontaktelementen, die mit Leiterbahnen
einer ersten Leiterplatte verbunden sind, welche parallel zu der Längsachse der Kontaktelemente
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die lötanschlußseitigen Enden der Kontaktelemente
(13) mit Leiterbahnen (27) einer zweiten Leiterplatte (26) unmittelbar verbunden sind,
die rechtwinklig zu der Längsachse der Kontaktelemente angeordnet, ist, und daß die
Leiterbahnen der zweiten Leiterplatte in parallelen, gleiche Abstände voneinander
aufweisenden und mit den Leiterbahnen (32) der ersten Leiterplatte (31) verbundenen
weiteren Lötanschlüssen (29) enden.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente
(13) innerhalb der Öffnungen (12) des Isolierstoffblocks (11) Durchführungskondensatoren
(16) tragen, deren Innenbelag mit den Kontaktelementen und deren Außenbelag mit einer
zumindest auf der der zweiten Leiterplatte (26) zugewandten Seite des Isolierstoffblocks
(11) vorhandenen und Öffnungen (19) für die Durchführungskondensatoren enthaltenden
Metallschicht (17) leitend verbunden ist.
3. Steckverbinder nach Anspruch 2 für den Einbau von der Innenseite eines Gehäuses,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht zu einem U-förmigen Blechteil (18)
gehört, das den quaderförmigen Isolierstoffblock (11) an drei Seiten umgibt, un daß
ein erster Schenkel (43) des Blechteils eine Öffnung (22) für einen die Öffnungen
(12) enthaltenden leistenförmigen Vorsprung (20) des Isolierstoffblocks (11) und der
zweite Schenkel je eine Öffnung (19) für die Durchführungskondensatoren (16) enthält.
4. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
ein Kontaktelement (15) unmittelbar, das heißt ohne Zwischenschaltung eines Durchführungskondensators,
mit der Metallschicht (17) bzw. mit dem zweiten Schenkel des Blechteils (18) leitend
verbunden ist und einen Massekontakt bildet.
5. Steckverbinder nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente
(13) zwischen den Durchführungskondensatoren (16) und der zweiten Leiterplatte (26)
Ferritröhrchen (33) tragen.
6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Isolierstoffblock (11) unterhalb des leistenförmigen Vorsprungs (20) Befestigungsmittel
(35) zum Befestigen desselben auf der ersten Leiterplatte (31) aufweist.
7. Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel
aus einem hohlzylindrischen Ansatz (35) bestehen, der eine entsprechende Öffnung (37)
der ersten Leiterplatte (31) durchsetzt und dessen Rand nach außen ungebördelt ist.
8. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichent, daß das U-förmige Blechteil
(18) aus einem elektrisch gut leitenden, federnden Material besteht und daß ein Schenkel
(43) des Blechteils etwas nach außen gebogen ist.
9. Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (43) mindestens
eine weitere Öffnung (44) enthält, die mit einer Gewindebuchse 45) des Isolierstoffblocks
(11) korrespondiert.
10. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für eine Montage von der Außenseite
eines Gehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffblock (62) einen Flansch
(70) trägt, der mindestens eine Öffnung (75) zum Durchtritt einer Schraube (76) aufweist,
die in eine entsprechende Gewindebohrung (77) des Gehäuses (61) eingeschraubt ist.
11. Steckverbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (70)
des Steckverbinders (60) an seiner Unterseite einen die Öffnung (67) des Gehäuses
(68) umgebenden elastischen Ring (74) trägt.
12. Steckverbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (70)
um einen Öffnungen (65) für die Kontaktelemente (66) enthaltenden leistenförmigen
Vorsprung (64) herum einen Kanal (71) aufweist, welcher einen weiteren elastischen
Ring (72) aufnimmt.
13. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungskondensatoren
(16) zu einer planaren Kondensatoranordnung (121) mit Öffnungen für die Kontaktelemente
(125) zusammengefaßt sind.
14. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferritröhrchen
(23) zu einer planaren Ferritanordnung (122) mit Öffnungen (137) für die Kontaktelemente
(125) zusammengefaßt sind.
15. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Steckverbinder (92, 97) in beliebiger Stecker-Buchsen-Kombination zu einem Adapter
(103) zusammengefaßt sind.
16. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
auf einen ersten Steckverbinder (91) eines Funkgerätes (90) ein Zwischenstecker (110)
gesteckt ist, auf den ein weiterer Steckverbinder (99) gesteckt ist, und daß der Zwischenstecker
ein mit seinen Kontaktelementen verbundenes Kabel (111) aufweist.
17. Steckverbinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbinder
(91, 99) und der Zwischenstecker (110) durch eine Schraube (112), die durch Öffnungen
(113, 114) des weiteren Steckverbinders (99) und des Zwischensteckers (110) frei
hindurchtritt, in eine Gewindeöffnung (115) des ersten Steckverbinders (91) eingeschraubt
ist.