DE1591198C3 - Plug-in electrical filter unit - Google Patents
Plug-in electrical filter unitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine steckbare elektrische Filtereinheit, mit einer eine Kapazität bildenden Hülse aus dielektrischem Material, die mit einem elektrisch leitenden Überzug auf der äußeren Oberfläche versehen ist und bei der innerhalb der Hülse Mittel angeordnet sind, die eine zentrale Öffnung zur Aufnahme eines darin eingeführten elektrischen Anschlußelementes aufweisen. The invention relates to a plug-in electrical filter unit, with a sleeve forming a capacitance dielectric material which is provided with an electrically conductive coating on the outer surface and means disposed within the sleeve having a central opening for receiving a therein Have introduced electrical connection element.
In vielen Schaltungen ist es notwendig oder wünschenswert, ein HF-Filter einzuschließen, der eine oder mehrere Kapazitäten enthält und vorzugsweise auch wenigstens eine Induktivität aufweist. Es ist häufig erwünscht, solche HF-Filtereinheiten in einem elektrischen Steckverbinder unterzubringen, damit die Schaltung nicht an irgendeinem Punkt durch das Filter unterbrochen wird.In many circuits it is necessary or desirable to include an RF filter, the one or the other contains a plurality of capacitances and preferably also has at least one inductance. It is often desirable to accommodate such RF filter units in an electrical connector so that the circuit is not interrupted at any point by the filter.
Durch die GB-PS 8 55 343 sind Filtereinheiten bekannt, die in einem abgeschlossenen Gehäuse fest installiert sind, wobei sich die Filtereinheiten um eine zentrale Durchgangsleitung gruppieren. Mit dieser Filtereinheit können nur bestimmte Störsignale beeinflußt werden, da die elektrischen Werte des Filters vorgegeben und nicht veränderbar sind.From GB-PS 8 55 343 filter units are known that are permanently installed in a closed housing are, wherein the filter units are grouped around a central passage. With this filter unit only certain interference signals can be influenced, since the electrical values of the filter are specified and cannot be changed.
Aus der GB-PS 10 15 523 ist eine kombinierte elektrische Stecker- und Filteranordnung bekannt, bei der unterschiedliche Filtereinheiten einsetzbar und wieder entfernbar sind. Mit dieser variablen Anordnung kann zwar die Abstimmung der Filtereinheiten auf auszufilternde Werte erleichtert werden, jedoch ist die Anordnung viel zu aufwendig und kompakt.From GB-PS 10 15 523 a combined electrical connector and filter assembly is known in which different filter units can be used and removed again. With this variable arrangement can the adjustment of the filter units to values to be filtered out can be made easier, however, the arrangement is far too complex and compact.
Durch die US-PS 32 00 355 ist es weiterhin bekannt, Filtereinheiten mit Steckverbindern so zu koppeln, daß unerwünschte Störsignale geerdet werden. Die Filtereinheit selbst besteht aus kapazitiv und induktiv wirkenden Elementen, beispielsweise aus ferromagnetischem Material, die eine zentrale Öffnung zur Aufnahme eines darin eingeführten elektrischen Anschlußelementes aufweisen. Die Filterelemente selbst sind auf bestimmte Werte abgestimmt die in sich nicht veränderbar sind. Außerdem sind die Filterelemente entweder mit dem Steckverbinder fest verbunden oder sie sind im Gehäuse des Steckverbinders fest angeordnet, in das das Steckelement über entsprechende Kontaktflächen innerhalb der Bohrung in Verbindung steht. Eine optimale wertmäßige Anpassung der Filtereinheit an die gestellten Erfordernisse ist in beiden Fällen nur möglich durch Auswechseln des gesamten Steckers mit Filter oder des Steckverbindergehäuses, in dem die Filterelemente angeordnet sind. Dies erfordert aber eine große Anzahl von unterschiedlichen Bauteilen und damit eine große Lagerhaltung.From US-PS 32 00 355 it is also known to couple filter units with connectors so that unwanted interference signals are grounded. The filter unit itself consists of capacitively and inductively acting Elements, for example made of ferromagnetic material, which have a central opening for receiving have an electrical connection element introduced therein. The filter elements themselves are on certain values matched that cannot be changed in themselves. Also, the filter elements are either firmly connected to the connector or they are permanently arranged in the housing of the connector, in which the plug element is connected via corresponding contact surfaces within the bore. An optimal adjustment of the value of the filter unit to the requirements set is only possible in both cases possible by replacing the entire connector with filter or the connector housing in which the filter elements are located are arranged. But this requires a large number of different components and thus a large inventory.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer steckbaren Filtereinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 eine verbesserte, billig herzustellende Filtereinheit zu schaffen, die mit dem zugeordneten Anschlußelement leicht verbindbar und von diesem leicht lösbar und innerhalb des Steckverbindergehäuses selbst lösbar angeordnet ist.The invention is based on the object of a plug-in filter unit according to the preamble of the patent claim 1 to provide an improved, inexpensive to manufacture filter unit that is associated with the associated Connection element easily connectable and easily detachable from this and within the connector housing itself is detachably arranged.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst.This object is achieved according to the invention by what is stated in the characterizing part of this claim constructive measures solved.
Die Erfindung weist verschiedene Vorteile auf.The invention has several advantages.
Durch die Ausbildung und Anordnung der Anschlußösen an den Hülsenenden werden sowohl die Filterelemente innerhalb der Hülse definiert gelagert als auch eine gute elektrische Verbindung zwischen Filtereinheit und Anschlußstift beim Einstecken desselben in die Mittelbohrung geschaffen. Die Filtereinheit besteht aus billig herstellbaren unkomplizierten Teilen die mit dem zugehörigen Anschlußelement leicht verbindbar und von diesem wiederum leicht lösbar ist.Due to the design and arrangement of the connection eyelets on the sleeve ends, both the filter elements stored in a defined manner within the sleeve as well as a good electrical connection between the filter unit and connecting pin created when inserting the same into the central bore. The filter unit consists of cheap to manufacture uncomplicated parts which can be easily connected to the associated connecting element and from this in turn is easily detachable.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Patentanspruch 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous refinements of the subject matter according to claim 1 are related to the subclaims remove.
Aus der Ausbildung nach Anspruch 2, bei dem mehrere nach innen gerichtete Finger der Anschlußösen vorgesehen sind, ergibt sich eine besonders gute Elastizität derselben.From the embodiment according to Claim 2, in which a plurality of inwardly directed fingers of the connection eyelets are provided, results in a particularly good elasticity of the same.
Durch die günstige Anordnung der Filtereinheit im Steckverbindergehäuse wird durch das Federelement sowohl eine gute elektrische Erdung als auch eine Zentrierung der Filtereinheit in radialer Richtung innerhalb der Bohrung erreicht, so daß der Anschlußstift in die Mittelbohrung leicht einführbar ist. Die Befestigung der Filtereinheit im Isolierteil in axialer Richtung wird auf einfache Weise durch Ausbildungen des Isolierstoffgehäuses des Steckverbinders erreicht.Due to the favorable arrangement of the filter unit in the connector housing, the spring element both good electrical grounding and centering of the filter unit in the radial direction within reached the bore so that the connecting pin can be easily inserted into the central bore. The attachment of the The filter unit in the insulating part in the axial direction is made in a simple manner by means of the insulating material housing of the connector reached.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden an Hand der nun folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sichtbar. Es zeigtFurther features and advantages of the invention will become apparent with reference to the following description of the in Embodiments shown in the drawings are visible. It shows
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Filtereinheit in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Erfindung, F i g. 1 is a perspective view of a filter unit in accordance with the teachings of this invention;
F i g. 2 einen Aufriß der Filtereinheit gemäß F i g. 1 im Schnitt, wenn diese auf einem Anschlußstift befestigt ist,F i g. 2 shows an elevation of the filter unit according to FIG. 1 in section when this is attached to a connector pin is,
Fig.3 die Ansicht eines Endes der Einheit gemäß Fig. 1,FIG. 3 is a view of one end of the unit according to FIG Fig. 1,
F i g. 4 eine vergrößerte Teilansicht der F i g. 2 im Schnitt,F i g. 4 is an enlarged partial view of FIG. 2 in section,
F i g. 5 eine Darstellung der Filtereinheit, wenn diese in einem Steckverbinder untergebracht ist undF i g. 5 shows an illustration of the filter unit when it is accommodated in a connector and
F i g. 6 eine schematische Darstellung der Schaltung des Filters.F i g. 6 shows a schematic representation of the circuit of the filter.
In F i g. 1 bis 3 ist eine Filtereinheit 10 gezeigt, die von einer dünnwandigen Hülse 12 aus hochdielektrischem Material, z. B. Keramik, umschlossen ist. Eine Mehrzahl von ringförmigen Kernen 14 aus ferromagnetischem Material sind in der Hülse 12 angeordnet. Jeder Kern ist mit einer Öffnung versehen, um einen Anschlußstift aufnehmen zu können, der gleichzeitig einen Teil eines elektrischen Steckverbinders bildet.In Fig. 1 to 3, a filter unit 10 is shown which of a thin-walled sleeve 12 made of high dielectric material, e.g. B. ceramic, is enclosed. One A plurality of ring-shaped cores 14 made of ferromagnetic material are arranged in the sleeve 12. Each core is provided with an opening in order to receive a terminal pin, which at the same time forms part of an electrical connector.
In Übereinstimmung mit der Erfindung sind die Enden der Hülse 12 durch Anschlußösen 18 abgeschlossen, welche in einmaliger Weise mehreren verschiedenen Funktionen dienen.In accordance with the invention, the ends of the sleeve 12 are terminated by connecting lugs 18, which serve several different functions in a unique way.
Erstens bilden die Anschlußösen ein einfaches Mittel, um die Kerne 14 innerhalb der Hülse 12 festzuhalten. Zweitens ist jede Anschlußöse mit nach innen sich erstreckenden flexiblen Fingern 18a versehen, die mittels Reibung an den Anschlußstift 16 angreifen und dadurch eine gute elektrische Verbindung zwischen Anschlußstift und Anschlußösen gewährleisten und außerdem die Filtereinheit an dem Anschlußstift festhalten. Es ist zu bemerken, daß die Anschlußösen sich in Richtung der Achse verjüngen, um die nötige Flexibilität der Finger 18a zu erreichen. Die Anschlußösen können in jeder von beiden möglichen Richtungen angesetzt sein, werden aber vorteilhaft in der dargestellten Weise angeordnet, um das Zusammenfügen des Filters mit dem Anschlußstift zu erleichtern.First, the lugs provide a simple means of holding the cores 14 within the sleeve 12. Second, each terminal eyelet is provided with inwardly extending flexible fingers 18a, which by means of Attack friction on the pin 16 and thereby a good electrical connection between the pin and ensure connection eyelets and also hold the filter unit on the connection pin. It is to note that the connection eyelets taper in the direction of the axis in order to give the fingers the necessary flexibility 18a to reach. The connection eyelets can be attached in either of two possible directions, but are advantageously arranged in the manner shown to the assembling of the filter with the Terminal pin to facilitate.
Wie in Fig.4 gezeigt, ist ein elektrisch leitender Überzug 20 auf der äußeren Oberfläche der Hülse 12 aufgebracht, um eine Platte eines Kondensators zu bilden. Dieser Überzug ist dazu da, um eine geeignete Erdverbindung herzustellen, wenn die Filtereinheit in einem Steckverbindergehäuse untergebracht wird. Auf der inneren Oberfläche der Hülse 12 sind zwei axial getrennt leitende Überzüge 22 und 24 aufgebracht, die die zu dem Überzug 20 gehörenden anderen Platten des Kondensators bilden. Die äußeren Enden der Überzüge 22 und 24 sind mit den Anschlußösen 18 elektrisch verbunden und setzen sich von dort zu den Enden der Hülse 12 fort und liegen an der äußeren Oberfläche an. Die Ösen sind zweckmäßig an die mit dem Überzug versehenen Enden der Hülse 12 angelötet, um eine gute mechanische und elektrische Verbindung zu gewährleisten. As shown in Fig.4, is an electrically conductive Coating 20 is applied to the outer surface of the sleeve 12 to form a plate of a capacitor. This cover is there to make a suitable earth connection when the filter unit is in is housed in a connector housing. On the inner surface of the sleeve 12 are two axially Separately applied conductive coatings 22 and 24, the other plates belonging to the coating 20 of the capacitor. The outer ends of the covers 22 and 24 are electrically connected to the connection lugs 18 connected and continue from there to the ends of the sleeve 12 and bear against the outer surface. The eyelets are expediently soldered to the ends of the sleeve 12 provided with the coating in order to ensure a good to ensure mechanical and electrical connection.
Die HF-Filtereinheit 10 entspricht einer Schaltungsanordnung, die ähnlich dem schematischen Schaltbild in F i g. 6 ist, welches ein sogenanntes ;r-Glied darstellt. In dem Schaltbild entspricht der Leiter 26 dem Anschlußstift 16 und die Induktivität 28 den Induktionskernen 14, die auf dem Anschlußstift 16 angeordnet sind. Die Kapazitäten 30 und 32 werden durch die innen aufgebrachten Überzüge 22 und 24 gebildet, die durch das dielektrische Rohr 12 von dem außen aufgebrachten Überzug 20 getrennt sind. Die Anschlußösen 18 bilden die elektrischen Verbindungen zwischen dem Anschlußstift 16 und den Kapazitäten, während der äußere Überzug 20 mit Erde verbunden ist.The HF filter unit 10 corresponds to a circuit arrangement which is similar to the schematic circuit diagram in FIG F i g. 6, which represents a so-called; r-member. In the circuit diagram, conductor 26 corresponds to the connection pin 16 and the inductance 28 the induction cores 14, which are arranged on the pin 16. The capacities 30 and 32 are formed by the internally applied coatings 22 and 24, which are formed by the dielectric tube 12 are separated from the externally applied coating 20. The connection lugs 18 form the electrical connections between the pin 16 and the capacitors, while the external Coating 20 is connected to earth.
Während die dargestellte Konstruktion gemäß der Erfindung zwei Kondensatoren einschließt, ist es klar, daß auch mehr oder weniger verwendet sein können. Um die erwünschte Filterwirkung zu erhalten, können die Kapazitäten 30 und 32 durch Veränderug des verwendeten dielektrischen Materials, durch die Breite des dielektrischen Spalts und die Fläche der leitenden Überzüge verändert werden. Es sollte auch vermerkt werden, daß theoretisch irgendwelche Kapazitäten zwischen dem äußeren Überzug 20 und dem Anschlußstift 16 durch geeignete Wahl der Parameter erzielt werden können. Dies dürfte jedoch für die meisten Konstruktionen ziemlich bedeutungslos sein.While the illustrated construction according to the invention includes two capacitors, it is clear that more or less can also be used. In order to obtain the desired filter effect, you can the capacitances 30 and 32 by changing the dielectric material used, by the width of the dielectric gap and the area of the conductive coatings can be changed. It should also be noted would theoretically be any capacitance between the outer coating 20 and the terminal pin 16 can be achieved by a suitable choice of parameters. However, this is likely to be the case for most Constructions can be pretty meaningless.
Ähnlich verhält es sich mit der Induktivität, deren Größe durch Veränderung der Zusammensetzung des ferromagnetischen Materials der Kerne 14 und durch Veränderung ihrer Dimension und Gestaltung variiert werden kann.The situation is similar with inductance, the size of which is determined by changing the composition of the ferromagnetic material of the cores 14 and varied by changing their dimensions and design can be.
Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß die offenbarte Filterkonstruktion sehr einfach ist und bequem zu einer Einheit mit dem Anschlußstift montiert und wieder demontiert werden kann. Die Konstruktion ist auch so vielseitig, daß sie leicht in der gewünschten Ausführung gefertigt werden kann.From the foregoing it can be seen that the disclosed filter construction is very simple and convenient to one Unit can be assembled and disassembled with the connector pin. The construction is like that too versatile in that it can easily be manufactured in the desired design.
Da die Filtereinheit gemäß der Erfindung bequem auf einen Anschlußstift gesteckt werden kann und dann die Kombination-Anschlußstift und Filter- in einem Steckverbindergehäuse untergebracht werden kann, eignet sich die Filtereinheit selbst auch für eine dauerhafte Installation in einem Steckverbindergehäuse, wobei aber die Anschlußstifte eingesetzt und wieder entfernt werden können. Eine solche Anordnung ist in F i g. 5 gezeigt, bei der eine Filtereinheit 10 in einem vergrößerten Teil 34a einer Bohrung 34 dargestellt ist, die sich durch ein Steckverbindergehäuse erstreckt, das aus einem vorderen Isolator 36, einem hinteren Isolator 38 und einer Grundplatte 40 besteht. Der äußere leitende Überzug der Filtereinheit 10 ist elektrisch mit der Grundplatte 40 durch ein Federelement 42 verbunden. Wie ersichtlich, ist die Filtereinheit 10 in dem Steckverbindergehäuse durch die inneren Schultern 38a und 36a fixiert.Since the filter unit according to the invention can be easily plugged onto a connector pin and then the combination pin and filter can be accommodated in a connector housing, the filter unit itself is also suitable for permanent installation in a connector housing, whereby but the connector pins can be inserted and removed again. Such an arrangement is in F i g. 5, in which a filter unit 10 is shown in an enlarged part 34a of a bore 34, which extends through a connector housing consisting of a front insulator 36, a rear insulator 38 and a base plate 40 consists. The outer conductive coating of the filter unit 10 is electrical with the Base plate 40 connected by a spring element 42. As can be seen, the filter unit 10 is in the connector housing fixed by inner shoulders 38a and 36a.
Ein Anschlußslift ist passend in die Filtereinheit eingefügt, wobei er durch die Anschlußösen 18 geführt und in dem Steckverbindergehäuse durch geeignete Mittel wie eine Klammer 46 gehalten wird, welche nach innen sich erstreckende Finger 46a besitzt, die an der hinteren Fläche der Schulter eingreifen. Der Anschlußstift 44 kann durch Einsatz eines geeigneten Werkzeuges (nicht gezeigt), das die Finger 46a nach außen drückt, demontiert werden. Der rückwärtige Teil des Anschlußstiftes 44 ist mit einer Bohrung 50 versehen, in die der Zuleitungsdraht 52 eingeführt wird und durch eine Quetschverbindung mit dem Anschlußstift verbunden wird.A connection lift is fitted into the filter unit, being guided through the connection eyelets 18 and held in the connector housing by any suitable means such as a bracket 46, which according to has internally extending fingers 46a which engage the rear surface of the shoulder. The connector pin 44 can be made by using a suitable tool (not shown) that the fingers 46a outward pushes, be dismantled. The rear part of the connecting pin 44 is provided with a bore 50, in which the lead wire 52 is inserted and crimped to the terminal pin will.
Einer der Vorteile der in F i g. 5 gezeigten Konstruktion ist, daß das Aufsteckfilter ein Entfernen des Anschlußstiftes 44 von dem Isolierkörper ermöglicht, wobei der Zuleitungsdraht 52 mit dem Anschlußstift verbunden bleibt. Dies ist ein großer Vorteil, wenn man bedenkt, daß Anschlußstifte und Filter miniaturisierte Bauteile sind und in einem einzigen Steckverbinder eine große Anzahl solcher Bauteile zusammen angeordnet sind. Beispielsweise sind in einem Steckertyp mehr als 50 Filteranschlußstifte auf einem Kreis von weniger als 1 inch im Durchmesser konzentriert. Die Arbeit des Verlötens der Zuleitungsdrähte mit der Anschlußstiften benötigt äußerste Sorgfalt und ist ermüdend und beschwerlich. Übermäßiges Löten an einem Anschlußstift kann leicht zu Kurzschlüssen führen, die sehr beschwerlich sein können.One of the advantages of the in Fig. 5 is that the clip-on filter requires removal of the connector pin 44 made possible by the insulating body, the lead wire 52 being connected to the connecting pin remains. This is a great advantage considering that pins and filters were miniaturized Components are a large number of such components arranged together in a single connector are. For example, one type of connector has more than 50 filter connector pins on a circle of concentrated less than 1 inch in diameter. The job of soldering the lead wires to the connector pins requires extreme care and is tiring and arduous. Excessive soldering on one Terminal pin can easily lead to short circuits, which can be very troublesome.
Eine zweckmäßige Methode der Verbindung von Leiterdraht und Anschlußstift ist die Falz-Methode. Dabei wird der Draht 52 in die Bohrung 50 eingeführt und ein Falzwerkzeug dazu verwendet, die Wände der Boh-A convenient method of connecting the conductor wire and the connector pin is the folding method. Included the wire 52 is inserted into the bore 50 and a crimping tool is used to cut the walls of the
rung um den Draht herum zu pressen und damit eine gute elektrische und mechanische Verbindung zu erhalten. Wenn die Kontakte auf diese Weise zusammengeschlossen sind, ist es unmöglich, ein Falzwerkzeug zu verwenden, da ja kein genügender Zwischenraum vorhanden ist, um die Spannbacken anzusetzen. Bei Steckverbindern ohne Filter ist es allgemein üblich, einen Anschlußstift von seinem Steckerkörper zu trennen und auf diese Weise einen Draht mit dem Anschlußstift zu verbinden. Indessen, obwohl diese Methode bei Filtertypen möglich ist, deren Anschlußstifte dauernd mit dem Filter verbunden sind, gibt es zahlreiche Nachteile bei dieser Anwendung.tion around the wire to get a good electrical and mechanical connection. When the contacts are joined together in this way, it is impossible to use a hemming tool too because there is not enough space to place the clamping jaws. With connectors In the absence of a filter, it is common practice to separate a connector pin from its connector body and in this way to connect a wire to the pin. However, although this method applies to filter types is possible, the pins of which are permanently connected to the filter, there are numerous disadvantages in this application.
Beispielsweise muß der Haltemechanismus für den Anschlußstift in dem Steckverbinder so ausgebildet sein, daß er sowohl den Durchtritt der Filtereinheit als auch des Anschlußstiftes ermöglicht. Das Reiben der Halteelemente, solche wie die Finger 46«? in F i g. 5, auf der äußeren Oberfläche über den Keramikkörper steigert den Übergangswiderstand zwischen dem Leiter und der Grundplatte. Weiterhin steigert sich bei der zusätzlichen Handhabung der Filteranschlüsse die Gefahr der Beschädigung der empfindlichen Filterelemente, z. B. der dünnwandigen Keramikhülse. Weiterhin ist es, wenn ein Anschlußstift beschädigt ist, nur notwendig, den Anschlußstift zu entfernen und nicht das ganze Filter und die Anschlußbaueinheit.For example, the pin holding mechanism in the connector must be so designed be that it allows both the passage of the filter unit and the connector pin. Rubbing the Holding elements, such as the fingers 46 "? in Fig. 5, increases on the outer surface over the ceramic body the contact resistance between the conductor and the base plate. The additional handling of the filter connections the risk of damaging the sensitive filter elements, z. B. the thin-walled ceramic sleeve. Furthermore, if a connector pin is damaged, it is only necessary to remove the connector pin rather than the entire filter and connector assembly.
Das verbesserte Aufsteckfilter gemäß der Erfindung erlaubt die Falzmethode und vermeidet die vorerwähnten Nachteile und weist andererseits Vorteile, wie niedrige Kosten, größere Zuverlässigkeit und weniger Geschicklichkeit und Sorgfalt in der Handhabung auf.The improved clip-on filter according to the invention allows the folding method and avoids the aforementioned Disadvantages and, on the other hand, has advantages such as low cost, greater reliability and less dexterity and care in handling.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
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