EP2351163B1

EP2351163B1 - Winkel-steckverbinder mit einer abschirmung und verfahren zur herstellung der abschirmung des winkel-steckverbinders

Info

Publication number: EP2351163B1
Application number: EP09771282A
Authority: EP
Inventors: Jürgen Lappöhn
Original assignee: ERNI Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: ERNI Electronics GmbH and Co KG
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2029-10-22
Also published as: CN102210069A; JP5711137B2; BRPI0921480B1; JP2012508435A; CN102210069B; ES2395921T3; US8337249B2; KR20110094038A; US20110217868A1; JP3206220U; CA2742430C; EP2351163A1; MY154650A; DK2351163T3; BRPI0921480A2; KR101298952B1; DE102009015462A1; DE102009015462B4; WO2010051791A1; MX2011004948A

Description

Die Erfindung betrifft einen Winkel-Steckverbinder mit einer Abschirmung und ein Verfahren zur Herstellung der Abschirmung des Winkel-Steckverbinders.

Stand der Technik

Das Gebrauchsmuster gemäß DE 201 14 581 U1 zeigt einen Steckverbinder für ein Datenkabel nach US-Telekommunikationsnorm FCC 68.500, der als RJ 45-Steckverbinder bezeichnet wird. Im mittleren und hinteren Bereich des Steckverbinders sind die Kontaktelemente von einer hinten offenen Abschirmung umgeben, die aus einem Blechteil beispielsweise durch Biegung hergestellt ist. Die Abschirmung, welche die Seitenflächen sowie die Ober- und Unterseite des Steckverbindergehäuses abdeckt, kann einfach gefertigt werden, da der Steckverbinder als gerader Steckverbinder realisiert ist.
Die DE 692 21 560 T2 beschreibt einen Steckverbinder, welcher den korrespondierenden Steckverbinder zu dem zuvor gemäß DE 201 14 581 U1 beschriebenen Steckverbinder bilden kann. Vorgesehen ist ein Abschirmblech, welches um das Steckverbindergehäuse im oberen Bereich und im hinteren Bereich gebogen wird. Eine Abschirmung auf der unteren Seite der Kontaktelemente ist nicht vorgesehen.
In der DE 603 14 140 T2 ist ein impedanz-abgestimmter Steckverbinder beschrieben, der eine 2-teilige Abschirmung aufweist, wobei ein erstes Abschirmelement die Kontaktelemente im vorderen Bereich des Steckverbinders vollständig umschließt. Der gesamte Steckverbinder einschließlich des vorderen Abschirmelements ist von einem äußeren Abschirmblech umgeben, welches Prägungen und Aussparungen aufweist. Im hinteren Bereich der Kontaktelemente, der zur Verlötung mit Leiterbahnen einer Platine vorgesehen ist, weist das Abschirmelement Aussparungen auf, die ein Herausführen der Kontaktelemente aus dem Abschirmbereich ermöglichen.
Die DE 602 08 885 T2 beschreibt einen Steckverbinder, der ein Abschirmgehäuse enthält, welches die Seitenflächen und die Oberseite umschließt. Auf der Unterseite ist ebenfalls eine Abschirmung vorgesehen, die bei einem ersten Steckverbinder unmittelbar auf der Platine und bei einem korrespondierenden Steckverbinder auf der Unterseite des Kunststoff-Steckverbindergehäuses angeordnet ist. Auf der hinteren Seite des Steckverbinders weist das Abschirmelement Aussparungen auf, durch welche die Kontaktelemente aus dem Abschirmbereich geführt werden.
Auf Seite 81 des Katalogs E 074482 der Anmelderin Erni, 08/06, Edition 4, einzusehen unter www.erni.com, ist ein Winkel-Steckverbinder gemäß IEC 61076-4-101 beschrieben, bei dem sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite Abschirmungen vorgesehen sind, bei denen im vorderen steckerseitigen Bereich sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite Aussparungen herausgeschnitten und die verbleibenden Brücken zu Federn herausgewölbt sind. Die untere Abschirmung umschließt die Unterseite der zur Verlötung mit Leiterbahnen einer Platine vorgesehenen Endstücke der Kontaktelemente, sodass der bekannte Steckverbinder nur seitlich auf die Platine geschoben werden kann, weil die untere Abschirmung im montierten Zustand des Steckverbinders auf der Unterseite der Platine positioniert ist und dort vollständig den Kontaktierungsbereich abdeckt.
Die DE 695 24 935 T2 zeigt eine abgeschirmte Steckverbinderanordnung, die ein Verschweißen von Abschirmelementen miteinander vorsieht. Zugrunde liegt ein gerader Steckverbinder. Die Schweißverbindung ist zwischen Abschirmelementen vorgesehen, die auf der Außenseite des Steckverbinders frei zugänglich sind, sodass alternativ zur Schweißverbindung eine gelötete, eine geklebte oder eine anderweitige Fixiermöglichkeit vorgeschlagen werden. Die Verbindung kann auch vollständig entfallen und einfach durch die Stabilität der vollständig zusammengebauten Steckverbinderanordnung in ihrer Position gehalten werden.
Dokument EP-A-1146595 offenbart einen Winkel-Stechverbinder gemäβ dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach herzustellenden Winkel-Steckverbinder mit einer Abschirmung und ein Verfahren zur Herstellung der Abschirmung des Winkel-Steckverbinders anzugeben, die eine wirksame Abschirmung bis zu hohen Frequenzen der über den Winkel-Steckverbinder geführten Signale ermöglichen.
Die Aufgaben werden durch die in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Merkmale jeweils gelöst.

Offenbarung der Erfindung

Der erfindungsgemäße Winkel-Steckverbinder mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Kontaktelementen, die auf der hinteren Seite des Winkel-Steckverbinders zur Verlötung mit Leiterbahnen einer Platine vorgesehen sind, mit einer zumindest auf der Oberseite des Winkel-Steckverbinders angeordneten oberen Abschirmung und mit einer auf der Unterseite angeordneten unteren Abschirmung zeichnet sich dadurch aus, dass die untere Abschirmung ein steckseitiges unteres Abschirmelement enthält, dessen Abschirmfläche in Steckrichtung orientiert ist, dass die untere Abschirmung weiterhin ein separates hinteres unteres Abschirmelement enthält und dass die unteren Abschirmelemente elektrisch miteinander verbunden sind.
Der erfindungsgemäße Winkel-Steckverbinder ermöglicht die Realisierung einer hochwertigen Abschirmung. Erreicht wird insbesondere ein homogener Induktivitätsbelag innerhalb des Steckverbinders. Der erfindungsgemäße Winkel-Steckverbinder ist besonders geeignet zur Führung von hochfrequenten Signalen. Beispielsweise kann ein Digitalsignal bei einer Datenrate bis zu 10 Gigabit mit hoher Güte geführt werden, wobei gleichzeitig eine hohe Signalintegrität sichergestellt ist. Der erfindungsgemäße Winkel-Steckverbinder eignet sich daher insbesondere für signalverarbeitende Anordnungen, bei denen beispielsweise Platinen mit einer Backplane verbunden werden sollen.
Aufgrund der zumindest 2-teiligen Ausführung der unteren Abschirmung ist eine besonders einfache Montage der Abschirmung des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders möglich. Zumindest ein unteres Abschirmelement, vorzugsweise zumindest das hintere untere Abschirmelement können vor der Herstellung der elektrischen Verbindung während der Montage wenigstens teilweise in einem Steckverbindergehäuse positioniert sein. Der erfindungsgemäße Winkel-Steckverbinder kann trotz seiner hochwertigen Ausführung kostengünstig hergestellt werden. Dadurch eignet sich der erfindungsgemäße Winkel-Steckverbinder insbesondere für eine kostensensitive Serienfertigung.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.
Eine erste Ausgestaltung sieht vor, dass die Abschirmfläche des hinteren unteren Abschirmelements senkrecht zur Steckrichtung orientiert ist. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für einen 90°-Winkel-Steckverbinder.
Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die Abschirmfläche des hinteren unteren Abschirmelements zumindest abschnittsweise parallel zu den Kontaktelementen orientiert ist. Mit dieser Maßnahme wird eine hohe Güte des Winkel-Steckverbinders hinsichtlich des homogenen Induktivitätsverlaufs innerhalb des Winkel-Steckverbinders auch bei Winkeln ungleich 90° erzielt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das hintere untere Abschirmelement wenigstens näherungsweise bis zum Lötanschluss der Kontaktelemente des Winkel-Steckverbinders geführt ist. Damit wird einerseits eine vollständige Abschirmung der Kontaktelemente bis an die Platine erreicht. Andererseits kann die Platine von oben mit dem erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinder bestückt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die unteren Abschirmelemente jeweils Verbindungsflächen aufweisen, die zur elektrischen Verbindung der unteren Abschirmelemente miteinander verschweißt sind. Mit dieser Maßnahme wird eine besonders einfache Montage des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders möglich.
Eine Ausgestaltung sieht die Realisierung der Verbindungsflächen als ebene Verbindungsflächen vor. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das steckerseitige untere Abschirmelement eine homogene Verbindungsfläche ohne Ausnehmungen oder Aussparungen aufweist, die sich über eine Mehrzahl von Kontaktelementen, vorzugsweise über sämtliche Kontaktelemente erstreckt. Diese Maßnahme trägt ebenfalls zur Realisierung einer möglichst vollständigen Abschirmung der Kontaktelemente bei.
Wie bereits erwähnt, kann zumindest ein unteres Abschirmelement zumindest teilweise innerhalb eines Steckverbindergehäuses angeordnet sein. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das hintere untere Abschirmelement zumindest im Bereich der Verbindung mit dem steckseitigen unteren Abschirmelement innerhalb des Steckverbindergehäuses angeordnet ist.
Eine Weiterbildung diese Ausgestaltung sieht vor, dass das hintere untere Abschirmelement eine Mehrzahl von separat herausgebildeten Verbindungsflächen aufweist und dass das Steckverbindergehäuse zu den Verbindungsflächen korrespondierende separate Ausnehmungen zur Führung und zumindest teilweisen Aufnahme des hinteren unteren Abschirmelements aufweist.
Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die obere Abschirmung ein steckseitiges oberes und hinteres oberes Abschirmelement enthält, die elektrisch miteinander verbunden sind. Die zumindest 2-teilige Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Realisierung der Abschirmung, wobei beispielsweise das steckseitige obere Abschirmelement zumindest teilweise innerhalb des Steckverbindergehäuses angeordnet sein kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausgestaltung sieht vor, dass die oberen Abschirmelemente Verbindungsflächen aufweisen, die zur elektrischen Verbindung der oberen Abschirmelemente miteinander verschweißt sind. Dadurch können sowohl die unteren als auch die oberen Abschirmelemente mit derselben Technik bearbeitet werden.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens ein steckseitiges Abschirmelement eine Aufweitungs-Kröpfung aufweist und/oder dass das obere und/oder untere steckseitige Abschirmelement zur Klemmung eines korrespondierenden Abschirmelements eines korrespondierenden Steckverbinders Federzungen aufweist. Die wenigstens eine Aufweitungs-Kröpfung ermöglicht ein Eintauchen eines Steckverbinders in den korrespondierenden Steckverbinder. Die Federzungen verbessern einerseits den elektrischen Kontakt zwischen den beiden Steckverbindern und stellen andererseits eine Klemmkraft im gesteckten Zustand der Steckverbinder bereit.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Winkel-Steckverbinders sieht eine Schweißverbindung zumindest der unteren Abschirmelemente mittels Laserschweißens zuvor. Das Laserschweißen bietet die Möglichkeit zur Herstellung des elektrischen Kontakts zwischen den unteren Abschirmelementen auch an schwer zugänglichen Stellen innerhalb des Steckverbindergehäuses. Sofern die Verbindungsflächen der unteren Abschirmungen innerhalb des Steckverbindergehäuses liegen, kann der Laserstrahl durch eine vorhandene Öffnung im Steckverbindergehäuse bis an die Verbindungsstelle herangeführt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Einsatz eines insbesondere gepulst betriebenen Neodym-YAG-Lasers vorgesehen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders, die insbesondere in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren mittels Laserschweißens vorgesehen ist, sieht wenigstens einen Durchbruch in wenigstens einer Verbindungsfläche des unteren und/oberen hinteren Abschirmelements vor, der vorzugsweise als Bohrung ausgeführt ist. Die Durchbrüche ermöglichen eine präzise Fokussierung des Laserstrahls. Insbesondere wird eine optimale Verschweißung mit einer minimalen Wärmemenge erreicht, wodurch nicht nur die verschweißten Abschirmelemente, sondern insbesondere die aus Kunststoff hergestellten Steckverbindergehäuse während der Verschweißung geschont werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders sowie des Verfahrens ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:

Figur 1 ein Schnittbild durch einen aus dem Stand der Technik bekannten Winkel-Steckverbinder,
Figur 2 eine erste Ansicht auf die Vorder- und Oberseite eines erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders,
Figur 3 eine Explosionsdarstellung des in Figur 2 gezeigten Winkel-Steckverbinders,
Figur 4 eine zweite Ansicht auf die Unter- und Rückseite des Winkel-Steckverbinders,
Figur 5 eine Explosionsdarstellung des in Figur 4 gezeigten Winkel-Steckverbinders,
Figur 6 ein vereinfachtes Schnittbild durch den Winkel-Steckverbinder,
Figur 7 eine erste Ansicht auf die Rück- und Oberseite eines korrespondierenden Winkel-Steckverbinders,
Figur 8 eine Explosionsdarstellung des in Figur 7 gezeigten korrespondierenden Winkel-Steckverbinders,
Figur 9 eine zweite Ansicht auf die Rück- und Unterseite des korrespondierenden Winkel-Steckverbinders,
Figur 10 eine Explosionsdarstellung des in Figur 9 gezeigten korrespondierenden Winkel-Steckverbinders,
Figur 11 ein vereinfachtes Schnittbild durch den in Figur 7 gezeigten korrespondierenden Winkel-Steckverbinder,
Figur 12 eine isometrische Ansicht von Abschirmelementen des in Figur 7 gezeigten korrespondierenden Winkel-Steckverbinders, die eine spezielle Ausgestaltung von Verbindungsflächen zeigt,
Figur 13 ein vereinfachtes Schnittbild durch den Winkel-Steckverbinder entsprechend Figur 6, welche eine der in Figur 12 gezeigten entsprechende Ausgestaltung von Verbindungsflächen zeigt und
Figur 14 eine isometrische Ansicht eines Winkel-Steckverbinders im gesteckten Zustand mit einem korrespondierenden Winkel-Steckverbinder.

Figur 1 zeigt ein Schnittbild durch einen im eingangs genannten Katalog E 074482 der Anmelderin beschriebenen Winkel-Steckverbinder 1, bei dem eine Vielzahl von übereinander angeordneten Kontaktelementen 2 vorgesehen ist, die auf der hinteren unteren Seite 3 des Winkel-Steckverbinders 1 zur Verlötung mit nicht sichtbaren Leiterbahnen einer Platine 4 vorgesehen sind.
Die Kontaktelemente 2 sind in einem isolierenden Steckverbindergehäuse 5 untergebracht, das von einer Abschirmung 6, 7 abgeschirmt ist, die vereinfacht dargestellt ist. Die Abschirmung setzt sich aus einer oberen Abschirmung 6 und einer unteren Abschirmung 7 zusammen. Im vorderen steckseitigen Bereich sind sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite Aussparungen aus der Abschirmung 6, 7 herausgeschnitten und die verbleibenden Brücken zu Federzungen 8, 9 herausgewölbt, die eine zuverlässige Kontaktierung sowie eine Klemmung der Abschirmung eines korrespondierenden Steckverbinders ermöglichen. Die untere Abschirmung 7 umschließt die Unterseite der zur Verlötung mit den nicht gezeigten Leiterbahnen der Platine 4 vorgesehenen Endstücken 10 der Kontaktelemente 2 und deckt im montierten Zustand des Winkel-Steckverbinders 1 den gesamten Kontaktierungsbereich auf der Unterseite der Platine 4 ab.
Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinder 20a, der eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, nicht sichtbaren Kontaktelementen enthält, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel weiterhin zwei übereinander angeordnete Reihen von Kontaktelementen vorgesehen sind. Der erfindungsgemäße Winkel-Steckverbinder 20a enthält eine obere Abschirmung 22a, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem steckseitigen oberen Abschirmelement 24a mit einer Abschirmfläche 25a und einem hinteren oberen Abschirmelement 26a zusammengesetzt ist.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Übergang zwischen den oberen Abschirmelementen 24a, 26a näherungsweise in der Mitte der Oberfläche bezogen auf die Steckrichtung 28.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das in Stechrichtung 28 hintere obere Abschirmelement 26a separat herausgebildete Verbindungsflächen 30a aufweist, welche die elektrische Verbindung zu dem steckseitigen oberen Abschirmelement 24a im montierten Zustand des Winkel-Steckverbinders 20a herstellen. Gegebenenfalls können am steckseitigen oberen Abschirmelement 24a ebenfalls separat herausgebildete Verbindungsflächen 32a vorgesehen sein, die zu den Verbindungsflächen 30a des hinteren oberen Abschirmelements 26a korrespondieren.
Der erfindungsgemäße Winkel-Steckverbinder 20a enthält weiterhin eine untere Abschirmung 34a, die aus einem steckseitigen unteren Abschirmelement 36a mit einer Abschirmfläche 37a und einem hinteren unteren Abschirmelement 38a zusammengesetzt ist, wobei die Abschirmfläche 37a des steckseitigen unteren Abschirmelements 36a wenigstens näherungsweise in Steckrichtung 28 orientiert ist.
Die untere Abschirmung 34a ist in der in Figur 2 gezeigten Ansicht der Vorder- und Oberseite des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders 20a nur andeutungsweise zu sehen. Zur Verdeutlichung ist deshalb in Figur 3 eine Explosionsdarstellung des in Figur 2 gezeigten Winkel-Steckverbinders 20a gezeigt. Diejenigen in Figur 3 gezeigten Teile, die mit den in Figur 2 gezeigten Teilen übereinstimmen, sind jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Diese Vereinbarung gilt auch für die folgenden Figuren.
Figur 3 verdeutlicht insbesondere die 2-teilige Ausgestaltung der unteren Abschirmung 34a mit dem steckseitigen unteren Abschirmelement 36a und dem hinteren unteren Abschirmelement 38a.
Figur 3 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung des hinteren unteren Abschirmelements 38a mit einer Abschirmfläche 39a, welches separat herausgebildete Verbindungsflächen 40a aufweist, die zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit dem steckseitigen unteren Abschirmelement 36a vorgesehen sind. Das steckseitige untere Abschirmelement 36a weist hierzu wenigstens eine korrespondierende Verbindungsfläche 42a auf, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel eine homogene Fläche ohne Aussparungen oder Ausnehmungen vorgesehen ist, die sich über das gesamte hintere Ende des steckseitigen unteren Abschirmelements 36a erstreckt. Gemäß einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das steckseitige untere Abschirmelement 36a ebenfalls zu den separat herausgebildeten Verbindungsflächen 40a des hinteren unteren Abschirmelements 38a korrespondierende, separat herausgebildete Verbindungsflächen aufweist.
Figur 3 gibt einen vollständigen Blick auf das Steckverbindergehäuse 44a frei, in welchem die nicht sichtbaren Kontaktelemente untergebracht sind.
Die 2-teilige Ausgestaltung der unteren Abschirmung 34a ermöglicht es, dass sowohl das steckseitige untere Abschirmelement 36a als auch insbesondere das hintere untere Abschirmelement 38a zumindest teilweise innerhalb des Steckverbindergehäuses 44a angeordnet werden können, wobei die elektrische Verbindung zwischen den beiden unteren Abschirmelementen 36a, 38a erst nach dem Einsetzen in das Steckverbindergehäuse 44a hergestellt werden kann.
Figur 4 zeigt eine zweite Ansicht auf die Unter- und Rückseite des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders 20a. Aus Figur 4 geht insbesondere die Positionierung der Verbindungsflächen 40a des hinteren unteren Abschirmelements 38a hervor, die im montierten Zustand des hinteren unteren Abschirmelements 38a in Aussparungen 46a des Steckverbindergehäuses 44a positioniert sind. Die in Figur 4 gezeigte zweite Ansicht gibt einen Blick auf die Lötanschlüsse 48a der im Steckverbindergehäuse 44a untergebrachten Kontaktelemente 50a frei.
Zur Verdeutlichung der Montage insbesondere des hinteren unteren Abschirmelements 38a ist in Figur 5 eine Explosionsdarstellung des in Figur 4 gezeigten Winkel-Steckverbinders 20a gezeigt. Figur 5 verdeutlicht insbesondere die Anordnung der Aussparungen 46a im Steckverbindergehäuse 44a.
Der erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinder 20a ermöglicht insbesondere die Realisierung einer hochwertigen Abschirmung 22a, 34a. Speziell wird ein homogener Induktivitätsbelag innerhalb des Winkel-Steckverbinders 20a erreicht. Dadurch eignet sich der erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinder 20a besonders zur Führung von hochfrequenten Signalen. Der erfindungsgemäße Winkel-Steckverbinder 20a eignet sich insbesondere für Verbindungen zwischen signalverarbeitenden Anordnungen, wobei über die Steckverbindung digitale Signale mit Datenraten bis zu 10 Gigabit mit hoher Signalintegrität geführt werden können. Die frequenzabhängige Signaldämpfung tritt erst bei sehr hohen Frequenzen auf. Insbesondere kann ein ortsabhängig konstanter Wellenwiderstand innerhalb des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders 20a aufgrund der hochwertigen Abschirmung 22a, 34a durch insbesondere die 2-teilige Ausgestaltung der unteren Abschirmung 34a erzielt werden, der insbesondere zur Minimierung ortsabhängiger Signalreflexionen und dadurch bedingter Signalverfälschungen beiträgt.
Weiterhin ist aufgrund der 2-teiligen Ausführung der unteren Abschirmung 34a eine einfache Montage der unteren Abschirmung 34a möglich, insbesondere dann, wenn sich das steckerseitige untere Abschirmelement 36a und insbesondere das hintere untere Abschirmelement 38a zumindest teilweise innerhalb des Steckverbindergehäuses 44a angeordnet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung, die den Figuren 2 - 5 zugrunde gelegt ist, ist vorgesehen, dass die Abschirmfläche 39a des hinteren unteren Abschirmelements 38a wenigstens näherungsweise senkrecht zur Steckrichtung 28 orientiert ist. Diese Ausgestaltung eignet sich daher insbesondere für einen 90°-Winkel-Steckverbinder 20a.
Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die Abschirmfläche 39a des hinteren unteren Abschirmelements 38a zumindest abschnittsweise parallel zu den Kontaktelementen 50a orientiert ist. Dadurch wird eine hohe Güte des Winkel-Steckverbinders 20a hinsichtlich des homogenen Induktivitätsverlaufs innerhalb des Winkel-Steckverbinders 20a auch bei Winkeln ungleich 90° erzielt, sofern ein Winkel von ungleich 90° vorgesehen ist.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders 20a ist davon ausgegangen, das das hintere untere Abschirmelement 38a wenigstens näherungsweise bis zum Lötanschluss 48a der Kontaktelemente 50a geführt ist. Dadurch wird eine vollständige Abschirmung der Kontaktelemente 50a bis an die nicht näher gezeigte Platine erreicht. Weiterhin kann durch diese Ausgestaltung die Platine mit dem erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinder 20a von oben bestückt werden.
Eine ganz besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Verbindungsfläche 40a des hinteren unteren Abschirmelements 38a beziehungsweise die Verbindungsfläche 42a des steckseitigen unteren Abschirmelements 36a zur Herstellung der elektrischen Verbindung der Abschirmelemente 36a, 38a miteinander verschweißt sind.
Eine derartige Schweißverbindung kann vorteilhafterweise auch zur Verschweißung der oberen Abschirmelemente 24a, 26a vorgesehen sein, sofern die obere Abschirmung 22a mehrteilig ausgestaltet ist. Die Schweißverbindung wird in diesem Fall zwischen den gegebenenfalls vorhandenen Verbindungsflächen 30a des hinteren oberen Abschirmelements 26a mit der korrespondierenden Verbindungsfläche 32a des steckseitigen oberen Abschirmelements 24a hergestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders 20a sieht die Herstellung der Schweißverbindung der unteren Abschirmelemente 36a, 38a und gegebenenfalls der oberen Abschirmelemente 24a, 26a mittels Laserschweißens vor. Das Laserschweißen ermöglicht insbesondere die Herstellung der Schweißverbindung, wenn bei der Montage die unteren Abschirmelemente 36a, 38a bereits innerhalb des Steckverbindergehäuses 44a zur Herstellung der elektrischen Verbindung angeordnet sind.
Hierbei kann die Verschweißung durch die Aussparungen 46a im Steckverbindergehäuse 44a vorgenommen werden.
Sofern eine Sichtverbindung von der Vorderseite des Winkel-Steckverbinders 20a in Steckrichtung 28 auf die Oberseite der Verbindungsfläche 42a des steckseitigen unteren Abschirmelements 36a besteht, kann die Herstellung der Verschweißung der Abschirmelemente 36a, 38a der unteren Abschirmung 34a durch die Kontaktkammern von der Vorderseite des Winkel-Steckverbinders 20a erfolgen. Für die Herstellung der Verschweißung ist insbesondere ein Neodym-YAG-Laser vorgesehen. Ein derartiger Laser weist den Vorteil einer guten Dosierbarkeit der Energie auf. Besonders vorteilhaft ist ein gepulster Betrieb mit Impulsdauern, die hinab bis in den Femto-Sekundenbereich reichen können. Dieser Laser eignet sich auch zur Oberflächenbearbeitung der Abschirmelemente 24a, 26a, 36a, 38a.
Das in Figur 6 gezeigte vereinfachte Schnittbild durch den erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinder 20a verdeutlicht die Positionierung insbesondere der beiden Abschirmelemente 36a, 38a der unteren Abschirmung 34a.
Die wenigstens eine Verbindungsfläche 40a des hinteren unteren Abschirmelements 38a liegt an der korrespondierenden Verbindungsfläche 42a des steckseitigen unteren Abschirmelements 36a an. Die beiden Verbindungsflächen 40a, 42a können korrespondierend zueinander gekrümmt sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird von einer ebenen Fläche ausgegangen. Die konkrete Ausgestaltung der Verbindungsflächen 40a, 42a kann in Abhängigkeit vom vorgegebenen Abstand zu den Kontaktelementen 50a festgelegt werden, die in Figur 6 vereinfacht eingetragen sind. Zur Erzielung eines homogenen ortsabhängigen Induktivitätsverlaufs innerhalb des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders 20a sind die unteren Abschirmelemente 36a, 38a vorzugsweise zumindest abschnittsweise parallel zu wenigstens einem Kontaktelement 50a geführt.
Figur 6 verdeutlicht weiterhin die elektrische Verbindung zwischen den oberen Abschirmelementen 24a, 26a, sofern die obere Abschirmung 22a mehrteilig ausgestaltet ist. Vorzugsweise werden die Verbindungsflächen 30a des hinteren oberen Abschirmelements 26a mit der wenigstens einen Abschirmfläche 25a des steckseitigen oberen Abschirmelements 24a ebenfalls miteinander verschweißt. Selbstverständlich kann auch an dieser Stelle das erfindungsgemäße Verfahren zur Laserverschweißung eingesetzt werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 weisen die Kontaktelemente 50a am steckseitigen vorderen Ende Kontaktfedern 52 auf.
Die Figuren 7 - 11 zeigen einen erfindungsgemäßen korrespondierenden Winkel-Steckverbinder 20b, der übereinstimmende Komponenten mit den zuerst gezeigten erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbindern 20a aufweist, wobei die sich entsprechenden Komponenten mit dem Index "b" anstelle des Index "a" bei den Bezugszeichen versehen sind.
Der erfindungsgemäße Winkel-Steckverbinder 20b gemäß Figur 7 weist ebenfalls ein Steckverbindergehäuse 44b auf, das von einer oberen Abschirmung 22b sowie von einer unteren Abschirmung 34b umgeben ist. Die obere Abschirmung 22b enthält ein steckseitiges vorderes Abschirmelement 24b sowie ein hinteres oberes Abschirmelement 26b, wobei das hintere obere Abschirmelement 26b wieder separat herausgebildete Verbindungsflächen 30b zur elektrischen Kontaktierung mit dem steckseitigen oberen Abschirmelement 24b aufweisen soll.
Zur Verdeutlichung der einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders 20b ist in Figur 8 eine Explosionsdarstellung des in Figur 7 wiedergegebenen Winkel-Steckverbinders 20b gezeigt. Im Gegensatz zur Ausgestaltung beim ersten erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinder 20a sind beim korrespondierenden Winkel-Steckverbinder 20b am steckseitigen vorderen Abschirmelement 36b anstelle einer homogenen Verbindungsfläche 42a separat herausgebildete Verbindungsflächen 42b vorgesehen, welche zu den separat herausgebildeten Verbindungsflächen 40b des hinteren unteren Abschirmelements 38b korrespondieren. Weiterhin sind am steckseitigen Ende des steckseitigen oberen Abschirmelements 24b Ausnehmungen vorgesehen, aus welchen Federzungen 60 herausgebogen sind.
Figur 9 zeigt eine Ansicht auf die Rück- und Unterseite des korrespondierenden Winkel-Steckverbinders 20b im montierten Zustand. Auch beim korrespondierenden Winkel-Steckverbinder 20b sind die Verbindungsflächen 40b des hinteren unteren Abschirmelements 38b in Aussparungen 46b des Steckverbindergehäuses 44b positioniert.
Zur Verdeutlichung der einzelnen Komponenten ist in Figur 10 wieder eine Explosionsdarstellung des in Figur 9 wiedergegebenen korrespondierenden Winkel-Steckverbinder 20b gezeigt.
Das in Figur 11 gezeigte vereinfachte Schnittbild durch den erfindungsgemäßen korrespondierenden Winkel-Steckverbinder 20b verdeutlicht wieder die Positionierung insbesondere der beiden Abschirmelemente 36b, 38b der unteren Abschirmung 34b.
Anstelle der Kontaktfedern 52 weist der korrespondierende Steckverbinder 20b Kontaktmesser 54 auf.
Die elektrische Verbindung der Verbindungsflächen 40b, 42b der unteren Abschirmung 34b und gegebenenfalls der Verbindungsflächen 30b, 32b der oberen Abschirmung 22b werden wieder vorteilhafterweise mit dem erfindungsgemäßen Laserschweißverfahren hergestellt.
Die der Figur 11 zugrunde liegende Schnittebene ist derart gewählt, dass eine der Federzungen 60 des steckseitigen unteren Abschirmelements 36b zu sehen ist. Weiterhin zeigt Figur 11 eine Ausgestaltung des steckseitigen oberen Abschirmelements 24b und/oder des steckseitigen unteren Abschirmelements 36a, 36b, gemäß der wenigstens ein unteres Abschirmelement 24b eine Kröpfung 62, 64 aufweist, die eine Aufnahme des zuerst beschriebenen erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders 20a ermöglicht.
Figur 12 zeigt eine isometrische Ansicht einer vorteilhaften Ausgestaltung der hinteren Abschirmelemente 26a, 26b, 38a, 38b; wobei bei dem in Figur 12 gezeigten Ausführungsbeispiel exemplarisch die obere Abschirmung 22b des in den Figuren 7 - 11 gezeigten korrespondierenden Winkel-Steckverbinders 20b dargestellt ist. Die Ausgestaltung betrifft Ausnehmungen 61 b, die in den Verbindungsflächen 30b des hinteren oberen Abschirmelements 26b vorgesehen sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind in jeder Verbindungsfläche 30b zwei Ausnehmungen 61 b exemplarisch vorgesehen. Die Ausnehmungen 61 b sind vorzugsweise als Bohrungen ausgeführt, sodass eine einfache und kostengünstige Realisierung möglich ist.
Die Ausnehmungen 61 b ermöglichen eine präzise Fokussierung beim Laserschweißen. Dadurch wird eine optimale Verschweißung des hinteren oberen Abschirmelements 26a mit dem vorderen oberen Abschirmelement 24b erreicht, wobei nur eine minimale Wärmemenge zugeführt werden muss. Dadurch werden nicht nur die miteinander zu verschweißenden Abschirmelemente 26b, 24b, sondern insbesondere das in Figur 12 nicht gezeigte Steckverbindergehäuse 44b thermisch nur sehr gering belastet.
Vorteilhafterweise sind solche Ausnehmungen 61 b auch in den Verbindungsflächen 40b des in Figur 8 gezeigten hinteren unteren Abschirmelements 38b vorgesehen.
Ein entsprechender Durchbruch im hinteren unteren Abschirmelement 38a, 38b ist exemplarisch in Figur 13 am Beispiel des Winkel-Steckverbinders 20a gezeigt, wobei Figur 13 zumindest teilweise dem in Figur 6 gezeigten Schnittbild entspricht. Figur 13 zeigt einen geschnittenen Durchbruch 61 a im hinteren oberen Abschirmelement 26a der oberen Abschirmung 22a des Winkel-Steckverbinders 20a. Weiterhin zeigt Figur 6 einen geschnittenen Durchbruch 62a, der in der Verbindungsfläche 40a des hinteren unteren Abschirmelements 38a vorgesehen ist.
Entsprechende, nicht näher gezeigte Durchbrüche 62b können vorteilhafterweise auch in den Verbindungsflächen 40b des hinteren unteren Abschirmelements 28b des korrespondierenden Winkel-Steckverbinders 20b vorgesehen sein.
Figur 13 verdeutlicht, dass der beim Laserschweißen auftretende Laserstrahl die Durchbrüche 61a, 61b, 62a, 62b durchdringen, auf die Verbindungsflächen 32a, 32b, 42a, 42b jeweils der vorderen Abschirmelemente 24a, 24b, 36a, 36b auftreffen und die Verschweißung bewirken kann.
Figur 14 zeigt eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Winkel-Steckverbinders 20a im gesteckten Zustand mit einem erfindungsgemäßen korrespondierenden Winkel-Steckverbinder 20b. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind in den Verbindungsflächen 30a des hinteren oberen Abschirmelements 26a des Winkel-Steckverbinders 20a Durchbrüche 61 a und in den Verbindungsflächen 30b des hinteren oberen Abschirmelements 26b des korrespondierenden Winkel-Steckverbinders 20b jeweils Durchbrüche 61 b vorgesehen. Vorzugsweise sind in den in Figur 14 nicht sichtbaren Verbindungsflächen 40a, 40b der hinteren unteren Abschirmelemente 38a, 38b ebenfalls jeweils die beschriebenen Durchbrüche 62a, 62b vorgesehen.
Nicht nur die in Figur 12 exemplarisch dargestellten Durchbrüche 61 b in den Verbindungsflächen 30b des hinteren oberen Abschirmelements 26b, sondern sämtliche Durchbrüche 61 a, 61 b, 62a, 62b der hinteren oberen und unteren Abschirmelemente 26a, 26b, 38a, 38b sind im Hinblick auf die besonders einfache und daher kostengünstige Realisierung zweckmäßigerweise als Bohrungen ausgeführt. Der Bohrungsdurchmesser kann beispielsweise 0,2 mm betragen.

Claims

Winkel-Steckverbinder mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Kontaktelementen (50a, 50b), die auf der hinteren Seite des Winkel-Steckverbinders (20a, 20b) zur Verlötung mit Leiterbahnen einer Platine (5) vorgesehen sind, mit einer zumindest auf der Oberseite des Winkel-Steckverbinders (20a, 20b) angeordneten oberen Abschirmung (22a, 22b) und mit einer auf der Unterseite angeordneten unteren Abschirmung (34a, 34b), wobei die untere Abschirmung (34a, 34b) ein steckseitiges unteres Abschirmelement (36a, 36b) enthält, dessen Abschirmfläche (37a, 37b) in Steckrichtung (28) orientiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Abschirmung (34a, 34b) weiterhin ein separates hinteres unteres Abschirmelement (38a, 38b) enthält und dass die unteren Abschirmelemente (36a, 36b, 38a, 38b) elektrisch miteinander verbunden sind.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmfläche (39a) des hinteren unteren Abschirmelements (38a) senkrecht zur Steckrichtung (28) orientiert ist.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmfläche (39a) des hinteren unteren Abschirmelements (38a) zumindest abschnittsweise parallel zu den Kontaktelementen (50a, 50b) orientiert ist.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere untere Abschirmelement (38a) wenigstens näherungsweise bis zum Lötanschluss (48a, 48b) der Kontaktelemente (50a, 50b) geführt ist.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Abschirmelemente (36a, 38a, 36b, 38b) Verbindungsflächen (40a, 42a, 40b, 42b) aufweisen, die zur elektrischen Verbindung der unteren Abschirmelemente (36a, 36b, 38a, 38b) miteinander verschweißt sind.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsflächen (40a, 42a, 40b, 42b) ebene Verbindungsflächen (40a, 42a, 40b, 42b) sind.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer Verbindungsfläche (40a, 40b) des hinteren unteren Abschirmelements (38a, 38b) wenigstens ein Durchbruch (62a, 62b) vorgesehen ist.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das steckseitige untere Abschirmelement (36a, 36b) eine homogene Verbindungsfläche (42a, 42b) ohne Ausnehmungen aufweist, die sich über eine Mehrzahl von Kontaktelementen (50a, 50b) erstreckt.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere untere Abschirmelement (38a, 38b) zumindest im Bereich der Verbindung mit dem steckseitigen unteren Abschirmelement (36a, 36b) innerhalb eines die Kontaktelemente (50a, 50b) des Winkel-Steckverbinders (20a, 20b) zumindest teilweise aufnehmenden Steckverbindergehäuses (44a, 44b) angeordnet ist.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere untere Abschirmelement (38a, 38b) eine Mehrzahl von separat herausgebildeten Verbindungsflächen (40a, 40b) aufweist und dass das Steckverbindergehäuse (44a, 44b) zu den Verbindungsflächen (40a, 40b) korrespondierende separate Ausnehmungen (46a, 46b) zur Führung und zumindest teilweisen Aufnahme des hinteren unteren Abschirmelements (38a, 38b) aufweist.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Abschirmung (22a, 22b) ein steckseitiges oberes und hinteres oberes Abschirmelement (24a, 26a, 24b, 26b) enthält, die elektrisch miteinander verbunden sind.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 10, bei dem die oberen Abschirmelemente (24a, 26a, 24b, 26b) Verbindungsflächen (30a, 32a, 30b, 32b) aufweisen, die zur elektrischen Verbindung der oberen Abschirmelemente (24a, 26a, 24b, 26b) miteinander verschweißt sind.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer Verbindungsfläche (30a, 30b) des hinteren oberen Abschirmelements (26a, 26b) wenigstens ein Durchbruch (61 a, 61 b) vorgesehen ist.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 7 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (61 a, 61 b, 62a, 62b) als Bohrung ausgeführt ist.
Winkel-Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein steckseitiges Abschirmelement (24a, 36a, 24b, 36b) eine Aufweitungs-Kröpfung aufweist und dass das obere und/oder untere steckseitige Abschirmelement (24a, 36a, 24b, 36b) zur Klemmung eines korrespondierenden Abschirmelements (24a, 36a, 24b, 36b) eines korrespondierenden Winkel-Steckverbinders (20a, 20b) Federzungen (60) aufweist.
Verfahren zur Herstellung des Winkel-Steckverbinders nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung zumindest der unteren Abschirmelemente (26a, 36a, 26b, 36b) mittels Laserschweißens hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Laserschweißen Neodym-YAG-Laser verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Neodym-YAG-Laser gepulst betrieben wird.