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EP2332221B1 - Steckverbinderbuchse für die Daten- und Kommunikationstechnik - Google Patents

Steckverbinderbuchse für die Daten- und Kommunikationstechnik Download PDF

Info

Publication number
EP2332221B1
EP2332221B1 EP09778730A EP09778730A EP2332221B1 EP 2332221 B1 EP2332221 B1 EP 2332221B1 EP 09778730 A EP09778730 A EP 09778730A EP 09778730 A EP09778730 A EP 09778730A EP 2332221 B1 EP2332221 B1 EP 2332221B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
socket
circuit board
contacts
connector socket
plug connector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP09778730A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2332221A2 (de
Inventor
Rolf Sticker
Werner Rösch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MC Technology GmbH
Original Assignee
MC Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MC Technology GmbH filed Critical MC Technology GmbH
Publication of EP2332221A2 publication Critical patent/EP2332221A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2332221B1 publication Critical patent/EP2332221B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6658—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit on printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5202—Sealing means between parts of housing or between housing part and a wall, e.g. sealing rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6581—Shield structure
    • H01R13/6582—Shield structure with resilient means for engaging mating connector
    • H01R13/6583—Shield structure with resilient means for engaging mating connector with separate conductive resilient members between mating shield members
    • H01R13/6584—Shield structure with resilient means for engaging mating connector with separate conductive resilient members between mating shield members formed by conductive elastomeric members, e.g. flat gaskets or O-rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/73—Means for mounting coupling parts to apparatus or structures, e.g. to a wall
    • H01R13/74—Means for mounting coupling parts in openings of a panel
    • H01R13/746—Means for mounting coupling parts in openings of a panel using a screw ring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/60—Contacts spaced along planar side wall transverse to longitudinal axis of engagement
    • H01R24/62—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices
    • H01R24/64—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices for high frequency, e.g. RJ 45

Definitions

  • the invention relates to a connector socket for the data and communication technology according to the preamble of patent claim 1.
  • connector sockets are used as an interface, whereby these sockets are today generally standardized RJ sockets. These jacks are often soldered directly to a printed circuit board to allow a cost-effective interconnection. If the socket is subject to heavy wear as a result of frequent insertion, replacement of the socket is complicated. Another problem arises when used in harsh industrial environment, z. Eg in connection with Industrial Ethernet, if the sockets are provided with an additional protective housing. Since the positioning of the sockets in the protective housing must be very precise, tolerance problems can arise if the socket is connected directly to the printed circuit board for the electronics.
  • connector jacks for data and communication technology which can be positioned in a device wall and electrically conductively connected to a device circuit board, wherein each of the socket is fixed in position in a socket housing, a circuit board is fixed in position in the socket housing, which Level of the circuit board is parallel to the plug-in direction of the socket, the socket contacts of the socket are conductively connected to the circuit board and the circuit board facing away from the socket edge board edge contacts for insertion into a circuit board edge connector socket of the device plate, further wherein the socket housing of a shroud coat is enclosed.
  • the invention has for its object to provide a connector socket for the data and communication available, the position tolerances between the positioned in a device wall built-in jack and a device board, with which this socket is connected, can compensate and a simple Replacing the socket allows.
  • connector socket designates all sockets of connector systems which are used in data and communication technology as separable interfaces.
  • these are in particular RJ sockets, z. B. RJ45 sockets.
  • the connector socket is positioned and connected to the device board the socket electrically conductive, are understood in the context of the invention, all devices to which a data or communication cable can be connected via the connector socket , Such devices may be transmitting and receiving devices and also junction boxes or the like.
  • the connector socket is arranged in a socket housing and connected to a likewise arranged in this socket housing circuit board.
  • the circuit board has on its edge facing away from the socket PCB edge plug contacts and is with these edge plug contacts plugged into a Leitezplatten edge connector socket of the device board.
  • the socket is thus electrically connected via the circuit board and the edge connector directly to the device circuit board and interconnected.
  • the pluggable edge connector between the circuit board and device board allows a simple replacement of the socket, since there is no fixed solder joint between the socket and the device circuit board.
  • edge plug connection between the printed circuit board of the socket and the device circuit board on a mechanical position tolerance in the insertion of this edge connector whereby positional tolerances between the installation position of the socket and the installation position of the device circuit board can be compensated. Even small positional tolerances in the axes perpendicular to the plug-in direction can be compensated.
  • the socket housing is further enclosed by a shroud jacket, wherein the circuit board edge connector socket is enclosed by a connected to the device circuit board shield plate, which contacts the shroud jacket of the plugged into the PCB edge connector socket jack housing.
  • additional electronic components for interconnecting the socket can also be arranged on the printed circuit board of the socket.
  • filters and / or transformers can be arranged on the circuit board, as z. B. to adapt the interface for Ethernet needed.
  • the female housing in an advantageous embodiment, a front part and an adjoining insulating body.
  • the front part is preferably made of metal, in particular die-cast zinc.
  • the insulating body takes the socket contacts on.
  • the metallic front part and the insulating body surrounding shroud jacket form a shield of the entire socket.
  • the metallic front part favors a precise mounting of the socket in a protective housing, as required for use in industrial environments.
  • An advantageous production and assembly results in an embodiment, when the insulating body is formed with a swing-bottom.
  • the printed circuit board can be completely manufactured and assembled, ie equipped with the socket contacts, the edge plug contacts and any additional circuit components required and is then fully assembled in the insulation body and fixed by pivoting the soil in the exact position in the insulation body. It is for the production of particular advantage, when the insulating body with the ground as a one-piece Plastic injection molded part is produced, wherein the bottom is pivotally connected to the insulating body via a film hinge.
  • Fig. 1 is shown in an exploded view of a typical installation situation of a connector socket according to the invention.
  • the socket is installed in a device from which in Fig. 1 only a section of the device wall 10 is shown.
  • a device circuit board 12 z. B. installed parallel to the device wall 10.
  • the connector socket is positioned on the one hand in a breakthrough of the device wall 10 and on the other hand electrically connected to the device circuit board 12.
  • the connector socket 14 is formed in the illustrated embodiment as an RJ socket.
  • a protective housing 16 is inserted in the wall opening of the device wall 10 in a conventional manner, which is sealed by a seal 18 against the device wall 10 and screwed by a nut 20 with the device wall 10 is.
  • the connector socket 14 is inserted in the illustrated embodiment of the device interior in the protective housing 16 and fixed there exact position. Also an insertion from the outside conceivable.
  • the protective housing 16 is used to attach a connector housing which encloses the plug-in connector 14 to be inserted into the connector plug. Since the plug housing is fitted accurately and sealed onto the protective housing 16, an exact positioning of the socket 14 in the protective housing 16 is necessary.
  • the exact positioning of the socket 14 in the protective housing 16 and thus in the device wall 10 has the consequence that dimensional tolerances affect the installation of the device circuit board 12 with respect to the device wall 10 on the connection of the socket 14 to the device circuit board 12.
  • These position tolerances are compensated according to the invention in that the connector socket 14 is arranged in a socket housing 22 and is connected to a printed circuit board 24, which is also arranged fixed in position in the socket housing 22.
  • the printed circuit board 24 protrudes from the socket housing 22 at the end facing away from the socket 14. At the free edge of the printed circuit board 24 protruding from the socket housing 22, opposite the socket 14, printed circuit board edge plug contacts 26 are formed.
  • edge plug contacts 26 is the Printed circuit board 24 is inserted into a printed circuit board edge connector socket 28 which is arranged on the device circuit board 12.
  • the plug-in direction of the printed circuit board 24 with its edge plug contacts 26 in the edge connector socket 28 coincides with the plug-in direction of the connector socket 14.
  • the contact length of the edge plug contacts 26 and the edge socket 28 in the insertion allows for a tolerance in the insertion of the circuit board 24 in the edge connector 28 and thus a distance tolerance between the fixed in the protective housing 16 and the device wall 10 connector socket 14 and in the device built-in device board 12. Even in the direction perpendicular to the plug axis, ie in the plane of the device board 12, low installation tolerances can be compensated.
  • the structure of the female housing 22 will be described below with reference to FIGS. 2 to 4 explained.
  • the socket housing 22 has a front part 30, which preferably consists of metal and in particular of zinc die casting.
  • the front part 30 forms the receiving space for the male connector 14 to be inserted into the connector plug. Due to the metallic material, the front part 30 also forms a shield of the connector. Outside on the side walls of the front part 30 locking grooves 32 are formed, which serve for securing the front part 30 and thus the entire female housing 22 in the protective housing 16.
  • the front part 30 is followed by an insulating body 34 made of plastic.
  • the insulating body 34 is attached from the rear to the front part 30 and closes with its front end wall, the back of the front part 30.
  • a protruding over this front end wall base plate of the insulating body 34 forms the bottom of the receiving space of the front part 30.
  • guide slots 36 are formed, which serve to receive the socket contacts 38.
  • the socket contacts 38 are arranged in the manner known for RJ sockets and resilient. The socket contacts 38 engage through the guide slots 36 in the receiving space of the socket and are insulated by the insulating body 34.
  • the circuit board 24 is inserted from the rear and fixed to the bottom side in the insulating body 34.
  • the printed circuit board 24 carries on its front edge inserted into the insulating body 34, the female contacts 38.
  • the female contacts 38 are connected to the edge connector contacts 26, which are arranged on the opposite rear edge of the printed circuit board 24. Since the printed circuit board 24 is parallel to the bottom of the insulating body 34, the plugging direction of the socket 14 with the socket contacts 38 in the same direction as the plugging direction of the edge plug contacts 26 runs.
  • the insulating body 34 is enclosed by a shroud jacket 40.
  • the shroud jacket 40 abuts the four side surfaces of the insulating body 34 and closes the rear surface of the insulating body 34 facing away from the socket 14 except for an entry slot for the printed circuit board 24.
  • In the bottom 42 of the insulating body 34 is in the area in which the Circuit board 24 adjacent to the bottom 42, an opening 44 recessed, through which a from the shroud jacket 40 inwardly bent contact spring 46 engages to contact a corresponding conductor track of the circuit board 24.
  • the contact spring 46 can be soldered to this conductor.
  • the shroud jacket 40 extends beyond the insulation body 34 and over the front part 30.
  • the connector between the socket 14 and a plugged into this plug is thus completely shielded by the front part 30 and the shroud jacket 40.
  • the shield is also passed over the contact spring 46 to the circuit board 24.
  • the assembly of the female housing 22 is based on the FIGS. 5 to 8 explained in more detail.
  • FIG. 5 shows in a detailed view of the circuit board 24. It can be seen that in this embodiment, the resilient socket contacts 38 are embedded in a support member 58 manufactured as an injection molded part, whereby their exact positioning is facilitated. The support member 58 is attached to the front end edge of the circuit board 24 to connect the socket contacts 38 with the tracks of the circuit board 24 and to solder.
  • FIG. 5 shows that on the circuit board 24 even more electronic circuit components 60 can be arranged and interconnected. These may be, for example, transformers, capacitors, resistors and the like, which are then preferably also received in the insulating body 34 and shielded by the shroud coat 40. Such electronic components are used, for example, to adapt the interface to the transmission path of the data network.
  • FIG. 6 shows in an individual view the insulating body 34.
  • the insulating body 34 is made as a one-piece plastic injection-molded part.
  • the bottom 42 can be swiveled downwards in the rear region, for which purpose the bottom 42 is connected to the remaining insulation body 34 via a film hinge 62.
  • Insulating body 34 is produced by injection molding with base 42 pivoted downwards at right angles. This arrangement of the bottom 42 allows a undercut-free design of the injection molding tools.
  • the bottom 42 remains in the assembly initially in the downwardly pivoted position, as in FIG. 7 is shown.
  • the circuit board 24 is used, wherein the support member 58 is inserted into a molded under the guide slots 36 and in front of the film hinge 62 in the insulating body 34 bottom pocket 72 and the circuit board 24 is guided in grooves 66, the inside of the side walls of the insulating body 34 are formed.
  • the socket contacts 38 pass through the guide slots 36, as shown in FIG FIG. 8 is shown.
  • the bottom 42 is pivoted up, so that it applies from below to the circuit board 24.
  • the bottom 42 has at its two free rear corners each upwardly directed corner projections 64 which engage around the circuit board 24 formed corners, so that the circuit board 24 is fixed against displacement in its plane.
  • the circuit board 24 is fixed in the insulating body 34 against movement perpendicular to the plane of the circuit board.
  • the bottom 42 is locked in the insulating body 34.
  • molded resilient locking lugs 68 which engage in lateral recesses of the circuit board 24 and engage behind latching edges 70 which are integrally formed on the side walls of the insulating body 34.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steckverbinder-Buchse für die Daten und Kommunikationstechnik gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • In der Daten- und Kommunikationstechnik werden Steckverbinder-Buchsen als Schnittstelle eingesetzt, wobei diese Buchsen heute in der Regel standardisierte RJ-Buchsen sind. Diese Buchsen werden häufig direkt auf eine Leiterplatte gelötet, um eine kostengünstige Verschaltung zu ermöglichen. Ist die Buchse in Folge eines häufigen Steckens einem starken Verschleiß ausgesetzt, so ist das Austauschen der Buchse aufwändig. Ein weiteres Problem ergibt sich bei dem Einsatz in rauer Industrieumgebung, z. B. in Verbindung mit Industrial Ethernet, wenn die Buchsen mit einem zusätzlichen Schutzgehäuse versehen werden. Da die Positionierung der Buchsen in dem Schutzgehäuse sehr präzise erfolgen muss, kann es zu Toleranzproblemen kommen, wenn die Buchse direkt mit der Leiterplatte für die Elektronik verbunden ist.
  • Aus der US 2003/228799 A1 und der US 2007/224884 A1 sind bereits Steckverbinder-Buchsen für die Daten- und Kommunikationstechnik bekannt, welche in einer Gerätewand positionierbar und mit einer Geräte-Leiterplatte elektrisch leitend verbindbar sind, wobei jeweils die Buchse lagefest in einem Buchsengehäuse angeordnet ist, eine Leiterplatte lagefest in dem Buchsengehäuse angeordnet ist, die Ebene der Leiterplatte parallel zur Steckrichtung der Buchse liegt, die Buchsenkontakte der Buchse mit der Leiterplatte leitend verbunden sind und die Leiterplatte an ihrem von der Buchse abgewandten Randleiterplatten-Randsteckerkontakte zum Einstecken in einer Leiterplatten-Randsteckerbuchse der Geräteplatte aufweist, wobei ferner das Buchsengehäuse von einem Schirmblechmantel umschlossen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbinder-Buchse für die Daten- und Kommunikationstechnik zur Verfügung zu stellen, die Positionstoleranzen zwischen der positioniert in eine Gerätewand eingebauten Buchse und einer Geräte-Leiterplatte, mit welcher diese Buchse verbunden ist, ausgleichen kann und ein einfaches Austauschen der Buchse ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steckverbinder-Buchse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Mit dem Begriff "Steckverbinder-Buchse" oder kurz "Buchse" werden im Rahmen der Erfindung alle Buchsen von Steckverbinder-Systemen bezeichnet, die in der Daten- und Kommunikationstechnik als trennbare Schnittstellen verwendet werden. Als aktuelle Ausführung sind dies insbesondere RJ-Buchsen, z. B. RJ45-Buchsen.
  • Unter "Geräten", in deren Gerätewand die Steckverbinder-Buchse positionierbar ist und mit deren Geräte-Leiterplatte die Buchse elektrisch leitend verbunden wird, werden im Rahmen der Erfindung alle Einrichtungen verstanden, an welche über die Steckverbinder-Buchse ein Daten- oder Kommunikationskabel anschließbar ist. Solche Geräte können Sende- und Empfangsgeräte sein und ebenso Anschlussdosen oder dergleichen.
  • Erfindungsgemäß ist die Steckverbinder-Buchse in einem Buchsengehäuse angeordnet und an eine ebenfalls in diesem Buchsengehäuse angeordnete Leiterplatte angeschlossen. Die Leiterplatte weist an ihrem von der Buchse abgewandten Rand Leiterplatten-Randsteckerkontakte auf und wird mit diesen Randsteckerkontakten in eine Leitezplatten-Randsteckerbuchse der Geräte-Leiterplatte eingesteckt. Die Buchse ist somit über die Leiterplatte und die Randsteckerverbindung unmittelbar mit der Geräte-Leiterplatte elektrisch verbunden und verschaltet. Die steckbare Randsteckerverbindung zwischen der Leiterplatte und Geräte-Leiterplatte erlaubt dabei ein einfaches Austauschen der Buchse, da keine feste Lötverbindung zwischen der Buchse und der Geräte-Leiterplatte vorhanden ist. Außerdem weist die Randsteckerverbindung zwischen der Leiterplatte der Buchse und der Geräte-Leiterplatte eine mechanische Positionstoleranz in der Einsteckrichtung dieser Randsteckerverbindung auf, wodurch sich Positionstoleranzen zwischen der Einbauposition der Buchse und der Einbauposition der Geräte-Leiterplatte ausgleichen lassen. Auch geringe Positionstoleranzen in den zur Einsteckrichtung senkrechten Achsen können ausgeglichen werden.
  • Erfindungsgemäß ist ferner das Buchsengehäuse von einem Schirmblech-Mantel umschlossen, wobei die Leiterplatten-Randsteckerbuchse von einem mit der Geräte-Leiterplatte verbundenen Schirmblech umschlossen ist, welches den Schirmblech-Mantel des in die Leiterplatten-Randsteckerbuchse eingesteckten Buchsengehäuses kontaktiert.
  • Vorteilhaft ist es, dass auf der Leiterplatte der Buchse auch noch zusätzliche elektronische Komponenten zur Verschaltung der Buchse angeordnet werden können. Bspw. können Filter und/oder Transformatoren auf der Leiterplatte angeordnet werden, wie sie z. B. zur Anpassung der Schnittstelle für Ethernet benötigt werden.
  • Das Buchsengehäuse weist in einer vorteilhaften Ausführung ein Vorderteil und einen sich daran anschließenden Isolationskörper auf. Das Vorderteil besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Zinkdruckguss. Der Isolationskörper nimmt die Buchsenkontakte auf. Das metallische Vorderteil und ein den Isolationskörper umschließender Schirmblech-Mantel bilden eine Schirmung der gesamten Buchse. Das metallische Vorderteil begünstigt dabei eine genaue Montage der Buchse in einem Schutzgehäuse, wie dies für den Einsatz in Industrieumgebung gefordert wird.
  • Eine vorteilhafte Herstellung und Montage ergibt sich in einer Ausführung, wenn der Isolationskörper mit einem abschwenkbaren Boden ausgebildet ist. Die Leiterplatte kann vollständig hergestellt und montiert werden, d. h. mit den Buchsenkontakten, den Randsteckerkontakten und den eventuell erforderlichen zusätzlichen Schaltungsbauteilen bestückt werden und wird dann komplett montiert in den Isolationskörper eingesetzt und durch Hochschwenken des Bodens lagegenau in dem Isolationskörper fixiert. Dabei ist es für die Herstellung von besonderem Vorteil, wenn der Isolationskörper mit dem Boden als einstückiges Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt wird, wobei der Boden mit dem Isolationskörper über ein Filmscharnier schwenkbar verbunden ist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    in einer Explosionsdarstellung den Einbau der Buchse in ein Gehäuse,
    Fig. 2
    die Buchse in einer isometrischen Ansicht,
    Fig. 3
    die Buchse in einer Explosionsdarstellung,
    Fig. 4
    einen Axialschnitt durch die Buchse,
    Fig. 5
    die montierte Leiterplatte der Buchse,
    Fig. 6
    in einer Einzeldarstellung den Isolationskörper,
    Fig. 7
    das Einsetzen der Leiterplatte in den Isolationskörper und
    Fig. 8
    das Fixieren der Leiterplatte in dem Isolationskörper in einer aufgeschnittenen Ansicht.
  • In Fig. 1 ist in einer Explosionsdarstellung eine typische Einbausituation einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Buchse gezeigt. Die Buchse ist dabei in ein Gerät eingebaut, von welchem in Fig. 1 nur ein Ausschnitt der Gerätewand 10 gezeigt ist. In dem Gerät ist eine Geräte-Leiterplatte 12 z. B. parallel zur Gerätewand 10 eingebaut. Die Steckverbinder-Buchse wird einerseits in einem Durchbruch der Gerätewand 10 positioniert und andererseits elektrisch leitend mit der Geräte-Leiterplatte 12 verbunden. Die Steckverbinder-Buchse 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als RJ-Buchse ausgebildet.
  • Um die Buchse 14 in einer rauen Industrieumgebung einsetzen zu können, ist in dem Wanddurchbruch der Gerätewand 10 in an sich bekannter Weise ein Schutzgehäuse 16 eingesetzt, welches durch eine Dichtung 18 gegen die Gerätewand 10 abgedichtet ist und durch eine Mutter 20 mit der Gerätewand 10 verschraubt ist. Die Steckverbinder-Buchse 14 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel vom Geräteinneren in das Schutzgehäuse 16 eingesetzt und dort positionsgenau fixiert. Auch ein Einschieben von außen denkbar. Das Schutzgehäuse 16 dient zum Aufstecken eines Steckergehäuses, welches den in die Steckverbinder-Buchse 14 einzusteckenden Steckverbinder-Stecker umschließt. Da das Steckergehäuse passgenau und abgedichtet auf das Schutzgehäuse 16 aufgesteckt wird, ist eine exakte Positionierung der Buchse 14 in dem Schutzgehäuse 16 notwendig.
  • Die exakte Positionierung der Buchse 14 in dem Schutzgehäuse 16 und damit in der Gerätewand 10 hat zur Folge, dass sich Maßtoleranzen beim Einbau der Geräte-Leiterplatte 12 in Bezug auf die Gerätewand 10 auf das Anschließen der Buchse 14 an die Geräte-Leiterplatte 12 auswirken. Diese Positionstoleranzen werden erfindungsgemäß dadurch ausgeglichen, dass die Steckverbinder-Buchse 14 in einem Buchsengehäuse 22 angeordnet ist und an eine Leiterplatte 24 angeschlossen ist, die ebenfalls lagefest in dem Buchsengehäuse 22 angeordnet ist. Die Leiterplatte 24 ragt an dem von der Buchse 14 abgewandten Ende aus dem Buchsengehäuse 22. An dem aus dem Buchsengehäuse 22 ragenden, der Buchse 14 entgegengesetzten freien Rand der Leiterplatte 24 sind Leiterplatten-Randsteckerkontakte 26 ausgebildet. Mit diesen Leiterplatten-Randsteckerkontakten 26 wird die Leiterplatte 24 in eine Leiterplatten-Randsteckerbuchse 28 eingesteckt, die an der Geräte-Leiterplatte 12 angeordnet ist. Die Einsteckrichtung der Leiterplatte 24 mit ihren Randsteckerkontakten 26 in die Randsteckerbuchse 28 stimmt dabei mit der Steckrichtung der Steckverbinder-Buchse 14 überein. Die Kontaktlänge der Randsteckerkontakte 26 und der Randsteckerbuchse 28 in der Einsteckrichtung lässt eine Toleranz in dem Einsteckweg der Leiterplatte 24 in die Randsteckerbuchse 28 zu und somit eine Abstandstoleranz zwischen der in dem Schutzgehäuse 16 und der Gerätewand 10 festgelegten Steckverbinder-Buchse 14 und der in dem Gerät eingebauten Geräte-Leiterplatte 12. Auch in den zu der Einsteckrichtung senkrechten Achsen, d. h. in der Ebene der Geräte-Leiterplatte 12, können geringe Einbautoleranzen ausgeglichen werden.
  • Der Aufbau des Buchsengehäuses 22 wird nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 4 erläutert.
  • Das Buchsengehäuse 22 weist ein Vorderteil 30 auf, welches vorzugsweise aus Metall und insbesondere aus Zinkdruckguss besteht. Das Vorderteil 30 bildet den Aufnahmeraum für den in die Steckverbinder-Buchse 14 einzusteckenden Steckverbinder-Stecker. Aufgrund des metallischen Werkstoffes bildet das Vorderteil 30 auch eine Schirmung der Steckverbindung. Außen an den Seitenwänden des Vorderteils 30 sind Rastnuten 32 eingeformt, die zum Befestigen des Vorderteils 30 und damit des gesamten Buchsengehäuses 22 in dem Schutzgehäuse 16 dienen.
  • An das Vorderteil 30 schließt sich ein Isolationskörper 34 aus Kunststoff an. Der Isolationskörper 34 wird von hinten an das Vorderteil 30 angesetzt und verschließt mit seiner vorderen Stirnwand die Rückseite des Vorderteils 30. Eine über diese vordere Stirnwand vorspringende Bodenplatte des Isolationskörpers 34 bildet den Boden des Aufnahmeraumes des Vorderteiles 30. In der Stirnwand und der Bodenplatte des Isolationskörpers 34 sind Führungsschlitze 36 ausgebildet, die zur Aufnahme der Buchsenkontakte 38 dienen. Die Buchsenkontakte 38 sind in der für RJ-Buchsen bekannten Weise angeordnet und federnd ausgebildet. Die Buchsenkontakte 38 greifen durch die Führungsschlitze 36 in den Aufnahmeraum der Buchse und sind durch den Isolationskörper 34 isoliert.
  • In den Isolationskörper 34 wird von hinten die Leiterplatte 24 eingesetzt und bodenseitig in dem Isolationskörper 34 fixiert. Die Leiterplatte 24 trägt an ihrem vorderen in den Isolationskörper 34 eingesetzten Rand die Buchsenkontakte 38. Über Leiterbahnen der Leiterplatte 24 sind die Buchsenkontakte 38 mit den Randsteckerkontakten 26 verschaltet, die am entgegengesetzten hinteren Rand der Leiterplatte 24 angeordnet sind. Da die Leiterplatte 24 parallel zum Boden des Isolationskörpers 34 liegt, verläuft die Steckrichtung der Buchse 14 mit den Buchsenkontakten 38 in derselben Richtung wie die Steckrichtung der Randsteckerkontakte 26.
  • Der Isolationskörper 34 wird von einem Schirmblech-Mantel 40 umschlossen. Der Schirmblech-Mantel 40 liegt an den vier Seitenflächen des Isolationskörpers 34 an und verschließt die von der Buchse 14 abgewandte Rückfläche des Isolationskörpers 34 bis auf einen Eintrittsschlitz für die Leiterplatte 24. In dem Boden 42 des Isolationskörpers 34 ist in dem Bereich, in welchem die Leiterplatte 24 an den Boden 42 angrenzt, eine Öffnung 44 ausgespart, durch welche eine aus dem Schirmblech-Mantel 40 nach innen gebogene Kontaktfeder 46 hindurchgreift, um eine entsprechende Leiterbahn der Leiterplatte 24 zu kontaktieren. Gegebenenfalls kann die Kontaktfeder 46 mit dieser Leiterbahn verlötet werden. An der Oberseite und an der Unterseite greift der Schirmblech-Mantel 40 über den Isolationskörper 34 hinaus und über das Vorderteil 30. Mit nach innen abgewinkelten Ecken 48 der oberen Vorderkante und mit einem nach innen abgewinkelten Rand 50 der unteren Vorderkante greift der Schirmblech-Mantel 40 vor die Stirnfläche des Vorderteils 30, wodurch der Schirmblech-Mantel 40 das Vorderteil 30 und den Isolationskörper 34 in der montierten Stellung zusammenhält und aneinander fixiert. An den Seitenwänden des SchirmblechMantels 40 sind nach vorn gerichtete Federzungen 52 ausgebildet, die nach innen abgekröpft sind und durch Schlitze der Stirnwand des Isolationskörpers 34 hindurch in den Aufnahmeraum der Buchse 14 greifen. Die Federzungen 52 kontaktieren die Schirmung eines in die Buchse 14 eingesteckten Steckers. Weiter sind an den seitlichen Rändern der nach vorne ragenden Unterseite des Schirmblechmantels 40 Kontaktfedern 56 ausgebildet, die in Nuten des Vorderteils 30 liegen und über dessen Außenfläche ausgewölbt sind, um gegebenenfalls ein metallisches Schutzgehäuse oder dergleichen zu Kontaktieren.
  • Wird das Buchsengehäuse 22 mit der Leiterplatte 24 und deren Randsteckerkontakten 26 in die Randsteckerbuchse 28 der Geräte-Leiterplatte 12 eingesteckt, wie dies in Figur 1 gezeigt ist, so wird der Schirmblech-Mantel 40 des Buchsengehäuses 22 durch ein Schirmblech 54 kontaktiert, welches auf der Geräte-Leiterplatte 12 angeordnet ist und die Randsteckerbuchse 28 der Leiterplatte 12 umschließt. In Figur 1 ist eine Seitenfläche dieses Schirmbleches 54 weggenommen, um die Randsteckerverbindung sichtbar zu machen.
  • Die Steckverbindung zwischen der Buchse 14 und einem in diese eingesteckten Stecker ist somit durch das Vorderteil 30 und den Schirmblech-Mantel 40 vollständig abgeschirmt. Dabei wird die Schirmung des eingesteckten Steckers insbesondere über die Federzungen 52 an den Schirmblech-Mantel 40 übergeben. Die Schirmung wird außerdem über die Kontaktfeder 46 an die Leiterplatte 24 übergeben wird.
  • Die Montage des Buchsengehäuses 22 wird anhand der Figuren 5 bis 8 näher erläutert.
  • Figur 5 zeigt in einer Einzeldarstellung die Leiterplatte 24. Es ist zu erkennen, dass in dieser Ausführung die federnden Buchsenkontakte 38 in einem als Spritzgussteil hergestellten Trägerelement 58 eingebettet sind, wodurch ihre exakte Positionierung erleichtert wird. Das Trägerelement 58 wird an die vordere Stirnkante der Leiterplatte 24 angesetzt, um die Buchsenkontakte 38 mit den Leiterbahnen der Leiterplatte 24 zu verbinden und zu verlöten. Weiter ist in Figur 5 gezeigt, dass auf der Leiterplatte 24 noch weitere elektronische Schaltungsbauteile 60 angeordnet und verschaltet werden können. Diese können bspw. Übertrager, Kondensatoren, Widerstände und dergleichen sein, die dann vorzugsweise ebenfalls in dem Isolationskörper 34 aufgenommen und durch den Schirmblech-Mantel 40 abgeschirmt werden. Solche elektronische Komponenten dienen bspw. zur Anpassung der Schnittstelle an die Übertragungsstrecke des Datennetzes.
  • Figur 6 zeigt in einer Einzeldarstellung den Isolationskörper 34. Der Isolationskörper 34 ist als einstückiges Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt. Der Boden 42 ist im rückwärtigen Bereich nach unten wegschwenkbar, wozu der Boden 42 mit dem übrigen Isolationskörper 34 über ein Filmscharnier 62 verbunden ist. Der Isolationskörper 34 wird im Spritzgussverfahren mit rechtwinklig nach unten weggeschwenktem Boden 42 hergestellt. Diese Anordnung des Bodens 42 ermöglicht eine hinterschneidungsfreie Gestaltung der Spritzgusswerkzeuge.
  • Der Boden 42 bleibt bei der Montage zunächst in der nach unten abgeschwenkten Stellung, wie dies in Figur 7 gezeigt ist. In dieser Stellung wird die Leiterplatte 24 eingesetzt, wobei das Trägerelement 58 in eine unter den Führungsschlitzen 36 und vor dem Filmscharnier 62 in dem Isolationskörper 34 ausgeformte Bodentasche 72 eingeschoben wird und die Leiterplatte 24 in Nuten 66 geführt wird, die innen an den Seitenwänden des Isolationskörpers 34 ausgeformt sind. Dabei treten die Buchsenkontakte 38 durch die Führungsschlitze 36, wie dies in Figur 8 gezeigt ist. Anschließend wird der Boden 42 hochgeschwenkt, sodass er sich von unten an die Leiterplatte 24 anlegt. Der Boden 42 weist an seinen beiden freien hinteren Ecken jeweils nach oben gerichtete Eckvorsprünge 64 auf, die an der Leiterplatte 24 ausgebildete Ecken umgreifen, sodass die Leiterplatte 24 gegen Verschiebungen in ihrer Ebene fixiert ist. In den Nuten 66 wird die Leiterplatte 24 in dem Isolationskörper 34 auch gegen Bewegungen senkrecht zur Ebene der Leiterplatte fixiert. In dieser angeschwenkten Stellung wird der Boden 42 in dem Isolationskörper 34 verrastet. Hierzu dienen seitlich an den Boden 42 angeformte federnde Rastnasen 68, die in seitliche Aussparungen der Leiterplatte 24 eingreifen und jeweils hinter Rastkanten 70 einrasten, die innen an den Seitenwänden des Isolationskörper 34 angeformt sind. Durch den eingerasteten Boden 42 wird die Leiterplatte 24 exakt positioniert und lagefest in dem Isolationskörper 34 und damit in dem Buchsengehäuse 22 gehalten. Damit ergibt sich eine exakte lagegenaue Ausrichtung der Steckverbinder-Buchse 14 bezüglich der am Ende der Leiterplatte 24 angeordneten Randsteckerkontakte 26.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Gerätewand
    12
    Geräte-Leiterplatte
    14
    Steckverbinder-Buchse
    16
    Schutzgehäuse
    18
    Dichtung
    20
    Mutter
    22
    Buchsengehäuse
    24
    Leiterplatte
    26
    Randsteckerkontakte
    28
    Randsteckerbuchse
    30
    Vorderteil
    32
    Rastnuten
    34
    Isolationskörper
    36
    Führungsschlitze
    38
    Buchsenkontakte
    40
    Schirmblech-Mantel
    42
    Boden
    44
    Öffnung
    46
    Kontaktfeder
    48
    Ecken
    50
    Rand
    52
    Federzungen
    54
    Schirmblech
    56
    Kontaktfedern
    58
    Trägerelement
    60
    Schaltungsbauteile
    62
    Filmscharnier
    64
    Eckvorsprünge
    66
    Nuten
    68
    Rastnasen
    70
    Rastkante
    72
    Bodentasche

Claims (7)

  1. Steckverbinder-Buchse für die Daten- und Kommunikationstechnik, die in einer Gerätewand (10) positionierbar und mit einer Geräte-Leiterplatte (12) elektrisch leitend verbindbar ist, wobei die Buchse (14) lagefest in einem Buchsengehäuse (22) angeordnet ist, welches ein Vorderteil (30) und einen Buchsenkontakte (38) aufnehmenden Isolationskörper (34) aufweist, eine Leiterplatte (24), welche in den Isolationskörper (34) einsetzbar und in diesem fixierbar ist, lagefest in dem Buchsengehäuse (22) angeordnet ist, die Ebene der Leiterplatte (24) parallel zur Steckrichtung der Buchse (14) liegt, die Buchsenkontakte (38) der Buchse (14) mit der Leiterplatte (24) leitend verbunden sind und die Leiterplatte (24) an ihrem von der Buchse (14) abgewandten Rand Leiterplatten-Randsteckerkontakte (26) zum Einstecken in eine Leiterplatten-Randsteckerbuchse (28) der Geräte-Leiterplatte (12) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, das das Buchsengehäuse (22) von einem Schirmblech-Mantel (40) umschlossen ist, die Leiterplatten-Randsteckerbuchse (28) von einem mit der Geräte-Leiterplatte (12) verbundenen Schirmblech (54) umschlossen ist, welches den Schirmblech-Mantel (40) des in die Leiterplatten-Randsteckerbuchse (28) eingesteckten Buchsengehäuses (22) kontaktiert.
  2. Steckverbinder-Buchse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsengehäuse (22) in einem an der Gerätewand (10) angebrachten Schutzgehäuse (16) positionierbar ist.
  3. Steckverbinder-Buchse nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderteil (30) aus Metall und insbesondere aus Zinkdruckguss besteht.
  4. Steckverbinder-Buchse nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schirmblech-Mantel (40) das Vorderteil (30) elektrisch leitend kontaktiert.
  5. Steckverbinder-Buchse nach'Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (34) einen schwenkbaren Boden (42) aufweist und dass die Leiterplatte (24) bei abgeschwenktem Boden (42) in den Isolationskörper (34) einsetzbar ist und durch den angeschwenkten Boden (42) in dem Isolationskörper (34) lagefixiert wird.
  6. Steckverbinder-Buchse nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (34) mit dem Boden (42) einstückig als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt ist und dass der Boden (42) über ein Filmscharnier (62) mit dem Isolationskörper (34) verbunden ist.
  7. Steckverbinder-Buchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (24) zusätzliche elektrische Schaltungsbauteile (60) trägt, die über die Leiterplatte (24) mit der Buchse (14) verschaltet sind.
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