具有屏蔽元件的印刷电路板插接连接器的制作方法

说明

本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序部分所述的具有屏蔽元件的印刷电路板插接连接器。

本发明还涉及一种根据并列的方法权利要求9的前序部分所述的装配前述印刷电路板插接连接器的方法。

为了将金属壳体与印刷电路板插接连接器的屏蔽十字形件导电地相连，需要这类屏蔽元件。

背景技术：

出版物de102010051954b3揭示过一种圆形插接连接器，其适于在连接侧进行在印刷电路板上的接触。为了传输多个独立的差分信号，在插接连接器中成对地设有电触点。

为了削弱信号对之间的串扰，设有导电的并且与印刷电路板的至少一个接地接头导电连接的屏蔽十字形件。这个屏蔽十字形件被同样为十字形的触点支架包围，在其倾斜的内缘上设有用于保持电触点的容置槽。将不导电的圆形体推至这个十字形布局上方，此圆形体最后又被导电的插接连接器壳体包围。

此外还揭示：绝缘的圆形体在相对其长度的大致居中处具有环绕式凹槽，在凹槽中插入有环形的导电的螺旋弹簧。这个螺旋弹簧一方面可通过圆形体的两个彼此相对的纵向缝在屏蔽十字形件的卡合成型部上对其进行电接触。另一方面，螺旋弹簧能够接触将圆形体包围和电屏蔽的插接连接器壳体。插接连接器壳体是能够以前面板嵌件的形式装入导电的设备壳体，并且能够与从外部送入的配对连接器在插接侧连接。

然而实践表明，在插上导电的插接连接器壳体的过程中，通过所述螺旋弹簧实现的屏蔽连接会造成相对较高的装配力。此外，由于相对插接连接器壳体以及屏蔽十字形件的相对较小电接触面，螺旋弹簧的传导特性并不是最佳的。环绕式环形凹槽的构建必要性也可能对稳定性和圆形体上可供其他构造细节使用的空间造成负面影响。

为了进行改进，de102012105256a1提出过使用开放式弹簧圈。弹簧圈具有适当的轮廓，从而既与屏蔽十字形件，也与插入有绝缘体的插接连接器壳体电接触以及进而导电连接。

然而，使用这种弹簧圈的缺点在于，为此也需要在圆形体上设置凹槽。与前述螺旋弹簧实施方案相比，此凹槽可以采用略窄的实施方案，且无需完整地围绕绝缘体延伸。实践还表明，即使是在在采用此实施方案的情况下，在插上插接连接部件壳体的过程中也不能对力进行最佳的转换，因为弹簧圈在此情形下也进入一定的偏斜位置并且可能倾斜，而不是像期望的那样仅向内移位，从而建立与屏蔽十字形件的电接触。弹簧圈在对应的接触点上相对壳体以及相对屏蔽十字形件的有效接触面相当小，这对屏蔽连接的电导率产生负面影响。

德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索了下列现有技术：us5,029,908a，us4,938,714a和us2006/0125235a1。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种导电的插接连接器壳体与屏蔽十字形件之间的易于安装且导电性良好的屏蔽连接，此外，所述屏蔽连接能尽可能低成本地制造。

本发明的目的通过独立权利要求的特征实现。

印刷电路板插接连接器至少具有下列组件：

-具有大体呈圆柱形的插接区的绝缘体，所述插接区被多个沿插入方向延伸的狭缝划分成四个区段，其中所述区段中的每一个均具有至少一个供各一电气插座触点插入的通孔，其中所述绝缘体紧随插接区具有同样大体呈圆柱形的连接区，其中所述连接区的直径大于所述插接区的直径，故在插接区与连接区之间形成环绕台阶部；

-多个设置在所述通孔中的插座触点，其穿过绝缘体的连接区延伸，从而与印刷电路板的接头进行电接触，

-容置在所述绝缘体中的屏蔽十字形件，

-导电的插接连接器壳体，以及

-用于使插接连接器壳体与屏蔽十字形件接触的所述屏蔽元件，其中所述屏蔽元件至少部分地由导电的材料构成，

其中所述屏蔽元件具有闭合环，在所述闭合环上成型有指向内的以及指向外的弹性舌片，以及

其中所述屏蔽元件是借助其环设置在绝缘体的环绕台阶部上，其中屏蔽元件的指向内的舌片接合到所述狭缝中，从而一方面与所述屏蔽十字形件进行电接触，并且借助其指向外的舌片伸出连接区以及/或者围绕连接区弯曲，从而另一方面与所述插接连接器壳体进行电接触。

后者特别有益，因为屏蔽元件借此使得插接连接器壳体大面积地并进而以极佳的电导率与屏蔽十字形件导电连接。

此外，这个布局还有易于装配的优点。所述屏蔽元件不会在装配过程中发生倾斜。仅借助较小的力便能将壳体插至插接连接器上。不论是相对插接连接器壳体还是相对屏蔽十字形件，屏蔽连接均具有极佳的导电特性。换言之，即屏蔽元件在两个方向上均仅具有较小的接触电阻，因为舌片基于其形状和弹性既大面积地卡合和弹性接合至屏蔽十字形件，也大面积地卡合和弹性接合至插接连接器壳体。

本发明的有利实施方式在从属权利要求中给出。

在一个有利实施方式中，所述屏蔽元件具有至少两个、优选至少三个以及特别是四个指向内的弹性舌片，其用于与所述屏蔽十字形件电接触。一方面，此实施方式由于屏蔽十字形件和绝缘体的预定的形状而非常有利。另一方面，这种多重接地连接对于高频应用而言特别有益。

在其他实施方式中，所述屏蔽元件可以具有两个或者三个或至少四个，即四个、五个、六个、七个、八个或甚至八个以上指向外的弹性舌片，其用于接触所述插接连接器壳体。

在一个优选实施方式中，所述屏蔽元件具有四个指向外的舌片。较高数量的，例如优选四个指向外的舌片同样有助于高频干扰信号的导出。

在指向内的舌片和/或指向外的舌片均等距地设置在环上的情况下，能够特别高效地将干扰信号导出。

当整个屏蔽元件由导电的材料构成时，对于传导能力、特别是对于高频电信号的导出而言特别有益。

在一个特别优选的实施方式中，所述屏蔽元件是由处于环平面中的金属板构成，优选由金属板冲压而成。所述屏蔽元件尤其可以是冲压弯曲件。所述金属板优选具备导电能力。所述金属板特别是具有弹性特性。

可如下制造这种印刷电路板插接连接器：

-将屏蔽十字形件和插座触点插入所述绝缘体，并将屏蔽十字形件和插座触点固定在绝缘体中；

-借助屏蔽十字形件将绝缘体固定在印刷电路板上/固定至印刷电路板，以及使屏蔽十字形件与印刷电路板的至少一个接地接头的导电连接，以及使插入绝缘体的插座触点在印刷电路板的对应接头上进行电接触，

-在插接侧将所述屏蔽元件插接至绝缘体上，并且将屏蔽元件的环设置在位于插接区与连接区之间的台阶部上；

-通过使屏蔽元件的指向内的舌片接合到绝缘体的狭缝中来使屏蔽十字形件与所述指向内的舌片接触；以及

-将导电的插接连接器壳体插接至绝缘体上，并且通过使插接连接器壳体与屏蔽元件的指向外的舌片电接触来建立插接连接器壳体与屏蔽十字形件之间的导电连接。

其中“在插接侧插接”概念是指：通过插接区将屏蔽元件插接至绝缘体上。

此安装方法特别易于实施。其中，特别是仅借助较小的力便能将插接连接器壳体插接至绝缘体上。在实践中，这例如在设备制造技术领域中有重要意义。最终常将包含多个插接连接器的印刷电路板装入设备壳体中。特别是可以将整排的绝缘体例如安设在印刷电路板的一个边缘上，并与这个印刷电路板一起插入已装入设备壳体的正面的插接连接器壳体。

在另一实施方式中，装配的绝缘体的整个阵列也可以分布在印刷电路板的表面的范围内，以便被一起插入相关联的插接连接器壳体中，该插接连接器壳体例如设置在设备壳体的顶侧中。在此情形下，相应的装配力累加，故在采用较大数目的插接连接器，例如至少两个、三个、四个、五个、六个、七个或甚至八个或乃至八个以上，例如九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个或者至少十六个插接连接器的情况下，印刷电路板在此插入操作中承受相应较高的力和机械应力。此外人力消耗也因此相对较高。

通过在将每个单独的插接连接器壳体插接至各绝缘体上的过程中产生的单个的力最小化，最终也能相应地减小整个装配力，这使得装配简化。此外在装配操作中对印刷电路板进行保护，以免其承受相应较高的机械应力。

此外，由于每个单独的插接连接器壳体的接地连接的传导率提高，设备壳体的接地连接也有所改进，借助所述设备壳体，各插接连接器壳体通过其安装而较佳地导电连接。相反地，由于采用多个插接连接器，在设备壳体例如通过接地触点(例如接地螺钉)外部(例如通过其电源)接地的情况下，当然也能实现印刷电路板的传导良好的接地连接。

实施例

附图示出本发明的一个示例性实施例，且下文对其进行详细说明。其中：图1a示出根据现有技术的开放式弹簧圈；

图1b示出包含开放式弹簧圈的绝缘体；

图1c示出包含插接连接器壳体的壳体壁和其上安装有绝缘体的印刷电路板；

图2a示出屏蔽元件；

图2b示出包含屏蔽元件的绝缘体；

图3a、3b为未装配的插接连接器的侧视图和3d视图；

图4a、4b为未装配的包含独立的插接连接器壳体的插接连接器的侧视图和3d视图；

图5a示出包含插接连接器壳体的壳体壁和其上安装有绝缘体的印刷电路板；

图5b示出与壳体壁组合在一起的印刷电路板。

附图包含经部分简化的示意性绘示。部分地为相同的、但视情况而定并非同一的元件使用同一附图标记。相同元件的不同视图可能采用不同的比例缩放。

图1a示出根据现有技术的开放式弹簧圈7。其中可以清楚地看出该弹簧圈的实施为曲折状开放式环的轮廓。

图1b示出采用第一实施方式的绝缘体2’，其中绝缘体2’具有大体为环绕式的、未详细标示的凹槽。在这个凹槽中设有弹簧圈7。弹簧圈7因其曲折形状而部分地伸出绝缘体2’，并且部分地卡入绝缘体的连接侧狭缝中，从而与设于绝缘体2’中的屏蔽十字形件31发生电接触。弹簧圈7的伸出绝缘体2’的区域可被插接至绝缘体2’上的金属插接连接器壳体4接触。同时，开放式弹簧圈7能够在插接连接器壳体4的作用下弹性变形，从而因有所增大的压力而被向内压向屏蔽十字形件31。

图1c示出印刷电路板5，包含多个安装在所述印刷电路板上、配设有屏蔽十字形件31和在此未示出的插座触点的绝缘体2’，其适于插入相关联的插接连接器壳体4。为此，插接连接器壳体4适当地安装在设备壳体的单独示出的壳体壁6上。插接连接器壳体4均由具备导电能力的材料构成，并且与同样具备导电能力的设备壳体/具备导电能力的壳体壁6导电地连接。因此，借助在插接在一起的过程中产生的通过弹簧圈7和屏蔽十字形件31相对印刷电路板5的接地接头的电接触，也能够确保印刷电路板5与设备壳体之间的导电连接。同时，为了实现公差补偿而在印刷电路板5与壳体壁6之间存在一定的间隙。

易于设想的是，在采用这个现有技术时需要巨大的作用力，用以将多个插接连接器壳体4同时通过相关联的弹簧圈7插至绝缘体2’上。最终，弹簧圈7中的一个或多个可能沿插入方向略微扭转且进而倾斜。此外，插接连接器壳体4与相关联的弹簧圈7之间的电接触面，以及弹簧圈7与屏蔽十字形件31之间的电接触面非常小。因此，插接连接器壳体4/壳体壁6与屏蔽十字形件31/印刷电路板5之间的接地连接并非最佳。

图2a示出本发明的弹簧元件1。所述弹簧元件包括环13，在所述环上成型有四个指向内的舌片11和四个指向外的舌片12。屏蔽元件1是实施为冲压弯曲件，即，所述屏蔽元件例如可以由导电、弹性的金属板构成，例如冲压而成，所述金属板处于环件平面中。

图2b示出相关联的绝缘体2，其配设有屏蔽十字形件31和未示出的插座触点33，并且安装在印刷电路板5上。

绝缘体2在连接侧具有大体呈圆柱形的连接区202。与此相对地，绝缘体同样具有大体呈圆柱形的插接区201，其直径小于连接区202的直径。这样便在从插接区201至连接区202的过渡部中产生环绕台阶部23，其在本图中为清楚起见未示出。

连接区202通过两个呈十字形的狭缝21被划分成四个形状相同的区段22，所述区段分别具有两个通孔23，用以容置针对每个区段22的插座触点对，其中通孔23穿过整个绝缘体2延伸。

屏蔽十字形件31在连接侧安装在印刷电路板5上，并且与印刷电路板5的至少一个接地接头导电连接。屏蔽十字形件31穿过连接区202伸入绝缘体2的插接区201，并在该处接合到其十字形狭缝21中。此外，绝缘体2也在连接侧具有两个彼此相对的、未详细标示的狭缝状开口，在图中绘示出这些开口中的一个，且通过所述开口能够清楚地看见屏蔽十字形件31的连接侧区域。

屏蔽元件1通过插接区201插接至绝缘体2上，使得屏蔽元件1的环13设置在绝缘体2的台阶部203上。为此，环13的外径小于连接区202的直径，且环的内径大于插接区201的直径。

屏蔽元件1的指向内的舌片11接合到绝缘体2的十字形狭缝21中，进而接触屏蔽十字形件31。屏蔽元件的指向外的舌片12伸出绝缘体2的连接区202，用以与在此未示出的插接连接器壳体4接触。

图3a和图3b为尚未装配的插接连接器的侧视图和3d视图。插接连接器具有所述插接连接器壳体4、屏蔽元件1、绝缘体2和经组合的屏蔽十字形件/触点装置3。

在图示中，绝缘体2的插接区201、连接区202以及台阶部203是用附图标记表示。此外也在连接区202的末端上标示出定位销25。这个定位销用于绝缘体2在印刷电路板5上的定位。

经组合的屏蔽十字形件/触点装置3包括屏蔽十字形件31、固定在所述屏蔽十字形件上的触点支架32以及八个保持在该触点支架上的插座触点33，图中仅示出这些插座触点中的四个，因为其他插座触点被示出的插座触点33视觉遮挡。为清楚起见，在此在触点支架32中以相对其安装状态逆向于插入方向移动的方式示出插座触点33。在装配状态下，所述插座触点适于沿插入方向伸出屏蔽十字形件31，并在插入绝缘体2后以近乎与通孔23齐平的方式终止。

图4a和4b为大体装配完毕的、包含独立的插接连接器壳体4的插接连接器的侧视图和3d视图。其中，经组合的屏蔽十字形件/触点装置3已插入绝缘体2。插接连接器壳体4是以浮动于绝缘体2的插接区201上方的方式示出。屏蔽元件1在插接侧插接至绝缘体2上。其中，屏蔽元件的指向内的舌片11卡入绝缘体2的狭缝21。指向外的舌片12伸出绝缘体2的连接区202。环13是设置在台阶部203上。

在将导电的插接连接器壳体4插上的过程中，其以较小的力和相对较大的共同的接触面接触屏蔽元件1的指向外的舌片12。最终，指向外的舌片12因其弹性特性而能够在插上插接连接器壳体4的过程中围绕绝缘体2的连接区202弯曲，进而一方面减小为此所需的作用力，另一方面建立与插接连接器壳体4的特别大的共同的导电接触面。屏蔽元件1的指向内的舌片11同样以相对较大的导电接触面与屏蔽十字形件31接触和接合。

图5a揭示的内容类似于图1c，其中印刷电路板5在此配设有绝缘体2，其具有本发明的屏蔽元件1。

从上图可以看出，印刷电路板5现能够以显著减小的作用力和共同的接地连接的显著改进的传导能力接合至壳体壁6，其中绝缘体2如图5b所示沉入插接连接器壳体4。

尽管在附图中以组合的方式揭示本发明的不同方面和特征，在未另外说明的情况下，对于本领域技术人员而言显而易见的是，所揭示和探讨的组合并非唯一可行的组合。特别是可以将不同实施例中的相互对应的细节或者特征复合体相互更换。

附图标记表

1屏蔽元件

11指向内的舌片

12指向外的舌片

13环

2，2’绝缘体

201插接区

202连接区

203台阶部

21十字形狭缝

22区段

23通孔

25定位销

3经组合的屏蔽十字形件/触点装置

31屏蔽十字形件

32触点支架

33插座触点

4插接连接器壳体

5印刷电路板

6电气设备的壳体壁

7开放式弹簧圈