包括初级连接装置和次级连接装置的电连接系统

摘要

一种电连接系统，包括初级连接装置(11)和次级连接装置(12)，初级连接装置包括屏蔽盖(16)和初级导电触头，初级导电触头至少部分地在屏蔽盖内部延伸，次级连接装置(12)包括具有次级质量表面(21)的次级电路板(23)、从次级电路板的由次级质量表面围绕的安装表面(26)延伸的次级导电触头(24)、以及附连于次级质量表面的弹性导电材料(30)，电连接系统(10)设置成使得初级导电触头在屏蔽盖内部与次级电气触头电连接，并且屏蔽盖通过压缩弹性导电材料而在弹性导电材料上延伸。

说明书

本发明涉及包括初级连接装置和次级连接装置的电连接系统领域。

背景技术

电气设备通常设计为包括两个电路卡，这两个电路卡经由电连接系统以可释放的方式插(入)在一起。在电连接系统中，很难以可靠且可重复的方式实现两个电路卡之间的接地连续性。

适宜的是，确保通过电气连接系统传输的信号，尤其是快速信号，不干扰包含电气连接系统的电气设备内部组件或外部电气设备的部件的运行。举例而言，内部部件和外部电气设备可包括无线电接收器，这些接收器因此位于所讨论的设备的内部或外部，并且可能被在两个电路卡之间传输的快速信号所产生的干扰信号所干扰。所关注的频带则对应于无线电接收器的工作频带(例如，对于Wi-Fi无线电，最高为6千兆赫(GHz))。

然而，保护免于由传送的信号所生成的电磁噪声的传播取决于接地连续性的质量。

为了将两个电路卡连接在一起，已知的是使用刚性带，该刚性带在其每个端部处均设有连接器，刚性带在其整个长度上以及在其紧固于连接器的位置处被屏蔽(遮蔽)。这样的刚性带是昂贵的且在产业上使用复杂。

与图1所示的系统相似的电连接系统也是已知的，用于将初级电路卡1和次级电路卡2以相互正交的方式连接在一起的目的。初级电路卡1具有用于连接在次级电路卡2的阴型连接器4中的阳型连接器3。初级电路卡1包括大致刚性的初级屏蔽装置5，并且次级电路卡2包括次级屏蔽装置6，该次级屏蔽装置6包括多个屏蔽元件，每个屏蔽元件包括顺应性部分。举例而言，屏蔽元件可以是相互平行的指状部。当初级电路卡1和次级电路卡2连接在一起时，初级屏蔽装置5在次级屏蔽装置6的屏蔽元件上滑动并抵靠屏蔽元件摩擦。

该解决方案存在一定数量的缺点。有必要为初级屏蔽装置5提供在次级屏蔽装置6的屏蔽元件之上的一段行程，该行程具有足够的长度以确保在连接位置中的充分接触。对于制造屏蔽元件的公差也存在主要限制，因为它们需要足够的顺应性以使得能够容易地插入初级屏蔽装置5，同时确保接触充分。此外，在初级屏蔽装置5和次级屏蔽装置6的拐角区域中提供的接触连续性通常很差，或者根本没有接触连续性。最后，经常观察到在初级屏蔽装置5与次级屏蔽装置6之间的界面处发生潜在地构成问题的磨损现象。

发明目的

本发明的目的是提供一种电连接系统，该电连接系统紧凑、便宜、坚固并且有效地以可靠且可重复的方式提供接地连续性。

发明内容

为了实现该目的，提供了一种电连接系统，该电连接系统包括设置成连接在一起的初级连接装置以及次级连接装置，初级连接装置包括屏蔽盖和初级导电触头，初级导电触头至少部分地在屏蔽盖的内部延伸；次级连接装置包括：具有次级接地表面的次级电路卡；从次级电路卡的插入表面(布置表面)延伸的次级导电触头，该布置表面由次级接地表面围绕；以及紧固在次级接地表面上的顺应性导电材料，电连接系统设置成使得，当初级连接装置和次级连接装置连接在一起时，初级导电触头在屏蔽盖内部电连接于次级导电触头，并且屏蔽盖在顺应性导电材料之上延伸，并同时压缩顺应性导电材料。

本发明的电连接系统是紧凑的。没有观察到磨损现象。借助于屏蔽盖和由屏蔽盖压缩的顺应性导电材料获得了非常可靠且没有接地不连续性的总屏蔽。通过压缩进行接触用于获得非常有效的屏蔽，而与组成电连接系统的各种元件的制造公差无关。

还提供了一种电气设备，该电气设备包括如上所述的电连接系统、连接于初级连接装置的初级电路以及连接于次级连接装置的次级电路。

还提供了一种次级连接装置，该次级连接装置包括：具有次级接地表面的次级电路卡；从次级电路卡的布置表面正交于次级电路卡延伸的次级导电触头，该布置表面由次级接地表面围绕；以及紧固在次级接地表面上的顺应性导电材料。

根据对本发明的特定、非限制性实施例的以下描述，可以更好地理解本发明。

附图说明

参考附图，其中：

·图1示出了现有技术的电连接系统；

·图2是本发明的电连接系统的局部剖开的立体正视图，初级连接装置和次级连接装置未连接在一起；

·图3是本发明的电连接系统的立体正视图，初级连接装置和次级连接装置连接在一起；

·图4是本发明的电连接系统的立体侧视图，初级连接装置和次级连接装置连接在一起；

·图5是在垂直于初级电路卡和次级电路卡两者的平面上的二维剖视图，并示出了本发明的电连接系统，初级连接装置和次级连接装置连接在一起；

·图6和7是包括初级电路卡的槽口的边缘的详细视图，初级连接装置和次级连接装置连接在一起；

·图8是本发明的电连接系统的仰视立体图，初级连接装置和次级连接装置连接在一起，并且其中示出了机械保持装置。

具体实施方式

参照图2至5，本发明的电连接系统10包括初级连接装置11和次级连接装置12。

初级连接装置11连接于初级电路。次级连接装置12连接于次级电路。

初级连接装置11和次级连接装置12设置成以可释放的方式连接在一起，从而使得初级电路和次级电路能够连接在一起。初级电路和次级电路因此可以经由电连接系统10交换信号(电力，数据等)。

初级电路、次级电路和电连接系统10将结合在单件电气设备中，然后初级连接装置11和次级连接装置12连接在一起。

首先，初级连接装置11包括初级电路卡13。在该示例中，初级电路设置在初级电路卡13上。

初级电路卡13具有适合于传递信号的初级导电触头14。初级导电触头14在初级电路卡13的边缘15处平行于初级电路卡13延伸。

初级连接装置11还包括由例如铜或钢的导电材料制成的刚性屏蔽盖16。

在该示例中，屏蔽盖16包括两个半壳17，每个半壳在初级电路卡13的一侧上延伸。

每个半壳17具有正交于初级电路卡13并且平行于边缘15的顶面18、平行于初级电路卡13的主面(正面)19以及两个侧面20，每个侧面正交于初级电路卡13和边缘15。

总而言之，屏蔽盖16因此形成矩形屏蔽盒，该矩形屏蔽盒仅经由平行于顶面18的空的敞开面21敞开。

屏蔽盖16部分地从初级电路卡13突出，即每个半壳17的主面19和侧面20的部分突出到初级电路卡13的边缘之外。

屏蔽盖16紧固于初级电路卡13。在该示例中，屏蔽盖16的每个半壳17的顶面18和侧面20特别地通过回流焊接紧固在初级电路卡13的相应的面上。当然，可以使用一些其它的紧固方式：另一种类型的焊接、夹具紧固、螺钉紧固等。

有利地，每个半壳17的顶面18和侧面20分别抵靠初级接地表面紧固，每个初级接地表面在初级电路卡13的相应面上延伸。举例而言，每个初级接地表面是裸露的金属表面(即，未上光漆且未涂覆)。

初级导电触头14至少部分地在屏蔽盖16内部延伸，并且在该示例中，它们完全在屏蔽盖16内部延伸。

首先，次级连接装置12包括次级电路卡23。在该示例中，次级电路设置在次级电路卡23上。

次级电路卡23具有适合于传递信号的次级导电触头24。次级导电触头24正交于次级电路卡23延伸。

次级导电触头24设置在次级连接器25中、特别是用于快速信号的连接器中，并且它们从次级电路卡23的固定表面26延伸。

次级电路卡23具有为裸露金属表面的次级接地表面27。次级接地表面27为宽轨道的形式，其在次级电路卡23的一个面上延伸，从而形成矩形。

次级接地表面27围绕插入表面26，并因此围绕次级导电触头24。

次级连接装置12还包括顺应性导电材料30。

在该示例中，顺应性导电材料30形成矩形轮廓，即，其呈矩形环的形式。

顺应性导电材料30具有四个分支31，每个分支为矩形截面，并且它们一起围绕矩形截面的内部空腔。在该示例中，每个分支31的厚度e等于3毫米。

在该示例中，顺应性导电材料30包括导电泡沫。

顺应性导电材料30在该示例中借助于导电粘合剂紧固在次级接地表面27上。当然，可以使用一些其它的紧固方式：夹具紧固、螺钉紧固等。

因此，次级连接器25和次级导电触头24的基部在顺应性导电材料30的内部空腔内延伸。

因此，当初级连接装置11和次级连接装置12连接在一起时，次级连接器25通过其空的敞开面21进入屏蔽盖16。然后，初级导电触头14和次级导电触头24彼此接触，从而使得能够在初级连接装置11与次级连接装置12之间以及因此在初级电路与次级电路之间传送信号。尽管在该示例中，电连接是通过接触进行的，但应注意的是，通过非接触耦合(联接)进行的连接同样是可能的。

然后，刚性屏蔽盖16在顺应性导电材料30上延伸，从而压缩它。因此，在屏蔽盖16的整个轮廓周围、即在屏蔽盖16的两个半壳17的主面19和侧面20的所有自由边缘周围，都获得了良好的屏蔽接地连续性。在屏蔽盖16和顺应性导电材料30的拐角处也确保了连续性。

屏蔽盖16(以及因此初级接地表面，如果存在的话)因此与顺应性导电材料30以及次级接地表面27完全连续电接触。

在图6和7中，可以观察到初级电路卡13的边缘15具有至少一个槽口33。在该示例中，初级电路卡的边缘15具有两个槽口33。每个槽口33在边缘15中位于屏蔽盖16与初级电路卡13之间的接触表面附近，即在边缘15中位于屏蔽盖16的半壳17的侧面20的自由边缘附近。每个槽口33由位于初级电路卡13的任一侧上的两个侧面20的自由边缘形成，即，在每个槽口33内，初级电路卡13的边缘面34与位于初级电路卡13的任一侧上的两个侧面20的自由边缘齐平。

在槽口33中，初级电路卡13的边缘面34涂覆有金属材料，该金属材料连接于初级电路卡13的接地平面。

由于槽口33的缘故，当初级连接装置11和次级连接装置12连接在一起时，初级电路卡13的边缘15可以抵靠次级电路卡23，而同时限制顺应性导电材料30被边缘15压缩的程度。

这使顺应性导电材料30免于由初级电路卡13的边缘面34产生的任何过大的应力。由于在每个槽口33内，边缘面34位于与屏蔽盖16相同的高度处，即与半壳17的侧面20的自由边缘相同的高度处，因此边缘面34以与屏蔽盖16的其余部分相同的方式压缩顺应性导电材料30。此外，由于涂覆边缘面34的金属材料与顺应性导电材料30之间的接触，因此限制了(甚至消除了)来自该特异(单一)区域的任何辐射泄漏。

应当注意的是，顺应性导电材料30是导电的，以确保电连接系统10的屏蔽接地连续性，并且它是顺应性的，从而使初级电路卡13的屏蔽盖16能够在屏蔽盖16的整个轮廓上与顺应性导电材料30接触。

所使用的泡沫必须具有足够的弹性，以避免经受任何永久变形，使得始终可以在屏蔽盖16与泡沫之间(以及因此在屏蔽盖16与次级电路卡23的次级接地表面27之间)建立接触。在该示例中，所选择的泡沫具有33％的压缩率。由于顺应性导电材料30的厚度为3毫米(mm)，因此对于屏蔽盖16的行程获得1毫米的公差。为了确保整个轮廓的接触，压缩率一定不能太小，并且一定不能太大，以首先避免次级电路卡23变形，其次是避免失去泡沫的顺应性。

所选择的泡沫材料可以通过高导电材料对频率高达8千兆赫(GHz)的信号实现大于100分贝(dB)的屏蔽效果。

通过泡沫的弹力使初级电路卡13与次级电路卡23之间的电连接系统10处于应力下。该力倾向于使初级电路卡13从次级电路卡23移开，从而使初级电路卡13与次级电路卡23断开连接。需要确定泡沫的刚度以便考虑该参数。

有利地(但不是必须的)并且参照图8，电连接系统10还可包括用于将初级电路卡13机械地保持于次级电路卡23的机械保持装置。

在该示例中，机械保持装置包括保持装置36，该保持装置36包括相互正交的初级板37和次级板38。保持装置36用于在由初级电路卡13与次级电路卡23限定的空间内抵靠初级电路卡13和次级电路卡23定位。

初级板37设置成紧固于初级电路卡13，并且为此目的，初级板在其外侧表面上包括带螺纹的短柱40。借助于穿过初级电路卡13的螺钉41将初级板37紧固于初级电路卡13，从而将螺钉拧入带螺纹的短柱40中。

次级板38设置成紧固于次级电路卡23，并且为此目的，次级板在其外侧表面上包括带螺纹的短柱42。借助于穿过次级电路卡23的螺钉43将次级板38紧固于次级电路卡23，从而将螺钉43拧入带螺纹的短柱42中。

保持装置还包括呈阳型钉形式的引导件45，该引导件45插入在初级电路卡13和次级电路卡23中形成的孔中。这些引导件45使得初级电路卡13和次级电路卡23能够相对于彼此精确地定位。

因此，保持装置使得能够将初级电路卡13和次级电路卡23相对于彼此精确地保持和定位，并且能够确保它们的连接位置。

在该示例中，保持装置由金属材料制成，并且它还充当散热片，以散发由初级电路和次级电路的各部件产生的热量。

应当注意的是，保持装置能够以其它形式制成，例如借助于夹具系统，该夹具系统保持屏蔽盖16压靠顺应性导电材料30。

当然，本发明不限于所描述的实施例，而是涵盖落入由权利要求限定的本发明范围内的任何变型。

如上所述，屏蔽盖包括两个半壳。屏蔽盖可以具有不同的形状和/或结构。例如，屏蔽盖可以包括在初级电路卡的一侧上延伸的单个半壳，以及在初级电路卡的一侧上在一个面上延伸的屏蔽表面，所述半壳位于该侧上。然后，屏蔽表面平行于半壳的主面并面向主面延伸。然后，半壳和屏蔽表面再次形成矩形屏蔽盒，该矩形屏蔽盒仅经由空的敞开面敞开。

顺应性导电材料不一定包括泡沫，而是可以包括一些其它材料，例如由实心且导电的弹性聚合物制成的并且具有任意截面的截面构件。

初级连接装置不一定包括初级电路卡：举例而言，初级导电触头可以由电缆或带的电线构成，其中屏蔽盖围绕电缆或带的端部延伸。