DE102006036459B3

DE102006036459B3 - Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik

Info

Publication number: DE102006036459B3
Application number: DE102006036459A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Hetzer; Frank Dipl.-Ing. Mößner
Original assignee: ADC GmbH
Current assignee: ADC GmbH
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2026-08-05
Also published as: ATE506722T1; EP2047571A1; US20100003861A1; EP2047571B1; WO2008014891A1; US7914331B2; ES2362377T3; DE502007007010D1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (1) für die Telekommunikations- und Datentechnik zum Anschließen eines symmetrischen Datenkabels, wobei der Steckverbinder (1) ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse (2) sowie erste Kontakte (8) und zweite Kontakte (7) umfasst, wobei mittels der ersten Kontakte mehrere Adernpaare eines symmetrischen Datenkabels kontaktiert werden und mittels der zweiten Kontakte ein elektrischer Kontakt mit den Kontakten eines komplementären Steckverbinders herstellbar ist, wobei jeweils zwei erste Kontakte einem Adernpaar zugeordnet sind und jedem ersten Kontakt ein zweiter Kontakt zugeordnet ist, wobei die ersten Kontakte mit ihren zugeordneten zweiten Kontakten galvanisch verbunden sind, wobei allen Adernpaaren jeweils eine Gleichtaktfilter-Anordnung zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Steckverbinder sind beispielsweise RJ45-Buchsen oder -Stecker, wobei eine solche gattungsgemäße RJ45-Buchse in der WO 02/15339 A1 beschrieben ist.
Weiter ist aus der DE 298 19 314 U1 ein buchsenartiger Steckverbinder bekannt, mit einem dielektrischen Steckverbindergehäuse und in dem Steckverbindergehäuse angeordneten Kontakten für die Herstellung einer Verbindung zu den Kontakten eines in eine Einstecköffnung des Steckverbindergehäuses eingefügten zugeordneten Steckverbinders, sowie mit externen Anschlusskontakten zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu dem buchsenartigen Steckverbinder, mit einer Anordnung zur galvanischen Entkopplung der Kontakte für den zugeordneten Steckverbinder von den externen Anschlusskontakten sowie mit einer Filtereinrichtung, wobei ein im Wesentlichen vollständig in das Steckverbindergehäuse einfügbares Element, welches sowohl die Kontakte für den zugeordneten Steckverbinder als auch die externen Anschlusskontakte hält und in welchem sowohl die Anordnung zur galvanischen Entkopplung als auch die Filtereinrichtung angeordnet ist. Die Anordnung zur galvanischen Entkopplung und die Filtereinrichtung umfassen Induktivitäten, welche durch Spulen mit Ferrit-Ringkern gebildet sind, deren Mittenachsen jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind. Transformatoren zur galvanischen Entkopplung wirken als Bandpass, was insbesondere bei breitbandigen Übertragungen nach CAT6 als auch 10 Gigabit/s-Ethernet-Anwendungen von Nachteil ist.
Bei CAT6 oder 10 Gigabit/s-Ethernet-Anwendungen tritt neben den bekannten Übersprecheffekten innerhalb eines Steckverbinders, wie NEXT (Near End Cross Talk) und FEXT (Far End Cross Talk), ein erhöhter Einfluss des so genannten ANEXT (Alien Near End Cross Talk) bzw. AFEXT (Alien Far End Cross Talk) bei benachbarten Steckverbindern auf. Der Einfluss des ANEXT bzw. AFEXT nimmt mit höheren Signalübertragungsraten stark zu. Dieses AXT (Alien Cross Talk) setzt sich zusammen aus dem direkten AXT zwischen den Steckverbindern und dem indirekten AXT über die Gegen- zu Gleichtaktwandlung des Steckverbinders, der Gleichtaktkopplung zwischen den angeschlossenen Kabeln und der Gleich- zu Gegentaktwandlung im gestörten Steckverbinder.
Aus der EP 0 844 697 A2 ist ein gattungsgemäßer Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik zum Anschließen eines symmetrischen Datenkabels bekannt, wobei der Steckverbinder ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse sowie erste Kontakte und zweite Kontakte umfasst, wobei mittels der ersten Kontakte mehrere Adernpaare eines symmetrischen Datenkabels kontaktiert werden und mittels der zweiten Kontakte ein elektrischer Kontakt mit den Kontakten eines komplementären Steckverbinders herstellbar ist, wobei jeweils zwei erste Kontakte einem Adernpaar zugeordnet sind und jedem ersten Kontakt ein zweiter Kontakt zugeordnet ist, wobei die ersten Kontakte mit ihren zugeordneten zweiten Kontakten galvanisch verbunden sind, wobei allen Adernpaaren jeweils eine Gleichtaktfilter-Anordnung zugeordnet ist, die als Ferrit-Hülse ausgebildet ist.
Aus der DE 41 03 321 A1 ist ein Verbinder für eine Leiterplatte bekannt, wobei die Leiterplatte Gleichtaktdrosselspulen umfasst, um Rauschkomponenten zu unterdrücken.
Aus der US-5,456,619 ist ein Steckverbinder bekannt, wo die Kontakte einzeln durch Bohrungen in einem Ferrit-Block geführt sind.
Aus der DE 197 04 317 A1 ist ein Steckverbinder in Form einer Buchse bekannt, umfassend einen Gehäuseeinsatz mit Bohrungen, in die dann Ferritrohre gesteckt werden, wobei die Kontakte einzeln durch die Ferritrohre geführt sind.
Aus der DE 195 00 295 A1 ist eine elektromagnetisch entstörte Steckverbindung bekannt, bestehend aus einem Stecker mit Steckerstiften und/oder einer Steckeraufnahme, wobei der Stecker und/oder die Steckeraufnahme oder Teile von diesen aus einem Absorbermaterial bestehen, die elektromagnetische Störstrahlung absorbieren.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, einen Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik zu schaffen, mittels dessen bei hohen Übertragungsraten von CAT6 bzw. 10 Gigabit/s-Ethernet der Einfluss des AXT mittels Ferrit-Hülsen reduziert wird und diese definiert im Steckverbinder gehalten werden.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu sind die Ferrit-Hülsen als separate Bauteile an einem Ferrit-Hülsenhalter befestigt, wobei der Ferrit-Hülsenhalter zweiteilig ausgebildet ist und ein Vorderteil und ein Hinterteil umfasst, die jeweils einen Grundkörper umfassen, wobei die Grundkörper Einbuchtungen aufweisen, die jeweils um 90° zueinander versetzt sind und die Ferrit-Hülsen aufnehmen, wobei die Grundkörper weiter zylindrische Ansätze mit Klemmnoppen aufweisen, wobei die Ferrit-Hülsen zwischen jeweils zwei zylindrischen Ansätzen mit Klemmnoppen vom Vorderteil und Hinterteil festgeklemmt werden.
Vorzugsweise berühren sich die Ferrit-Hülsen nicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die zylindrischen Ansätze Zapfen und Öffnungen auf, wobei beim Zusammenstecken von Vorderteil und Hinterteil die Zapfen des einen Teils in die Öffnungen des anderen Teils eindringen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Grundkörper Haltezapfen auf.
Vorzugsweise erfolgt eine Gleichtaktfilter-Anordnung bei einer Steckverbindung sowohl auf der Stecker- als auch auf der Buchsenseite, wobei jedoch die jeweilige Ausbildung der Gleichtaktfilter-Anordnung unterschiedlich sein kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer nicht erfindungsgemäßen Gleichtaktdrossel auf einer Leiterplatte für die ersten und zweiten Kontakte,
2 eine Explosionsdarstellung eines Steckverbinders (Stand der Technik),
3 eine Explosionsdarstellung eines Steckverbinders mit Ferrit-Hülsenhalter und
4 eine Explosionsdarstellung eines Ferrit-Hülsenhalters mit Ferrit-Hülsen.
In der 2 ist ein herkömmlicher Steckverbinder 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Der Steckverbinder 1 umfasst ein Steckverbindergehäuse 2, eine Leiterplatte 3, einen Niederhalter 4 und einen Kabelmanager 5. Das Steckverbindergehäuse 2 ist im dargestellten Beispiel als Buchsengehäuse mit verschiedenen Rast- und Einsteckmitteln ausgebildet. An den Seitenflächen ist das Steckverbindergehäuse 2 mit einem Schirmblech 6 ausgebildet. Die Leiterplatte 3 ist auf ihrer Vorderseite mit einem Satz von zweiten Kontakten 7 und auf ihrer Rückseite mit einem Satz von ersten Kontakten 8 bestückt, die als Schneid-Klemm-Kontakte ausgebildet sind. Jeweils ein Kontakt 7 ist mit einem Kontakt 8 verbunden. Die Leiterplatte 3 wird dann in das Steckverbindergehäuse 2 eingeführt. Dabei durchdringen Zylinderstifte 9 des Steckverbindergehäuses 2 Bohrungen in Leiterplatte 3, so dass Steckverbindergehäuse 2 und Leiterplatte 3 zueinander justiert und fixiert sind. Die als HF-Kontakte ausgebildeten Kontakte 7 ragen dann in eine von der Vorderseite des Steckverbindergehäuses zugängliche Öffnung hinein. Anschließend wird der Niederhalter 4 über die Kontakte 8 des zweiten Satzes geschoben und mit dem Steckverbindergehäuse 2 verrastet. Hierzu ist der Niederhalter 4 an der Stirnseite mit Rastnasen 10 ausgebildet und weist durchgehende Öffnungen 11 für die Schneid-Klemm-Kontakte 8 auf. Des Weiteren ist der Niederhalter 4 mit zwei Rasthaken 12 ausgebildet, die zur Verrastung mit einem Kabelmanager 5 dienen. Der Kabelmanager 5 ist im Wesentlichen quadratisch ausgebildet und weist mittig eine Öffnung auf, um die ein zylindrischer Ansatz 14 angeordnet ist. Die Öffnung erstreckt sich von der Rückseite durchgehend bis zur Vorderseite, wobei in der Öffnung ein Führungskreuz 17 angeordnet ist, dass die Öffnung in vier Segmente unterteilt. Dabei wird jeweils ein zugehöriges Adernpaar eines Datenkabels in einem Segment geführt. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus des Steckverbinders wird hiermit ausdrücklich auf die WO 02/15339 Bezug genommen.
In der 1 ist nun schematisch eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsform der Gleichtaktfilter-Anordnung für einen Steckverbinder gemäß 2 dargestellt, die nur zur Erläuterung dient. Auf der Leiterplatte 3 sind zwei zugehörige Schneid-Klemm-Kontakte 8 dargestellt, mittels derer die Adern eines Adernpaares kontaktiert werden. Die beiden Schneid-Klemm-Kontakte 8 sind elektrisch über jeweils eine Leiterbahn 20, 21 mit einem SMD-Bauelement 22 verbunden, das eine Gleichtaktdrossel 23 mit Ferrit-Ring 24 umfasst. Über Leiterbahnen 25, 26 sowie nicht dargestellte Durchkontaktierungen ist das SMD-Element 22 mit den zugehörigen HF-Kontakten 7 auf der anderen Seite der Leiterplatte 3 verbunden. Hierdurch wird paarweise das Gleichtaktsignal auf dem Adernpaar reduziert, so dass dieses Adernpaar eine geringere Störquelle für benachbarte Steckverbinder darstellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die Gleichtaktdrossel 23 nur für ein Adernpaar dargestellt. Es versteht sich, dass bei einer RJ45-Buchse gemäß 2 für die vier Adernpaare vier Gleichtaktdrosseln 23 Anwendung finden. Alternativ kann auch das Steckverbindergehäuse 2 bzw. der Niederhalter 4 und/oder der Kabelmanager 5 aus Ferrit-Material bestehen bzw. Ferrit-Material enthalten.
In der 3 ist ein erfindungsgemäßer Steckverbinder 1 in Form eines Steckers dargestellt, wobei das Steckverbindergehäuse zweiteilig ausgebildet ist und ein Oberteil 31 und ein Unterteil 32 umfasst, die miteinander verrastbar sind. Hierzu ist das Oberteil 31 mit Rasthaken 33 ausgebildet, die in Rastöffnungen 34 des Unterteils 32 eingreifen. In dem Unterteil 32 ist ein Kabelmanager 35 angeordnet, der eine definierte Führung der Adern zu den HF-Kontakten 30 des Steckers gewährleistet. Hinter dem Kabelmanager 35 ist ein Ferrit-Hülsenhalter 36 angeordnet, der zum Halten von vier Ferrit-Hülsen 37 dient. Die anzuschließenden Adern werden dabei paarweise durch die Ferrit-Hülse 37 und anschließend im Kabelmanager 35 geführt. Der Ferrit-Hülsenhalter 36 ist dabei derart ausgebildet, dass sich die vier Ferrit-Hülsen 37 nicht berühren, so dass Rückkopplungen von magnetischen Strömen vermieden werden. Der Ferrit-Hülsenhalter 36 ist dabei nicht separat an dem Gehäuse befestigt, sondern wird durch die Adern bzw. aufeinander gepressten Ober- und Unterteile 31, 32 gehalten. Der Ferrit-Hülsenhalter 36 besteht vorzugsweise aus Kunststoff.
Wie aus 4 ersichtlich, ist der Ferrit-Hülsenhalter 36 zweiteilig ausgebildet und umfasst ein Vorderteil 38 und ein Hinterteil 39. Das Vorderteil 38 umfasst einen Grundkörper 40, der Einbuchtungen 41, jeweils um 90° versetzt zueinander, aufweist. Diese Einbuchtungen 41 nehmen die Ferrit-Hülsen 37 auf. Des Weiteren weist der Grundkörper 40 zylindrische Ansätze 42 mit Klemmnoppen 43 auf. Wie in 3 zu erkennen, wird eine Ferrit-Hülse 37 zwischen vier zylindrischen Ansätzen 42 mit Klemmnoppen 43 festgeklemmt. Dabei sind Vorderteil 38 und Hinterteil 39 nahezu identisch aufgebaut. Um Vorderteil 38 und Hinterteil 39 miteinander zu verbinden, weisen jeweils zwei zylindrische Ansätze 42 Zapfen 44 auf, die in eine Öffnung 45 des gegenüberliegenden zylindrischen Ansatzes 42 eindringen. Weiter weisen die Grundkörper 40 noch Haltezapfen 46 auf.

1: Steckverbinder
2: Steckverbindergehäuse
3: Leiterplatte
4: Niederhalter
5: Kabelmanager
6: Schirmblech
7: HF-Kontakte
8: Schneid-Klemm-Kontakte
9: Zylinderstifte
10: Rastnasen
11: Öffnungen
12: Rasthaken
14: zylindrischer Ansatz
17: Führungskreuz
20: Leiterbahn
21: Leiterbahn
22: SMD-Bauelement
23: Gleichtaktdrossel
24: Ferrit-Ring
25: Leiterbahn
26: Leiterbahn
30: HF-Kontakte
31: Oberteil
32: Unterteil
33: Rasthaken
34: Rastöffnungen
35: Kabelmanager
36: Ferrit-Hülsenhalter
37: Ferrit-Hülse
38: Vorderteil
39: Hinterteil
40: Grundkörper
41: Einbuchtungen
42: zylindrische Ansätze
43: Klemmnoppen
44: Zapfen
45: Öffnungen
46: Haltezapfen

Claims

Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik zum Anschließen eines symmetrischen Datenkabels, wobei der Steckverbinder ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse sowie erste Kontakte und zweite Kontakte umfasst, wobei mittels der ersten Kontakte mehrere Adernpaare eines symmetrischen Datenkabels kontaktiert werden und mittels der zweiten Kontakte ein elektrischer Kontakt mit den Kontakten eines komplementären Steckverbinders herstellbar ist, wobei jeweils zwei erste Kontakte einem Adernpaar zugeordnet sind und jedem ersten Kontakt ein zweiter Kontakt zugeordnet ist, wobei die ersten Kontakte mit ihren zugeordneten zweiten Kontakten galvanisch verbunden sind, wobei allen Adernpaaren jeweils eine Gleichtaktfilter-Anordnung zugeordnet ist, die als Ferrit-Hülse ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ferrit-Hülsen (37) als separate Bauteile an einem Ferrit-Hülsenhalter (36) befestigt sind, wobei der Ferrit-Hülsenhalter (36) zweiteilig ausgebildet ist und ein Vorderteil (38) und ein Hinterteil (39) umfasst, die jeweils einen Grundkörper (40) umfassen, wobei die Grundkörper (40) Einbuchtungen (41) aufweisen, die jeweils um 90° zueinander versetzt sind und die Ferrit-Hülsen (37) aufnehmen, wobei die Grundkörper (40) weiter zylindrische Ansätze (42) mit Klemmnoppen (43) aufweisen, wobei die Ferrit-Hülsen (37) zwischen jeweils zwei zylindrischen Ansätzen (42) mit Klemmnoppen (43) vom Vorderteil (38) und Hinterteil (39) festgeklemmt werden.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ferrit-Hülsen (37) sich nicht berühren.
Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Ansätze (42) Zapfen (44) und Öffnungen (45) aufweisen, wobei beim Zusammenstecken von Vorderteil (38) und Hinterteil (39) die Zapfen (44) des einen Teils in die Öffnungen (45) des anderen Teils eindringen.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkörper (40) Haltezapfen (46) aufweisen.