DE19938367C2 - Modular-Steckbuchse - Google Patents

Abstract

In das Gehäuse einer Modular-Steckbuchse wird ein Montageblock (14) aus elektrisch isolierendem Material eingesteckt, in dem acht metallische Drahtstifte in einer Reihe parallel nebeneinanderliegend gefaßt sind und ein Leitungsarray bilden, wobei die von einer ersten Stirnseite (15) des Montageblocks herausragenden Enden der Drahtstifte zu Kontaktfederbügeln umgebogen werden und die von einer zweiten Stirnseite (19) des Montageblocks herausragenden Enden der Drahtstifte als Außenanschlußelemente fungieren. Im Montageblock (14) sind zwei fensterartige Öffnungen (23, 24) ausgespart, wobei die erste Öffnung (23) in Überdeckung zum dritten Drahtstift (43) in der Reihe positioniert ist und die zweite Öffnung (24) in Überdeckung zum sechsten Drahtstift (46) in der Reihe positioniert ist. Die Drahtstifte (43, 46) sind im Bereich der Öffnungen unterbrochen und über die erste Flachseite (25) hochragend umgebogen, wo sie vier Pole (26-29) bilden. Eine dünne doppelseitig kaschierte Leiterplatte (31) ist an der ersten Flachseite (25) anliegend vorgesehen, mit einer ersten Leiterbahn (32), welche den ersten und vierten Pol (26, 29) elektrisch verbindet und mit einer zweiten Leiterbahn (33), welche an der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte kreuzend, den zweiten und dritten Pol (27, 28) elektrisch verbindet. Eine konventionelle Modular-Steckbuchse wird somit durch geringe Modifizierung in fertigungstechnisch einfacher und kostengünstiger Weise für höhere Übertragungsfrequenzen ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Modular-Steckbuchse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Modular-Steckbuchsen sind auch unter der Bezeichnung "Westernbuchse" bekannt und werden in der Nachrichtentechnik und Datentechnik vielseitig verwendet. Acht Kontaktfederbügel befinden sich in einer Reihe und zueinander parallel im Steck­ schacht des Gehäuses und werden dort von relativ großflächigen Kontaktplatten eines Modular-Steckers kontaktiert, wenn dieser in den Steckschacht eingesteckt wird. Die Kontaktplatten stehen in geringen Abständen in einer Reihe parallel nebeneinander und bilden daher relativ große Kapazitäten zwischen benachbarten Kontaktplatten. Die Kontaktfederbügel und das davon weiterführende Leitungsarray in der Modular-Steckbuchse wiederum repräsentieren Induktivitäten und weitere (kleinere) Kapazitäten zwischen den benachbarten Drahtstiften. Die acht in einer Reihe angeordneten Kontaktfederbügel sind gemäß einem internationalen Standard (ANSI/EIA/TIA-578-1991) in vier Leitungs-Paare gegliedert. Diese Anordnung hat sich bei Telefonie-Frequenzen gut bewährt und daher möchte man dieses Buchsen- Stecker-System mit der Standardbeschaltung auch bei höheren Signalfrequenzen in der Datentechnik weiterverwenden. Um das bei höheren Frequenzen zunehmend stärker werdende Übersprechen zwischen den Leitungs-Paaren zu reduzieren, werden im Bereich des Leitungsarrays Leitungsüberkreuzungen nach verschiedenen Schemas eingerichtet, so daß die Leitungen der Leitungs-Paare beidseits des Leitungsarrays vertauschte Positionen aufweisen.

Eine recht ausführliche Darstellung der Problematik ist in der US 5 186 647 A enthalten und als Lösung wird ein Leitungsarray vorgestellt, welches Einfach- Überkreuzungen der Leitungen jeweils der beiden äußersten und des mittleren Leitungs-Paares umfaßt. Es sind also drei Einfach-Überkreuzungen vorhanden. Dieses Überkreuzungs-Schema wird in der Weise hergestellt, indem die Leitungen mit den Abwinklungen aus einem Flachmaterial ausgestanzt werden. Dabei entsteht viel Abfall. Dieses bekannte Leitungsarray ermöglichte es zwar, die Übertragungs­ frequenz bis in den Bereich von 16 MHz zu steigern, doch reicht dies nicht zur Erfüllung heutiger Ansprüche.

Ein ähnlich konzipiertes Leitungsarray, allerdings mit noch aufwendigeren Überkreuzungen aller Leiter, ist Gegenstand der US 5 362 257 A und der damit korrespondierenden EP 0 633 632 A2. Auch hier werden die Leitungen aus einem Flachmaterial ausgestanzt.

Eine Modular-Steckbuchse gemäß der US 5 470 244 A zeigt eine zwar einfachere aber gleichfalls sehr wirksame Anordnung, als nur der dritte und sechste Leiter unterbrochen werden und die Leiter-Teilstücke vertauscht miteinander verbunden werden. Die Leitungen sind ebenfalls aus einem Flachmaterial ausgestanzt und liegen zunächst offen an der unteren Flachseite des Montageblocks. Sie werden isolierend überdeckt von einer unterhalb anliegenden Leiterplatte, wobei diese sandwichartig aufgebaut ist und im Innenbereich zwei Leiterbahnen enthält welche die Verbindung der Leitungs-Teilstücke bewirken. Jede der Leiterbahnen verbindet jeweils zwei Lötaugen, in deren Bereichen die überdeckenden Lagen des Dielektrikums der Leiterplatte entfernt sind, so daß die Lötaugen an diesen Stellen, auch Pole genannt, Kontakt zu den Leiter-Teilstücken bekommen und damit verlötet werden können.

Aus der US 5 679 027 A ist eine Steckbuchse bekannt, bei der die Kontaktfinger an eine Leiterplatte angeschlossen sind, deren Leiterbahnen hinsichtlich ihrer Dimensionen und Abstände das Leitungsarray der Steckerkontakte mit den Kontaktfingern jeweils elektrisch nachbilden, wobei die dritte und sechste Leitung von diesem nachbildenden Array aufgetrennt und elektrisch vertauscht mit dem dritten und sechsten Kontaktfinger verbunden werden. Somit soll das Übersprechen auf der einen Seite durch ein gegenphasiges Übersprechen im nachbildenden Array kompensiert werden. Die Überkreuz-Verbindung wird mittels einer zweiten Leiterplatte realisiert, die parallel über die erste Leiterplatte gefegt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Modular-Steckbuchse der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die in wirtschaftlich einfacher und rationeller Weise hergestellt werden kann und eine Ausweitung des Übertragungs­ frequenzbereichs ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die gattungsgemäße Bauart mit in einem Montageblock gefaßten zunächst geraden Drahtstiften hat sich bei konventionellen Modular-Steckbuchsen sehr bewährt. Sie ist besonders wirtschaftlich zu realisieren. Die Drahtstifte werden erst im letzten Arbeitsgang, bevor der Montageblock in den Montageschacht eingesteckt wird, umgebogen, um einerseits die Kontaktfederbügel und andererseits die Außenanschlußstifte zu bilden. Diese Bauart mit ihren fertigungstechnischen Vorteilen wird im Wesentlichen beibehalten und es ist lediglich eine geringfügige Modifizierung erforderlich, indem der Montageblock zwei schmale fensterartige Öffnungen erhält. Da hier hindurch lediglich zwei Drahtstifte aufgetrennt und die Drahtenden über die erste Flachseite herausgedrückt werden, ist nur eine einfache und unkomplizierte Nacharbeit erforderlich. Diese Drahtenden bilden frei hochstehende Pole, mit denen die Überkreuz-Leiterbahnen auf der Leiterplatte einfach verlötet werden können.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 mit gleich langen und optimal kurzen Überkreuzungs-Leiterbahnen bewirkt eine sehr wirksame Reduzierung des Übersprechens.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Modular-Steckdose, wobei der Montageblock im Stadium vor dem Einsetzen in das Gehäuse gezeichnet ist,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Montageblocks mit eingegossenen Drahtstiften als Ergebnis eines ersten Fertigungsschrittes,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung als Ergebnis eines zweiten Fertigungsschrittes und mit Leiterplatte vor der Verbindung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Montageblock in Pfeilrichtung 4 von Fig. 1,

Fig. 5 eine Schnittansicht in der Ebene 5-5 von Fig. 4.

Die Fig. 1 zeigt die Modular-Steckbuchse von der zur Steckseite gegenüberliegenden Rückseite. Sie besteht aus einem Gehäuse 11, dessen Gestalt von bekannter Art ist und hier nicht näher beschrieben zu werden braucht. Das Gehäuse 11 hat einen Steckschacht 12 zur Aufnahme eines Standard-Modular-Steckers und einen Montageschacht 13. Dieser ist ebenfalls von bekannter Lage und Form, lediglich dahingehend abgeändert, als seine Höhe etwas größer ist. Die Modular-Steckbuchse besteht weiterhin aus einem Montageblock 14, in dem acht Drahtstifte gefaßt sind. Innerhalb des Montageblocks 14 bilden die Drahtstifte ein Leitungsarray, wobei die von der ersten Stirnseite 15 herausragenden Enden der Drahtstifte um die Randkante 16 herum zur in Fig. 1 obenliegenden Flachseite 17 zurückgebogen sind und somit Kontaktfederbügel 18 bilden. Die von der gegenüberliegenden zweiten Stirnseite 19 des Montageblocks 14 herausragenden Enden der Drahtstifte sind in bekannter Weise so abgewinkelt, daß sie Lötstifte 21 bilden. Der in dieser Weise ausgebildete Montageblock 14 wird in Pfeilrichtung 22 in den Montageschacht 13 eingeschoben und beispielsweise mit Klebstoff fixiert. Die Kontaktfederbügel 18 ragen in einer Reihe parallel nebeneinanderliegend in den Steckschacht 12. Man erkennt eine kammartige Wandstruktur 13a oberhalb des Montageschachtes 13, die dazu dient, die freien Enden der Kontaktfederbügel 18 seitlich zu führen, so daß sie einander nicht berühren können.

Die Fig. 2 zeigt als Ergebnis eines ersten Fertigungsschrittes den Montageblock 14 auf seiner Flachseite 17 liegend, mit acht in einer Reihe parallel nebeneinander ausgerichteten geraden Drahtstiften 41 bis 48, die von der ersten Stirnseite 15 und von der zweiten Stirnseite 19 frei abstehen. Der Montageblock 14 hat allgemein eine flach-prismatische Form und besteht aus dielektrischem Material, nämlich einem thermoplastischen Kunststoff. Benachbarte Drahtstifte haben einen gegenseitigen Mittenabstand von 1,02 mm bei einem Drahtdurchmesser von etwa 0,4 mm. Im Montageblock 14 sind zwei schmale fensterartige Öffnungen 23 und 24 ausgespart, die jeweils von der Flachseite 17 zur gegenüberliegenden Flachseite 25 reichen. Die erste Öffnung 23 ist in Deckungslage zum dritten Drahtstift 43 positioniert und ist nur wenig breiter als der Drahtdurchmesser. Die zweite Öffnung 24 ist in Deckungslage zum sechsten Drahtstift 46 positioniert, ansonsten gleich gestaltet, wie die erste Öffnung 23.

Die Fig. 3 zeigt den Montageblock mit den Drahtstiften als Ergebnis eines zweiten Fertigungsschrittes. Hier wurde der dritte Drahtstift 43 in der Längsmitte der ersten Öffnung 23 durchtrennt und mit demselben Werkzeugstempel zur Flachseite 25 hoch gedrückt. Dadurch ergeben die im Bereich der ersten Öffnung 23 liegenden Drahtenden einen ersten Pol 26 und zweiten Pol 27. In derselben Weise ist der sechste Drahtstift 46 durchtrennt und hochgebogen, so daß die im Bereich der zweiten Öffnung 24 liegenden Drahtenden einen dritten Pol 28 und vierten Pol 29 bilden. Die Pole 26 bis 29 ragen über die Flachseite 25 hoch, so daß sie auch noch durch Lötaugen einer Leiterplatte 31 ragen. Die Leiterplatte 31 ist ein rechteckiges Plättchen und trägt an gegenüberliegenden Seiten einander berührungslos überkreuzende gerade Leiterbahnen 32, 33 entsprechend der kürzesten Strecke jeweils zwischen dem ersten und vierten Pol 26/29 und dem zweiten und dritten Pol 27/28. Die Lage der Öffnungen 23, 24 ist bezüglich der ersten Stirnseite 15 gleich, so daß der erste und dritte Pol 26/28 jeweils denselben Abstand zur ersten Stirnseite 15 aufweisen, der im Interesse einer möglichst effektiven Störungskompensation so klein als möglich sein sollte. Eine Grenze für den Abstand ergibt sich daraus, daß die Fassung der Drahtstifte im Bereich der ersten Stirnseite 15 nicht ausbrechen darf, wenn sie dort im nächsten Arbeitsgang hochgebogen werden. Eine zusätzliche Versteifung der Kanten des Montageblocks 14 ist durch leistenartige Randverdickungen 34 und 35 gegeben, die über die Flachseite 25 etwas weiter hochragen, wie die Pole 26 bis 29. Zugleich bilden diese Randverdickungen 34, 35 eine Fassung für die Leiterplatte 31. Die Lötaugen der Leiterplatte 31 sind durchkontaktiert. Es ist daher gleich, mit welcher Seite die Leiterplatte 31 auf die Flachseite 25 des Montageblocks 14 gelegt wird. Anschließend werden die Lötaugen mit den Polen 26 bis 29 verlötet. Mittels der einander überkreuzenden Leiterbahnen 32 und 33 vertauschen die Leitungen des Leitungs-Paares P3 (gemäß der Standard-Anschaltung) ihre Position. Die übrigen Leitungs-Paare P1, P2 und P4 verlaufen völlig gerade und ohne jegliche Kreuzung von der Seite der Kontaktfederbügel 18 durch das Leitungsarray im Montageblock 14 zur Seite der Anschlußstifte 21. Es ist in der Fig. 3 gut zu sehen, daß der Montageblock 14 durch die beiden Öffnungen 23 und 24 nicht nennenswert geschwächt wird. Einerseits, weil es nur zwei Öffnungen sind, andererseits, weil diese Öffnungen genügend weit von den Seitenrändern entfernt sind. Das Leitungsschema der doppelseitig kaschierten Leiterplatte 31 ist von nicht zu unterbietender Einfachheit.

Abschließend werden die zunächst noch gerade an beiden Seiten des Montageblocks 14 abstehenden Drahtstifte in üblicher Weise gebogen, so daß sich die in Fig. 1 dargestellte Endform ergibt.

In der Fig. 4 ist die Position der Öffnungen 23 und 24 bei der Draufsicht auf die Flachseite 17 zu sehen. Die Fig. 5 zeigt die Schnittansicht im Bereich der zweiten Öffnung 24, mit den daraus herausragenden Polen 28 und 29 des sechsten Drahtstiftes 46. Der Abstand zwischen den Polen 28, 29 ergibt sich aufgrund der Länge, mit der die Pole über die Flachseite 25 hochragen müssen, somit auch als Folge der Dicke der Leiterplatte 31. Der Abstand sollte möglichst klein sein. Demnach empfiehlt es sich, eine möglichst dünne Leiterplatte vorzusehen, vorzugsweise in Form einer Folie mit 0,2 bis 0,3 mm Dicke (der Begriff "Leiterplatte" ist stellvertretend für alle Varianten zu verstehen).

Die Drahtstifte 41 bis 48 können auch einen n-eckigen Querschnitt haben. Beispielsweise einen quadratischen Querschnitt. Ein runder Querschnitt hat jedoch mehrere Vorteile und ist deshalb vorzuziehen.

Claims (2)

1. Modular-Steckbuchse mit einem Gehäuse (11), einem Steckschacht (12) im Gehäuse, einem Montageschacht (13) neben dem Steckschacht, einem Montageblock (14) aus elektrisch isolierendem Material, der im Montageschacht befestigt ist,
mit acht metallischen Drahtstiften (41-48), die gegeneinander elektrisch isoliert parallel nebeneinander in einer Reihe im Montageblock (14) gefaßt sind und ein Leitungsarray bilden, wobei die von einer ersten Stirnseite (15) des Montageblocks herausragenden Enden der Drahtstifte um eine Randkante (16) der Stirnseite herum zu einer Flachseite (17) des Montageblocks zurückgebogen sind, zur Bildung von Kontaktfederbügeln (18), welche nebeneinanderliegend in den Steckschacht ragen, und wobei die von einer zweiten Stirnseite (19) des Montageblocks herausragenden Enden der Drahtstifte als Außenanschlußelemente (21) aus dem Gehäuse ragen,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Montageblock (14) zwei fensterartige Öffnungen (23, 24) ausgespart sind, die jeweils von einer ersten Flachseite (25) zur gegenüberliegenden zweiten Flachseite (17) reichen, wobei die erste Öffnung (23) in Überdeckung zum dritten Drahtstift (43) in der Reihe positioniert ist und die zweite Öffnung (24) in Überdeckung zum sechsten Drahtstift (46) in der Reihe positioniert ist,
daß der dritte Drahtstift (43) im Bereich der ersten Öffnung (23) unterbrochen ist, wobei die innerhalb der ersten Öffnung liegenden Drahtenden jeweils über die erste Flachseite (25) hochragend umgebogen sind und einen ersten und zweiten Pol (26, 27) bilden,
daß der sechste Drahtstift (46) im Bereich der zweiten Öffnung (24) unterbrochen ist, wobei die innerhalb der zweiten Öffnung liegenden Drahtenden jeweils über die erste Flachseite (25) hochragend umgebogen sind und einen dritten und vierten Pol (28, 29) bilden, derart,
daß der erste und dritte Pol (26, 28) jeweils denselben Abstand zur ersten Stirnseite (15) des Montageblocks (14) aufweisen,
daß eine dünne doppelseitig kaschierte Leiterplatte (31) an der ersten Flachseite (25) des Montageblocks (14) anliegend vorgesehen ist, mit einer ersten Leiterbahn (32) an einer Seite der Leiterplatte, welche den ersten und vierten Pol (26, 29) elektrisch verbindet und mit einer zweiten Leiterbahn (33) an der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte, welche den zweiten und dritten Pol (27, 28) elektrisch verbindet.

2. Modular-Steckbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Leiterbahn (32, 33) jeweils die kürzeste Strecke zwischen den Polen bildet.