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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
EP 0 558 225 B2 ist
ein elektrischer Steckverbinder mit einem Gehäuse und einer
im Gehäuse positionierten Verbindungseinrichtung bekannt,
wobei die Verbindungseinrichtung mehrere im Wesentlichen parallel
zueinander verlaufende, elektrische Leiter umfasst, die einen elektrischen
Leitungsweg zwischen Eingangsanschlüssen und Ausgangsanschlüssen
der Verbindungseinrichtung bilden. Zur Minimierung von Nahnebensprechen
zwischen den elektrischen Leitern ist es aus diesem Stand der Technik
bereits bekannt, zumindest einige benachbarte elektrische Leiter
ohne elektrischen Kontakt zwischen denselben unter Ausbildung von Überkreuzungen
zu überkreuzen. Hiermit kann in gewissem Umfang bereits
Nahnebensprechen minimiert werden. Jedoch insbesondere dann, wenn
der von den elektrischen Leitern bereitgestellte elektrische Leitungsweg
zwischen den Eingangsanschlüssen und den Ausgangsanschlüssen
der Verbindungseinrichtung kurz ist, ist die hierdurch erzielbare Minimierung
des Nahnebensprechens nicht ausreichend.
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Der
hier vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, einen neuartigen
elektrischen Steckverbinder zu schaffen.
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Dieses
Problem wird durch einen elektrischen Steckverbinder gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist
innerhalb eines kompensierenden Bereichs des elektrischen Leitungswegs,
der sich zwischen den Überkreuzungen und den Ausgangsanschlüssen
erstreckt, zwischen benachbarten ersten elektrischen Leitern jeweils
ein dielektrischer Werkstoff und/oder zwischen benachbarten zweiten
elektrischen Leitern jeweils ein permeabler Werkstoff positioniert.
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Der
dielektrische Werkstoff ist zumindest zwischen einigen benachbarten
Leitern fremder Leiterpaare positioniert, wobei mit dem dielektrischen Werkstoff
eine Koppelkapazität zwischen den jeweiligen benachbarten
Leitern erhöht und damit die Nahnebensprechdämpfung
verbessert werden kann. Der permeable Werkstoff ist zumindest zwischen
einigen benachbarten Leitern desselben Leiterpaares positioniert,
wobei über den permeablen Werkstoff die Koppelinduktivität
zwischen diesem Leiterpaar und benachbarten Leiterpaaren erhöht
und damit die Nahnebensprechdämpfung verbessert werden
kann. Es ist möglich, ausschließlich zwischen
benachbarten Leitern fremder Leiterpaare den dielektrischen Werkstoff
oder zwischen benachbarten Leitern desselben Leiterpaares den permeablen
Werkstoff zu positionieren. Ebenso ist es möglich, sowohl
zwischen den benachbarten Leitern fremder Leiterpaare den dielektrischen
Werkstoff als auch zwischen den benachbarten Leitern desselben Leiterpaares
den permeablen Werkstoff anzuordnen. Hierdurch sind dann die Nahnebensprechdämpfung
sowie auch eine Fernnebensprechdämpfung und eine Reflektionsdämpfung
besonders gut einstellbar.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der
Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand
der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung
zeigt:
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1:
eine schematisierte Ansicht von elektrischen Leitern eines erfindungsgemäßen
elektrischen Steckverbinders nach einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2:
eine schematisierte Ansicht von elektrischen Leitern eines erfindungsgemäßen
elektrischen Steckverbinders nach einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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3:
eine schematisierte Ansicht von elektrischen Leitern eines erfindungsgemäßen
elektrischen Steckverbinders nach einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung
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Die
hier vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder,
nämlich eine Datenbuchse zur kontaktierenden Aufnahme mindestens eines
Datensteckers.
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Der
prinzipielle Aufbau eines solchen elektrischen Steckverbinders ist
aus dem Stand der Technik, insbesondere der
EP 0 558 225 B2 , bekannt.
So umfasst ein derartiger elektrischer Steckverbinder ein Gehäuse
und eine im Gehäuse positionierte Verbindungseinrichtung,
wobei die Verbindungseinrichtung mehrere im Wesentlichen parallel
zueinander verlaufende, elektrische Leiter aufweist.
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1 zeigt
schematisiert ein Detail eines erfindungsgemäßen
elektrischen Steckverbinders nach einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung im Bereich der im Wesentlichen parallel zueinander
verlaufenden, elektrischen Leiter der im Gehäuse positionierten
Verbindungseinrichtung, wobei gemäß 1 die
Verbindungseinrichtung insgesamt acht elektrische Leiter 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 umfasst.
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Die
elektrischen Leiter 1 bis 8 bilden einen elektrischen
Leitungsweg zwischen Eingangsanschlüssen 9 und
Ausgangsanschlüssen 10 der Verbindungseinrichtung.
Die elektrischen Leiter 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 bilden
vier Leiterpaare aus, nämlich das Leiterpaar 1/2,
das Leiterpaar 4/5, Leiterpaar 7/8 und das
Leiterpaar 3/6.
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Gemäß 1 sind
die benachbarten elektrischen Leiter 1 und 2, 4 und 5 sowie 7 und 8 der
drei Leiterpaare 1/2 und 4/5 und 7/8 zur
Minimierung von Nahnebensprechen zwischen den elektrischen Leitern
ohne elektrischen Kontakt zwischen denselben unter Ausbildung von Überkreuzungen 11 überkreuzt.
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Die
Eingangsanschlüsse 9 befinden sich unmittelbar
vor den Überkreuzungen 11 zwischen den elektrischen
Leitern 1 und 2, 4 und 5 sowie 7 und 8. Die
elektrischen Leiter 3 und 6 des Leiterpaares 3/6 sind
hingegen nicht überkreuzt. Die elektrischen Leiter der
Leiterpaare 4–5 sowie 3–6 sind
ineinander verschachtelt.
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Im
Ausführungsbeispiel der 1 ist zur
Erhöhung der Nahnebensprechdämpfung und damit zur
Minimierung von unerwünschtem Nahnebensprechen innerhalb
eines kompensierenden Bereichs des elektrischen Leitungswegs, der
sich zwischen den Überkreuzungen 11 und den Ausgangsanschlüssen 10 erstreckt,
zwischen erste elektrische Leiter 1 und 3, 3 und 5, 4 und 6 sowie 6 und 8 jeweils
ein dielektrischer Werkstoff 12 positioniert. Der dielektrische Werkstoff 12 ist
dabei zwischen benachbarten Leitern 1 und 3, 3 und 5, 4 und 6 sowie 6 und 8 fremder Leiterpaare
angeordnet.
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Über
den dielektrischen Werkstoff kann die Koppelkapazität zwischen
den jeweils benachbarten elektrischen Leitern 1 und 3, 3 und 5, 4 und 6 sowie 6 und 8 erhöht
werden.
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Durch
geeignete Auswahl dielektrischer Werkstoffe mit gegebenenfalls voneinander
abweichenden relativen Dielektrizitätskonstanten für
die jeweiligen benachbarten Leiter kann die Koppelkapazität
zwischen den jeweils benachbarten Leitern individuell eingestellt
werden, um so letztendlich eine optimale Reduzierung von Nahnebensprechen
für den erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbinder einzustellen.
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Vorzugsweise
werden dielektrische Werkstoffe 12 verwendet, deren relative
Dielektrizitätskonstante zwischen 5 und 30 beträgt.
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Im
Unterscheid zu 1 kann der dielektrische Werkstoff 12 auch
lediglich zwischen einigen benachbarten Leitern fremder Leiterpaare
innerhalb des kompensierenden Bereichs des elektrischen Leitungswegs
positioniert sein, so z. B. zwischen den Leitern 1 und 3 sowie 6 und 8 oder
zwischen den Leitern 3 und 5 sowie 4 und 6.
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Im
Ausführungsbeispiel der 2 ist innerhalb
des kompensierenden Bereichs des elektrischen Leitungswegs, der
sich zwischen den Überkreuzungen 11 und den Ausgangsanschlüssen 10 erstreckt,
zwischen benachbarten zweiten elektrischen Leitern 1 und 2, 4 und 5 sowie 7 und 8 jeweils
ein permeabler Werkstoff positioniert. Der permeable Werkstoff ist
dabei gemäß 2 jeweils
zwischen benachbarten Leitern 1 und 2, 4 und 5 sowie 7 und 8 desselben
Leiterpaares angeordnet.
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Durch
den zwischen den benachbarten elektrischen Leitern 1 und 2, 4 und 5 sowie 7 und 8 desselben
Leiterpaares positionierten, permeablen Werkstoff 13 wird
die Koppelinduktivität zwischen den Leiterpaaren 1–2 und 3–6 sowie
zwischen den Leiterpaaren 3–6 und 7–8 erhöht,
wodurch ebenfalls die Nahnebensprechdämpfung erhöht
und unerwünschtes Nahnebensprechen reduziert werden kann.
Die Koppelinduktivität zwischen den genannten Leiterpaaren
wird auch deswegen erhöht, weil die Leiterpaare 4–5 sowie 3–6 ineinander
verschachtelt sind.
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Die
relative Permeabilitätskonstante für die permeablen
Werkstoffe 13 kann dabei für die einzelnen benachbarten
elektrischen Leiter variieren, um so für die jeweils benachbarten
elektrischen Leiter desselben Leiterpaares die Koppelinduktivität
individuell einzustellen. Auch hierdurch ist eine effektive Reduzierung
des Nahnebensprechens beim erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbinder möglich.
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Vorzugsweise
finden permeable Werkstoffe 13 Verwendung, deren relative
Permeabilitätskonstante zwischen 5 und 30 beträgt.
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Im
Unterscheid zu 2 kann der permeable Werkstoff 13 auch
lediglich zwischen einigen benachbarten Leitern desselben Leiterpaares
innerhalb des kompensierenden Bereichs des elektrischen Leitungswegs
positioniert sein, so z. B. zwischen den Leitern 4 und 5 oder
zwischen den Leitern 1 und 2 sowie 7 und 8.
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches die Aspekte
des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 miteinander
kombiniert.
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So
ist im Ausführungsbeispiel der 3 innerhalb
des kompensierenden Bereichs des elektrischen Leitungswegs einerseits
zwischen den benachbarten elektrischen Leitern 1 und 3, 3 und 5, 4 und 6 und 6 und 8 fremder
Leiterpaare ein dielektrischer Werkstoff 12 angeordnet,
andererseits ist innerhalb des kompensierenden Bereichs zwischen den
benachbarten elektrischen Leitern 1 und 2, 4 und 5 und 7 und 8 desselben
Leiterpaares jeweils ein permeabler Werkstoff 13 positioniert.
Dabei können sowohl für die dielektrischen Werkstoffe 12 als
auch für die permeablen Werkstoffe 13 zwischen
den einzelnen benachbarten elektrischen Leitern Werkstoffe mit individuellen
relativen Dielektrizitätskonstanten bzw. individuellen
relativen Permeabilitätskonstanten eingesetzt werden, um
eine besonders effektive Reduzierung des Nahnebensprechens einzustellen.
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Insbesondere
wird beim Ausführungsbeispiel der 3 eine optimierte
elektrische und magnetische Kompensation eingestellt, die sich neben der
Nahnebensprechdämpfung auch positiv auf eine Fernnebensprechdämpfung
und eine Reflektionsdämpfung auswirkt.
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Im
Unterschied hierzu ist es jedoch auch möglich, zwischen
den jeweiligen benachbarten Leitern Werkstoffe mit derselben relativen
Dielektrizitätskonstante bzw. derselben relativen Permeabilitätskonstante
zu verwenden.
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Die
dielektrischen Werkstoffe 12 und/oder die permeablen Werkstoffe 13 sind
vorzugsweise derart zwischen den jeweiligen benachbarten elektrischen
Leitern positioniert, dass deren kompensierende Länge zwischen
2 und 6 Millimeter beträgt.
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Mit
sämtlichen Varianten der hier vorliegenden Erfindung kann
die Nahnebensprechdämpfung von erdsymmetrischen Leiterpaaren,
die einen elektrischen Signalweg eines der Datenübertragung
dienenden elektrischen Steckverbinders bilden, verbessert werden,
und zwar bei Verwendung von dielektrischen Werkstoffen zur Erhöhung
der Koppelkapazität und bei Verwendung von permeablen Werkstoffen zur
Erhöhung der Koppelinduktivität.
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Die
Werkstoffe werden jeweils innerhalb des kompensierenden Bereichs
des Leitungswegs positioniert, wobei die dielektrischen Materialien
zwischen benachbarten elektrischen Leitern fremder Leiterpaare und
die permeablen Werkstoffe zwischen benachbarten elektrischen Leitern
derselben Leiterpaare positioniert werden.
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Die
dielektrischen Werkstoffe können entweder direkt mit einem
als Federkontaktträger ausgebildeten Träger der
elektrischen Leiter verbunden sein und aus dessen Material bestehen,
oder als zusätzliches Bauteil mit dem Federkontaktträger
durch z. B. Klebung verbunden sein. Die permeablen Werkstoffe sind
vorzugsweise mit dem Federkontaktträger durch Klebung verbunden.
Bei den elektrischen Leitern handelt es sich vorzugsweise um Kontaktfedern.
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Gemäß 1 bis 3 weisen
die beiden mittleren, benachbarten und überkreuzten elektrischen
Leiter 4 und 5 ausgangsseitig einen größeren Abstand
als eingangsseitig auf.
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Ebenso
ist es möglich, dass zusätzlich oder alternativ
jeweils die beiden äußeren, benachbarten und überkreuzten
elektrischen Leiter 1 und 2; 7 und 8 ausgangsseitig
einen größeren Abstand als eingangsseitig aufweisen.
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Für
alle anderen benachbarten elektrischen Leiter entspricht der ausgangsseitige
Abstand in etwa dem eingangsseitigen Abstand.
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Der
elektrische Steckverbinder ist vorzugsweise als RJ45-Steckverbinder
ausgeführt.
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- 1
- Leiter
- 2
- Leiter
- 3
- Leiter
- 4
- Leiter
- 5
- Leiter
- 6
- Leiter
- 7
- Leiter
- 8
- Leiter
- 9
- Eingangsanschluss
- 10
- Ausgangsanschluss
- 11
- Überkreuzung
- 12
- dielektrischer
Werkstoff
- 13
- permeabler
Werkstoff
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0558225
B2 [0002, 0012]