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Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbinder für den
Anschluß eines Datensende- und/oder -empfangsgeräts an ein
Übertragungskabel mit abgeschirmtem Leitungspaar und mit einem
Erdungsleiter.
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Die Vorteile der Verbindung über abgeschirmte
Leiterpaare sind bekannt und werden seit langem im Bereich der
Fernmeldetechnik ausgenutzt. Diese Verbindungen, deren
Installation nach bewährten, relativ einfachen und billigen Techniken
erfolgt, ermöglichen nämlich unter guten Bedingungen und mit
guten Leistungen die Übertragung sowohl analoger als auch
digitaler Signale, insbesondere von Punkt zu Punkt.
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Dies hat zu der Anregung geführt, sie in den
Ortsnetzen zu verwenden, um Anlagen untereinander zu verbinden, die
zu diesem Zweck mit Datensende- und/oder
empfangseinrichtungen versehen sind, die identisch an eine oder mehrere
gemeinsam benutzte Strecken angeschlossen sind.
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Jede der entlang einer Strecke verteilten
Einrichtungen wird über einen Verbinder an einer ihr zugewiesenen
besonderen Stelle an das Kabel, das diese Strecke bildet,
angeschlossen, wobei die Einrichtungen in einer üblichen
Ausführungsform in Reihe hintereinandergeschaltet sind.
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Aus Gründen insbesondere der elektrischen Kontinuität
der für die Datenübertragung benutzten Leiterdrähte und der
sie gegen elektromagnetische Störungen schützenden Abschirmung
bemüht man sich, die an einem Kabel vorzunehmenden Eingriffe
für das Anschließen der Verbinder, die zum Abzweigen der
Datensende-/Empfangseinrichtungen der angeschlossenen Geräte
dienen, auf ein Minimum zu begrenzen.
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Dies hat insbesondere zur Schaffung von Kabeln
geführt, bei denen die Gesamtheit der Daten-Übertragungsdrähte
in bekannter Weise von einer Hülle umgeben ist, die eine
elektromagnetische Abschirmung bildet und der ein länglicher, die
Abschirmungskontinuität sichernder Erdungsleiter zugeordnet
ist, der, obwohl galvanisch mit der Hülle verbunden, davon
ablösbar ist, wenn diese örtlich beseitigt werden muß, um den
Zugang für einen Verbinder zu den Übertragungsdrähten zu
gewähren, wobei dafür gesorgt ist, daß der Erdungsleiter in Höhe
des Verbinders erhalten bleibt und infolgedessen die
elektrische Kontinuität der Abschirmung entlang des Kabels trotz der
Beseitigung sichert.
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Dies hat auch zur Entwicklung von Verbindern geführt,
die mit speziellen Anschlußblöcken versehen sind, wie etwa dem
in der französischen Patentanmeldung Nº 2 647 970 der
Anmelderin (entsprechend der europäischen Anmeldung EP-A-0 400 521,
veröffentlicht am 5.12.1990) beschriebenen Verbinder, der kurz
gefaßt weiter unten beschrieben wird und das Anschließen einer
Sende- und/oder Empfangseinrichtung eines Geräts über ein
abgeschirmtes Abzweigungskabel, das zwei Paare von
Übertragungsdrähten enthält, an ein abgeschirmtes Kabel ermöglicht,
wie etwa das weiter oben angesprochene Kabel, das ein Paar von
Übertragungsdrähten und eine die Kontinuität der Abschirmung
sichernde Erdungsleitung aufweist und dazu bestimmt ist,
mehrere an das Kabel in Serie angeschlossene
Sende-/Empfangseinrichtungen zu bedienen.
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Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung besteht
drin, die Übertragungsleistungen der mit solchen Verbindern
ausgerüsteten Strecken durch Einwirkung auf die Verbinder
selber zu verbessern, und es insbesondere zu ermöglichen, den
einwandfreien Betriebszustand der Strecken und dementsprechend
des sie enthaltenden Systems zu überprüfen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft somit einen
Verbinder des oben angesprochenen Typs, der dazu bestimmt ist,
den Anschluß einer Sende- und/oder Empfangsteils eines Geräts
über ein abgeschirmtes Abzweigungskabel, wie oben angesprochen
ist, bestehend aus zwei individuell isolierten Übertragungs
drahtpaaren, an ein abgeschirmtes Kabel zu ermöglichen, das
ein individuell isoliertes Übertragungsdrahtpaar und einen die
Kontinuität der elektromagnetischen Abschirmung
gewährleistenden
Erdungsdraht im Inneren einer die elektromagnetische
Abschirmung bildenden Hülle enthält, wobei der Verbinder zu
diesem Zweck einen Anschlußblock mit einem Trägerelement
aufweist, in welchem eine Schneidevorrichtung zwischen vier je
einen Leiter einklemmenden und dessen Isolation
durchschneidenden Anschlußstücken untergebracht ist, wobei jedes
Anschlußstück einen individuellen Kontakt zwischen zwei
isolierten Drähten ermöglicht und dazu bestimmt ist, einen der vier
Übertragungsdrähte des Abzweigungskabels und einen der beiden
Übertragungsdrähte des mit Erdungsleiter versehenen Kabels
aufzunehmen, wobei die Schneidevorrichtung in einem Raum des
Trägerelements zwischen einer ersten Position, die den
Durchgang von zwei Drähten jeweils zwischen zwei Anschlußstücken
ermöglicht, die zu beiden Seiten eines für die beiden
durchlaufenden Drähte unterschiedlichen Abteils des Raums
angeordnet sind, und einer zweiten Position verschoben werden kann,
in der sich die Schneidevorrichtung zwischen die zu beiden
Seiten der Abteile des Raums befindlichen Anschlußstücke
setzt, nachdem sie ggf. die durchlaufenden Drähte vorher
durchgetrennt hat.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist der in einem
Gehäuse aus isolierendem Material untergebrachte Verbinder
einen inneren Faraday-Käfig auf, in den die Leiter der Kabel
eindringen und in welchem insbesondere das Trägerelement und
die Anschlußstücke untergebracht sind sowie mit dem die Hüllen
der Kabel verbunden sind, derart, daß sie mit den Kabelhüllen
ein gegen elektromagnetische Störungen dichtes Behältnis
bilden, und daß der Käfig mit zwei Masseklemmen verbunden ist,
die von außerhalb des Gehäuses her zugänglich sind, und zwar
die eine Klemme direkt und die andere Klemme über einen
Kondensator.
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Die Erfindung, ihre Merkmale und Vorteile werden
nachfolgend in Verbindung mit den nachstehend aufgeführten Figuren
näher erläutert.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch eine
Unteransicht
bzw. eine Seitenansicht des bekannten Anschlußblocks,
wie er in der oben angegebenen Patentanmeldung EP-A-0 400 521
der Anmelderin definiert ist.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen entsprechend ein
Anschlußstück und eine Schneidevorrichtung des bekannten
Anschlußblocks gemäß den Figuren 1 und 2.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen schematisch zwei
Verbindervarianten gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Der in Figur 1 dargestellte bekannte Anschlußblock ist
dazu bestimmt, den Anschluß eines nicht dargestellten Geräts
an ein elektromagnetisch abgeschirmtes Kabel 1 zu bewirken,
das ein Paar von Übertragungs-Leiterdrähten 2 und 3, einen die
Kontinuität der Abschirmung gewährleistenden Erdungsleiter 4,
eine metallische Hülle 5, die eine elektromagnetische
Abschirmung für die Übertragungsdrähte bildet, und eine isolierende
Umhüllung 6 aufweist, die die metallische Hülle 5 bedeckt. Der
elektrisch leitende Erdungsleiter 4 steht mit der Hülle 5 über
die gesamte Länge des Kabels, das beide enthält, in Kontakt.
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Die Montage eines Verbinders auf einem Kabel 1, das
den Verbinder durchquert, erfordert die Beseitigung eines
Teils der isolierenden Umhüllung 6 und der metallischen Hülle
5 des Kabels an der für den Verbinder vorgesehenen Stelle, um
den Zugang zu den Drähten 2 und 3 sowie ergänzend zum
Erdungsleiter 4 mit Hilfe von Anschlußstücken zu ermöglichen, die
beispielsweise an einem im Verbinder vorgesehenen
Trägerelement befestigt sind.
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Bei der betrachteten Ausführungsform ist vorgesehen,
den Draht 2 an zwei Anschlußstücke 6 und 7 anzuschließen, die
zu beiden Seiten eines Abteils 28 angeordnet sind, das eine
Rinne 25 unterbricht, die für den Durchgang dieses Drahtes,
zwischen den beiden Anschlußstücken 6 und 7 in einem
Trägerelement 50 vorgesehen ist, und den anderen Draht 3 an zwei
Anschlußstücke 8 und 9 anzuschließen, die zu beiden Seiten
eines Abteils 29 angeordnet sind, das eine Rinne 27
unterbricht, die parallel zur Rinne 25 verläuft und den Durchgang
dieses anderen Drahtes 3 zwischen den Anschlußstücken 8 und 9
ermöglicht.
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Im Trägerelement 50 ist auch eine Rinne 26 für den
Durchgang des Erdungsdrahts 4 vorgesehen. Sie ist zwischen den
Rinnen 25 und 26 angeordnet, zu denen sie parallel verläuft.
Zwei in dieser Rinne angebrachte Anschlußstücke 35, 36
ermöglichen die Blockierung des Erdungsdrahts 4, den man darin
unterbringt, ähnlich der Art, wie die Drähte 2 oder 3 in den
Anschlußstücken blockiert sind. Bei der in Betracht gezogenen
Ausführungsform ermöglichen die Rinnen auch einen Anschluß des
Erdungsdrahtes an die elektromagnetische Abschirmung des
Verbinders.
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Die Anschlußstücke 6 bis 9 sind gabelförmig
ausgebildet und bewirken den Anschluß und das Einklemmen eines
elektrisch isolierten Drahtes in einem Gabelschlitz, wo die den
Draht umgebende isolierende Schicht in der Einschubphase des
Drahtes aufgeschlitzt wird.
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Jedes aus einem gut leitenden Material hergestellte
Anschlußstück 6 bis 9 weist zwei senkrechte Paare paralleler
Gabeln A bis D auf, wobei sich die parallelen Schlitze F der
beiden Gabein A, B eines Paares in einer Richtung erweitern,
die derjenigen der Gabein C, D des anderen Paares
entgegengesetzt ist, wie man in Figur 3 sieht, so daß unabhängig
voneinander ein doppelter Kontakt zwischen zwei verschiedenen
Drähten wie etwa 3 und 23 mit einem einzigen Anschlußstück
ermöglicht wird. Bei einer ersten Ausführungsform, die in
Figur 1 gezeigt ist, wird das anzuschließende Gerät an den
Anschlußblock über ein elektromagnetisch abgeschirmtes
Abzweigungskabel 20 angeschlossen, das dazu bestimmt ist, über eine
Abzweigung eine Reihenschaltung des Geräts zu ermöglichen. Das
Abzweigungskabel 20 enthält herkömmlicherweise eine
metallische Hülle 19, die eine Abschirmung bildet und vier
Übertragungsdrähte 21, 22, 23, 24 bedeckt, die je einzeln von einer
isolierenden Schicht überzogen sind.
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Jedes der Anschlußstücke 6 bis 9 nimmt einen der
beiden
Leiter 2 oder 3 in den Parallelen Schlitzen F eines
Gabelpaares, beispielsweise A, B, und einen der vier Leiter 21 bis
24 in den Schlitzen F des anderen Gabelpaares C, D auf.
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Die Reihenschaltung des Geräts mit dem Kabel 1 über
das Abzweigungskabel 20 geschieht mittels Durchtrennen der
Drähte 2 und 3 zwischen den Anschlußstücken, die die Drähte
halten, in der Zone, wo die in den Rinnen 25, 27 gelagerten
Drähte jeweils eines der in ihrer Bahn liegenden Abteile 28,
29 durchqueren.
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Die Durchtrennung der Drähte 2 und 3 erfolgt mit einer
Vorrichtung 10, die im Trägerelement 50 zwischen zwei
Positionen verschiebbar ist. In einer ersten, dem Anschließen
vorausgehenden Position, in der die Schneidevorrichtung 10
herausragt, wie in Figur 2 gestrichelt dargestellt ist, verlaufen
die Drähte 2 und 3 zwischen den Anschlußklemmen 6, 7 für den
einen Draht und den Anschlußklemmen 8, 9 für den anderen Draht
quer durch das Abteil 28 für den einen Draht bzw. das Abteil
29 für den anderen Draht.
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Die hier durch Eindrücken der Schneidevorrichtung 10
bis in eine zweite Position erfolgende Verschiebung bewirkt
das Durchtrennen der Drähte 2 und 3 aufgrund der Messerform
der betreffenden Abschnitte der Schneidevorrichtung 10, vergl.
Figuren 2 und 4.
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Hierzu weist die Schneidevorrichtung 10, die im
vorliegenden Fall aus isolierendem Kunststoffmaterial gegossen
ist, einen gemeinsamen Abschnitt auf, der vor dem Anschließen
über das Trägerelement 50 hervorragt, und der beim Einstoßen
als Druckkopf dient. Der gemeinsame Anschnitt verlängert sich
durch zwei Schneideeinheiten, die je mit zwei Messerklingen,
wie etwa 43 und 44 für die eine Einheit, die in das eine der
Abteile, hier in das Abteil 28 eindringen soll, und mit zwei
Messerklingen wie etwa 45 und 46 für die andere
Schneideeinheit versehen sind, die in das andere Abteil 29 eindringen
soll. Die beiden Klingen, wie etwa 45 und 46 einer
Schneideeinheit, gleiten gegen die Wände des Abteils, wie 29, die
ihnen gegenüberliegen und senkrecht zur Rinne, wie etwa 27,
verlaufen, die vom Abteil unterbrochen wird.
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Das Eindrücken der Schneidevorrichtung 10, die zuvor
oberhalb der in den Rinnen 25, 27 verlaufenden Drähte
positioniert ist, führt zum Entfernen eines Teilstückes dieser Drähte
durch die beiden Klingen, die sich dort in Höhe der
gemeinsamen Ränder der Rinnen und der Wände der Abteile abstützen,
die senkrecht zu ihnen verlaufen.
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Die Schneideeinrichtung 10 verriegelt sich nach dem
Durchtrennen der Drähte in den Abteilen 28, 29 in der unteren
Position und wird dort durch die endseitigen Haken der
elastischen Klauen, wie etwa 31 in Figur 4, gehalten, wobei die
Haken entsprechende, nicht dargestellte Aussparungen der
inneren Wandungen der Abteile hintergreifen.
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Die beiden von den Messern der Schneidevorrichtung 10
abgeschnittenen Teilstücke des Drahtes werden in einer unteren
Position jeweils in einem freien Raum eines Abteils unter der
Schneidevorrichtung festgehalten, was einen Kurzschluß durch
unbeabsichtigtes Verschieben dieser Teilstücke im Verbinder
verhindert.
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Das Gerät, hier nicht dargestellt, das durch je einen
der Drähte 21 bis 24 an jedem der zwei Enden der Drähte 2 und
3 angeschlossen wird, die durch die Verschiebung der
Schneideeinrichtung 10 entstanden sind, wird gleichzeitig in Reihe in
die Übertragungsstrecke eingefügt, die aus den Drähten 2, 3
besteht. Aufgrund der hervorragenden oder nicht hervorragenden
Stellung der Schneidevorrichtung 10 aus dem Verbinder, wie es
in Figur 2 gestrichelt angedeutet ist, kann der Benutzer
visuell feststellen, ob der Abzweigungsanschluß noch herzustellen
oder ob er bereits hergestellt worden ist.
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Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
liegt das mit den Anschlußstücken 6 bis 9 und 35, 36
ausgestattete Trägerelement 50 in einer eventuell entfernbaren
Weise im Inneren eines Gehäuses 51, das beispielsweise aus
zwei aneinandergefügten Halbschalen besteht, wobei letztere
mit Öffnungen versehen sind, die insbesondere den Durchtritt
der Kabel 1 und 20 ermöglichen. Die drei hier dargestellten
und mit 52, 53, 55 bezeichneten Löcher sind mit nicht
dargestellten üblichen Vorrichtungen versehen, beispielsweise vom
Typ einer Stopfbuchse, die die Blockierung der Kabel relativ
zum Gehäuse 51 ermöglichen und gleichzeitig eine gute
Abdichtung bewirken.
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Bei dem dargestellten Beispiel erfolgt eine
Durchquerung des Kabels 1 durch das Gehäuse 51 des Verbinders, indem
es durch zwei Öffnungen 52 und 55 verläuft, die einander
gegenüberliegend in zwei einander entgegengesetzten
Seitenflächen des Gehäuses vorgesehen sind, während eine Öffnung 53
neben der Öffnung 52 auf der gleichen Seite angeordnet ist und
den Durchgang des Abzweigungskabels 20 ermöglicht.
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Bei der betrachteten Ausführungsform enden die Leiter
21 bis 24 an einer Klemmleiste 30, an der sie individuell mit
den Anschlußstücken 6 bis 9 über Leitungen 21a bis 23a
verbunden sind, die vorzugsweise vorgefertigt sind,
beispielsweise beim Zusammenbau des Verbinders im Werk.
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Um jede Störung der von den Kabeln 1 und 20
übertragenen Signale durch Störeinflüsse im Bereich des Gehäuses 51 des
Verbinders, wo die metallischen Hüllen 5 und 19 der Kabel
unterbrochen sind, zu vermeiden, ist das Gehäuse selber
elektromagnetisch abgeschirmt und bewirkt eine Kontinuität der
Abschirmung mit den metallischen Hüllen der Kabel. Bei der
vorgeschlagenen Ausführungsform, bei der ein Gehäuse aus
gegossenem Isoliermaterial vorgesehen ist, weist dieses einen
inneren Faraday-Käfig 56 auf, an den die Hülle 19 des
Abzweigungskabels und die abgetrennten Enden 5a, 5b der Hülle 5 des
Kabels 1 angeschlossen sind, während die Leiter der Kabel
durch geeignete Öffnungen gemäß den Fachleuten allgemein
bekannten Techniken in den Käfig eindringen.
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Der Faraday-Käfig 56 ist beispielsweise aus
Aluminiumteilen aufgebaut, die an der inneren Wandung des Gehäuses 51
unter Bildung eines Behältnisses anliegen, das gegen
elektromagnetische
Störungen dicht ist und in welches die Leiter der
Kabel 1 und 20 eindringen und worin sich das Trägerelement,
die Teile, die es trägt, und zusätzliche Anschlußelemente
befinden, die weiter unten näher erläutert werden.
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Dieses Behältnis, das der Faraday-Käfig 56 bildet,
kann auch durch eine dicke Metallbeschichtung der inneren
Wandung des Gehäuses 51 erhalten werden.
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Welche Lösung auch immer gewählt wird, ist der
Faraday-Käfig 56 mit einer ersten Anschlußklemme 57 versehen, die
von der Außenseite des Gehäuses 51 her zugänglich ist und den
Faraday-Käfig direkt mit Masse verbindet und dementsprechend
auch die Enden 5a, 5b der metallischen Hülle 5, den
Erdungsleiter 4 und die metallische Umhüllung 19, wenn die Kabel 1
und 20 montiert sind.
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Eine zweite Anschlußklemme 58 ist von der Außenseite
des Gehäuses 51 her zugänglich, und diese Klemme ist ebenfalls
an den Faraday-Käfig 56 über einen Kondensator 59
angeschlossen. Sie ermöglicht es, den Faraday-Käfig, die Enden 5a, 5b
der metallischen Hülle 5, den Erdleiter 4 und die metallische
Umhüllung 19 an eine Masse zu legen, um die Beseitigung
parasitärer Signale zu ermöglichen, die nicht von einem
Gleichpotential gebildet werden, und insbesondere aus störenden
Hochfrequenzsignalen bestehen.
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Bei der betrachteten Ausführungsform besitzt der
Kondensator 59 eine Kapazität von 4,7 nF. Er sitzt im Faraday-
Käfig 56, um geschützt zu werden, und er ist einerseits direkt
an die leitenden Anschlußstücke 35, 36 angeschlossen, die den
Erdungsleiter 4 auf dem Trägerelement 50 festlegen, und
andererseits an die Klemme 58.
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Bei der Benutzung einer Vielzahl von Geräten in
Reihenschaltung am gleichen mit Erdleiter ausgerüsteten Kabel 1
ist jeder der Verbinder, der jeweils eines dieser Geräte
anschließt, durch seine Klemme 58 mit Masse verbunden, mit
Ausnahme des Verbinders, der zentral relativ zu anderen
angeordnet ist, von dem nur die Klemme 57 mit Masse verbunden ist,
wodurch insbesondere vermieden wird, daß diese Verbinder
gegenüber dem Kabel 12 isoliert werden müssen. Bei dem in Figur
6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Faraday-Käfig 56
ebenfalls so gestaltet, daß er eine Leitungsabschlußschaltung
60 enthalten kann, die dazu bestimmt ist, jedes der beiden
Enden des mit Erdleiter ausgerüsteten Kabels 1 so
abzuschließen, daß Beeinträchtigungen der vom Kabel 1 gebildeten
Übertragungsstrecke aufgrund der Fehlanpassung in den zwischen den
Geräten übertragenen Signalen vermieden werden.
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Zu diesem Zweck schließt die Abschlußschaltung 60 in
üblicher Weise die Strecke mit ihrem Wellenwiderstand am Ende
ab, wo sie angeschlossen ist. Die Schaltung ist
herkömmlicherweise in Form eines kleinen anschließbaren Gußblocks
hergestellt, der eine gedruckte Schaltung enthält. Im vorliegenden
Fall besitzt sie eine Mittelpunkt, der für den Anschluß an den
Erdleiter 4 des Kabels 1 bestimmt ist, zwei
RC-Reihenschaltungen, die je aus einem Kondensator 61 bzw. 62 und einem
Widerstand 63 bzw. 64 bestehen und die über die Anschlußstücke 36,
7 und 9 zwischen den Erdungsleiter und einen der
entsprechenden Übertragungsdrähte 2 und 3 angeschlossen sind, sowie zwei
Widerstände 65 und 66, die je zu einer der gerade
angesprochenen RC-Schaltungen parallelgeschaltet sind.
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Da das Kabel 1 an den Verbindern endet, die sich an
seinen beiden Enden befinden, wird dort nur eine der für
seinen Durchgang vorgesehenen Öffnungen 52, 55 eines am Ende
befindlichen Verbinders benutzt, so daß anheimgestellt wird,
die andere Öffnung, im vorliegenden Fall die Öffnung 55,
verschlossen zu halten und die Abschlußschaltung 60 in der Zone
des Faraday-Käfigs 56 dieses Verbinders anzuordnen, die für
den Durchtritt des Kabels vorgesehen ist und die in der Nähe
dieser verschlossenen Öffnung 55 liegt.
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Sofern es wünschenswert ist, das einwandfreie
Funktionieren der mithilfe eines Kabels hergestellten Strecke zu
überprüfen, und wenn die Verbinder an einem wichtigen Punkt
dieser Strecken angeordnet sind, ist vorgesehen, den Verbinder
mit
einer automatisch eine Schleife bildenden Anschlußdose
auszurüsten, die an die Drähte 21 bis 24 des Abzweigungskabels
angeschlossen ist und die aus dem Faraday-Käfig 56 und an der
Außenseite des Gehäuses 51 mündet, um das Anschließen eines
abziehbaren, äußeren, komplementären Steckers durch Eindrücken
zum Einschleifen von Hilfsgeräten zu ermöglichen.