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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet modularer Kommunikationsstecker
zum Abschließen
von Kabeln oder Leitern.
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Beschreibung verwandter
Technik
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In
der Telekommunikationsindustrie werden modulare, steckerartige Verbinder
allgemein genutzt, um Teilnehmergeräte (CPE – Customer Premise Equipment),
beispielsweise Telefone oder Computer, mit einer Buchse in einem
anderen CPE-Teil, beispielsweise einem Modem, oder in einem Wandanschlussblock
zu verbinden. Diese modularen Stecker schließen grundsätzlich zwei Typen von Kabeln
oder Anschlussleitungen ab: Bandkabel und standardmäßige runde
oder ummantelte Kabel.
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Bei
Bandkabeln sind die durch diese verlaufenden Leiter im Wesentlichen
in einer Ebene angeordnet und verlaufen im Wesentlichen parallel
nebeneinander über
die gesamte Länge
des Kabels. Die einzelnen Leiter können eine eigene Isolation
aufweisen oder können
durch Kanäle
voneinander beabstandet sein, die in dem Mantel des Bandkabels selbst
definiert sind, wobei das Bandkabel die notwendige Isolation bereitstellt.
Im Gegensatz dazu können
die in einem standardmäßigen runden
Kabel gepackten Leiter eine zufällige
oder beabsichtigte Anordnung annehmen, wobei die Leiter miteinander verdrillt
sind oder umeinander geschlungen sind und über die Länge des Kabels ihre relative
Lage ändern.
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Herkömmliche
modulare Stecker sind gut geeignet zum Abschließen von Bandkabeln. Typischerweise
besitzen diese Stecker eine dielektrische Struktur, beispielsweise
aus Kunststoff, in welcher ein Satz von Anschlusskontakten nebeneinander
in einem Satz von Rillen oder Kanälen in dem Steckerkörper in
solcher Weise montiert ist, dass die Anschlusskontakte mit der Konfiguration
der Leiter in dem Kabel, an welche sie angeschlossen sind, übereinstimmen.
Wenn der Stecker in eine Buchse eingefügt wird, werden die Anschlusskontakte
elektrisch an Buchsenfedern im Inneren der Buchse in Anlage kommen,
um die Verbindung zu vervollständigen.
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Ein
allgemeines Problem, das bei diesen modularen Steckern auftritt,
besteht darin, dass die Leiter die Anschlusskontakte im Inneren
der Steckerstruktur wegziehen oder von diesen weggezogen werden.
Dies kann dadurch verursacht werden, dass Personen versehentlich
an dem Kabel ziehen, den Stecker nicht richtig aus einer Buchse
entfernen, oder lediglich aufgrund häufiger Nutzung. Um die Beanspruchung,
welchen die Verbindungen zwischen den Leitern und den Steckeranschlusskontakten
unterliegen, zu vermindern, haben frühere Erfinder ein Verankerungselement
in das Gehäuse
der dielektrischen Struktur integriert. Bei diesen Gestaltungen enthält die dielektrische
Struktur, d. h. der Stecker; eine Kammer zur Aufnahme des Kabels.
Das Kabel wird dann in der Kammer durch einen Druck, der durch das
Verankerungselement auf den Kabelmantel ausgeübt wird, in Verbindung mit
einer oder mehreren der Kammerwände
befestigt. Die US-Patente 5,186,649 und 4,002,392 von Fortner et
al. und Hardesty enthalten Beispiele für solche Zugentlastungseinrichtungen.
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Obgleich
diese modularen Stecker effektiv eine Zugentlastung für Bandkabel
bieten, ergeben sich bei standardmäßigen runden Kabeln oder Anschlussleitungen
weitere Zugentlastungsprobleme. Um beispielsweise ein rundes Kabel,
das vier Leiterpaare enthält,
mit einem existierenden modularen Stecker abzuschließen, sind
die folgenden Schritte erforderlich: zunächst muss der Mantel des Kabels oder
der Anschlussleitung abgestreift werden, um Zugang zu den umhüllten Leitern
zu erhalten. Als nächstes
muss, da die Leiter eines Leiterpaares im Allgemeinen miteinander
verdrillt sind, die Verdrillung gelöst werden und die Leiter müssen so
ausgerichtet werden, dass sie mit der erforderlichen Schnittstelle ausgerichtet
sind. Das Ausrichten der Leiter beinhaltet üblicherweise das Aufteilen
der Leiter in zumindest einem der Paare und das Führen derselben über oder
unter Leitern von anderen Paaren entlang, während alle Leiter in einer
Ebene Seite an Seite ausgerichtet werden. Sobald die Leiter in einer
Ebene ausgerichtet sind, können
sie mit den Anschlusskontakten in dem Stecker verbunden werden.
Der Ausrichtungsvorgang kann jedoch dazu führen, dass verschiedene Leiter
unterschiedlicher Paare einander überkreuzen, wodurch Übersprechen
zwischen den verschiedenen Leiterpaaren induziert wird.
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Durch
diesen Vorgang des Abschließens
eines runden Kabels ergibt sich eine beträchtliche Variabilität beim Verbinden
der Leiter mit den Steckeranschlusskontakten und es wird ein zusätzlicher
Zug auf die Verbindungen zwischen den Leitern und den Steckeranschlusskontakten
ausgeübt.
Weil die einzelnen Leiter in einem Leiterpaar oft miteinander verdrillt
sind und die Leiterpaare ihrerseits oft miteinander verdrillt sind, ändert sich
die Leiterkonfiguration, die ein Techniker sieht, wenn das Kabel
durchtrennt wird, basierend auf der Lage des Schnitts in Längsrichtung
des Kabels. Also muss der Techniker für jede Anordnung zunächst die
Ausrichtung des Kabels bestimmen und dann den vorstehend diskutierten
Schritten folgen, um diese Ausrichtung in ein allgemein ebenes Muster
Seite an Seite zu übersetzen, um
eine Übereinstimmung
mit der Konfiguration der Anschlusskontakte in dem Stecker zu erreichen.
Darüber
hinaus stellt die Notwendigkeit des Aufteilens der Leiter in zumindest
einem der Paare, was in der Industrie Standard ist, eine weitere Fehlermöglichkeit bei
der Herstellung der Verbindungen mit den Steckeranschlusskontakten
dar. Zusätzlich
ergibt sich durch das Ausrichten der Lage der Leiter aus einer im wesentlichen
runden Anordnung in eine ebene Anordnung eine zusätzliche
Belastung der Verbindungen zwischen Leitern und Anschlusskontakten.
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US-Patent
5,496,196 von Winfried Schachtebeck offenbart einen Kabelverbinder,
bei welchem die Verbinderanschlusskontakte in einem kreisförmigen Muster
angeordnet sind, um der Anordnung der in einem runden Kabel gehaltenen
Leiter näher
zu kommen. Bei der Erfindung von Schachtebeck wird jedoch versucht,
jeden einzelnen Leiter zu isolieren, und offensichtlich ist es erforderlich,
alle Leiterpaare vor dem Anschluss an den Verbinder aufzuteilen.
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Ein
weiteres Problem, an welchem mit modularen Steckern abgeschlossene
Kabel jeder Art kranken, ist das Übersprechen zwischen den Kommunikationskanälen, welche
von den Leiterpaaren dargestellt werden. Die Buchsenfedern, die
Leiter und die Steckeranschlusskontakte in der Nähe der Buchsenfedern liegen
generell sehr nahe beieinander und exponiert zueinander, wodurch
sich die Möglichkeit
ergibt, dass elektrische Signale von einem Kanal, d. h. einem Leiterpaar,
auf einen anderen Kanal gekoppelt werden, d. h. ein Übersprechen.
Das Übersprechen wird
besonders schwerwiegend, wenn die Leiter hochfrequente Signale führen, und
beeinträchtigt
die Signalqualität
und das Gesamtrauschverhalten.
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Außerdem sind
die wirtschaftlichen Aspekte des Erfordernisses, dass der Installateur
gemäß dem Stand
der Technik die verdrillten Leiterpaare trennt und diese auf ihre
richtigen Anschlüsse
in dem Stecker führt,
beträchtlich.
Selbst wenn der Installateur, Spleißer oder ein anderer Bearbeiter
die Leiter exakt anordnet, erfordert das Erzielen dieser Genauigkeit für ihn oder
sie einen beträchtlichen
Zeitaufwand. So kann sich an einem einzigen Arbeitstag die Zeit
und somit das Geld enorm aufsummieren, die benötigt wird, um die Leiter richtig
zu führen.
Dort, wo tausende solcher Verbindungen täglich hergestellt werden und
zumindest Hunderte von Montierern damit beschäftigt sind, ist auch zu verstehen,
dass eine etwaige Zeiteinsparung bei der Montage des Steckers von beträchtlicher ökonomischer
Bedeutung sein kann.
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Dementsprechend
besteht ein Bedarf an einem modularen Hochfrequenzstecker, mit dem
ein standardmäßiges rundes
Kabel abgeschlossen werden kann und der eine einfach zu übersehende Schnittstelle
zwischen den Leitern in dem Kabel und den Steckeranschlusskontakten
bereitstellt, und zwar mit beträchtlich
weniger Montagezeit als zuvor, während
gleichzeitig eine Zugentlastung für das Kabel bereitgestellt
wird. Außerdem
ist es wünschenswert,
dass mit einem solchen Stecker durch eine selektive Abstimmung das Übersprechen
optimiert werden kann. In diesem Zusammenhang bedeutet Optimieren
eine Reduzierung des Übersprechens
in dem Stecker oder eine Bereitstellung eines vorgegebenen Grades
an Übersprechen,
um auf die Erfordernisse einer Buchse angepasst zu sein, die dafür ausgelegt ist,
einen erwarteten Grad an Übersprechen
aufzuheben.
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US-Patent
5,505,638 beschreibt ein Telefonsteckermodul, das einen Steckerkörper sowie
einen Einsatz umfasst, der in den Steckerkörper eingefügt ist, um eine Telefonleitung
zu halten. Der Einsatz gestattet es, die Leiter jeweils an Kontaktmetallstreifen in
Nuten an dem Steckerkörper
zu befestigen. Der Steckerkörper
weist an der Innenseite ein nach unten gerichtetes Positionierungsloch,
eine vertikale Anschlagöffnung
und einen hinteren Flansch sowie ein abgeschrägtes Endstück an der Außenseite
auf.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Entsprechend
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kommunikationsstecker wie
in Anspruch 1 definiert zur Verfügung
gestellt.
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Die
vorliegende Erfindung besteht in einem Hochfrequenz-Kommunikationsstecker,
welcher mehrere Merkmale umfasst, die darauf abzielen, die im Vorstehenden
diskutierten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden
und die zuvor erwähnten Anforderungen
zu erfüllen.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden bei einer bevorzugten Ausführungsform
derselben diese Nachteile durch einen Kommunikationsstecker behoben,
der zwei Gehäusekomponenten
umfasst: eine Buchsenanschlussgehäusekomponente und eine Zugentlastungsgehäusekomponente.
Das Buchsenanschlussgehäuse
ist dafür
ausgelegt, den Typ von Buchse zu ergänzen, in welchen der Stecker
eingefügt
wird, und weist eine Mehrzahl von Schlitzen zur Aufnahme der Buchsenfedern
auf, die in dessen Oberseite angeordnet sind. Die Zugentlastungsgehäusekomponente nimmt
das Kabel auf, welches die abzuschließenden Leiter führt, und
ist an dem Buchsenanschlussgehäuse
befestigt. Eine Mehrzahl von Schneidklemmen, deren elektrische Eigenschaften
(d. h. Kapazität
und Induktivität)
abstimmbar sind, sind in den beiden Gehäusekomponenten umschlossen,
wenn der Stecker zusammengebaut ist. Diese Schneidklemmen werden
von einem Schneidklemmenträger
gehalten, welcher ein Ende jeder Schneidklemme mit einem durch das
Zugentlastungsgehäuse
gehaltenen Leiter ausrichtet und das andere Ende jeder Schneidklemme
in einem einzigartigen Schlitz in dem Buchsenanschlussgehäuse ausrichtet.
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Entsprechend
einem Merkmal der vorliegenden Erfindung teilt das Zugentlastungsgehäuse die Leiter
in eine im Wesentlichen runde oder radiale Anordnung auf, wodurch
die elektrische Störung
zwischen den Leitern minimiert wird. Darüber hinaus entspricht die Form
der runden Anordnung im Wesentlichen der Lage der Leiter in einem
runden Kabel, wodurch sich beträchtliche
Reduzierungen der Montagezeit und elektrische Verbindungen mit höherer Qualität ergeben,
während
sich die Zeit minimiert, die ein Montierer (Installateur) für das Sortieren
und Führen
der einzelnen. Leiter braucht.
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Entsprechend
einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kommt in dem Buchsenanschlussgehäuse ein
Positionierungsblock zur Anwendung, der mit Kerben zusammenwirkt,
die maschinell in die abstimmbaren Schneidklemmen eingearbeitet
sind, um die Schneidklemmen in den in dem Buchsenanschlussgehäuse enthaltenen
Schlitzen auf eine einheitliche Höhe auszurichten, wodurch ein
aus einer Fehlausrichtung resultierendes, unbeabsichtigtes Übersprechen
minimiert wird.
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Ein
Verankerungsblock ist an der Oberseite des Zugentlastungsgehäuses angeordnet,
welcher sich nach unten, in die durch das Gehäuse definierte Kammer hinein
schwenken lässt,
um an dem Kabel derart in Anlage zu kommen, dass Zugbelastungen, die
von außerhalb
des Kommunikationssteckers auf das Kabel ausgeübt werden, nicht auf die elektrischen
Verbindungen im Inneren des Steckers übertragen werden.
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Zum
einfachen Entfernen des Steckers aus einer Buchse können ein
Verrastungselement und ein Verrastungsarm, die an der Unterseite
des Buchsenanschlussgehäuses
angebracht sind, über
einen Auslöser
an dem Zugentlastungsgehäuse,
welcher den Verrastungsarm überlappt,
betätigt
werden. Der Auslöser,
der sich in der Nähe
des Kabelendes des Steckers befindet, erfordert weniger manuelle
Fingerfertigkeit zur Bedienung als das Manipulieren des Verrastungselements
direkt, wie es derzeit bei den meisten Steckeranordnungen entsprechend
dem Stand der Technik erfolgt.
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Weitere
Vorteile werden anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen
offensichtlich werden:
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 stellt
eine perspektivische Ansicht des Hochfrequenz-Kommunikationssteckers
entsprechend der vorliegenden Erfindung dar;
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2 ist
eine auseinandergezogene Ansicht des Hochfrequenz-Kommunikationssteckers
entsprechend der vorliegenden Erfindung, welche das Buchsenanschlussgehäuse, das
Zugentlastungsgehäuse,
den Schneidklemmenhalter und die abstimmbaren Schneidklemmen darstellt;
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3 stellt
eine perspektivische Ansicht des Buchsenanschlussgehäuses dar;
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4 stellt
eine perspektivische Ansicht des Zugentlastungsgehäuses dar;
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5a stellt
eine Vorderansicht des Zugentlastungsgehäuses dar, welche die Kanäle zur Aufnahme
der einzelnen Leiter und der Schneidklemmen zeigt;
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5b stellt
eine Seitenansicht des Zugentlastungsgehäuses von einer Seite aus dar,
welche die Position des Verankerungsblocks zeigt;
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5c stellt
eine Rückansicht
des Zugentlastungsgehäuses
dar, welche das Ende zeigt, an dem das Kabel oder die Anschlussleitung
in das Gehäuse
eintritt;
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5d stellt
eine Draufsicht des Zugentlastungsgehäuses dar, welche die Oberseite
des Gehäuses
zeigt;
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5e stellt
eine detaillierte Querschnittsansicht des Verankerungsblocks in
Anlage an einem Kabel oder einer Anschlussleitung dar;
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6 stellt
eine perspektivische Ansicht der abstimmbaren Schneidklemmen dar,
so wie sie ausgerichtet sind, wenn sie sich in dem Buchsenanschlussgehäuse befinden;
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7a stellt
eine Draufsicht der abstimmbaren Schneidklemmen dar;
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7b stellt
eine Seitenansicht der abstimmbaren Schneidklemmen dar, welche die
elektrisch wesentlichen Bereiche zusammen mit der Lagebeziehung
der Schneidklemmen zu dem Positionierungsblock zeigt;
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7c stellt
eine Vorderansicht dar, welche die Leiteranschluss-Schnittstellenenden
der Schneidklemmen zeigt;
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8 stellt
eine perspektivische Ansicht des Schneidklemmenträgers zum
Führen
und Halten der Schneidklemmen dar;
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9 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die Lagebeziehung zwischen
den abstimmbaren Schneidklemmen und dem Schneidklemmenträger zeigt;
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10 stellt
eine perspektivische Ansicht der in dem Schneidklemmenträger angeordneten, abstimmbaren
Schneidklemmen von hinten dar;
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11 stellt
eine perspektivische Ansicht der in dem Schneidklemmenträger angeordneten
abstimmbaren Schneidklemmen dar;
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12 stellt
eine Querschnittsansicht des Buchsenfedergehäuses dar; und
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13 stellt
eine Vorderansicht des Buchsenfedergehäuses gemäß der Erfindung dar.
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Detaillierte Beschreibung
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
eines Hochfrequenz-Kommunikationssteckers
entsprechend der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt.
Der Hochfrequenz-Kommunikationsstecker 12 umfasst
zwei hauptsächliche
Gehäusekomponenten: ein
Buchsenanschlussgehäuse 15 und
ein Zugentlastungsgehäuse 30,
die vorzugsweise beide aus einem geeigneten Kunststoffmaterial hergestellt
sind. Das Buchsenanschlussgehäuse 15 umfasst
eine im Wesentlichen hohle Schale mit Seitenwänden sowie einer oberen und
einer unteren Wand und enthält eine
Mehrzahl von Schlitzen 17 in einem Ende zur Aufnahme von
Buchsenfedern, die in einem Wandanschlussblock oder einer anderen
Einrichtung, die eine Buchsenschnittstelle enthält, enthalten sind (siehe 3). Die
Anzahl der Schlitze 17 und die Abmessungen des Buchsenanschlussgehäuses 15 hängen von
der Anzahl der abzuschließenden und/oder
anzuschließenden
Leiter und der Gestalt der Buchse in dem Anschlussblock ab. Für die meisten
Anwendungen bleibt die generelle Gestalt des Buchsenanschlussgehäuses 15 konsistent,
wobei sich die Anzahl der Schlitze und die Gesamtbreite desselben
in Relation zu der Anzahl von Leitern ändert. Um den Kommunikationsstecker 12 in
einer Buchse zu befestigen, weist das Buchsenanschlussgehäuse 15 ein
elastisches Verrastungselement 19 und einen Verrastungsarm 21 auf,
die sich von dessen Unterseite aus erstrecken. Da das Verrastungselement 19 nur
an einem Ende an dem Buchsenanschlussgehäuse 15 befestigt ist,
kann eine Hebelkraft auf den Arm 21 ausgeübt werden,
um die Verriegelungskanten 23 anzuheben oder abzusenken.
Wenn das Buchsenanschlussgehäuse 15 in
eine Buchse eingefügt
wird, kann im Hinblick auf ein einfacheres Einfügen ein Druck auf den Arm 21 ausgeübt werden, wobei,
wenn dieser aufgehoben wird, der Arm 21 und die Verriegelungskanten 23 in
ihre verriegelnde Stellung zurückkehren
können.
Sobald das Buchsenanschlussgehäuse 15 in
der Buchse sitzt, kann der Arm 21 losgelassen werden, was
bewirkt, dass die Verriegelungskanten 23 hinter einer Platte
gehalten werden, welche die Frontseite der Buchse bildet, was bei solchen
Buchsen generell Standard ist, wodurch die Verbindung gesichert
wird. In ähnlicher
Weise kann das Buchsenanschlussgehäuse 15 gelöst werden, und
zwar durch eine auf den Arm 21 wirkende Hebelkraft, um
die Verriegelungskanten 23 hinter der Buchsenplatte freizugeben,
sodass das Buchsenanschlussgehäuse 15 entfernt
werden kann.
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Die
zweite Gehäusehauptkomponente
ist das Zugentlastungsgehäuse 30,
das vorzugsweise aus geeignetem Kunststoffmaterial besteht. Das
Zugentlastungsgehäuse 30 weist
eine rechteckige Öffnung 36 auf,
die den Eintritt eines Kabels oder einer Anschlussleitung ermöglicht,
welche die abzuschließenden
Leiter führt.
Die Oberseite des Zugentlastungsgehäuses 30 weist eine Öffnung 40 auf,
welche am Bereitstellen der Zugentlastungsfunktionalität beteiligt
ist, wie später
noch eingehender erklärt
wird. Zwei seitliche Öffnungen 25 werden
genutzt, um das Zugentlastungsgehäuse 30 an dem Buchsenanschlussgehäuse 15 zu
befestigen. Ein zweites Paar seitlicher Öffnungen 26 wird genutzt,
um den Träger 84 (siehe 2)
an dem Buchsenanschlussgehäuse 15 zu
befestigen. Diese beiden Verbindungen werden später noch diskutiert. Im Hinblick
auf ein leichtes Entfernen des Kommunikationssteckers 12 aus einer
Buchse erstreckt sich ein Auslöser 32 in
solcher Weise von der Unterseite des Zugentlastungsgehäuses 30 aus,
dass er den Arm 21 überlappt,
wenn die beiden Gehäusekomponenten 15 und 30 zusammengefügt sind,
wie in 1 zu sehen ist. Durch diese Überlappung kann der Arm 21 über einen
Druck auf den Auslöser 32 betätigt werden,
wodurch wiederum der Arm 21 in die Entriegelungsstellung
heruntergedrückt
wird, was für
den Nutzer wegen seiner Position zum Kabelende des Kommunikationssteckers 12 hin
bequemer ist. Abgesehen von der Bequemlichkeit bietet der Auslöser 32 ein
wichtiges Merkmal zur Vermeidung von Verhakungen für den Arm 21.
Es ist nicht ungewöhnlich,
dass viele Computer oder Kommunikationsgeräte zusammen verwendet werden.
Dies kann oft zu einem Gewirr aus Kabeln und elektrischen Anschlussleitungen
führen. Leider
neigt der Arm 21 dazu, andere Kabel oder Anschlussleitungen
zwischen sich und dem Steckerkörper
einzuschließen,
was zu einer Beschädigung
an dem Arm 21 oder zu einem Abbrechen des Arms 21 von
dem Stecker insgesamt führt.
Dadurch jedoch, dass der Auslöser 32 den
Arm 21 überlappt,
hält er andere
Kabel oder Anschlussleitungen davon ab, zwischen entweder den Arm 21 oder
den Auslöser 32 und
den Steckerkörper
zu gelangen und verhindert dadurch effektiv eine potentielle Beschädigung durch Verhaken.
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Nehmen
wir nun Bezug auf 2, so sind in dieser die internen
Bestandteile des Kommunikationssteckers 12 gezeigt. Zwischen
den beiden Gehäusekomponenten 15 und 30 ist
ein Träger 84 eingeschlossen,
welcher Kanäle
oder Nuten aufweist, um eine Mehrzahl von abstimmbaren Schneidklemmen 70 zu
halten. Um den Träger 84 an
dem Buchsenanschlussgehäuse 15 zu
befestigen, weist der Träger 84 zwei
Eingriffselemente 87 auf, die am besten in 8 gezeigt
sind (nur ein Eingriffselement ist gezeigt), welche zur Aufnahme
in den im Buchsenanschlussgehäuse 15 vorgesehenen Öffnungen 26 konfiguriert
sind. Die abstimmbaren Schneidklemmen 70 weisen sowohl
ein Schneidklemmanschluss(IDC)-Ende 72 zur elektrischen
Verbindung mit den Leitern von dem Kabel als auch ein Buchsenanschlussende 78 zur
elektrischen Verbindung mit den Buchsenfedern in der Buchse auf.
Die abstimmbaren Schneidklemmen 70 sind in Nuten 86 des Schneidklemmenträgers 84 derart
angeordnet, dass die IDC-Enden 72 zum Zugentlastungsgehäuse 30 hin
angeordnet sind und die Buchsenanschlussenden 78 zum Buchsenanschlussgehäuse 15 hin
angeordnet sind, zur Ausrichtung in den Schlitzen 17 des Gehäuses 15. 3 stellt
die Ausrichtung der Schneidklemmen 70 dar, wenn der Träger 84 in
das Gehäuse 15 eingefügt ist.
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ZUGENTLASTUNGSGEHÄUSE
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Das
Zugentlastungsgehäuse 30 soll
nun unter hauptsächlicher
Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben
werden. Das Gehäuse 30 ist
dafür ausgelegt,
ein Kabel aufzunehmen, welches abzuschließende Leiter führt, und
zwar durch eine rechteckige Öffnung 36 hindurch
(siehe 1) und durch den Kanal 34 hindurch zu
der runden Kabeldurchführung 38 (siehe 5c).
Die runde Durchführung 38 ist
dafür ausgelegt,
ein rundes Kabel aufzunehmen, welches Leiter führt, die in im Wesentlichen
kreisförmiger
Art angeordnet sind. Durch die rechteckige Öffnung 36 jedoch kann auch
ein bandartiges Kabel abgeschlossen werden, indem der äußere Mantel
desselben abgestreift wird und nur die umhüllten Leiter durch die runde
Durchführung 38 durchgeführt werden.
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Eine
Mehrzahl von Vorsprüngen
oder Zinken umgibt die runde Durchführung 38 und erstreckt
sich vom Stirnende des Gehäuses
aus, wobei diese Aufteilungszinken 46 und Leiterseparierungszinken 48 umfassen.
Wie am besten in 5a gezeigt ist, bestimmen diese
Zinken eine Mehrzahl von Leiterkontrollkanälen 50 zur Aufnahme
der isolierten Leiter von dem Kabel. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist die Gestaltung der Zinken dafür ausgelegt, ein Kabel mit
acht Leitern abzuschließen,
das aus vier Leiterpaaren besteht. Jedes Leiterpaar richtet sich
natürlich
zu einer separaten Ecke aus, wobei die Leiterseparierungszinken 48 einen
Leiter von dem anderen in dem gleichen Paar trennen und die Aufteilungszinken 46 die
Leiterpaare voneinander trennen. Die Aufteilungszinken 46 sind
vorzugsweise breiter als die Leiterseparierungszinken 48,
um die Wahrscheinlichkeit einer Übersprechstörung zwischen
den Leiterpaaren zu minimieren. Abgesehen davon, dass sie Leiterkontrollkanäle 50 definieren,
bestimmen die Zinken, die gegabelt sind, außerdem IDC-Kontrollkanäle 52 zur Aufnahme
der IDC-Enden 72 der abstimmbaren Schneidklemmen 70 (siehe 7 und 9), welche
eine elektrische Verbindung mit den Kabelleitern herstellen. Die
abstimmbaren Schneidklemmen 70 und deren IDC-Enden 72 werden
später detaillierter
diskutiert.
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Wie
in 5a zu erkennen ist, führt das Anordnen der Leiterpaare
zu getrennten Ecken hin zu einer im Wesentlichen radialen oder runden
Anordnung. Diese runde Gestaltung ist insbesondere vorteilhaft zum
Abschließen
runder Kabel, da die Leiter bereits in einer allgemein runden Weise
angeordnet sind. Wie zuvor diskutiert besteht ein Problem, dem sich
ein Monteur beim Abschließen
eines runden Kabels gegen sieht, in der Zuordnung der Leiterpaare aus
ihrer Lage in dem Kabel in eine lineare Anordnung zum Verbinden
mit einem modularen Stecker. Die runde Gestaltung der vorliegenden
Erfindung ermöglicht
es einem Techniker, lediglich das Kabel zu drehen, bis die Leiter
mit den gewünschten
Leiterkontrollkanälen 50 ausgerichtet
sind, ohne dass die Leiter überkreuzt
werden müssen.
Ferner reduziert die runde Gestaltung die Variabilität beim Abschließen eines
Kabels, indem die Lage der einzelnen Leiter räumlich über die Kontrollkanäle 50 definiert
ist. Jedes Aderpaar bedient einen anderen Signalkanal und ist in
einfacher Weise identifizierbar, beispielsweise durch Farbcodierung,
sodass diese richtig in der radialen Anordnung platziert werden
können,
zur Verbindung mit den entsprechenden Schneidklemmen (siehe beispielsweise 7a und 7c).
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Ein
weiterer Vorteil des Zugentlastungsgehäuses 30 besteht darin,
dass keines der Leiterpaare aufgeteilt zu werden braucht, d. h.
jeder Leiter des Paares zu einer anderen Stelle geführt wird,
wenn diese an den Kontrollkanälen 50 angeschlossen
werden. Wie später
noch klargestellt wird, führen
die abstimmbaren Schneidklemmen 70 und der Träger 84 die Übersetzung
aus einer runden Anordnung von Leitern zu einer linearen Anordnung,
Seite an Seite, der Buchsenfederkontakte aus. Da sich auf Seiten des
Monteurs das Erfordernis erübrigt,
eines der Leiterpaare aufzuteilen und dadurch Überkreuzungen zu schaffen,
werden noch zuverlässigere
Verbindungen erzeugen, indem dieser Zuordnungsschritt wegfällt. Insofern,
als das Zugentlastungsgehäuse 30 eine
Leiterschnittstelle bereitstellt, welche eine minimale Störung der
radialen Anordnung der Leiter aus dem runden Kabel erfordert, und
die Aufteilungszinken 46 genutzt werden, um die Leiterpaare
in größtmöglichem
Ausmaß voneinander
zu isolieren, wird ein Übersprechen
zwischen den Leitern minimal gehalten, wodurch die Signal/Rausch-Verhältnisse
für die
Leiterpaare maximiert werden.
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Das
Zugentlastungsgehäuse 30 bietet
eine Zugentlastung für
ein abgeschlossenes Kabel mit Hilfe eines Verankerungsblocks 42.
Der Verankerungsblock 42, welcher eine Oberfläche 41 zur
Anlage an dem Kabel aufweist, ist anfänglich in einer Öffnung oder
Kammer 40 in der Oberseite des Zugentlastungsgehäuses 30 angeordnet.
Wie in den 5b und 5e gezeigt
ist, wird der Verankerungsblock 42, wenn er sich in seiner
funktionslosen Stellung befindet, über ein Scharnier 43 und
(nicht gezeigte) temporäre
Seitenlappen, die sich von den die Öffnung 40 bildenden
Wänden
aus erstrecken, in der Öffnung 40 gehalten.
Wenn sich das Kabel an seinem Platz in der Durchführung 34 befindet
und bereit ist, befestigt zu werden, wird von den Installateur oder
Monteur eine nach unten gerichtete Kraft auf den Verankerungsblock 42 ausgeübt, sodass
der Verankerungsblock 42 zusammengedrückt wird und um das Gelenk 43 herum
geschwenkt wird, bis er in die Durchführung 34 eintritt,
sodass die Oberfläche 41 im
Wesentlichen parallel zu der durch die Kammer 34 definierten
Achse liegt (siehe 5e). In dieser Stellung kommt
die Oberfläche 41 in
Anlage an den Kabelmantel, sodass das Kabel fest in der Kammer 34 gehalten
wird, die strukturelle Integrität
des Kabels aber nicht übermäßig beansprucht
wird. Sobald er sich in der Kammer 34 befindet, nimmt der
Verankerungsblock 42 tendenziell wieder seine ursprüngliche
Gestalt an, und ein Teil desselben kommt in Anlage an der Oberseite 39 der
die Kammer 34 bildenden Wand, wie in 5e gezeigt
ist. Sobald er sich in seiner Funktionsstellung befindet, verhindert
der Verankerungsblock 42 effektiv, dass eine relative Bewegung
zwischen dem Zugentlastungsgehäuse 30 und
dem Kabel außerhalb
des Gehäuses
die Kabelposition innerhalb des Gehäuses beeinträchtigt.
Der gerade beschriebene Verankerungsblock ist Gegenstand des US-Patents
5,186,649 von Fortner et al., welches hier durch Bezugnahme einbezogen
wird.
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Das
Zugentlastungsgehäuse 30 und
das Buchsenanschlussgehäuse 15 werden
durch Ausrichtung der Positionierungsführungen 56 (siehe 4 und 5d),
die sich von dem Zugentlastungsgehäuse 30 aus erstrecken,
in komplementären Positionierungskanälen 27 in
dem Buchsenanschlussgehäuse 15 (siehe 3)
miteinander verbunden. Sobald die beiden Gehäuseteile ausgerichtet sind
und zusammengedrückt
werden, schnappen die Befestigungsklemmen 54 in die seitlichen Öffnungen
oder Verriegelungsschlitze 25 in dem Buchsenanschlussgehäuse 15 ein,
für eine
enge und sichere Passung. Das Trennen der beiden Gehäuse erfordert einen
gleichzeitigen, nach innen gerichteten Druck auf die Befestigungsklemmen 54 und
ein Auseinanderziehen der beiden Gehäuseteile. Sobald die Befestigungsklemmen 54 aus
den seitlichen Öffnungen 25 freigekommen
sind, lassen sich die Gehäuseteile einfach
trennen.
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Wenn
die beiden Teile, das Zugentlastungsgehäuse 30 und das Buchsenanschlussgehäuse 15 mit
dem die Schneidklemmen 70 enthaltenden Träger 84 in
seiner Position in dem Gehäuse 15 zusammengedrückt werden,
werden die Adern in ihren Kanälen
in dem Gehäuse 30 jeweils
in einen entsprechenden IDC gedrückt,
der zur Aufnahme derselben positioniert ist, wodurch die Verbindung
zwischen einer Ader und ihrer entsprechenden Schneidklemme 70 vervollständigt wird.
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ABSTIMMBARE SCHNEIDKLEMMENSTRUKTUR
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Nehmen
wir nun Bezug auf die 6 und 7a bis 7c,
so ist in diesen eine Übersprechanordnung,
welche eine abstimmbare Schneidklemmenstruktur umfasst, zur Nutzung
in einem Hochfrequenz-Kommunikationsstecker 12 gezeigt.
Die dargestellte Ausführungsform
ist zum Abschließen
eines Kabels mit acht Leitern vorgesehen, in welchem die Leiter 70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f, 70g und 70h in
vier Leiterpaaren I, II, III und IV angeordnet sind. Die abstimmbare Schneidklemmenstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht aus vier Paaren leitfähiger Elemente, welche abstimmbare
Schneidklemmen 70 umfassen. Die abstimmbaren Schneidklemmen 70 weisen
IDC-Enden 72 zum elektrischen Verbinden mit den Leitern
aus dem Kabel auf, wie vorstehend diskutiert worden ist, sowie Federn
kontaktierende Buchsenanschlussenden 78, die bei der bevorzugten
Ausführungsform
vorteilhafterweise gegabelt sind, um elektrische Verbindungen mit
Buchsenfedern herzustellen, die in einer Buchse oder Dose gehalten
werden und Positionierungsschlitze in den Enden bilden.
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Jedes
IDC-Ende 72 ist gegabelt und umfasst zwei längliche
Zinken 74, die zwischen sich einen schmalen Schlitz 76 bilden.
Die Spitzen der beiden Zinken 74 sind abgeschrägt, um die
Aufnahme eines isolierten Leiters aus dem Kabel zu erleichtern,
und die Innenkanten der Zinken weisen scharfe Ränder auf, um durch die Isolation
des Leiters zu schneiden.
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Die
IDC-Enden werden geometrisch derart in dem Schneidklemmenträger 84 angeordnet,
dass sie der Konfiguration der IDC-Kontrollkanäle 52 in dem Zugentlastungsgehäuse 30 entsprechen
(siehe 5a und 7c), und
zwar werden sie in solcher Weise durch den Träger 84 angeordnet,
wie später noch
diskutiert wird. Im Einsatz sind die Doppelzinken 74 derart
in ihrem entsprechenden IDC-Kontrollkanal 52 angeordnet,
dass die beiden Zinken einen Leiter umspannen, der in einem zugehörigen Leiterkontrollkanal 50 gehalten
wird (siehe 5a), und durch dessen Isolation
schneiden, um einen elektrischen Kontakt herzustellen. Der Schlitz 76 ist
ausreichend schmal, um sicherzustellen, dass die Isolation des Leiters
durch die Doppelzinken 74 durchtrennt wird, wenn der Leiter
in dem Schlitz 76 aufgenommen wird, sodass die Zinken sich
in elektrischem Kontakt mit den Adern oder Leitern befinden. In
vorteilhafter Weise wird eine sehr zuverlässige elektrische Verbindung
gebildet, wobei im Wesentlichen die gesamte Leiterisolation an ihrem
Platz verbleibt.
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Wie
bereits diskutiert kann das Übersprechen
zwischen Leitern für
modulare Stecker problematisch werden, insbesondere wenn diese bei
hohen Frequenzen betrieben werden. Bei der vorliegenden Erfindung
können
jedoch die abstimmbaren Schneidklemmen 70 "abgestimmt" werden, um das Übersprechen,
das auftreten kann, zu optimieren, indem die zwischen den Schneidklemmen
entwickelte induktive und kapazitive Kopplung variiert wird. Die
abstimmbaren Schneidklemmen 70 weisen drei Bereiche zum
Anpassen der elektrischen Eigenschaften der Vorrichtung auf, wie
in 7b gezeigt ist: den kapazitiven Kopplungsbereich 92,
den induktiven Kopplungsbereich 94 und den Isolationsbereich 96.
Der kapazitive Kopplungsbereich 92 befindet sich am Buchsenanschlussende 78.
In diesem Bereich ist jede Schneidklemme bei einer Plattenposition 90 derart
geformt, dass die Schneidklemmen zu im Wesentlichen parallelen Platten
ausgebildet sind, die voneinander beabstandet sind. Wenn elektrische
Signale geführt
werden, bilden diese Platten Kondensatoren, welche eine kapazitive
Kopplung von Signalen zwischen den Schneidklemmen bewirken, wodurch Übersprechen.
erzeugt wird. In ähnlicher
Weise werden, da eines der Leiterpaare aufgeteilt werden muss (üblicherweise
das in 7a mit 70e und 70f bezeichnete),
wenn die Leiter nebeneinander ausgerichtet werden, die beiden abstimmbaren Schneidklemmen 70e und 70f die
anderen Schneidklemmen kreuzen müssen
(siehe 6 und 7a), wodurch induktives Übersprechen
erzeugt wird. Jede dieser Schneidklemmen 70e und 70f ist
mit einem u-förmigen
Abschnitt 93 beziehungsweise 95 ausgebildet, welcher
eine induktive Schleife in dem induktiven Kopplungsbereich 94 bildet.
Diese induktive Schleife hat die Funktion, Übersprechen zu erzeugen. Der
Isolationsbereich 96, in welchem die Schneidklemmen gut
beabstandet und voneinander isoliert sind, umfasst den Rest der
abstimmbaren Schneidklemmen 70 zwischen den beiden Enden.
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Basierend
auf der beabsichtigten Anwendung und den speziellen Frequenzen der
zu tragenden Signale kann der Steckerhersteller die Kapazität und die
Induktivität
manipulieren, die sich zwischen den Schneidklemmen entwickelt, um
die Auswirkungen des Übersprechens
zu optimieren. Beispielsweise kann die Kapazität zwischen einem beliebigen Paar
benachbarter Schneidklemmen in dem kapazitiven Kopplungsbereich 92 angepasst
werden, indem der Flächeninhalt
der Schneidklemmenplatten 90 in diesem Bereich geändert wird,
der Abstand zwischen den Schneidklemmenplatten 90 geändert wird
oder das Material, das die Schneidklemmenplatten trennt, in ein
alternatives Material mit einer anderen Dielektrizitätskonstante
geändert
wird, oder indem einfach der Zwischenraum zwischen den Platten frei
gelassen wird. In dem induktiven Kopplungsbereich 94 kann
die Länge
der induktiven Schleifen geändert werden,
ebenso wie das Material, welches die Schleifen trennt. Schließlich kann,
als weitere Anpassung der elektrischen Eigenschaften, die Lage des
kapazitiven Kopplungsbereichs 92, des induktiven Kopplungsbereichs 94 und
des Isolationsbereichs 96 variiert werden. Diese verschiedenen
Anpassungen werden während
der Gestaltung und Herstellung der Schneidklemmen und des Schneidklemmenträgers vorgenommen.
Diese Komponenten können
also eigentlich in einer Familie mit geringfügig unterschiedlichem Aufbau
in Abhängigkeit
von der beabsichtigten Betriebsfrequenz zusammengefasst werden.
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Während es
bei zukünftigen
Anwendungen wahrscheinlich wünschenswert
sein wird, praktisch das gesamte Übersprechen in dem Kommunikationsstecker
auszuschließen,
erfordern Altsysteme (d. h. derzeitige Buchsen) einen vorgegebenen
Betrag an Übersprechen
in dem Stecker für
ein optimales Leistungsverhalten. Altbuchsen sind derart ausgelegt, dass
sie ein Übersprechen
in dem Kommunikationsstecker kompensieren; ein gut ausgelegter Stecker sollte
also Übersprechen
erzeugen, das dem in der Buchse genutzten komplementär ist, sodass
sich die beiden Übersprechsignale
bei Überlagerung
gegenseitig auslöschen.
Zusätzlich
zum Erzeugen des entsprechenden Übersprechens
wird von dem Kommunikationsstecker auch gefordert, dass er bestimmte elektrische
Eigenschaften hinsichtlich TOC-Test (Terminated Open Circuit) erfüllt, wie
sie in den von der IEC (International Electrotechnical Commission)
festgelegten Normen vorgeschrieben sind. Diese Normen setzen effektiv
der zwischen den Schneidklemmen oder Leitern in einem Stecker entstehenden
Kapazität
Grenzen. Unter diesen Vorbedingungen ist der Hochfrequenz-Kommunikationsstecker
entsprechend der vorliegenden Erfindung insbesondere effektiv für Anwendungen,
an denen Altbuchsen beteiligt sind. Beispielsweise können, anstatt
das Übersprechen
durch Anpassung abzustellen, der kapazitive Kopplungsbereich 92,
der induktive Kopplungsbereich 94 und der Isolationsbereich 96 derart
angepasst werden, dass ein vorgegebener Betrag an Übersprechen
erzeugt wird, basierend auf der Betriebsfrequenz und den Charakteristiken
des kompensierenden Übersprechens
der Buchse, in welcher der Stecker genutzt wird. Darüber hinaus
bietet der induktive Kopplungsbereich 94 die Möglichkeit,
das Verhältnis
von induktiver und kapazitiver Kopplung derart anzupassen, dass
der Betrag der kapazitiven Kopplung den IEC-Normen entspricht. Vorteilhafterweise
ist der Kommunikationssprecher entsprechend der vorliegenden Erfindung
sowohl rückwärts kompatibel
zu existenten Buchsen als auch abstimmbar, um Anforderungen zukünftiger
Buchsen oder aufkommender elektrischer Normen Rechnung zu tragen.
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In
der Praxis ist festgestellt worden, dass eine Anordnung des kapazitiven
Kopplungsbereichs 92 und des induktiven Kopplungsbereichs 94 nächstmöglich dem
Buchsenanschlussende 78 am effektivsten ist, da die Buchse
dafür ausgelegt
ist, dem in dem Stecker eingetragenen Übersprechen entgegenzuwirken
oder dieses kompensieren, wie bereits diskutiert worden ist. Verschiebt
man den kapazitiven Kopplungsbereich 92 und den induktiven
Kopplungsbereich 94 von dem Buchsenanschlussende 78 weg, so
wird eine unerwünschte
Verzögerung
beim Auslöschen
des in dem Stecker eingetragenen Übersprechens eingeführt. Durch
den derart verfügbaren
Grad an Abstimmung kann Übersprechen
praktisch reduziert oder angepasst werden; wie bereits diskutiert, besteht
jedoch eine Abhängigkeit
von der Frequenz der Signale, die von den Leitern geführt werden.
Der Monteur kann, wenn gewünscht,
die Kapazität
zwischen zwei benachbarten Platten variieren, indem er ein oder
mehrere Löcher
in eine oder beide Platten bohrt. Dies hat die Auswirkung, dass
die kapazitive Kopplung geringfügig
vermindert wird, um bei der Bemühung,
ein Übersprechen
aufzuheben, eine Überkompensation
zu vermeiden, oder um den IEC-Normen zu entsprechen, welche den
Betrag an kapazitiver Kopplung, der in dem Stecker gestattet ist,
begrenzen.
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Bei
der Schneidklemmenanordnung, wie sie in den 6 und 7a gezeigt
ist, ist zu sehen, dass jede der Schneidklemmen 70n eine
Kapazitätsplatte 90 aufweist
und dass die Schneidklemmen 70e und 70f u-förmige Abschnitte 93 bzw. 95 aufweisen. Die
durch die Abschnitte 93 und 95 gebildeten induktiven
Schleifen erzeugen mehr Übersprechen
als die Schneidklemmen ohne die u-förmigen Abschnitte. Die induktiven
Schleifen haben die Wirkung, den gewünschten Betrag an Übersprechen
in dem Stecker zu erzeugen, um das entgegenwirkende Übersprechen
zu komplementieren, für
das die Buchse ausgelegt ist. Dies ist besonders wesentlich, weil
die IEC-Normen dem Betrag an kapazitiver Kopplung, für den ein
Stecker ausgelegt werden kann, Grenzen setzen. Somit kann das Verhältnis von
kapazitivem zu induktivem Übersprechen
wie gewünscht
angepasst werden.
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Die
Schneidklemmen 70 sind in einer Konfiguration für vier an
diese anzuschließende
Aderpaare gezeigt worden. Es ist zu erkennen, dass die Abstimmbarkeit
der Schneidklemmen mit den diskutierten einzigartigen Eigenschaften
vorteilhaft in anderen Konfigurationen für eine andere Anzahl von Aderpaaren
genutzt werden kann.
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TRÄGER
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Um
die abstimmbaren Schneidklemmen 70 in ihrer richtigen Lage
in Bezug auf das Zugentlastungsgehäuse 30 im Allgemeinen
und die IDC-Kontrollkanäle 52 im
Besonderen zu positionieren, wird der Träger 84 genutzt, wie
er in den 8 bis 11 gezeigt
ist. Der Träger 84 ist
vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff- oder dielektrischen
Material hergestellt, welches für
unterschiedliche elektrische Einsatzfrequenzen verschieden sein
kann. Mit Bezugnahme auf 8 ist in der Oberseite und der (nicht
gezeigten) Unterseite des Schneidklemmenträgers 84 eine Mehrzahl
von Nuten oder Kanälen 86 angeordnet. 9 zeigt
die Lagebeziehung der Schneidklemmen 70 zu dem Schneidklemmenträger 84,
wenn die Schneidklemmen in den Nuten 86 aufgenommen werden.
Der Träger 84 stellt
ein Instrument zur Anpassung der elektrischen Eigenschaften des
kapazitiven Kopplungsbereichs 92, des induktiven Kopplungsbereichs 94 und
des Isolationsbereichs 96 (siehe 7)
wie zuvor diskutiert dar. Beispielsweise haben die Art des Materials,
aus dem der Schneidklemmenträger 84 hergestellt
ist, die Breite zwischen den Nuten 86 und die Lage des
kapazitiven Kopplungs-, induktiven Kopplungs- und des Isolationsbereichs
in Bezug aufeinander alle einen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften
des Steckers und erfordern ein Zusammenwirken zwischen den Schneidklemmen 70 und
dem Schneidklemmenträger 84.
Es ist ins Auge gefasst, dass Steckerentwickler für eine bestimmte
Anwendung die richtige geometrische Gestalt sowohl der Schneidklemmen 70 als
auch des Schneidklemmenträgers 84 in
solcher Weise entwickeln werden, dass das gewünschte elektrische Verhalten
erzielt wird. Beispielsweise könnte
anstatt der Schneidklemmen 70 und des Trägers 84 eine
Drahtleiter-Rahmenstruktur genutzt werden, in welcher die Drähte in solcher
Weise gebogen oder konfiguriert sind, dass die gewünschten elektrischen
Eigenschaften (d. h. Kapazität,
Induktivität)
zwischen den Drähten
erzielt wird. Unabhängig von
der Struktur oder dem verwendeten Träger oder der Art der Leiter
selbst (d. h. Schneidklemme, Draht) sollten die Leiter ausreichend
voneinander isoliert sein, um eine übermäßige Signalkopplung aufgrund des
Betriebs bei hohen Frequenzen zu verhindern.
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Die 10 und 11 bieten
zwei Ansichten der Anordnung aus Schneidklemmen und Träger zusammen.
Diese Figuren veranschaulichen am besten die Übersetzung aus einer im Wesentlichen runden
Anordnung an den IDC-Enden 72 in eine lineare Anordnung
an dem Buchsenanschlussende 78. Für einen Fachmann auf dem Gebiet
sollte klar sein, dass, wenn alternative Typen von Kabeln oder Anschlussleitungen
bevorzugt werden, die Schneidklemmen 70 und der Träger 84 derart
ausgelegt werden können,
dass sie auf die Leiteranordnung in dem Kabel oder der Anschlussleitung
angepasst sind. Sowohl die strukturellen als auch die elektrischen
Vorteile des relativ ungestörten
Beibehaltens der Kabelleiter beim Anschließen an die IDC-Enden 72 wurden bereits
diskutiert.
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Ein
besseres Verständnis
der Funktion der Nuten 86 und der Führung der Schneidklemmen 70 in
diesen ist mit Bezug auf 7a und 7c zu
gewinnen, wobei, obgleich 7a die
Schneidklemmen 70 darstellt, diese gleichfalls eine Abbildung
der Nuten an sowohl der Oberseite als auch der Unterseite des Trägers 84,
von oben betrachtet, darstellen. Die Schneidklemmenanordnung aus 7a ist
zur Nutzung mit einem Kabel vorgesehen, das vier Leiter oder Aderpaare
I, II, III und IV aufweist. In 7c ist zu
sehen, dass die Schneidklemmen für
die Paare II und III in Nuten an der Oberseite des Trägerkörpers 84 liegen
und diejenigen für
die Paare I und IV in Nuten an der Unterseite des Trägerkörpers 84 liegen. Somit
sind die Schneidklemmen für
die Paare I und IV von den Paaren II und III durch ungefähr die Dicke des
Körpers
des Trägers 84 beabstandet.
Nehmen wir auf 7a Bezug und behandeln diese
als eine Abbildung der Nuten in dem Träger 84, so werden
die beiden Schneidklemmen 70g und 70h, welche
an das Aderpaar IV an den Anschlüssen 72 angeschlossen
sind, in der Unterseite des Elements 84 durch die Nuten
gerade zu ihrer Position in der ebenen Anordnung an dem Buchsenanschlussende
an den Anschlüssen
7 und 8 geführt.
Das Schneidklemmenpaar 70a und 70b, welches mit
dem Aderpaar I verbindet, wird durch die Nuten in der Unterseite
des Elements 84 zu den Anschlüssen 4 und 5 geführt, wie in 7a gezeigt
ist.
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Das
Schneidklemmenpaar 70e und 70f, welches mit dem
Aderpaar III verbindet, wird durch die Nuten in der Oberseite des
Trägerkörpers 84 auf
die Anschlüsse
3 bzw. 6 geführt,
sodass bewirkt wird, dass die Anschlüsse für das Paar III diejenigen für das Paar
I umspannen, wie gezeigt ist. Diese Führung hat zum Ergebnis, dass
die Schneidklemme 70f auf der Oberseite die Schneidklemme 70g an
der Unterseite überkreuzt
und dass die Schneidklemme 70e an der Oberseite die Schneidklemmen 70a und 70b an
der Unterseite überkreuzt.
Die sich überkreuzenden
Schneidklemmen sind daher durch die Dicke des Trägers getrennt, wobei dieser
Abstand zu einer geringeren Wechselwirkung zwischen den sich überkreuzenden
Schneidklemmen führt.
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Außerdem wird
das Schneidklemmenpaar 70c und 70d, welches dem
Paar II entspricht, an der Oberseite des Elements 87 direkt
auf die Anschlüsse 1
und 2 geführt.
Diese Führung
bewirkt, dass die Schneidklemme 70d die an der Unterseite
geführte Schneidklemme 70a überkreuzt.
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Es
ist also zu sehen, dass sich durch den Träger 84 ein Übergang
der Schneidklemmen von einer im Wesentlichen radialen Anordnung
zu einer ebenen Anordnung ergibt, wodurch der Installateur von dem
langwierigen Vorgang entlastet wird, die Übergänge selbst auszubilden, was
eine Führung
erfordert, wie sie in 7a gezeigt ist.
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POSITIONIERUNGSBLOCK
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Wenn
die Schneidklemmen 70 in dem Träger 84 montiert sind
und wenn der Träger 84 seinerseits in
dem Buchsenfedergehäuse 15 montiert
ist, sind die Buchsenanschlussenden 78 der Schneidklemmen
in einer im Wesentlichen ebenen Anordnung ausgerichtet, wie am besten
in 10 zu sehen ist, wodurch eine Übersetzung aus einer runden
Anordnung oder Gruppierung von Adern zu einer linearen Anordnung
von Leitern, Seite an Seite, erreicht ist. Insofern, als die Schneidklemmen
in den Nuten oder Kanälen 86 in
dem Träger 84 platziert
sind, aber ansonsten nicht an diesen befestigt sind, ist es wünschenswert,
irgend ein Mittel vorzusehen, um sicherzustellen, dass die ebene
Anordnung der Enden 78 einen gleichmäßigen Satz von Kontakten für die Buchsenfedern
bietet, und zwar ohne Fehlausrichtung.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird eine einheitliche Ausrichtung der
Schneidklemmen 70 und spezieller der Schneidklemmenenden 78 mit
Hilfe eines Positionierungs- und
Ausrichtungsblocks 28 erreicht, wie er am besten in den 12 und 13 zu
sehen ist. Der Block 28 weist eine Mehrzahl von Schlitzen
oder Rippen 101 auf, die gleichmäßig voneinander beabstandet
sind, um die Enden 78 der Schneidklemmen 70 aufzunehmen. Spezieller
schieben sich die Oberseite und die Unterseite der Ausrichtungskerbe 80 in
jeder Schneidklemme an einem Schlitz oder einer Rippe 101 um den
Ausrichtungsblock 28 herum. In dieser Weise wird verhindert,
dass sich die Schneidklemmen 70 seitlich verschieben. Die
Schneidklemmen 70 sind außerdem vertikal ausgerichtet
oder werden, genauer gesagt, mit Hilfe des Blocks 28 daran
gehindert, sich vertikal fehlauszurichten, indem sie derart dimensioniert
sind, dass sie mit den Ausrichtungskerben 80 der verschiedenen
Schneidklemmen 70 in eine Gleitpassung rutschen. Somit
positioniert der Ausrichtungsblock 28 jede Schneidklemme 70 und
fixiert die Lage selbiger in der Anordnung von Schneidklemmen, und
es wird ein richtiger elektrischer Kontakt zwischen dem jeweiligen
Buchsenfederknoten 82 und dessen entsprechender Buchsenfeder
sichergestellt.
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Diese
Anordnung zum Positionieren von Buchsenfederknoten 82 stellt
eine Verbesserung gegenüber
dem Stand der Technik dar, da die Präzision, mit welcher die Schneidklemmen
selbst ausgelegt sind, die endgültige
Schneidklemmenpositionierung garantiert. Im Gegensatz dazu verließ man sich
bei früheren
Verfahren auf Montagewerkzeuge und die richtigen Montagetechniken,
für die
endgültige Schneidklemmenpositionierung.
Beispielsweise ist es üblich,
dass eine Schneidklemme isolationsdurchstechende Zinken aufweist,
die in den Endabschnitt einer isolierten Ader zu drücken sind,
welche in einer Rinne eines Steckerkörpers angeordnet ist. Diese Technik
leidet tendenziell sowohl an Fehlern bei der elektrischen Verbindung
als auch an einer Fehlausrichtung der Schneidklemmen selbst.
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Die
erfindungsgemäßen Prinzipien
sind vorliegend insoweit dargestellt worden, als sie auf einen Kommunikationsstecker
anzuwenden sind. Aus dem Vorstehenden ist leicht zu ersehen, dass
der einzigartige Stecker Arbeitsvorgänge für den Installateur oder einen
anderen Nutzer beim Abschließen
eines Kabels minimiert, egal ob dieses ein flaches, bandartiges
Kabel oder das runde, röhrenartige
ist. Das einzigartige Zugentlastungsgehäuse wird an dem Ende des Kabels
mit einem Minimum an Arbeitsvorgängen angebracht
oder mit diesem verbunden, wobei der einzige Arbeitsvorgang darin
besteht, die Adern des Kabels in einem radialen Muster konisch auszubreiten,
ohne dass Überkreuzungen
oder dergleichen notwendig sind. Der Schneidklemmenträger führt die abstimmbaren
Schneidklemmen derart, dass sich an dessen von dem Kabel entfernten
Ende eine lineare Anordnung von Anschlusskontakten ergibt, und die Schneidklemmen
sind abstimmbar, um Übersprechen
zu kompensieren, das in der Trägeranordnung beinhaltet
ist. Wenn der Träger
in das Buchsenfedergehäuse
eingefügt
wird, stellt der Positionierungsblock sicher, dass die Schneidklemmen
in richtiger Lage fixiert bleiben, und die Montage des Steckers wird
beendet, indem einfach das Zugentlastungsgehäuse und das Buchsenfedergehäuse zusammengedrückt werden,
bis sie verrasten. Die Verrastung erfolgt, nachdem die IDC-Enden
der Schneidklemmen elektrisch mit den angeordneten Adern in dem
Zugentlastungsgehäuse
verbunden worden sind. Somit beschränkt sich die Manipulation durch
den Bearbeiter oder den Installateur auf die anfängliche Anordnung der Adern
in dem Kabel in einem radialen oder runden Muster.
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In
Zusammenfassung der detaillierten Beschreibung sei angemerkt, dass
für Fachleute
auf dem Gebiet offensichtlich sein wird, dass viele Varianten und
Modifikationen der bevorzugten Ausführungsform ausgeführt werden
können,
ohne wesentlich von den Prinzipien der vorliegenden Erfindung abzugehen.
Alle diese Varianten und Modifikationen sollen vorliegend als in
dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den Ansprüchen ausgeführt ist,
eingeschlossen betrachtet werden. Ferner sollen in den nachstehenden
Ansprüchen
entsprechende Strukturen, Materialien, Tätigkeiten und Äquivalente
aller Mittel oder Schritte plus Funktionselemente alle Strukturen,
Materialien oder Tätigkeiten
zum Ausführen
der Funktionen mit anderen beanspruchten Elementen als den speziell
angeführten einschließen.