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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft Telekommunikationsverbinder,
und insbesondere einen Verbinder, welcher aufgerüstet werden kann, um bei höheren Frequenzen
und Datenraten ohne Ersetzung des gesamten Verbinders zu arbeiten.
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Diskussion des Stands
der Technik
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Es besteht ein zunehmender Bedarf
für Telekommunikationsverbinder,
welche zu höheren
Datenübertragungsraten
als den in der Vergangenheit benötigten
fähig sind,
um fortschrittliche drahtgebundene Kommunikationsnetze und Systeme
versorgen zu können.
Verschiedene Lösungsansätze zum
Erzielen höherer
Verbindungsleistungswerte umfassen Konstruktionen, die sieh deutlich
von Verbindern niedrigerer Leistungsfähigkeit unterscheiden, die
von demselben Hersteller hergestellt werden. Somit sind zusätzliche
Ausgaben für
neue Teile, Werkzeuge und Wartung, Befestigungseinrichtungen und
andere Geräte
zur Erzeugung derartiger Verbinder erforderlich. Siehe Beispielsweise
das am 07. Oktober 1997 erteilte U. S. Patent 5, 674, 093.
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Kommunikationsverbinder, welche gedruckte
Schaltungen oder Verdrahtungsplatten zur Erzielung einer hohen Leistungsfähigkeit
enthalten, sind ebenfalls bekannt. Beispielsweise können verschiedene
Konfigurationen von Verdrahtungsleiterbahnen auf den Platten gedruckt
sein, um die Verbinderübertragungseigenschaften
zu verbessern, indem beispielsweise das Übersprechen kompensiert wird,
das durch andere Gegenverbinder induziert wird. In Kommunikationsbuchsen
mit Federbuchsenleitern sind Enden der Buchsenleiter typischerweise
verlötet oder
anderweitig elektrisch mit Anschlüssen auf den Schaltplatten
verbunden.
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Das U. S. Patent 5,647,767 (15. Juli
1997), das einen Kommunikationsverbinder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 beschreibt, stellt eine Verbinderbuchsenanordnung mit Netzsignal-Konditionierungskomponenten,
wie z. B. Drosselspulen, Filterschaltungen und Transformatoren dar,
die in Reihe zu Kontaktanschlüssen
geschaltet sind, welche mit einem Gegenverbinderstecker in Eingriff
stehen. Die Komponenten sind auf einer gedruckten Schaltplatte mit
Kontaktfeldern auf beiden Seiten der Platte angeordnet. Wenn die
Platte entfernt wird, wird jedoch die Buchsenanordnung betriebsunfähig gemacht.
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Es gibt erhebliche Herstellungskosten
und Preisunterschiede zwischen Verbindern mit unterschiedlichen
Leistungswerten. Höhere
Preise für Hochleistungsverbinder
(z. B. nach EIA/TIA 568A, Kategorie 5 spezifizierte Verbinder) reflektieren
den erwähnten
Bedarf nach mehr Einzelteilen pro Einheit, nach größerer Komplexität dieser
Teile und nach deren Zusammenbau. Trotzdem bleibt ein Bedarf für Verbinder
mit relativ niedrigerer Leistung, typischerweise zur Verwendung
in Sprachkommunikationssystemen bestehen, in welchen Verbinder üblicherweise
einen durch EIA/TIA 568A, Kategorie 3 spezifizierten Leistungspegel
besitzen.
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Wegen des aktuellen Bedarfes nach
Kommunikationsverbindern mit unterschiedlichen Leistungsanforderungen
wäre eine
Verbinderkonstruktion, die relativ preiswert modifiziert werden
kann und welche gemeinsame Teile und Montageoperationen verwendet,
sehr erwünscht.
Wie erwähnt,
versuchen Hersteller derzeit unterschiedliche Teile und Werkzeuge
für jede
Verbinderreihe bei einem vorgegebenen Leistungspegel zu verwenden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß enthält ein aufrüstbarer Kommunikationsverbinder
ein Verbindergehäuse und
eine Anzahl von elektrisch leitfähigen
Verbinderanschlüssen,
die von dem Gehäuse
getragen werden. Die Verbinderanschlüsse besitzen erste Endabschnitte
zum Kontaktieren eines Gegenverbinders und zweite Endabschnitte
zum Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen den Verbinderanschlüssen und
außenseitig
angeordneten Schaltungen. Das Verbindergehäuse weist einen Aufrüstkomponentendurchgang
auf, der so dimensioniert und angeordnet ist, daß der eine elektrische Aufrüstkomponente
aufnimmt, wobei die Aufrüstkomponente wenigstens
einen elektrischen Kontaktanschluß aufweist. Wenigstens einer
der von dem Gehäuse
gehaltenen Verbinderanschlüsse
besitzt einen Kontaktabschnitt in dem Bereich des Aufrüstkomponentendurchgangs,
um einen elektrischen Kontakt mit dem Kontaktanschluß der Aufrüstkomponente
herzustellen, wenn sich die Komponente innerhalb des Komponentendurchgangs
befindet.
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Für
ein besseres Verständnis
der Erfindung wird Bezug auf die nachstehende Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen und den beigefügten
Ansprüchen
genommen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen ist:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Kommunikationsverbinders, welche eine
gerade in dem Verbinder zu positionierende elektrische Aufrüstkomponente
gemäße einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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2 eine
Ansicht des Verbinders in einem Querschnitt entlang einer Linie
2-2 in 1;
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3 eine
Seitenansicht im Querschnitt eines Kommunikationsverbinders und
einer elektrischen Aufrüstkomponente
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Kommunikationsverbinders 10 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung. In der dargestellten Ausführungsform ist der Verbinder 10 ein
Telefonkabelbuchsenverbinder mit einer Gesamtkonstruktion ähnlich der
in dem U. S. Patent 5,096,442, erteilt am 17. Mai 1992, offenbarten
Konstruktion, jedoch mit bestimmten Verbesserungen, welche eine
Modifikation des Verbinders 10 gemäß einer Option des Benutzers
zur Verbesserung von dessen elektrischen Verhalten ermöglichen,
wie es nachstehend erläutert wird.
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Der Verbinder 10 besitzt
ein Gehäuse 12 in der
Form eines dielektrischen, d. h., eines elektrisch nicht leitfähigen Materials
(z. B. Polykarbonat, ABS und Gemische davon), wobei das Material
alle zutreffenden Standards im Bezug auf elektrische Isolation und
Entflammbarkeit erfüllt.
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Das Verbindergehäuse 12 besitzt eine
Vorderseitenöffnung 14 für die Aufnahme
eines (in 1 nicht dargestellten)
Gegenverbinders. Eine Anzahl länglich
elektrisch leitfähiger
Verbinderanschlüsse
in der Form von beispielsweise 8 länglichen Federbuchsenkontakten 16a bis 16h wird
von einem Buchsenkontaktblock 18 innerhalb des Gehäuses 12 gehalten.
Die oberen freien Enden der Buchsenkontakte 16a bis 16h sitzen
in entsprechenden vertikalen Schlitzen, welche in einer Teilwand 20 innerhalb
des Gehäuses 12 ausgebildet
sind. Die Schlitze dienen dazu, die Buchsenkontakte 16a bis 16h zu
führen und
voneinander getrennt zu halten, da sie nach unten ausgelenkt werden,
wenn ein Steckverbinder durch die Gehäusevorderseitenöffnung 14 eingeführt wird.
Auf dem Steckverbinder freiliegende Anschlüsse können dann einen elektrischen
Kontakt mit dem ersten Endabschnitt 21 der Buchsenkontakte
innerhalb des Gehäuses 14 herstellen.
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Der Verbinder 10 weist auch
ein zugeordnetes Anschlußgehäuse 30 auf,
welches aus demselben oder einem ähnlichen dielektrischen Material, wie
das Verbindergehäuse 12 ausgebildet
sein kann. Das Anschlußgehäuse 30 ist
an einer Rückseitenoberfläche des
Verbindergehäuses
gemäß Darstellung
in 1 befestigt und umfaßt beispielsweise acht
Buchsenkontaktanschlüsse 32a bis 32h.
Die Buchsenkontaktanschlüsse 32a bis 32h können in der
Form bekannter Schneidklemmverbinder-(IDC)-Anschlüsse haben,
welche es einem (nicht dargestellten) isolierten Draht ermöglichen,
einen elektrischen Kontakt mit einem vorgegebenen der Buchsenkontaktanschlüssen 32a bis 32h herzustellen,
indem der Draht in einem freiliegenden, offenen Schlitz (z. B. in
dem Schlitz 33a in 2).
in dem gegebenen Anschluß nach
unten geschoben wird. In den dargestellten Ausführungsformen sind die Buchsenkontaktanschlüsse 32a bis 32h in
Verbindung mit zwei Endabschnitten 33 der Federbuchsenkontakte 16a bis 16h ausgebildet
und ermöglichen
somit die Herstellung elektrischer Verbindungen zwischen den Buchsenkontakten
und außenseitigen
Schaltkreisen über
Drähte,
die in die Schlitze der Buchsenkontaktanschlüsse eingeführt werden.
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Der Buchsenkontaktblock 18 kann
auch in einem Stück
mit dem Anschlußgehäuse 30 ausgebildet sein,
und in den dargestellten Ausführungsformen ragt
der Buchsenkontaktblock 18 durch eine Öffnung 34 in der Rückseite
des Verbindergehäuses 30 hervor.
Weitere Details bezüglich
des Verbindergehäuses 30,
der Federbuchsenkontakte, Buchsenkontaktanschlüsse und des Buchsenkontaktblockes
können in
dem erwähnten
U. S. Patent 5,096,442 gefunden werden.
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Zum Aufrüsten der elektrischen Leistungseigenschaften
des Verbinders 10 kann eine elektrische Aufrüstkomponente 40,
welche in der Form einer gedruckten Schaltung und einer Schaltplatte
vorliegen kann, in dem Verbinder 10 durch Einführen der
Komponente 40 durch die Vorderseitenöffnung 14 des Verbindergehäuses 12 eingebaut
werden. Die Komponente 40 kann beispielsweise eine ein-
oder mehrlagige dielektrische Platte mit auf eine oder mehrere Lagen
gedruckten Leiterbahnen oder eine beliebige Struktur sein, die Teile
unterstützt
oder enthält,
die elektrisch mit den Buchsenkontakten 16a bis 16e in Wechselwirkung
treten, um die Leistung des Verbinders zu beeinflussen. Derartige
Teile, alleine oder in Kombination mit anderen diskreten Bauelementen, die
von der Komponente 40 gehalten werden, dienen zum Reduzieren
oder Kompensieren des Übersprechens,
welches andererseits zwischen bestimmten von den Buchsenkontakten 16a bis 16h erzeugt
werden könnte,
wenn ein anderer Verbinder mit dem Verbinder 10 verbunden
wird.
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In der offenbarten Ausführungsform
ist ein Aufrüstkomponentenraum
oder Durchtritt 42 in dem Verbindergehäuse 12 in einem Bereich
unmittelbar unterhalb des Buchsenkontaktblockes 18 ausgebildet,
wie es in der Zeichnung zu sehen ist. Wenn die Komponente 40 in
dem Durchgang positioniert wird, bauen ein oder mehrere Kontaktflächen 44 auf
einer Oberseite der Komponente 40 elektrische Verbindungen
mit entsprechenden Kontaktabschnitten 46 auf, die in dem
Buchsenkontakten 16a bis 16h ausgebildet sind.
Gemäß Darstellung
in 2 und 3 können die
Kontaktabschnitte 46 in der Form von "Höckern" in den Buchsenkontakten
vorliegen, welche bogenförmig
unterhalb des Buchsenkontaktblockes 48 hervorstehen und
sich in den Aufrüstkomponentendurchgang 42 in
einem Maß erstrecken,
der ausreicht, um der Oberfläche
der Komponente 40 gegenüberzuliegen,
wenn die Komponente in dem Durchgang 42 angeordnet ist.
Die Kontaktflächen 44 sind so
auf der Komponente 40 angeordnet, daß sie einen elektrischen Kontakt
mit entsprechenden Kontaktabschnitten 46 der Buchsenkontakte
herstellen, wenn die Komponente vollständig im Durchgang 42 eingeführt ist.
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In der Ausführungsform von 1 und 2 ist die
Komponente 40 gegen jede weitere Verschiebung zur Rückseite
des Verbindergehäuses 12 durch eine
hochstehende Lippe 50 blockiert. Die Kontaktflächen 44 auf
der Komponente 40 und die Kontaktabschnitte 46 der
Buchsenkontakte 16a bis 16h können goldplattiert oder anderweitig
behandelt sein, um zuverlässige
elektrische Verbindungen miteinander herzustellen, und um eine Korrosion
während
der Nutzung zu verhindern. Wichtig ist, daß selbst bei fehlender Komponente 40 der
Verbinder 10 trotzdem mit einem bekannten Wert an Leistung
arbeitet.
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Eine elastische, im allgemeinen rechteckige Abdeckung
oder Tür 48 weist
ein paar Seitenlaschen 48a, 48b auf, welche in 1 dargestellt sind. Wenn die
Aufrüstkomponente 40 vollständig in
den Durchgang 42 eingeführt
ist, kann die Abdeckung 48 in entsprechende Schlitze 49a, 49b,
die in Seitenwänden des
Komponentendurchgangs 42 ausgebildet sind, in der Nähe der Vorderseite
des Verbindergehäuses 12 einschnappen.
Um die Aufrüstkomponente 40 und die
Buchsenkontakte 16a bis 16h vor der Außenumgebung
zu schützen,
verhindert die Abdeckung 48 zusätzlich, daß sich die Aufrüstkomponente
aus einer Position weg bewegt, in welcher sie elektrisch bestimmte
Kontaktabschnitte 46 der Buchsenkontakte innerhalb des
Verbindergehäuses 12 kontaktiert.
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Die Abdeckung 48 kann für eine Schaltkreisidentifikation,
wie z. B. "Leitung 1", "Daten", "Ext. 40" oder dergleichen
gekennzeichnet sein, und kann in verschiedenen Farben zur Benutzeridentifikation des
Verbinders 10 verfügbar
sein. Wenn die Komponente 40 nicht in dem Durchgang 42 angeordnet
ist, kann die Abdeckung 48 immer noch in ihre Position eingeschnappt
werden, um den Durchgang 42 und die Buchsenkontaktabschnitte 46 vor
Schmutz und Partikeln, welche ansonsten in den Durchgang 42 eintreten
könnten,
abzuschirmen.
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2 ist
eine Seitenansicht des Verbinders 10 in einer Querschnittsansicht
entlang der Linie 2-2 von 1.
Gemäß Darstellung
stellen, wenn die Aufrüstkomponente 40 vollständig in
den Durchgang 42 eingeführt
ist, die Kontaktflächen 44 auf
der Oberfläche
der Komponente einen elektrischen Kontakt mit entsprechenden Kontaktabschnitten 46 der
Buchsenkontakte 16a bis 16h her. Nicht alle Buchsenkontakte
oder Paare der Buchsenkontakte müssen
eine elektrische Kompensation über
die Komponente 40 erfordern, um verschiedene Leistungspegel
zu erreichen. Beispielsweise können
nur die mittleren vier Kontakte 16c bis 16f eine
zusätzliche
Kompensation erfordern, um Leistungsanforderungen der erwähnten Kategorie 5 zu
erfüllen.
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Man kann in 2 sehen, daß dann, wenn ein Gegenstecker
in die Vorderseitenöffnung 14 des Verbinders
eingesteckt wird, der Stecker Auslenkungskräfte in der Richtung des Pfeiles 54 auf
die freien Ende der Buchsenkontakte 16a bis 16h über dem
Buchsenkontaktblock 18 ausübt. Diese Kräfte werden
auf die Kontaktabschnitte 46 der Buchsenkontakte in einer
solchen Weise geleitet, daß sie
die Kontaktabschnitte weiter gegen die Kontaktflächen 44 auf einer
eingeführten
Aufrüstkomponente 40 drücken. D.
h., die Buchsenkontakte neigen zu einer Schwenkung um ein vorderes
Ende 56 des Buchsenkontaktblockes 18 in einer
Richtung im Uhrzeigersinn, in der Sicht von 2, wenn der Stecker 52 mit dem
Verbinder 10 vereint ist. Das vordere Ende 56 des
Buchsenkontaktblockes kann mit einem krummlinigen Querschnitt wie
in 2 ausgestattet sein, um
so zu verhindern, daß die
Federbuchsenkontakte 16a bis 16h sich permanent
an dem vorderen Ende des Blockes 18 verbiegen, wenn ein
Stecker in die vordere Öffnung 14 des
Verbinders eingeführt
wird.
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3 stellt
eine Anordnung dar, in welcher eine Aufrüstkomponente 140 von
der Rückseite
eines Verbindergehäuses 112 her
eingebaut wird. Gleiche oder ähnliche
Teile wie diejenigen in 1 und 2 dargestellten haben entsprechende
um 100 erhöhte Bezugszeichen
in 3.
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In 3 besitzt
das Verbindergehäuse
eine Vorderseitenlippe 150, welche ein Ende eines Aufrüstkomponentendurchgangs 42 an
der Vorderseite des Verbindergehäuses 112 abdeckt.
Das Gehäuse 112 weist
eine Vorderseitenöffnung 114 für die Aufnahme
eines (nicht dargestellten) Gegenverbinders auf. Eine Rückseite
des Verbindergehäuses 112 besitzt
eine Öffnung 134 für die Aufnahme
eines Buchsenkontaktblockes 118 eines Anschlußgehäuses 130 mit
Federbuchsenkontakten 116a bis 116h, die um den
Block 118 herum gehalten sind.
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Die Aufrüstkomponente 140 wird
in dem Durchgang 142 durch Einführen der Komponente 140 durch
die Öffnung 134 positioniert,
bis ein vorderes Ende der Komponente an der Vorderseitenlippe 150 des
Verbindergehäuses
anstößt. Der
Buchsenkontaktblock 118 mit den Buchsenkontakten 116a bis 116h wird
dann durch die hintere Öffnung 134 des Gehäuses eingeführt, bis
ein Basisteil 160 des Anschlußgehäuses 130 an einem
hinteren Körperabschnitt 162 des
Verbindergehäuses 112 anstößt. Wenn
es so mit dem Verbindergehäuse 112 verbunden
ist, deckt das Anschlußgehäuse 130 die
hintere Öffnung 134 in dem
Verbindergehäuse 112,
einschließlich
des Aufrüstkomponentendurchgangs 142 ab.
Das Anschlußgehäuse 130 dient
auch zum Halten der Aufrüstkomponente 140 in
einer Betriebsposition in dem Durchgang 142, in welcher
Kontaktfelder 144 auf der Komponente elektrische Verbindungen
mit entsprechenden Kontaktabschnitten 146 der Buchsenkontakte 116a bis 116h herstellen.
Wie in der Ausführungsform
nach 1 und 3 arbeitet der Verbinder
mit einem bestimmten Leistungspegel selbst dann, wenn die Aufrüstkomponente 140 aus dem
Verbindergehäuse 112 entfernt
ist.
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Für
Anwendungen, die eine relativ geringe Leistung erfordern, kann der
Verbinder 10 ohne die Aufrüstkomponente 40 (oder 140)
verwendet werden. Dieses würde
eine "äußerst preiswerte)
Version des Verbinders 10 ermöglichen. Für höhere Leistungspegel kann die
Komponente 40 mit einer geeigneten elektrischen Kompensation
hinzugefügt
werden. Beispielsweise können
Leiterbahnen auf oder innerhalb einer gedruckten Schaltplatte der
Komponente in einer bekannten Weise konfiguriert sein, um das Verhalten
durch Hinzufügen
von kapazitivem Übersprechen
zu verbessern, und somit dem Verbinder 10 ermöglichen,
bei höheren
Datenübertragungsraten
zu arbeiten.
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Komponenten 40 in der Form
gedruckter Schaltplatten mit unterschiedlichen Bahnkonfigurationen
könnten
zur Erzielung unterschiedlicher Leistungspegel verwendet werden.
Die Schaltplatten können
aus mehreren Lagen von Leiterbahnen alleine oder in Kombination
mit diskreten Bauelementen bestehen, um die Leistungsverbesserung
zu ermöglichen.
Alle zukünftigen
Verbesserungen, welche mittels einer Aufrüstkomponente ähnlich der
Komponente 40 verfügbar
sind, können
in den Verbinder 10 eingebaut werden, ohne irgend eine
Modifikation der restlichen Teile des Verbinders oder dessen Zusammenbauoperationen
zu erfordern.
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Der Verbinder 10 kann auch
im Feld durch Hinzufügen
oder Ersetzen einer bestehenden Komponente 40 durch eine
verbesserte aufgerüstet
werden. Dieses ist ein sehr nützliches
Merkmal, da Datenübertragungsraten
zunehmend ansteigen, was zu höheren
Leistungsanforderungen für
Kommunikationsverbinder führt.
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Obwohl die vorstehende Beschreibung
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung repräsentiert,
wird es für
den Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sein, daß verschiedene Änderungen und
Modifikationen durchgeführt
werden können ohne
von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.