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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein System zum Verbinden mehrerer Kabel mit einer elektrischen
Vorrichtung. Das System schafft eine elektromagnetische Kompatibilität (EMC),
die normalerweise auf dem Gebiet der Telekommunikation zur Reduzierung
elektromagnetischer Störungen
erforderlich ist. Bei den in dem System verwendeten Kabeln handelt
es sich vorzugsweise um verdrillte Kabelpaare, die normalerweise
auf dem Gebiet der Telekommunikation zur Signalübertragung verwendet werden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die technischen Entwicklungen auf
dem Gebiet der Elektronik, genauer gesagt auf dem Gebiet der Telekommunikation,
erfordern zunehmend die Verbindung mehrerer Kabel mit verschiedenem
elektronischen Gerät.
Bei der Hochfrequenzdatenübertragung
oder bei der High-Bit-Rate-Datenübertragung
werden Glasfaserkabel und Koaxialkabel verwendet. Für diese
Glasfaser- und Koaxialkabel wurden spezifische Verbindersysteme
entwickelt, die eine Verbindung einer Vielzahl von Kabeln erlauben. Andererseits
existiert auch ein breiter Bereich, in dem die Frequenzen und Bit-Übertragungsraten
geringer sind. Die Kabel, die für Übertragungen
bei geringen Frequenzen und für
geringe Bit-Übertragungsraten verwendet
werden, sind, in erster Linie aus Kostengründen, weder Glasfaser- noch
Koaxialkabel, so dass diese Kabel in keiner Weise individuell abgeschirmt
sind. Um jedoch zumindest eine gewisse elektromagnetische Kompatibilität zu erzeugen,
sind diese "Niedriggeschwindigkeits"-Kabel in sogenannten "verdrillten Paaren" angeordnet, wodurch
eine minimale elektronische Abschirmung erzeugt wird. Eine derartige
elektronische Abschirmung soll eine Interaktion zwischen den einzelnen
Kommunikationsleitungen (auch unter dem Begriff Cross-Talk bekannt) sowie
eine Interaktion zwischen dem Kabel und der Umgebung (normalerweise
als elektromagnetische Kompatibilität bezeichnet) verhindern.
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Bei der Verwendung von verdrillten
Kabelpaaren werden normalerweise eine Vielzahl von Kabeln in die
Form eines Kabelbündels
gebracht, das eine gemeinsame äußere Hülle aufweist.
Eine Möglichkeit,
die Anforderungen hinsichtlich der erforderlichen elektromagnetischen
Kompatibilität
zu erfüllen, besteht
darin, die äußere Hülle als
gemeinsame elektromagnetische Abschirmung für das gesamte Kabelbündel zu
nutzen. Derartige Systeme zum Verbinden mehrerer Kabel mit elektronischem
Gerät umfasst dann
ein solches abgeschirmtes Bündel,
das mit einem Verbinder mit mehreren Kontakten verbunden ist. Derartige
Kabelanordnungen und Verbinder sind bekannt und beispielsweise in
der DE-A-42 44 225 und EP-A-0 041 595 beschrieben.
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Eine weitere Möglichkeit, den Anforderungen an
die elektromagnetische Kompatibilität zu begegnen, besteht darin,
Kabel zu verwenden, bei denen der Leiter von einer Isolationsschicht
umgeben ist, die zur Abschirmung beiträgt. Dies kann beispielsweise
durch Zugabe von Ferrit-Partikeln zur Isolationsschicht realisiert
werden, wie es beispielsweise in U5-A-5 170 010 und U5-A-5 313 017
beschrieben ist. Alternativ kann die Isolationsschicht ein Material
aufweisen, das eine relativ geringe dielektrische Konstante (beispielsweise
größer als
4) aufweist, wie es in EP-A-0 190 939 beschrieben ist. Noch eine
weitere Möglichkeit
besteht darin, der Isolationsschicht eine hohe magnetische Permeabilität zu verleihen,
wie es in DE-A-40 41 374 beschrieben ist, oder eine elektrisch leitende
Harzschicht unter Verwendung von Kohlefasern einzubauen, wie es
in EP-A-0 596 896 beschrieben ist.
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Ein bestimmtes Niveau elektromagnetischer Abschirmung
kann allgemein dadurch erzielt werden, dass der Signalleiter und
der Erdungsleiter miteinander verdrillt werden (nachfolgend als "verdrilltes Kabel" bezeichnet). Die
verdrillten Paare können
beispielsweise gebündelt
und anschließend
mit einer gemeinsamen Abschirmung versehen werden, wie es beispielsweise
in U5-A-4 218 580 beschrieben ist.
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Es sind viele verschiedene Variationen
verdrillter Kabelpaare möglich.
Eine Möglichkeit
besteht darin, zwei Signalleiter und einen Erdungsleiter miteinander
zu verdrillen, wie es in JP-A-7326229 beschrieben ist.
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Eine weitere Möglichkeit ist in JP-A-9259655,
JP-A-8321220 und U5-A-5 659 152 beschrieben. Gemäß all dieser Druckschriften
werden Bündel
verdrillter Kabelpaare verwendet, wobei die einzelnen verdrillten
Paare unterschiedliche Abstände
aufweisen. Es wurde festgestellt, dass es gemäß dieser Konfiguration möglich ist,
den Cross-Talk zu verringern und bestimmte Niveaus der zuvor genannten
Standards hinsichtlich der elektromagnetischen Kompatibilität zu erzielen.
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Obwohl bestimmte Kabel, die bestimmte
dielektrische oder verdrillte Paarkonfigurationen mit komplexen
geometrischem Aufbau aufweisen, die erforderliche elektromagnetische
Kompatibilität
erzeugen können,
ist die Verwendung derartiger Spezialkabel nicht allgemein akzeptabel.
Genauer gesagt sind mit derartigen Spezialkabeln normalerweise hohe
Materialkosten verbunden oder ihr komplizierter Aufbau lässt nicht
zu, dass sie in großen
Mengen und ohne bestimmte Einstellungen verwendet werden können. Aus
diesem Grund werden normalerweise standardisierte verdrillte Kabelpaare
mit einem einfachen Aufbau verwendet, wobei mehrere Kabel in Kabelbündeln zusammengefasst
werden, die jedoch nicht zusätzlich
mit einer leitenden äußeren Hülle geschützt sind.
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Deshalb wurde hinsichtlich der Erzielung
der erforderlichen elektromagnetischen Kompatibilität ein weiterer
Lösungsvorschlag
unterbreitet. Insbesondere hat sich durchgesetzt, zusätzliche
elektrische oder elektronische Filter zu verwenden, die den Cross-Talk
und die Signalstörung
reduzieren. Bei den Filtern handelt es sich normalerweise um passive Elemente,
die zumindest einen Kondensator und vorzugsweise eine Kombination
von Kondensatoren und Spulen umfassen. Derzeit ist es üblich, derartige
Filter in Kabelverbinder einzubauen. Dies ist beispielsweise in
DE-A-36 34 571, EP-A-0 467 400 und EP-A-0 366 965 beschrieben. Normalerweise
werden derartige Filter in die Kontaktstiftkonfiguration des Verbinders
eingebaut. EP-A-O 466 965 zeigt einen weiterentwickelten Aufbau,
bei dem der Kontaktstift 50 (siehe 5)
von drei zylindrischen Bauteilen umgeben ist, wobei das mittlere
Bauteil eine Spule erzeugt und die beiden äußeren Bauteile die Form eines
konzentrischen Kondensators aufweisen. Die innere Elektrode dieses
konzentrischen Kondensators ist elektrisch und mechanisch mit dem
mittig angeordneten Stift verbunden, während die äußeren Elektroden an das gemeinsame
Erdpotential des gesamten Verbindersystems, in das der Filter eingebaut
ist, angeschlossen sind. Normalerweise werden Filter mit diesem
Aufbau in ein Haltelement (siehe 2) eingesetzt,
das die Verbindung mit einem gemeinsamen elektrischen Erdpotential
ermöglicht.
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Die Verbinder mit eingebauten Filtern
sind ferner in EP-A-0 410 769, EP-A-0 339 802, EP-A-0 601 327 und
EP-A-0 382 148, DE-A-38 08 330 und JP-A-9199238 beschrieben. In
all diesen Fällen
entspricht der allgemeine Aufbau mehr oder weniger dem zuvor beschriebenen
Aufbau unter Verwendung im wesentlichen zylindrischer Kondensatoren.
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Die Verbinderkonfigurationen, die
eingebaute Filter verwenden, weisen jedoch Nachteile auf. Insbesondere
muss ein bestimmter Mindestabstand zwischen den Kontaktstiften des
Verbinders beibehalten werden, da die Kondensatoren, die auf den Kontaktstiften
angeordnet werden, zusätzlichen
Platz erfordern. Dies ist insbesondere dann kritisch, wenn höhere Ströme (beispielsweise
in der Größenordnung
von mehreren Ampere) übertragen
werden müssen
(wie beispielsweise bei Netzteilen fluoreszierender Hochleitungslampen,
die bei hohen Frequenzen betrieben werden), und wenn gleichzeitig
eine elektromagnetische Kompatibilität erforderlich ist. Aus diesem
Grund können
Verbinder mit eingebauten Filtern nicht verwendet werden, wenn miniaturisierte
Verbinder erforderlich sind. Ferner sind Verbinder mit eingebauten
Filtern normalerweise vorgebaut und vormontiert, weshalb eine Modifikation
der eingebauten Filter nicht möglich
ist. Folglich ist es erforderlich, unterschiedliche Verbinder für verschiedene elektrische
Anforderungen zu bauen. Der Bau von verschiedenen Verbindern für jede unterschiedliche Anforderung
ist jedoch hinsichtlich der fast grenzenlosen Variationsmöglichkeiten
von Kondensatoren und Spulen, die erforderlich sein können, unpraktisch.
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Andererseits bietet die Verwendung
von Filtern, verglichen mit den zuvor beschriebenen alternativen
Lösungen,
eine verhältnismäßig einfache
Möglichkeit,
den Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Kompatibilität gerecht
zu werden. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, die Filter direkt in das elektronische Gerät zu integrieren.
Dies kann jedoch einen komplizierten und mühsamen Aufbau erforderlich
machen, da ein abgeschirmter Raum innerhalb des elektrischen Geräts erforderlich
sein kann, um eine Interaktion zwischen dem Filteraufbau und dem
Rest des elektrischen Geräts
zu verhindern. Ferner kann das Gerät nicht zwangsweise standardisiert
werden, da für
das gleiche elektronische Gerät für verschiedene
Anwendungen unterschiedliche Arten von Filtersystemen erforderlich
sein können.
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Folglich besteht ein Bedarf an einem
neuen und verbesserten System zum Verbinden mehrerer Kabel, vorzugsweise
verdrillter Kabel, mit einer elektronischen Vorrichtung. Insbesondere
besteht ein Bedarf an einem System, das die Verbindung von Kleinstabstand-Verbindern
ermöglicht
und das eine einfache Auswahl aus einer Mehrzahl von Filterkonfigurationen
zulässt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft
ein neues und verbessertes System zum Verbinden mehrerer Kabel mit
elektronischem Gerät
unter Verwendung von Kleinstabstand-Verbindern, wobei das System
in einfacher Weise verschiedene Filterkonfigurationen adaptieren
kann.
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Die Erfindung löst die oben genannten Probleme,
die bei herkömmlichen
Verbindersystemen auftreten, durch Trennen der elektrischen Filter
von dem Verbinder und vorzugsweise durch Anordnen dieser Filter
in einem von dem Verbinder getrennten Gehäuse. Eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst einen Verbinder mit mehreren Kontakten. Fachleuten sind
viele mögliche
Verbinderkonfigurationen bekannt. Mehrere elektrische Filter sind
außerhalb
des Verbinders angeordnet, und bei einem sehr allgemeinen Aufbau
weist jeder einzelne Filter ein erstes Paar von elektrischen Verbindungspunkten
und ein zweites Paar von elektrischen Verbindungspunkten auf. Zur
Vervollständigung
der Anordnung wird ein erstes Kabelbündel verwendet, das mehrere
Kabel aufweist. Jedes der mehreren Kabel weist ein erstes und ein
zweites Ende auf, wobei das erste Ende jedes der einzelnen Kabel
an einem jeweiligen der mehreren Kontakte des Verbinders endet und
das zweite Ende jedes einzelnen Kabels mit Hilfe entsprechender
Mittel elektrisch mit dem ersten Paar von Verbindungspunkten eines
jeweiligen der mehreren Filter verbindbar ist. Ferner wird ein zweites
Kabelbündel
mit mehreren Kabeln verwendet, wobei jedes der mehreren Kabel des
zweiten Kabelbündels
elektrisch mit dem zweiten Paar von Verbindungspunkten eines jeweiligen
der mehreren Filter verbindbar ist. Fachleuten sollte klar sein,
dass eine große
Vielzahl von Ausführungsformen
möglich
ist, die jeweils demselben Prinzip folgen.
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Bei den Filtern kann es sich um solche
Filter handeln, die normalerweise zur Erfüllung von Anforderungen hinsichtlich
der elektromagnetischen Kompatibilität verwendet werden. Wie zuvor
beschrieben, umfassen die Filter normalerweise passive Elemente,
wie beispielsweise Kondensatoren, Spulen und Widerstände. Die
Filter können
jedoch auch aktive Elemente aufweisen, und zwar entweder in Form
von einzelnen Transistoren o. dgl. oder in Form von integrierten
Schaltungen, die gemäß spezifischen
Anforderungen aufgebaut sind. Bei dem allgemeinsten Aufbau umfassen
die Filter ein erstes Paar von elektrischen Verbindungspunkten,
die als Eingang dienen und elektrisch mit dem ersten Kabelbündel verbunden
sind, und ein zweites Paar von elektrischen Verbindungspunkten,
die als Ausgang dienen und mit dem zweiten Kabelbündel verbunden
sind. Bei spezifischen Konfigurationen kann es möglich sein, diese beiden Paare
derart miteinander zu verbinden, dass die Kabel des ersten Kabelbündels und
die Kabel des zweiten Kabelbündels
mit demselben Paar von Verbindungspunkten verbunden sind. Vorzugsweise
ist einer der Punkte mit dem gemeinsamen elektrischen Erdungspotential
verbunden.
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Die einzelnen Kabel des Kabelbündels sind vorzugsweise
verdrillt und umfassen zwei Drähte, wobei
der erste Draht der Signaldraht und der zweite Draht geerdet ist
und somit die elektrische Abschirmung erzeugt. Normalerweise sind
die Errungsdrähte
jedes gedrillten Kabelpaares in dem Bündel mit einem gemeinsamen
Erdpotential verbunden.
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Die Mehrzahl von elektrischen Filtern
ist vorzugsweise in einem Gehäuse
angeordnet. Alternativ können
die elektrischen Filter jedoch auch anders geschützt werden. Beispielsweise
kann ein um die Filter angeordneter Schlauch die Filter schützen. Ein
derartiger Schlauch kann um die Filter mit Hilfe bekannter Verfahren
aufgeschrumpft werden, beispielsweise durch Wärmezufuhr oder durch andere
bekannte Verfahren, bei denen eine Erwärmung nicht erforderlich ist.
Wenn ein derartiger Schlauch verwendet wird, kann die Erdung durch
Anordnung eines leitenden, nicht-gewebten Mantels um die Filter
erfolgen, bevor der Schlauch aufgeschrumpft wird.
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Das Filtergehäuse oder das entsprechende Schutzmittel
kann unmittelbar neben dem Gehäuse des
Verbinders oder bei anderen bevorzugten Konfigurationen in einem
bestimmten Abstand von dem Verbinder entfernt angeordnet werden,
so dass das Filtergehäuse
durch das erste Kabelbündel
mit dem Verbinder verbunden ist. Das Filtergehäuse kann beispielsweise ein
Kunststoffmaterial oder Metall umfassen. Wenn das Gehäuse Metall
umfasst, können
die Filter über
das Metallgehäuse
geerdet sein. Wenn das Gehäuse
Kunststoffmaterial aufweist, kann eine Metallbeschichtung oder ein
anderes Mittel vorgesehen werden, um die Filter zu erden. Bei einem
derartigen Aufbau wird das leitende Gehäuse mit dem Erdpotential verbunden.
Wenn verdrillte Kabelpaare verwendet werden, sind die Erdungsdrähte mit
dem Erdpotential verbunden, und zwar vorzugsweise direkt durch das
Filtergehäuse.
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Das erste Kabelbündel, das das Filtergehäuse mit
dem Verbindergehäuse
verbindet, umfasst vorzugsweise einen Schutzmantel. Dieser Schutzmantel
kann unter Anwendung allgemein bekannter Verfahren leitend ausgebildet
werden. Ein derartiger leitender Schutzmantel wird dann mit dem
Erdpotential verbunden. Wenn ein derartiger Schutzmantel verwendet
wird, kann es wünschenswert
sein, dass wenigstens ein Ende des Mantels mit einer Zugentlastung
versehen ist. Fachleute können
dies anhand bekannter Verfahren einfach realisieren.
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Beim Anordnen der elektrischen Filter
in dem Filtergehäuse
können
verschiedene Techniken verwendet werden. Eine bevorzugte Möglichkeit
besteht darin, die Filter auf einer gedruckten Schaltplatte anzuordnen
und gedruckte Schaltplattenverbinder zu verwenden, an denen die
einzelnen Kabel der ersten und zweiten Kabelbündel angeschlossen werden können. Alternativ
ist es ebenso vorteilhaft, die elektrischen Filter einzeln innerhalb
des Filtergehäuses anzuordnen.
Wenn das Filtergehäuse
elektrisch geerdet ist, sind alle einzelnen Filter mit dem Erdpotential
verbunden.
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Das zweite Kabelbündel ist vorzugsweise innerhalb
des Filtergehäuses
mit den Filtern verbunden. Ferner kann das zweite Kabelbündel, ebenso wie
das erste Kabelbündel,
durch eine äußere Hülle geschützt sein.
In bestimmten Fällen
kann die Schutzhülle
abgeschirmt und geerdet sein. In vielen Fällen ist es jedoch aus Kostengründen wünschenswert,
dass zweite Kabelbündel
lediglich mit einer Schutzhülse
aus Kunststoff zu versehen. Während das
erste Kabelbündel
normalerweise relativ kurz ist, beispielsweise in der Größenordnung
von 1 m, weist das zweite Kabelbündel
eine Länge
auf, die sehr variieren kann und die beispielsweise im Bereich von
10 bis 100 m liegt. Das entfernte Ende des zweiten Kabelbündels wird
dann mit irgendeinem Gerät
verbunden, wie beispielsweise mit einer Kommunikationsleitung o.
dgl.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung ist am
einfachsten anhand der beiliegenden Zeichnung zu verstehen, die
bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
ist jedoch nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern
durch die beiliegenden Ansprüche
definiert.
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1 bis 4 zeigen Detailansichten
eines bekannten elektrischen Filters, während die 5 bis 9 bevorzugte
Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen.
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1 zeigt
einen bekannten Filter, der in Verbindern verwendet wird.
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2 ist
eine Querschnittsansicht des in 1 dargestellten
Filters.
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3 ist
eine Querschnittsansicht eines Verbinders mit zwei Reihen von Kontakten.
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4 ist
eine schematische Ansicht der spezifischen elektrischen Schaltung
des in 1 dargestellten
Filters.
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5 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform
einer Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die ein Filtergehäuse
aufweist, das neben dem Verbinder angeordnet ist und bei der verdrillte
Kabelpaare verwendet werden.
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6 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform
einer Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die ein Filtergehäuse
umfasst, das von dem Verbinder beabstandet ist und bei der verdrillte
Kabelpaare verwendet werden.
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7 ist
eine dritte Ausführungsform
einer Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die der in 6 dargestellten
Anordnung entspricht, bei der jedoch Einzeldrahtkabel verwendet
werden.
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8 ist
eine Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform einer Anordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei der die elektrischen Filter einzeln innerhalb des
Filtergehäuses
angeordnet sind.
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9 ist
eine Seitenansicht einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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1 zeigt
eine elektrische Filtereinheit 10, die innerhalb eines
Filterverbinders verwendet wird. Der Filter- 10 ist um
einen Stift 11 mit zwei Verbindungsbereichen 12 und 14 angeordnet.
Einer der Verbindungsbereiche 12, 14 dient als
Stift zum Einsetzen in ein Gehäuse,
in dem der gesamte Verbinder angeordnet werden soll, während der
andere Verbindungsbereich zum Verbinden eines Kabelendes (normalerweise
durch Löten)
verwendet wird. Ein Aufbau von Kondensatoren 16 und 18 mit
einer zwischen diesen positionierten Spule 20 ist um den
Stift 11 angeordnet. Die Außenflächen 22, 26 der
beiden Kondensatoren 16, 18 sind elektrisch leitend,
während
die Außenfläche 24 der
Spule 20 isoliert sein kann.
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Der Aufbau des Filters 10 ist
besser anhand von 2 zu
verstehen, welche die Kondensatoren 16, 18 und
die Spule 20 im Querschnitt zeigt. Die Kondensatoren 16,18 weisen
die Form eines Zylinders auf, wobei eine Elektrode die Innenfläche des Zylinders
(die im direkten elektrischen Kontakt mit dem leitenden Stift 11 steht)
bildet, während
die Außenflächen 22, 26 zweite
leitende Elektroden bilden. Ein dielektrisches Material ist zwischen
den Elektroden angeordnet. Die Spule 20 ist zwischen den
Kondensatoren 16, 18 angeordnet.
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3 zeigt
einen Verbinder 30, in dem zwei Reihen von Filtereinheiten 10 angeordnet
sind. Der Klarheit halber sind die gleichen Bezugsziffern wie in den 1 und 2 verwendet. Die beiden Reihen von Filtern 10 sind
in einem Verbinderkörper 34 eingesetzt,
der mit entsprechenden Löchern
zur Aufnahme der Filtereinheiten 10 versehen ist. Die Oberflächen 32 des
Körpers 34 sind
leitend, während
der innere Bereich des Körpers 34 aus
einem Isolationsmaterial besteht. Die Filtereinheiten 10 sind
vorzugsweise in die Löcher
des Verbinderkörpers 34 gelötet, so
dass die leitenden Außenflächen 22, 26 der
Kondensatoren 16, 18 in elektrischem Kontakt mit
der leitenden Oberfläche 32 des
Körpers 34 stehen.
Der Körper 34 mit
mehreren Filtern 10 wird anschließend über die Schicht 36 auf
das Metallgehäuse 38 des
Verbinders 30 geklebt und gelötet. Während dieses Prozesses ist sicherzustellen,
dass die Spulen 20 nicht im elektrischen Kontakt mit dem
Verbindergehäuse 38 stehen.
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4 zeigt
die elektrische Schaltung eines Filters 10 mit Kondensatoren 16, 18 und
einer Spule 20. Die elektrischen Verbindungspunkte 42, 46 können den
Verbindungsbereichen 12, 14 des in den vorhergehenden
Figuren dargestellten Stiftes 11 entsprechen. Wie zuvor
beschrieben, bilden die Außenflächen 22, 24 der
Kondensatoren 16, 18 zweite Elektroden, die über das
Gehäuse 38 geerdet
sind (gekennzeichnet mit den Erdungssymbolen 44 und 48 in 4). Allgemein sind ein erstes
Paar von Verbindungspunkten 42, 44 und ein zweites
Paar von Verbindungspunkten 46, 48 vorgesehen,
noch allgemeiner weist jedes Filter grundsätzlich diese beiden Paare von
Verbindungspunkten auf, die ordnungsgemäß verbunden werden müssen.
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Bei dem hier beschriebenen spezifischen Beispiel
umfasst der Filter 10 zwei Kondensatoren 16, 18 und
eine Spule 20. Jedoch gibt es zu dem beschriebenen Filter
auch Alternativen. Beispielsweise ist es möglich, nur einen einzigen Kondensator
zu verwenden, wobei man sich auf die Induktivität verlässt, die in einem derartigen
elektrischen System vorhanden ist, um die erforderliche Induktivität zu erzeugen.
Es ist auch möglich,
aktive Filter anstelle der zuvor beschriebenen passiven Filter zu
verwenden. Es können
viele Arten von aktiven Elementen verwendet werden, wie beispielsweise
Transistoren oder integrierte Schaltungen. Folglich sollten Bezugnahmen
auf Filter oder elektrische Filter in der Beschreibung im allgemeinsten
Sinne als Bezeichnung sowohl passiver als auch aktiver Filter verstanden werden.
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5 bis 9 zeigen bestimmte bevorzugte Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Jedoch sollten die beschriebenen Ausführungsformen nicht als einschränkend betrachtet
werden, da Fachleuten klar sein sollte, dass zusätzliche Änderungen durchgeführt werden
können,
ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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5 zeigt
eine erste Anordnung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Anordnung ist an ein elektronisches Gerät 52 angeschlossen,
bei dem es sich beispielsweise um eine Telekommunikationssteuereinheit
oder um eine andere elektronische Vorrichtung handeln kann, an der äußere Kabel
angeschlossen werden müssen.
Auch wenn das elektronische Gerät
derart ausgebildet sein kann, dass mehrere Verbinder und entsprechende
Kabelbündel
an diesem angeschlossen werden können,
ist der Einfachheit halber nur ein einzelnes Verbindersystem gezeigt.
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Ein Verbinder 54 mit einem
Gehäuse 56 ist über eine
Anordnung 58 von Kontakten mit dem elektronischen Gerät 52 verbunden.
Der Einfachheit halber ist nicht genau dargestellt, dass die Verbinder 54 mit
mehreren Kontakten versehen sind und dass das elektronische Gerät 52 eine
entsprechende Anordnung von Aufnahmen aufweist. Die Kontakte und Aufnahmen
sind in vereinfachter Weise als Paare 60, 62 von
Kontaktkonfigurationen dargestellt. Ferner ist der Einfachheit halber
nur eine relativ geringe Anzahl von Kontaktpaaren 60, 62 dargestellt.
Der Verbinder 54 kann eine relativ große Anzahl von Kontakten, wie beispielsweise
16, 32, 64 oder mehr aufweisen. Jeder der mehreren Kontakte 60, 62 innerhalb
des Verbinders ist mit einem jeweiligen der mehreren Kabel 64 unter
Verwendung bekannter Verbindungstechniken verbunden. Im vorliegenden
Fall sind die Kabel 64 verdrillt und umfassen einen Signaldraht 66 und einen
Erdungsdraht 68. Natürlich
können
auch andere Arten von Kabeln 64 verwendet werden. Beispielsweise
kann es sich bei den Kabeln 64 auch um einzelne Signaldrähte, Koaxialkabel
oder andere Kabelarten handeln, die im Stand der Technik bekannt sind.
In 5 sind nur drei Kabel 64 gezeigt,
obwohl die Anzahl von Kabeln 64 in der Realität normalerweise
wesentlich größer ist,
beispielsweise 16, 32, 64 oder mehr Kabel.
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Unmittelbar neben dem lateralen Ende
des Gehäuses 56 des
Verbinders 54 ist ein zweites Gehäuses 70 angeordnet,
in dem mehrere Filter 72 vorgesehen sind. Bei der dargestellten
Anordnung umfassen die Filter 72 einen einzelnen Kondensator 74. In
diesem bestimmten Fall sind die Filter 72 nebeneinander
angeordnet, wobei die Verbindung der verdrillten Paare von Kabeln 64 mit
den einzelnen Drähten
66,68 durch
bekannte Verfahren realisiert ist, wie beispielsweise durch Löten oder
durch andere Verbindungstechniken. Das Verbindergehäuse 56 und das
Filtergehäuse 70 sind
durch geeignete Mittel miteinander verbunden, wie beispielsweise
durch Kleben, Ultraschallschweißen
oder andere Mittel, die Fachleuten bekannt sind. Folglich ist es
erforderlich, das Filtergehäuse 70 mit
einer ersten Öffnung
zu versehen, so dass Kabel 64 von dem Verbindergehäuse 56 in
das Filtergehäuse 70 geführt werden
können.
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Die Mehrzahl der einzelnen Kabel 64,
die sich zwischen den Kontakten 60, 62 und den
Filtern 72 erstrecken, bilden ein erstes Kabelbündel, das nachfolgend
näher beschrieben
ist. An der gegenüberliegenden
Seite des Filtergehäuses 70 ist
eine zweite Öffnung
vorgesehen, durch die ein zweites Kabelbündel 76 verbunden
werden kann. Das zweite Kabelbündel 76 umfasst
mehrere einzelne Kabel 78, bei denen es sich im vorliegenden
Fall ebenfalls um verdrillte Paare von Kabeln mit einem Signaldraht 80 und
einem Erdungsdraht 82 handelt. Das zweite Kabelbündel 78 umfasst
eine äußere Hülle 84,
die dem zweiten Kabelbündel 78 den
erforderlichen mechanischen Schutz verleiht. Das gesamte Kabelbündel 78 einschließlich dem
Ende der Hülle 84 ist
mittels Zugentlastungsmittel 86 an dem Filtergehäuse 70 befestigt.
Die einzelnen Signaldrähte 80 und
Erdungsdrähte 82 der
verdrillten Paare von Kabeln 78 sind mit den Filtern 72 verbunden,
und zwar unter Verwendung derselben Mittel, die zum Verbinden der
einzelnen Drähte 66, 68 der
verdrillten Paare von Kabeln 64 des ersten Kabelbündels mit
den Kontakten 60, 62 und Filtern 72 verwendet
wurden.
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Das zweite Kabelbündel 76 weist eine
Länge auf,
die von den spezifischen Anwendungsanforderungen abhängt und
die normalerweise im Bereich von einigen Metern, häufig im
Bereich von 10 bis 100 m liegt. Das zweite Ende des zweiten Kabelbündels 76 wird
anschließend
in ähnlicher
Weise an ein weiteres elektronisches Gerät, wie beispielsweise an eine
Kontrolleinheit, eine Telekommunikationsverteilereinheit o. dgl.
angeschlossen. Das zweite Ende des zweiten Kabelbündels 76 kann
eine ähnliche
Filterkonfiguration verwenden.
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6 zeigt
eine zweite Ausführungsform 88 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das elektronische Gerät 52,
der Verbinder 54 mit seinem Gehäuse 56 und die Verbindungsmittel
zu dem elektronischen Gerät 58 mit
Kontakten 60, 62, wobei nur eine Auswahl von drei
verdrillten Kabeln 64 gezeigt ist, sind identisch mit den
unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen
Bauelementen.
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Die in 6 dargestellte
Ausführungsform unterscheidet
sich von der in 5 dargestellten Ausführungsform
bezüglich
des Aufbaus und der Anordnung des Filtergehäuses 90. Das Filtergehäuse 90 ist
von dem Verbinder 54 in einem Abstand 92 angeordnet.
Folglich weisen die einzelnen Kabel 64 entsprechend des
Abstands zwischen dem Verbinder 54 und dem Filtergehäuse 90 eine
größere Länge auf. Die
Mehrzahl von Kabeln 64 bilden ein separates erstes Kabelbündel 94.
Es sind nur drei Kabel 64 gezeigt, obwohl in der Realität mehr Kabel 64 vorhanden
sind. Das Kabelbündel 94 ist
von einer Hülle 96 umgeben,
die eine leitende Schicht aufweist und somit eine zusätzlich elektrische
Abschirmung schafft. Die Abschirmung der Hülle 96 ist innerhalb
des Verbinders 54 durch geeignete Mittel 98 geerdet.
Das Filtergehäuse 90 weist
wenigstens an seiner Innenfläche
eine leitende Oberfläche 100 auf,
die durch geeignete Mittel 102 mit der leitenden Hülle 96 des
ersten Kabelbündels 94 verbunden
ist. Das Kabelbündel 94 einschließlich seiner
Hülle 96 ist
sowohl in das Verbindergehäuse 56 als
auch in das Filtergehäuse 90 geleitet,
wobei Zugentlastungsmittel 104, 106 vorgesehen
sind. Das zweite Kabelbündel 76 entspricht dem
unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Kabelbündel.
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Innerhalb des Filtergehäuses 90 sind
einzelne Kabel 64 zu einem Verbinder 108 geführt, der
mittels geeigneter Mittel auf einer gedruckten Schaltplatte 110 befestigt
ist. Die einzelnen Drähte 66, 69 gedrillter
Paare von Kabeln 64 sind mittels bekannter Techniken mit
dem Verbinder 108 der gedruckten Schaltplatte verbunden.
Eine identische Konfiguration ist auf der gegenüberliegenden Seite des Filtergehäuses 90 neben
dem Eintrittsort des zweiten Kabelbündels 76 angeordnet.
Einzelne Drähte 80, 82 von Kabeln 78 sind
mit einem zweiten Verbinder 112 der gedruckten Schaltplatte 110 verbunden.
Auf der gedruckten Schaltplatte sind leitende Bahnen 114 angeordnet,
die eine Verbindung zwischen den Verbindern
108, 112 der
gedruckten Schaltplatte und den elektrischen Filtern 116,
die mit Hilfe von herkömmlichen,
bei dieser Technologie verwendeten Mitteln an der gedruckten Schaltplatte
befestigt sind, herstellen. Bei den Filtern 116 kann es
sich um eine der zuvor genannten Arten handeln, wobei die Filter
ausschließlich
passive Elemente oder alternativ auch aktive Elemente umfassen können. Ferner
sind die mit den Erdungsdrähten 68, 82 verbundenen
Endungsleiter an die leitende Innenfläche 100 des Filtergehäuses 90 mit
Hilfe allgemein bekannter Mittel 118 angeschlossen.
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7 zeigt
eine dritte Ausführungsform
120 der vorliegenden Erfindung. Die in 7 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich
von der in 6 dargestellten
Ausführungsform
dahingehend, dass nur einzelne Signaldrähte 122 als einzelne
Kabel innerhalb des Bündels 94 verwendet
werden (beispielsweise werden keine verdrillten Kabelpaare verwendet).
Das elektronische Gerät 52 entspricht
dem zuvor beschriebenen, während
der Verbinder 54 ein Gehäuse mit einer elektrischen
Abschirmung aufweist. Das Filtergehäuse 90 mit der Schaltplatte 110 entspricht
dem unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen
Filtergehäuse,
während
das zweite Kabelbündel 76 eine
Außenhülle 84 aufweist,
die elektrisch leitend ist und somit als Abschirmung dient. Es ist
sichergestellt, dass alle Abschirmungen durch geeignete Mittel 98, 102, 124 und 126 miteinander
verbunden sind.
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8 zeigt
eine vierte Ausführungsform 128,
die sich von der in 6 dargestellten
zweiten Ausführungsform
hinsichtlich der Anordnung und des Aufbaus der Filter unterscheidet.
Das elektronische Gerät 52,
der Verbinder 54, das erste Kabelbündel 94, das Filtergehäuse 90 und
das zweite Kabelbündel 76 sind
im wesentlichen mit den entsprechenden Bauteilen der in 6 dargestellten zweiten
Ausführungsform
identisch. Der Unterschied besteht in der Anordnung der Verbinder
und Filter innerhalb des Filtergehäuses 90, wobei sämtliche
dieser Bauteile mit der Innenfläche 100 des
Gehäuses
verbunden und geerdet sind. Die Endungsdrähte 68 des verdrillten Paares
einzelner Kabel 64 des ersten Kabelbündels 94 sind mit
einem ersten Verbinder 130 verbunden, der die elektrische
Verbindung zu dem leitenden Innenbereich des Gehäuses 100 erzeugt,
wodurch die Erdung der Drähte 68 erzeugt
wird. Die Signaldrähte 66 erstrecken
sich durch die Filter 132 und sind direkt mit diesen verbunden.
In gleicher Weise sind die Endungsdrähte 82 und die Signaldrähte 80 des
zweiten Kabelbündels 76 mit
den Filtern 132 verbunden. Genauer gesagt sind die Endungsdrähte 82 mit
einem zweiten Verbinder 134 verbunden, der wiederum, wie der
erste Verbinder 130, elektrisch mit dem leitenden Bereich 100 des
Gehäuses 90 verbunden
ist. Die Signaldrähte 80 sind
mit den entsprechenden elektrischen Filtern 132 verbunden.
Die Signaldrähte 66, 80 sind
gemeinsam mit den entsprechenden Filtern 132 verbunden.
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9 ist
eine äußere Seitenansicht
der zweiten bis vierten Ausführungsformen 88, 120, 128 und
zeigt das elektronische Gerät 52,
den Verbinder 54, das erste Kabelbündel 94, das vorzugsweise
abgeschirmt ist, das Filtergehäuse 90 und
das zweite Kabelbündel 76.
In 9 ist ein wesentlicher
Vorteil der vorliegenden Erfindung genauer gezeigt. Genauer gesagt
kann das Verbindergehäuse 54 so
klein wie möglich
ausgebildet sein, was einen signifikanten Vorteil darstellt. Ein
kleines Verbindergehäuse 54 ist möglich, da
die Filter in dem Filtergehäuse 90 von dem
Verbindergehäuse 54 beabstandet
angeordnet sind. Da das Verbindergehäuse 54 und das Filtergehäuse 90 durch
das erste Kabelbündel 94 (das
flexibel ist) miteinander verbunden sind, kann das Filtergehäuse frei
in einem akzeptablen Abstand zum Verbindergehäuse 54 positioniert
werden. Es ist nicht erforderlich, das Filtergehäuse 90 in einer in 9 dargestellten Position
zu belassen. Das Filtergehäuse 90 kann
beispielsweise hinsichtlich des Verbindergehäuses 54 in einem Abstand
von 1 bis 2 m angeordnet werden, wobei eine geometrische Anordnung
in jeder gewünschten
Richtung möglich
ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es sich bei dem Verbindergehäuse und
dem Filtergehäuse
um zwei völlig
separate Einheiten handelt. Sie können unabhängig voneinander hergestellt
werden und es kann eine bestimmte Auswahl von Verbindern 54 einerseits
und eine bestimmte Auswahl von Filterkonfigurationen innerhalb der
Filtergehäuse 90 andererseits
verwendet werden, was eine relativ große Anzahl möglicher Konfigurationen in
Abhängigkeit
von den spezifischen Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen
Kompatibilität
zulässt.