EP2092616A2 - Konfektionierbarer rundsteckverbinder für ethernet - Google Patents

Konfektionierbarer rundsteckverbinder für ethernet

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EP2092616A2
EP2092616A2 EP07846787A EP07846787A EP2092616A2 EP 2092616 A2 EP2092616 A2 EP 2092616A2 EP 07846787 A EP07846787 A EP 07846787A EP 07846787 A EP07846787 A EP 07846787A EP 2092616 A2 EP2092616 A2 EP 2092616A2
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EP
European Patent Office
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connector
contacts
connector according
circuit board
connection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07846787A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Helmig
Matthias Bergmann
Jens KÖSTER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP2092616A2 publication Critical patent/EP2092616A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10S439/00—Electrical connectors
    • Y10S439/941—Crosstalk suppression

Definitions

  • the invention relates to an industrial and Ethernet capable connector with circular connection face.
  • HF behavior high-frequency behavior
  • FEXT return end talk
  • RETURN LOSS return loss
  • LOSS attenuation
  • EP 1 063 734 EP 1 096 620, EP 1 170 834, EP 1 414 115, US 5,310,363, US 5,326,284, US 5,997,358, US 6,099,357 , US 6,319,069, US 6,402,560, US 6,840,779, US 2004/0147165, US 2005/0277339, US 2006/0160428, WO 01/80376, WO 02/17442, WO 2005/081369, WO 2005/117200, WO 2006/017332, WO 2006/062794 and WO 2006/068974 called.
  • Star structure are in the industrial area, however, line and ring structures to consider. Furthermore, in addition to voice and conventional data transmission, process controls and controls must operate safely under all operating conditions, which, in addition to increased environmental requirements in various industries, further increases reliability requirements.
  • Telecommunications and / or office application technology on the one hand and the industrial environment on the other hand inevitably lead to different Connector variants and the solutions developed in relation to telecommunications and / or office application technology used modular connectors are not readily transferable to industrial connectors.
  • Ambient conditions in which RJ 45 connector inserts, shielded or unshielded, can be used for 100, 250 or 600 MHz.
  • the housing variants differ in shape (round or rectangular connection housing), locking devices (screw, bayonet, latch lever, push-pull locking) and special features, the variants are often not compatible plug.
  • the object of the invention is to provide an industrial circular connector which can be assembled for the harsh field range of industrial application and in the field, which can be used for the transmission of multiplexed signals and thus also for Ethernet applications.
  • an inner, subdividable into three individual main elements connector assembly in which a part are the plug contacts, which are arranged for connection to a mating connector as a circular mating face of the connector, another part is a terminal block having a connection of a data line in Field and thus the assembly made possible and the third part is a printed circuit board which forms an adjustable link between the terminal block and the plug contacts and provides the connection of the signal transmission paths between the plug contacts and the terminal contacts of the terminal block, so that thus the free assembly, the transmission of For the first time, multiplexed signals and use for Ethernet applications in an industrial grade connector with circular mating face are enabled.
  • an industrial-grade round connector which comprises a connecting element with a round cross-section for mechanical connection to a complementary mating connector in the direction of a perpendicular to the cross-section connecting axis, and a printed circuit board which extends parallel to the cross section and a first and an opposite second outer Surface has, in view along the connection axis, and a plurality of elongated plug contacts, which extend substantially along or parallel to the connection axis and each having opposite first and second ends, wherein the first ends of the plug contacts from the first outer surface coming in the printed circuit board are held, and define the opposite second ends of a circular mating face, and a terminal block arranged on the second outer surface with one of the number of plug contacts corresponding number of terminals which are held in the printed circuit board from the second outer surface side, the terminal block further having to each terminal a receptacle electrically connected thereto for receiving a wire of a data cable, and wherein the printed circuit board traces in at least two levels some of which
  • the connector is an 8-pin M12 circular connector. Is this formed as a round plug are expediently the second ends of the plug contacts formed as pin contacts.
  • the circuit board expediently has a plurality of layers and a fundamentally sandwich-type construction, wherein layers alternate with interconnects and dielectric layers.
  • a capacitance between each one of the selected signal transmission paths is in each case constructed via two conductor tracks which are arranged on different layers spaced apart by a dielectric layer.
  • two printed conductors each form a flat plate capacitor in order to build up a capacitance.
  • Preferred embodiments include plate capacitors formed in at least two different planes.
  • a dielectric layer between two layers over which a plate capacitor is constructed is thinner than a dielectric layer between two plate capacitors provided at different levels.
  • the signal transmission paths are based on the RJ-45 standard.
  • the terminal contact image of the terminal block is rectangular, so that already established on the market Terminal blocks are used.
  • the terminals are held parallel to and around the connection axis in the circuit board.
  • the diameter of the circular mating face is given by plug contacts arranged on a radius around the connection axis, wherein according to a preferred embodiment the first ends of these plug contacts are arranged on a first common radius about the connection axis, and between these first ends and the respectively opposite second ends This plug contacts a transition region is formed, such that these second ends on a second common
  • Radius are arranged around the connection axis around and within the radius of a further, inner plug contact is arranged.
  • Circular connector Fig. 2 is a partial view of the internal structure of an 8-pin M12 circular connector after the
  • FIG. 3 is a sketchy plan view of a according to FIG.
  • FIG. 4 is a plan view of the arranged on the circuit board plug contacts according to FIG. 2,
  • FIG. 5a shows a bent connector contact of the freely configurable M12 circular connector according to FIG.
  • FIG. 5b shows the middle connector contact of the freely configurable M12 round connector according to FIG.
  • FIG. 2 schematic layer structure of the circuit board according to
  • FIG. 7 is a schematic plan view of the first layer of the printed circuit board according to FIG. 6, FIG.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of the third layer of the printed circuit board according to FIG. 6,
  • FIG. 9 is a schematic plan view of the fifth layer of the printed circuit board according to FIG. 6,
  • FIG. 10 is a schematic plan view of the seventh layer of the printed circuit board according to FIG. 6
  • FIG. 11 is a graph of return loss based on a printed circuit board construction according to FIGS.
  • FIGS. 7 to 10, Fig. 12 is a diagram relating to the crosstalk attenuation based on a printed circuit board assembly according to the
  • FIG. 1 shows the basic structure of an 8-pin M12 circular connector, in this case an 8-pin circular connector 100 with an outer, a shield comprehensive, round in cross section housing 101 and a connecting element 102 with a round cross section for mechanical connection with a complementary counter-circular connector along a perpendicular to the cross-section connecting axis "V".
  • the connecting element 102 has a screw lock, so that the round plug according to FIG. 1 corresponds to the standard DIN EN 61076, which describes circular connectors for control circuits in industrial installations, such as switchgear and equipment, and also detail specification for circular connectors M8 with screw or Locking latch and M12 with screw lock for
  • the round plug 100 also has an encoding 103.
  • FIG. 2 shows, for such a round plug 100 according to FIG. 1, a partial view of the internal structure adapted according to the invention relating to the connection-technical arrangement of the connector contacts 10 via a printed circuit board 20 with a terminal block 30 for free assembly.
  • the elongated plug contacts 10 of the circular plug 100 are formed like a pin with respective opposite first and second contact ends.
  • the plug contacts are formed in accordance with bushing.
  • a contact end of each plug contact opens into circuit board 20, respectively, and the opposite contact ends together define the circular plug face.
  • the circuit board 20 extends perpendicular to the connection axis "V", having a round shape for ease of mounting in the housing 101, and has two opposite outer planar surfaces facing along the connection axis "V".
  • the contact ends held in the printed circuit board 20 each form a substantially right angle with the printed circuit board surface, from the side of which they are held in the printed circuit board.
  • the terminal block 30 On the opposite outer circuit board surface of the terminal block 30 is arranged.
  • the terminal block 30 has a number of plug contacts 10 corresponding number of terminals, which are also held in the circuit board 20 coming from this opposite circuit board surface.
  • the terminal contacts held in the circuit board are arranged parallel to and around the connection axis "V".
  • the terminal block further has a recording device 40, which is electrically connected to the latter and not explicitly shown, for receiving a wire of a data cable, thereby enabling the freedom of assembly of the industrial circular plug connector in the field.
  • a terminal block is used, which is known per se for the core receiving devices Cutting technology used as this type of line connection often unnecessary costly finishing tool and thus leads to a time savings.
  • the internal structure of the 8-pole circular connector according to the invention according to FIG. 2 can thus be subdivided into three individual main components.
  • One part is the eight plug contacts 10, which are arranged for connection to a mating connector as a mating face of the circular connector, another part is the terminal block 30 which allows a connection of a data line in the field and thus the assemblability and the third part is the circuit board 20, which forms a link between the terminal block 30 and the pin contacts 10 and provides the connection of the signal transmission paths between the pin contacts 10 and the terminal contacts of the terminal block 30.
  • Signal transmission path pairings which are also common in Ethernet applications, can thus be caused in the terminal block 30 and when transferred to the contacts 10 crosstalk between adjacent signal transmission paths and a capacitive asymmetry, wherein the
  • Requirements, in particular with respect to NEXT and RETURN LOSS, to a connector are higher than those to a patch cord and the transmission distance of a connector with respect to NEXT and RETURN LOSS must be better damped.
  • a free-field-suitable industrial-grade circular connector according to the invention which also for Ethernet applications, for example, according to CAT5 (Category 5), is used, houses the circuit board 20, which forms the link between terminal block 30 and plug contacts 10, in at least two levels of interconnects, some of which for producing a respective
  • the printed circuit board 20 is also a component that can be adapted in its layout and its electrical operation within the scope of the invention, depending on the specific terminal block 30 used. Consequently, the invention can also integrate already available on the market terminal blocks without changing them.
  • a terminal block 30 already available on the market has e.g. two parallel rows, each with four terminals, wherein in Fig. 2 by the reference numerals 31, 32, 33 and 34, a number of terminals and associated receiving means is indicated.
  • terminal block 30 shown in FIG. 2 a terminal block is used, with its Connection contacts the mating face of an RJ45 connector, as it is known from the telecommunications and office area, is ajar.
  • RJ45 connector as it is known from the telecommunications and office area
  • M12 circular connector an M12 circular connector according to the invention.
  • PLC memory programmable controller
  • the notebook can be used for an on-site industrial application as well as at a workstation in an office without the need for two different interfaces. Even though there is currently no standardized pin assignment for the assignment of the 8-pin M12 connector for Ethernet applications, this ensures extensive compatibility with the existing market.
  • connection contacts 35 and 36 are assigned to the first signal pair "1", wherein it is assumed that the connection contact 36 is assigned when using "twisted pair lines" of the "striped” wire.
  • the connection contacts 37 and 38 are assigned to the second signal pair “2", wherein the connection contact 37 is assigned to the "striped” core.
  • the connection contacts 33 and 34 are associated with the third signal pair “3”, wherein the terminal contact 34 of the "striped” wire is assigned.
  • the connection contacts 31 and 32 are assigned to the fourth signal pair "4", wherein the connection contact 32 is assigned to the "striped” wire.
  • FIG. 4 A sketch-like plan view of the plug contacts 10 arranged on the printed circuit board is shown in FIG. 4.
  • the eight plug contacts are denoted by 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 and 18.
  • the plug contacts 17 and 11, 13 and 12, 18 and 15 and 16 and 14 respectively form the plug contact pair for the signal pair 4, 2, 1 or 3.
  • the corresponding assigned assignment of signal transmission path pairs is denoted by 7-1 (signal pair 4), 3-2 (signal pair 2), 8-5 (signal pair 1) and 6-4 (signal pair 3).
  • the reference numeral 39 further indicates mechanical positioning aids for the connection block 30 on the printed circuit board 20, which are, for example, two small guide pins of the connection block 30 which can be inserted into the printed circuit board 20.
  • the invention integrates due to the substantially entlag an axis aligned, opposite arrangement of plug contacts 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 0 and terminal contacts 31, 32, 33, 34, 35th , 36, 37, 38 an adapted geometry of the plug contacts, so that the plug face of the circular connector including the diameter in the contact zone for contacting a Gegenrundsteckverbinders continue to comply with the standards Regulations are sufficient, otherwise there may be difficulties in the layout of the circuit board.
  • the outer plug contact 11 has between its respective opposite ends 111 and 112 a curved transition region.
  • the held in the circuit board 20 ends 111 and the corresponding ends of the other outer plug contacts 12, 13, 14, 15, 16, 17 are consequently, as well as the Fig. 3 refer to a common larger radius around the connecting axis around and thus hold a sufficient distance to the circuit board 20 held in the terminal contacts 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 and 38, whereas the opposite contact end and the corresponding contact ends of the other outer plug contacts 12, 13, 14, 15, 16, 17 are further arranged on the common radius required for a standardized plug face around the connection axis by the bend or the transition region.
  • the middle plug contact 18 of the circular connector is shown in FIG. 5b continue to be basically straight and has a thin tip as the contact end 181, which forms a solder pin of the plug contact 18 in the holder in the circuit board 20.
  • the plug face of the invention, free-field-plugable circular connector according to the standard can thus be implemented even in the above-indicated terminal blocks.
  • the free-formable, also usable in Ethernet circular connector according to the invention comprises a circuit board
  • Figs. 3 and 4 assumed wire assignment is expediently a sandwiched from at least seven layers circuit board 20, as described below with reference to FIGS. 6 to 10 described.
  • a plate capacitor integrated in the printed circuit board, such a plate capacitor being more preferably practical
  • FIG. 6 shows a sketch of the multilayer structure of the printed circuit board 20 chosen for the exemplary embodiment.
  • the construction comprises a total of seven layers or layers 21, 22, 23, 24, 25, 26 and 27.
  • the first, third, fifth, and seventh layers 21, 23, 25, and 27, respectively comprise metallized or impressed traces for electrically connecting signal transmission paths and / or connecting selected signal transmission paths with equalization or coupling capacitances.
  • the second, fourth and sixth layers 22, 24, and 26 comprise the base material of the circuit board and serve as a dielectric.
  • Layers 22 and 26 serve as a dielectric for layers 21 and 23 and 25 and 27, respectively
  • the spacing of the individual conductor track layers or layers 21, 23, 25, 27 can also be predetermined by the structural design of the printed circuit board and the capacitance size can be varied on the basis of fixed dimensions and a constant dielectric constant of the base material of the printed circuit board based on the size of the capacitor surfaces.
  • an FR-4 material can be used as a PCB base material.
  • the Fign. 7, 8, 9 and 10 show in succession the conductor track guide on the first conductor track comprising layer 21, according to FIG. 6, the first b2w. Upper layer, the second conductor tracks comprising layer 23, as shown in FIG. 6, the first inner conductor tracks comprehensive or third
  • Layer 23 the third conductor tracks comprising layer 25, according to FIG. 6, the second inner conductor tracks comprehensive or fifth layer 25, and the fourth conductor tracks comprising layer 27, as shown in FIG. 6, the seventh and lower layer 27th
  • the capacitor plate 211 and the capacitor plate 231 in this case form a first plate capacitor for providing a first balancing capacitance and the capacitor plate 212 and the capacitor plate 232 form a second plate capacitor for providing a second balancing capacity.
  • the layer 25 are electrically connected to each other: the plug contact 17 with a capacitor plate 253 and the terminal contact 32 with a capacitor plate 254;
  • the capacitor plate 253 and the capacitor plate 273 in this case form a third plate capacitor for providing a third compensation capacitor and the
  • Capacitor plate 254 and capacitor plate 274 form a fourth plate capacitor for providing a fourth balancing capacitance.
  • FIGS. 3 and 4 thus lies the first signal pair 1, which is guided in accordance with terminal block 30 via the connection contacts 35-36, thus is applied to the plug contacts 18-15 (Signalübertragungswegschreib 8-5).
  • the second signal pair 2 which according to terminal block 30 via the
  • Terminal contacts 38-37 is performed, is thus at the plug contacts 13-12 (Signalübertragungswegschreib 3-2).
  • the third signal pair 3 which is guided in accordance with terminal block 30 via the connection contacts 33-34, thus abuts against the plug contacts 16-14 (Signalübertragungswegschreib 6-4).
  • the fourth signal pair 4 which is guided in accordance with terminal block 30 via the connection contacts 31-32, is located thus at the plug contacts 17-11 (Signalübertragungswegschreib Robinson 7-1).
  • the signal transmission paths 3 and 6 the signal transmission paths 2 and 4, the signal transmission paths 7 and 4 and the signal transmission paths 1 and 6 each have a capacity connected.
  • FIGS. 11, 12 exemplary measurement curves for the RETURN LOSS of the individual signal pairs and the NEXT of the different signal pair combinations of the industrial-grade and assemblable circular connector according to the invention, which is also suitable for
  • Ethernet can be used, again. It can be seen that the Cat5 requirements for connectors are met in both sizes.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen industrietauglichen Verbinder mit kreisförmigen Verbindungsgesicht, der konfektionierbar und zur Übertragung von Multiplexsignalen und für Ethernet - Anwendungen einsetzbar ist. Ein bevorzugter Verbinder gemäß der Erfindung ist ein 8- poliger Rundstecker, mit einem inneren, in drei Einzel- Hauptelemente untergliederbaren Aufbau, wobei ein Teil acht Steckkontakte sind, die für ein Verbinden mit einem Gegenverbinder als Steckgesicht des Rundsteckers angeordnet sind, ein weiterer Teil ein Anschlussblock ist, der einen Anschluss einer Datenleitung im Feld und somit die Konfekt ionierbarkeit ermöglicht und das dritte Teil eine Leiterplatte ist, welche ein Bindeglied zwischen dem Anschlussblock und den Stiftkontakten bildet und die Verbindung der Signalübertragungswege zwischen den Stiftkontakten und den Anschlusskontakten des Anschlussblocks bereitstellt.

Description

Konfektionierbarer Rundsteckverbinder für Ethernet
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen industrie- und Ethernet tauglichen Verbinder mit kreisförmigen Verbindungsgesicht.
Um eine uneingeschränkte Datenübertragung in Steckverbindern für Ethernet-Anwendungen sicherzustellen, müssen diese gewissen Anforderungen, wie zum Beispiel Nahend- und Fernendnebensprechen (NEXT "near end cross talk", FEXT "far end cross talk"), Rückflussdämpfung (RETURN LOSS) , Dämpfung (LOSS) entsprechen, wie beispielsweise auch in dem Standard DIN-EN 50173 beschrieben. Maßgebliche Design-Parameter zur Optimierung des Hochfrequenzverhaltens (HF-Verhaltens) bei differenziellen Datenpaaren sind zum Beispiel die Dielektrizitätskonstante des verwendeten isolierenden Werkstoffs, der geometrische Abstand der Paare zueinander bzw. die Dicke der Leitungen oder Kontakte. Bei einem Modul oder Gerät, bestehend aus einzelnen Komponenten, ist durch das Einzelverhalten jeder Komponente ein gewisses HF- Verhalten vorgegeben.
In der Telekommunikations- und/oder Büroanwendungstechnik, werden herkömmlicherweise Modular-Steckverbindungen verwendet werden, die eine Parallel- oder Reihenanordnung der mit Gegenkontakten zu verbindenden Kontakte besitzen, wie z.B. der RJ-45 Stecker. In diesen Bereichen ist es Stand der Technik, dass bei einem Verbindungsglied der Einzelkomponenten, wie zum Beispiel einer Leiterplatte, eine induktive und/oder kapazitive Kopplung eingebracht wird, die das vorher negative Verhalten kompensiert, so dass die Anforderungen an das Modul, wie zum Beispiel Cat5 (nach DIN EN 50173) erfüllt werden.
In Bezug auf den für die Telekommunikations- und/oder Büroanwendungstechnik umfangreichen Stand der Technik sind beispielhaft die EP 1 063 734, EP 1 096 620, EP 1 170 834, EP 1 414 115, US 5,310,363, US 5,326,284, US 5,997,358, US 6,099,357, US 6,319,069, US 6,402,560, US 6,840,779, US 2004/0147165, US 2005/0277339, US 2006/0160428, WO 01/80376, Wo 02/17442, WO 2005/081369, WO 2005/117200, WO 2006/017332, WO 2006/062794 und WO 2006/068974 genannt.
Die Anwendung und Technologie der strukturierten
Verkabelung von Bürogebäuden sind somit soweit eingeführt und gereift, dass heute neue Standardisierungsarbeiten im Gange sind, um den Erfolg aus der Bürowelt auch in die Industrieumgebung zu übertragen. Gegenüber der Büro- und Telekommunikationswelt mit der üblichen Baum- und
Sternstruktur sind im industriellen Bereich jedoch Linien- und Ringstrukturen zu berücksichtigen. Ferner müssen neben Sprache und konventioneller Datenübertragung Prozesssteuerungen und Regelungen unter allen Betriebsbedingungen sicher funktionieren, welches zusätzlich zu erhöhten Umweltanforderungen in unterschiedlichen Industriebereichen weiter erhöhte Anforderungen an die Zuverlässigkeit stellt.
Die unterschiedlichen Anforderungen zwischen der
Telekommunikations- und/oder Büroanwendungstechnik einerseits und der Industrieumgebung anderseits führen daher zwangsläufig zu unterschiedlichen Steckverbindungsvarianten und die in Bezug auf in der Telekommunikations- und/oder Büroanwendungstechnik eingesetzten Modular-Stecker entwickelten Lösungen sind nicht ohne weiteres auf industrielle Steckverbinder übertragbar.
Im Bereich der industriellen Steckverbinder gibt es bislang zwei Tendenzen. Zum einen werden handelsübliche RJ45- Stecker, wie sie aus dem Bürokommunikationsbereich bekannt sind, durch ein äußeres Packaging für einen Einsatz in industrieller Umgebung vorbereitet. Insbesondere gibt es verschiedene Gehäusevarianten für raue
Umgebungsbedingungen, in die RJ 45-Steckverbindereinsätze, geschirmt oder ungeschirmt, für 100, 250 oder 600 MHz einsetzbar sind. Die Gehäusevarianten unterscheiden sich durch Form (Rund- oder Rechteckverbindungsgehäuse) , Verriegelungsvorrichtungen (Schraub-, Bajonett-, Rasthebel-, Push Pull-Verriegelung) und besondere Eigenschaften, wobei die Varianten häufig nicht steckkompatibel sind.
Zum anderen werden im industriellen Bereich weit verbreitete Stecker, wie der in der Feldbusebene in vielen Anwendungen für raue Umgebungsbedingungen eingeführte M12- Rundsteckverbinder von ihrem inneren Aufbau dahingehend modifiziert, dass die Anforderungen hinsichtlich Datenübertragung erfüllt werden können. Im M12-Umfeld gibt es inzwischen 4-polige Steckverbinder, sowohl als Patch- Kabel als auch in feldkonfektionierbarer Version, die die Anforderungen gemäß Cat5 erfüllen.
Wird für höhere Übertragungsraten die Technologie des Signalmultiplexen eingesetzt, sind mehr Datenpaare, wenigstens 4 Datenpaare, notwendig. Hierzu gibt es am Markt bislang lediglich vorkonfektionierte M12-Patchkabel in 8- poliger Ausführung, die die Anforderung Cat5 erfüllen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen für den rauhen Feldbereich der industriellen Anwendung und im Feld konfektionierbaren Industrie-Rundsteckverbinder bereitzustellen, der zur Übertragung von Multiplexsignalen und somit auch für Ethernet-Anwendungen einsetzbar ist.
Erfindungsgemäße Lösungen sind in den Ansprüchen definiert, wobei die Unteransprüche weitere vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen wiedergeben.
Erfindungsgemäß ist ein innerer, in drei Einzel- Hauptelemente untergliederbarer Steckverbinderaufbau vorgesehen, bei welchem ein Teil die Steckkontakte sind, die für ein Verbinden mit einem Gegenverbinder als kreisförmiges Steckgesicht des Steckverbinders angeordnet sind, ein weiterer Teil ein Anschlussblock ist, der einen Anschluss einer Datenleitung im Feld und somit die Konfektionierbarkeit ermöglicht und das dritte Teil eine Leiterplatte ist, welche ein anpassbares Bindeglied zwischen dem Anschlussblock und den Steckkontakten bildet und die Verbindung der Signalübertragungswege zwischen den Steckkontakten und den Anschlusskontakten des Anschlussblocks bereitstellt, so dass somit die freie Konfektionierbarkeit, die Übertragung von Multiplexsignalen und der Einsatz für Ethernet-Anwendungen bei einem industrietauglichen Steckverbinder mit kreisförmigen Steckgesicht erstmalig ermöglicht ist. Erfindungsgemäß ist insbesondere ein industrietauglicher Rundverbinder vorgesehen, der ein Verbindungselement mit einem runden Querschnitt zum mechanischen Verbinden mit einem komplementären Gegenverbinder in Richtung einer senkrecht zum Querschnitt verlaufenden Verbindungsachse umfasst, sowie eine Leiterplatte, die sich parallel zum Querschnitt erstreckt und eine erste und eine gegenüberliegende zweite äußere Oberfläche besitzt, die in entlang der Verbindungsachse blicken, sowie eine Vielzahl von länglichen Steckkontakten, die sich im Wesentlichen entlang oder parallel der Verbindungsachse erstrecken und jeweils entgegengesetzte erste und zweite Enden besitzen, wobei die ersten Enden der Steckkontakte von Seiten der ersten äußeren Oberfläche kommend in der Leiterplatte gehalten sind, und die gegenüberliegenden zweiten Enden ein kreisförmiges Steckgesicht definieren, sowie einen an der zweiten äußeren Oberfläche angeordneten Anschlussblock mit einer der Anzahl der Steckkontakte entsprechenden Anzahl von Anschlusskontakten, die von Seiten der zweiten äußeren Oberfläche kommend in der Leiterplatte gehalten sind, wobei der Anschlussblock ferner zu jedem Anschlusskontakt eine mit diesem elektrisch verbundene Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer Ader eines Datenkabels besitzt, und wobei die Leiterplatte Leiterbahnen in wenigstens zwei Ebenen beherbergt, von denen einige zur Herstellung eines jeweiligen Signalübertragungsweges jeweils einen Steckkontakt und einen Anschlusskontakt elektrisch kontaktieren, und andere eine Kapazität zwischen ausgewählten Signalübertragungswegen aufbauen.
Bevorzugt ist der Verbinder ein 8-poliger M12 Rundsteckverbinder. Ist dieser als Rundstecker ausgebildet sind zweckmäßig die zweiten Enden der Steckkontakte als Stiftkontakte ausgebildet.
Die Leiterplatte besitzt zweckmäßig mehrere Schichten und einen grundsätzlich sandwichartigen Aufbau, wobei sich Schichten mit Leiterbahnen und dielektrische Schichten abwechseln.
Von Vorteil ist, wenn eine Kapazität zwischen jeweils einem der ausgewählten Signalübertragungswege jeweils über zwei Leiterbahnen aufgebaut ist, die auf unterschiedlichen, durch eine dielektrische Schicht beabstandete Schichten angeordnet sind. In praktischer Ausführung bilden jeweils zwei Leiterbahnen zum Aufbauen einer Kapazität einen flächigen Plattenkondensator aus.
Bevorzugte Ausführungen umfassen Plattenkondensatoren, die in wenigstens zwei unterschiedlichen Ebenen ausgebildet sind.
Zweckmäßiger Weise ist eine dielektrische Schicht zwischen zwei Schichten, über welche ein Plattenkondensator aufgebaut ist dünner, als eine dielektrische Schicht zwischen zwei in unterschiedlichen Ebenen bereitgestellten Plattenkondensatoren.
Von Vorteil ist ferner, um eine größtmögliche Kompatibilität zu gewährleisten, dass die Signalübertragungswege auf dem RJ-45 Standard basieren.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Anschlusskontaktbild des Anschlussblocks rechteckig ausgebildet, so dass auch bereits am Markt etablierte Anschlussblöcke einsetzbar sind.
Zur vereinfachten Integration sind die Anschlusskontakte parallel zu und um die Verbindungsachse herum in der Leiterplatte gehalten.
Der Durchmesser des kreisförmigen Steckgesicht ist durch auf einem Radius um die Verbindungsachse herum angeordnete Steckkontakte gegeben, wobei gemäß bevorzugter Weiterbildung die ersten Enden dieser Steckkontakte auf einem ersten gemeinsamen Radius um die Verbindungsachse herum angeordnet sind, und zwischen diesen ersten Enden und den jeweils entgegengesetzten zweiten Enden dieser Steckkontakte ein Übergangsbereich ausgebildet ist, derart, dass diese zweiten Enden auf einem zweiten gemeinsamen
Radius um die Verbindungsachse herum angeordnet sind und innerhalb des Radius ein weiterer, innerer Steckkontakt angeordnet ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines 8-poligen M12-
Rundsteckverbinders , Fig. 2 eine Teilansicht des inneren Aufbaus eines 8- poligen M12-Rundsteckverbinders nach der
Erfindung betreffend die Anordnung der Steckkontakte, eines Anschlussblocks und einer zwischen diesen angeordneten Leiterplatte, Fig. 3 eine skizzenhafte Draufsicht auf einen gemäß Fig.
2 eingesetzten Anschlussblock von Seiten der
Leiterplatte,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die auf der Leiterplatte angeordneten Steckkontakte gemäß Fig. 2,
Fig. 5a einen gebogenen Verbinderkontakt des frei konfektionierbaren M12 -Rundsteckverbinders gemäß
Fig. 2,
Fig. 5b den mittleren Verbinderkontakt des frei konfektionierbaren M12 -Rundsteckverbinders gemäß
Fig. 2, Fig. 6 schematischen Lagenaufbau der Leiterplatte gemäß
Fig. 2,
Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf die erste Lage der Leiterplatte gemäß Fig. 6,
Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf die dritte Lage der Leiterplatte gemäß Fig. 6, Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf die fünfte Lage der Leiterplatte gemäß Fig. 6, Fig. 10 eine schematische Draufsicht auf die siebte Lage der Leiterplatte gemäß Fig. 6, Fig. 11 ein Diagramm betreffend die Rückflussdämpfung basierend auf einem Leiterplattenaufbau gemäß den
Fign. 7 bis 10, Fig. 12 ein Diagramm betreffend die Nebensprechdämpfung basierend auf einem Leiterplattenaufbau gemäß den
Fign. 7 bis 10.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung am Beispiel eines 8-poligen M12- Rundsteckverbinders beschrieben. Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines 8-poligen M12-Rundsteckverbinders, vorliegend eines 8-poligen Rundsteckers 100 mit einem äußeren, eine Schirmung umfassenden, im Querschnitt runden Gehäuse 101 und einem Verbindungselement 102 mit rundem Querschnitt zum mechanischen Verbinden mit einem komplementären Gegenrundverbinder entlang einer senkrecht zum Querschnitt verlaufenden Verbindungsachse "V" . Das Verbindungselement 102 weist im vorliegenden Beispiel eine Schraubverriegelung auf, so dass der Rundstecker gemäß Fig. 1 der Norm DIN EN 61076 entspricht, welche Rundsteckverbinder für Steuerkreise in Industrieanlagen, wie Schaltanlagen und - gerate, beschreibt und auch Bauartspezifikation für Rundsteckverbinder M8 mit Schraub- oder Rastverriegelung und M12 mit Schraubverriegelung für
Niederspannungsanwendung und entsprechend auch das kreisförmige Stecker- oder Verbindungsgesicht definiert, welches sich durch die länglichen, sich im Wesentlichen entlang oder parallel der Verbindungsachse erstrecken, im Gehäuseinneren angeordneten Steckkontakte 10 einstellt. Die Festlegung des Kontaktdurchmessers sowie die genormten Abmessungen sind ebenfalls genau definiert. Der Rundstecker 100 weist ferner eine Codierung 103 auf.
Fig. 2 zeigt für einen solchen Rundstecker 100 gemäß Fig. 1 eine Teilansicht des erfindungsgemäß angepassten inneren Aufbaus betreffend die verbindungstechnische Anordnung der Verbinderkontakte 10 über eine Leiterplatte 20 mit einem Anschlussblock 30 zur freien Konfektionierbarkeit .
Die länglichen Steckkontakte 10 des Rundsteckers 100 sind stiftartig mit jeweils entgegengesetzten ersten und zweiten Kontaktenden ausgebildet. Im Falle einer Rundbuchse als Rundsteckverbinder sind die Steckkontakte entsprechend buchsenartig ausgebildet.
Ein Kontaktende jedes Steckkontakts mündet jeweils in der Leiterplatte 20 und die entgegengesetzten Kontaktenden definieren zusammen das kreisförmige Steckergesicht. Die Leiterplatte 20 erstreckt sich senkrecht zur Verbindungsachse "V", wobei sie zur vereinfachten Montage im Gehäuse 101 eine runde Form aufweist, und besitzt zwei gegenüberliegende äußere, planare Oberflächen, die entlang der Verbindungsachse "V" blicken. Die in der Leiterplatte 20 gehaltenen Kontaktenden bilden jeweils einen im Wesentlichen rechten Winkel mit der Leiterplattenoberfläche aus, von deren Seite kommend sie in der Leiterplatte gehalten sind.
An der gegenüberliegenden äußeren Leiterplattenoberfläche ist der Anschlussblock 30 angeordnet. Der Anschlussblock 30 besitzt eine der Anzahl der Steckkontakte 10 entsprechende Anzahl von Anschlusskontakten, die von dieser gegenüberliegenden Leiterplattenoberfläche kommend ebenfalls in der Leiterplatte 20 gehalten sind. Die in der Leiterplatte gehaltenen Anschlusskontakte sind parallel zur und um die Verbindungsachse "V" herum angeordnet .
Zu jedem Anschlusskontakt besitzt der Anschlussblock ferner eine mit diesem elektrisch verbundene, nicht explizit dargestellte Aufnahmeeinrichtung 40 zum Aufnehmen einer Ader eines Datenkabels, wodurch die freie Konfektionierbarkeit des industriellen Rundsteckverbinders im Feld ermöglicht ist. Vorzugsweise wird ein Anschlussblock eingesetzt, der für die Aderaufnahmeeinrichtungen eine an und für sich bekannte Schneidklemmentechnik verwendet, da diese Art des Leitungsanschlusses ein oftmals kostspieliges Konfektionierwerkzeug erübrigt und somit zu einer Zeitersparnis führt.
Der innere Aufbau des erfindungsgemäßen 8-poligen Rundsteckers gemäß Fig. 2 kann somit in drei Einzel- Hauptkomponenten untergliedert werden. Ein Teil sind die acht Steckkontakte 10, die für ein Verbinden mit einem Gegenverbinder als Steckgesicht des Rundsteckers angeordnet sind, ein weiterer Teil ist der Anschlussblock 30 der einen Anschluss einer Datenleitung im Feld und somit die Konfektionierbarkeit ermöglicht und das dritte Teil ist die Leiterplatte 20, welche ein Bindeglied zwischen dem Anschlussblock 30 und den Stiftkontakten 10 bildet und die Verbindung der Signalübertragungswege zwischen den Stiftkontakten 10 und den Anschlusskontakten des Anschlussblocks 30 bereitstellt.
Durch den Einsatz von Zweidrahtleitungen bzw.
Signalübertragungswegpaarungen, welche auch bei Ethernet- Anwendungen üblich sind, kann folglich im Anschlussblock 30 und bei Überleitung auf die Kontakte 10 ein Nebensprechen zwischen benachbarten Signalübertragungswegen und eine kapazitive Unsymmetrie hervorgerufen werden, wobei die
Anforderungen, insbesondere in Bezug auf NEXT und RETURN LOSS, an einen Steckverbinder höher sind als die an ein Patchkabel und die Übertragungsstrecke eines Steckverbinders in Bezug auf NEXT und RETURN LOSS besser gedämpft sein muss.
Bei einem freikonfektionierbaren industrietauglichen Rundsteckverbinder nach der Erfindung, der auch für Ethernet-Anwendungen, z.B. nach CAT5 (Kategorie 5), einsetzbar ist, beherbergt die Leiterplatte 20, welche das Bindeglied zwischen Anschlussblock 30 und Steckkontakte 10 bildet, in wenigstens zwei Ebenen Leiterbahnen, von denen einige zur Herstellung eines jeweiligen
Signalübertragungsweges zwischen einem Steckkontakt und einem Anschlusskontakt diese untereinander elektrisch kontaktieren, und andere eine Kapazität zwischen ausgewählten Signalübertragungswegen bereitstellen. Hierdurch kann einerseits gewährleist werden, dass
Leiterbahnen im Falle eines notwendigen Kreuzens von Signalübertragungswegen nicht zu Kurzschlüssen führen und ausreichende Isolationsabstände einhalten. Andererseits können kapazitive Unsymmetrien durch zusätzliche in der Leiterplatte integrierte Kapazitäten ausgeglichen werden, um eine möglichst homogene kapazitive Symmetrie herzustellen .
Die Leiterplatte 20 ist ferner eine Komponente, die in ihrem Layout und ihrer elektrischen Funktionsweise im Rahmen der Erfindung je nach verwendetem spezifischen Anschlussblock 30 angepasst werden kann. Folglich kann die Erfindung auch bereits am Markt erhältliche Anschlussblöcke integrieren ohne diese zu verändern. Ein solcher, am Markt bereits erhältlicher Anschlussblock 30 besitzt z.B. zwei parallel angeordnete Reihen mit jeweils vier Anschlusskontakten, wobei bei Fig. 2 mit den Bezugsziffern 31, 32, 33 und 34 eine Reihe von Anschlusskontakten und zugeordneten Aufnahmeeinrichtungen angedeutet ist.
Für die nachfolgende Beschreibung wird ferner davon ausgegangen, dass der Anschlussblock 30 gemäß Fig. 2 ein Anschlussblock eingesetzt ist, der mit seinen Anschlusskontakten dem Steckgesicht eines RJ45 Steckverbinders, wie er aus dem Telekommunikations- und Office-Bereich bekannt ist, angelehnt ist. Das eröffnet die zusätzliche Möglichkeit eine Leitung zu konfektionieren, bei der an einer Seite ein RJ45 Steckverbinder angebracht ist und die Gegenseite mit einem M12 -Rundsteckverbinder nach der Erfindung konfektioniert ist. Eine solche Anwendung ist vorteilhaft, wenn zum Beispiel eine Speicher Programmierbare Steuerung (SPS) mittels eines Notebooks zu programmieren ist. Die Schnittstelle an der SPS kann folglich mit dem industrietauglichen M12 -Rundsteckverbinder ausgestattet sein, während an dem Notebook die Standard RJ45 Steckverbindung erhalten bleibt. Bei dieser Anwendung ist das Notebook für eine Industrieanwendung vor Ort genauso nutzbar, wie an einem Arbeitsplatz in einem Büro ohne zwei unterschiedliche Schnittstellen zu benötigen. Auch wenn es bisher für die Belegung des 8-poligen M12- Steckverbinders für Ethernet-Anwendungen keine genormte Pinbelegung gibt, wird hierdurch folglich eine umfangreiche Kompatibilität zum bestehenden Markt gewährleistet.
Eine skizzenhafte Draufsicht auf einen solchen Anschlussblock von Seiten der Leiterplatte zeigt Fig. 3. Die Zuordnung zwischen den Anschlusskontakten 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 und 38 und angeschlossen
Signalübertragungsadern ist hierbei an den Ethernet Standard angelehnt. Die Anschlusskontakte 35 und 36 sind dem ersten Signalpaar "1" zugeordnet, wobei angenommen ist, dass der Anschlusskontakt 36 bei Verwendung von "Twisted Pair-Leitungen" der "gestreiften" Ader zugeordnet ist. Die Anschlusskontakte 37 und 38 sind dem zweiten Signalpaar "2" zugeordnet, wobei der Anschlusskontakt 37 der "gestreiften" Ader zugeordnet ist. Die Anschlusskontakte 33 und 34 sind dem dritten Signalpaar "3" zugeordnet, wobei der Anschlusskontakt 34 der "gestreiften" Ader zugeordnet ist. Die Anschlusskontakte 31 und 32 sind dem vierten Signalpaar "4" zugeordnet, wobei der Anschlusskontakt 32 der "gestreiften" Ader zugeordnet ist.
Eine skizzenhafte Draufsicht auf die auf der Leiterplatte angeordneten Steckkontakte 10 zeigt Fig. 4. Die acht Steckkontakte sind mit 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 und 18 bezeichnet. Damit der erfindungsgemäße 8-polige freikonfektionierbare Rundsteckverbinder mit dem Markt und dem Layout von 8 -poligen vorkonfektionierten Steckverbinders übereinstimmt, bilden die Steckkontakte 17 und 11, 13 und 12, 18 und 15 sowie 16 und 14 jeweils das Steckkontaktpaar für das Signalpaar 4, 2, 1 bzw. 3. Für die nachfolgende Beschreibung wird die entsprechend zugeordnete Belegung von Signalübertragungswegpaaren mit 7-1 (Signalpaar 4) , 3-2 (Signalpaar 2) , 8-5 (Signalpaar 1) und 6-4 (Signalpaar 3) bezeichnet.
In den Fig. 3 und Fig. 4 sind mit der Bezugsziffer 39 ferner mechanische Positionierhilfen für den Anschlussblock 30 an der Leiterplatte 20 gekennzeichnet, welche z.B. zwei kleine, in die Leiterplatte 20 einsetzbare Führungspins des Anschlussblock 30 sind. Wie aus Fig. 4 ferner ersichtlich integriert die Erfindung aufgrund der im Wesentlichen entlag einer Achse ausgerichteten, gegenüberliegenden Anordnung von Steckkontakten 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 0 und Anschlusskontakten 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 eine angepasste Geometrie der Steckkontakte, damit das Steckergesicht des Rundsteckers einschließlich des Durchmessers in der Kontaktzone zum Kontaktieren eines Gegenrundsteckverbinders weiterhin den normgemäßen Vorschriften genügt, da es ansonsten zu Schwierigkeiten im Layout der Leiterplatte kommen kann.
Durch die Anpassung der Geometrie, bei Fig. 5a für die äußeren Stiftkontakte 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 beispielhaft am Steckkontakt 11 gezeigt und bei Fig. 5b für den inneren Stiftkontakt 18 gezeigt, ist jedoch auf vorteilhafte Weise die Einhaltung von Isolationsstrecken ermöglicht und ein Kurzschluss zwischen einzelnen Kontakten und Anschlusskontakten beim Aufbau der Leiterplatte verhindert .
Gemäß Fig. 5a besitzt der äußere Steckkontakt 11 zwischen dessen jeweils entgegengesetzten Enden 111 und 112 einen gebogenen Übergangsbereichs. Das in der Leiterplatte 20 gehaltene Enden 111 sowie die entsprechenden Enden der anderen äußeren Steckkontakte 12, 13, 14, 15, 16, 17 liegen folglich, wie auch der Fig. 3 zu entnehmen auf einem gemeinsamen größeren Radius um die Verbindungsachse herum und halten folglich einen ausreichenden Abstand zu den in der Leiterplatte 20 gehaltenen Anschlusskontakten 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 und 38 ein, wohingegen das entgegengesetzte Kontaktende sowie die entsprechenden Kontaktenden der anderen äußeren Steckkontakte 12, 13, 14, 15, 16, 17 durch die Biegung bzw. den Übergangsbereich weiterhin auf dem für ein normiertes Steckergesicht erforderlichen gemeinsamen Radius um die Verbindungsachse herum angeordnet sind.
Der mittlere Steckkontakt 18 des Rundsteckverbinders ist gemäß Fig. 5b weiterhin grundsätzlich gerade ausgeführt und weist eine dünne Spitze als Kontaktende 181 auf, welche einen Lötpin des Steckkontaktes 18 bei der Halterung in der Leiterplatte 20 bildet.
Das Steckergesicht des erfindungsgemäßen, freikonfektionierbaren Rundsteckverbinders nach der Norm kann somit auch bei vorstehend aufgezeigten Anschlussblöcken umgesetzt werden. Wie vorstehend ausgeführt umfasst der freikonfektionierbare, auch im Ethernet einsetzbare Rundsteckverbinder gemäß der Erfindung eine Leiterplatte
20, die in wenigstens zwei Ebenen Leiterbahnen beherbergt, von denen einige zur Herstellung eines jeweiligen Signalübertragungsweges jeweils einen Steckkontakt und einen Anschlusskontakt innerhalb der Leiterplatte elektrisch kontaktieren, und andere eine Kapazität zwischen bestimmten Signalübertragungswegen aufbauen.
Bei einer in Bezug auf die Fign. 3 und 4 angenommen Adernbelegung wird zweckmäßig eine aus wenigstens sieben Schichten sandwichartig aufgebaute Leiterplatte 20, wie nachfolgend anhand der Fign. 6 bis 10 beschrieben eingesetzt. Hierbei bilden bevorzugt jeweils zwei Leiterbahnen zum Aufbauen einer Koppelkapazität einen in der Leiterplatte integrierten Plattenkondensator, wobei ein solcher Plattenkondensator in bevorzugter praktischer
Ausführung durch jeweils zwei in unterschiedlichen Ebenen angeordnete flächige Kondensatorplättchen, z.B. durch Aufbringen von Kupferflächen, gebildet wird.
Fig. 6 zeigt skizzenhaft den für das Ausführungsbeispiel gewählten mehrschichtigen Aufbau der Leiterplatte 20. Der Aufbau umfasst insgesamt sieben Schichten oder Lagen 21, 22, 23, 24, 25, 26 und 27. Die erste, dritte, fünfte und siebte Schicht 21, 23, 25 bzw. 27 umfassen jeweils durch Metalllisierung aufgebrachte oder eingeprägte Leiterbahnen zum elektrischen Verbinden von Signalübertragungswegen und/oder zum Verbinden von ausgewählten Signalübertragungswegen mit Ausgleichs- oder Koppelkapazitäten.
Die jeweils dazwischen liegenden Schichten, gemäß Fig. 6 die zweite, vierte und sechste Schicht 22, 24, bzw. 26 umfassen das Basismaterial der Leiterplatte und dienen als Dielektrikum.
Die Schichten 22 und 26 dienen als Dielektrikum für in die Schichten 21 und 23 bzw. 25 und 27 integrierte
Plattenkondensatoren und sind dünner als die Schicht 24, welche als Dielektrikum zwischen zwei, in unterschiedlichen Ebenen integrierten Plattenkondensatoren dient, also zwischen einem in die Schichten 21 und 23 integrierten Plattenkondensator und einem in die Schichten 25 und 27 integrierten Plattenkondensator.
Der Abstand der einzelnen Leiterbahnschichten bzw. Lagen 21, 23, 25, 27 kann ferner durch den konstruktiven Aufbau der Leiterplatte vorgegeben sein und die Kapazitätsgröße kann aufgrund fester Vorgaben und einer konstanten Dielektrizitätszahl des Basismaterials der Leiterplatte anhand der Größe der Kondensatorflächen variiert werden.
Als Leiterplattenbasismaterial kann z.B. ein FR-4 Material eingesetzt werden. Die Fign. 7, 8, 9 und 10 zeigen nacheinander die Leiterbahnenführung auf der ersten Leiterbahnen umfassenden Schicht 21, gemäß Fig. 6 die erste b2w. obere Schicht, der zweiten Leiterbahnen umfassenden Schicht 23, gemäß Fig. 6 die erste innere Leiterbahnen umfassende bzw. dritte
Schicht 23, der dritten Leiterbahnen umfassenden Schicht 25, gemäß Fig. 6 die zweite innere Leiterbahnen umfassende bzw. fünfte Schicht 25, und der vierten Leiterbahnen umfassenden Schicht 27, gemäß Fig. 6 die siebte bzw. untere Schicht 27.
Wie ersichtlich sind über die Schicht 23 elektrisch miteinander verbunden: der Steckkontakt 11 und der Anschlusskontakt 32, der Steckkontakt 16 und der Anschlusskontakt 33, der Steckkontakt 14 und der Anschlusskontakt 34, der Steckkontakt 13 und der Anschlusskontakt 38, sowie der Anschlusskontakt 33 mit einer Kondensatorplatte 211 und der Anschlusskontakt 37 mit einer Kondensatorplatte 212;
und über die Schicht 22 sind elektrisch miteinander verbunden : der Steckkontakt 14 mit einer Kondensatorplatte 232 und der Anschlusskontakt 38 mit einer Kondensatorplatte 231.
Die Kondensatorplatte 211 und die Kondensatorplatte 231 bilden hierbei einen ersten Plattenkondensator zum Bereitstellen einer ersten Ausgleichkapazität und die Kondensatorplatte 212 und die Kondensatorplatte 232 bilden einen zweiten Plattenkondensator zum Bereitstellen einer zweiten Ausgleichkapazität.
Über die Schicht 25 sind elektrisch miteinander verbunden: der Steckkontakt 17 mit einer Kondensatorplatte 253 und der Anschlusskontakt 32 mit einer Kondensatorplatte 254;
und über die Schicht 27 sind elektrisch miteinander verbunden: der Steckkontakt 12 und der Anschlusskontakt 37, der Steckkontakt 17 und der Anschlusskontakt 31, der Steckkontakt 15 und der Anschlusskontakt 36, der Steckkontakt 18 und der Anschlusskontakt 35, sowie der Anschlusskontakt 34 mit einer Kondensatorplatte 273; der Anschlusskontakt 33 mit einer Kondensatorplatte 274.
Die Kondensatorplatte 253 und die Kondensatorplatte 273 bilden hierbei einen dritten Plattenkondensator zum Bereitstellen einer dritten Ausgleichkapazität und die
Kondensatorplatte 254 und die Kondensatorplatte 274 bilden einen vierten Plattenkondensator zum Bereitstellen einer vierten Ausgleichkapazität.
Unter zusätzlicher Berücksichtigung der Beschreibung zu
Fign. 3 und 4 liegt somit das erste Signalpaar 1, welches gemäß Anschlussblock 30 über die Anschlusskontakte 35-36 geführt wird, liegt somit an den Steckkontakten 18-15 (Signalübertragungswegpaar 8-5) an. Das zweite Signalpaar 2, welches gemäß Anschlussblock 30 über die
Anschlusskontakte 38-37 geführt wird, liegt somit an den Steckkontakten 13-12 (Signalübertragungswegpaar 3-2) an. Das dritte Signalpaar 3, welches gemäß Anschlussblock 30 über die Anschlusskontakte 33-34 geführt wird, liegt somit an den Steckkontakten 16-14 (Signalübertragungswegpaar 6-4) an. Das vierte Signalpaar 4, welches gemäß Anschlussblock 30 über die Anschlusskontakte 31-32 geführt wird, liegt somit an den Steckkontakten 17-11 (Signalübertragungswegpaar 7-1) an.
Ferner ist zwischen den Signalübertragungswegen 3 und 6, den Signalübertragungswegen 2 und 4, den Signalübertragungswegen 7 und 4 sowie den Signalübertragungswegen 1 und 6 jeweils eine Kapazität geschaltet .
Basierend auf vorbeschriebenem spezifischen
Ausführungsbeispiel geben die Figuren 11, 12 beispielhafte Messkurven für das RETURN LOSS der einzelnen Signalpaare und das NEXT der verschiedenen Signalpaarkombinationen des erfindungsgemäßen industrietauglichen und konfektionierbaren Rundsteckverbinder, der auch für
Ethernet einsetzbar ist, wieder. Zu sehen ist, dass in Bezug auf beide Größen die Cat5 Anforderungen für Steckverbinder erfüllt sind.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern vielmehr in vielfältiger Weise variiert werden kann. Insbesondere können, soweit nicht ausdrücklich angegeben, Merkmale auch in unterschiedlicher Weise miteinander kombiniert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verbinder, welcher einen inneren Steckverbinderaufbau unfasst, der in drei Einzel-Hauptelemente untergliederbar ist, wobei ein Teil Steckkontakte sind, die für ein Verbinden mit einem Gegenverbinder als kreisförmiges Steckgesicht des Verbinders angeordnet sind, ein weiterer Teil ein Anschlussblock ist, der einen Anschluss einer Datenleitung im Feld bietet und das dritte Teil eine Leiterplatte ist, welche ein anpassbares Bindeglied zwischen dem Anschlussblock und den Steckkontakten bildet und die Verbindung der Signalübertragungswege zwischen den Steckkontakten und den Anschlusskontakten des Anschlussblocks bereitstellt.
2. Verbinder, insbesondere nach vorstehendem Anspruch, umfassend ein Verbindungselement mit einem runden Querschnitt zum mechanischen Verbinden mit einem komplementären Gegenverbinder in Richtung einer senkrecht zum Querschnitt verlaufenden Verbindungsachse, eine Leiterplatte, die sich parallel zum Querschnitt erstreckt und eine erste und eine gegenüberliegende zweite äußere Oberfläche besitzt, die in entlang der Verbindungsachse blicken, eine Vielzahl von länglichen Steckkontakten, die sich im Wesentlichen entlang oder parallel der Verbindungsachse erstrecken und jeweils entgegengesetzte erste und zweite Enden besitzen, wobei die ersten Enden der Steckkontakte von Seiten der ersten äußeren Oberfläche kommend in der Leiterplatte gehalten sind, und die gegenüberliegenden zweiten Enden ein kreisförmiges Steckgesicht definieren, einen an der zweiten äußeren Oberfläche angeordneten Anschlussblock mit einer der Anzahl der Steckkontakte entsprechenden Anzahl von Anschlusskontakten, die von Seiten der zweiten äußeren Oberfläche kommend in der Leiterplatte gehalten sind, wobei der Anschlussblock ferner zu jedem Anschlusskontakt eine mit diesem elektrisch verbundene Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer Ader eines Datenkabels besitzt, wobei die Leiterplatte Leiterbahnen in wenigstens zwei Ebenen beherbergt, von denen einige zur Herstellung eines jeweiligen Signalübertragungsweges jeweils einen Steckkontakt und einen Anschlusskontakt elektrisch kontaktieren, und andere eine Kapazität zwischen ausgewählten Signalübertragungswegen aufbauen.
3. Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher ein 8-poliger M12 Verbinder ist.
4. Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die zweiten Enden der Steckkontakte als Stiftkontakte ausgebildet sind.
5. Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweiten Enden der Steckkontakte buchsenartig ausgebildet sind.
6. Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die Leiterplatte mehrere Schichten und einen grundsätzlich sandwichartigen Aufbau besitzt, wobei sich Schichten mit Leiterbahnen und dielektrische Schichten abwechseln.
7. Verbinder nach vorstehendem Anspruch, bei welchem eine
Kapazität zwischen jeweils einem der ausgewählten Signalübertragungswegen jeweils über zwei Leiterbahnen aufgebaut ist, die auf unterschiedlichen, durch eine dielektrische Schicht beabstandete Schichten angeordnet sind.
8. Verbinder nach vorstehendem Anspruch, bei welchem jeweils zwei Leiterbahnen zum Aufbauen einer Kapazität einen flächigen Plattenkondensator ausbilden.
9. Verbinder nach vorstehendem Anspruch, bei welchem Plattenkondensatoren in wenigstens zwei unterschiedlichen Ebenen ausgebildet sind.
10. Verbinder nach vorstehendem Anspruch, bei welchem die dielektrische Schicht zwischen zwei Schichten, über welche ein Plattenkondensator aufgebaut ist, dünner ist, als eine dielektrische Schicht zwischen zwei in unterschiedlichen Ebenen bereitgestellten Plattenkondensatoren.
11. Verbinder nach vorstehendem Anspruch, bei welchem die
Signalübertragungswege auf dem RJ-45 Standard basieren.
12. Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem das Anschlusskontaktbild des Anschlussblocks rechteckig ausgebildet ist.
13. Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die Anschlusskontakte parallel zu und um die Verbindungsachse herum in der Leiterplatte gehalten sind.
14. Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der Durchmesser des kreisförmigen Steckgesichts durch auf einem Radius um die Verbindungsachse angeordnete Steckkontakte gegeben ist.
15. Verbinder nach vorstehendem Anspruch, bei welchem die ersten Enden dieser Steckkontakte auf einem ersten gemeinsamen Radius um die Verbindungsachse herum angeordnet sind.
16. Verbinder nach vorstehendem Anspruch, bei welchem zwischen diesen ersten Enden und den jeweils entgegengesetzten zweiten Enden dieser Steckkontakte ein Übergangsbereich ausgebildet ist, derart, dass diese zweiten Enden auf einem zweiten gemeinsamen
Radius um die Verbindungsachse herum angeordnet sind.
17. Verbinder nach einem der drei vorstehenden Ansprüche, bei welchem innerhalb des Radius ein weiterer, innerer Steckkontakt angeordnet ist.
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