EP2375511B1 - Kontaktfeld für Steckverbinder - Google Patents

Kontaktfeld für Steckverbinder Download PDF

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EP2375511B1
EP2375511B1 EP11161683.5A EP11161683A EP2375511B1 EP 2375511 B1 EP2375511 B1 EP 2375511B1 EP 11161683 A EP11161683 A EP 11161683A EP 2375511 B1 EP2375511 B1 EP 2375511B1
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EP
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contact
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contacts
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connector
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Ralf Feldner
Thomas Führer
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/646—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00 specially adapted for high-frequency, e.g. structures providing an impedance match or phase match
    • H01R13/6461—Means for preventing cross-talk
    • H01R13/6463—Means for preventing cross-talk using twisted pairs of wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/72—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/722—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures coupling devices mounted on the edge of the printed circuits
    • H01R12/727—Coupling devices presenting arrays of contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/60—Contacts spaced along planar side wall transverse to longitudinal axis of engagement
    • H01R24/62—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices
    • H01R24/64—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices for high frequency, e.g. RJ 45

Definitions

  • the invention relates to a contact field for connectors.
  • the third wire pair 13 leads due to its widely spaced assignment to contacts 23 and 26 in the other wire pairs to increased near-end crosstalk, which is favored by parallel surfaces of the wire pairs to each other.
  • the contacts of the connectors known from the prior art are predominantly made of wire. If wires for the contact surface are also used on the corresponding counterpart to the connector, contact difficulties often occur, since often only one point contact comes about. These contact difficulties are one of the causes of reflections. However, attempts to counteract this effect through contact surfaces have always resulted in increased near-end crosstalk in the past.
  • a contact pad according to the preamble of claim 1 is known from WO 97/01874 and also from the US 2003/0139094 A1 known.
  • DE 201 05 207 U1 discloses a connector with offset lead portions.
  • the invention has set itself the goal of avoiding at least one of the aforementioned disadvantages in an inventive manner.
  • This object is achieved by a contact pad for a connector for twisted pair cabling comprising a plurality of metallic contacts for connection to a twisted pair socket, each metallic contact having a lead portion for connection to a circuit board, wherein the metallic contacts Contact sheets are formed, at least two of the lead portions are arranged offset to other lead portions, and the metallic contacts are made similar, and the third and sixth lead portion of the lead portions are arranged offset to adjacent lead portions.
  • the contact pad has eight metallic contacts, so that a twisted pair cabling for common systems of telecommunications, communications and computer technology, such as ISDN and Ethernet cabling, can be provided.
  • the contacts and the respective lead portions are made in one piece.
  • the contact pad is an RJ 45 contact pad.
  • the contact to the board can by means of a board connection 7, for example in the form of a Lötnase - see FIG. 4 - Or for surface mounting as it is known from the SMD technology by providing a correspondingly curved surface can be achieved.
  • FIG. 4 Various embodiments of inventive contact sheets are shown.
  • the near-end crosstalk can be reduced.
  • contact plates allows a stable connection to the corresponding counterpart of the connector, so that - even if this counterpart should be equipped with wires - now an improved contact can be made, since now the wire can create almost flat against the contact plate, which an enlarged contact surface is created.
  • the invention makes it possible to effectively solve one or more of the aforementioned problems.
  • the invention solves the previous contrast, which precluded the use of sheets for planar contacts in view of a previously recorded increased near-end crosstalk.
  • the contact pad has eight metallic contacts 4, so that a twisted pair cabling for common systems of telecommunications, communications and computer technology, such as ISDN and Ethernet cabling, can be provided.
  • the contact pad is then an RJ45 contact pad.
  • the invention makes it possible to provide connectors which meet the specification according to CAT6a and higher.
  • the contact pad further comprises a housing 5 made of insulating material.
  • This housing 5 serves as a receptacle for the contacts and can, for example, provide the metallic contacts 4 as a plug-in field, while on the other side it can have corresponding tabs for a print mounting on a circuit board 2.
  • the metallic contacts are integral and similar, e.g. L-shaped or C-shaped, are executed.
  • the L-shaped design on the one hand, a staggered arrangement on the board 2 is achieved, as well as minimizes the parallel surface. Furthermore, the L-shape allows a mechanically stable design of the contacts.
  • contact plates 4 are used in a housing.
  • the orientation of the contact plates 4 is taken into account, i. with a RJ45 plug, the 3rd and 6th contacts are turned through 180 ° to the other contacts.
  • the insertion itself can be a press-fit.
  • Other measures for fixing the contacts in the housing 5 are of course also usable.
  • the resulting contact field is connected as a board connector with a structurally processed board 2.
  • a board 2 can also be further contact fields 3 for the connection with the pairs of wires 11, 12, 13, 14 and a further wiring, e.g. compensation networks, security elements or the like.
  • the board connection 7 can be designed as pin contacts for insertion into corresponding solder openings of a board 2.
  • the board connection 7 may be designed for surface soldering on corresponding solder pads of a board 2.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kontaktfeld für Steckverbinder.
  • In der Netzwerktechnik ergibt sich insbesondere bei zunehmender Übertragungsgeschwindigkeit ein Problem des Nahnebensprechens und von Reflektionen an Steckverbindern.
    Insbesondere bei der beliebten Twisted-Pair Verkabelung, welche beispielhaft in Figur 1 schematisch dargestellt ist, ergibt sich ein Nahnebensprechen-Problem zwischen bestimmten Adernpaaren,
    Bei einer typischen Twisted-Pair-Verkabelung wird typischerweise ein erstes Adernpaar 11, welches häufig blau, blau-weiß codiert ist, Kontakten 24 und 25 eines Steckgehäuses 5 zugeordnet. Gleichermaßen ist ein zweites Adernpaar 12, welches häufig orange, orangeweiß codiert ist, Kontakten 21 und 22 eines Steckgehäuses 5 zugeordnet. Ein drittes Adernpaar 13, welches häufig grün, grün-weiß codiert ist, ist Kontakten 23 und 26 und ein viertes Adernpaar 14, welches häufig braun, braun-weiß codiert ist, Kontakten 27 und 28 eines Steckgehäuses 5 zugeordnet.
    Insbesondere das dritte Adernpaar 13 führt auf Grund seiner weit auseinanderliegenden Zuordnung zu Kontakten 23 und 26 bei den anderen Adernpaaren zu vermehrten Nahnebensprechen, welches durch parallele Flächen der Adernpaare zueinander begünstigt wird.
    Die Kontakte der aus dem Stand der Technik bekannten Steckverbinder sind überwiegend aus Draht hergestellt. Werden auf dem entsprechenden Gegenstück zum Steckverbinder ebenfalls Drähte für die Kontaktfläche verwendet, so kommt es häufig zu Kontaktschwierigkeiten, da häufig lediglich ein Punktkontakt zu Stande kommt. Diese Kontaktschwierigkeiten sind eine der Ursachen für Reflektionen.
    Versuche diesen Effekt durch Kontaktflächen zu begegnen führten in der Vergangenheit jedoch immer zu erhöhtem Nahnebensprechen.
    Ein Kontaktfeld gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der WO 97/01874 und auch aus der US 2003/0139094 A1 bekannt. DE 201 05 207 U1 offenbart einen Steckverbinder mit versetzten Zuleitungsabschnitte. Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, zumindest einen der vorgenannten Nachteile in erfinderischer Weise zu vermeiden.
    Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kontaktfeld für eine Steckverbindung für Twisted-Pair-Verkabelung aufweisend eine Mehrzahl von metallischen Kontakten zur Verbindung mit einer Twisted-Pair-Buchse, wobei jeder metallische Kontakt einen Zuleitungsabschnitt zur Verbindung mit einer Platine aufweist, wobei die metallischen Kontakte aus Kontaktblechen geformt sind, wenigstens zwei der Zuleitungsabschnitte versetzt zu anderen Zuleitungsabschnitten angeordnet sind, und die metallischen Kontakte gleichartig ausgeführt sind, und der dritte und sechste Zuleitungsabschnitt der Zuleitungsabschnitte versetzt zu benachbarten Zuleitungsabschnitten angeordnet sind.
    In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist das Kontaktfeld acht metallische Kontakte auf, so dass eine Twisted-Pair-Verkabelung für gängige Systeme der Telekommunikations-, Nachrichtenübertragungs- und Computertechnik, beispielsweise ISDN- und Ethernet-Verkabelung, bereitgestellt werden kann.
    In noch einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Kontakte und die jeweiligen Zuleitungsabschnitte einstückig ausgeführt.
    In noch einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Kontaktfeld ein RJ 45-Kontaktfeld.
  • In noch einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung weist das Kontaktfeld weiterhin ein Gehäuse aus isolierendem Material auf.
    In noch einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Kontaktfeld Teil eines Print-Einbausteckers.
    Im Folgenden wird die Erfindung näher unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. In diesen zeigt
    • Figur 1 die schematische Zuordnung von Adernpaaren einer Twisted-Pair-Verkabelung zu den Kontakten eines Twisted-Pair Steckfeldes, insbesondere eines RJ46-Steckers,
  • Der Kontakt zur Platine kann mittels eines Platinenanschluss 7, z.B. in Form einer Lötnase - siehe Figur 4 - oder aber für Oberflächenmontage wie sie aus der SMD-Technik bekannt ist durch Bereitstellung einer entsprechend gebogenen Fläche erreicht werden.
  • Auch hier kann durch eine entsprechende Platzierung des Platinenanschluss 7 die parallele Fläche weiter reduziert werden. Dies kann sehr einfach in Figur 4 gesehen werden.
  • In der Figur 4 sind verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Kontaktbleche dargestellt.
  • Auf der äußerst linken oberen Hälfte ist eine L-förmige Ausführungsform eines Kontaktbleches 4 schematisch dargestellt. Im oberen Bereich befindet sich schwarz eingefärbt der Kontaktbereich 8, der zur Kontaktierung mit einer Buchse dient. Daran anschließend befindet sich der Zuleitungsabschnitt 6 gefolgt von einem Platinenanschluss 7.
  • In der mittleren linken oberen Hälfte ist eine entsprechende C-förmige Ausführungsform dargestellt. Im oberen Bereich befindet sich schwarz eingefärbt der Kontaktbereich 8, der zur Kontaktierung mit einer Buchse dient. Daran anschließend befindet sich der Zuleitungsabschnitt 6 gefolgt von einem Platinenanschluss 7.
  • Unter den beiden linken oberen Ausführungsformen ist die versetzte Anordnung der jeweils selben Ausführungsform dargestellt. Wie man deutlich erkennen kann sind die Abschnitte 6 der jeweils oberen Darstellung gegenüber der unteren Darstellung versetzt. Gleiches gilt auch für die Platinenanschlüsse 7, die ebenfalls versetzt angeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich mittels einer einzigen Form von Kontaktblechen 4 beide Anordnungen realisieren Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
  • Wie man auf der rechten Hälfte der Abbildung 4 sieht, können auch unterschiedliche Ausführungsformen von Kontaktblechen 4 miteinander kombiniert werden, um eine versetzte Anordnung der Zuleitungsabschnitte 6 zu erreichen.
  • In der mittleren rechten Hälfte ist eine L-förmige Ausführungsform eines Kontaktbleches 4 im Vergleich zu einer I-förmigen Ausführungsform dargestellt. Wiederum sind hier die Kontaktbereiche 8 schwarz eingefärbt.
  • In der äußerst rechten Hälfte ist eine C-förmige Ausführungsform eines Kontaktbleches 4 im Vergleich zu einer I-förmigen Ausführungsform dargestellt. Wiederum sind hier die Kontaktbereiche 8 schwarz eingefärbt.
  • Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass die jeweiligen Zuleitungsabschnitte der oberen Hälfte versetzt zu den Zuleitungsabschnitten der unteren Hälfte angeordnet sind. Gleiches gilt auch für die Platinenanschlüsse 7, die ebenfalls versetzt angeordnet sind.
  • Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass natürlich auch Mischformen aus L-förmigen und C-förmigen Kontaktblechen 6 zum selben Ergebnis führen.
  • Wesentlich ist, dass zumindest Teile des Zuleitungsabschnittes 6 nicht parallel zueinander sind.
  • Durch diese versetzten Anordnungen kann das Nahnebensprechen reduziert werden.
  • Weiterhin ermöglicht die Verwendung von Kontaktblechen eine stabile Verbindung zum entsprechenden Gegenstück des Steckverbinders, so dass - auch wenn dieses Gegenstück mit Drähten ausgestattet sein sollte - nun ein verbesserter Kontakt hergestellt werden kann, da nun der Draht sich nahezu flächig an das Kontaktblech anlegen kann, wodurch eine vergrößerte Kontaktfläche entsteht.
  • Hiermit ermöglicht die Erfindung eines oder mehrere der zuvor genannten Probleme wirkungsvoll zu lösen. Insbesondere löst die Erfindung den bisherigen Gegensatz auf, der die Verwendung von Blechen für flächige Kontakte im Hinblick auf ein zuvor zu verzeichnendes erhöhtes Nahnebensprechen ausschloss.
  • In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist das Kontaktfeld acht metallische Kontakte 4 auf, so dass eine Twisted-Pair-Verkabelung für gängige Systeme der Telekommunikations-, Nachrichtenübertragungs- und Computertechnik, beispielsweise ISDN- und Ethernet-Verkabelung, bereitgestellt werden kann. Typischerweise ist dann das Kontaktfeld ein RJ45-Kontaktfeld.
  • Durch die Erfindung ist es möglich Steckverbinder bereitzustellen, die die Spezifikation gemäß CAT6a und höher erfüllen.
  • In noch einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung weist das Kontaktfeld weiterhin ein Gehäuse 5 aus isolierendem Material auf.
  • Dieses Gehäuse 5 dient als Aufnahme für die Kontakte und kann beispielsweise die metallischen Kontakte 4 als Steckfeld zur Verfügung stellen, während es auf der anderen Seite über entsprechende Laschen für eine Printmontage auf einer Platine 2 verfügen kann.
  • Besonders bevorzugt ist, dass die metallischen Kontakte einstückig und gleichartig, z.B. L-förmig oder C-förmig, ausgeführt sind.
  • In den Figuren 2 und 3 ist eine L-förmige Ausführung dargestellt.
  • Diese erweist sich, ebenso wie die C-förmige Ausführung, als besonders geeignet, da hierdurch nur ein einziges Stanzwerkzeug für alle Kontakte benötigt wird und die versetzten Kontakte durch eine 180° gedrehte Anordnung des L-förmigen Blechstückes erreicht werden kann.
  • Durch die L-förmige Ausführung wird zum Einen eine versetzte Anordnung auf der Platine 2 erreicht, als auch die parallele Fläche minimiert. Weiterhin erlaubt die L-Form eine mechanisch stabile Ausführung der Kontakte.
  • In einem bevorzugten Herstellungsprozess werden in ein Gehäuse 5 Kontaktbleche 4 eingesetzt. Beim Einsetzen wird die Orientierung der Kontaktbleche 4 berücksichtigt, d.h. bei einem RJ45-Stecker werden der 3. und 6. Kontakt um 180° gedreht zu den anderen Kontakten eingesetzt.
  • Das Einsetzen selbst kann ein Einpressen sein. Andere Maßnahmen zur Fixierung der Kontakte im Gehäuse 5 sind natürlich auch verwendbar.
  • Anschließend wird das entstandene Kontaktfeld als Platinenstecker mit einer konstruktiv aufbereiteten Platine 2 verbunden. Eine solche Platine 2 kann auch weitere Kontaktfelder 3 für die Verbindung mit den Adernpaaren 11, 12, 13, 14 als auch eine weitere Beschaltung z.B. von Ausgleichsnetzwerken, Sicherungselementen oder ähnlichem, aufweisen.
  • Hierzu kann der Platinenanschluss 7 als Stiftkontakte zur Einführung in entsprechende Löt-Öffnungen einer Platine 2 ausgeführt sein.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann der Platinenanschluss 7 zur Oberflächenverlötung auf entsprechenden Lötpads einer Platine 2 ausgeführt sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Steckverbinder-Detail
    2
    Platine
    4
    metallische Kontakte
    5
    Gehäuse
    6
    Zuleitungsabschnitte
    7
    Platinenanschluss
    8
    Kontaktbereich
    11 bis 14
    Adernpaare
    21 bis 28
    Kontakte

Claims (6)

  1. Kontaktfeld für eine Steckverbindung für Twisted-Pair-Verkabelung aufweisend eine Mehrzahl von metallischen Kontakten (4) zur Verbindung mit einer Twisted-Pair-Buchse, wobei jeder metallische Kontakt (4) einen Zuleitungsabschnitt (6) zur Verbindung mit einer Platine (2) aufweist, wobei
    • die metallischen Kontakte (4) aus Kontaktblechen geformt sind,
    • wenigstens zwei der Zuleitungsabschnitte (6; 23, 26) versetzt zu anderen Zuleitungsabschnitten (6; 21, 22, 24, 25, 27, 28) angeordnet sind, und
    • die metallischen Kontakte (4) gleichartig ausgeführt sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der dritte und sechste Zuleitungsabschnitt der Zuleitungsabschnitte (23, 26) versetzt zu benachbarten Zuleitungsabschnitten (22, 24, 25, 27) angeordnet sind.
  2. Kontaktfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfeld acht metallische Kontakte (4) aufweist.
  3. Kontaktfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (4) und die jeweiligen Zuleitungsabschnitte (6) einstückig ausgeführt sind.
  4. Kontaktfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfeld ein RJ 45- Kontaktfeld ist.
  5. Kontaktfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfeld weiterhin ein Gehäuse aus isolierendem Material aufweist.
  6. Kontaktfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfeld Teil eines Print-Einbausteckers ist.
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