DE112005001433T5

DE112005001433T5 - Metallisierter Schlitten für einen Kommunikationsstecker

Info

Publication number: DE112005001433T5
Application number: DE112005001433T
Authority: DE
Inventors: Chen-Chieh Indianapolis Lin
Original assignee: Commscope Solutions Properties LLC
Current assignee: Commscope Inc of North Carolina
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2007-06-21
Also published as: GB2428140B; CN1973408B; WO2005119852A1; GB2428140A; US20050266720A1; US7425159B2; CN1973408A; GB0621940D0

Abstract

Ein Steckverbinder, umfassend:
einen Leiter organisierenden Schlitten,
eine Mehrzahl von Kanälen, ausgebildet in dem genannten Leiter organisierenden Schlitten, wobei die genannte Mehrzahl von Kanälen in der Lage ist, Leiterdrähte zu separieren,
wobei der genannte Leiter organisierende Schlitten aus wenigstens zwei Materialien gebildet ist, darunter ein erstes Material, welches ein leitendes Material ist, und ein zweites Material, welches ein dielektrisches Material ist.

Description

Technisches Gebiet:
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Kabelstecker. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen modularen Stecker zum Abschließen von elektrischen Drähten in einem Kabel, wie etwa Rundkabel oder jede Art von Kabeltypen mit Leiterpaaren.
Stand der Technik:
In der Telekommunikationsindustrie werden üblicherweise modulare Steckverbinder verwendet, um technische Einrichtungen beim Kunden (CPE), etwa Telefone oder Computer, mit einer Buchse in einem anderen CPE-Teil, etwa ein Modem oder eine Wandanschlussleiste, zu verbinden. Diese modularen Stecker schließen im Wesentlichen zwei Arten von Kabeln oder Leitungen ab:
Flachkabel und Rundkabel.
Bei bandförmigen Kabeln sind die Leiter, die durch das Kabel laufen, im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet und laufen über die Länge des Kabels im Wesentlichen parallel zueinander. Die einzelnen Leiter können ihre eigene Isolierung haben oder können durch in der Buchse des Flachkabels selbst definierte Kanäle voneinander isoliert sein, wobei die Flachbuchse die notwendige Isolierung bereitstellt. Umgekehrt können die in Standardrundkabel untergebrachten Leiter eine zufällige oder gezielte Anordnung annehmen, wobei die Leiter verdrillt oder umeinander gewickelt sind und ihre relative Lagen über die Kabellänge hinweg verändern.
Herkömmliche modulare Stecker sind gut geeignet, bandförmige Kabel abzuschließen. Typischerweise bestehen diese Stecker aus einer dielektrischen, etwa Kunststoff, Struktur, in der ein Satz von Anschlussklemmen Seite an Seite in einen Satz von Rinnen oder Kanälen in dem Steckerkörper eingebaut ist, so dass die Anschlüsse mit der Konfiguration der Leiter in dem damit verbundenen Kabel zusammenpassen. Wenn der Stecker in eine Buchse eingefügt ist, kontaktieren die Anschlussklemmen elektrisch mit Buchsenfedern in der Buchse, um die Verbindung herzustellen.
Andererseits bereitet das Abschließen von Standardrundkabeln oder Leitungen dem Fachmann besondere Probleme beim Zusammenbau. Zum Beispiel erfordert das Abschließen eines Rundkabels, das zum Beispiel vier Leiterpaare trägt, mittels eines existierenden modularen Steckers, folgende Schritte: Zunächst muss das Kabel oder die Leitungsbuchse abisoliert werden, um die innen liegenden Leiter zu erreichen. Als nächstes muss, da die Leiter in einem Leiterpaar üblicherweise miteinander verdrillt sind, die Verdrillung beseitigt werden und die Leiter müssen geordnet werden, um sie entsprechend der geforderten Verbindung auszurichten. Während des Ordnens aller Leiter in einer Seite an Seite-Ebene beinhaltet das Ausrichten der Leiter bei einigen standardisierten Steckern auch das Trennen der Leiter bei wenigstens einem der Paare und das Führen dieser über oder unter Leiter anderer Paare. Somit kann der Ordnungsprozess damit enden, dass verschiedene Leiter unterschiedlicher Paare sich überkreuzen, wodurch Nebensprechen zwischen den einzelnen Leiterpaaren induziert wird.
Nebensprechen ist definiert als die Kreuzkopplung elektromagnetischer Energie zwischen benachbarten Leiterpaaren in dem gleichen Kabelbündel oder Kabelverbinder. Nebensprechen kann in eine von zwei Arten eingeteilt werden: Nahnebensprechen, üblicherweise als NEXT bezeichnet, hat die meiste Bedeutung, da das hochenergetische Signal eines benachbarten Leiters relativ signifikant Nebensprechen in ein gedämpftes Empfangssignal induzieren kann. Die andere Art ist Fernnebensprechen oder FEXT. FEXT ist typischerweise ein geringeres Problem, da das fern interferierende Signal gedämpft wird, wenn es die Schleife durchläuft. Da die Buchsenfedern, Leiter und die Steckeranschlussklemmen oder Kontakte in der Nähe der Buchsenfedern in einem Kommunikationsstecker im Allgemeinen ziemlich nahe beieinander liegen und einander ausgesetzt sind, ist die Kontrolle des Nebensprechens eine sehr wichtige Betrachtung bei jedem Steckermodell. Leider kann Nebensprechen bei einem Kommunikationsstecker nicht einfach eliminiert werden. Buchsen werden so ausgelegt, dass sie ein gewisses Maß an kompensierendem Nebensprechen erzeugen, um dem im Stecker erzeugten Nebensprechen entgegenzuwirken. Entsprechend sollte ein Kommunikationsstecker eher ausgelegt werden, um Nebensprechen zu „optimieren" anstatt zu minimieren. Der Ausdruck „optimieren" ist so zu verstehen, dass das in einem Stecker induzierte Nebensprechen kontrolliert wird und somit im Vergleich zu jedem anderen Stecker konstant ist. Somit kann, wenn das induzierte NEXT in einem Stecker vorhersehbar ist, die Buchse entsprechend ausgelegt werden, um das vorhergesehene, im Stecker induzierte NEXT zu kompensieren.
Bei zur Zeit verwendeten modularen Steckern ist es schwierig, wenn die Leiter entdrillt und in die Vorderseite des Steckergehäuses eingefügt sind, deren Längen zu kontrollieren, was wiederum eine Schwankung in der elektrischen Leistung verursacht. Dieser Mangel an genauer Kontrolle führt auch zu Schwankungen der elektrischen Leistung von Stecker zu Stecker, wobei doch die Reproduzierbarkeit der Leistung gewünscht ist. Zusätzlich wird im Allgemeinen ein Ankerstab verwendet, um die Leitung oder das Kabel in dem Gehäuse zu halten, wodurch auch Spannungsentlastung bereitgestellt wird. Jedoch verformt der Ankerstab das Kabel und führt eine Zufallsgröße in die Leistung ein, die durch die Leiter verursacht wird, welche an verschiedenen Abschnitten ihrer Verdrillung zusammengepresst werden. Folglich ist es schwierig, elektrische Merkmale eines Steckers vorherzusagen und der hohe Grad an Unbeständigkeit kann zu einer reduzierten Signalübertragungsleistung in wenigstens einigen Schaltungen führen. Dieses Problem ist vollständig im US-Patent Nr. 6,056,586 von Lin, veröffentlicht am 2. Mai 2000, diskutiert, auf dessen Offenbarung hier Bezug genommen wird.
Ebenso werden bei einigen gegenwärtigen Hochfrequenzkommunikationssteckern die Leiter in der Mitte des Steckers durch Isolierungsverschiebeverbinder abgeschlossen. Die Materialkosten des Steckers sind aufgrund der Menge an Material, wie etwa Phosphorbronze, die bei dieser Art von Struktur benötigt wird, stark erhöht. Bei einem solchen Stecker ist auch die Gesamtgröße des Steckers erhöht, was die Verwendung des Steckers an einer räumlich begrenzten Stelle, wie etwa hochintegrierte Netzwerkklemmen, behindert oder verhindert.
Außerdem ist die Zeit des Technikers, die bei den bekannten Verfahren für das Auseinandertrennen der verdrillten Leiterpaare und das Führen dieser in die richtigen Steckeranschlussklemmen benötigt wird, beachtlich. Gerade wenn der Techniker, Spleißer oder eine andere mit dem Zusammenbau beauftragte Person in der Anordnung der Leiter genau ist, ist die von ihm oder ihr benötigte Zeit enorm, um eine solche Genauigkeit zu erreichen. Somit kann der Zeitaufwand durch das richtige Führen der Leiter beachtliche Kosten erzeugen. Wenn man sich bewusst macht, dass täglich Tausende solcher Anschlüsse gemacht werden, bei denen wenigstens Hunderte von Technikern involviert sind, kann abgeschätzt werden, dass beim Zusammenbau des Steckers jede Reduzierung des Zeitaufwands eine beachtliche wirtschaftliche Bedeutung haben kann.
Demgemäß existiert ein Bedarf nach einem modularen Stecker, der ein Standardrundkabel abschließen kann und der eine einfache Schnittstelle zwischen den Leitern in dem Kabel und den Steckeranschlussklemmen bereitstellt, der eine geringere Einbauzeit als bisher benötigt und der im Wesentlichen gleichbleibende elektrische Merkmale von Stecker zu Stecker aufweist.
Ein Schritt, um diese Ziele zu erreichen, ist im US-Patent 6,250,949 von Lin, veröffentlichet am 26. Juni 2001, dessen Offenbarung durch Bezugnahme hier integriert wird, offenbart. Das US-Patent 6,250,949 stellt einen modularen Stecker bereit, der durch einen Techniker leicht zusammengebaut werden kann. Der Stecker umfasst einen Leiter ordnenden Schlitten, der das Führen und die Anordnung der verdrillten Leiterpaare im Stecker regelt. Der Leiter ordnende Schlitten hilft sicherzustellen, dass die Längen der einzelnen Leiter und die relativen Lagen der einzelnen Leiter im Stecker von Stecker zu Stecker relativ gleichmäßig sind. Somit hilft das im US-Patent 6,250,949 offenbarte Steckermodell das NEXT zu „optimieren", so dass das NEXT des Steckers durch ein NEXT Kompensationsschema innerhalb der Buchse wirksam reduziert werden kann.
Solch ein Stecker wurde von der Industrie gut angenommen und häufig verwendet. Bei CAT5 Standards reicht das Steckermodell aus, um das NEXT innerhalb eines akzeptablen Niveaus zu halten. Jedoch gibt es immer einen Trend zu schnelleren Übertragungsgeschwindigkeiten und einer weiteren Reduzierung des NEXT, so dass zukünftige Stecker/Buchsen Kombinationen das NEXT noch weiter reduzieren müssen, so wie die Leistungsstandards steigen (wie etwa die durch zukünftige CAT-Standards definierte minimale Leistungsmerkmale).
Darstellung der Erfindung:
Eine Lösung wäre die Bereitstellung eines neuen Steckermodells. Das neue Steckermodell würde die Orientierung, den Abstand und die Längen der Leiter im Stecker modifizieren, so dass das im Stecker erzeugte NEXT noch enger kontrolliert wird. Diese Lösung leidet an einem Nachteil, da neue Vorlagenformen für die Steckerbauteile entworfen werden müssten, um die Änderungen in der Orientierung, des Abstands und/oder der Längen der Leiter im Stecker aufzunehmen. Darüber hinaus müssten Techniker, Spleißer und andere Personen, die die Stecker zusammenbauen, neu geschult werden, um ein neues Steckermodell zusammenzubauen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steckermodell bereitzustellen, das das im Stecker erzeugte NEXT eng kontrolliert, so dass nur ein Minimum an Schwankungen in dem NEXT von einen Stecker zum anderen auftritt. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die kein Umrüsten der Vorlagenformen benötigt, die verwendetet werden, um die Bauteile der bereits existierenden Stecker zu formen. Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steckermodell bereitzustellen, das in der gleichen Weise wie der im US-Patent 6,250,949 offenbarte Stecker zusammengebaut werden kann, so dass eine Schulung von Personen, die den Stecker zusammenbauen, nicht notwendig ist. Diese und andere Aufgaben werden durch einen Steckverbinder zum Abschließen eines Kommunikationskabels mit einer Vielzahl von Leitern darin erfüllt. Der Stecker umfasst einen Leiter ordnenden Schlitten, der eine Vielzahl von Kanälen zum Trennen leitfähiger Drähte umfasst, Der Schlitten ist aus wenigstens zwei Materialien gebildet, umfassend ein erstes Material, welches ein leitfähiges Material ist, und eine zweites Material, welches ein dielektrisches Material ist. Das erste Material kann ein Metall und das zweite Material kann ein Kunststoff sein. Bei einer Ausführungsform ist das erste Material in das zweite Material imprägniert. Bei einer anderen Ausführungsform ist das erste Material als eine Schicht auf einer äußeren Oberfläche des zweiten Materials ausgebildet.
Andere Aufgaben und weitere Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung deutlich. Jedoch versteht es sich, dass die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele, wenn sie auch bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur der Anschauung dienen, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Sinns und Rahmens der Erfindung für den Fachmann aus der detaillierten Beschreibung deutlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Die vorliegende Erfindung wird aus der hier angegebenen detaillierten Beschreibung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen, die nur der Erläuterung dienen und nicht die vorliegende Erfindung beschränken, deutlicher verstanden werden. Es zeigen
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Kabelabschlusssteckers, die die Prinzipien der Erfindung darstellt;
1b eine Querschnittsansicht der Kreuzform des Schlittens, wie er in das Kabel eingefügt ist;
2a eine perspektivische Ansicht des Gehäuses des Steckers von 1;
2b eine Draufsicht auf das Gehäuse;
2c eine Seitenansicht des Gehäuses;
2d eine Ansicht des Gehäuses von unten;
2e eine Rückseitenansicht des Gehäuses;
3a eine perspektivische Ansicht des Schlittens der Erfindung;
3b eine Draufsicht auf den Schlitten;
3c eine Seitenansicht des Schlittens;
3d eine Ansicht des Schlittens von unten;
3e eine Rückseitenansicht des Schlittens;
4a eine perspektivische Ansicht der Haube oder des Deckels für den Schlitten der Erfindung;
4b eine Draufsicht auf die Haube;
4c eine Ansicht der Haube von unten;
4d eine Seitenansicht der Haube;
4e eine Rückseitenansicht der Haube;
5a eine perspektivische Ansicht der keilförmig gespaltenen Manschette der Erfindung;
5b eine Seitenansicht der Manschette;
5c eine Ansicht der Manschette von unten;
5d eine Vorderansicht der Manschette;
6a eine perspektivische Ansicht des zusammengebauten Kabelabschlusssteckers der Erfindung;
6b eine Seitenansicht des zusammengebauten Steckers;
6c eine Draufsicht auf den Stecker;
6d eine Rückseitenansicht des Steckers;
7 eine Tabelle, die die NEXT-Leistung für einen gemäß dem Stand der Technik gestalteten Stecker zeigt;
8 eine Tabelle, die die NEXT-Leistung für einen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gestalteten Stecker zeigt;
9 eine Tabelle, die die NEXT-Leistung für einen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gestalteten Stecker bei einer Konzentration von 10% zeigt, und
10 eine Tabelle, die die NEXT-Leistung für einen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gebauten Stecker bei einer Konzentration von 15% zeigt.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungen:
In der folgenden Beschreibung wird der Abschlussstecker der Erfindung bei einer Verwendung mit einem im Stand der Technik üblicherweise verwendeten Kabel beschrieben, das vier verdrillte, isolierte Drahtpaare in einer schützenden Ummantelung typischerweise aus Polyvinylchlorid (PVC) oder aus einem anderen geeigneten Material aufweist. Üblicherweise werden die Drähte an den Farben ihrer Isolierung identifiziert und zwei Drähte jeden Paares werden miteinander verdrillt und die Paare werden wiederum miteinander verdrillt. Im Stand der Technik ist bekannt, dass solches Verdrillen der Drähte und Paare dazu dient, eine wesentliche Reduzierung des Nebensprechens zwischen einzelnen Drähten und Drahtpaaren im Kabel zu erreichen. Es versteht sich jedoch, dass auch Kabel, die eine andere Anzahl von Drähten und Drahtpaaren aufweisen, durch einen Stecker abgeschlossen werden können, der die Merkmale und Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufweist. Auch beziehen sich Ausdrücke wie „unten", „oben", „vorne", „hinten" und dergleichen auf Orientierung in den einzelnen Figuren und nicht auf Orientierungen, die bei der tatsächlichen Verwendung oder Praxis auftreten können.
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Kabelabschlusssteckers 11 der vorliegenden Erfindung, die dessen einzelne Bauteile darstellt. Der Stecker 11 weist ein äußeres Gehäuseteil 12 mit einem hohlen Inneren zur Aufnahme eines Draht ordnenden Schlittens 13 auf. Vorzugsweise besteht des Gehäuse 12 aus einem geeigneten dielektrischen Material (z.B. Kunststoff). Eine Haube oder ein Deckelteil 14, vorzugsweise aus dem gleichen oder ähnlichen Material, weist herabhängende Rastarme 16 auf, deren distale Enden ausgelegt sind, um mit den Unterseiten von Schlitzen 17 im Schlitten 13 zu verrasten. Wie man sieht, ist der Schlitten 13 ein langgezogenes Teil mit einer Längsachse und auch mit einem flachen Bodenteil und ersten und zweiten Seitenwänden. Das Steckerende 18 des Schlittens 13 weist eine Vielzahl von Kanälen auf, etwa parallele Nuten 15, die, wie später ausführlicher beschrieben wird, angepasst sind, um verschiedene Drähte aus dem Kabel (nicht gezeigt) in paralleler Beziehung in einer ebenen Anordnung zu halten. Das Gehäuse 12 hat an seinem Steckerende 19 einen Leiterausrichtebereich mit einer Vielzahl von (z.B. acht) Schlitzen 20, in die Messerkontaktelemente 21 einfügbar sind. Das Kontaktelement 21 weist scharfe Spitzen auf, um die Isolierung der in den Nuten 15 liegenden Drähte zu durchstoßen, um mit diesen einen elektrischen Kontakt herzustellen. Die Messer 21 wiederum sind in den Schlitzen 20 angeordnet, um einen elektrischen Kontakt mit den Buchsenfedern der Buchse (nicht gezeigt) herzustellen, die den Stecker 11 aufnimmt.
Der Schlitten 13 weist an seinem Kabelabschlussende 22 vier in Kreuzform angeordnete Trennwände 23 auf, um vier Drahtpaarkanäle oder Durchlässe 24 zu bilden, die sich parallel zur Längsachse erstrecken, von denen nur zwei gezeigt sind. Der Abstand der distalen Ecken gegenüberliegend angeordneter Trennwände ist geringfügig weniger als der innere Durchmesser der Schutzummantelung des Kabels, so dass das Kabelende 22 des Schlittens in die Kabelummantelung eingefügt werden kann. Ein Quetschring oder eine Hülse 26 aus einem geeigneten metallischen Material weist einen inneren Durchmesser auf, der ausreichend ist, um über das Kabelende mit dem darin eingefügten Schlitten geschoben zu werden. Wenn der Ring 26 gequetscht ist, wird die Kabelummantelung fest gegen die distalen Ecken der Trennwände 23 gepresst, wodurch durch seinen Widerstand gegenüber longitudinalen oder axialen Kräften, wie in 1b gezeigt, Zugentlastung gewährleistet wird. Aufgrund dieser einzigartigen Zugentlastungsanordnung sind die Drähte und Drahtpaare des Kabels, die sich in den Kanälen 24 befinden, keinen Seitenkräften ausgesetzt, die dazu führen, ihre Orientierung im Bezug zueinander, wie es bei Vorrichtungen des Stands der Technik üblich ist, zu verdrehen. Solches Verdrehen kann Veränderungen oder Ansteigen des Nebensprechens zwischen den Drähten erzeugen, das unvorhersehbar und somit zu vermeiden ist.
Ein geschlitzter Keilkragen 27 mit einem gebogenen, davon abstehenden Antihängenbleibarm 28, passt über das gequetschte Ende des Kabels und in das Gehäuse 12. Im Gehäuse 12 ist dieser über Rastmittel 29 an beiden Seiten, die in Rastschlitze 31 im Gehäuse 12 passen, eingeklinkt. Wenn die Manschette eingeklinkt ist, ist der Schlitten im Gehäuse verrastet und der Stecker ist dann im Wesentlichen eine einheitliche Struktur.
In den 2a bis 2e sind verschiedene Ansichten des Gehäuses 12 gezeigt. Das Gehäuse 12 weist eine Öffnung in seinem hohlen Innenbereich auf. Die Öffnung 32 und der Innenbereich sind so ausgelegt, dass sie den Schlitten, wenn er darin eingefügt ist, aufnehmen. Ein Einrastarm 33 steht vom Gehäuse 32 rechtwinklig ab, wie am besten in 2c zu sehen, und bewirkt das Fixieren und Lösen des Steckers 11 von der Buchse oder anderen Aufnehmern, in die er während der Verwendung eingesteckt ist. In 2e ist die Ebene der unteren Enden der Schlitze 20 zu sehen, unter die das Steckerende 18 des Schlittens 13 in einen Leerraum 34 gleitet.
In den 3a bis 3e sind verschiedene Ansichten des Schlittens der vorliegenden Erfindung gezeigt. In 3b, die eine Draufsicht auf den Schlitten 13 ist, sind zwei verdrillte Drahtpaare 36 und 37 gezeigt, um die Art darzustellen, in welcher sie durch den Schlitten 13 geordnet sind. Es versteht sich, dass die Lage der Paare 36 und 37 in den Rillen 15 nur anschaulichen Zwecken dient und es nicht beabsichtigt ist, dass es zwingend die gezeigten Rillen sind.
In 3b läuft das verdrillte Paar 36 des Kabels, nicht gezeigt, durch einen Seitenkanal 24 (3a), in welchem die Verdrillung beibehalten wird, zu einer Verengung 38 an dem Ende des Kanals, die die Drähte des Paars 36 in eine vertikale Ausrichtung, d.h. ein Draht über dem anderen, zwingt. Hinter der Verengung 38 sind die zwei Drähte gerade und parallel, wobei sie, wie man sieht, in den Rillen 15 liegen. Somit wird die Verdrillung des Paars bis zu einer Stelle aufrechterhalten, an der sie flach und parallel gelegt werden, wodurch die Möglichkeit des Nebensprechens, das auftreten würde, wenn sie an einer Stelle im Schlitten vor der Verengung 38 gerade ausgerichtet wären, reduziert ist. Beide Seitenkanäle 24, die durch die Trennwände 23 gebildet werden, weisen eine Verengung 38 auf. Weder der obere Kanal 24 noch der untere Kanal, der sich auf der Unterseite des Schlittens befindet und mit den Rillen 15 durch die Öffnung 39 kommuniziert, weisen eine Verengung auf. Wie bereits angeführt, sind die zwei Drähte des Paares 37 in benachbarten Rillen liegend gezeigt. Meistens, abhängig davon, welche besondere Leitung sie darstellen, liegen sie in getrennten Rillen. Die Gestaltung des Schlitten macht es jedoch möglich, die Drähte so zu ordnen, wie es für eine Verbindung zu der Buchse notwendig ist, solange das Nebensprechen durch Minimieren der Länge der nicht-verdrillten Teile der Drahtlängen minimiert oder wenigsten kontrolliert wird. Einige Veränderungen des Nebensprechens können durch Ändern der Länge eines oder mehrerer der parallelen Drähte in den Rillen 15 oder durch Ändern der Länge der Rillen selbst realisiert werden.
Auf jeder Seite des Schlittens 13 sind Nuten oder Schlitze 17, die den Einrastarm 16 des Haubenelements 14 aufnehmen, der in den Boden des Schlittens 17 einklinkt, um das Haubenelement 14 zu halten.
Das Haubenelement 14 ist in den 4a bis 4e gezeigt und weist, wie in 4a gezeigt, abstehende Seiten oder Arme 16 auf, die in die Nuten oder Schlitze 17 des Schlittens 13 passen. Das untere oder distale Ende jeden Arms 16 weist eine Einrastlippe 41 auf, die, wenn die Haube 14 auf den Schlitten 13 gesetzt ist, in die untere Ecke des Schlitzes 17 einrastet. Die Haube 14 weist eine Verlängerung 42 auf, die vorwärts zwischen den Wänden des Schlittens 13 vorsteht, welche Verlängerungen des oberen Kanals 24 sind, und fügt eine Maßnahme zu dessen Unterstützung hinzu. Die Verlängerung 42 liegt über dem Drahtpaar, das von dem unteren Kanal 24 des Schlittens 13 durch die Öffnung 39 zu den Rillen 15 geführt wird, und dient dazu, dessen Aufbeulen zu verhindern. Die Haube 14 weist auch eine Öffnung oder Aussparung 43 in deren Oberseite 44 auf, die einen optischen Zugang zu dem Drahtpaar in dem unteren Kanal oder Durchgang 24 des Schlittens 13 bereitstellt.
Die 5a bis 5d sind verschiedene Ansichten des geschlitzten Keilkragens 27, der einen Körper aus geeignetem Kunststoffmaterial mit geschlitzten Ober- und Unterseiten 44 und 46 aufweist, welche durch abstehende Seitenwände 47 und 48 verbunden sind. Eine Öffnung 49, die über das Kabel und den Quetschring 26 passt, ist in dem Körper des Keilkragens 27 ausgebildet. Jede Seitenwand 47 und 48 weist eine Rastnase 29 auf, die so ausgeformt und angeordnet ist, dass sie in die Einrastschlitze 31 passt, um den Kragen 27 zu halten, wenn er in das Gehäuse 12 gedrückt ist. Die Schlitze im Kragen 27 können zusammengedrückt werden, wenn er in das Gehäuse 12 eingefügt wird, der Kragen 27 greift aber auch fest in das Ende des Kabels, wenn die Rastnasen in Schlitzen 31 sitzen, wodurch er mit dem Schlitten 13 und dem Gehäuse 12 verankert ist.
Von dem Unterteil oder Boden des Kragens 27 abstehend befindet sich ein gebogener Antihängenbleibarm 28, dessen Funktion, wie später deutlich wird, es ist, ein Hängenbleiben des Einrastarms 33 oder ein daran Hängebleiben zu verhindern, und der auch als ein Betätiger für den Einrastarm 33 funktioniert. Somit wird Druck auf den Arm 28 auf den Einrastarm 33 übertragen, um den Stecker 4 in eine Buchse einzufügen, oder um ihn aus der Buchse zu entfernen. Aufgrund der kleinen Größe des Steckers und der Buchse kann es für einen Installierer schwierig sein, den Arm 33 zu betätigen. Diese Schwierigkeit ist durch die Wirkung des Antihängenbleibarms 28 wesentlich reduziert.
Der zusammengebaute Stecker 11 der Erfindung ist in den 6a bis 6d gezeigt. Wie man sieht, ist ein Kabel 30 mit der darin eingefügten, in Kreuzform konfigurierten Trennwandanordnung des Schlittens 13, mit dem um die Kabelbuchse geklemmten Quetschring 26 und dem gespaltenen Kragen 27, der das gequetschte Teil umgibt, in die Rückseite des Gehäuses 12 eingefügt, bis die Einrastteile 29 in die Einrastschlitze 31 einschnappen. Der Antihängenbleibarm 28 liegt über dem distalen Ende des Einrastarms 33, wenn der geschlitzte Kragen eingefügt ist, und verhindert in dieser Position ein versehendliches Einschnappen des Einrastarms. Es soll darauf hingewiesen werden, dass ein Druck auf den Arm 28 auf den Arm 33 übertragen wird, um den Stecker 11 mit der Buchse zu verrasten oder zu lösen.
Der Leiter ordnende Schlitten 13, wie in erster Linie in den 1, 1b und 3a–3e dargestellt, wurde bisher, wie in Spalte 4, Zeilen 46–47 des US-Patents 6,250,949 angeführt, aus einem dielektrischen Material (z.B. Kunststoff) ausgebildet. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Schlitten 13 jedoch „metallisiert", indem der Schlitten aus wenigstens zwei Materialien, darunter ein erstes Material, das ein leitfähiges Material, wie etwa Metall, ist, und ein zweites Material, das ein dielektrisches Material, wie etwa Kunststoff, ist, gebildet ist.
Aufgrund der Ausbildung des Schlittens 13 aus zwei Materialien, darunter ein leitfähiges Material, ist es möglich, ein gewisses Maß an Abschirmung oder Dämpfung des Nebensprechens zwischen verdrillten Paaren im Bereich der Trennwände 23 bereitzustellen. Es wurde festgestellt, dass die resultierende Steckeranordnung ein sehr reproduzierbares NEXT-Niveau aufweist. Mit anderen Worten gibt es bemerkenswert geringe Abweichungen in dem NEXT, das zwischen einem gegebenen Satz von Paaren in einen Stecker gemessen wird, verglichen mit dem NEXT, das zwischen dem gleichen Satz an Paaren in einem anderen Stecker gemessen wird.
Zum Beispiel zeigt 7 eine Tabelle, die das gemessene NEXT zwischen den Paaren 1 und 2, den Paaren 1 und 3 und den Paaren 1 und 4 zeigt, das in einem in Übereinstimmung mit dem US-Patent 6,250,949 hergestellten Stecker auftritt. Wie in der Tabelle zu sehen ist, ist das NEXT zwischen den Paaren 1 und 3 am störendsten. Dies liegt an der Leiterordnung in den parallelen Nuten 15 des Leiter ordnenden Schlittens 13. Das maximal gemessene NEXT zwischen den Paaren 1 und 3 in der Steckerprobe war 14,88 mV, das Minimum war 13,33 mV und der Durchschnitt war 14,26 mV (Die Werte sind auch in der Tabelle angeführt, wobei der Wert in Dezibel (dB) angegeben ist und gleich dem log₁₀ des mV-Werts mal (–20) ist.). Am wichtigsten ist, dass die Standardabweichung des zwischen den Paaren 1 und 3 gemessenen NEXT 0,35 mV beträgt, was zeigt, dass eine relative große Inkonsistenz an dem zwischen den in den Paaren 1 und 3 induzierten NEXT eines Steckers verglichen mit einem anderen Stecker vorhanden ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Schwankung oder Standardabweichung des NEXT in dem Stecker zu reduzieren. Dies liegt daran, dass eine Buchse leichter gefertigt werden kann als ein Stecker, um ein gegebenes oder festes Niveau an NEXT-Kompensation genau zu induzieren. Üblicherweise umfasst eine Buche eine gedruckte Verdrahtungsplatte mit gekreuzten Leiterbahnen oder kammförmigen Kondensatoren, um das kompensierende NEXT zu induzieren. Solche gedruckten Verdrahtungsplatten werden maschinell hergestellt und sind leicht reproduzierbar, um eine konstantes Niveau kompensierendes NEXT in einer Buchse verglichen mit einer anderen Buchse zu erzeugen.
Auf der anderen Seite werden Stecker üblicherweise an einem geschnittenen Ende eines Drahtes per Hand angebaut. Der Techniker oder Fließbandarbeiter muss einen Teil eines umgebenden Isoliermaterials abziehen, vorsichtig und gleichmäßig einen Teil der verdrillten Drahtpaare abwickeln und diese in den Stecker einfügen und an den leitenden Anschlussklemmen des Stecker befestigen. Solche menschlichen Arbeiter führen unvermeidlich Schwankungen bei der Herstellung der Stecker ein, so dass das NEXT eines Steckers von dem in dem nächsten Stecker induzierten NEXT etwas abweicht. Das US-Patent 6,250,949 zeigt ein Steckermodell, das die Gleichmäßigkeit des Zusammenbauprozesses von Stecker zu Stecker verbessert. Wie jedoch in den Testdaten von 7 dargestellt, gibt es bei einer gegebenen Probe von 34 so konstruierten Steckern in dem gemessen NEXT immer noch eine Standardabweichung von 0,35 mV.
In der vorliegenden Erfindung wurde der die Leiter ordnende Schlitten 13 konstruiert, um die Schwankungen des NEXT zu minimieren, die zwischen den Paaren 1 und 3 im Stecker aufgrund dieser durch den Zusammenbauprozess eingeführten Schwankungen induziert sind. Bei einer ersten Ausführungsform ist der Leiter ordnende Schlitten aus einem dielektrischen Material, wie etwa Kunststoff, gebildet. Als nächstes ist ein Teil des Schlittens 13 im Bereich der Trennwände 23 mit einem leitfähigen Material wie etwa Metall überzogen. Dieser Überzug kann durch ein Verfahren, wie etwa ein Vakuummetallisierungsverfahren, ausgeführt worden sein.
8 zeigt eine Tabelle, die das zwischen den Paaren 1 und 2, den Paaren 1 und 3 und den Paaren 1 und 4 gemessene NEXT zeigt, das in einer Probe von 18 Steckern auftritt, die in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert sind. Der Trennwandbereich 23 des Schlittens 13 wurde mit Metallschichten aus Edelstahl und Kupfer mit einer Gesamtdicke von etwa 5 μm beschichtet. Auch wenn Edelstahl und Kupfer als leitfähige Schichten bei dieser Steckertestcharge verwendet wurden, können auch andere leitfähige Materialen wie etwa Kohlenstoff, Aluminium, Gold oder jedes andere Metall oder Legierungen davon verwendet werden.
Wie in der 8 zu sehen ist, betrug das maximal zwischen den Paaren 1 und 3 gemessene NEXT in der Steckerprobe 14,36 mV, das Minimum war 13,42 mV und der Durchschnitt war 13,97 mV (wieder sind die Werte auch in der Tabelle angegeben, wobei die Werte in Dezibel (dB) angeben und gleich dem log₁₀ des mV-Werts mal (–20) sind). Am Wichtigsten ist, dass die Standardabweichung für das zwischen den Paaren 1 und 3 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemessene NEXT 0,28 mV betrug. Dies ist eine 20%ige Reduzierung der Standardabweichung von 0,35 mV, die den gemäß dem Stand der Technik hergestellten Steckern entspricht. Die geringere Standardabweichung bedeutet, dass im Mittel das in dem Stecker induzierte NEXT vollständiger durch das in die Buchse gelegte kompensierende NEXT gelöscht werden kann.
9 zeigt eine Tabelle, die das zwischen den Paaren 1 und 2, den Paaren 1 und 3 und den Paaren 1 und 4 gemessene NEXT zeigt, das bei einem Stecker auftritt, der in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Bei der zweiten Ausführungsform wird der Schlitten durch einen Formprozess, etwa einem zweiteiligen Formprozess, hergestellt. Das Material, das verwendet wird, um den Trennwandbereich 23 des Schlittens 13 zu formen, ist eine Mischung eines dielektrischen Materials, etwa Kunststoff, und eines leitfähigen Materials, etwa Metallfasern. Das Material, das verwendet wird, um den Nutenbereich 15 des Schlittens 13 zu formen, ist ein dielektrisches Material. Bei einer Testprobe von 26 Steckern wurden Edelstahlfasern in einem Kunststoffmaterial dispergiert oder suspendiert, um den Trennwandbereich 23 des Schlittens 13 zu formen. Bezogen auf das Gesamtgewicht des Schlittens 13 machen die Edelstahlfasern ungefähr 10% des Gesamtgewichts aus, wobei das dielektrische Material die restlichen 90% des Gesamtgewichts ausmacht. Auch wenn Edelstahlfasern in der Steckertestprobe verwendet wurden, kann jedes andere leitfähige Material, wie etwa Kupfer, Aluminium, Gold, Kohlenstoff oder jedes andere Metall oder Legierungen davon, verwendet werden.
Wie in 9 zu sehen ist, war das zwischen den Paaren 1 und 3 in der Steckerprobe maximal gemessene NEXT 14,41 mV, das Minimum war 13,36 mV und der Durchschnitt war 14,02 mV (wieder sind die Werte auch in der Tabelle angegeben, wobei die Werte in Dezibel (dB) angeben und gleich dem log₁₀ des mV-Werts mal (–20) sind). Am wichtigsten ist, dass die Standardabweichung des für das zwischen den Paaren 1 und 3 gemessenen NEXT in der zweiten Ausführungsform der Erfindung 0,28 mV betrug. Dies ist wieder eine 20%ige Reduzierung der Standardabweichung von 0,35 mV, die den nach dem Stand der Technik hergestellten Steckern entspricht. Die geringere Standardabweichung bedeutet, dass im Mittel das in dem Stecker induzierte NEXT vollständiger durch das in die Buchse gelegte kompensierende NEXT gelöscht werden kann.
10 zeigt eine Tabelle, die das zwischen den Paaren 1 und 2, den Paaren 1 und 3 und den Paaren 1 und 4 gemessene NEXT zeigt, das bei einem Stecker, der in Übereinstimmung mit einer Variation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, auftritt. Bei der Variation der zweiten Ausführungsform wird der Schlitten wieder durch einen Formprozess, etwa einem zweiteiligen Formprozess, geformt. Jedoch weist die Variation der zweiten Ausführungsform einen Anteil der im Trennwandbereich 23 des Schlittens 13 eingebetteten Edelstahlfasern von 15% des Gesamtgesicht des Schlittens auf anstelle eines Trennwandbereichs 23 des Schlittens 13, der mit eingebetteten Edelstahlfasern mit einem Anteil von 10% des Gesamtgewichts des Schlittens geformt ist.
Wie in 10 zu sehen ist, war das zwischen den Paaren 1 und 3 in einer Steckerprobe von 30 Steckern maximal gemessene NEXT 14,33 mV, das Minimum war 13,50 mV und der Durchschnitt war 13,88 mV. Am Wichtigsten ist, dass die Standardabweichung für das zwischen den Paaren 1 und 3 in der Variation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemessene NEXT 0,22 mV betrug. Dies ist ungefähr eine 37%ige Reduzierung der Standardabweichung von 0,35 mV, die den gemäß dem Stand der Technik hergestellten Steckern gemeinsam ist. Die geringere Standardabweichung bedeutet, dass im Mittel das in dem Stecker induzierte NEXT vollständiger durch das in die Buchse gelegte kompensierende NEXT gelöscht werden kann.
Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung war das leitfähige Material in den Trennwandbereich 23 des Schlittens 13 imprägniert. Es soll erkennbar sein, das ein größerer oder kleinerer Bereich des Schlittens 13 imprägniertes leitfähiges Material enthalten kann. Es ist der Trennwandbereich 23 des Schlittens 13, bei dem sich die Abschirmung oder Dämpfung des Nebensprechens zwischen den in engem Abstand liegenden verdrillten Paaren im Stecker am meisten bemerkbar macht. Es wäre jedoch möglich, in den gesamten Schlitten 13 leitfähiges Material einzubetten, solange in dem Bereich der parallelen Nuten 15 Sorge getragen wird, dass kein Leitungspfad zwischen den Leitern darin entsteht. Dies könnte zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass ein nichtleitfähiges Beschichtungsmaterial auf die parallelen Nuten 15 aufgetragen wird. Deshalb ist es im Sinn der Erfindung und im Rahmen der Patentansprüche, dass entweder der gesamte Schlitten 13 mit dem leitfähigen Material oder nur ein Teil des leitfähigen Schlittens 13 so imprägniert ist, etwa der Bereich der Trennwände 23. Ebenso ist es im Sinn der Erfindung und im Rahmen der Patentansprüche, dass bei der ersten Ausführungsform entweder der gesamte Schlitten oder nur ein Teil des Schlittens 13, etwa der Bereich der Trennwände 23, mit einem leitfähigen Material überzogen ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer Steckerkonfiguration wie in der US 6,250,949 beschrieben wurde, ist es einleuchtend, dass die Lehre der Erfindung auch auf andere Steckermodelle übertragbar ist. Zum Beispiel kann ein Schlitten, zum Beispiel ein Leiter ordnender Bereich, bei einem anderen Steckermodell in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung metallisiert sein, um das in dem Stecker erzeugte Nebensprechen zu reduzieren. Somit kann jedes Steckermodell von der Lehre der vorliegende Erfindung profitieren, um die Kanalleistung weiter zu verbessern. Durch das Metallisieren des Leiter ordnenden Schlittens, z.B. des Teils des Steckers, der die Leiter im Stecker hält oder ordnet, kann jedermann die NEXT-Leistung des Steckers „optimieren", so dass die gesamte Nebensprechleistung von Stecker/Buchse verbessert ist oder dass ein zusätzliches Leiterpaar zu Stecker/Buchse hinzugefügt werden kann.
Es ist offensichtlich, dass die so beschriebene Erfindung auf viele Arten verändert werden kann. Solche Variationen sollten nicht als eine Abweichung vom Sinn und Rahmen der Erfindung betrachtet werden und es ist beabsichtigt, dass all solche dem Fachmann offensichtliche Modifikationen im Rahmen der folgenden Ansprüche enthalten sind.
Zusammenfassung
Ein Steckverbinder schließt ein Kommunikationskabel mit einer Vielzahl von Leitern darin ab. Der Stecker umfasst einen Leiter ordnenden Schlitten, der eine Vielzahl von Kanälen zum Trennen leitfähiger Drähte umfasst. Der Schlitten ist aus wenigstens zwei Materialien gebildet, darunter ein erstes Material, das ein leitfähiges Material ist, und ein zweites Material, das ein dielektrisches Material ist. Das erste Material kann ein Metall und das zweite Material kann ein Kunststoff sein. Bei einer Ausführungsform ist das erste Material in wenigstens einen Teil des zweiten Materials imprägniert. Bei einer anderen Ausführungsform ist das erste Material als eine Schicht auf einer äußeren Oberfläche wenigstens eines Teils des zweiten Materials ausgebildet.

Claims

Ein Steckverbinder, umfassend: einen Leiter organisierenden Schlitten, eine Mehrzahl von Kanälen, ausgebildet in dem genannten Leiter organisierenden Schlitten, wobei die genannte Mehrzahl von Kanälen in der Lage ist, Leiterdrähte zu separieren, wobei der genannte Leiter organisierende Schlitten aus wenigstens zwei Materialien gebildet ist, darunter ein erstes Material, welches ein leitendes Material ist, und ein zweites Material, welches ein dielektrisches Material ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei das genannte erste Material ein Metall und das genannte zweite Material ein Kunststoff ist.
Steckverbinder nach Anspruch 2, wobei das genannte erste Material Edelstahl oder Kupfer ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei das genannte erste Material in wenigstens einen Teil des genannten zweiten Materials imprägniert ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei das genannte erste Material in die Gesamtheit des genannten zweiten Materials imprägniert ist.
Steckverbinder nach Anspruch 4, wobei das genannte erste Material ungefähr 10% des Gesamtgewichts von erstem und zweitem Material bildet.
Steckverbinder nach Anspruch 4, wobei das genannte erste Material ungefähr 15% des Gesamtgewichts von erstem und zweitem Material bildet.
Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei das genannte erste Material als Schicht auf einer Außenfläche des genannten zweiten Materials ausgebildet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei das genannte erste Material als Schicht auf der Gesamtheit der Außenfläche des zweiten Materials ausgebildet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 8, wobei das genannte erste Material ungefähr 5 μm dick ist.
Steckverbinder nach Anspruch 8, wobei das genannte erste Material mit Hilfe eines Vakuummetallisierungsprozesses auf das genannte zweite Material aufgebracht ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei die genannten Kanäle parallele Nuten sind.
Steckverbinder nach Anspruch 12, wobei die genannten parallelen Nuten auf einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche des genannten Leiter organisierenden Schlittens ausgebildet sind.
Steckverbinder als Abschluss eines Kommunikationskabels, mit einer Vielzahl von Leitern, wobei der genannte Steckverbinder umfasst: ein Gehäuse mit einer Mehrzahl von Schlitzen darin, einen Leiter organisierenden Schlitten mit einem Kabelanschlussende zur Aufnahme der Leiter des Kommunikationskabels und ein Kontaktende mit einer Vielzahl von Kanälen zum Halten und Ausrichten individueller Leiter in einer Reihe, welche Reihe mit der genannten Mehrzahl von Schlitzen in dem genannten Gehäuse fluchtet, wenn der genannte Leiter organisierende Schlitten mit dem genannten Gehäuse verbunden ist, wobei der genannte Schlitten aus wenigstens zwei Materialien gebildet ist, darunter ein erstes Material, welches ein leitendes Material ist, und ein zweites Material, welches ein dielektrisches Material ist.
Steckverbinder nach Anspruch 15, wobei das genannte Gehäuse ein erstes Ende mit einer Öffnung darin zur Aufnahme des genannten Leiter organisierenden Schlittens hat, wenn der genannte Leiter organisierende Schlitten mit dem Gehäuse verbunden ist, und wobei die genannte Mehrzahl von Schlitzen in einem zweiten Ende des genannten Gehäuses ausgebildet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 14, ferner umfassend: eine Mehrzahl von Kontaktelementen, wobei jedes Kontaktelement sich durch einen der genannten Vielzahl von Schlitzen in dem genannten Gehäuse erstreckt, um einen elektrischen Kontakt herzustellen mit einem der genannten individuellen Leiter in der genannten Reihe.
Steckverbinder nach Anspruch 14, wobei das genannte erste Material in wenigstens einen Teil des genannten zweiten Materials imprägniert ist.
Steckverbinder nach Anspruch 14, wobei das genannte erste Material als Schicht auf einer Außenfläche des genannten zweiten Materials ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders, umfassend folgende Schritte: Beistellen eines Leiter organisierenden Schlittens aus dielektrischem Material und Anbringen einer Schicht aus leitendem Material auf dem dielektrischen Material.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend: Anordnen von Leitern vom Ende eines Kabels in den Kanälen des Leiter organisierenden Schlittens und Verbinden des Leiter organisierenden Schlittens mit einem Gehäuse.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Anbringens von leitendem Material durch einen Vakuummetallisierungsprozess bewirkt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders, umfassend die folgenden Schritte: Beistellen einer Mischung von dielektrischem Material, imprägniert mit leitendem Material, und Spritzformen eines Leiter organisierenden Schlittens unter Verwendung einer Mischung von dielektrischem Material, imprägniert mit leitendem Material.
Verfahren nach Anspruch 22, ferner umfassend: Anordnen von Leitern vom Ende eines Kabels in Kanälen des Leiter organisierenden Schlittens und Verbinden des Leiter organisierenden Schlittens mit einem Gehäuse.