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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein einen modularen buchsenartigen Steckverbinder
und insbesondere einen modularen buchsenartigen Steckverbinder mit
einer Teilanordnung zur Gleichstrom-Entkopplung und einer Filtereinrichtung.
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Hintergrund der Erfindung
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Angesichts
der ständig
zunehmenden Betriebsfrequenzen von Daten- und Kommunikationssystemen
und einer zu übertragenen
erhöhten
Informationsdichte kommt den elektrischen Eigenschaften solcher
Verbinder, wie sie vorstehend erwähnt worden sind, zunehmende
Bedeutung zu. Insbesondere muss sichergestellt werden, dass diese
modularen buchsenartigen Steckverbinder keine schädlichen
Auswirkungen auf die zu übertragenden
Signale haben und dass keine zusätzliche
Störung
eingetragen wird. Auf Basis dieser Anforderungen wurden verschiedenartige
Vorschläge
gemacht, um die negativen Einflüsse,
insbesondere von modularen Buchsenverbindern, die bei Kommunikations-
oder Übertragungsleitungen
verwendet werden, zu minimieren.
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Die
PCT-Patentanmeldung WO 98/54789 offenbart eine modulare Buchsenanordnung,
welche ein isolierendes Außengehäuse mit
einer oberen und einer unteren Wandung sowie gegenüberliegenden Seitenwänden umfasst,
welches eine Buchse für
einen paarbaren modularen Verbinderstecker definiert. Diese Anordnung
umfasst einen isolierenden Einsatz mit einem oberen Abschnitt, einer
Oberseite sowie einem rückwärtigen Abschnitt
mit einer Basisseite und einer Ausnehmung. Dieser Einsatz wird so
angeordnet, dass die Oberseite seines oberen Abschnitts an die Oberseite
des isolierenden Gehäuses
in solcher Weise angrenzt, dass sich dessen Anschlüsse in die Buchse
hinein erstrecken. Aufgrund seiner Konfiguration ist der Einsatz
jedoch nicht zur Verwendung in einem Verbinder mit einer Mehrzahl
von Buchsen geeignet, wenn diese Buchsen in mehr als einer Reihe angeordnet
sind. Für
eine solche Gestaltung müssten
andere Arten von Einsätzen
genutzt werden, wobei durch die Herstellung der unterschiedlichen
Komponenten höhere
Kosten entstehen und wobei sich eine kompliziertere Montage ergibt.
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Die
PCT-Patentanmeldung WO 97/47083 offenbart einen elektrischen Verbinder,
der ein Gleichtaktfilter sowie einen elektrischen Isolationsabschnitt umfasst,
der aus zwei Kernelementen besteht, wobei jedes Element zwei Kernschenkel
aufweist. Eine erste Windung ist um den ersten Schenkel des ersten Kernelements
gewickelt, um eine erste Spule des Isolationsabschnitts zu bilden,
die sekundäre
Spule des Isolationsabschnitts und beide Spulen des Drosselabschnitts
werden aber durch eine einzige Windung gebildet, welche einen einzigen
Draht darstellen kann oder einen Abschnitt umfassen kann, der über eine
Schaltungsplatine verbunden ist. Die Enden der zweiten Windung sind
derart gestaltet, dass sie die Paarungsabschnitte eines Paares von RJ-Kontakten
bilden, während
die Enden der ersten Windung derart gestaltet sind, dass sie Stifte
zum Einfügen
in Öffnungen
in einer LAN-Schnittstellenkarte
bilden. Die Kerne sind miteinander, mit den Verbinderkontakten und
mit der Schaltung auf der Schaltungsplatine, auf welcher der Verbinder
angeordnet ist, verbunden, indem sich die Kontakte von der Basis des
Verbindergehäuses
aus nach oben erstrecken, wobei das Gehäuse außerdem ein Hauptgehäuse und
ein sekundäres
Gehäuse
umfasst.
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Die
europäische
Patentanmeldung 0658953 offenbart ferner eine modulare Mehrport-Buchsenanordnung
zur Montage auf einer gedruckten Schaltungsplatine. Die Buchsenanordnung
umfasst eine Mehrzahl von modularen Buchsen, die zu einem gemeinsamen
integralen Gehäuse
in zwei Reihen zusammengefügt
sind und in einer spiegelbildlichen Rücken-an-Rücken-Symmetrie angeordnet sind.
Um die Verbinderanordnung herum ist eine Abschirmung vorgesehen,
und zwischen den beiden Reihen ist ebenfalls eine Abschirmung vorgesehen,
um ein Übersprechen
zwischen diesen zu unterdrücken.
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Die
PCT-Patentanmeldung WO 97/19499 schlägt für den Fall einer modularen
RJ-45-Buchse vor, Kondensatoren in einem Einsatz des modularen Buchsengehäuses zu
nutzen, sowie Kontaktabschnitte, die von dem Einsatz gehalten werden;
wobei die Kontaktabschnitte mit den Kontakten eines zugehörigen modularen
Verbindersteckers gepaart werden können. Auf diese Weise wird
ein Versuch unternommen, eine Impedanzanpassung des modularen buchsenartigen
Verbinders mit dem zugehörigen
modularen Verbinderstecker zu erzielen.
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Auf
einer Übertragungsleitung
sind jedoch viele Störsignale
vorhanden und können
dadurch die Übertragungseigenschaften
des gesamten Pfades, der aus Übertragungsleitungen
und den zugehörigen Verbindern
besteht, wesentlich beeinträchtigen.
Infolgedessen sind die erreichbaren Übertragungsraten beschränkt, insbesondere
bei der Datenkommunikation auf höheren
Frequenzen, beispielsweise Kategorie 5, 6 oder höher. Darüber hinaus können fehlerhafte Übertragungen
oder temporäre
Unterbrechungen auftreten, z. B. werden niederfrequente Störsignale
oder Rundschleifen durch magnetische Induktion oder durch elektromagnetische
Störung
auf der Leitung gebildet. Häufig
besteht die Neigung, dass lokale Potentialunterschiede des Erdungspotentials zwischen
dem Übertragungs-
und dem Empfangsstandort die gewünschte
Signalamplitude stark reduzieren.
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Zur
Eliminierung von phasengleichen Störsignal-Rauschkomponenten lehrt das US-Patent 5,015,204
die Verwendung einer Gleichtaktdrossel, die in einem Verbindergehäuse angeordnet
ist, um welches herum die Kontaktleiter einer modularen RJ-45-Verbinderbuchse
integral gewickelt sind. Bei dieser Gestaltung nimmt die voluminöse Gleichtaktdrossel
einen wesentlichen Teil des Verbindergehäuses ein, obwohl nur zwei signalführende Leiter
genutzt werden. Darüber
hinaus benötigen
die jeweiligen Leiter eine gewisse Steifigkeit, um elastische Kräfte bereitzustellen,
um kontinuierlich einen sicheren Kontakt mit dem zugehörigen modularen
Verbinderstecker zu ermöglichen.
Dadurch ergeben sich jedoch schwierige Herstellungsbedingungen,
insbesondere wenn die steifen Drähte,
die aus Phosphorbronze bestehen, um den leitfähigen Kern der Drosselspule
gewickelt werden müssen.
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US-Patent
5,069,641 vermeidet solche Schwierigkeiten durch die Verwendung
einer gedruckten Schaltungsplatine zur Aufnahme der Gleichtakt-Drosselspulen
oder zur Aufnahme von induktiven Widerständen in Form elektronischer
Chips. Die gedruckte Schaltungsplatine benötigt nicht nur Platz für sich,
sondern erfordert auch verschiedene zusätzliche Herstellungsschritte,
um diese mit ihren Bauelementen und Leitungen zu verbinden.
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US-Patent
5,587,884 schlägt
Transformatoren zur Signalkonditionierung für eine Übertragung in IEEE 10 Base-T
Ethernet-Netzwerken vor. Modulare Buchsengestaltungen, die dort
vorgeschlagen werden, umfassen jedoch einen mehrteiligen Einsatz, welcher
die elektrischen Komponenten umfasst, und wobei der Einsatz deutlich
aus dem rückwärtigen Teil des
modularen Buchsengehäuses
vorsteht. Der Einsatz umfasst ein spritzgegossenes Element im Bereich
der Kontakte für
den zugehörigen
modularen Buchsenverbinder, wobei das spritzgegossene Element dafür vorgesehen
ist, diese Kontakte zu führen und
zu stabilisieren. Dies führt
im Vergleich zu dem herkömmlichen
modularen RJ-45-Buchsenverbinder zu einer deutlichen Vergrößerung der
Höhe und
Tiefe des Verbindergehäuses.
Diese modularen Buchsenverbinder sind daher in vielen Fällen ungeeignet,
z. B. wenn der erforderliche Montageplatz beschränkt ist, beispielsweise wie
bei Netzwerk-Hubs
mit zahlreichen Anschlüssen
für zugeordnete
modulare Buchsenverbinder oder bei Adaptern für PCMCIA-Karten.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Unterdrückung von Störsignalen
in einer modularen Buchse zu ermöglichen
und insbesondere Störsignale
zu unterdrücken,
welche auf den Übertragungsleitungen
entstehen, und ferner einen modularen buchsenartigen Steckverbinder
zur Verfügung
zu stellen, welcher dafür
geeignet ist, Montageplatz zu sparen, und welcher einfach zu montieren
ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Bei
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein modularer buchsenartiger Steckverbinder
die in Anspruch 1 beschriebenen Merkmale.
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Erfindungsgemäß wird ein
einteiliges, einfügbares
Element bereitgestellt, welches während der Herstellung und der
Montage einfach zu manipulieren ist, wobei die Montage desselben
im Wesentlichen lediglich aus dem Einfügen des einfügbaren Elements
in das Gehäuse
besteht.
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Ferner
wird durch die sehr kompakte, einteilige Gestaltung des einfügbaren Elements
außerdem die
weitere Gestaltung des modularen buchsenartigen Steckverbinders
als eine mehrmodulige Buchsenverbinderanordnung mit verschiedenen
Aufnahmeöffnungen
für jeweils
zugeordnete modulare Verbinderstecker unterstützt. Es ist außerdem in
sehr einfacher Weise möglich,
nahezu identische einfügbare
Elemente für
unterschiedliche Konfigurationen von modularen Buchsenverbindergehäusen zu
nutzen und diese beispielsweise übereinander
oder nebeneinander in einer sehr engen Konfiguration anzuordnen.
Ein einfacher Montageschritt mit parallelem Einfügen der jeweiligen einfügbaren Elemente
in im Wesentlichen der gleichen Richtung ermöglicht die Montage vieler einfügbarer Elemente
parallel und in nur einem Herstellungsschritt. Dementsprechend kann
sogar die Montage einer Buchsen verbinderanordnung mit mehreren Modulen
mit ihren unterschiedlichen elektrischen Funktionseinheiten im Wesentlichen
in einem einzigen Arbeitsschritt erfolgen, selbst bei einer großen Anzahl
von einfügbaren
Elementen.
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Eine
sehr kompakte Gestaltung des einfügbaren Elements wird bei einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
erzielt, bei welcher das einfügbare Element
ein im Wesentlichen rechteckig geformtes dielektrisches Gehäuse aufweist,
durch dessen Seitenwände
hindurch sich ein jeweiliger Abschnitt der Kontakte für die zugehörige modulare
Verbinderbuchse und ein Abschnitt der externen Anschlüsse erstreckt.
Das dielektrische Gehäuse
hält dann
in sicherer Weise die Kontakte für
die zugehörige
modulare Verbinderbuchse und die externen Anschlüsse relativ zueinander in der
korrekten Montageposition, d. h. in der späteren Funktionsstellung derselben.
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Darüber hinaus
wird eine sehr kompakte Gestaltung des einfügbaren Elements des modularen Buchsengehäuses ferner
bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erreicht, bei welcher
die Kontakte, die einem paarbaren modularen Verbinderstecker zugeordnet
sind, nebeneinander angeordnet sind und sich seitlich nach außen erstreckende
Bögen bilden,
die parallel zueinander verlaufen und in ihrer montierten Stellung
in das Innere der durch das modulare Buchsenverbindergehäuse für den zugehörigen modularen
Verbinderstecker definierten Aufnahmeöffnung hineinragen.
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Es
ist ferner besonders vorteilhaft, dass die Kontakte, die einem paarbaren
modularen Verbinderstecker zugeordnet sind, zusätzlich zu den sich seitlich
nach außen
erstreckenden Bögen
zumindest einen weiteren gebogenen Bereich aufweisen, welcher die
effektive elastische Länge
des jeweiligen Kontakts vergrößert.
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Innerhalb
des einfügbaren
Elements werden Wechselwirkungen, die zwischen den elektrischen Komponenten
auftreten könnten
und Störsignale
aufgrund von Übersprechen verursachen
könnten,
reduziert, da bei einer bevorzugten Ausführungsform die Längsachsen
der Ferrit-Ringkerne jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind
und mit einem seitlichen Versatz angeordnet sind.
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Infolgedessen
ist es möglich,
ein geringes Gehäusegewicht
zu erzielen, wobei die Ferrit-Ringkerne innerhalb des dielektrischen
Gehäuses
des einfügbaren
Elements benachbart zueinander in einer Ebene angeordnet sind.
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In
vorteilhafter Weise sind bestimmte induktive Widerstände, d.
h. Transformatorspulen, in dem dielektrischen Gehäuse des
einfügbaren
Elements mit einem Abschnitt der externen Anschlüsse und mit einem Abschnitt
der Kontakte für
die zugehörige
modulare Verbinderbuchse verbunden, wobei dieser Abschnitt jeweils
um eine bestimmte Länge
in das Gehäuse
hineinragt.
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In
dieser Weise wird nicht nur eine platzsparende Anordnung zur Verfügung gestellt,
sondern es werden auch Dämpfungen
der elektrischen Verbindung innerhalb des modularen Buchsenverbinders reduziert.
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Weitere
elektrische Verbindungen, z. B. Leiter oder Drähte, sind als Verbindungen
zwischen den induktiven Widerständen
innerhalb des dielektrischen Gehäuses
des einfügbaren
Elements vorgesehen, und dementsprechend werden sogar ohne die Verwendung
von gedruckten Schaltungsplatinen vorgegebene elektrische Schaltungsanordnungen
in einer vorteilhaften Weise realisiert, d. h. mit sehr kurzen Leitungen
und nur einem sehr geringen Platzverbrauch.
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Die
Einbettung der in dem Gehäuse
des einfügbaren
Elements untergebrachten Komponenten in einem dauerhaft elastischen,
dielektrischen Material bietet eine hohe Zuverlässigkeit im Hinblick auf einen mechanischen
Ausfall. Solche einfügbaren
Elemente sind in der Lage, rauen Umweltbedingungen standzuhalten,
und sie können
an unterschiedlichen Orten hergestellt werden, d. h. dort, wo die
Bedingungen am besten geeignet sind, welches nicht die Standorte der
Endmontage zu sein brauchen.
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Eine
Buchsenverbinderanordnung mit mehreren Modulen umfasst in bevorzugter
Weise ein dielektrisches modulares Buchsenverbindergehäuse mit mehreren
Aufnahmeöffnungen
oder Buchsen zur Aufnahme eines jeweils zugeordneten modularen Verbindersteckers,
und jeder Buchse ist jeweils ihr eigenes einfügbares Element zugeordnet.
Eine weitere platzsparende Anordnung der jeweiligen gedruckten Schaltungsplatine
wird erreicht, wenn das dielektrische Gehäuse des modularen Buchsenverbinders zwei
Reihen von Aufnahmeöffnungen
für jeweils
zugeordnete modulare Steckverbinder umfasst, wobei die Kontaktanordnungen
der beiden Reihen innerhalb der Buchse als zueinander spiegelbildliche
Konfigurationen angeordnet sind.
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Die
Erfindung wird nachstehend detaillierter anhand von bevorzugten
Ausführungsformen
mit Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 stellt
eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform mit zwei Buchsen
für zugehörige modulare
RJ-45-Verbinderstecker dar, und zwar schräg von einem leicht erhöhten Sichtwinkel aus
betrachtet;
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2 zeigt
zwei Elemente, die in das modulare Buchsenverbindergehäuse eingefügt werden können, welche
im Wesentlichen spiegelbildlich angeordnete Kontakte aufweisen und
welche in ihrer Stellung relativ zueinander gezeigt sind, welches
im Wesentlichen die Stellung ist, die sie annehmen, wenn sie in
dem modularen Buchsenverbindergehäuse montiert sind;
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines einfügbaren Elements vor der Einbettung
der Ferrit- Ringkern-Induktanzen
in ein elastisches, dielektrisches Material;
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4 zeigt
einen horizontalen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
der ungefähr
durch die Mitte des jeweiligen modularen Buchsenverbindergehäuses verläuft;
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5 zeigt
eine im Wesentlichen der 4 entsprechende Querschnittsansicht
einer noch weiteren Ausführungsform
entsprechend der Erfindung;
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6 zeigt
eine im Wesentlichen den 4 und 5 entsprechende
Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform entsprechend der
Erfindung;
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7 zeigt
eine im Wesentlichen den 4, 5 und 6 entsprechende
Querschnittsansicht einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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8 zeigt
eine Vorderansicht einer achtfachen modularen Buchsenverbinderanordnung;
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9 zeigt
einen horizontalen Querschnitt entlang der Ebene A-A' aus 8 entsprechend
einer noch weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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10 zeigt
eine Anordnung zweier Elemente entsprechend 9, die in
das modulare Buchsenverbindergehäuse
entsprechend einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung eingefügt
werden können;
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11 stellt
eine Ansicht der beiden einfügbaren
Elemente aus 10 während eines Montageschritts
derselben dar;
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12 ist
eine Ansicht der in 11 gezeigten einfügbaren Elemente
von vorn betrachtet;
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13 stellt
ein elektrisches Schaltungsschema der elektrischen Elemente einer
modularen Verbinderbuchse dar;
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14 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
in 13 gezeigten Schaltungsanordnung;
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15 zeigt
eine alternative Ausführungsform
der in 14 gezeigten elektrischen Schaltungsanordnung;
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16 zeigt
eine zu der in 15 gezeigten Ausführungsform
der elektrischen Schaltungsanordnung alternative Ausführungsform;
und
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17 zeigt
eine weitere alternative Gestaltung der in 16 gezeigten
elektrischen Schaltungsanordnung.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen In der folgenden
detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen entsprechend der
Erfindung sind der Deutlichkeit und Einfachheit halber Elemente
mit identischer oder analoger Funktion mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet, und darüber
hinaus sind die Figuren nicht immer maßstabsgerecht wiedergegeben.
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Ferner
sind sämtliche
nachstehend beschriebenen Ausführungsformen
entsprechend der Erfindung zur Anwendung in lokalen Netzen geeignet,
sind aber nicht auf diese beschränkt,
und insbesondere sind sie geeignet zur Nutzung mit einem Kabel mit
verdrilltem Aderpaar, wie es beispielsweise in der Spezifikation
IEEE 802.3 10 Base-T für
Ethernet-Netzwerke
beschrieben ist.
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Eine
am meisten bevorzugte Ausführungsform
entsprechend der Erfindung umfasst achtpolige modulare RJ-45-Buchsenverbinder,
welche nachstehend und mit Bezug auf die 1 und 2 detaillierter
beschrieben werden.
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Die
Kontakte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
die einem paarbaren modularen RJ-45-Verbinderstecker zugeordnet
sind (wobei Fachleuten auf dem Gebiet ein zugehöriger paarbarer modularer RJ-45-Verbinderstecker
allgemein bekannt ist und dieser daher nicht in den Zeichnungen
gezeigt wird), ragen jeweils seitlich vor, d. h. leicht von oben
bzw. leicht von unten, wie es jeweils in 1 in der
vorderen Buchse 9, 10 des dielektrischen Verbindergehäuses 11 gezeigt
ist.
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Ein
jeweils zugehöriger
achtpoliger modularer RJ-45-Verbinderstecker
(in der Zeichnung nicht gezeigt) kann in die Buchsen 9, 10 von
der Vorderseite des modularen Buchsengehäuses 11 aus eingefügt werden.
Hierbei gestatten die Öffnungen 18, 19 in
der oberseitigen Wand 16 oder der unterseitigen Wand 17 des
dielektrischen modularen Buchsenverbindergehäuses 11 eine modulare
Buchsengestaltung mit besonders geringer Gehäusehöhe. Die oberseitige und die
unterseitige Wand 16, 17 der Buchsen 9 bzw. 10 definieren Öffnungen 18, 19,
bieten aber immer noch einen sicheren Sitz für einen eingefügten zugehörigen modularen
Verbinderstecker. Die Verriegelung des Verrastungselements eines
eingefügten
zugehörigen
modularen Steckers erfolgt in zuverlässiger Weise aufgrund des Zusammenwirkens
mit rampenartigen Vorsprüngen 12, 13, 14, 15 des
dielektrischen Gehäuses 11,
welche seitlich in die Öffnungen 18, 19 hineinragen.
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An
den hinteren Enden erstrecken sich die Öffnungen 18 und 19 an
der oberen und unteren Seite zu einem Boden- oder Decken-Wandabschnitt 20, 21 hin.
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Die
beiden Einfügungskanäle 22 und 23 sind übereinander
angeordnet und sind zur Rückseite
des dielektrischen, modularen Buchsengehäuses 11 hin offen,
wobei, wie am besten in 4 zu sehen ist, die Längsausdehnung
der Einfügungskanäle 22 und 23 im
Wesentlichen parallel zur Einfügungsrichtung
des zugehörigen
modularen Steckverbinders verläuft.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform des modularen Buchsenverbindergehäuses 11 sind rechteckig
gestaltete Aussparungen 24, 25, 26 zu
sehen, die jeweils zur Mitte des modularen Buchsenverbindergehäuses 11 hin
ausgespart sind, in Bezug auf den mittleren Rückwandabschnitt 27,
damit die sich nach hinten erstreckenden Handhabungselemente 28, 29, 30 der
einfügbaren
Elemente 31 und 32 frei nach außen stehen
können.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform,
beispielsweise bei der Ausführungsform
entsprechend der Erfindung, wie sie in 4 gezeigt
ist, ist das modulare Buchsenverbindergehäuse 11 ohne die Aussparungen 24, 25, 26 gestaltet
und die einfügbaren Elemente 31 sind
ohne Betätigungselemente 28, 29, 30 gestaltet,
sodass die Gehäusetiefe
des modularen Buchsenverbindergehäuses 11 reduziert
ist.
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Als
nächstes
nehmen wir auf 2 Bezug, in welcher zwei einfügbare Elemente 31, 32 in
ihrer relativen Stellung zueinander gezeigt sind. Die Stellungen
werden in dem modularen Buchsenverbindergehäuse 11 nach der Montage
der einfügbaren
Elemente 31, 32 angenommen. Die jeweiligen Kontakte
des Elements 31, 1 bis 8, und des Elements 32, 1' bis 8', die dem paarbaren
modularen Verbinderstecker zugeordnet sind, sind benachbart zueinander
angeordnet und erstrecken sich jeweils an der Vorderseite 33 oder 34 des
einfügbaren
Elements 31, 32 derart heraus, dass nach dem Einfügen der
Elemente 31 und 32 in die Kanäle 22 bzw. 23 des
modularen Buchsenverbindergehäuses 11 die
jeweiligen Kontakte ihre Funktionsstellung annehmen und in Richtung
der Kontakte eines eingefügten,
zugeordneten, modularen Verbindersteckers vorgespannt sind.
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Wie
anhand der Querschnittsansicht aus 4 zu ersehen
ist, weisen die Kontakte 1 bis 8 und 1' bis 8' zumindest in
einem vorderen Abschnitt, wenn die einfügbaren Elemente 31, 32 in
den Einfügungskanälen 22, 23 angeordnet
sind, eine leichte Neigung zur Längsachse
X des modularen Buchsenverbindergehäuses 11 hin auf. Rampenförmige, nach innen
gerichtete, mittlere Gehäusewandabschnitte 35, 36 ragen
jeweils in solcher Weise über
einen vorderen Abschnitt der Kontakte, dass während der letzten Etappe des
Einfügens
alle Kontakte 1 bis 8 und 1' bis 8' geringfügig in eine
Richtung zur Mittellinie X des modularen Buchsengehäuses 11 hin
zurückgebogen
werden, bis sie eine vorgegebene Vorspannung in Richtung der Kontakte 37, 38 des
ansonsten nicht weiter beschriebenen, zugehörigen, paarbaren modularen
Verbindersteckers aufweisen. Die Kontakte 37, 38 sind
in den 4 bis 7 der Deutlichkeit halber gezeigt,
um zu einem besseren Verständnis
der Wechselwirkung zwischen einem zugehörige paarbaren modularen Stecker
und der Verbinderbuchse gelangen zu können.
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In
der eingefügten
Stellung können
die Elemente 31, 32 durch ein jeweiliges rückseitiges
Verriegelungs- und Halteelement 39 eingeschlossen gehalten
werden, wie es z. B. aus 2 zu ersehen ist. Das Verriegelungselement 39,
das lediglich beispielshalber für
das einfügbare
Element 32 gezeigt ist, weist einen jeweiligen Verrastungsvorsprung 40 auf,
der sich an den Querseitenenden des Halteelements 39 in
einer seitlichen Richtung erstreckt. Der keilförmige Verrastungsvorsprung 41,
der in 2 beispielshalber lediglich für das Funktionselement 29 gezeigt
ist, ist ebenfalls an dem Funktionselement 30 ausgebildet
und kann in dieser Weise zuverlässig eine
Verschiebung der Elemente 31, 32 in der Längsrichtung
der Einfügungskanäle 22, 23 verhindern, wenn
das jeweilige Halteelement 39 an dem modularen Buchsengehäuse 11 in
einer Stellung befestigt ist, die jegliche Bewegung der einfügbaren Elemente in
einer Längsrichtung
der Einfügungskanäle 22, 23 verhindert.
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Ferner
ist das Verriegelungselement 39 bei einer Ausführungsform
des modularen Buchsenverbindergehäuses 11 mit zwei Reihen
mit zwei oder mehr Buchsen 9, 10 in der Lage,
die externen Anschlüsse
a bis h eines Elements 31 oder von Elementen 31 der
oberen Reihe in einer vorgegebenen festen Stellung zu halten. Zu
diesem Zweck werden die externen Anschlüsse a bis h eines Elements 31 oder von
Elementen 31 der oberen Reihe indem dielektrischen Material
des Verriegelungselements 39 eingebettet.
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Die
Basisflächen,
die jeweils der oberen bzw. unteren Außenseite der einfügbaren Elemente 31, 32 zugewandt
sind, weisen im Wesentlichen die Form eines rechteckigen Prismas
auf, welches vorzugsweise Abdeckplatten 42, 43 oder
Abdeckschichten 42, 43 umfasst, welche die Innenseite
des dielektrischen Gehäuses 44, 45 der
Elemente 31, 32 abdecken, wie in 2 gezeigt
ist.
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Das
Innere des dielektrischen Gehäuses 44, 45 wird
nach der Anordnung seiner elektrischen Komponenten mit einem dauerhaft
elastischen, dielektrischen Material gefüllt oder in dieses eingebettet, daher
sind in 2 keine Komponenten zu sehen und
es ist lediglich des besseren Verständnisses halber die relative
Stellung zweier induktiver Widerstände durch die Kreise 46 und 47 gezeigt.
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Ohne
irgendeine Beschränkung
der Allgemeingültigkeit
werden in den gezeigten Ausführungsformen
als dauerhaft elastisches, dielektrisches Material vorzugsweise
säurefreie
Silikongummimaterialien verwendet.
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Zum
noch besseren Verständnis
ist das Element 32 in 3 in einer
perspektivischen Ansicht schräg
von oben und ohne das dauerhaft elastische, dielektrische Versiegelungsmedium
gezeigt. Die Induktanzen 46, 47, 48, 49,
welche Ferrit-Ringkerne umfassen, sind einander benachbart in einer
Ebene angeordnet, die im Wesentlichen in dem rechteckigen dielektrischen
Gehäuse 45 liegt,
sodass deren Längs-
oder Mittelachsen jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind,
aber seitlich zueinander versetzt sind.
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Die
in 3 gezeigten Induktanzen 46, 47, 48, 49 sind
entsprechend der Gestaltung der elektrischen Schaltung jeweils elektrisch
mit den externen Anschlüssen
a bis h mittels der Abschnitte 50, 51 (die nur
beispielshalber gezeigt sind) verbunden und sind mit den Kontakten 1', 2' mittels der
Abschnitte 52, 53 verbunden, die gleichfalls lediglich
beispielshalber gezeigt sind. Ein detailliertes elektrisches Verbindungsschema
wird später
mit Bezug auf die 13 bis 17 beschrieben.
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Ferner
wird, immer noch mit Bezug auf 3, die Gestalt
der Kontakte 1' bis 8', welche parallel
zueinander angeordnet sind und welche eine jeweils ähnliche
Gestalt aufweisen, beispielshalber mit Bezug auf den Kontakt 8' beschrieben.
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Der
Kontakt 8',
welcher in seiner Längsausdehnung
in der eingefügten
Stellung des Elements 32 leicht zur Mittellinie X des modularen
Buchsengehäuses 11 hin
geneigt ist, weist zuerst, d. h. an seinem entfernten Ende, einen
im Wesentlichen geraden Abschnitt 8a' auf. Der Abschnitt 8a' geht in einen Abschnitt 8b' über, der
in der montierten Stellung des einfügbaren Elements 32 leicht
nach unten, zum Inneren der Buchse 10 hin, gebogen ist.
Weiter definiert der Kontakt 8' vom Bereich 8b' aus zuerst
ein kurzes gerades Stück 8c' und danach
einen weiteren gebogenen Abschnitt 8d', welcher das im Wesentlichen gerade
Mittelstück 8e' mit dem Abschnitt 8c' verbindet.
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Das
im Wesentlichen gerade Mittelstück 8e' weist in der
montierten Stellung des einfügbaren
Elements 32 ebenfalls eine leichte Neigung in Bezug auf die
Mittelinie X des modularen Buchsenverbindergehäuses 11 auf, sodass
beim Einfügen
des zugehörigen
paarbaren modularen Verbindersteckers ein nachgiebig elastischer
Kontakt hergestellt wird und sich das Mittelstück 8e' zurückschiebt, wobei eine vorbestimmte
Vorspannung und ein definierter elektrischer Kontakt erzeugt werden.
Hinter dem Mittelstück 8e' weist der Kontakt 8' zwei gebogene
Bereiche 8f' und 8g' auf, welche,
im montierten Zustand, den seitlich nach außen gebogenen Bereich des Kontakts
wieder zurück
aus der Buchse 10 heraus führen.
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Für Klarstellungszwecke
wird nachstehend auf die Kontakte 4, 5' Bezug genommen,
die in der Querschnittsansicht aus 4 gezeigt
sind, um den weiteren Verlauf der im Wesentlichen gleich gestalteten
Kontakte 1' bis 8' wie auch 1 bis 8 zu
erklären.
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Mit
dem Kontaktabschnitt 5g' verbunden folgt
ein im Wesentlichen S-förmiger
Abschnitt 5h', man
vergleiche auch die spiegelbildlichen Abschnitte 4g und 4h,
welche jeweils die effektiven elastischen Längen der Kontakte 4 und 5' erweitern.
Mit Hilfe dieses omegaförmigen
Bereichs, der im Wesentlichen hinter dem jeweils nach außen gebogenen
Mittelabschnitt des jeweiligen Kontakts liegt, kann das elastische
Federverhalten des jeweiligen Kontakts in breiten Grenzen durch
Auswahl der Größe dieses
Bereichs angepasst werden.
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Als
nächstes
wird auf die 5 bis 7 Bezug
genommen, in welchen andere alternative Ausführungsformen in Querschnittsansichten
gezeigt sind, die horizontal durch die Mitte des dielektrischen Verbindergehäuses 11 verlaufen.
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Nehmen
wir zuerst auf die Querschnittsansicht aus 5 Bezug,
so zeigt diese zwei Elemente 31, 32, die in dem
Einfügungskanal 23 hintereinander angeordnet
sind. Die in 5 gezeigte Ausführungsform
weist anstatt des hinteren S-förmigen
Kontaktabschnitts 5h', 4h jeweils
einen U-förmigen
Kontaktabschnitt 4i und 5i' auf, der im Falle des Kontaktabschnitts 5i' in eine Biegung
abgebogen ist, die direkt an dem dielektrischen Gehäuse 45 des
Elements 32 scharf nach links verläuft.
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Um
die effektive elastische Länge
der Kontakte 4 und 5' zu vergrößern, weisen diese entsprechend 5 einen
kurzen geraden Abschnitt hinter der Buchse 9, 10 auf.
Hinter diesem kurzen geraden Abschnitterstreckt sich ein weiterer
gerader Abschnitt 4h, 5h', welcher vorzugsweise durch Einsatzspritzguss
in dielektrisches Material eingeformt wird und welcher dann aus
dem dielektrischen Material des modularen Buchsenverbindergehäuses 11 austritt und,
im Falle des Kontakts 4, direkt in eine Biegung nach oben übergeht,
an welche sich ein im Wesentlichen U-förmiger Abschnitt 4i anschließt, welcher
danach ununterbrochen in das dielektrische Gehäuse 44 des Elements 31 führt.
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Darüber hinaus
sind die jeweiligen vorderen Kontaktabschnitte 5a' und 4a,
die in der Buchse 9, 10 angeordnet sind, wesentlich
kürzer
als bei den in den 1, 2, 3 und 4 gezeigten
Ausführungsformen
gehalten.
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Die
in 6 gezeigte Ausführungsform weist im Gegensatz
zu der in 4 gezeigten Ausführungsform
zwei Elemente 31, 32 auf, die in Bezug aufeinander
um einen Winkel von etwa 180° geschwenkt
sind. Anstatt der seitlich verlaufenden Kontakte weist diese Ausführungsform
Kontakte auf, die an dem jeweiligen seitlichen Ende aus den Elementen 31, 32 austreten.
Bei dieser Ausführungsform
ist nicht nur die Längsachse
der Ferrit-Ringkerne seitlich versetzt zueinander in den jeweiligen
Elementen 31, 32 angeordnet, sondern auch die
Längsachsen der
Ferrit-Ringkerne der unterschiedlichen Elemente 31, 32 sind
seitlich versetzt zueinander angeordnet, bleiben aber im Wesentlichen
in der gleichen Ebene. Die Kopplung durch magnetische Streufelder
wird dadurch stark reduziert, d. h. weist eine sehr geringe Stärke auf.
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Bei
einer noch weiteren Ausführungsform, die
in 7 gezeigt ist, treten die externen Anschlüsse d, d' der Elemente 31, 32 an
entgegengesetzten Seiten des dielektrischen Gehäuses 44, 45 aus,
um dadurch einen sehr großen
Abstand und ein sehr geringes Übersprechen
für die
externen Anschlüsse
zu erzielen.
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Bei
den in den 5 und 7 gezeigten Ausführungsformen
liegen die Anschlüsse
a bis i und a' bis
i' jeweils in einer
Ebene, sodass nur die externen Anschlüsse d und d' in der Querschnittsansicht zu sehen
sind.
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Bei
den in den 4 und 6 gezeigten Ausführungsformen
sind die externen Anschlüsse
a bis i des Elements 31 und die externen Anschlüsse a' bis i' des Elements 32 abwechselnd
angeordnet, sodass sie seitlich zueinander versetzt sind und dadurch
für jedes
Verbindungselement 31, 32 zwei Reihen von externen
Anschlusselementen bilden, wodurch das Übersprechen zwischen jeder
Reihe von externen Anschlüssen
a bis i und a' bis
i' reduziert wird.
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Auf 8 kann
des besseren Verständnisses
wegen beispielshalber Bezug genommen werden, wobei die Figur eine
weitere Ausführungsform eines
modularen Buchsenverbindergehäuses 11 mit zwei
Reihen von Buchsen 9, 10 für jeweils zugehörige paarbare
modulare RJ-45-Verbinderstecker zeigt. 8 zeigt
die Vorderansicht eines Gehäuses 11 mit acht
Buchsen 9, 10, und 9 zeigt
einen Querschnitt durch das modulare Buchsenverbindergehäuse 11.
Die Ebene der Querschnittsansicht aus 9 ist die
in 8 gezeigte Ebene A-A'.
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Bei
dieser weiteren Ausführungsform
wird aufgrund der reduzierten Dicke der Trennwände 54, die jeweils
zwischen den Buchsen 9 angeordnet sind, und der reduzierten
Dicke der Trennwände 55,
die jeweils zwischen den Buchsen 10 angeordnet sind, eine
besonders hohe Packungsdichte erzielt. Die Dicke der Trennwände 54 und 55 entspricht
im Wesentlichen der Dicke der Außenwände 56 oder ist geringfügig kleiner
als diese. Diese Buchsenverbinderanordnung mit mehreren Modulen
kann im Wesentlichen bei allen Ausführungsformen entsprechend der Erfindung
genutzt werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
wird detailliert in den 9 bis 12 beschrieben.
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Die
Tiefe der in 9 gezeigten, mehrmoduligen Buchsenverbinderanordnung
ist sehr gering gehalten, und zwar aufgrund der Tatsache, dass die Elemente 31 und 32 in
dem Verbindergehäuse 11 direkt
hintereinander angeordnet sind.
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Die
Kontakte 1 bis 8 und 1' bis 8', wie sie beispielshalber in 9 lediglich
in Bezug auf die Kontakte 4 und 5' gezeigt sind, sind mit den Elementen 31 und 32 mit
Hilfe eines Folienleiters 57 verbunden.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
erstrecken sich anstatt der Folienleiter 57 Anschlussdrähte, die
aus gestanztem und gebogenem Metall hergestellt sind, zwischen den
Elementen 31 und 32 und zu den Kontakten 1 bis 8 sowie 1' bis 8'.
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10 zeigt
die Teilanordnung zur Gleichstrom-Abtrennung und für Filterzwecke mit den Induktanzen 47, 48 in
den einfügbaren
Elementen 31, 32 und außerdem die Verbindung zu dem
Folienleiter oder den Anschlussdrähten 57, welche an
den jeweiligen Endabschnitten durch Spritzguss in die dielektrischen
Gehäuse 44 und 45 eingebettet
sind.
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11 zeigt
in einer seitlichen Querschnittsansicht, die im Wesentlichen derjenigen
aus 10 entspricht, die Teilanordnung aus den Elementen 31, 32 während ihrer
Montage.
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12 zeigt
die Elemente 31 und 32, wie sie in Richtung des
Pfeils B aus 11 zu sehen sind. Die dielektrischen
Gehäuse 44, 45 weisen
Befestigungsabschnitte 58 bzw. 59 auf, die als
verdickte Seitenwände
des Gehäuses 44, 45 gestaltet
sind.
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Die
Enden der Leiter des Folienleiters oder der Anschlussdrähte 57,
welche in dem Befestigungsabschnitt 59 angeordnet sind,
weisen selbstverriegelnde Kontaktöffnungen für stiftförmige Kontakte auf, die lediglich
beispielshalber durch die Bezugszeichen 60 bis 64 dargestellt
sind.
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Wie
in der Querschnittsansicht aus 9 gezeigt
ist, sind die Kontakte 4 und 5', d. h. auch die Kontakte 1 bis 8 sowie 1' bis 8', welche nicht
detailliert gezeigt sind, durch Spritzguss in dem dielektrischen,
modularen Buchsenverbindergehäuse 11 eingebettet,
und deren freie Enden 65 bis 68 ragen von dem
Gehäuse
seitlich nach rechts vor.
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Wenn
die Elemente 31, 32 in den Einfügungskanal 23 eingefügt werden,
kommen die Kontaktanschlussflächen 60 bis 64 des
Folienleiters oder der Kontaktdrähte 57,
man vergleiche die 11 und 12, zunächst in
Kontakt mit den freien Enden 65 bis 68, welche
sich dann durch die Anschlussflächen hindurch
erstrecken und einen elektrischen Kontakt herstellen.
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Bevorzugte
elektrische Schaltungsanordnungen werden nachstehend detaillierter
und mit Bezugnahme auf die 13 bis 17 beschrieben. Die
elektrische Schaltung umfasst Induktanzen 46, 47, 48 und 49,
die in den Elementen 31 bzw. 32 angeordnet sind.
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Bei
der Beschreibung der elektrischen Schaltungsanordnung wird weiterhin
vorausgesetzt, dass die jeweils zu übertragenden Signale an die
Anschlüsse
a, b, c und e, f, g angelegt werden und an das Kontaktpaar 1, 2 oder 6, 8 übertragen
werden und weiter in einen zugehörigen
paarbaren modularen Verbinderstecker eingespeist werden. Die zu empfangenden
Signale werden von dem zugehörigen
paarbaren modularen Stecker auf die Anschüsse a, b, c und/oder e, f,
g übertragen.
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Folglich
sind in 13 die externen Anschlüsse a und
c wie auch e und g jeweils mit der Primärseite der Isoliertransformatoren
T1 und T2 verbunden gezeigt, welche durch die Ferrit-Ringkerne 46 und 48 gebildet
werden.
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Die
elektrischen Transformatoren T1 und T2 definieren eine Teilanordnung
zur Gleichstrom-Abtrennung, wobei diese Abtrennung im Falle einer kompletten
galvanischen Entkopplung, wie in 13 gezeigt,
eine Gleichstrom-Isolation
darstellt.
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Die
mittleren Abgriffe b und f legen jeweilige Mittelpunkt-Bezugspotentiale
fest, sodass die Primärseiten
der Isoliertransformatoren T1 und T2 jeweils mit symmetrischen Eingangssignalen
angesteuert werden können,
wobei diese Art von Signal auch als "Doppelschienensignal" bekannt ist.
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Eine
jeweilige Gleichtakt-Drosselspule 47 oder 49 ist
mit der Sekundärseite
(oder Primärseite) der
Isoliertransformatoren T1 und T2 verbunden. Somit unterdrückt die
Gleichtakt-Drosselspule 47 gleichphasige oder Gleichtakt-Signalanteile an
den Kontakten 1 und 2, und die Gleichtakt-Drosselspule 49 unterdrückt entsprechende
Signalanteile an dem Kontaktpaar 3, 6. Somit definieren
die Gleichtakt-Drosselspulen 47 und 49 eine
Filtereinrichtung, welche in der Lage ist, jeweilige unerwünschte Signalanteile
zu unterdrücken.
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Die
Kontakte 4 und 5, welche zusammengeschaltet sind
und welche vorzugsweise ein ungenutztes Leiterpaar kontaktieren,
sind mit einem Widerstand R1 verbunden, und die Kontakte 7 und 8,
welche zusammengeschaltet sind, sind mit einem Widerstand R2 verbunden.
Die zweiten Seiten der Widerstände
R1 und R2 sind mit dem externen Anschluss i verbunden. Hierbei kann
das ungenutzte Leiterpaar durch Anlegen eines Erdungspotentials oder
eines geeignet gewählten
Gleichstrom-Bezugspotentials
an den externen Anschluss i geerdet werden. Somit können etwaige
Störsignale,
die auf diesen Leitungen erzeugt werden, dort auf Masse geführt werden.
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Es
wird nun auf 14 Bezug genommen, welche der 13 entspricht,
außer
was die externen Anschlüsse
d und h betrifft. Die externen Anschlüsse d und h sind mit der Sekundärseite des
Isoliertransformators T1 oder T2 verbunden, um ein vorgegebenes
Bezugspotential an der Sekundärseite der
Isoliertransformatoren T1 und T2 bereitzustellen. Die Gleichtakt-Drosselspule 47 wird
nur mit Hilfe dieses Potentials voll wirksam, welches vorzugsweise auf
das Abschirmpotential gelegt wird. Das gleiche gilt für den externen
Anschluss h an der Gleichtakt-Drosselspule 49.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform der
in 14 gezeigten elektrischen Schaltungsanordnung
ist in 15 gezeigt. Sie enthält ferner
Widerstände
R3 und R4 in der Anschlussleitung der Sekundärseite zu den jeweiligen mittleren
Abgriffen der Isoliertransformatoren T1 oder T2, mit Hilfe welcher die
mittleren Abgriffe der Isoliertransformatoren T1 oder T2 geerdet
werden. Eine geeignete Impedanz zur Übertragung kann an dem Kontaktpaar 1, 2 oder 3, 6 mit
Hilfe der jeweiligen Widerstände
R3 und R4 bereitgestellt werden.
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Wenn
die externen Anschlüsse
d und h, die in 15 gezeigt sind, in dem Steckverbinder
mit dem externen Anschluss i verbunden werden, erhält man die
elektrische Schaltungsanordnung, die in 16 gezeigt
ist. Diese Schaltungsanordnung weist das gleiche Bezugspotential,
das an den externen Anschluss h angelegt wird, sowohl an dem ungenutzten
Leiterpaar als auch mit Bezug auf das Mittelpunktpotential eines
Signals an dem Kontaktpaar 1, 2 oder 3, 6 auf.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform der
in 16 gezeigten Schaltungsanordnung wird anhand der 17 deutlich
werden.
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Durch
Einfügen
eines Kondensators C1 in die Leitung zu dem externen Anschluss i
wird eine gleichstromentkoppelte und potentialfreie Verbindungsanordnung
in Bezug auf die Kontakte 1 bis 8 bereitgestellt;
für höhere Frequenzen
jedoch kann hier für
das ungenutzte Leiterpaar 4, 5 ein gemeinsames
Bezugspotential bereitgestellt werden und an den Kontaktpaaren 1, 2 sowie 3, 6 kann
ein Mittelpunktpotential für
die Signale festgelegt werden.
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Obgleich
die Erfindung mit Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben worden
ist, ist sie nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise
fällt es
in den Schutzumfang der Erfindung, eine leitfähige Metallisierungsschicht
für Abschirmzwecke
auf der Außenseite
des dielektrischen Steckverbindergehäuses 11 aufzubringen
oder statt der Metallisierungsschicht eine metallische Abschirmung
zu nutzen, um das Steckverbindergehäuse zu umschließen.