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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vielleiterkabelanordnungen.
Insbesondere bezieht sie sich auf eine Kabelabschlußschaltung,
die integral mit einer Deckelkonstruktion ausgebildet ist, die sich
zum Befestigen an einem Standardschneidklemmkontakt-Verbinderbasisteil
eignet, das zum Ausbilden einer abgeschlossenen Vielleiterkabelanordnung
verwendet wird.
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VORGESCHICHTE DER ERFINDUNG
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Im
Stand der Technik ist bekannt, daß Hochgeschwindigkeitsschaltkreise
zum Sicherstellen des richtigen Betriebsverhaltens angemessen abgeschlossen
werden müssen.
Durch das Abschließen dieser
Schaltungen werden Signalreflexionen, die stehende Spannungswellen
erzeugen und zu Wellenformverzerrungen führen würden, auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
Das Unterdrücken
der stehenden Spannungswellen ist eine besonders in Hochfrequenzschaltungen
auftretende und seit langem bekannte Schwierigkeit. Da die Arbeitsgeschwindigkeiten
in modernen Rechnerschaltungen ansteigen, ist deren richtiges Abschließen heute
auch kritisch.
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Die
am schwierigsten abzuschließende Schaltung
ist eine mit einer Kabelanordnung zusammengeschaltete Schaltung.
Dies gilt insbesondere, wenn mehrere Schaltungen mit einem einzigen
Kabel zusammengeschaltet werden. Eine solche Anwendung findet sich
in dem Kleinrechnersystemschnittstellenbussystem – Small
Computer System Interface – (SCSI).
Der SCSI-Busstandard ist eine Vielleiterbusstruktur, die an der
Signalquelle wie auch am Signalziel einen Abschluß verlangt.
Zusätzlich zum
Erzielem der gewünschten
Impedanzanpassung, hilft der in dem SCSI-Bus enthaltene Abschluß dabei,
zum Zeitpunkt der Signalverneinung die erforderliche Spannung und
zum Zeitpunkt der Signal geltendmachung die erforderliche Stromvoreilung
aufzubauen. Im Stand der Technik wurden zahlreiche Versuche zum
Abschließen
einer solchen Schaltung unternommen.
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Die
US-Patentschrift Nr. 4 610 493 von Masek (Patent '493) beschreibt zum
Beispiel einen Abschluß für ein Vielleiterbandkabel.
Der Abschluß des Patentes '493 enthält eine
Basis, eine Abschlußschaltung
und einen Deckel. Die Basis und der Deckel verrasten miteinander
zum Niederdrücken
der Schneidklemmkontakte aus der Abschlußschaltung in das Bandkabel.
Diese Lösung
verlangt eine volle mechanische Anordnung, die von dem die Schaltungen
verbindenden Verbinder getrennt ist. Das Patent '493 ist weiter auf eine getrennte Abschlußanordnung abgestellt,
wobei die Schaltungen an einem von der tatsächlichen Verbindung körperlich
entfernten Punkt notwendigerweise abgeschlossen werden. Diese Bauart
einer Abschlußanordnung
wird in 1 gezeigt. Eine
Kabelanordnung 1 enthält
mehrere an das Kabel 3 in in Längsrichtung auseinanderliegender Aufeinanderfolge
angeschlossene Verbinder 2. Eine einen Endabschnitt einer
Kabelverlängerung 6 abschließende Abschlußanordnung 4 wird
gezeigt. Eine durch die Kabelverlängerung 6 eingeführte Trennung
ermöglicht,
auch wenn sie klein ist, das Ausbilden einer stehenden Spannungswelle.
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Ein
weiteres im Stand der Technik bekanntes Beispiel einer Abschlußvorrichtung
wird in der US-Patentschrift Nr. 4 932 873 von La Shier (Patent '873) beschrieben.
Das Patent '873
beschreibt eine zur Verwendung bei einem Vielleiterbandkabel geeignete
Abschlußanordnung.
Es offenbart eine unter Verwendung eines Standard-dual-in-line-Paket(DIP)-Trägers mit
Schneidklemmkontakten als Teil der Anordnung aufgebaute Abschlußanordnung.
Der DIP-Träger
bildet eine Basis zum Halten der Bauteile der Abschlußschaltung.
Oberteil- und Bodenabdeckungen sind vorgesehen, die die Anordnung
zusammenpressen und die Schneidklemmkontakte der Abschlußanordnung
in das abzuschließende
Kabel drücken.
Das Patent '873
ist als eine von jedem Verbinder an dem Kabel getrennte Anordnung
ausgebildet. Damit weist diese Vorrichtung ähnliche Nachteile wie die des
Patentes '493 auf.
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Die
US-Patentschrift Nr. 4 954 089 von Jensen und anderen (Patent '089) of fenbart einen
Abschluß,
der als eine Anschlußvorrichtung
mit sowohl Einsteck- als
auch Aufnahmeanschlüssen
ausgebildet ist. Diese Vorrichtung eignet sich zum Abschließen von
Kabeln mit einer eigenen, zu dem Abschluß passenden Verbinderanordnung.
Während
die Patent-'089-Vorrichtung
einen Abschluß von
Verbindungen in enger Nachbarschaft zu dem Verbindungspunkt zuläßt, verlangt
sie eine getrennte mechanische Struktur, die die ägivalente
Komplexität
von zwei Verbindern aufweist. Da die '089-Vorrichtung eine von dem Verbinder
selbst getrennte Anordnung ist, fügt sie der abgeschlossenen
Kabelanordnung zwangsläufig
zusätzliche
Kosten und Größe hinzu.
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Eine
weitere Abschlußkonstruktion
wird in der US-Patentschrift 5 472 348 von Daly et al (Patent '348) offenbart. Die
Vorrichtung in dem Patent '348
ist eine steckbare Steckabschlußanordnung,
die Steckverbinderstifte, eine an diese Stifte angeschlossene Abschlußschaltung
und ein die Stifte und die Schaltung umschließendes Gehäuse aufweist. Die Abschlußschaltung
des Patentes '348
paßt mit
einer auf einem abzuschließenden
Vielleiterkabel zu montierenden Buchsenverbinderkonstruktion zusammen. Die
Vorrichtung nach dem Patent '348
weist die Nachteile des Patents '089
insofern auf, da sie einen von dem Kabelverbinder selbst getrennten
vollständigen
Zusammenbau verlangt. Das Patent '348 teilt auch die Nachteile der '493 und '873 Patente, da diese
Vorrichtung im typischen Fall in einem Abstand von der abzuschließenden Schaltung
montiert wird.
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ZUSAMMENFASSENDE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in dem Ausbilden eines
Kabelabschlusses, der durch Abschließen der Schaltungen an einer
nahe am letzten Verbinder liegenden Stelle ein verbessertes Betriebsverhalten
zeigt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in dem Ausbilden
eines Abschlusses, der zum Herabsetzen der Kosten der Abschlußanordnung
die Abdeckung einer Schneidklemmkontaktverbinderanordnung ersetzt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in dem Ausbilden
eines Abschlusses, der durch Ausbilden des Abschlusses zum Ersetzen
der Abdeckung einer Schneidklemmkontaktverbinderanordnung zu verringerten
Abmessungen führt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt im Vereinfachen
des Zusammenbaus eines Rechnerkabelsystems durch Integrieren eines Abschlusses
in der Abdeckung eines Schneidklemmkontaktverbinders.
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Die
vorliegende Erfindung sieht einen Abschlußverbinder zum Abschließen eines
elektrischen Vielleiterkabels vor mit einer eine Vielzahl von ersten Kontakten
abstützenden
Verbinderbasis, wobei jeder erste Kontakt einen ersten Abschnitt
für eine Schneidklemmverbindung
mit einem Leiter des Vielleiterkabels aufweist, einem Abschlußdeckel
mit einem Gehäuse
zur beweglichen Befestigung an der Verbinderbasis zum Abstützen des
Vielleiterkabels zwischen dem Gehäuse und der Basis, mit einer
darin enthaltenen Abschlußschaltung
und einer Vielzahl von ersten Kontakten mit ersten Abschnitten zur Schneidklemmverbindung
mit einem Leiter des Vielleiterkabels und mit zweiten Abschnitten
in elektrischer Anlage mit der Abschlußschaltung, wodurch die Verschiebung
des Gehäuses
in die Befestigung mit der Basis die ersten Abschnitte der ersten
Kontakte in die Schneidklemmverbindung mit den Leitern des Kabels
bringt zum Ausbilden der elektrischen Kopplung zwischen den Leitern
und der Abschlußschaltung.
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In
einer Ausführungsform
nach der vorliegenden Erfindung liegen die Abschlußschaltung
und die Kontakte des Schneidklemmverbinders im Abschlußgehäuse, das
sich mit einer Schneidklemmkontaktverbinderbasis in Standardausführung zusammensetzen
und verrasten läßt. Dies
ermöglicht die
Verwendung der erfindungsgemäßen Abschlußschaltung
anstelle einer Schneidklemmkontaktverbinderabdeckung in Standardausführung und
zum Abschließen
der Schaltung des Kabels unmittelbar an der Verbindungsstelle. Der
Abschlußverbinder nach
der vorliegenden Erfindung verwendet eine Schneidklemmkontaktverbinderbasis
als Teil der Gesamtanordnung. Der Abschlußverbinder nach der vorliegenden
Erfindung ermöglicht
damit das Abschließen
von Vielleiterkabeln mit weniger mechanischen Bauteilen und führt zu niedrigeren
Kosten als die nach dem Stand der Technik ausgebildeten Abschlußanordnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine mit einer Vielzahl
von elektrischen Leitern und einer nach dem Stand der Technik ausgebildeten
Abschlußanordnung
abgeschlossene Vielleiterkabelanordnung.
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2 ist eine Vielleiterkabelanordnung
mit Verwendung eines Abschlußverbinders
nach der vorliegenden Erfindung.
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3 ist ein Längsschnitt
der Abschlußanordnung
des Abschlußverbinders
nach 2.
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4 ist eine Stirnansicht
der Abschlußanordnung
nach 3 im Schnitt.
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4A ist eine Aufsicht auf
ein Vielleiterkabel mit Darstellung der Ausrichtung der Abschlußverbinderschneidklemmkontakte
mit den Leitern des Vielleiterkabels.
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5 ist eine Stirnansicht
des Gehäuses
der erfindungsgemäß ausgebildeten
Abschlußanordnung.
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6 ist ein Schnitt durch
den erfindungsgemäßen Abschlußverbinder
mit der Abschlußanordnung,
einer Schneidklemmverbinderbasis und einer Kabelkonstruktion.
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INS EINZELNE GEHENDE BESCHREiBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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2 zeigt eine Kabelanordnung 10.
Diese wurde unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Abschlußanordnung 12 hergestellt.
Gemäß der Darstellung
wird die Vielleiterbandkabelanordnung 10 unter Verwendung
eines Vielleiterbandkabels 14 und mehrerer herkömmlicher
Schneidklemmverbinder 16 hergestellt. Jeder Verbinder 16 weist
eine langgestreckte, elektrisch isolierende Basis 18 auf,
die mehrere elektrische Schneidklemmkontakte 19 (6) trägt. Ein Deckel 17 arbeitet
mit der Basis 18 zusammen und liegt auf dieser. Jeder Verbinder 16 ist
an entlang des Kabels 14 auseinanderliegenden Stellen in
herkömmlicher
Weise angeschlossen, wobei das Kabel 14 zwischen dem Deckel 17 und
der Basis 18 liegt. Bei Aufsetzen des Deckels 17 auf
die Basis 18 in auf dem Gebiet der Verbinder überlicher
Weise werden die Schneidklemmkontaktabschnitte 19a der Kontakte 19 durch
die Isolation des Kabels 14 gedrückt und gelangen mit den in
diesen gehaltenen Leitern in elektrische Verbindung.
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Ein
letzter Verbinder 20 in der Kabelanordnung 10 enthält eine
Basis 18 gemäß der obigen
Beschreibung und eine anstelle eines herkömmlichen Deckels 17 erfindungsgemäß ausgebildete
Abschlußanordnung 12.
Die erfindungsgemäße Abschlußanordnung 12 wirkt
sowohl als Abdeckung für die
Basis 18 und führt
auch die elektrische Funktion der in 1 gezeigten
Abschlußanordnung 4 aus. Auf
diese Weise benötigt
die Kabelanordnung 10 nicht mehr die Kabelverlängerung 6 und
die zusätzliche
Abschlußanordnung 8,
wie sie die nach dem Stand der Technik ausgebildeten Kabelanordnungen verlangten.
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Eine
gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildete erste Ausführungsform der Abschlußanordnung 12 wird
in 3 und in 4 in weiteren Einzelheiten
gezeigt. Die Abschlußanordnung 12 enthält ein langgestrecktes
isoliertes Gehäuse 22,
im allgemeinen in der Form eines Verbinderdeckels. Dieser hält die Abschlußschaltung 24.
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Die
Abschlußschaltung 24 kann
die Form jeder im Stand der Technik bekannten Abschlußschaltung
annehmen, sei es aktiv oder passiv. Bei zur Verwendung mit SCSI-Kabeln
ausgebildeten Abschlußverbindern
muß die
Abschlußschaltung 24 mit
einem der vom American National Standards Instutiute auf gestellten
SCSI-Bus-Standards übereinstimmen,
wie zum Beispiel SCSI-1, ANSI X3.131-1986, SCSI-2, ANSI X3.131-199X
und SCSI-3, AN5I X3T9.2/91-0/ 0R4 (Arbeitsvorlage). Durch Bezugnahme
werden diese hier eingeschlossen.
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Zum
Vereinfachen der erfindungsgemäßen Forderungen
an eine kleine physikalische Verpackung werden zum Ausbilden dieser
Schaltungen die Technologie der Oberflächenmontage verwendet. Die
kleinsten Bauteile nach der Art der Hauptteile, die geeignete Bauteilparameterwerte
und eine geeignete Energieableitung bieten, werden im typischen
Fall verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen passive Bauteile,
wie Widerstände
und Kondensatoren, die physikalische Form des Standards 0402 (etwa
40 Mil lang und 20 Mil breit) auf. Aktive Vorrichtungen, wie integrierte
Schaltungen, weisen vorzugsweise einen Oberflächenmontageleitungsabstand
mit feiner Teilung von 25 Mil oder weniger auf. Die Abschlußschaltung 24 wird
auf einem Leiterplattensubstrat 25 montiert. Dieses bietet
sämtliche
erforderlichen elektrischen Verbindungen und die mechanische Abstützung für die Abschlußschaltung 24.
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Die
erfindungsgemäße Abschlußanordnung 12 weist
weiter eine Vielzahl von elektrisch leitenden Schneidklemmkontakten 26 auf.
Jeder Kontakt 24 weist ein Schaltungsschnittstellenende 28 und
ein Schneidklemmkontaktende 29 auf. Das Schneidklemmkontaktende 29 jedes
der Kontaktes 26 besteht aus zwei auseinanderliegenden,
zwischen sich einen Leiterschlitz 29c begrenzenden Zinken 29a und 29b.
Die Zinken 29a und 29b dienen zum Durchstoßen der
Isolation des Kabels 14 zum Ausbilden eines elektrischen
Anschlusses an einen im Schlitz 29c gehaltenen Leiter.
Das Schaltungsschnittstellenende 28 der Kontakte 26 ist
operativ an die Abschlußschaltung 24 angeschlossen.
Auf diese Weise wird bei Einführen
des Schneidklemmkontaktendes 29 des Kontaktes 26 in
das Kabel 14 zwischen einem Leiter im Kabel 14 und
der Abschlußschaltung 24 eine
elektrische Verbindung aufgebaut. Jeder der zahlreichen Schneidklemmkontakte 26 ist
so angeordnet, daß er mit
einem einzelnen Leiter in dem Vielleiterbandkabel 14 ausgerichtet
ist.
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Die
Schneidklemmkontakte 26 wie auch die Abschlußschaltung 24 werden
in dem Gehäuse 22 gehalten.
Das Gehäuse 22 besteht
aus einem geeignet iso lierenden Werkstoff und enthält eine
Gehäusebasis 30 und
eine Gehäuseummantelung 32.
Die Basis 30 hält
die Schneidklemmkontakte 24. Bei der vorliegenden Ausführungsform
sind die Schneidklemmkontaktenden 29 der Kontakte 24 so
angeordnet, daß sie
vier von einem Ende 30a der Gehäusebasis 30 ausgehende
Reihen 26a – d bilden. 4A zeigt eine typische Anordnung
der mit dem Kabel 14 zusammengeführten Kontakte 26.
Diese Anordnung führt
zu einer Trennung zwischen benachbarten Kontakten und verringert
die Möglichkeit
des Auftretens eines Kurzschlusses zwischen den Kontakten.
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Die
Gehäuseummantelung 32 ist
als eine Hülle
mit einer Länge
und Breite im wesentlichen gleich denen der Gehäusebasis 30 ausgebildet.
Die Gehäuseummantelung 32 weist
einen inneren Hohlraum 32a auf. Die Tiefe des inneren Hohlraums 32a wird
so ausgebildet, daß er
bei über
der Gehäusebasis 30 sitzender
Ummantelung 32 die Anschlußschaltung 24 und
die Kontakte 26 aufnimmt. Die Ummantelung 32 und
die Basis 30 sind beide so ausgebildet, daß sie die
Abschlußschaltung 24,
das Leiterplattensubstrat 25 und die Kontakte 26 gegenseitig
erfassen und abdecken. Die Ummantelung 32 kann in irgendeiner
im Stand der Technik bekannten Weise einschließlich Kleben, mechanischer
Verriegelung und mechanischem Festsitz an der Gehäusebasis 30 befestigt
sein. Als eine Alternative kann die Ummantelung 32 durch
Spritzgießen
eines nichtleitenden Werkstoffs um die Gehäusebasis 30, die Kontakte 26,
das Leiterplattensubstrat 25 und die Abschlußschaltung 24 zum
Ausbilden der Abschlußanordnung 12 geformt
werden.
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Bei
zusätzlichem
Bezug auf 5 ergibt sich,
daß das
Gehäuse 22 an
jedem Ende weiter herabhängende
mechanische Klinken 35 aufweist. Diese mechanischen Klinken 35 arbeiten
mit einer Verbinderbasis 18 in Standardausführung zusammen. Die
besondere Konstruktion der Klinken 35 ist damit komplementär zu den
mechanischen Klinken in Standardausführung, die auf den herkömmlichen
Verbinderdeckeln 17 ausgebildet und durch die Abschlußanordnung 12 ersetzt
werden. Auf diese Weise kann die Abschlußanordnung 12 anstelle
eines Verbinderdeckels 17 zum Vereinfachen des Anschlusses
und des Abschlusses der letzten Schneidklemmkontaktverbinderbasis 18 auf
einer Kabelanordnung 10 verwendet werden.
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6 zeigt einen Schnitt der
Abschlußanordnung 12,
gezeigt im Zusammenwirken mit einer Schneidklemmkontaktverbinderbasis 18 und
einem Vielleiterbandkabel 14. Diese Darstellung zeigt die bevorzugte
Ausrichtung der Schneidklemmkontakte 26 der Abschlußanordnung 12 im
Zusammenwirken mit den Kontakten 19 der Verbinderbasis 18.
Bei Anlage der Abschlußanordnung 12 auf
dem Kabel 14 werden die Schneidklemmkontakte 26 der
Abschlußanordnung 12 und
die Kontakte 19 der Verbinderbasis 18 mit den
Leitern des Kabels 14 in Anlage gedrückt. Dies führt zu einer elektrischen Schnittstelle zwischen
dem Kabel 14, der Verbinderbasis 18 und der Abschlußschaltung 24.
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Der
Abschlußverbinder
nach der vorliegenden Erfindung kann damit zur Verwendung mit jeder IDC-Verbinderbasis
in Standardausführung
ausgebildet werden. Eine erläuternde,
nicht ausschließliche Liste
solcher Verbinderbasen enthält:
eine Doppelreihe dieser Verbinder, wie zum Beispiel DD-50 p (2 Reihen,
25 Stifte pro Reihe), DB-25, DB-9, DD-50 Seitenabschnitt, 50 Stift
MINI-Micro D, Centronics und
breite SCSI-3 P 68 Stiftverbinder. Das Anpassen des Abschlußverbinders
an diese Verbinder erfordert das Anpassen des physikalischen Profils,
die Kontaktausrichtung und das mechanische Verrasten des Abschlußverbinders
mit der ausgewählten
Verbinderbasis. Die oben genannten Grundlagen ändern sich bei verschiedenen
Verbinderbauarten nicht.
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Obwohl
die erläuternden
Ausführungsformen
nach der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben wurden, leuchtet es ein, daß die Erfindung
nicht auf diese genauen Ausführungsformen
beschränkt
ist und daß verschiedene
andere Abänderungen
und Abwandlungen hier durch einen Fachmann ohne Verlassen des Umfangs
oder des Wesens der Erfindung vorgenommen werden können.