DE102011078740A1 - Adapter element for connecting a motor vehicle harness with a ribbon cable - Google Patents
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Abstract
Adapterelement (2) zum Verbinden eines Kfz-Kabelbaumes (6), aufweisend eine erste Anschlussseite (18a) mit einem ersten Verbindungspunkt (20a) zur Aufnahme zumindest eines ersten Leiterelementes (8) und eine zweite Anschlussseite (18b) mit einem zweiten Verbindungspunkt (20b) zur Aufnahme zumindest eines zweiten Leiterelementes (10), dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungspunkt (20a) zum Anschluss an ein Kfz-Kabelbaumelement (6) eingerichtet ist, wobei das zumindest eine erste Leiterelement (8) als ein diskretes Leiterelement eines Kfz-Kabelbaumes (6) ausgebildet ist, der zweite Verbindungspunkt (20b) zum Anschluss an ein Flachbandkabelelement (4) eingerichtet ist, wobei das zumindest eine zweite Leiterelement (10) als ein Leiterelement des Flachbandkabels (4) ausgebildet ist und wobei im verbundenen Zustand das zumindest eine erste Leiterelement (8) und das zumindest eine zweite Leiterelement (10) leitfähig verbunden sind.Adapter element (2) for connecting a motor vehicle wiring harness (6), comprising a first connection side (18a) with a first connection point (20a) for receiving at least a first conductor element (8) and a second connection side (18b) with a second connection point (20b ) for receiving at least one second conductor element (10), characterized in that the first connection point (20a) is adapted for connection to a motor vehicle harness element (6), wherein the at least one first conductor element (8) acts as a discrete conductor element of a motor vehicle Wiring harness (6) is formed, the second connection point (20b) is adapted for connection to a ribbon cable element (4), wherein the at least one second conductor element (10) as a conductor element of the ribbon cable (4) is formed and wherein in the connected state, the at least a first conductor element (8) and the at least one second conductor element (10) are conductively connected.
Description
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft Verkabelungssysteme in Fahrzeugen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Direktsteckverbindungskonzept mit Schnittstelle zwischen Kabelbaum und einem Flachbandkabel. Weiter insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Adapterelement zum Verbinden eines Kfz-Kabelbaumes mit einem Flachbandkabel.The present patent application relates to cabling systems in vehicles. In particular, the present invention relates to a direct plug connection concept with an interface between the cable harness and a ribbon cable. Further particularly, the present invention relates to an adapter element for connecting a motor vehicle harness to a ribbon cable.
Stand der TechnikState of the art
Kabelbäume werden in Fahrzeugen, beispielsweise Automobilen, verwendet, um individuell angeordnete Elektronikkomponenten im Fahrzeug zu einem Gesamtsystem zu verbinden. Hierbei mögen mittels eines Kabelbaumes sowohl Datenleitungen bereitgestellt werden, um beispielsweise Sensoren an Elektronikkomponenten anzubinden oder aber Elektronikkomponenten untereinander über einen Systembus bzw. Datenbus, wie beispielsweise CAN-Bus oder FlexRay zu verbinden. Gleichzeitig mögen im Kabelbaum Energieversorgungsleitungen angeordnet sein, welche dezentral angeordnete Elektronikkomponenten mit der für deren Betrieb benötigten Spannung versorgen. Gleichfalls ist denkbar, dass separate Kabelbäume für Datenverbindung und Energieversorgung verwendet werden.Wiring harnesses are used in vehicles, such as automobiles, to connect individually arranged electronic components in the vehicle to an overall system. In this case, both data lines may be provided by means of a cable harness in order, for example, to connect sensors to electronic components or to connect electronic components to one another via a system bus or data bus, such as CAN bus or FlexRay. At the same time may be arranged in the wiring harness power supply lines, which supply decentralized electronic components with the voltage required for their operation. It is also conceivable that separate harnesses are used for data connection and power supply.
Ein Kabelbaum in einem Fahrzeug ist hierbei hochindividuell auf ein bestimmtes Fahrzeug abgestimmt und erfordert damit gleichfalls eine hochpräzise Positionierung von Elektronikkomponenten im Fahrzeug, um mittels des Kabelbaumes bzw. dessen dreidimensionaler Ausgestaltung eine Verbindung herstellen zu können.A wiring harness in a vehicle is highly customized to a particular vehicle and thus also requires a high-precision positioning of electronic components in the vehicle in order to establish a connection by means of the wiring harness or its three-dimensional configuration.
Abweichungen in der Positionierung einer Elektronikkomponente mögen somit nicht tolerierbar sein; gleichfalls müsste bei Veränderung einer Position einer Elektronikkomponente ein Kabelbaum vollständig neu geplant und aufgebaut werden.Deviations in the positioning of an electronic component may therefore not be tolerable; Likewise, when changing a position of an electronic component, a harness would have to be completely redesigned and assembled.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung mag somit die Bereitstellung einer in gewissem Umfang flexiblen Anbindung einer Elektronikkomponente an einen Fahrzeugkabelbaum sein. Gleichzeitig mag im Bereich der Verbindungstechnik eine Miniaturisierung für einen Kabelbaumabgang in einem Automobil realisierbar sein. Im Lichte dieses Aspekts wird ein Adapterelement zum Verbinden eines Kfz-Kabelbaumes, ein Kabelbaum mit einem erfindungsgemäßen Adapterelement, eine Elektronikkomponente mit einem erfindungsgemäßen Adapterelement sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein Automobil, aufweisend ein erfindungsgemäßes Adapterelement und/oder eine erfindungsgemäße Elektronikkomponente gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.One aspect of the present invention may thus be to provide a somewhat flexible connection of an electronic component to a vehicle wiring harness. At the same time, in the field of connection technology, miniaturization for a wiring harness outlet in an automobile may be feasible. In the light of this aspect, an adapter element for connecting a motor vehicle harness, a wiring harness with an adapter element according to the invention, an electronic component with an adapter element according to the invention and a vehicle, in particular an automobile, comprising an inventive adapter element and / or an electronic component according to the invention provided in accordance with the independent claims , Preferred embodiments will be apparent from the dependent claims.
Im Bereich der Consumer Electronics (CE) existieren Signalkontakte bzw. CE-Low Profile-Stecker für Flachbandkabel mit kleinen Rastermaßen, wie zum Beispiel 1.27 mm bzw. 1/20“. Derartige Flachbandkabel transportieren regelmäßig nur Signalströme und sind deshalb gewöhnlich ungedichtet ausgeführt. Entsprechende Flachbandkabelanschlüsse, welche als weibliche Buchsen am Kabel ausgeführt sein mögen, werden in der Regel mit auf einer Leiterplatte aufgelötetem männlichem Gegenstecker konnektiert. In the field of consumer electronics (CE), there are signal contacts or CE low profile connectors for ribbon cables with small pitches, such as 1.27 mm and 1/20 ", respectively. Such ribbon cables regularly carry only signal currents and are therefore usually carried out unsealed. Corresponding ribbon cable connections, which may be designed as female sockets on the cable, are usually connected with soldered on a circuit board male mating connector.
Alternativ gibt es im Bereich der Consumer Electronics Leiterplattensteckverbinder, welche gleichfalls auf eine Leiterplatte aufgelötet werden und den direkten Anschluss von entsprechend ausgebildeten mit Kontakten, versehenen Leiterplatten ermöglichen. Leiterplattensteckverbinder sind hierbei jedoch meist undicht ausgeführt und realisieren keinen Kabelabgang.Alternatively, there are printed circuit board connectors in the field of consumer electronics, which are also soldered to a printed circuit board and allow the direct connection of appropriately trained with contacts, printed circuit boards. PCB connectors, however, are usually leaking and do not realize a cable outlet.
Sowohl das Flachbandkabel als auch ein Leiterplattensteckverbinder ermöglicht es, eine Vielzahl von Leitverbindungen parallel, das heißt in einem Ansteckvorgang, zu verbinden.Both the ribbon cable and a printed circuit board connector makes it possible to connect a plurality of conductive connections in parallel, that is in a Ansteckvorgang.
Weder Flachbandkabel noch entsprechende Leiterplatten können jedoch in einem Kabelbaum Verwendung finden, da dieser hochspezifisch einer 3D-Geometrie eines Fahrzeugs folgend aus einzelnen bzw. diskreten Kabelbaumleitungen aufgebaut ist.However, neither ribbon cable nor corresponding circuit boards can be used in a wiring harness, since this highly specific of a 3D geometry of a vehicle is constructed of individual or discrete harness wires.
Auch die herkömmlichen Automobilkabelbaumsteckverbindungen mit diskreten Leitungen enden in einer gemeinsamen Steckverbindung, beispielsweise in einer 2 × 56-poligen Steckverbindung, zum gemeinsamen Anschluss der Kabelbaumleitungen, z.B. an eine Elektronikkomponente.Also, the conventional discrete-line automobile harness connectors terminate in a common plug-in connection, for example in a 2 × 56-pin connector, for commonly connecting the harness wires, e.g. to an electronic component.
Aufgrund der vorgegebenen Kabelbaumgeometrie muss sich jedoch der Gegenstecker auf Seiten der Elektronikkomponente an einem präzise vorgegebenen Punkt im Fahrzeug befinden, da die 3D-Geometrie des Kabelbaumes im Wesentlichen nur geringes Spiel bzw. geringen Freiraum für eine individuelle Anordnung bietet. In anderen Worten ist die 3D-Geometrie des Kabelbaumes derart vorgegeben, so dass dieser an einem bestimmten Punkt seinen anzuschließenden Gegenpart, beispielsweise ein komplementäres Steckverbindungselement einer Elektronikkomponente, erwartet.Due to the given harness geometry, however, the mating connector must be located on the electronic component side at a precisely predetermined point in the vehicle, since the 3D geometry of the cable harness provides essentially only minimal clearance or space for an individual arrangement. In other words, the 3D geometry of the wiring harness is predetermined such that it expects at a certain point its counterpart to be connected, for example a complementary plug connection element of an electronic component.
Zwar wäre es denkbar, einen Steckverbinder eines Kabelbaumes vergleichbar einem Leiterplattensteckverbinder auszubilden, dieser wäre jedoch mit Flachbandkabel ungeeignet für Fahrzeugapplikationen aufgrund seiner Undichtigkeit sowie der fehlenden Möglichkeit von diskreten Kabelabgängen. Flachbandkabel im Kabelbaum verlegt wiederum sind aufgrund der geforderten 3D-Ausgestaltung von Kabelbäumen nicht realisierbar, welche z.B. eine mechanische Überbeanspruchung von Flachbandkabeln bedeuten könnte. Weiterhin sind herkömmliche Flachbandkabel oft nur gering strombelastbar, beispielsweise maximal 1 A, je nach Flachbandkabeltyp und Temperatur.Although it would be conceivable to design a connector of a wiring harness comparable to a printed circuit board connector, this would be however, with ribbon cable unsuitable for vehicle applications due to its leakage as well as the lack of possibility of discrete cable outlets. Ribbon cables routed in the wiring harness in turn are not feasible due to the required 3D design of wire harnesses, which could mean, for example, a mechanical overuse of ribbon cables. Furthermore, conventional flat cable often only low current load, for example, a maximum of 1 A, depending on the ribbon cable type and temperature.
Ein erfindungsgemäßes Adapterelement zum Verbinden eines Kfz-Kabelbaumes mit einem Flachbandkabel mag somit als eine Art Zwischenstück zwischen Kabelbaum und Flachbandkabel, insbesondere zwischen den einzelnen, diskreten Leitungen des Kabelbaumes sowie den einzelnen, kombinierten Leitungen des Flachbandkabels gesehen werden. Ein erfindungsgemäßes Adapterelement zusammen mit einem angeschlossenen Flachbandkabel mag gleichfalls als Verlängerung des Kabelbaumes verstanden werden.An inventive adapter element for connecting a motor vehicle harness with a ribbon cable may thus be seen as a kind of intermediate between the harness and ribbon cable, in particular between the individual, discrete lines of the wiring harness and the individual, combined lines of the ribbon cable. An inventive adapter element together with a connected ribbon cable may also be understood as an extension of the wiring harness.
Beispielsweise mag ein Hersteller eines Kabelbaumes diesen in bekannter dreidimensionaler Ausgestaltung fertigen, wobei z.B. ein im Vergleich zur Kabelbaumlänge kurzes Endstück, beispielsweise zwischen 5 und 15 cm unter Verwendung des erfindungsgemäßen Adapterelementes mit einem Flachbandkabel abgeschlossen bzw. fortgesetzt wird. In diesem Zusammenhang mag denkbar sein, dass ein erfindungsgemäßer Kabelbaum an einer Mehrzahl seiner Anschlussenden über erfindungsgemäße Adapterelemente mit einem Flachbandkabel verbunden bzw. abgeschlossen ist. Im Wesentlichen stellt das erfindungsgemäße Adapterelement somit einen Übergang zwischen den Einzelleitungen des Kabelbaumes, welche bevorzugt dreidimensional angeordnet bzw. verlegt werden können, sowie den gemeinsamen Leitungen eines Flachbandkabels dar.For example, a manufacturer of a wiring harness may manufacture it in a known three-dimensional configuration, e.g. a short compared to the harness length tail, for example, between 5 and 15 cm using the adapter element of the invention is completed or continued with a ribbon cable. In this context, it may be conceivable that a cable harness according to the invention is connected or terminated at a plurality of its connection ends via adapter elements according to the invention with a ribbon cable. In essence, the adapter element according to the invention thus provides a transition between the individual lines of the wiring harness, which can preferably be arranged or moved three-dimensionally, and the common lines of a ribbon cable.
Das Flachbandkabel mag wiederum in bekannter Weise mit einem Gegenstecker auf einer Platine einer Elektronikkomponente anschließbar sein, oder aber das Flachbandkabel mag auf bekannte Weise nicht lösbar mit der Platine der Elektronikkomponente verbunden sein und auf geeignete Weise aus dem Gehäuse der Elektronikkomponente werden zum Anschluss an einen Kabelbaum unter Verwendung des erfindungsgemäßen Adapterelementes herausgeführt.The ribbon cable may turn be connected in a known manner with a mating connector on a board of an electronic component, or the ribbon cable may be connected in a known manner non-detachably connected to the board of the electronic component and in a suitable manner from the housing of the electronic component for connection to a wiring harness led out using the adapter element according to the invention.
Die einzelnen Leitungen von Kabelbaum und Flachbandkabel werden in gewünschter Weise unter Verwendung des erfindungsgemäßen Adapterelementes leitfähig verbunden. The individual lines of the cable harness and ribbon cable are conductively connected in the desired manner using the adapter element according to the invention.
So weist das erfindungsgemäße Adapterelement zumindest einen ersten Verbindungspunkt zur Aufnahme zumindest eines ersten Leiterelementes, beispielsweise eine diskrete Leitung eines Kabelbaumes, auf, welche im konnektierten Zustand nachfolgend unter Verwendung des Adapterelementes leitend mit zumindest einem zweiten Leiterelement an einem zweiten Verbindungspunkt, beispielsweise einem Leiter bzw. einer Litze eines Flachbandkabels, verbunden ist. Thus, the adapter element according to the invention has at least a first connection point for receiving at least a first conductor element, for example, a discrete line of a wiring harness, which subsequently in the connected state using the adapter element conductive with at least one second conductor element at a second connection point, such as a conductor or a strand of a ribbon cable connected.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung kann unter einem Verbindungspunkt auch eine Verbindungsfläche oder allgemein eine Verbindungsstelle verstanden werden, welche in leitfähigem Kontakt mit dem jeweiligen Leiterelement steht. In the context of the present invention, a connection point can also be understood as meaning a connection surface or, in general, a connection point which is in conductive contact with the respective conductor element.
Die Anbindung der Leiterelemente an die jeweiligen Verbindungspunkte des Adapterelementes mag hierbei über bekannte Verbindungsverfahren, wie beispielsweise unter Verwendung einer Schneid-Klemm-Verbindung (SKV) oder einer Press-Fit-Verbindung verbunden sein. Leiterelemente und Adapterelement mögen auch über eine Schweißverbindung, zum Beispiel Widerstandsschweißen, miteinander verbindbar und abdichtbar sein.The connection of the conductor elements to the respective connection points of the adapter element may in this case be connected via known connection methods, such as, for example, using an insulation-displacement connection (SKV) or a press-fit connection. Conductor elements and adapter element may also be connected to one another and can be sealed by means of a welded connection, for example resistance welding.
Entsprechende Verbindungen mögen gleichzeitig derart ausgestaltet sein, dass die jeweilige Anbindung eines Leiterelementes im ersten bzw. im zweiten Verbindungspunkt, somit auf der ersten bzw. zweiten Anschlussseite des Adapterelementes selbstdichtend ausgeführt wird. Beim Schneid-Klemm-Verbinden mag beispielsweise ein weiteres Element zur Herstellung der jeweiligen Verbindung, somit zum Aufbringen einer definierten Kraft auf die Leiterelemente verwendet werden. Ein solches Element mag hierbei derart mit dem Adapterelement zusammenwirken, so dass dieses nach Aufbringen der definierten Kraft, somit nach Herstellen der Verbindung der einzelnen Leiterelemente mit dem jeweiligen Verbindungspunkt bzw. dem Adapterelement, am bzw. auf dem Adapterelement verbleibt und somit eine Abdichtung der Leiterelemente zum Adapterelement bereitstellt.Corresponding connections may at the same time be configured in such a way that the respective connection of a conductor element in the first or in the second connection point, thus on the first or second connection side of the adapter element, is carried out in a self-sealing manner. When cutting-clamping-connecting, for example, another element for producing the respective connection, thus used for applying a defined force to the conductor elements. Such an element may in this case interact with the adapter element, so that this remains after application of the defined force, thus after establishing the connection of the individual conductor elements with the respective connection point or the adapter element, on or on the adapter element and thus a sealing of the conductor elements provides for the adapter element.
Alternativ ist möglich, dass, zum Beispiel im Falle einer herkömmlichen Schneid-Klemm-Verbindung, nachträgliches Dichtmaterial auf das Adapterelement aufgebracht wird, beispielsweise ein nichtleitendes, flexibel aushärtendes Material zum Abdichten der Anschlusspunkte bzw. Verbindungspunkte der jeweiligen Leiterelemente.Alternatively, it is possible that, for example in the case of a conventional insulation displacement connection, subsequent sealing material is applied to the adapter element, for example, a non-conductive, flexible hardening material for sealing the connection points or connection points of the respective conductor elements.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigenShow it
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Weiter Bezug nehmend auf
Erfindungsgemäß wird ein Adapterelement
Am Flachbandkabel
Ein an geeigneter Stelle im Fahrzeug angebrachtes Befestigungselement
Für den Fall, dass die Elektronikkomponente
Ein solcher Powermodulsteckverbinder
Die Kontaktierung der einzelnen Leiterelemente
Gleichzeitig mag unter Verwendung des Dichtelementes
Ein vergleichbares Dichtelement mag auch auf der ersten Anschlussseite
Adapterelement
Auch denkbar ist, dass das Adapterelement
In
In
Das Konnektierungselement
Weiter Bezug nehmen auf
Bevorzugt werden hierbei nicht zwei unmittelbar benachbarte Leiterelemente des Flachbandkabels
In
Ein ausgelassenes Leiterelement fügt sich hierbei in das Rastermaß des Adapterelementes
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