DE102022101623A1 - DATA LINE FOR A VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Datenleitung (100) für ein Fahrzeug, wobei die Datenleitung (100) verdrillte Adern (104) aufweist, wobei an einer Verbindungsstelle Teilstücke (106) einer Ader (104) über Steckverbindungen (114) mit einer elektrisch leitenden Verbinderbrücke (116) verbunden sind, wobei die Verbinderbrücken (116) der verschiedenen Adern (104) der Datenleitung (100) an der Verbindungsstelle parallel beabstandet zueinander angeordnet sind und eine Impedanz der Verbindungsstelle bei einer Auslegungsfrequenz der Datenleitung (100) durch einen vordefinierten Abstand (210) zwischen den Verbinderbrücken (116) und eine vordefinierte Breite der Verbinderbrücken (116) auf einen vordefinierten Impedanzwert konfiguriert ist.The present invention relates to a data line (100) for a vehicle, the data line (100) having twisted cores (104), sections (106) of a core (104) being connected to an electrically conductive Connector bridge (116) are connected, wherein the connector bridges (116) of the various wires (104) of the data line (100) are arranged spaced parallel to each other at the connection point and an impedance of the connection point at a design frequency of the data line (100) by a predefined distance ( 210) between the connector straps (116) and a predefined width of the connector straps (116) is configured to a predefined impedance value.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datenleitung für ein Fahrzeug.The present invention relates to a data line for a vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit Datenleitungen z.B. für Fahrzeuge beschrieben.The present invention is described below mainly in connection with data lines, for example for vehicles.
Eine Datenleitung in einem Fahrzeug kann eine Busleitung zum Übertragen von Signalen sein. Beispielsweise kann die Datenleitung eine CAN-Bus-Leitung sein. Eine verdrillte Datenleitung kann ungemantelt, gemantelt und/oder geschirmt ausgeführt sein. Die Übertragungsqualität der Datenleitung wird durch den Impedanzverlauf der Datenleitung beeinflusst. Die Impedanz und ihr Verlauf entlang der Leitung ergibt sich hauptsächlich durch die Geometrie und Materialeigenschaften der Datenleitung. Die Datenleitung kann beispielsweise zumindest zwei verdrillte Adern aufweisen.A data line in a vehicle can be a bus line for transmitting signals. For example, the data line can be a CAN bus line. A twisted pair of data lines can be uncoated, coated and/or shielded. The transmission quality of the data line is influenced by the impedance profile of the data line. The impedance and its progression along the line are mainly determined by the geometry and material properties of the data line. The data line can have at least two twisted wires, for example.
Die Datenleitung kann Verbindungsstellen aufweisen. An einer Verbindungsstelle können Teilstücke der Datenleitung miteinander verbunden sein. Die Verbindungsstelle kann auch als Abzweig/Abgriff von einer oder mehreren sogenannten Stichleitungen der Datenleitung ausgeführt sein.The data line can have connection points. Sections of the data line can be connected to one another at a connection point. The connection point can also be designed as a branch/tap from one or more so-called stub lines of the data line.
An der Verbindungsstelle können die Adern beispielsweise durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden sein. Um die Adern in einer Schweißaufnahme verschweißen zu können, kann es erforderlich sein, die Geometrie in Endbereichen der Teilstücke zu verändern. Beispielsweise können die Endbereiche entdrillt werden. Nach dem Verschweißen kann die Geometrie nicht mehr in den Originalzustand versetzt werden. Insbesondere können die Adern in den Endbereichen nicht mehr verdrillt werden.At the connection point, the wires can be connected to one another, for example by ultrasonic welding. In order to be able to weld the cores in a welding socket, it may be necessary to change the geometry in the end areas of the sections. For example, the end areas can be untwisted. After welding, the geometry can no longer be restored to its original state. In particular, the wires in the end areas can no longer be twisted.
Die Geometrieänderung verursacht eine Impedanzänderung der Datenleitung im Bereich der Verbindungsstelle und ihrer Umgebung. Um innerhalb eines Impedanzbereichs zu bleiben, kann beispielsweise eine maximale Länge der veränderten Endbereiche vorgegeben sein.The change in geometry causes a change in the impedance of the data line in the area of the connection point and its surroundings. In order to stay within an impedance range, a maximum length of the changed end areas can be specified, for example.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine verbesserte Datenleitung bereitzustellen. Eine Verbesserung kann hierbei beispielsweise eine verringerte Geometrieänderung der Datenleitung an einer Verbindungsstelle von Teilstücken der Datenleitung betreffen.It is therefore an object of the invention to provide an improved data line using means that are as structurally simple as possible. An improvement here can relate, for example, to a reduced change in geometry of the data line at a connection point of sections of the data line.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.The object is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying figures.
Durch den hier vorgestellten Ansatz wird eine Geometrie einer Datenleitung an einer Verbindungsstelle nur geringfügig gestört, wodurch sich eine geringe Impedanzänderung ergibt. Insbesondere kann ein Abstand zwischen den Adern der Datenleitung vor, nach und an der Verbindungsstelle innerhalb eines Toleranzbereichs bleiben, da eine Verdrillung der Adern bis kurz vor der Verbindungsstelle erhalten beziehungsweise wiederhergestellt werden kann und elektrische Leiter an der Verbindungsstelle eine definierte Geometrie aufweisen. Die Geometrie der Leiter innerhalb eines Gehäuses oder von mehreren zusammen angeordneten Gehäusen mit je einem Leiter kann durch einen Abstand und eine Breite definiert werden. Verbindungsstelle kann so bei einer Auslegungsfrequenz der Datenleitung eine definierte Impedanz aufweisen.The approach presented here only slightly disrupts the geometry of a data line at a connection point, resulting in a small change in impedance. In particular, a distance between the cores of the data line before, after and at the connection point can remain within a tolerance range, since twisting of the cores can be maintained or restored until just before the connection point and electrical conductors have a defined geometry at the connection point. The geometry of the conductors within a housing or of several housings arranged together, each with one conductor, can be defined by a spacing and a width. Connection point can thus have a defined impedance at a design frequency of the data line.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Datenleitung für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei die Datenleitung verdrillte Adern aufweist, wobei an einer Verbindungsstelle Teilstücke der Adern über Steckverbindungen mit je einer elektrisch leitenden Verbinderbrücke pro Ader verbunden sind, wobei die Verbinderbrücken der verschiedenen Adern der Datenleitung an der Verbindungsstelle parallel beabstandet zueinander angeordnet sind und eine Impedanz der Verbindungsstelle bei einer Auslegungsfrequenz der Datenleitung durch einen vordefinierten Abstand zwischen den Verbinderbrücken und eine vordefinierte Breite der Verbinderbrücken auf einen vordefinierten Impedanzwert konfiguriert ist.According to one aspect of the invention, a data line for a vehicle is presented, the data line having twisted cores, with sections of the cores being connected via plug-in connections to one electrically conductive connector bridge per core at a connection point, the connector bridges of the various cores of the data line being arranged spaced parallel to one another at the connection point and an impedance of the connection point at a design frequency of the data line being configured to a predefined impedance value by a predefined distance between the connector bridges and a predefined width of the connector bridges.
Die Datenleitung kann auch eine Stichleitung mit verdrillten Adern aufweisen. Die jeweilige Ader der Stichleitung kann an der Verbindungsstelle über Steckverbindungen mit der entsprechenden Verbinderbrücke verbunden sein. Dazu kann die Verbinderbrücke entsprechend ein zusätzliches Ende für die Steckverbindung zur Stichleitung aufweisen.The data line can also have a stub line with twisted wires. The respective core of the stub line can be connected to the corresponding connector bridge at the connection point via plug connections. For this purpose, the connector bridge can correspondingly have an additional end for the plug-in connection to the branch line.
Eine Datenleitung kann beispielsweise eine CAN-Bus-Leitung sein. Eine Soll-Impedanz der Datenleitung bei einer Auslegungsfrequenz der Datenleitung kann beispielsweise 120 Ω betragen. Eine tatsächliche Impedanz der Datenleitung kann innerhalb eines Toleranzbereichs um die Soll-Impedanz liegen. Die Datenleitung kann an Endpunkten Abschlusswiderstände aufweisen, um Änderungen der Impedanz zu vermeiden. Die Impedanz ist mitunter abhängig von der geometrischen Ausführung der Datenleitung. Die Impedanz kann beispielsweise durch eine Verdrillung von Adern der Datenleitung und einen Durchmesser von elektrischen Leitern der Adern eingestellt werden. Durch die Verdrillung kann ein Abstand zwischen den elektrischen Leitern innerhalb eines Toleranzbereichs um einen Sollabstand gehalten werden. Der Durchmesser der Leiter legt eine Breite einer Fläche zwischen den Leitern fest. Die elektrischen Leiter können als Litzen oder Drähte ausgeführt sein. Die Datenleitung kann insbesondere zwei verdrillte Adern aufweisen. Die Datenleitung kann geschirmt oder ungeschirmt sein. Die Datenleitung kann gemantelt oder ungemantelt sein.A data line can be a CAN bus line, for example. A target impedance of the data line at a design frequency of the data line can be 120 Ω, for example. An actual impedance of the data line may be within a tolerance range of the target impedance. The data line can have terminating resistors at the end points to avoid changes in impedance. The impedance is mitun ter depends on the geometric design of the data line. The impedance can be set, for example, by twisting the cores of the data line and by a diameter of the electrical conductors of the cores. The twisting allows a distance between the electrical conductors to be kept within a tolerance range around a target distance. The diameter of the conductors defines a width of an area between the conductors. The electrical conductors can be in the form of strands or wires. In particular, the data line can have two twisted wires. The data line can be shielded or unshielded. The data line can be coated or uncoated.
Die Verbinderbrücken aller Adern können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Alternativ können die Verbinderbrücken auf unterschiedliche Gehäuse aufgeteilt sein. Ein einzelnes Gehäuse kann als Steckkupplung bezeichnet werden. Eine Impedanz der Verbindungsstelle kann im Bereich der Auslegungsfrequenz innerhalb eines Toleranzbereichs um die Soll-Impedanz der Datenleitung von beispielsweise 120 Ω liegen. Die Impedanz der Verbindungsstelle kann auch von der Impedanz der Datenleitung abweichen. Durch eine gegenüber der Datenleitung veränderte Impedanz können Übertragungseigenschaften der Datenleitung beeinflusst werden. Dabei kann die Impedanz der Steckkupplung größer, gleich oder kleiner als die Impedanz der Datenleitung sein.The connector bridges of all wires can be arranged in a common housing. Alternatively, the connector bridges can be divided between different housings. A single housing can be referred to as a plug-in connector. An impedance of the connection point can be in the range of the design frequency within a tolerance range around the nominal impedance of the data line of 120 Ω, for example. The impedance of the connection point can also differ from the impedance of the data line. Transmission properties of the data line can be influenced by an impedance that has changed relative to the data line. In this case, the impedance of the plug-in coupling can be greater than, equal to or less than the impedance of the data line.
Eine Verbinderbrücke kann aus einem elektrisch leitenden Material bestehen. Ein Gehäuse kann aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen. Die Verbinderbrücke kann zumindest zwei Enden aufweisen. An jedem Ende kann eine Steckverbindung mit einem Aderende einer Ader eines Teilstücks ausgebildet werden. Die Enden können zumindest in zusammengebautem Zustand der Steckkupplung in Aufnahmen des Gehäuses münden. Eine Aufnahme kann eine Aussparung des Gehäuses sein. Die Aufnahme kann form- oder anderweitig codiert sein. Die Aufnahme kann eine Steckrichtung der Steckverbindung definieren.A connector bridge may be made of an electrically conductive material. A housing can be made of an electrically insulating material. The connector bridge may have at least two ends. At each end, a plug connection can be formed with a wire end of a wire of a section. At least when the plug-in coupling is in the assembled state, the ends can end in receptacles in the housing. A receptacle can be a recess in the housing. The recording may be shape or otherwise encoded. The recording can define a plug-in direction of the plug-in connection.
Die Verbinderbrücke kann unterschiedliche Formen aufweisen. Bei zwei Enden kann die Verbinderbrücke beispielsweise I-förmig oder U-förmig sein. Bei drei Enden kann die Verbinderbrücke beispielsweise E-förmig, Y-förmig oder T-förmig sein. Bei mehr als drei Enden kann die Verbinderbrücke noch weitere Formen wie beispielsweise X-förmig sein. Die Verbinderbrücken können in parallelen Ebenen angeordnet sein. Bei einer Verbinderbrücke pro Gehäuse können die jeweiligen Verbinderbrücken zueinander in parallelen Ebenen angeordnet sein. Ein Abstand zwischen den Ebenen beziehungsweise Verbinderbrücken kann bei der Herstellung der Steckkupplung oder einer geometrischen Anordnung von zumindest zwei Gehäusen festgelegt werden. Der Abstand kann abhängig von einer gewünschten Impedanz der Steckkupplung bzw. der Kombination von mehreren Gehäusen im Verbund festgelegt werden. Der Abstand kann beispielsweise innerhalb eines Abstandsbereichs zwischen 0,2 Millimetern und 5 Millimetern liegen. Eine Breite der Verbinderbrücke kann abhängig von einer gewünschten Impedanz der Steckkupplung festgelegt werden. Die Breite kann beispielsweise zwischen 0,2 Millimetern und 5 Millimetern liegen.The connector bridge can have different shapes. With two ends, the connector bridge can be, for example, I-shaped or U-shaped. For example, with three ends, the connector bridge may be E-shaped, Y-shaped, or T-shaped. If there are more than three ends, the connector bridge can have other shapes, such as an X-shape. The connector bridges can be arranged in parallel planes. With one connector bridge per housing, the respective connector bridges can be arranged in planes parallel to one another. A distance between the planes or connector bridges can be specified when manufacturing the plug-in coupling or a geometric arrangement of at least two housings. The distance can be determined depending on a desired impedance of the plug-in coupling or the combination of several housings in the network. The distance can be within a distance range between 0.2 millimeters and 5 millimeters, for example. A width of the connector bridge can be determined depending on a desired impedance of the plug-in coupling. The width can be between 0.2 millimeters and 5 millimeters, for example.
Die Enden der Verbinderbrücken können in die Aufnahmen eines Gehäuses hineinragen. Die Enden der Verbinderbrücken können als steckbare Stifte ausgeführt sein. Die Stifte können eine Spitze aufweisen. Die Aderenden der Adern können als steckbare Buchsen ausgeführt sein. Die Buchsen können standardisierte Kontaktteile sein. Die Buchsen können elektrisch leitend mit den Adern verbunden sein.The ends of the connector bridges can protrude into the receptacles of a housing. The ends of the connector bridges can be designed as pluggable pins. The pins can have a tip. The wire ends of the wires can be designed as pluggable sockets. The sockets can be standardized contact parts. The sockets can be electrically conductively connected to the wires.
Alternativ können die Enden der Verbinderbrücken als steckbare Buchsen ausgeführt sein. Dann können die Enden der Adern als Stifte ausgeführt sein. Beispielsweise können standardisierte Kontaktteile mit den Litzen der Adern verbunden sein. Ebenso können Drähte der Adern direkt in die Buchsen eingeführt und kontaktiert werden.Alternatively, the ends of the connector bridges can be designed as pluggable sockets. Then the ends of the wires can be designed as pins. For example, standardized contact parts can be connected to the strands of the wires. Likewise, wires of the veins can be inserted directly into the sockets and contacted.
Die Aufnahmen des Steckverbinders können durch Trennwände voneinander isoliert sein. Dadurch können die Aderenden der Teilstücke beziehungsweise der Stichleitung ohne Isolierung ausgeführt sein.The receptacles of the connector can be isolated from one another by partitions. As a result, the wire ends of the sections or the stub line can be designed without insulation.
Alternativ können Enden von unterschiedlichen Verbinderbrücken in eine Aufnahme hineinragen. Dann können mehrere Aderenden von unterschiedlichen Adern eines Teilstücks der Datenleitung beziehungsweise einer Stichleitung durch ein isolierendes Steckergehäuse umhüllt sein.Alternatively, ends of different connector bridges can protrude into a receptacle. Then several wire ends of different wires of a section of the data line or a branch line can be encased by an insulating connector housing.
Die Aufnahmen können in einem ersten Gehäuseteil eines Gehäuses angeordnet sein. Die Verbinderbrücken können in einem zweiten Gehäuseteil des Gehäuses angeordnet sein. Die Enden der Verbinderbrücken können aus dem zweiten Gehäuseteil herausragen und zum Ausbilden der Steckverbindungen in den Aufnahmen des ersten Gehäuseteils angeordnet werden. Die Aufnahmen des ersten Gehäuseteils können beispielsweise aus entgegengesetzten Richtungen steckbar sein. Aus der einen Richtung können die Aderenden in die Aufnahmen eingesteckt werden und aus der anderen Richtung können die Enden der Verbindungsbrücken in die Aufnahmen eingesteckt werden. Durch zwei separate Steckvorgänge können die benötigten Kräfte zum Herstellen der Steckverbindungen reduziert werden.The recordings can be arranged in a first housing part of a housing. The connector bridges can be arranged in a second housing part of the housing. The ends of the connector bridges can protrude from the second housing part and can be arranged in the receptacles of the first housing part to form the plug connections. The receptacles of the first housing part can be plugged in from opposite directions, for example. The wire ends can be inserted into the receptacles from one direction and the ends of the connecting bridges can be inserted into the receptacles from the other direction. The forces required to produce the plug-in connections can be reduced by means of two separate plug-in processes.
Die Steckverbindungen können nebeneinander angeordnet sein und in die gleiche Richtung ausgerichtet sein. Die Verbinderbrücken können dann insbesondere U-förmig oder E-förmig sein. Durch eine gemeinsame Steckrichtung können die Steckverbindungen automatisiert hergestellt werden.The connectors can be arranged side by side and aligned in the same direction. The connector bridges can then in particular be U-shaped or E-shaped. With a common plug-in direction, the plug-in connections can be made automatically.
Die Verbinderbrücken können beispielsweise als Stanzgitter ausgeführt sein. Ein Stanzgitter kann aus einem Blechmaterial ausgeschnitten beziehungsweise ausgestanzt werden. Das Stanzgitter kann rechteckige Leitungsquerschnitte aufweisen. Bei einem Stanzgitter kann die Breite der Verbinderbrücken besonders einfach definiert werden. Stanzgitter können besonders gut automatisiert in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt werden. Alternativ können die Verbinderbrücken mittels Laserschneiden, Gießen, additiven Fertigungsverfahren oder anderen Prozessen hergestellt werden.The connector bridges can, for example, be in the form of a stamped grid. A stamped grid can be cut out or punched out of a sheet metal material. The stamped grid can have rectangular line cross sections. In the case of a stamped grid, the width of the connector bridges can be defined particularly easily. Punched grids can be inserted into an injection molding tool particularly well in an automated manner. Alternatively, the connector bridges can be made using laser cutting, casting, additive manufacturing, or other processes.
Eiun Grundkörper und eine Oberfläche der Verbinderbrücke bzw. ein oder mehrere Teilbereiche können aus verschiedenen Materialien wie beispielsweise Kupfer, Zinn, Nickel, Silber, Gold oder Legierungen bestehen. Der Grundkörper kann als Einzelteil ausgeführt sein oder aus mehreren elektrisch leitend verbundenen Teilen bestehen.A base body and a surface of the connector bridge or one or more partial areas can consist of different materials such as copper, tin, nickel, silver, gold or alloys. The base body can be designed as a single part or consist of several electrically conductively connected parts.
Figurenlistecharacter list
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine Darstellung einer Datenleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 eine Darstellung einer Steckkupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
3 eine Darstellung einer Steckkupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
4 eine Darstellung einer Steckkupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
5 eine Darstellung einer Steckkupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 a representation of a data line according to an embodiment; -
2 a representation of a plug-in coupling according to an embodiment; -
3 a representation of a plug-in coupling according to an embodiment; -
4 a representation of a plug-in coupling according to an embodiment; and -
5 a representation of a plug-in coupling according to an embodiment.
Die Figuren sind schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The figures are schematic representations and only serve to explain the invention. Elements that are the same or have the same effect are provided with the same reference symbols throughout.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Die Datenleitung 100 ist in mehrere Teilstücke 106 unterteilt. Eines der Teilstücke ist eine Stichleitung 108 zu einer der Komponenten 102. Die Teilstücke 106 sind unter Verwendung von Steckkupplungen 110 miteinander verbunden. An einer der Steckkupplungen 110 ist die Stichleitung 108 mit den zwei benachbarten Teilstücken 106 verbunden. Die Stichleitung 108 ist ein Abzweig der Datenleitung 100.The
Die Adern 104 der Teilstücke 106 und der Stichleitung 108 sind im Wesentlichen bis zu ihren Aderenden 112 verdrillt, können aber auch am jeweiligen Ende eine fertigungsbedingte Länge aufweisen, die nicht verdrillt ist. An den Aderenden 112 sind die Adern 104 über Steckverbindungen 114 mit Verbinderbrücken 116 der Steckkupplungen 110 verbunden. Die Verbinderbrücken 116 sind so in den Steckkupplungen 110 angeordnet und weisen eine solche Geometrie auf, dass sie bei der Auslegungsfrequenz der Datenleitung 100 die gewünschte Impedanz aufweisen. Dazu weisen die Verbinderbrücken 116 eine definierte Breite und einen definierten Abstand zueinander auf. Die Verbinderbrücken 116 sind im Wesentlichen parallel zueinander in den Steckkupplungen 110 angeordnet.The
In einem Ausführungsbeispiel weisen die Steckverbindungen 114 der Steckkupplungen 110 einheitliche Steckrichtungen auf. Dadurch können die Steckverbindungen 114 automatisiert gesteckt werden. Um Zugbelastungen auf die Steckverbindungen 114 zu vermeiden, können die Teilstücke 106 und die Stichleitung 108 bis zu einem optionalen Abbinder 118 nebeneinander verlaufen und laufen erst nach dem Abbinder 118 auseinander.In one exemplary embodiment, the plug-in
Die Verbinderbrücken 116 sind beispielsweise Stanzteile und weisen je drei Spitzen 204 auf, die in die gleiche Richtung ausgerichtet sind. Die Verbinderbrücken sind also E-förmig. Die Spitzen 204 ragen jeweils in eigene Aufnahmen (Kavitäten) 200 hinein.The connector bridges 116 are, for example, stamped parts and each have three
An den Aderenden der Adern 104 sind Kontakte, z.B. Buchsen, 206 angeordnet, die zum Ausbilden der Steckverbindungen 114 in die Aufnahmen 200 eingesteckt und auf die Spitzen 204 aufgesteckt werden. Die Buchsen 206 sind hier unisoliert und werden durch Wände/Stege 208 des Gehäuses 202 zwischen den einzelnen Aufnahmen 200 voneinander isoliert. Die Adern 104 der Teilstücke 106 und der Stichleitung 108 sind weitestgehend bis an die Buchsen 206 verdrillt.At the wire ends of the
Die Verbinderbrücken 116 sind parallel zueinander angeordnet und weisen einen definierten Abstand 210 auf. So bleibt die Impedanz der Datenleitung 100 über die Steckkupplung 110 konstant bei einem definierten Wert.The connector bridges 116 are arranged parallel to one another and have a defined
Die Verbinderbrücken 116 können oberflächenbehandelt sein. Beispielsweise können die Verbinderbrücken 116 verzinnt, versilbert oder auch vergoldet sein.The connector bridges 116 may be surface treated. For example, the connector bridges 116 can be tinned, silvered or gold-plated.
Die Buchsen der Teilstücke 106 und der Stichleitung 108 sind je paarweise innerhalb eines isolierenden Steckergehäuses 300 angeordnet. Dadurch sind die Stege 208 zwischen den Stiften 204 der unterschiedlichen Verbinderbrücken 116 überflüssig. Die Steckergehäuse 300, sowie die Aufnahmen können so ausgeführt sein, dass nur eine Anordnung der Komponenten zueinander möglich ist.The sockets of the
In einem Ausführungsbeispiel sind Dichtungen zwischen den Steckergehäusen 300 und den Aufnahmen 200 angeordnet. So können die Steckverbindungen gegen Umwelteinflüsse geschützt werden.In one exemplary embodiment, seals are arranged between the
Mit anderen Worten wird ein steckbarer Verbinder für unshielded twisted pair (UTP) Datenleitungen vorgestellt.In other words, a pluggable connector for unshielded twisted pair (UTP) data lines is presented.
Datenübertragungssysteme wie beispielsweise CAN-Bus oder Automotive-Ethernet 10BASE-T1 verwenden ungeschirmte verdrillte Leitungen als Übertragungsmedium. Diese Übertragungssysteme können nicht nur aus Punkt zu Punkt Verbindungen bestehen, sondern auch als Bussystem mit Stichleitungen. Die Verbindungen dieser Stichleitungen sind bisher nicht automatisierbar und können sich negativ auf die Übertragungseigenschaften auswirken.Data transmission systems such as CAN bus or automotive Ethernet 10BASE-T1 use unshielded twisted-pair cables as the transmission medium. These transmission systems can not only consist of point-to-point connections, but also as a bus system with stub lines. Up to now, the connections of these stub lines could not be automated and can have a negative effect on the transmission properties.
Die Stichleitungen können durch Ultraschall-Schweißverbindungen hergestellt werden. Technisch bedingt ist hier eine lange Entdrilllänge notwendig, um die Leitung in die Schweißvorrichtung einführen zu können. Diese Entdrilllänge beeinträchtigt das Signal.The stubs can be made by ultrasonic welding connections. For technical reasons, a long untwisting length is necessary here in order to be able to insert the cable into the welding device. This untwisting length degrades the signal.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird ein Gehäuse verwendet, in dem sich zwei elektrisch leitfähige Teile befinden, welche die einzelnen Adern kontaktieren und die elektrischen Eigenschaften der Verbindung verbessern. An den einzelnen Leitungen sind normale Kontakte angeschlagen. Das Herstellen der Verbindung erfolgt durch Steckung der Kontakte in das Gehäuse.The approach presented here uses a housing that contains two electrically conductive parts that contact the individual wires and improve the electrical properties of the connection. Normal contacts are attached to the individual lines. The connection is established by plugging the contacts into the housing.
Sowohl das Anschlagen als auch das Stecken der Kontakte sind automatisierbare Prozesse. Durch den Aufbau des Gehäuses werden die Übertragungseigenschaften gesichert.Both the attachment and the insertion of the contacts are processes that can be automated. The transmission properties are secured by the structure of the housing.
Durch die hier vorgestellte Steckkupplung kann eine Stichleitung automatisiert mit dem Übertragungssystem verbunden werden.With the plug-in coupling presented here, a stub line can be automatically connected to the transmission system.
Durch den hier vorgestellten Ansatz kann der Automatisierungsgrad erhöht werden, wodurch manuelle Arbeit und das damit verbundene Risiko reduziert werden können. Es ergeben sich eine höhere Signalqualität und eine höhere Zuverlässigkeit, da die Steckung von Kontakten wesentlich wiederholbarer und automatisierbarer ist als manuelles Anfertigen von Schweiß- oder Crimpverbindern (Splice). Die Komponente kann als einfaches Spritzgussteil ausgeführt werden.The approach presented here can increase the degree of automation, which means that manual work and the associated risk can be reduced. The result is a higher signal quality and greater reliability, since the contacts are plugged in much like is more recoverable and automatable than manual production of welded or crimped connectors (splice). The component can be designed as a simple injection molded part.
Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt eine Komponente, durch die eine Verbindung von Datenleitungen hergestellt werden kann und den Prozess, mit welchem die Komponente automatisiert verarbeitet werden kann.The approach presented here describes a component that can be used to connect data lines and the process with which the component can be processed automatically.
Die Komponente weist ein Gehäuse auf. In dem Gehäuse befinden sich zwei elektrisch leitfähige Teile, z.B. Stanzgitter, welche die einzelnen Kontakte miteinander elektrisch verbinden. Ein Aufbau bestehend aus der Komponente und Gehäusen an den Leitungen ist möglich. Ebenso ist ein Aufbau ohne Gehäuse an den Leitungen möglich. Dabei können die Kontakte direkt in die Komponente eingesteckt werden. Durch die geometrische Anordnung der elektrisch leitfähigen Teilezueinander werden die Übertragungseigenschaften, z.B. die Impedanz, beeinflusst.The component has a housing. The housing contains two electrically conductive parts, e.g. stamped grids, which electrically connect the individual contacts to one another. A structure consisting of the component and housings on the lines is possible. A structure without a housing on the lines is also possible. The contacts can be plugged directly into the component. The transmission properties, e.g. the impedance, are influenced by the geometric arrangement of the electrically conductive parts.
Werden verdrillte Leitungen herkömmlicherweise miteinander verbunden, kann es erforderlich sein, die Leitungen an der Verbindungsstelle zu entdrillen. In diesem sogenannten Entdrillbereich weicht die Impedanz von der Nennimpedanz der Leitung ab. Bei dem hier vorgestellten Ansatz werden z.B. zwei elektrisch leitende Teile verwendet, um die Kontakte miteinander zu verbinden. Diese Teile verlaufen wenigstens in Teilen parallel zueinander.When twisted pair wires are conventionally joined together, it may be necessary to untwist the wires at the junction. In this so-called untwisting range, the impedance deviates from the nominal impedance of the line. For example, the approach presented here uses two electrically conductive parts to connect the contacts together. These parts run parallel to one another, at least in part.
Die Impedanz kann daher auf die Nennimpedanz des Übertragungssystems eingestellt werden oder es können auch Impedanzabweichungen durch eine verbleibende Entdrilllänge ausgeglichen werden. Zudem kann die Impedanz im Steckbereich durch den Abstand der Kammern zueinander beeinflusst werden.The impedance can therefore be set to the nominal impedance of the transmission system or impedance deviations can be compensated for by a remaining untwisting length. In addition, the impedance in the plug-in area can be influenced by the distance between the chambers.
Durch die genau definierte Position der Leiter zueinander kann eine Streuung der Impedanz stark begrenzt werden. Der Prozess kann automatisiert werden. Der Prozess erfordert keine Schweißung. An die Leitung können Standardkontaktteile angeschlagen werden. Dies ist automatisiert möglich. Diese Kontaktteile werden dann in das Gehäuse gesteckt. Auch das Stecken ist automatisierbar.The precisely defined position of the conductors in relation to one another can greatly limit impedance scattering. The process can be automated. The process requires no welding. Standard contact parts can be attached to the cable. This can be automated. These contact parts are then plugged into the housing. Plugging can also be automated.
Der hier vorgestellte Ansatz kann für UTP Datenleitungen, wie CAN, CAN-FD oder Lowspeed Ethernet verwendet werden. Eine Längeneinsparung bei den Leitungen kann erreicht werden.The approach presented here can be used for UTP data lines such as CAN, CAN-FD or low-speed Ethernet. A reduction in the length of the lines can be achieved.
Die Busleitung kann einen Anfangswiderstand und/oder Endwiderstand aufweisen. An der Verbindungsstelle ist ein Busteilnehmer über einen Abgriff mit der Busleitung verbunden. Eine Entdrilllänge vor der Verbindungsstelle ist sehr gering. Eine Ausbindungslänge von beispielsweise 50 mm kann zur Zugentlastung nötig sein. Die Ausbindungslänge kann durch einen Abbinder als Aufschälschutz definiert sein.The bus line can have an initial resistance and/or an end resistance. At the connection point, a bus subscriber is connected to the bus line via a tap. An untwisting length in front of the connection point is very small. A connection length of 50 mm, for example, may be necessary for strain relief. The binding length can be defined by a binder as protection against peeling.
Bei der hier vorgestellten Steckkupplung können elektrisch leitende Teile im Gehäuse mit eingespritzt werden. Alternativ kann das Gehäuse mit Buchsenkontakten bestückt werden und eine Art Deckel mit den Stiftbrücken anschließend daraufgesetzt, beziehungsweise in die Buchsenkontakte eingesteckt werden.With the plug-in coupling presented here, electrically conductive parts can also be injected in the housing. Alternatively, the housing can be fitted with socket contacts and a type of cover with the pin bridges can then be placed on top or plugged into the socket contacts.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Abstand der Brücken zueinander so eingestellt, dass die Impedanz dadurch 120 Ω beträgt. Eine der Brücken wird mit den Adern des gleichen elektrischen Potentials/Signal, beispielsweise „High“ verbunden. Die andere Brücke wird mit den Adern des ebenfalls gleichen elektrischen Potentials/Signals, beispielsweise „Low“ verbunden.In one embodiment, the distance between the bridges is set in such a way that the impedance is 120 Ω as a result. One of the bridges is connected to the wires with the same electrical potential/signal, for example "high". The other bridge is connected to the wires that also have the same electrical potential/signal, for example "Low".
Die Buchsenkontakte können mit elektrisch isolierenden Inserts ausgeführt werden. Alternativ können die Buchsenkontakte durch direktes Stecken gleichzeitig in das Gehäuse und auf den Stift der Brücke aufgesteckt werden.The socket contacts can be designed with electrically insulating inserts. Alternatively, the socket contacts can be plugged into the housing and onto the pin of the bridge at the same time by direct plugging.
Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft.Since the devices and methods described in detail above are exemplary embodiments, they can be modified to a large extent in the usual way by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention. In particular, the mechanical arrangements and the size ratios of the individual elements to one another are merely exemplary.
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Datenleitungdata line
- 102102
- Komponentecomponent
- 104104
- AderVein
- 106106
- Teilstückpart
- 108108
- Stichleitungstub line
- 110110
- Steckkupplungplug-in coupling
- 112112
- Aderendewire end
- 114114
- Steckverbindungconnector
- 116116
- Verbinderbrückeconnector bridge
- 118118
- Abbinder binder
- 200200
- AufnahmeRecording
- 202202
- GehäuseHousing
- 204204
- StiftPen
- 206206
- BuchseRifle
- 208208
- Stegweb
- 210210
- Abstand Distance
- 300300
- Steckergehäuseconnector housing
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