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Die Erfindung betrifft ein CAN-Bus-Anschlussmodul zum Anschließen eines CAN-Bus-fähigen, elektrischen Moduls wie z.B. eines CAN-Bus-Moduls an ein CAN-Bus-Kabel.
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Hintergrund der Erfindung
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Der CAN-Bus ist ein Netzwerk, mit dem CAN-Bus-fähige Geräte verbunden werden können, um miteinander zu kommunizieren.
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Es ist üblich, dass für die Einbindung eines Bus-Moduls in einem Netzwerk ein erstes Bus-Kabel an einem Eingang eines Bus-Moduls und ein zweites Bus-Kabel an einem Ausgang des Bus-Moduls angeschlossen werden.
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D.h., das Bus-Kabel muss jedes Mal an einer Anbindungsstelle eines Bus-Moduls unterbrochen werden.
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Der Nachteil der Bus-Kabel-Montage gemäß dem Stande der Technik ist, dass das Bus-Kabel bei der Montage unterbrochen werden muss.
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Um die Bus-Kabel-Montage dennoch zu vereinfachen, werden Bus-Kabel auf verschiedenen Längen vorkonfektioniert, was Mehraufwand und mehr Kosten bedeutet und außerdem wird der elektrische Widerstand somit erhöht.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher, ein CAN-Bus-Anschlussmodul bereit zu stellen, bei dem die Bus-Kabel-Montage vereinfacht und kostengünstig wird.
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Darüber hinaus soll bei einem Ausfall eines im Netzwerk angeschlossenen Bus-Moduls, das Bus-Kabel immer noch funktionsfähig bleiben.
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Beschreibung
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Der CAN-Bus ist ein Netzwerk, mit dem CAN-Bus-fähige Geräte verbunden werden können, um miteinander zu kommunizieren.
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CAN steht für Controller Area Network und bedeutet Regler für ein Bereichsnetzwerk.
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Ein CAN Netzwerk geht von seinem Anfangspunkt immer von einem CAN Gerät zum nächsten weiter, jeweils mit einem Bus-Abschluss an den beiden Endpunkten.
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Bussysteme ermöglichen eine deutliche Reduzierung von Kabeln und Steckern.
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CANopen ist ein auf CAN basierendes Kommunikationsprotokoll, welches hauptsächlich in der Automatisierungstechnik und zur Vernetzung innerhalb komplexer Geräte verwendet wird.
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Bus-Kabel sind 2-adrig oder 4-adrig.
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Bus-Kabel sind in der Regel verdrillt. Die Verdrillung bewirkt, dass eine durch ein Magnetfeld induzierte Störspannung reduziert wird.
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Ein 2-adriges CAN-Kabel enthält eine CAN H Leitung (weiß) und eine CAN L Leitung (blau), die zusammen verdrillt sind.
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Ein 4-adriges CAN-Kabel enthält eine CAN H Leitung (weiß) und eine CAN L Leitung (blau), die zusammen verdrillt sind. Das 4-adrige CAN-Kabel enthält weiter eine 2-adrige Stromversorgungsleitung, nämlich eine Masse, CAN GND (0) (schwarz) und eine CAN V+ (rot), die zusammen verdrillt sind.
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Es ist üblich, dass für die Einbindung eines Bus-Moduls in einem Netzwerk ein erstes Bus-Kabel an einem Eingang eines Bus-Moduls und ein zweites Bus-Kabel an einem Ausgang des Bus-Moduls angeschlossen werden.
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D.h., das Bus-Kabel muss jedes Mal an einer Anbindungsstelle eines Bus-Moduls unterbrochen werden.
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Die Anbindungsstelle kann eine Steckverbindung sein. Hierzu muss auch das CAN-Bus-Kabel mit einem Gegenstück für die Steckverbindung ausgerüstet sein. Hierzu werden die Isolierungen der einzelnen Ader des CAN-Bus-Kabels entfernt, um dann die blanken elektrisch leitenden Litzen jeweils mittels einer Klemme oder einer Schraube mit der Anbindungsstelle zu verbinden. Hierzu sind fertige Kabelsätze mit verschiedenen Längen zur CAN-Verkabelung kommerziell erhältlich. Diese Kabelsätze bestehen aus einem Kabel mit einer bestimmten Länge und vormontierten Steckern.
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Eine übliche Abzweigung des CAN-Bus-Kabels ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Crimp-Abzweigung, die den Nachteil hat, den elektrischen Widerstand der Verkabelung zu erhöhen.
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Das erfindungsgemäße CAN-Bus-Anschlussmodul weist mindestens ein Aufnahmemittel und einen Deckel auf.
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Das Aufnahmemittel umfasst Aufnahmevertiefungen zur Aufnahme und Fixierung von Adern eines CAN-Bus-Kabels.
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Der Deckel umfasst Eindringmittel zum Eindringen in die Adern des CAN-Bus-Kabels.
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Die Eindringmittel können als Kontaktstifte, Nadel oder Messer ausgebildet sein.
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Wenn das Aufnahmemittel mit dem Deckel zusammengefügt wird, durchdringen die Eindringmittel des Deckels derart die Isolierung der Adern, dass die Eindringmittel mit den elektrisch leitenden Litzen der Ader in Kontakt kommen und der Deckel somit mit dem CAN-Bus-Kabel im elektrischen Kontakt steht.
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Das CAN-Bus-Kabel bleibt dabei unterbrechungsfrei. D.h., das CAN-Bus-Kabel muss nicht unterbrochen oder in vorbestimmte Kabelstücklängen vorkonfektioniert werden.
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Die Adern von einem CAN-Bus-Kabel haben in der Regel einen Durchmesser von ca. 2,0 mm. Die Aufnahmevertiefungen des Aufnahmemittels können längliche Rillen sein. Die Breite der Rillen ist auch in der Größenordnung von 2,0 mm, so dass die Adern des CAN-Bus-Kabels in den Rillen des Aufnahmemittels gut fixiert sind und während des Einstechens mittels der Eindringmittel nicht verrutschen. Die Eindringmittel des Deckels, die z.B. Stifte sind haben einen Durchmesser mit ca. 0,7 mm. Nach dem Zusammenfügen des Aufnahmemittels mit dem Deckel erweitern sich die Adern des CAN-Bus-Kabels um das Durchmesser der besagten Stifte und füllen somit die Rillen des Aufnahmemittels aus.
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Die Anzahl der Rillen muss mindestens 2 und in der Regel 4 sein. Auch 5 oder mehr Rillen sind möglich.
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Der Deckel des CAN-Bus-Anschlussmoduls weist Führungsstücke auf, die passend sind zu Führungsgegenstücke des Aufnahmemittels. Die Anwendung der Führungsstücke vereinfacht das Zusammenfügen des Aufnahmemittels mit dem Deckel, so dass das Aufnahmemittel und der Deckel leicht und exakt zusammengefügt werden können.
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Das Aufnahmemittel und der Deckel werden anschließend mittels eines Befestigungsmittels miteinander befestigt. Das Befestigungsmittel kann eine Verschraubung, eine Vernietung, ein Klebstoff oder eine Klemmverbindung sein.
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Das Aufnahmemittel und der Deckel können beispielsweise anschließend miteinander verschraubt werden.
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Der Deckel des CAN-Bus-Anschlussmoduls wird als ein Eindringmittel aufweisendes Teil definieret, das mit einer Bus-Netzwerk-fähigen elektrischen / elektronischen Einheit in Kontakt ist.
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Um Wiederholungen zu vermeiden wird die elektrische / elektronische Einheit auf eine elektrische Einheit reduziert, obwohl die Begrifflichkeit „elektronisch“ immer noch drin enthalten ist.
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Die elektrische Einheit ist ein Bus-Netzwerk-fähiges Bus-Modul oder eine Bus-Netzwerk-fähige elektrische / elektronische Komponente.
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Der Deckel muss sinnvoller Weise immer mit einer elektrischen Einheit mindestens elektrisch verbunden sein.
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Der Deckel kann auch strukturell und mechanisch mit der elektrischen Einheit verbunden sein.
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In der Regel ist der Deckel ein struktureller Bestandteil der elektrischen Einheit.
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Die elektrische Einheit, weist einen Schaltkreis, der elektrisch mit den Eindringmitteln in Kontakt ist. Die elektrische Einheit kann Steckverbindungen für den Anschluss an andere elektrische Einheiten aufweisen.
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Die Bus-Netzwerk-fähige elektrische Einheit kann auch eine elektrische Komponente wie z.B. eine Tastatur, ein Etagentableau, eine Etagenelektronik, ein Schlossmodul oder ein Bedienfeld für einen Aufzug sein.
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Die Stelle des CAN-Bus-Kabels an dem die elektrische Einheit angebracht wird, wird als einen CAN-Knoten bezeichnet.
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Das Controller Area Network (CAN) verbindet mehrere gleichberechtigte elektrische Einheiten (Knoten, Node) über das CAN-Bus-Kabel miteinander.
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Der Datenfluss über das CAN-Bus-Kabel muss jedoch über ein Zugriffsverfahren (Protokoll) gesteuert werden, wenn alle elektrischen Einheiten eine gemeinsame Busleitung benutzen. Diese Protokollierung findet nun direkt am Abgreifpunkt des CAN-Bus-Anschlussmoduls, ohne dass das CAN-Bus-Kabel unterbrochen wird.
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Um eine CAN-Bus-fähige, elektrische Einheit an ein CAN-Bus-Kabel anzuschließen, werden folgende Schritte vorgenommen:
- Es wird eine elektrischen Einheit wie bereits beschrieben bereitgestellt.
- Es wird ein CAN-Bus-Anschlussmodul wie bereits beschrieben bereitgestellt.
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Das CAN-Bus-Kabel, an dem das CAN-Bus-Anschlussmodul angebracht werden soll, wird an der Anschlussstelle entdrillt, d.h., das verdrillte CAN-Bus-Kabel wird an dieser Stelle begradigt.
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Die einzelnen nun begradigten und zu sich parallel laufenden Adern des CAN-Bus-Kabels werden in die Aufnahmevertiefungen bzw. Rillen des Aufnahmemittels hinein platziert.
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Es soll auf die Reihenfolge der Platzierung der einzelnen Adern geachtet werden. Die Adern sind farbig gekennzeichnet.
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Die Leitung CAN H ist weiß.
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Die Leitung CAN L ist blau.
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Die Leitung CAN GND ist schwarz.
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Die Leitung CAN V+ ist rot.
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Der Schaltkreis der elektrischen Einheit gibt vor, in welche Rille des Deckels des Aufnahmemittels die jeweiligen Adern des CAN-Bus-Kabels platziert werden sollen. Nachdem nun die jeweiligen Adern des CAN-Bus-Kabels im Aufnahmemittel sind wird der Deckel auf das Aufnahmemittel aufgebracht, so dass die Eindringmittel des Deckels die Isolierungen der Adern des CAN-Bus-Kabels durchdringen und mit den elektrisch leitenden Litzen der Ader in Kontakt kommen. Die Eindringmittel des Deckels sind elektrisch mit dem Schaltkreis der elektrischen Einheit verbunden. Nun können die Bussignale des CAN-Bus-Kabels mittels der elektrischen Einheit über das CAN-Bus-Anschlussmodul abgegriffen werden. Der Vorteil dieses Anbringen der elektrischen Einheit an das CAN-Bus-Kabel ist, dass die Verbindung der elektrischen Einheit mit dem CAN-Bus-Kabel, ohne eine Unterbrechung des CAN-Bus-Kabel stattfinden kann. D.h., das CAN-Bus-Kabel bleibt unterbrechungsfrei.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele des CAN-Bus-Anschlussmoduls werden anhand der folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines CAN-Bus-Moduls und eines CAN-Bus-Kabels gemäß dem Stand der Technik,
- 2a eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Deckels für ein CAN-Bus-Anschlussmodul,
- 2b eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Aufnahmemittels für ein CAN-Bus-Anschlussmodul,
- 2c eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Aufnahmemittels für ein CAN-Bus-Anschlussmodul mit aufgenommenem CAN-Bus-Kabel,
- 2d eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen zusammengefügten Deckels und Aufnahmemittels für ein CAN-Bus-Anschlussmodul mit aufgenommenem CAN-Bus-Kabel,
- 3a eine schematische Draufsicht des erfindungsgemäßen Aufnahmemittels für ein CAN-Bus-Anschlussmodul mit aufgenommenem CAN-Bus-Kabel,
- 3b eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen offenen Deckels und Aufnahmemittels für ein CAN-Bus-Anschlussmodul mit aufgenommenem CAN-Bus-Kabel,
- 3c eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen zusammengefügten Deckels und Aufnahmemittels für ein CAN-Bus-Anschlussmodul mit aufgenommenem CAN-Bus-Kabel,
- 4a eine schematische, perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen offenen CAN-Bus-Anschlussmoduls mit dem CAN-Bus-Kabel und einer elektrischen Einheit,
- 4b eine schematische, perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen geschlossenen CAN-Bus-Anschlussmoduls mit dem CAN-Bus-Kabel und einer elektrischen Einheit,
- 5a eine schematische, perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen offenen CAN-Bus-Anschlussmoduls mit dem CAN-Bus-Kabel und einem CAN-Bus-Modul,
- 5b eine schematische, perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen geschlossenen CAN-Bus-Anschlussmoduls mit dem CAN-Bus-Kabel und einem CAN-Bus-Modul.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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In 1 zeigt eine schematische Darstellung eines CAN-Bus-Moduls 3 und eines CAN-Bus-Kabels 1 gemäß dem Stand der Technik. Das CAN-Bus-Kabels 1 ist an einem Ende unterbrochen, um an einem Anschluss 2 des CAN-Bus-Moduls 3 angebracht zu werden. Der Anschluss 2 kann eine Steckverbindung sein. Hierzu muss auch das CAN-Bus-Kabel 1 mit einem Gegenstück für die Steckverbindung ausgerüstet sein. In diesem Beispiel werden die Isolierungen der einzelnen Drähte des CAN-Bus-Kabels 1 entfernt, um dann die blanken Leiter jeweils mittels einer Klemme oder einer Schraube mit der Anschlussstelle 2 zu verbinden.
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Das erfindungsgemäße CAN-Bus-Anschlussmodul 100 umfasst mindesten einen Aufnahmemittel 110 und einen Deckel 120 (2a, 2b, 2c, 2d).
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Das Aufnahmemittel 110 umfasst Aufnahmevertiefungen 111 zur Aufnahme von Adern 1b, 1r, 1s, 1w eines unterbrechungsfreien CAN-Bus-Kabels 1.
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Der Deckel 120 umfasst Eindringmittel 121, die beim Zusammenfügen des Deckels 120 mit dem Aufnahmemittel 110 in die Adern 1b, 1r, 1s, 1w des CAN-Bus-Kabels 1 eindringen. Dabei durchdringen die Eindringmittel 121 zunächst durch die Isolierung der jeweiligen Ader 1b, 1r, 1s, 1w und stellen mit den Litzen des Leiters der Ader des CAN-Bus-Kabels 1 elektrischen Kontakt her.
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Dabei ist das CAN-Bus-Kabel 1 unterbrechungsfrei. D.h., es ist nicht notwendig, das CAN-Bus-Kabel 1 für das Anschließen an das CAN-Bus-Anschlussmodul 100 zu schneiden oder zu unterbrechen (4a, 4b).
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Die Eindringmittel 121 können Kontaktstifte, Pins mit scharfen Spitzen oder Messer sein (2a, 3b, 4a).
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Ausgehend vom CAN-Bus-Anschlussmodul 100 wird der Deckel 120 definieret als ein Teil, das Eindringmittel 121 aufweist, wobei der Deckel mit einer elektrischen Einheit elektrisch in Verbindung steht (5a, 5b).
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Die Aufnahmevertiefungen 111 sind als längliche Rillen ausgebildet, in denen die einzelnen Adern 1b, 1r, 1s, 1w des CAN-Bus-Kabels 1 festgesetzt werden können (2c).
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Der Deckel 120 des CAN-Bus-Anschlussmoduls 100 weist Führungsstücke auf, die passend zu Führungsgegenstücke des Aufnahmemittels sind. Die Anwendung der Führungsstücke vereinfacht das Zusammenfügen des Aufnahmemittels 110 mit dem Deckel 120, so dass das Aufnahmemittel 110 und der Deckel 120 leicht und exakt zusammengefügt werden können. Anschließend werden das Aufnahmemittel 110 und der Deckel 120 mittels eines Befestigungsmittels miteinander befestigt. Das Befestigungsmittel kann eine Verschraubung, eine Vernietung, ein Klebstoff oder eine Klemmverbindung sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Deckel 120 mit dem Aufnahmemittel 110 verschraubt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst eine elektrische Einheit 300 mindestens ein bereits beschriebenes CAN-Bus-Anschlussmodul 100.
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Dabei ist die elektrische Einheit 300 mittels des CAN-Bus-Anschlussmoduls 100 mit einem CAN-Bus-Kabel 1 elektrisch verbunden.
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Die Bussignale des CAN-Bus-Kabels 1 für die elektrische Einheit 300 können über das CAN-Bus-Anschlussmodul 100 abgegriffen werden.
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Dabei ist das CAN-Bus-Kabel 1 unterbrechungsfrei. D.h., es ist nicht notwendig, das CAN-Bus-Kabel 1 für das Anschließen an das CAN-Bus-Anschlussmodul 100 zu schneiden oder zu unterbrechen (4a, 4b).
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Die Eindringmittel 121 sind im elektrischen Kontakt mit der elektrischen (elektronischen) Einheit 300.
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Einfachheit halber wird hier nur noch elektrische Einheit bzw. elektrische Komponente erwähnt und „elektronisch“ nicht mehr wiederholt.
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Der Deckel 120 muss sinnvoller Weise immer mit der elektrischen Einheit 300 mindestens elektrisch verbunden sein.
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Der Deckel 120 kann auch strukturell und mechanisch mit der elektrischen Einheit 300 verbunden sein. In der Regel ist der Deckel 120 ein struktureller Bestandteil der elektrischen Einheit 300.
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Die elektrische Einheit 300 kann ein Bus-Netzwerk-fähiges Bus-Modul oder eine Bus-Netzwerk-fähige elektrische (elektronische) Komponente sein.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die elektrische Einheit 300 für einen Aufzug als ein CAN-Bus-fähiges Etagentableau, eine CAN-Bus-fähige Etagenelektronik, eine Tastatur, ein Schlossmodul oder ein Bedienfeld ausgebildet und ist mit dem CAN-Bus-Kabel 1 elektrisch verbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist ein Verfahren zum Anschließen einer CAN-Bus-fähigen elektrischen Einheit 300 an ein CAN-Bus-Kabel 1 folgende Schritte auf:
- Es wird eine bereits beschriebene elektrische Einheit.
- Es wird ein bereits beschriebenes CAN-Bus-Anschlussmodul bereitgestellt.
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Das CAN-Bus-Kabel 1, an dem das CAN-Bus-Anschlussmodul 100 angebracht werden soll, wird an der Anschlussstelle entdrillt, d.h., das verdrillte CAN-Bus-Kabel 1 wird an dieser Stelle begradigt.
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Die einzelnen nun begradigten und zu sich parallel laufenden Adern 1r, 1s, 1w, 1b des CAN-Bus-Kabels 1 werden in die Aufnahmevertiefungen 111 bzw. Rillen des Aufnahmemittels 110 hinein platziert.
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Nachdem nun die jeweiligen Adern 1r, 1s, 1w, 1b des CAN-Bus-Kabels 1 im Aufnahmemittel 110 sind, wird der Deckel 120 auf das Aufnahmemittel 110 aufgebracht, so dass die Eindringmittel 121 des Deckels 120 die Isolierungen der Adern 1r, 1s, 1w, 1b des CAN-Bus-Kabels 1 durchdringen und mit den elektrisch leitenden Litzen der Adern 1r, 1s, 1w, 1b in Kontakt kommen. Die Eindringmittel 121 des Deckels 120 sind elektrisch mit dem Schaltkreis der elektrischen Einheit 300 verbunden. Nun können die Bussignale des CAN-Bus-Kabels 1 von der elektrischen Einheit 300 über das CAN-Bus-Anschlussmodul 100 abgegriffen werden. Der Vorteil dieses Verfahrens, nämlich das Anbringen der elektrischen Einheit 300 an das CAN-Bus-Kabel 1 ist, dass die Verbindung der elektrischen Einheit 300 mit dem CAN-Bus-Kabel 1, ohne eine Unterbrechung des CAN-Bus-Kabel 1 stattfinden kann. D.h., das CAN-Bus-Kabel 1 bleibt unterbrechungsfrei.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- CAN-Bus-Kabel
- 1b
- CAN L, blau
- 1r
- CAN V+, rot
- 1s
- CAN GND, schwarz
- 1w
- CAN H, weiß
- 2
- Anschluss
- 3
- CAN-Bus-Modul
- 100
- CAN-Bus-Anschlussmodul
- 110
- Aufnahmemittel
- 111
- Aufnahmevertiefungen
- 120
- Deckel
- 121
- Eindringmittel
- 300
- elektrische Einheit