DE4413977A1 - Cable junction of a data bus for connecting electronic control units in passenger cars and commercial vehicles - Google Patents

Cable junction of a data bus for connecting electronic control units in passenger cars and commercial vehicles

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kabelabzweigung eines Datenbus zur Verbindung von elektronischen Steuergeräten in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a cable branch Data bus for connecting electronic control units in passenger cars and commercial vehicles according to the Preamble of claim 1.

Elektronische Steuergeräte in Pkw und Nutzfahrzeugen werden in zunehmendem Maße durch serielle Datenbusse miteinander verbunden. Bislang existieren jedoch keine zufrieden­ stellenden Lösungen für die Verkabelung. Für den Datenbus werden üblicherweise zwei- oder mehradrige, geschirmte oder ungeschirmte Rundkabel verwendet. Die Herstellung einer Kabelabzweigung ist dabei aber aufwendig und kosten­ intensiv. Weiter sind für diesen Zweck auch zwei- oder mehradrige Flachleitungen bekannt, ähnlich den in der Da­ tentechnik üblichen Flachbandleitungen. Nachteilig hieran ist aber, daß parallel liegende, unverdrillte Leitungen verwendet werden, die sehr anfällig gegen die in Kraft­ fahrzeugen auftretende elektro-magnetische Beeinflussung sind.Electronic control units in cars and commercial vehicles are used increasingly through serial data buses with each other connected. So far, however, none have been satisfied solutions for cabling. For the data bus are usually two- or multi-core, shielded or unshielded round cables. The production a cable branch is complex and expensive intensive. Next are two or two for this purpose Multi-core flat cables are known, similar to those in the Da conventional flat ribbon cables. The disadvantage of this  is that parallel, untwisted lines used which are very susceptible to the in force vehicles occurring electro-magnetic interference are.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach zu montierende und damit kostengünstige Kabelabzweigung zu schaffen, die weitestgehend unempfindlich gegen elektro-magnetische Störungen ist.The object of the invention is an easy to assemble and thus to create inexpensive cable branching that largely insensitive to electro-magnetic Disorders.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil­ dungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Das Grundprinzip der Lösung nach der Erfindung liegt darin, verdrillte Leitungen aus zwei oder mehr Einzeladern für den Datenbus zu verwenden und die Kabelabzweigung mittels mehrpoliger Schneidklemmenverbinder auf kurzen, parallel ausgerichteten Abschnitten der ansonsten verdrillten Leitung zu verwenden. Der Datenbus muß hierbei nicht aufgetrennt werden, da die Schneidklemmenverbinder die Kabelisolierung auftrennen und die nicht abgetrennten Adern einwandfrei kontaktieren. Die Kabelzweigung nimmt daher zwei oder mehr durchgehende Einzeladern des Datenbusses auf und zwei oder mehr abzweigende Einzeladern, wobei die Adern des Datenbusses und die Einzeladern jeweils paarweise kontaktiert werden.This object is achieved by the specified in claim 1 Features resolved. Advantageous refinements and training The invention can be found in the subclaims. The basic principle of the solution according to the invention is twisted lines from two or more single wires for to use the data bus and the cable branch using Multi-pin insulation displacement connector on short, parallel aligned sections of the otherwise twisted line to use. The data bus does not have to be disconnected as the insulation displacement connector the cable insulation disconnect and the non-disconnected wires properly to contact. The cable branch therefore takes two or more continuous single wires of the data bus on and two or more branching single wires, with the wires of the data bus and the individual wires are contacted in pairs.

Die Erfindung ermöglicht es somit auch, an jeder beliebigen Stelle einer bereits installierten Busverkabelung aus verdrillten Leitungen noch nachträglich weitere Abzweige für zusätzliche Busteilnehmer auf einfachste Weise herzustellen.The invention thus also enables any Issue an already installed bus wiring twisted lines later additional branches for additional bus participants in the simplest way to manufacture.

Für die Schneidklemmenverbinder sieht die Erfindung ver­ schiedene Varianten vor. Bei einer ersten Variante hat jeder Schneidklemmenverbinder zwei durch einen Bügel mit­ einander verbundene Schneidklemmenpaare, wobei jedes Schneid­ klemmenpaar eine Ader aufnimmt. Bei einer zweiten Variante wird für die Verbindung eines Aderpaares nur ein Schneid­ klemmenpaar verwendet, das die beiden zu verbindenden Adern eines Aderpaares aufnimmt.The invention provides for the insulation displacement connector different variants. In a first variant each insulation displacement connector two with a bracket interconnected pairs of insulation displacement clamps, each cutting edge terminal pair takes up one wire. In a second variant is only one cutting for connecting a pair of wires  used pair of terminals, the two wires to be connected of a pair of wires.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:In the following the invention is based on exemplary embodiments play in more detail in connection with the drawing explained. It shows:

Fig. 1 Ein Prinzipschaltbild eines Datenbusses mit mehreren Abzweigleitungen zu elektronischen Steuergeräten; FIG. 1 is a schematic diagram of a data bus having a plurality of branch lines to electronic control units;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Kabelabzweigung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 is a plan view of a cable branch according to a first embodiment of the invention;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine geöffnete Kabelabzweigung gemäß Fig. 2; FIG. 3 shows a schematic plan view of an opened cable branch according to FIG. 2;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 3; und Fig. 4 is a section along the line AA of Fig. 3; and

Fig. 5 einen Querschnitt einer Kabelabzweigung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 5 shows a cross section of a cable branch according to a second embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Datenbus 1, der aus zwei oder mehreren verdrillten Einzeladern besteht. Von diesem durchgehenden Datenbus 1 sind mehrere Abzweigleitungen 2₁, 2₂, 2₃ . . . 2 n zu elektronischen Steuergeräten 3₁, 2₂, 3₃ . . . 3 n herausgeführt. Jedes der elektronischen Steuergeräte wird somit über Signale auf dem gemeinsamen Datenbus 1 und die jeweilige Abzweigleitung angesteuert. Fig. 1 shows schematically a data bus 1 , which consists of two or more twisted single wires. From this continuous data bus 1 are several branch lines 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃. . . 2 n to electronic control units 3 ₁, 2 ₂, 3 ₃. . . 3 n led out. Each of the electronic control units is thus controlled via signals on the common data bus 1 and the respective branch line.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht einer Kabelabzweigung. Der Datenbus besteht hier aus zwei verdrillten Einzeladern 4 und 5 und die Abzweigleitung besteht ebenfalls aus zwei verdrillten Einzeladern 6 und 7. Die Einzeladern 4 und 5 werden im Bereich einer Kabelabzweigung 8 parallel zu­ einander verlaufend ausgerichtet und mit Schneidklemmenver­ bindern kontaktiert. Die Abzweigadern 6 und 7 werden im Bereich der Kabelabzweigung 8 ebenfalls über eine kurze Distanz parallel zueinander ausgerichtet und über Schneid­ klemmenverbinder mit den zugehörigen Adern 4 oder 5 paarweise verbunden. Ansonsten sind alle Adern 4, 5, 6 und 7 verdrillt, wodurch eine hohe Störsicherheit gegen elektro-magnetische Einflüsse gewährleistet ist. Fig. 2 shows a plan view of a cable branch. The data bus here consists of two twisted single wires 4 and 5 and the branch line also consists of two twisted single wires 6 and 7 . The single wires 4 and 5 are aligned in the region of a cable junction 8 parallel to each other and contacted with insulation displacement connectors. The branch wires 6 and 7 are also aligned in the area of the cable junction 8 over a short distance parallel to one another and connected in pairs via insulation displacement connectors to the associated wires 4 or 5 . Otherwise, all wires 4 , 5 , 6 and 7 are twisted, which ensures a high level of interference immunity to electromagnetic influences.

Die Kabelabzweigung 8 ist mit Schneidklemmenverbindern ausgestattet. Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Ein erster Schneidklemmenverbinder 9 verbindet die beiden Adern 4 und 6, ein zweiter Schneid­ klemmenverbinder 10 verbindet die Adern 5 und 7. Die Schneid­ klemmenverbinder 9 und 10 sind gleich aufgebaut und innerhalb des Gehäuses der Kabelabzweigung 8 um ein Rastermaß gegenein­ ander versetzt. Das Rastermaß entspricht dem Abstand der einzelnen Adern innerhalb des Gehäuses der Kabelabzweigung.The cable junction 8 is equipped with insulation displacement connectors. A first embodiment is shown in FIGS. 3 and 4. A first insulation displacement connector 9 connects the two wires 4 and 6 , a second insulation displacement connector 10 connects the wires 5 and 7 . The insulation displacement connectors 9 and 10 are of the same construction and offset by a pitch against each other within the housing of the cable junction 8 . The grid dimension corresponds to the distance between the individual wires within the housing of the cable junction.

In der Schnittansicht der Fig. 4 ist der Schneidklemmenver­ binder 10 detaillierter dargestellt. Dieser Schneidklemmen­ verbinder 10 hat zwei Schneidklemmenarme 13 und 14, die durch einen rechtwinklig zu ihnen verlaufenden Bügel mitein­ ander verbunden sind, so daß der Schneidklemmenverbinder im wesentlichen U-förmig aufgebaut ist. Beide Schneidklemmen­ arme 13 und 14 haben jeweils ein Paar von einander gegenüber­ liegenden Schneidklemmen 15, 16 bzw. 18, 19, zwischen denen je ein Zwischenraum 17 bzw. 20 vorgesehen ist, zur Aufnahme einer Ader 5, 7, die paarweise miteinander verbunden werden sollen. Die Schneidklemmen 15, 16, 18, 19 sind gebogen, und zwar in der Weise, daß sich der Zwischenraum 17, 20 von der Öffnungsseite her nach innen verjüngt. Wird eine Ader in diesen Zwischenraum eingepreßt, so schneiden die "Klingen" eines Schneidklemmenpaares bzw. des Paares 15, 16 durch die üblicherweise aus Kunststoff bestehende Kabel­ isolierung und kontaktieren dann die metallene Seele des Kabels, die meistens aus Kupfer besteht. Die beiden Schneiden 15, 16 und 18, 19 können in gewissem Umfange federnd ausge­ bildet sein, um den notwendigen Kontaktdruck auf das Kabel auszuüben.In the sectional view of Fig. 4, the insulation displacement receptacle is shown in greater detail binder 10th This insulation displacement connector 10 has two insulation displacement arms 13 and 14 , which are connected by a bracket perpendicular to them mitein other, so that the insulation displacement connector is constructed substantially U-shaped. Both insulation displacement arms 13 and 14 each have a pair of insulation displacement terminals 15 , 16 and 18 , 19 lying opposite one another, between each of which a space 17 or 20 is provided, for receiving a wire 5 , 7 which are to be connected in pairs . The insulation displacement terminals 15 , 16 , 18 , 19 are bent in such a way that the space 17 , 20 tapers inwards from the opening side. If a wire is pressed into this intermediate space, the "blades" of a pair of insulation displacement connectors or of the pair 15 , 16 cut through the cable insulation, which usually consists of plastic, and then contact the metal core of the cable, which usually consists of copper. The two cutting edges 15 , 16 and 18 , 19 can to a certain extent be resilient in order to exert the necessary contact pressure on the cable.

Die Kabelabzweigung 8 ist aus zwei Gehäusehälften 11 und 12 zusammengesetzt, die nach Einlegen der Kabel und Her­ stellen der elektrischen Verbindungen miteinander verbunden werden, beispielsweise mit einem nicht dargestellten Schnapp­ verschluß oder durch Verschweißen, beispielsweise mittels Ultraschall. Damit können die beiden Gehäusehälften auch vollständig den Innenraum der Kabelabzweigung abdichten, so daß keine Feuchtigkeit, Schmutz oder ähnliches eindringen kann und die elektrischen Kontakte gegen Korrosion geschützt sind.The cable branch 8 is composed of two housing halves 11 and 12 which, after inserting the cable and making the electrical connections, are connected to one another, for example with a snap, not shown, or by welding, for example by means of ultrasound. So that the two housing halves can also completely seal the interior of the cable branch, so that no moisture, dirt or the like can penetrate and the electrical contacts are protected against corrosion.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist eine andere Variante von Schneidklemmenverbindern dargestellt. Die dortigen Schneidklemmenverbinder 21 haben zwei einander gegenüber­ liegende Schneiden 22 und 23, zwischen denen eine Aussparung 24 zur Aufnahme der zu verbindenden Kabelpaare 4, 6 bzw. 5, 7 vorgesehen ist. Die axiale Länge dieser Aussparung 24 ist so gewählt, daß zwei Adern 4, 6 bzw. 5, 7 des Kabels aufgenommen werden können. Damit erreicht man eine kompaktere Bauform.Another variant of insulation displacement connectors is shown in the exemplary embodiment in FIG. 5. The insulation displacement connectors 21 there have two cutting edges 22 and 23 lying opposite one another, between which a recess 24 is provided for receiving the cable pairs 4 , 6 and 5 , 7 to be connected. The axial length of this recess 24 is selected so that two wires 4 , 6 and 5 , 7 of the cable can be accommodated. This results in a more compact design.

Zusammenfassend schafft die Erfindung eine Kabelabzweigung eines Datenbusses und vereint für Vorzüge einer erhöhten Störsicherheit gegen elektro-magnetische Störungen einer verdrillten Zweidrahtleitung mit dem Vorzug der einfachen und kostengünstigen Realisierung von Kabelabzweigungen durch Schneidklemmtechnik.In summary, the invention creates a cable branch of a data bus and united for the advantages of an increased Immunity to electromagnetic interference from one twisted two-wire line with the preference of simple and inexpensive realization of cable branches through insulation displacement technology.

Claims (9)

1. Kabelabzweigung eines Datenbusses zur Verbindung von elektronischen Steuergeräten in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen mit einer mehrpoligen Hauptleitung (1) und mehreren davon abzweigenden Stichleitungen (3), die jeweils aus mindestens zwei verdrillten Einzeladern (4-7) bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelabzweigung (8) mit Schneidklemmverbindern (9, 10) auf kurzen, parallel ausgerichteten Abschnitten der ansonsten verdrillten Adern (4, 5; 6, 7) der Hauptleitung (2) und der Stichleitung (3) ausgebildet ist.1. Cable junction of a data bus for connecting electronic control units in passenger cars and commercial vehicles with a multi-pole main line ( 1 ) and several branch lines branching therefrom ( 3 ), each consisting of at least two twisted single wires ( 4-7 ), characterized in that the cable junction ( 8 ) with insulation displacement connectors ( 9 , 10 ) on short, parallel sections of the otherwise twisted wires ( 4 , 5 ; 6 , 7 ) of the main line ( 2 ) and the branch line ( 3 ). 2. Kabelabzweigung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneidklemmenverbinder (9, 10) zweipolig ausgeführt sind.2. Cable branch according to claim 1, characterized in that the insulation displacement connectors ( 9 , 10 ) are designed with two poles. 3. Kabelabzweigung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneidklemmenverbinder (9, 10) je zwei parallel zueinander verlaufende Arme (13, 14) aufweisen, wobei jeder Arm (13, 14) ein Paar von einander gegenüberliegenden Schneiden (15, 16; 18, 19) aufweist, die zwischen sich einen Zwischenraum (17, 20) bilden, zur Aufnahme je einer Ader der Hauptleitung und der abzweigenden Stichleitung.3. Cable branch according to claim 2, characterized in that the insulation displacement connectors ( 9 , 10 ) each have two mutually parallel arms ( 13 , 14 ), each arm ( 13 , 14 ) a pair of mutually opposite cutting edges ( 15 , 16th ; 18 , 19 ), which form an intermediate space ( 17 , 20 ) between them, for receiving one wire each of the main line and the branching branch line. 4. Kabelabzweigung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Arme (13, 14) durch einen senkrecht zu ihnen stehenden Bügel miteinander verbunden sind.4. Cable branch according to claim 3, characterized in that the two arms ( 13 , 14 ) are connected to each other by a bracket perpendicular to them. 5. Kabelabzweigung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklemmenverbinder (9, 10) quer zur Längsachse der zu verbindenden Adern (4-7) und ebenfalls in Längsrichtung der Adern gegen­ einander versetzt angeordnet sind.5. Cable branch according to one of claims 2 to 4, characterized in that the insulation displacement connectors ( 9 , 10 ) transversely to the longitudinal axis of the wires to be connected ( 4-7 ) and also in the longitudinal direction of the wires are arranged offset from one another. 6. Kabelabzweigung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneidklemmenverbinder (21) zweipolig ausgebildet sind, wobei der zwischen den beiden Schneiden (22, 23) liegende Zwischenraum (24) in Längsrichtung des Schneidverbinders eine Länge aufweist, die für die Aufnahme von zwei Adern (4, 6; 5, 7) ausreichend ist.6. Cable junction according to claim 1, characterized in that the insulation displacement connectors ( 21 ) are bipolar, the intermediate between the two cutting edges ( 22 , 23 ) ( 24 ) having a length in the longitudinal direction of the cutting connector, which for receiving two wires ( 4 , 6 ; 5 , 7 ) is sufficient. 7. Kabelabzweigung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (15, 16; 18, 19; 22, 23) gekrümmt sind, und zwar in der Weise, daß die Öffnungsweite des Zwischenraumes (17, 20, 24) zwischen den Schneiden von der Öffnungsseite der Schneidklemmenverbinder her abnimmt.7. Cable junction according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cutting edges ( 15 , 16 ; 18 , 19 ; 22 , 23 ) are curved, in such a way that the opening width of the intermediate space ( 17 , 20 , 24 ) between the cutting edges from the opening side of the insulation displacement connector. 8. Kabelabzweigung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklemmenverbinder (9, 10, 21) jeweils einstückig aus federelastischem Metall hergestellt sind.8. Cable junction according to one of claims 1 to 7, characterized in that the insulation displacement connectors ( 9 , 10 , 21 ) are each made in one piece from resilient metal. 9. Kabelabzweigung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklemmenverbinder (9, 10, 21) in einem aus zwei Gehäusehälften (11, 12) bestehenden Gehäuse fixiert sind und daß die beiden Gehäusehälften (11, 12) schmutz- und feuchtigkeitsdicht miteinander verbindbar sind.9. Cable branch according to one of claims 1 to 8, characterized in that the insulation displacement connectors ( 9 , 10 , 21 ) are fixed in a housing consisting of two housing halves ( 11 , 12 ) and that the two housing halves ( 11 , 12 ) are dirty and can be connected to one another in a moisture-tight manner.
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