EP0678931A1 - Kabelabzweigung eines Datenbus zur Verbindung von elektronischen Steuergeräten in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen - Google Patents

Kabelabzweigung eines Datenbus zur Verbindung von elektronischen Steuergeräten in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen Download PDF

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EP0678931A1
EP0678931A1 EP94117283A EP94117283A EP0678931A1 EP 0678931 A1 EP0678931 A1 EP 0678931A1 EP 94117283 A EP94117283 A EP 94117283A EP 94117283 A EP94117283 A EP 94117283A EP 0678931 A1 EP0678931 A1 EP 0678931A1
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EP
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insulation displacement
cable
branch
wires
displacement connectors
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EP94117283A
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Peter Bielig
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Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
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Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/24—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands
    • H01R4/2416—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type
    • H01R4/242—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members being plates having a single slot
    • H01R4/2425—Flat plates, e.g. multi-layered flat plates
    • H01R4/2429—Flat plates, e.g. multi-layered flat plates mounted in an insulating base
    • H01R4/2433—Flat plates, e.g. multi-layered flat plates mounted in an insulating base one part of the base being movable to push the cable into the slot

Definitions

  • the invention relates to a cable junction of a data bus for connecting electronic control units in passenger cars and commercial vehicles according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to provide an easy-to-assemble and thus inexpensive cable branch which is largely insensitive to electromagnetic interference.
  • the basic principle of the solution according to the invention is to use twisted lines of two or more single wires for the data bus and to use the cable branch by means of multipole insulation displacement connectors on short, parallel sections of the otherwise twisted line.
  • the data bus does not have to be disconnected, since the insulation displacement connectors disconnect the cable insulation and make perfect contact with the non-disconnected wires.
  • the cable branch therefore receives two or more continuous single wires of the data bus and two or more branching single wires, the wires of the data bus and the single wires being contacted in pairs.
  • the invention thus also enables additional branches for additional bus subscribers to be produced in a very simple manner at any desired point in an already installed bus cabling from twisted lines.
  • each insulation displacement connector has two pairs of saddle clamps which are connected to one another by a bracket, each insulation displacement pair receiving one wire.
  • only one pair of insulation displacement connectors is used to connect one pair of wires used, which takes up the two wires of a wire pair to be connected.
  • Fig. 1 shows schematically a data bus 1, which consists of two or more twisted single wires. From this continuous data bus 1, a plurality of branch lines 2 1, 2 2, 2 3 ... 2 n lead out to electronic control devices 3 1, 3 2, 3 3 ... 3 n . Each of the electronic control units is thus controlled via signals on the common data bus 1 and the respective branch line.
  • 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 parallel to each other in the area of a cable junction 8 and with insulation displacement connectors contacted.
  • the branch wires 6 and 7 are also aligned parallel to each other over a short distance in the region of the cable junction 8 and are connected in pairs to the associated wires 4 or 5 via insulation displacement connectors. Otherwise, all wires 4, 5, 6 and 7 are twisted, which ensures a high level of interference immunity to electromagnetic influences.
  • the cable junction 8 is equipped with insulation displacement connectors.
  • a first exemplary 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 constructed identically and are offset from one another by a grid dimension within the housing of the cable branch 8. The grid dimension corresponds to the distance between the individual wires within the housing of the cable junction.
  • This insulation displacement connector 10 has two insulation displacement arms 13 and 14 which are connected to one another by a bracket running at right angles to them, so that the insulation displacement connector is constructed essentially in a U-shape.
  • Both insulation piercing arms 13 and 14 each have a pair of mutually opposite insulation displacement clamps 15, 16 and 18, 19, 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 space, the "blades" of a pair of insulation piercing cut wzb. of the pair 15, 16 through the usually made of plastic cable insulation and then contact the metal core of the cable, which usually consists of copper.
  • the two cutting edges 15, 16 and 18, 19 can be designed to be resilient to the necessary contact pressure on the cable exercise.
  • the cable branch 8 is composed of two housing halves 11 and 12 which are connected to one another after the cables have been inserted and the electrical connections have been made, for example with a snap lock (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.
  • insulation displacement connectors 21 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.
  • the invention creates a cable branch of a data bus and combines the advantages of increased interference immunity against electromagnetic interference of a twisted two-wire line with the advantage of simple and inexpensive implementation of cable branches by insulation displacement technology.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)

Abstract

Die Kabelabzweigung eines Datenbusses zur Verbindung von elektronischen Steuergeräten in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen mit einer Hauptleitung und davon abzweigenden Stichleitungen weist einen Schneidklemmenverbinder (8) auf, der auf kurzen, parallel ausgerichteten Abschnitten der ansonsten verdrillten Adern (4, 5; 6, 7) jeweils paarweise die Einzeladern (4, 5) der Hauptleitung mit zugeordneten Einzeladern (6, 7) der Stichleitung verbindet. Hiermit erhält man die Störsicherheit von verdrillten Einzeladern bei gleichzeitiger einfacher und kostengünstiger Herstellung einer Kabelabzweigung. <IMAGE>

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.
  • Elektronische Steuergeräte in Pkw und Nutzfahrzeugen werden in zunehmendem Maße durch serielle Datenbusse miteinander verbunden. Bislang existieren jedoch keine zufriedenstellenden 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 kostenintensiv. Weiter sind für diesen Zweck auch zwei- oder mehradrige Flachleitungen bekannt, ähnlich den in der Datentechnik üblichen Flachbandleitungen. Nachteilig hieran ist aber, daß parallel liegende, unverdrillte Leitungen verwendet werden, die sehr anfällig gegen die in Kraftfahrzeugen auftretende elektro-magnetische Beeinflussung sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach zu montierende und damit kostengünstige Kabelabzweigung zu schaffen, die weitestgehend unempfindlich gegen elektro-magnetische Störungen ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen 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.
  • 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.
  • Für die Schneidklemmenverbinder sieht die Erfindung verschiedene Varianten vor. Bei einer ersten Variante hat jeder Schneidklemmenverbinder zwei durch einen Bügel miteinander verbundene Schpeidklemmenpaare, wobei jedes Schneidklemmenpaar eine Ader aufnimmt. Bei einer zweiten Variante wird für die Verbindung eines Aderpaares nur ein Schneidklemmenpaar verwendet, das die beiden zu verbindenden Adern eines Aderpaares aufnimmt.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    Ein Prinzipschaltbild eines Datenbusses mit mehreren Abzweigleitungen zu elektronischen Steuergeräten;
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf eine Kabelabzweigung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    Fig. 3
    eine schematische Draufsicht auf eine geöffnete Kabelabzweigung gemäß Fig. 2;
    Fig. 4
    einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 3; und
    Fig. 5
    einen Querschnitt einer Kabelabzweigung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 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 ... 2n zu elektronischen Steuergeräten 3₁, 3₂, 3₃ ... 3n herausgeführt. Jedes der elektronischen Steuergeräte wird somit über Signale auf dem gemeinsamen Datenbus 1 und die jeweilige Abzweigleitung angesteuert.
  • 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 zueinander verlaufend ausgerichtet und mit Schneidklemmenverbindern kontaktiert. Die Abzweigadern 6 und 7 werden im Bereich der Kabelabzweigung 8 ebenfalls über eine kurze Distanz parallel zueinander ausgerichtet und über Schneidklemmenverbinder 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.
  • Die Kabelabzweigung 8 ist mit Schneidklemmenverbindern ausgestattet. Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 3 und 4 gezeigt. Ein erster Schneidklemmverbinder 9 verbindet die beiden Adern 4 und 6, ein zweiter Schneidklemmenverbinder 10 verbindet die Adern 5 und 7. Die Schneidklemmenverbinder 9 und 10 sind gleich aufgebaut und innerhalb des Gehäuses der Kabelabzweigung 8 um ein Rastermaß gegeneinander versetzt. Das Rastermaß entspricht dem Abstand der einzelnen Adern innerhalb des Gehäuses der Kabelabzweigung.
  • In der Schnittansicht der Fig. 4 ist der Schneidklemmenverbinder 10 detaillierter dargestellt. Dieser Schneidklemmenverbinder 10 hat zwei Schneidklemmenarme 13 und 14, die durch einen rechtwinklig zu ihnen verlaufenden Bügel miteinander verbunden sind, so daß der Schneidklemmenverbinder im wesentlichen U-förmig aufgebaut ist. Beide Schneidklemmenarme 13 und 14 haben jeweils ein Paar von einander gegenüberliegenden 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 wzb. des Paares 15, 16 durch die üblicherweise aus Kunststoff bestehende Kabelisolierung 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 ausgebildet sein, um den notwendigen Kontaktdruck auf das Kabel auszuüben.
  • Die Kabelabzweigung 8 ist aus zwei Gehäusehälften 11 und 12 zusammengesetzt, die nach Einlegen der Kabel und Herstellen der elektrischen Verbindungen miteinander verbunden werden, beispielsweise mit einem nicht dargestellten Schnappverschluß 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 Korrision geschützt sind.
  • Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist eine andere Variante von Schneidklemmenverbindern dargestellt. Die dortigen Schneidklemmenverbinder 21 haben zwei einander gegenüberliegende 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.
  • 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.

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.
  2. Kabelabzweigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklemmenverbinder (9, 10) zweipolig ausgeführt sind.
  3. Kabelabzweigung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 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.
  4. Kabelabzweigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arme (13, 14) durch einen senkrecht zu ihnen stehenden Bügel miteinander verbunden sind.
  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 gegeneinander versetzt angeordnet sind.
  6. Kabelabzweigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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.
  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, daS die Öffnungsweite des Zwischenraumes (17, 20, 24) zwischen den Schneiden von der Öffnungsseite der Schneidklemmenverbinder her abnimmt.
  8. Kabelabzweigung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklemmenverbinder (9, 10, 21) jeweils einstückig aus federelastischem Metall hergestellt sind.
  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.
EP94117283A 1994-04-21 1994-11-02 Kabelabzweigung eines Datenbus zur Verbindung von elektronischen Steuergeräten in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen Withdrawn EP0678931A1 (de)

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