车辆数据电缆的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的数据电缆。


背景技术：

2.下面主要结合例如用于车辆的数据电缆来描述本发明。
3.车辆中的数据电缆可以是用于传输信号的总线电缆。例如，数据电缆可以是can总线电缆。绞合的数据电缆可以是无护套的、有护套的和/或屏蔽式的。数据电缆的传输质量受数据电缆的阻抗特性曲线影响。阻抗及阻抗沿电缆的特性曲线主要是由数据电缆的几何和材料特性造成的。例如，数据电缆可以具有至少两条绞合的芯线。
4.数据电缆可以具有连接点。数据电缆的子部段可以在一个连接点处相互连接。连接点也可以设计成数据电缆的一个或多个所谓的回线的支线/抽头。
5.在连接点处，芯线可以例如通过超声波焊接被连接在一起。为了能够在焊接容纳部中焊接芯线，可能有必要改变子部段末端区域的几何结构。例如，末端区域可能要解捻。焊接后，几何结构不能恢复到原来的状态。特别是，末端区域的芯线不能再被绞扭。
6.几何变化导致数据电缆在连接点及其周围区域的阻抗发生变化。为了保持在一个阻抗范围内，例如，可以规定改变后的末端区域的最大长度。


技术实现要素：

7.因此，本发明的任务是使用在结构上尽可能简单的手段提供一种改进的数据电缆。例如，在这种情况下，改进可以涉及数据电缆的子部段在连接点的几何变化的减少。
8.该任务由独立权利要求的主题解决。本发明的有利的改进在从属权利要求、说明书和附图中给出。
9.通过本文介绍的方案，数据电缆的几何结构只在连接点上受到轻微干扰，导致阻抗的微小变化。特别是，在连接点之前、之后和连接点处，数据电缆的芯线之间的距离可以保持在公差范围内，因为芯线的绞合可以保持或恢复到连接点前不久，而且电导体在连接点处具有确定的几何结构。一个壳体内的或布置在一起的、各自带有一个导体的几个壳体内的导体的几何结构可以用距离和宽度来限定。因此，连接点在数据电缆的设计频率下可以具有限定的阻抗。
10.根据本发明的一个方面，提出了一种用于车辆的数据电缆，其中该数据电缆包括绞合的芯线，其中，在连接点处，芯线的子部段通过插接连接器连接，该插接连接器对于每个芯线带有一个导电的连接器桥，其中该数据电缆的不同芯线的连接器桥在连接点处以彼此间隔开的方式被平行地布置，并且连接点在数据电缆设计频率下的阻抗通过连接器桥之间预定的间距和连接器桥预定的宽度被配置为预定的阻抗值。
11.该数据电缆还可以包括带有绞合的芯线的回线(stichleitung)。回线的相应的芯线可以在连接点通过插接连接器连接到相应连接器桥上。为此，连接器桥可以具有额外的、用于至回线的插接连接器的端头。
12.例如，数据电缆可以是can总线电缆。例如，数据电缆在数据电缆的设计频率下的标称阻抗可以是120ω。数据电缆的实际阻抗可以在标称阻抗的公差范围内。数据电缆在端点可能有终端电阻，以避免阻抗的变化。一些情况下，阻抗取决于数据电缆的几何设计。例如，可以通过扭绞数据电缆的芯线并通过芯线的电导体的直径来调整阻抗。通过扭绞，导体之间的距离可以保持在目标距离的公差范围内。导体的直径限定了导体之间区域的宽度。电导体可以是绞线或金属线。特别地，数据电缆可以有两条绞合的芯线。数据电缆可以是屏蔽的或非屏蔽的。数据电缆可以是有护套的，也可以是无护套的。
13.所有芯线的连接器桥可以布置在共同的壳体内。另外，连接器桥可以划分到不同的壳体。单个壳体可被称为插接耦合器。在设计频率的范围内，连接点的阻抗可以在数据电缆的例如120ω的标称阻抗的公差范围内。连接点的阻抗也可能与数据电缆的阻抗有偏差。数据电缆的传输特性会受到与数据电缆相比变化的阻抗的影响。在这种情况下，插接耦合器的阻抗可以大于、等于或小于数据电缆的阻抗。
14.连接器桥可以由导电材料制成。壳体可由电绝缘材料制成。连接器桥可以具有至少两个端部。在每一个端部，可以与子部段的芯线的芯线末端形成插接连接器。至少在插接耦合器的组装状态下，端部可以终止于壳体的容纳部中。容纳部可以是壳体的凹槽。容纳部可以在形状或其他方面进行编码。容纳部可以限定插接连接器的插入方向。
15.连接器桥可以具有不同的形状。例如，在有两个端部的情况下，连接器桥可以是i形或u形。如果有三个端部，连接器桥可以是，例如，e形、y形或t形。如果有三个以上的端部，连接桥可能具有其他形状，如x形。连接器桥可以布置在平行的平面上。在每个壳体有一个连接器桥的情况下，各个连接器桥可以布置在平行的平面上。平面或连接器桥之间的距离可以在制造插接耦合器时或由至少两个壳体的几何布置确定。该距离可根据插接耦合器的期望阻抗或处于连接中的多个壳体的组合来确定。例如，间距可以在0.2毫米和5毫米之间的间距范围内。连接器桥的宽度可根据插接耦合器的期望阻抗来确定。例如，宽度可以在0.2毫米和5毫米之间。
16.连接器桥的端部可以伸入壳体的容纳部中。连接器桥的端部可以设计成可插拔的引脚。引脚可以具有尖端。芯线的芯线末端可以设计成可插拔的插座。插座可以是标准化的接触部件。插座可以与芯线导电连接。
17.另外，连接器桥的端部可以设计成可插拔的插座。然后，芯线的末端可以设计成引脚。例如，标准化的接触部件可以连接到芯线的绞线上。同样，芯线的钢丝线也可以直接插入插座并被接触到。
18.插接连接器的容纳部可以通过分隔壁相互绝缘。由此,子部段的或回线的芯线末端可以设计为没有绝缘部。
19.另外，不同的连接器桥的端部可以伸入到一个容纳部中。在这种情况下，一段数据电缆或一条回线的子部段的不同芯线的多个芯线末端可以被一个绝缘的插头壳体所包裹。
20.容纳部可被布置在壳体的第一壳体部分中。连接器桥可以被布置在壳体的第二壳体部分中。连接器桥的端部可以从第二壳体部分伸出，并可以布置在第一壳体部分的容纳部中，以形成插接连接器。例如，可以从相反方向插入第一壳体部分的容纳部。芯线末端可以从一个方向插入容纳部中，并且连接器桥的端部可以从另一个方向插入容纳部中。两个独立的插接过程可以减少建立插接连接所需的力。
21.这些插接连接器可以彼此并排布置并朝向同一方向。然后，连接器桥特别是可以是u形或e形的。插接连接器可以通过共同的插接方向自动产生。
22.例如，连接器桥可以被设计成冲孔网。冲孔网可以从金属板材料中切割或冲出。冲孔网可以有矩形的导体截面。有了冲孔网格，可以特别容易地限定连接器桥的宽度。冲孔网可以特别好地自动化地插入到注塑模具中。另外，连接器桥可以通过激光切割、铸造、增材制造方法或其它工艺来生产。
23.基体和连接器桥的表面或一个或多个局部区域可以由不同的材料组成，如铜、锡、镍、银、金或合金。基体可以被设计成一个单独的部件，也可以由多个导电连接的部件组成。
附图说明
24.下面将参照附图对本发明的一个有利的实施方案进行解释。
25.图1是根据一个实施例的数据电缆的图示；
26.图2是根据一个实施例的插接耦合器的图示；
27.图3是根据一个实施例的插接耦合器的图示；
28.图4是根据一个实施例的插接耦合器的图示；并且
29.图5是根据一个实施例的插接耦合器的图示。
30.这些图是示意性的表示，仅用于解释本发明。相同或相似的元件始终用相同的附图标记表示。
具体实施方式
31.图1显示了根据一个实施方案的数据电缆100的图示。数据电缆100连接车辆的组件102。数据电缆100是非屏蔽的并且具有一对绞合的芯线104。数据电缆100适用于数据传输，如can总线电缆或汽车以太网。数据电缆100在数据电缆100的设计频率下的阻抗为例如120ω或100ω。为了避免阻抗变化，在数据电缆100的末端可以设置有终端电阻。阻抗基本上是由数据电缆100的几何设计决定的。两条芯线104具有确定的导体截面。芯线104被扭绞，以将芯线104之间的距离保持在公差范围内。
32.数据电缆100被划分为几个子部段106。其中一个子部段是至组件102的回线108。子部段106使用插接耦合器110相互连接。在其中一个插接耦合器110处，回线108与相邻的两个子部段106连接。回线108是数据电缆100的支线。
33.子部段106的和回线108的芯线104基本上被扭绞到它们的芯线末端112，但也可以在各自的末端具有取决于制造方式的、没有被扭绞的长度。在芯线末端112处，芯线104通过插接连接器114与插接耦合器110的连接器桥116连接。连接器桥116被布置在插接耦合器110中，其几何结构使其在数据电缆100的设计频率下具有所需的阻抗。为此，连接器桥116具有确定的宽度和确定的相互距离。连接器桥116在插接耦合器110中基本上相互平行布置。
34.在一个实施方案中，插接耦合器110的插接连接器114具有统一的插入方向。这使得插接连接器114能够以自动方式被插入。为了避免插接连接器114上的拉伸载荷，子部段106和回线108可以并排延伸，直到一个任选的桁架118，并且在桁架118之后才分开。
35.图2显示了根据一个实施方案的插接耦合器110的图示。插接耦合器110基本上相
应于图1的具有支线的插接耦合器。在所示的插接耦合器110上，数据电缆100的两个子部段106和回线108通过插接连接器114连接到插接耦合器110的连接器桥116。插接连接器114都有相同的插接方向，并在插接耦合器110的壳体202的容纳部200中并排形成。
36.例如，连接器桥116是冲压件，并且每个连接器桥都有三个尖端204，它们朝向同一方向。因此，连接器桥是e形的。尖端204分别伸入它们自己的容纳部(空腔)200。
37.触点，例如插座206被布置在芯线104的芯线末端，它们被插入容纳部200并被推到尖端204上，形成插接连接器114。插座206在这里是不绝缘的并且在各个容纳部200之间通过壳体202的壁/接片208相互绝缘。子部段106的和回线108的芯线104尽可能地扭绞直到插座206。
38.连接器桥116彼此平行布置，并具有限定的间距210。因此，数据电缆100的阻抗通过插接耦合器110保持在一个限定值上。
39.连接器桥116可以进行表面处理。例如，连接器桥116可以是镀锡、镀银或镀金的。
40.图3显示了根据一个实施例的插接耦合器110的图示。插接耦合器110基本上对应于图2中的插接耦合器。相比之下，两个引脚204分别伸入一个容纳部200。
41.子部段106和回线108的插座各自成对地布置在一个绝缘的插头壳体300内。这使得不同的连接器桥116的引脚204之间的接片208是多余的。插头壳体300以及容纳部可以被设计成只允许组件相互之间的一种布置。
42.在一个实施方案中，密封件被布置在插头壳体300和容纳部200之间。通过这种方式，可以保护插接连接器免受环境影响。
43.图4显示了根据一个实施例的插接耦合器110的图示。与图2和图3一样，插接耦合器110将数据电缆100的两个子部段106连接到数据电缆100的回线108上。与图2和图3的图示不同，它们平行嵌入壳体202中。这里的连接器桥116是t型的。因此，插接连接器的插接方向都是彼此成直角排列的。
44.图5显示了根据一个实施方案的插接耦合器110的图示。这里的插接耦合器110是y型的。因此，在插接耦合器110的壳体202的一侧，两个容纳部彼此并排布置。在相反的一侧，布置了一个单一的容纳部。插接方向在这里是平行的，但部分是相反的。
45.换言之，提出了一种用于非屏蔽双绞线(utp)数据电缆的可插拔连接器。
46.数据传输系统，如can总线电缆或汽车以太网10base-t1使用非屏蔽双绞线作为传输介质。这些传输系统不仅可以由点对点的连接组成，还可以作为一个带有回线的总线系统。迄今为止这些回线的连接还不能自动进行，会对传输特性产生负面影响。
47.回线可以通过超声波焊接连接产生。由于技术原因，这里需要一个较长的解捻长度，以便能够将电缆插入焊接装置。这种解捻长度会影响信号。
48.在这里提出的方案中，使用了其中有两个导电部件的壳体，所述部件与各单个芯线接触并且改善了连接的电气性能。正常的触点碰接到各单个导线上。通过将触点插入壳体来建立连接。
49.触点的碰接和插接都是可自动的过程。壳体的设计确保了传输性能。
50.通过这里介绍的插接耦合器，回线可以以自动化的方式连接到传输系统。
51.通过这里介绍的方案，可以提高自动化程度，减少手工作业和相关风险。这允许更高的信号质量和可靠性，因为与手工制作的焊接或压接(拼接)连接器相比，触点的插接更
容易重复和自动化。组件可以被设计成一个简单的注塑件。
52.这里提出的方案描述了一个组件，通过该组件可以建立数据电缆的连接，并且描述了一种过程，通过该过程可以以自动方式处理该组件。
53.该组件具有壳体。在壳体中，有两个导电部件，例如冲孔网，它们与各单个触点相互电性连接。由该组件和电缆上的壳体组成的结构是可能的。在电缆上没有壳体的结构也是可以的。在这种情况下，可以将触点直接插入该组件中。传输特性，例如阻抗，受到导电部件彼此的几何布置的影响。
54.如果按惯例将双绞线相互连接，可能有必要在连接点处将导线解捻。在这个所谓的解捻区，阻抗偏离了导线的额定阻抗。在这里提出的方法中，例如使用两个导电部件来将触点彼此连接。这些部件至少部分相互平行延伸的。
55.因此，阻抗可以设置为传输系统的额定阻抗，或者阻抗偏差也可以通过剩余的解捻长度来补偿。此外，插接区域的阻抗也会受到空腔间距离的影响。
56.由于导体彼此之间的位置被精确限定，阻抗的变动可以被显著限制。该过程可以自动化。该过程不需要焊接。标准的接触部件可以碰接到导线上。这可以自动完成。然后，这些接触部件被插入壳体。插入也可以是自动化的。
57.这里介绍的方法可用于utp数据电缆，如can、can-fd或低速以太网。可以实现减少电缆的长度。
58.总线电缆可以具有初始电阻和/或终端电阻。在连接点，总线用户通过抽头与总线电缆连接。连接点前的解捻长度非常小。例如，50毫米的松脱长度可能是消除拉伸载荷的必要条件。松脱长度可以通过桁架限定为剥离保护。
59.在这里介绍的插接耦合器中，可以在壳体中一同注塑导电部件。另外，壳体可以具有插座触点，然后将一种带有引脚桥的盖子放在上面或插入插座触点中。
60.在一个实施方案中，桥之间的距离被设定为使阻抗为120ω。其中一个桥连接到相同电位/信号，例如，连接到“高”的芯线上。另一个桥连接到同样相同的电位/信号，例如，连接到“低”的芯线上。
61.插座触点可以设计成带有电绝缘的嵌件。另外，插座触点可以通过直接插接而同时插在壳体内和插在桥的引脚上。
62.由于上述详细描述的装置和方法是实施例，因此，在不离开本发明范围的情况下，技术人员可以以通常的方式对其进行大范围的修改。特别是，机械布置和各个元素之间的比例只是示范性的。
63.附图标记列表
64.100 数据电缆
65.102 组件
66.104 芯线
67.106 子部段
68.108 回线
69.110 插接耦合器
70.112 芯线末端
71.114 插接连接器
72.116 连接器桥
73.118 桁架
74.200 容纳部
75.202 壳体
76.204 引脚
77.206 插座
78.208 接片
79.210 间隔
80.300 插头壳体

技术特征：
1.一种用于车辆的数据电缆(100)，其中，所述数据电缆(100)具有绞合的芯线(104)，其中，在连接点处，所述芯线(104)的子部段(106)通过插接连接器(114)连接，所述插接连接器对于每个所述芯线(104)带有一个导电的连接器桥(116)，其中，所述数据电缆(100)的各个芯线(104)的连接器桥(116)在连接点处以彼此间隔开的方式平行地布置，并且，所述连接点在数据电缆(100)的设计频率下的阻抗通过所述连接器桥(116)之间的预定间距(210)和所述连接器桥(116)的预定宽度被配置为预定的阻抗值。2.根据权利要求1所述的数据电缆(100)，其中所述连接器桥(116)的端部伸入到壳体(202)的容纳部(200)中。3.根据权利要求2所述的数据电缆(100)，其中至少两个不同的连接器桥(116)的端部伸入到一个共同的容纳部(200)中。4.根据权利要求1所述的数据电缆(100)，其中所述容纳部(200)被布置在壳体(202)的第一壳体部分中，并且所述连接器桥(116)被布置在所述壳体(202)的第二壳体部分中，其中，所述连接器桥(116)的端部伸出所述第二壳体部分并被插入所述第一壳体部分的所述容纳部(200)中，以形成所述插接连接器(114)。5.根据前述权利要求中任一项所述的数据电缆(100)，其具有至少一个带有绞合的芯线(104)的回线(108)，所述回线(108)的相应的芯线通过所述插接连接器(114)在连接点处与相应的连接器桥(116)连接。6.根据前述权利要求中任一项所述的数据电缆(100)，其中所述插接连接器(114)被并排布置并朝向同一方向。7.根据前述权利要求中任一项所述的数据电缆(100)，其中连接器桥(116)被设计成导电部件，所述导电部件例如通过冲压、激光切割、铸造、增材制造或其他制造工艺制造。8.根据前述权利要求中任一项所述的数据电缆(100)，其中所述连接器桥(116)的端部被设计成可插拔的引脚(204)。9.根据前述权利要求中任一项所述的数据电缆(100)，其中所述芯线(104)的所述芯线末端(112)被设计成可插拔的插座(206)。10.根据权利要求9所述的数据电缆，其中至少一个子部段(106)的和/或回线(108)的插座(206)被一个共同的插头壳体(300)包围。11.根据权利要求1至7中任一项所述的数据电缆(100)，其中连接器桥(116)的端部被设计成可插拔的插座(206)。

技术总结
本发明涉及一种用于车辆的数据电缆(100)，该数据电缆(100)具有绞合的芯线(104)，其中在连接点处，芯线(104)的子部段(106)通过插接连接器(114)连接到导电的连接器桥(116)，其中，数据电缆(100)的不同的芯线(104)的连接器桥(116)在连接点处以彼此间隔开的方式平行布置，并且在数据电缆(100)的设计频率下，连接点的阻抗通过连接器桥(116)之间的预定间距(210)和连接器桥(116)的预定宽度配置为预定的阻抗值。的阻抗值。的阻抗值。


技术研发人员：乌尔里希
受保护的技术使用者：利萨
技术研发日：2023.01.28
技术公布日：2023/7/31