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EP3869631A1 - Daten-steckverbindungsadapter für eine datenübertragung und kraftfahrzeugsteckdose mit daten-steckverbindungsadapter - Google Patents

Daten-steckverbindungsadapter für eine datenübertragung und kraftfahrzeugsteckdose mit daten-steckverbindungsadapter Download PDF

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Publication number
EP3869631A1
EP3869631A1 EP20157930.7A EP20157930A EP3869631A1 EP 3869631 A1 EP3869631 A1 EP 3869631A1 EP 20157930 A EP20157930 A EP 20157930A EP 3869631 A1 EP3869631 A1 EP 3869631A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
data
contacts
contact
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP20157930.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3869631B1 (de
EP3869631C0 (de
Inventor
Klaus Markefka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Erich Jaeger GmbH
Original Assignee
Erich Jaeger GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erich Jaeger GmbH filed Critical Erich Jaeger GmbH
Priority to EP20157930.7A priority Critical patent/EP3869631B1/de
Priority to CN202110183258.XA priority patent/CN113346291B/zh
Priority to US17/175,719 priority patent/US11489290B2/en
Publication of EP3869631A1 publication Critical patent/EP3869631A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3869631B1 publication Critical patent/EP3869631B1/de
Publication of EP3869631C0 publication Critical patent/EP3869631C0/de
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    • H01R31/06—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter

Definitions

  • the invention relates to a data connector adapter for data transmission.
  • a data transmission can be used, for example, between a towing vehicle and a trailer or between a vehicle and a vehicle machine, for example an agricultural vehicle and an agricultural machine that can be fixed to the agricultural vehicle.
  • the data connector adapter can also be used to achieve the tightness required for such applications in the automotive sector.
  • the data plug connection adapter has a plug body which has a first plug connection side, a second plug connection side, an electrically conductive plug shielding surrounding the first and second plug connection sides, and a contact carrier.
  • the first plug connection side comprises a first plug contact connection pattern for connecting a first data plug
  • the second plug connection side comprises a second plug contact connection pattern for connecting a second data plug.
  • the plug contact connection diagrams can basically be adapted to the circumstances, in particular to different data plugs with which the data plug connection adapter according to the invention is to be used, without departing from the subject matter of the invention.
  • the data plugs are not part of the invention; Insofar as data plugs are also described by way of example in this text, this only serves to explain other features of the invention and for illustration.
  • the contact carrier of the data plug connection adapter is arranged between the first and the second plug connection side and carries at least two first contacts and at least two second contacts which are arranged such that the first contacts form the first plug contact connection pattern and the second contacts form the second plug contact connection pattern.
  • exactly one of the first contacts is electrically conductively connected to exactly one of the second contacts via a contact connection section.
  • the contacts in the data connector adapter thus take on the function of conductors in data cables when the data signals are forwarded in the connector adapter. In data cables, data is usually transmitted via pairs of conductors through which signal waves are passed on.
  • the line impedance which is also referred to as impedance or cable impedance, has a decisive influence on the quality of data transmission via the conductors. Geometric changes in the conductor run influence the line impedance. Such changes in impedance can disrupt the data transmission and, as disruptions, in particular reduce the range of the data transmission and / or the achievable maximum data rate.
  • the necessary geometric changes in the course of the conductors and the dielectrics surrounding the conductors changes in impedance in the data transmission conductor. At the places where the impedance changes, there are always disruptions in the data transmission.
  • the prior art proposes an impedance compensation device which has an inductance section and a capacitance section, the inductance section generating a variable inductance contribution to the impedance and the capacitance section generating a variable capacitance contribution to the impedance, the inductance contribution having to be opposite to the capacitance contribution in order to keep the impedance constant keep.
  • an inductance section is disclosed which comprises a plurality of deflectable parts, whereby the inductance contribution can be increased and a capacitance contribution can be compensated for by the deflection of the inductance section.
  • the object of the invention is therefore to provide a data connector adapter for data transmission that is easier to manufacture and, especially in a technically robust environment, such as plug connections in motor vehicles, reliably avoids impedance fluctuations and reliable high-frequency data transmission even in the exterior of a motor vehicle enables.
  • a data plug connection adapter with the features of claim 1 and by a motor vehicle socket with the features of claim 15 with a data plug connection adapter sealingly fixed in the socket.
  • the first contacts are surrounded at least in sections by an electrically insulating first carrier body with a first dielectric constant ⁇ R 1 and the second contacts are surrounded at least in sections by an electrically insulating second carrier body with a second dielectric constant ⁇ R 2 .
  • the different carrier bodies in the different areas of the adapter (also used for short for “data connector adapter” below) can thus easily influence the impedance of the adapter differently in the contact area.
  • the first and the second carrier body rest with an outer circumferential surface at least in sections, but preferably completely, on an inner wall surface of the plug shield. It has been found that the size and shape of the carrier body acting as a dielectric is also of importance, the effect of the dielectric for the waves transported in the conductor in particular also depending on when the waves electrical fields from the dielectric are limited by the connector shield.
  • Complete contact of the outer circumferential surface of the first and second carrier bodies on the connector shield means that preferably at least 80%, particularly preferably at least 90% of the outer circumferential surface lie against the inner wall surface of the connector shield.
  • the inner wall surface of the plug shield is typically larger than the outer circumferential surface of the carrier body, so that even when the outer circumferential surface of the carrier body is in full contact, it only rests on part of the inner wall surface of the plug shield.
  • the carrier bodies are in direct contact with the inner wall surface of the connector shield.
  • the first dielectric constant ⁇ R 1 and the second dielectric constant ⁇ R 2 and the shape of the outer circumferential surface of the contact carrier and the shape of the corresponding inner wall surface of the connector shield on which the outer circumferential surface of the contact carrier rests can be selected so that within the data connector adapter there is no interference with high-frequency data transmission at the desired data rate.
  • the dielectric constants ⁇ R 1 and ⁇ R 2 can, in particular, be different, but they can also be selected to be the same.
  • the person skilled in the art can, if necessary, determine the specific parameters for the variables empirically using various models of the adapter and / or using theoretical calculations of the impedance of the adapter. Typically, calculation models provide a good starting point for a configuration, which can then be optimized empirically until the desired data rates can be achieved during data transmission.
  • the structure of the adapter described according to the invention minimizes the impedance changes and an optimized configuration of the dielectric constants (in particular ⁇ R 1 and ⁇ R 2 ) and the shape of the outer circumferential surfaces of the carrier bodies or the corresponding connector shield can be produced experimentally.
  • data rates in the GBit range for example in the range of 1 GBit / s (gigabits per second), can be reliably achieved.
  • the size and shape of the dielectric surrounding the conductors is of decisive importance and has a decisive influence on the impedance.
  • the shape and arrangement of the connector shield, which surrounds the dielectric around the conductor, also has an important influence on the changes in impedance.
  • the person skilled in the art can optimize the impedance behavior of the adapter by a professional optimization of the dielectric constant ⁇ R and the shape of the support bodies and connector shielding to such an extent that the data connector adapter The impedance differences caused are so small that no interference occurs during data transmission at the intended data rate.
  • a first contact distance between the first contacts is different from the second contact distance between the second contacts.
  • the structure proposed according to the invention is particularly useful because the change in the distance between the first and second contacts necessarily entails geometrical changes in the structure. These changes also lead to changes in impedance, which can be compensated by the structure proposed according to the invention at least to the extent that no interference occurs in the data transmission at the desired data rate.
  • the contact spacing between the first and the second contact files is to be understood such that the respective first and second contacts, between which the contact spacing is considered, are connected to one another in an electrically conductive manner by the contact connecting section.
  • the purpose of the adapter is to change this contact spacing and thus adapt it to the various plug-in contact connection patterns.
  • the diameter of the first and second contacts can also be different, namely a diameter of the contacting areas of the contacts and / or a diameter of the carrier areas of the contacts.
  • carrier areas the sections of the contacts are understood that are predominantly received in the carrier body of the contact carrier or are thus surrounded by the carrier body of the contact carrier and are not connected to the connector contacts when the connector is plugged in.
  • the sections of the contacts that are connected to the plug contacts when the plug is plugged in are understood as the allocation areas.
  • contact areas protrude from the carrier body as contacts formed by pin contacts or pin contacts, while carrier areas of the contacts are received in the carrier body.
  • the first and the further contacts can have different diameters, at least in their contacting area.
  • Smaller diameters in the plug connections are usually more similar to the geometric relationships in the data cable, so that changes in impedance due to the changed geometry are smaller and can be compensated more easily.
  • smaller diameters are geometrically more unstable and usually only designed for a few mating cycles, typically once during the initial installation and possibly during possible repairs, but not in everyday use. Larger diameters lead to greater impedance fluctuations and also allow geometries that allow a high number of mating cycles and are therefore also suitable for mating processes in everyday use.
  • the basic shape of the first and second contacts is cylindrical, i.e. their base is round.
  • the diameter in this case is the diameter of the round base.
  • the first and second contacts can also have a different basic geometric shape, for example a rectangular or any other basic shape.
  • the base area defined as a surface perpendicular to the plug-in direction of the contacts (also referred to as the axial direction of the contacts), then has a corresponding shape.
  • the diameter of the contacts is defined as the greatest distance between two edge points of the base area. The same applies in principle to the contact connection section between the first and second contacts.
  • the diameter of the first contact, the second contact and the contact connecting section can change several times along the direction of the contacts received in the contact carriers.
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides that at least one third carrier body with a third dielectric constant ⁇ R 3 is provided in the area of the contact connection section, the dielectric constant ⁇ R 3 with the first dielectric constant ⁇ R 1 and / or the second dielectric constant ⁇ R 2 can be selected the same or different. Due to the number of different carrier bodies, which in particular directly surround the first contacts, the second contacts and / or the contact connection sections (or in some cases only surround them indirectly, that is, for example, include contacts and a contact carrier directly surrounding these contacts), the possibilities for influencing the impedance in the data connector adapter is increased, so that ultimately small local interference points can also be addressed and the impedance changes can be kept so small that reliable data transmission at the desired data rate is possible.
  • the third carrier body can surround sections of the contacts over a large area or, for example, also be designed as a circuit board in which the first and second contacts are held and contacted. Preferred variants of the third carrier body will be described in more detail later.
  • a useful embodiment of the third carrier body according to the invention can provide that the third carrier body is also provided in an area between different contact connection sections, each of the contact connection sections connecting one of the first contacts and one of the second contacts.
  • the third carrier body can be arranged in an area in which the distance between the first contacts and between the second contacts changes.
  • this third or further carrier body can have an electrically conductive contact shield which is connected to the connector shield in an electrically conductive manner.
  • a contact shield can in particular be arranged between the contact connection sections and / or around the contact connection sections.
  • the shape of the contact shield and its distance from the contact connection sections, the first contacts and / or the second contacts can also be used according to the invention as one (ie another) of the parameters by varying the impedance in the data connector adapter that the impedance in the data connector adapter corresponds to a predetermined impedance value.
  • a conceivable embodiment of the invention provides that one or each first contact, one or each second contact and the contact connecting section connecting them are designed as a one-piece overall contact.
  • the overall contact defined in this way is thus constructed in one piece from conductive material and comprises, as contact parts, the first and second contacts and the contact connection section in accordance with the definition of this invention. In this way, interfering contacts between the various contact parts are avoided in the data transmission.
  • such overall contacts can be produced simply as a part from an electrically conductive material, for example low-alloy copper or measurement, for example as pin contacts.
  • These overall contacts, but also each of the contact parts can preferably have different diameters in sections along their axial direction.
  • a contact area of the first contact can have a diameter of approximately 1.3 mm (or between 1.0 and 1.5 mm), and the carrier area of the first contact can have a diameter of approximately 2.0 mm (or between 1 , 5 and 2.5 mm).
  • Such diameters are suitable, for example, for connection to data plugs of data cables that have conductors with cross-sections between 0.35 to 0.75 mm 2 and allow GBit data transmissions of up to 40 meters.
  • a contact area of the second contact can have a diameter of about 0.5 mm (or between 0.3 and 0.75 mm), and the carrier area of the second contact can have a diameter of about 0.8 mm (or between 0.5 and 1.0 mm).
  • Such diameters are suitable, for example, for connection to data plugs of data cables which have conductors with cross-sections between 0.12 to 0.15 mm 2 and allow GBit data transmissions of up to about 8 to 10 meters.
  • the diameter of the overall contacts in the area of the contact connection section preferably corresponds exactly or approximately to the diameter of the first or second contact in its carrier area. The smaller of these diameters can preferably be selected or be.
  • Such a configuration enables the overall contact in the contact connection section to be bent or bent in a targeted manner in order to achieve a different distance between the first and the second contacts in the plug-in pattern (short for plug-in contact connection pattern).
  • the bending or bending of the contacts can take place in a suitable shape (in the sense of a tool), which brings the originally axially straight contacts into the desired shape in a defined manner (reproducible) during assembly.
  • Suitable tool shapes can be provided as separate assembly aids or, for example, integrated into the carrier body of the contact carrier as guides for the contacts, so that bending occurs automatically when the contacts are inserted into the carrier body. It is also possible to use pre-bent contacts.
  • the first carrier body preferably has through openings for the first contacts and the second carrier body preferably has through openings for the second contacts.
  • a third carrier body can be received in the space between the contact connection sections.
  • the third carrier body preferably has groove-like depressions (as guides) in accordance with the bend of the contact connection sections, in which the bent contact connection sections can be received (or in an assembled data connector adapter).
  • the first carrier body and / or the second carrier body can have collars protruding in the direction of the contact connection section along their outer circumferential surface, which also rest against the inner wall surface of the plug shield and envelop the contact connection sections with the third carrier body accommodated therebetween.
  • the thickness of the collar of the first and / or second carrier body can preferably be approximately the distance between the one in the carrier body recorded contact and the connector shield so that the thickness of the dielectric with the corresponding dielectric constant ⁇ R 1 , ⁇ R 2 between the contact transmitting the data signal and the connector shield remains approximately the same in the area of the contact connection section. This has proven to be a preferred configuration in many cases.
  • the connector shield can be constructed in several parts, the several parts of the connector shield being connected in an electrically conductive manner.
  • the multiple parts of the connector shielding can be fixed to one another in an electrically conductive manner by plugging into one another, pressing or locking, or they can also be connected to one another in one piece.
  • the plug shield can in particular have a socket which forms the base body of the plug body in which or on which the further components of the data plug connection adapter are fixed. Conceivable preferred designs for such a multi-part connector shield are described below.
  • the contact connection section can have a circuit board as the third or further carrier body on which the first contacts and the second contacts are on different sides the circuit board are contacted and fixed by means of their circuit board connector sections, with conductor tracks for connecting one of the first contacts to one of the second contacts (ie for contact connection or in the function of the contact connection section) being provided on the circuit board and with the contacts on the circuit board connecting conductor tracks a contact shield connected to the connector shield in an electrically conductive manner is provided.
  • the circuit board as a third or further carrier body on which the first and second contacts are fixed and connected to one another via the conductor tracks applied to the circuit board as part of the contact connection section, can be easily connected to one another because of the arrangement of the Contacts on the board is freely adjustable and the electrical connection can be easily implemented by means of conductor tracks on the top and / or bottom of the board, in the case of a multilayer structure, possibly also on intermediate layers of the board.
  • the board also has a third / further dielectric constant ⁇ R 3 / ⁇ Ri , which can be influenced - at least within limits - by the choice of material for the board carrier body.
  • the contact shielding which can be freely introduced in the circuit boards, also gives the possibility of influencing the impedance behavior of the data connector adapter locally and very flexibly.
  • the dielectric constant ⁇ R 3 / ⁇ Ri of the third (and possibly any further) carrier body and / or the arrangement and type of contact shielding in the third (and possibly any further) carrier body can be a parameter , with which the impedance in the data connector adapter is or is set by varying this parameter in such a way that the impedance in the data connector adapter corresponds to a predetermined impedance value.
  • a contact shield in the third carrier body which is designed as a circuit board, can be formed, for example, by several plated-through holes which are connected to one another via conductor tracks on one or both sides of the circuit board, possibly also in intermediate layers of the circuit board in the case of a multi-layer circuit board.
  • the conductor tracks of the contact shield preferably form a closed area around the first and second contacts and the conductor tracks connecting them.
  • the arrangement and shape of the conductor tracks of the contact shield and / or the plated-through holes connected to these conductor tracks can be used as the parameters described above. It has been found that a sensible configuration can provide that the shape of the conductor tracks is chosen such that the distance to the first and second contacts is as constant as possible, i.e.
  • a further, supplementary or alternative aspect in the design of the shape of the contact shield can be that the distance between the first and second contacts and the contact shield corresponds approximately to the distance between the conductor tracks connecting the contacts. These can preferably be arranged parallel to one another. Such an arrangement can be achieved particularly easily if the first contacts of the first contact connection pattern and the second contacts of the second contact connection pattern are rotated relative to one another, for example by being rotated around a center point or focus of the connection patterns based on the position of the contacts.
  • the configuration of an embodiment of the invention can also provide that the plug shield is constructed in several parts, a first part of the plug body being a socket in which the first and second contacts with the contact connection sections and the carrier body, ie the first, second and possibly third and further carrier bodies, are received and which preferably also forms insertion openings for the data plugs that can be plugged into the data connector adapter.
  • at least one second part is also provided, which is arranged in the first part and surrounds one of the first or second plug contact connection patterns, ie is arranged at a smaller distance from the first or second contacts than the first part of the plug shield.
  • the first part of the connector shield and the second or any further part of the connector shield can be formed in one piece from one piece of material.
  • the first To form part of the connector shield and the second or any further part of the connector shield as one part each made of electrically conductive material and to be arranged in an electrically conductive connection in the data connector adapter.
  • the first part of the connector shield can be inserted and / or pressed into the second part of the connector shield. Any other type of fixation of the first and second part is also included in the invention.
  • an optimum of the parameters used for impedance optimization and already described in detail can be determined by calculating the impedance in a physical model of the data connector adapter. Since the parameters partially influence one another, several optimal parameter values can exist, the impedance in the data plug-in connection adapter preferably corresponding or intended to correspond to a predetermined impedance value of the data cable.
  • the determination of the parameters in a physical model is, however, comparatively complex, because the theoretical calculation of the impedance makes it necessary to take into account the materials and geometrical relationships used.
  • TDR time domain reflectometry
  • run lengths and reflection characteristics of electromagnetic waves and signals in cables or signal conductors are determined.
  • Such a method or a similar one are known to the person skilled in the art. They rely on a pulse generator generating a sequence of very short signals that are fed into the cable or adapter. The signal amplitudes and the transit time of the signals are compared to the fed-in signal in a measuring device. Sources of interference can be located through the comparison. As a result, the sources of interference become particular recognized by the fact that the impedance at the source of interference deviates, in particular deflects.
  • data connectors with data cables can be connected to one or both sides of the data connector adapter and interference sources can be determined locally resolved by the measurement described will.
  • the sources of interference can then be eliminated or at least reduced to such an extent that the interference does not stand in the way of reliable data transmission at the desired data rate.
  • the proposed data plug-in connection adapter in the basic configuration described often has an impedance of approximately 100 ohms, which is also the case with conventional data cables.
  • a similar impedance value here means that the impedance over the length of the data connector adapter does not deviate by more than 5% from an average impedance and the impedance over the length of the data connector adapter is therefore preferably in the range of 100 ⁇ 5 ⁇ .
  • the respective order of magnitude can, if necessary, be determined empirically by the person skilled in the art. Optimization can therefore take place in particular in that the measured impedance over the length of the data connector adapter is almost identical to the impedance of the cable located outside the adapter, or in other words that no interferences affecting data transmission are determined within the data connector adapter.
  • the data connector adapter proposed according to the invention in the exterior of motor vehicles, ie with motor vehicle data connector adapters as a particularly preferred embodiment of the invention, it corresponds to a particularly preferred embodiment if the data connector adapter is protected against moisture penetration by at least one seal is.
  • At least two seals are preferably provided, with one seal sealing the contact surface of the connector shield and contact carrier, in particular the first and / or second carrier body, and another seal sealing the contact surface of contact and contact carrier, in particular the first and / or second carrier body.
  • This reliably prevents moisture from entering the data cabling in the area of the data connector adapter according to the invention.
  • This is particularly important in the field of high-frequency data transmission (i.e. especially at transmission rates of up to 1 Gbit / s) because moisture can not only lead to short circuits if it comes into contact with the conductors themselves, but also the impedance of the conductor dielectric System and can lead to disruptions in data transmission.
  • a seal can be achieved by suitable, for example elastomeric seals (such as, for example, flat or ring seals, O-ring seals or the like) which lie under pressure between the contact surfaces to be sealed and thus develop their sealing effect.
  • suitable seals such as, for example, flat or ring seals, O-ring seals or the like
  • a particularly preferred way of sealing the data connector adapter therefore provides for the seals to be designed as mandrel profiles (e.g. in the sense of triangular projections) on the more solid components, ie the inner wall surfaces of the connector shield (or the connector body) made of a metallic material and the outer circumference of the Contacts made of metallic material, which each press into the contact surfaces of the adjacent material, ie the first and / or second carrier body of the contact carrier (and / or other parts of the contact carrier) under pressure and thus achieve a seal.
  • the given standards for the exterior of motor vehicles such as ISO 4091, LV 214, USCAR 2, SAE etc., are met.
  • the components are fixed to one another so that they cannot move, in particular if they are connected to one another by being plugged together, as in the preferred embodiments of the invention.
  • the mandrel profiles do not protrude symmetrically from the contact surface, but rather form a run-up bevel on one side (especially in the joining direction) and form an abrupt shoulder on the other side (especially against the joining direction). This makes it easier to join the components together and makes it more difficult to loosen the components in the opposite direction to the sliding direction.
  • the two mandrel profiles of the two seals ie the mandrel profile on the inner wall surface of the connector shield and the spine profile on the contacts, directed in the opposite direction to the run-up slope. This achieves a high level of strength in the assembled components.
  • a further preferred embodiment of the invention can provide that a proprietary connection area is formed on at least one of the first and second connection side, which has a plug adapter sleeve which can be inserted into the plug body and respectively surrounds the first or second plug contact connection pattern, the inner wall of the Connector adapter sleeve is designed for receiving the respective first or second data connector.
  • the plug adapter sleeve can be made of plastic, for example, and can be latched to the plug body. This achieves a modular construction of this plug connection side, which can be adapted to a large number of different data plugs by exchanging the plug adapter sleeve.
  • the plug-in contact connection pattern with the arrangement of the contacts and the plug shielding surrounding the contacts corresponds to a fixed structure (e.g. due to standardizations or agreements on the interoperability of data plug-in connections), but the outer area of the plug is at the proprietary disposal.
  • this adapter can be used universally for a large number of data plugs.
  • a particularly preferred use of the data connector adapter according to the invention is for data transmission between motor vehicles and motor vehicle components, such as trailers, machines or other applications for motor vehicles or their components, with desired data rates above 100 Mbit / s, in particular high data rates in the Gbit / s range.
  • Data transmission in motor vehicles and from motor vehicles to trailers, machines or other motor vehicle components to be connected to the data network of the motor vehicle, in particular in the exterior of the motor vehicle, are becoming increasingly important for various applications.
  • the data plug-in connection adapter proposed according to the invention is also particularly suitable for trucks, agricultural vehicles or construction vehicles, in particular with machines or functions to be connected for data communication.
  • the invention therefore relates to a vehicle data plug-in connection adapter which is specially designed for use in the motor vehicle sector and in particular has the tightness required for applications in the exterior area of motor vehicles.
  • the invention also relates to a motor vehicle socket for data transmission from a motor vehicle to a motor vehicle component with a socket housing which has an insertion opening for connecting a plug of the vehicle component and a connection opening for connecting the socket to a motor vehicle data network or vehicle electrical system, with the insertion opening through a lid hinged to the can body is sealingly closable.
  • the data connector adapter described above is sealingly fixed in the socket housing, with one of the two connector sides of the data connector adapter being accessible in the insertion opening and the other of the two connector sides of the data connector adapter being accessible in the connection opening.
  • the data plug-in connection adapter can be securely fixed in the motor vehicle socket by means of a suitable (one-piece or multi-part) seal between the outer circumference of the data plug-in connection adapter and a through opening in the socket housing into which the data plug-in connection adapter can be accommodated and in which the data plug-in connection adapter can be accommodated is fixed.
  • the data connector adapter can have a spine profile (according to the type already described) on a circumference which, when the data connector adapter is fixed in the through opening of the socket housing, press into the socket housing, which is made of plastic, under contact pressure.
  • a sealing connection can also be established, for example, by injection molding or overmolding.
  • At least one additional electrical contact can be inserted into the socket housing of the Motor vehicle socket to be integrated.
  • the further electrical contacts can also be contacted in the insertion opening and connection opening of the motor vehicle socket.
  • FIG. 1 to 4 is a first embodiment of a data connector adapter 100 according to the invention and with reference to FIG Figures 5 to 8 a second embodiment of a data plug-in connection adapter 200 according to the invention is described below, with reference numerals differing by the amount 100 being used for comparable parts.
  • a large number of the functions and advantages of the various components of the data plug-in connection adapters 100, 200 according to the invention have already been described and can also be found in the drawings with a corresponding expert understanding. These are no longer repeated in the following description of the figures, but are correspondingly valid for all specific exemplary embodiments.
  • a motor vehicle socket 160 according to the invention is connected to a data plug connection adapter 100 according to the first embodiment in FIG Figure 9 shown and described. It goes without saying that this is only an example and that all the components of the motor vehicle socket that are shown and all described can be implemented in the same way with a recorded data plug-in connection adapter 200 according to the second embodiment.
  • the data plug connection adapter 100 shown for data transmission has a plug body 101 which has a first plug connection side 102 and a second plug connection side 103.
  • the first and the second plug connection side 102, 103 are surrounded by an electrically conductive plug shielding 104 which comprises a socket-like first part of the plug shielding 105 and a second part of the plug shielding 106.
  • the first part of the plug shield 105 forms an insertion opening for a data plug both on the first and on the second plug connection side 102, 103.
  • the first plug connection side 102 shows a first plug contact connection pattern 111 for connecting a first data plug 11
  • the second plug connection side 103 shows a second plug contact connection pattern 112 for connecting a second data plug 12.
  • a contact carrier 120 is received in the plug body 101, the contact carrier 120 being arranged between the first and the second plug connection side 102, 103 and carrying at least two first contacts 121 and at least two second contacts 122, which are arranged such that the first contacts 121 the first plug contact connection diagram 111 and the second contacts 122 form the second plug contact connection diagram 112.
  • the first contacts 121 is connected in an electrically conductive manner to exactly one of the second contacts 122 via a contact connection section 123.
  • the first part of the plug shielding 105 also surrounds the first contacts 121 on the first plug connection side 102.
  • the second contacts 122 are surrounded by the second part of the plug shielding 106, which is arranged within the first part of the plug shielding 105.
  • the first part of the plug shield 105 and the second part of the plug shield 106 are designed in one piece as a common plug shield 104, which at the same time also forms the plug body 101.
  • the contacts are provided as a one-piece overall contact 124, i.e. the first contact 121, the second contact 122 and the contact connecting portion 123 between these contacts 121, 122 are formed in one piece from a conductive material.
  • the first contacts 121 are surrounded at least in sections (with their carrier area 126) by an electrically insulating first carrier body 141 with a first dielectric constant ⁇ R 1
  • the second contacts 122 are at least in sections (with their carrier area 126) by an electrically insulating second carrier body 142 with a second dielectric constant ⁇ R 2
  • the first and the second carrier body 141, 142 having an outer circumferential surface 144 on an inner wall surface 145 of the plug shield 104, specifically on an inner wall surface 145 of the first part of the plug shield 105 and the second part of the plug shield 106, respectively , issue.
  • the first and second contacts 121, 122 protrude from their respective carrier bodies 141, 142.
  • a third carrier body 143 with a third dielectric constant ⁇ R 3 is provided in the area of the contact connection section 123 and is positioned between the contact connection sections 123 of the first and second contacts 121, 122.
  • the diameter of the first and / or second contact 121, 122 in the first and / or second carrier body 141, 142 the diameter of the contact connecting section 123, the distance between the first contacts 121 and the outer peripheral surface 144 of the first carrier body 141, the distance between second contacts 122 to the outer peripheral surface 144 of the second carrier body 142, the distance between the contact connection section 123 and the outer circumferential surface 144 of the first and / or second carrier body 141, 142, the shape of the outer circumferential surface 144 of the first and / or second carrier body 141, 142 (and thus the shape of the inner wall surface 145 of the plug shield 104 in the areas in which the outer circumferential surface 144 of the first and / or second carrier body 141, 142 rests against the inner wall surface), the dielectric constant ⁇ R 1 of the first carrier body 141, the dielectric constant ⁇ R 2 of the second carrier body 142, the dielectric constant ⁇ R 3 of the third carrier body 143 and
  • Figure 2 shows a three-dimensional overall view of the data connector adapter 100 with the connector body 101, the first connector side 102 for connection to a first data connector 11 and the second connector side 103 for connection to a second data connector 12.
  • the first data connector 11 has a first data cable 13 of larger cross-section and the second data connector 12 is connected to a second data cable 14 of smaller cross-section.
  • the connector shield 104 has the first part of the connector shield 105, which is the in Figure 2 First plug contact connection diagram 111, which is not visible, surrounds, and the second part of the plug shielding 106 which surrounds the second plug contact connection diagram 112.
  • a proprietary connection area 113 is formed around the second plug contact connection pattern 112, which has a plug adapter sleeve 114 which can be plugged into the plug body 101 and the second Surrounds the plug contact connection diagram 112, the inner wall 115 of the plug adapter sleeve 114 being designed to accommodate the second data plug 12.
  • FIG 3 a partially sectioned exploded view of the data connector adapter 100 is shown with the components already described. Reference is made to this description.
  • the structure of the contact carrier 120 with the first and second contacts 121, 122 and the first, second and third carrier bodies 141, 142, 143 is additionally described below. It is shown that the overall contact 124 in the contact connecting section 123 is specifically bent or bent in order to achieve a different distance between the first contacts 121 and the second contacts 122.
  • the first carrier body 141 has first through openings 146 for the first contacts 121 and the second carrier body 142 has second through openings 147 for the second contacts 122. Furthermore, a third carrier body 143 is received in the space 148 between the first and second carrier bodies 141, 142 and between the contact connection sections 123.
  • the third carrier body 143 has, corresponding to the bend of the contact connection sections 123 of the overall contact 124, groove-like depressions 149 (as guides) in which the bent contact connection sections 123 can be received or are accommodated in an assembled data connector adapter 100 (cf. Figure 1 ).
  • first support body 141 and / or the second support body 142 each have collars 150 protruding in the direction of the contact connection section 123 along their outer circumferential surface, which also rest against the inner wall surface 145 of the plug shield 104 and enclose the contact connection sections 123 with the third support body 143 accommodated therebetween. In the assembled state, a common collar 150 is formed.
  • the thickness of the collar 150 of the first carrier body 141 and / or the thickness of the collar 150 of the second carrier body 142 preferably corresponds approximately to the distance between the total contact 124 received in the carrier bodies 141, 142, so that the thickness of the dielectric with the corresponding dielectric constant ⁇ R 1 , ⁇ R 2 between the overall contact 124 transmitting the data signal and the plug shield 104 also remains approximately the same in the area of the contact connection section 123.
  • FIG 4 shows the in Figure 2 described second plug connection side again in detail.
  • a data plug connection adapter 200 for data transmission with a plug body 201 which has a first plug connection side 202 and a second plug connection side 203.
  • the first and second plug connection sides 202, 203 are surrounded by an electrically conductive plug shield 204 which comprises a socket-like first part of the plug shield 205 and a second part of the plug shield 206.
  • the first part of the plug shield 205 forms an insertion opening for a data plug both on the first and on the second plug connection side 202, 203.
  • the first plug connection side 202 shows a first plug contact connection diagram 211 for connecting a first data plug 11
  • the second plug connection side 203 shows a second plug contact connection diagram 212 for connecting a second data plug 12.
  • a contact carrier 220 is received in the plug body 201, the contact carrier 220 being arranged between the first and the second plug connection side 202, 203 and carrying at least two first contacts 221 and at least two second contacts 222, which are arranged such that the first contacts 221 form the first plug contact connection diagram 211 and the second contacts 222 form the second plug contact connection diagram 212.
  • Exactly one of the first contacts 221 is electrically conductively connected to exactly one of the second contacts 222 via a contact connection section 223, the contact connection section 223 being part of a circuit board which also serves as the third carrier body 243 of this embodiment.
  • first plug contact connection diagram 211 and the second plug contact connection diagram 212 are aligned rotated by 90 ° with respect to one another, so that both contacts 221 of the two first contacts 221 can be seen, but only one contact 222 of the two second contacts 222.
  • the first part of the plug shielding 205 also surrounds the first contacts 221 on the first plug connection side 202.
  • the second contacts 222 are also (additionally) surrounded by the second part of the plug shielding 206, which is arranged within the first part of the plug shielding 205 is.
  • the first part of the plug shield 205 and the second part of the plug shield 206 are designed in two parts.
  • the first part of the connector shield 205 and the second part of the connector shield 206 together form the connector shield 204 in that the two parts are arranged in the data connector adapter 200 in an electrically conductive connection to one another.
  • the first part of the plug shield 205 also forms the socket-like plug body 201.
  • the contacts 221, 222 are designed as multi-part contacts, the first contacts 221 and the second contacts 222 each being designed as pin contacts that are held and contacted in the circuit board as the third carrier body 243.
  • the contact connection section 223 of each contact ie the electrically conductive connection between each first contact 221 and each second contact 222, is formed by a conductor track formed on the circuit board 243 (see FIG Figure 7 ).
  • the first contacts 221 are at least partially (with their carrier area 226) surrounded by an electrically insulating first carrier body 241 with a first dielectric constant ⁇ R 1
  • the second contacts 222 are at least partially (with their carrier area 226) by an electrically insulating second carrier body 242 with a second dielectric constant ⁇ R 2
  • the first and the second carrier body 241, 242 having an outer circumferential surface 244 on an inner wall surface 245 of the connector shield 204, each on an inner wall surface 245 of the first part of the connector shield 205 and the second part of the connector shield 206, issue.
  • first and second contacts 221, 222 protrude from their respective carrier bodies 241, 242.
  • the third carrier body 243 provided in this embodiment is designed as a circuit board with a third dielectric constant ⁇ R 3 , which is arranged between the first and second carrier bodies 241, 242. Both the first carrier body 241 and the second carrier body 242 reach up to the circuit board 243, with a free space 248 being formed in the center of the first carrier body 241 between the circuit board 243 and the first carrier body.
  • FIG. 7 a partially sectioned exploded view of the data connector adapter 200 is shown with the components already described. Reference is made to this description.
  • the structure of the contact carrier 220 with the first and second contacts 221, 222 and the first, second and third carrier bodies 241, 242, 243 will be described in more detail. It is shown that the contact carrier 220 does not have an overall contact like the first embodiment of the data connector adapter 100. Instead, the first contacts 221 and the second contacts 222 are designed as pin contacts that are arranged and contacted at different distances from one another on the circuit board 243. The board also forms the third carrier body 243 at the same time.
  • the first carrier body 241 has first through openings 246 for the first contacts 221 and the second carrier body 242 has second through openings 247 for the second contacts 222.
  • the contact connection section 223 comprises the circuit board as a third carrier body 243, on which the first contacts 221 and the second contacts 222 on different sides of the circuit board are contacted and fixed by means of their circuit board connector sections 227.
  • the circuit board connector sections 227 are each formed as thin pin contact areas of the first and second contacts 221, 222.
  • the conductor tracks 224 for connecting one of the first contacts 221 to one of the second contacts 222 are provided on the circuit board 243.
  • a contact shield 230 that is electrically conductively connected to the plug shield 204 is provided on the circuit board 243 around the conductor tracks 224 connecting the contacts 221, 222.
  • This contact shield 230 is formed in the third carrier body 243, which is embodied as a circuit board, by a plurality of through-contacting points 231, which are connected to one another via conductor tracks 232 on one or both sides of the circuit board.
  • the conductor tracks 232 of the contact shield form a closed area around the first and second contacts 221, 222 as well as the conductor tracks 224 of the contact connection section 223 connecting them.
  • the arrangement and shape of the conductor tracks 232 of the contact shield and / or the plated-through holes 231 connected to these conductor tracks 232 can also be used as parameters described above.
  • the configuration shown is provided that the shape of the conductor tracks 232 is selected to be arcuate such that the distance from the first and second contacts 221, 222 is as constant as possible, ie of a shape follows, in which fluctuations in the distance are minimized.
  • the distance between the first and second contacts 221, 222 and the contact shield 230 corresponds approximately to the distance between the conductor tracks 224 connecting the contacts 221, 222 and arranged parallel to one another.
  • the first contacts 221 of the first contact connection pattern 211 and the second contacts 222 of the second contact connection pattern 212 are arranged rotated relative to one another by approximately 90 °, the rotation about a center point or center of gravity 216 of the connection patterns 211, 222 based on the position of the contacts 221, 222 takes place.
  • the center point or center of gravity 216 corresponds to the circle center point of the round plate, without the invention being restricted to such a configuration.
  • the plug shield 204 is constructed in two parts and comprises, as separate parts, a first part of the plug shield 205, which is formed by the socket-like plug body 201, and a second part of the plug shield 206, which is inserted into the first part of the plug shield 205, for example or press-fit is received and surrounds the second contacts 222 of the second plug contact connection pattern 212.
  • the first and second parts 205, 206 of the entire connector shield 204 are connected to one another in an electrically conductive manner after assembly.
  • the electrical connection between the plug shield 204 and the contact shield 230 takes place in the illustrated embodiment by conductors in the second carrier body 241.
  • contact projections 233 are provided on the second part of the plug shield 206 in the direction of the circuit board 243, which are in the mounted data connector adapter 220 Via points 231 of the contact shield stand up.
  • the contact projections 233 protrude as conductors through a stand flange 234 formed on the edge facing the circuit board 243 of the first carrier body 241, in which contact recesses are formed for this purpose.
  • the data connector adapter 100; 200 by at least two seals 151, 152; 251, 252 protected against the penetration of moisture, wherein a first seal 151; 251 one or the contact surface of plug shielding 104; 204 (in the exemplary embodiments specifically of the first part of the plug shielding 105; 205) and contact carrier 100; 200 (in the exemplary embodiments specifically the first carrier body 141; 241) and a second seal 152; 252 one or the contact surface of contact (in the exemplary embodiments specifically of first contact 121; 221) and contact carrier 100; 200 (specifically the first carrier body 141; 241 in the exemplary embodiments).
  • the seals 151, 152; 251, 252 are as mandrel profiles (in the sense of triangular projections) on the inner wall surfaces of the first parts of the connector shield 105; 205 made of metallic material and the outer periphery of the contacts 121; 221 is also made of metallic material.
  • the mandrel profiles each press themselves into the contact surfaces of the adjacent material, ie here specifically the first carrier body 141; 241 of the contact carrier 120; 220 under pressure and thus achieve a seal.
  • plug body 101; 201 formed mandrel profiles, which then in the same way as a third seal 153; 253 act when the data connector adapter 100; 200 is used, for example, in a motor vehicle socket 160 for data transmission from a motor vehicle to a motor vehicle component.
  • the specifically illustrated seals 151, 152; 251, 252; 153; 253 are all as mandrel profiles each with two or more spaced (triangular) profile projections 154; 254 trained.
  • Such a motor vehicle socket 160 is shown in cross section with a socket housing 161, which has an insertion opening 162 for connecting a plug of the vehicle component and a connection opening 163 for connecting the socket to a motor vehicle data network or vehicle electrical system, the insertion opening 162 being connected to a Can housing hinged lid 164 is sealingly closable.
  • a seal 165 is received in the cover 164, which seal rests against the edge of the insertion opening 162 in the closed state of the cover 164.
  • an embodiment of the previously described data plug connection adapter 100 is sealingly fixed, the first plug connection side 102 of the data plug connection adapter 100 being accessible in the insertion opening 162 and the second plug connection side 103 of the data plug connection adapter 100 being accessible in the connection opening 163.
  • the data connector adapter 100 is sealingly fixed in the motor vehicle socket by the seal 153, which is also designed as a spine profile, between the outer circumference of the data connector adapter 100 and a through opening 166 of the socket housing 161 into which the data connector adapter 100 is added and fixed.
  • the seal 153 embodied as a mandrel profile is pressed (according to the type already described) when the data connector adapter 100 is fixed in the through opening 166 under contact pressure into the socket housing 161 made of plastic.
  • a sealing connection can also be established, for example, by injection molding or overmolding.
  • further electrical contacts 167 are integrated in a manner known per se in a sealing manner into the socket housing 161 of the motor vehicle socket 160, of which in the sectional view of FIG Figure 9 only one contact 167 is shown.
  • the further electrical contacts 167 can also be contacted in the insertion opening 162 and in the connection opening 163 of the motor vehicle socket 167.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Es werden Daten-Steckverbindungsadapter bzw. eine Kraftfahrzeugsteckdose mit einen Daten-Steckverbindungsadapter beschrieben. Das Daten-Steckverbindungsadapter (100) für eine Datenübertragung hat einen Steckerkörper (101), der eine erste Steckeranschlussseite (102), eine zweite Steckeranschlussseite (103), eine elektrisch leitende Steckerschirmung (104) und einen Kontaktaktträger (120, 220) aufweist, wobei der Kontaktträger (120) zwischen einer ersten und einer zweiten Steckeranschlussseite (102, 103) angeordnet ist und mindestens zwei erste Kontakte (121) und mindestens zwei zweite Kontakte (122) trägt und wobei jeweils genau einer der ersten Kontakte (121) mit genau einem der zweiten Kontakte (122) über einen Kontaktverbindungsabschnitt (123, 223) elektrisch leitend verbunden ist. Die ersten Kontakte (121) sind zumindest abschnittsweise von einem elektrisch isolierenden ersten Trägerkörper (141) mit einer ersten Dielektrizitätskonstante ε R1 und die zweiten Kontakte (122) zumindest abschnittsweise von einem elektrisch isolierenden zweiten Trägerkörper (142) mit einer zweiten Dielektrizitätskonstante ε R2 umgeben (Fig. 1).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Daten-Steckverbindungsadapter für eine Datenübertragung. Eine solche Datenübertragung kann beispielsweise zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger oder zwischen einem Fahrzeug und einer Fahrzeugmaschine, bspw. einem landwirtschaftlichen Fahrzeug und einer an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug festlegbaren landwirtschaftlichen Maschine, verwendet werden. Insbesondere lassen sich mit dem Daten-Steckverbindungsadapter auch die für derartige Anwendungen im Automotive-Bereich notwendige Dichtheit erreichen. Der Daten-Steckverbindungsadapter weist einen Steckerkörper, der eine erste Steckeranschlussseite, eine zweite Steckeranschlussseite, eine insbesondere die erste und die zweite Steckeranschlussseite umgebende elektrisch leitende Steckerschirmung und einen Kontaktaktträger auf. Die erste Steckeranschlussseite umfasst ein erstes Steckkontakt-Anschlussbild zum Anschließen eines ersten Datensteckers und die zweite Steckeranschlussseite umfasst ein zweites Steckkontakt-Anschlussbild zum Anschließen eines zweiten Datensteckers.
  • Die Steckkontakt-Anschlussbilder können im Rahmen der Erfindung grundsätzlich an die Gegebenheiten angepasst werden, insbesondere an verschiedene Datenstecker, mit denen der erfindungsgemäße Datensteckverbindungsadapter verwendet werden soll, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Die Datenstecker sind nicht Teil der Erfindung; soweit in diesem Text Datenstecker beispielhaft mitbeschrieben werden, dient dies nur zur Erläuterung anderer Merkmale der Erfindung und zur Veranschaulichung.
  • Entsprechend der Erfindung ist der Kontaktträger des Daten-Steckverbindungsadapters zwischen der ersten und der zweiten Steckeranschlussseite angeordnet und trägt mindestens zwei erste Kontakte und mindestens zwei zweite Kontakte, die so anordnet sind, dass die ersten Kontakte das erste Steckkontakt-Anschlussbild und die zweiten Kontakte das zweite Steckkontakt-Anschlussbild bilden. Jeweils genau einer der ersten Kontakte ist mit genau einem der zweiten Kontakte über einen Kontaktverbindungsabschnitt elektrisch leitend verbunden. Damit übernehmen die Kontakte in dem Daten-Steckverbindungsadapter die Funktion von Leitern in Datenkabeln beim Weiterleiten der Datensignale in dem Steckverbindungsadapter. In Datenkabeln erfolgt die Datenübertragung meist über Leiterpaare, über die Signalwellen weitergeleitet werden.
  • Maßgeblichen Einfluss auf die Qualität der Datenübertragung über die Leiter hat der Leitungswellenwiderstand, der auch als Impedanz oder Kabelimpedanz bezeichnet wird. Geometrische Änderungen im Leiterverlauf beeinflussen den Leitungswellenwiderstand. Solche Impedanzänderungen können die Datenübertragung stören und als Störungen insbesondere die Reichweite der Datenübertragung und/oder die erreichbare maximale Datenrate verringern. Bei der Einleitung von Datenkabeln in Datenstecker und insbesondere bei Daten-Steckverbindungsadaptern zur Verbindung von Datensteckern mit unterschiedlichen Steckkontakt-Anschlussbildern, wie es die Funktion des erfindungsgemäßen Daten-Steckverbindungsadapters ist, bewirken die notwendigen geometrischen Änderungen im Verlauf der Leiter und der die Leiter umgebenden Dielektrika (Leiterisolierung, insbesondere der Kontaktträger) Impedanzänderungen in dem Datenübertragungsleiter. An den Orten der Impedanzänderungen kommt es immer wieder zu Störungen bei der Datenübertragung.
  • Für moderne Anwendungen auch im Automotivebereich, gerade auch bei der Datenübertagung vom Kraftfahrzeug an im Außenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnete Fahrzeugkomponente, wie Anhänger, Maschinen oder andere Funktionen oder Applikationen, die auf einen Datenaustausch mit dem Datennetz des Kraftfahrzeugs angewiesen sind, sollen hohe Datenrate, wie beispielsweise im Bereich von 1 GBit/s (Gigabit pro Sekunde), erreicht werden. Bei einer so hochfrequenten Datenübertragung begrenzen Störstellen aber die möglichen Datenraten bei der Datenübertragung, so dass sich eine Datenübertragung mit hohen Datenraten über längere Übertragungsstrecken, die insbesondere noch Steckverbindungen aufweist, nicht oder nicht mit notwenigen Zuverlässigkeit erreichen lassen. Die Störstellen einer Steckverbinderanordnung ergeben sich insbesondere in Form von Impedanzänderungen des Kabels bzw. Leiters, die Einfluss auf die zu übertragenden Signalwellen haben. Aus dem Stand der Technik, unter anderem aus Dokument DE 10 2018 208 532 A1 , ist es bekannt, dass die Impedanz einer Steckverbinderanordnung zwischen Stecker und Gegenstecker entlang der Steckrichtung konstant oder nahezu konstant gehalten werden soll, um solche Störungen zu minimieren. Der Stand der Technik schlägt hierzu eine Impedanzausgleichseinrichtung vor, die einen Induktivitätsabschnitt und einen Kapazitätsabschnitt aufweist, wobei der Induktivitätsabschnitt einen variablen Induktivitätsbeitrag zur Impedanz und der Kapazitätsabschnitt einen variablen Kapazitätsbeitrag zur Impedanz erzeugt, wobei der Induktivitätsbeitrag gegengleich zum Kapazitätsbeitrag sein muss, um die Impedanz konstant zu halten. Hierzu wird ein Induktivitätsabschnitt offenbart, der mehrere auslenkbare Teile umfasst, wobei durch die Auslenkung des Induktivitätsabschnitts der Induktivitätsbeitrag erhöht und ein Kapazitätsbeitrag ausgeglichen werden kann.
  • Eine alternative Möglichkeit die Impedanz einer Steckverbinderanordnung zu beeinflussen wird in Dokument DE 10 2018 104 253 B4 offenbart, wobei die Impedanz insbesondere dadurch beeinflusst wird, dass der Abstand zwischen einem Außenleiter und Leitern eines Leiterpaares oder der Abstand zwischen den Leitern des Leiterpaares verändert wird.
  • Diese Lösungen erweisen sich in der Praxis jedoch als dahingehend nachteilig, dass diese Lösungen gerade in einem robusteren Umfeld nicht zuverlässig sind. So können sich bei äußeren Einwirkungen, beispielsweise Erschütterungen, die Leiter ungewollt annähern. Die hierdurch verursachten Impedanzänderungen beeinflussen die Datenübertragung negativ. Zudem sind die Lösungen konstruktiv recht komplex, was nicht nur die Herstellungskosten erhöht, sondern auch vergleichsweise große Toleranzen in der Kabelführung erzeugt, die zu ungewünschten Impedanzschwankungen führen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Daten-Steckverbindungsadapter für eine Datenübertragung bereitzustellen, der einfacher herstellbar ist und gerade auch in einem technisch robusten Umfeld, wie Steckverbindungen in Kraftfahrzeugen, zuverlässig Schwankungen der Impedanz vermeidet und eine hochfrequente Datenübertragung auch in dem Außenbereich eines Kraftfahrzeugs zuverlässig ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Daten-Steckverbindungsadapter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Kraftfahrzeugsteckdose mit den Merkmalen des Anspruchs 15 mit in der Steckdose abdichtend festgelegtem Daten-Steckverbindungsadapter gelöst. Dazu ist insbesondere vorgesehen, dass die ersten Kontakte zumindest abschnittsweise von einem elektrisch isolierenden ersten Trägerkörper mit einer ersten Dielektrizitätskonstante ε R1 umgeben sind und die zweiten Kontakte zumindest abschnittsweise von einem elektrisch isolierenden zweiten Trägerkörper mit einer zweiten Dielektrizitätskonstante ε R2 umgeben sind. Die unterschiedlichen Trägerkörper in den verschiedenen Bereich des Adapters (im Folgenden auch kurz für 'Daten-Steckverbindungsadapter' verwendet) können damit auf einfache Weise die Impedanz des Adapters im Kontaktbereich unterschiedlich beeinflussen. Dabei liegen der erste und der zweite Trägerkörper mit einer Außenumfangsfläche zumindest abschnittsweise, bevorzugt aber vollständig an einer Innenwandfläche der Steckerschirmung an. Es hat sich herausgestellt, dass gerade auch die Größe und Form der als Dielektrikum wirkenden Trägerkörper von Bedeutung ist, wobei die Wirkung des Dielektrikums für die in dem Leiter transportierten Wellen insbesondere mit davon abhängt wann die elektrischen Felder aus dem Dielektrikum durch die Steckerschirmung begrenzt werden.
  • Ein vollständiges Anliegen der Außenumfangsfläche der ersten und zweiten Trägerkörper an der Steckerschirmung bedeutet, dass vorzugweise mindestens 80%, besonders bevorzugt mindestens 90% der Außenumfangsfläche an der Innenwandfläche der Steckerschirmung anliegen. Die Innenwandfläche der Steckerschirmung ist typischer Weise größer als die Außenumfangsfläche des Trägerkörpers, so dass auch bei einem vollständigen Anliegen der Außenumfangsfläche des Trägerkörpers dieser nur an einem Teil der Innenwandfläche der Steckerschirmung anliegt.
  • Mit Anliegen ist gemeint, das die Trägerkörper in direktem Kontakt mit der Innenwandfläche der Steckerschirmung stehen. Erfindungsgemäß können die erste Dielektrizitätskonstante ε R1 und die zweite Dielektrizitätskonstante ε R2 und die Form der Außenumfangsfläche der Kontaktträger sowie die Form der entsprechenden Innenwandfläche der Steckerschirmung, an der die Außenumfangsfläche der Kontaktträger anliegt, gerade so gewählt sein, dass innerhalb des Daten-Steckverbindungsadapters keine Störung einer hochfrequenten Datenübertragung mit der gewünschten Datenrate auftritt. Die Dielektrizitätskonstanten ε R1 und ε R2 können insbesondere verschieden, aber auch gleich gewählt sein. Die konkreten Parameter für die Größen kann der Fachmann ggf. empirisch durch verschiedene Modelle des Adapters und/oder durch theoretische Berechnungen der Impedanz des Adapters ermitteln. Typischerweise liefern Berechnungsmodelle einen guten Startpunkt für eine Konfiguration, die dann empirisch solange optimiert werden können, bis sich die gewünschten Datenraten bei der Datenübertragung erreichen lassen.
  • Üblicherweise treten, wie bereits erläutert, beim Übergang von einem ersten Steckkontakt-Anschlussbild auf ein zweites Steckkontakt-Anschlussbild Impedanzunterschiede auf, die durch geometrische Änderungen der die Datensignale leitenden Kontakte (sowie der Kontaktverbindungsabschnitte zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt) hervorgerufen werden, die gerade bei hohen Datenraten zu Störungen führen können. Auch bei dem Übergang zwischen den Leitern eines Datenkabels und den Kontakten in den Steckern oder Steckeradaptern kann es zu Störungen bei der Datenübertragung kommen, insbesondere weil sich die dielektrischen Eigenschaften in der Umgebung der die Datensignale übertragenden Leiter ändern und damit Impedanzunterschiede hervorrufen.
  • Es hat sich herausgestellt, dass durch den erfindungsgemäß beschriebenen Aufbau des Adapters die Impedanzänderungen minimiert werden und gerade auch experimentell eine optimierte Konfiguration der Dielektrizitätskonstanten (insbesondere ε R1 und ε R2) und der Form der Außenumfangsflächen der Trägerkörper respektive der entsprechenden Steckerschirmung herstellbar sind. Hierdurch lassen sich Datenraten im GBit-Bereich, also bspw. im Bereich von 1 GBit/s (Gigabit pro Sekunde), zuverlässig realisieren. Für die Wellenausbreitung der Signalwellen in den Leitern ist die Größe und Form des die Leiter umgehenden Dielektrikums von entscheidender Bedeutung und bestimmt die Impedanz entscheidend mit.
  • Geometrische Änderungen der Leiter sowie deren relative Anordnung zueinander und/oder des Dielektrikums um den Leiter führen zu ortsabhängigen Impedanzänderungen. Wichtigen Einfluss auf die Impedanzänderungen hat auch die Form und Anordnung der Steckerschirmung, die das Dielektrikum um die Leiter umgibt. Durch den erfindungsgemäß beschriebenen Aufbau kann der Fachmann das Impedanzverhalten des Adapters durch eine fachmännische Optimierung der Dielektrizitätskonstanten εR sowie der Form von Trägerkörpern und Steckerschirmung soweit optimieren, dass die durch den Daten-Steckverbindungsadapter hervorgerufenen Impedanzunterschiede so klein sind, dass keine Störungen bei der Datenübertragung mit der intendierten Datenrate auftreten.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein erster Kontaktabstand zwischen den ersten Kontakten von dem zweiten Kontaktabstand zwischen den zweiten Kontakten unterschiedlich ist. In diesem Fall ist der erfindungsgemäß vorgeschlagene Aufbau besonders sinnvoll, weil die Abstandsstandänderung zwischen ersten und zweiten Kontakten notwendigerweise geometrische Änderungen des Aufbaus nach sich zieht. Diese Änderungen führen auch zu Impedanzänderungen, die durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Aufbau zumindest soweit kompensiert werden können, dass keine Störungen in der Datenübertragung bei der gewünschten Datenrate auftreten. Der Kontaktabstand zwischen den ersten und den zweiten Kontaktakten ist derart zu verstehen, dass die jeweiligen ersten und zweiten Kontakte, zwischen denen der Kontaktabstand betrachtet wird, durch den Kontaktverbindungsabschnitt elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Zweck des Adapters ist es gerade, diesen Kontaktabstand zu verändern und so an die verschiedenen Steckkontakt-Anschlussbilder anzupassen.
  • Zusätzlich oder alternativ kann auch der Durchmesser der ersten und zweiten Kontakte unterschiedlich sein, und zwar ein Durchmesser der Kontaktierungsbereiche der Kontakte und/oder ein Durchmesser der Trägerbereiche der Kontakte. Als Trägerbereiche werden dabei die Abschnitte der Kontakte verstanden, die überwiegend in dem Trägerkörper des Kontaktträgers aufgenommen bzw. damit geleichbedeutend von dem Trägerköper des Kontaktträgers umgeben sind und beim Aufstecken der Stecker nicht mit den Steckerkontakten verbunden werden. Als Kontierungsbereiche werden entsprechend die Abschnitte der Kontakte verstanden, die beim Aufstecken der Stecker mit den Steckerkontakten verbunden werden. In einer typischen Ausführung stehen Kontaktierungsbereiche als durch Pinkontakte oder Stiftkontakte ausgebildete Kontakte aus dem Trägerkörper vor, während Trägerbereiche der Kontakte in dem Trägerkörper aufgenommen sind. Insbesondere können die ersten und die weiteren Kontakte zumindest in ihrem Kontaktierungsbereich unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Kleinere Durchmesser in den Steckverbindungen sind meist ähnlicher zu den geometrischen Verhältnissen in dem Datenkabel, so dass Impedanzänderungen aufgrund der geänderten Geometrie kleiner sind und einfacher ausgeglichen werden können. Andererseits sind kleinere Durchmesser geometrisch instabiler und meist nur auf wenige Steckzyklen ausgelegt, typischerweise einmal bei der Erstinstallation und ggf. bei möglichen Reparaturen, nicht aber im alltäglichen Gebrauch. Größere Durchmesser führen zu größeren Impedanzschwankungen, erlauben auch Geometrien, die eine hohe Zahl von Steckzyklen ermöglichen und damit auch für Steckvorgänge in der alltäglichen Nutzung geeignet sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten und zweiten Kontakte in der Grundform zylindrisch ausgebildet, d.h. ihre Grundfläche ist rund. Der Durchmesser ist in diesem Fall der Durchmesser der runden Grundfläche. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Die ersten und zweiten Kontakte können auch eine andere geometrische Grundform, bspw. eine rechteckige oder sonstige beliebige Grundform, aufweisen. Die Grundfläche, definiert als eine Fläche senkrecht zu der Steckrichtung der Kontakte (auch als Axialrichtung der Kontakte bezeichnet), weist dann eine entsprechende Form auf. Der Durchmesser der Kontakte ist für einen solchen Fall definiert als der größte Abstand zwischen zwei Randpunkten der Grundfläche. Entsprechendes gilt grundsätzlich auch für den Kontaktverbindungsabschnitt zwischen den ersten und zweiten Kontakten.
  • Der Durchmesser von erstem Kontakt, zweiten Kontakt und Kontaktverbindungsabschnitt kann sich erfindungsgemäß mehrfach entlang der Richtung der in die Kontaktträger aufgenommenen Kontakte ändern.
  • Aufgrund der Datenstecker, für die der Daten-Steckverbindungsadapter verwendet werden soll, sind der erste und der zweite Kontaktabstand für das erste und zweite Steckkontakt-Anschlussbild häufig vorgegeben, damit diese zu den vorgesehenen Datensteckern passen. Für das Einstellen der Impedanz derart, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter einem vorgegebenen Impedanzwert entspricht, ergeben sich daher erfindungsgemäß insbesondere die folgenden Möglichkeiten durch Variation mindestens eines, optimaler Weise aber mehrere oder sogar aller, der folgenden Parameter:
    • Durchmesser des ersten und/oder zweiten Kontakts in dem ersten und/oder zweiten Trägerkörper, d.h. in dem Trägerbereich der Kontakte
    • Durchmesser des Kontaktverbindungsabschnitts
    • Abstand der ersten Kontakte zu der Außenumfangsfläche des ersten Trägerkörpers
    • Abstand der zweiten Kontakte zu der Außenumfangsfläche des zweiten Trägerkörpers
    • Abstand des Kontaktverbindungsabschnitts zu der Außenumfangsfläche des ersten und/oder zweiten Trägerkörpers
    • Form der Außenumfangsfläche des ersten und/oder des zweiten Trägerkörpers und damit gleichbedeutend Form der Innenwandfläche der Steckerschirmung in den Bereichen, in denen die Außenumfangsfläche des ersten und/oder zweiten Trägerkörpers an der Innenwandfläche anliegt
    • Dielektrizitätskonstante ε R1 des ersten Trägerkörpers
    • Dielektrizitätskonstante ε R2 des zweiten Trägerkörpers
  • Es hat sich herausgestellt, dass diese Parameter das Impedanzverhalten des Adapters wesentlich beeinflussen und damit eine Variation dieser Parameter in Abstimmung aufeinander dazu führt, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter einem vorgegebenen Impedanzwert entspricht, der insbesondere der Impedanz der für die Datenübertragung verwendeten Datenkabel entspricht.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass im Bereich des Kontaktverbindungsabschnitts mindestens ein dritter Trägerkörper mit einer dritten Dielektrizitätskonstante ε R3 vorgesehen ist, wobei die Dielektrizitätskonstante ε R3 mit der ersten Dielektrizitätskonstanten ε R1 und/oder der zweiten Dielektrizitätskonstanten ε R2 gleich oder verschieden gewählt sein kann. Durch die Anzahl der verschiedenen Trägerkörper, die insbesondere die ersten Kontakte, die zweiten Kontakte und/oder die Kontaktverbindungsabschnitte unmittelbar umgeben (oder teilweise auch nur mittelbar umgeben, d.h. bspw. Kontakte und einen diese Kontakte unmittelbar umgebenden Kontaktträger einschließen), werden die Möglichkeiten zur Beeinflussung der Impedanz im Daten-Steckverbindungsadapter erhöht, so dass letztlich auch kleine lokale Störstellen adressiert und die Impedanzänderungen so klein gehalten werden können, dass eine zuverlässige Datenübertragung mit der gewünschten Datenrate möglich ist. Es hat sich gezeigt, dass Adapter mit mindestens drei Trägerkörpern für die Praxis sehr gute Ergebnisse zeigen. Der dritte Trägerkörper kann ähnlich der ersten und zweiten Trägerkörper Abschnitte der Kontakte großflächig umgeben oder bspw. auch als Platine ausgebildet sein, in der die ersten und zweiten Kontakte gehalten und kontaktiert sind. Bevorzugten Varianten des dritten Trägerkörpers werden später noch ausführlicher beschrieben.
  • Durch das erfindungsgemäße Vorsehen des dritten Trägerkörpers kann die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter ergänzend oder alternativ auch durch Variation mindestens eines der weiteren Parameter
    • Dielektrizitätskonstante ε R3 des dritten Trägerkörpers
    • Form der Außenfläche des dritten Trägerkörpers
    derart eingestellt sein oder werden, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter einem vorgegebenen Impedanzwert entspricht. Hierdurch wird eine noch größere Flexibilität bei der Einstellung der Impedanz ermöglicht, insbesondere lokal in dem Bereich des Kontaktverbindungsabschnitts, in dem die das Datensignal transportierenden Leiter (Kontakte und Kontraktverbindungsabschnitt) geometrische Änderungen aufweisen. An diesen Stellen kann eine lokale Möglichkeit zur Beeinflussung der Impedanz im Daten-Steckverbindungsadapter besonders hilfreich sein.
  • Eine erfindungsgemäß sinnvolle Ausgestaltung des dritten Trägerkörpers kann gemäß einer möglichen Ausführungsform vorsehen, dass der dritte Trägerkörper insbesondere auch in einem Bereich zwischen verschiedenen Kontaktverbindungsabschnitten vorgesehen ist, wobei jeder der Kontaktverbindungsabschnitte einen der ersten Kontakte und einen der zweiten Kontakte verbindet. Insbesondere kann der dritte Trägerkörper in einem Bereich angeordnet sein, in dem sich der Abstand zwischen den ersten Kontakten und zwischen den zweiten Kontakten ändert. Hier ergibt sich die Möglichkeit einer sehr lokalen Beeinflussung der Impedanz.
  • Gemäß weiteren, erfindungsgemäß ergänzend oder alternativ vorgeschlagenen Ausgestaltungen eines dritten (oder weiteren) Trägerkörpers kann dieser dritte oder weitere Trägerkörper eine elektrisch leitfähige Kontaktschirmung aufweisen, die elektrisch leitend mit der Steckerschirmung verbunden ist. Eine solche Kontaktschirmung kann insbesondere zwischen den Kontaktverbindungsabschnitten und/oder um die Kontaktverbindungsabschnitte herum angeordnet sein. Die Form der Kontaktschirmung und ihr Abstand zu den Kontaktverbindungsabschnitten, den ersten Kontakten und/oder den zweiten Kontakten kann erfindungsgemäß auch als einer (d.h. ein weiterer) der Parameter verwendet werden, durch deren Variation die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter derart eingestellt ist oder wird, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter einem vorgegebenen Impedanzwert entspricht.
  • Eine denkbare Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein oder jeder erste Kontakt, ein oder jeder zweite Kontakt und der diese jeweils verbindende Kontaktverbindungsabschnitt als ein einteiliger Gesamtkontakt ausgebildet ist. Der so definierte Gesamtkontakt ist also einteilig aus leitendem Material aufgebaut und umfasst als Kontaktteile die ersten und zweiten Kontakte sowie den Kontaktverbindungsabschnitt entsprechend der Definition dieser Erfindung. Hierdurch werden die Datenübertragung u.U. störende Kontaktierungen zwischen den verschiedenen Kontaktteilen vermieden. Außerdem sind derartige Gesamtkontakte einfach als ein Teil aus einem elektrisch leitenden Material, bspw. niedrig legiertem Kuper oder Messung, herstellbar, bspw. als Stiftkontakte. Vorzugsweise können diese Gesamtkontakte, aber auch jeder der Kontakteile (erster Kontakt, zweiter Kontakt, Kontaktverbindungsabschnitt), entlang ihrer Axialrichtung abschnittsweise verschiedene Durchmesser aufweisen. Bspw. kann ein Kontaktbereich des ersten Kontaktes einen Durchmesser von etwa 1,3 mm (bzw. zwischen 1,0 und 1,5 mm) aufweisen, und der Trägerbereich des ersten Kontakts einen Durchmesser von etwa 2,0 mm (bzw. zwischen 1,5 und 2,5 mm) aufweisen. Derartige Durchmesser sind bspw. zur Verbindung mit Datensteckern von Datenkabeln geeignet, die Leiter mit Querschnitten zwischen 0,35 bis 0,75 mm2 aufweisen und GBit-Datenüberragungen bis zu 40 Meter erlauben. Entsprechend kann bspw. ein Kontaktbereich des zweiten Kontakts einen Durchmesser von etwa 0,5 mm (bzw. zwischen 0,3 und 0,75 mm) aufweisen, und der Trägerbereich des zweiten Kontakts einen Durchmesser von etwa 0,8 mm (bzw. zwischen 0,5 und 1,0 mm) aufweisen. Derartige Durchmesser sind bspw. zur Verbindung mit Datensteckern von Datenkabeln geeignet, die Leiter mit Querschnitten zwischen 0,12 bis 0,15 mm2 aufweisen und GBit-Datenüberragungen bis zu etwa 8 bis 10 Meter erlauben. Der Durchmesser der Gesamtkontakte im Bereich des Kontaktverbindungsabschnitts entspricht vorzugsweise genau oder in etwa dem Durchmesser des ersten oder zweiten Kontakts in seinem Trägerbereich. Vorzugsweise kann der kleinere dieser Durchmesser gewählt werden bzw. sein.
  • Eine solche Konfiguration ermöglicht, dass der Gesamtkontakt im Kontaktverbindungsabschnitt gezielt verbogen bzw. gebogen ist, um einen unterschiedlichen Abstand zwischen den ersten und den zweiten Kontakten im Steckbild (kurz für Steckkontakt-Anschlussbild) zu erreichen. Das Verbiegen oder Umbiegen der Kontakte kann in einer geeigneten Form (im Sinne eines Werkzeugs) erfolgen, die die ursprünglich axial geradlinigen Kontakte während der Montage in definiert Weise (reproduzierbar) in die gewünschte Form bringt. Geeignete Werkzeugformen können als separate Montagehilfsmittel vorgesehen sein oder bspw. als Führungen für die Kontakte in den Trägerkörper des Kontaktträgers integriert sein, so dass das Umbiegen beim Einsetzten der Kontakte in die Trägerkörper automatisch erfolgt. Auch ein Einsetzen von vorgebogenen Kontakten ist möglich.
  • In einer solchen Ausführungsform weisen der erste Trägerkörper vorzugsweise Durchgangsöffnungen für die ersten Kontakte und der zweite Trägerkörper vorzugsweise Durchgangsöffnungen für die zweiten Kontakte auf. Ferner kann in den Zwischenraum zwischen den Kontaktverbindungsabschnitten ein dritter Trägerkörper aufgenommen sein. Vorzugweise weist der dritte Trägerkörper entsprechend der Biegung der Kontaktverbindungsabschnitte nutenartige Vertiefungen (als Führungen) auf, in die die gebogenen Kontaktverbindungsabschnitte aufnehmbar (bzw. in einem zusammengebauten Daten-Steckverbindungsadapter) aufgenommen sind. Ferner können der erste Trägerkörper und/oder der zweite Trägerkörper in Richtung des Kontaktverbindungsabschnitts vorstehende Kragen entlang ihrer Außenumfangsfläche haben, die mit an der Innenwandfläche der Steckerschirmung anliegen und die Kontaktverbindungsabschnitte mit dem dazwischen aufgenommenen dritten Trägerkörper einhüllen. Dies führt - mit anderen Worten - dazu, dass zwischen den Kontaktverbindungsabschnitten und der Steckerschirmung der Kragen jeweils des ersten und/oder zweiten Trägerkörpers angeordnet ist. Die Dicke des Kragens des ersten und/oder zweiten Trägerkörpers kann vorzugsweise in etwa dem Anstand zwischen dem in den Trägerkörper aufgenommenen Kontakt und der Steckerschirmung entsprechen, so dass die Dicke des Dielektrikums mit der entsprechenden Dielektrizitätskonstante ε R1, ε R2 zwischen dem das Datensignal übertragenden Kontakt und der Steckerschirmung auch im Bereich des Kontaktverbindungsabschnitts in etwa gleich bleibt. Dies hat sich in vielen Fällen als eine bevorzugte Konfiguration erwiesen.
  • In einer solchen Ausgestaltung, in der alle oder Teile der im vorigen Absatz beschriebenen Merkmale realisiert sind, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Außenumfangsfläche des dritten Trägerkörpers an Begrenzungswandflächen des ersten und des zweiten Trägerkörpers anliegt. Sofern eine Kontaktschirmung in den dritten Trägerkörper aufgenommen ist, kann eine Kontaktierung zu der Steckerschirmung durch Leiter in den ersten und/oder zweiten Trägerkörper erfolgen, d.h. Leiter, die durch die Trägerkörper hindurch und/oder um diese herum geführt sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Steckerschirmung mehrteilig aufgebaut sein, wobei die mehreren Teile der Steckerschirmung elektrisch leitend in Verbindung stehen. Beispielsweise können die mehreren Teile der Steckerschirmung durch Ineinanderstecken, Verpressen oder Verrasten elektrisch leitend aneinander festgelegt werden oder auch einteilig miteinander verbunden sein. Die Steckerschirmung kann insbesondere eine Buchse aufweisen, die den Grundkörper des Steckerkörpers bildet, in dem bzw. an dem die weiteren Komponenten des Daten-Steckverbindungsadapters festgelegt sind. Denkbare bevorzugte Ausführungen für eine solche mehrteilige Steckerschirmung werden nachstehend noch beschrieben.
  • In einer weiteren, zu der Ausführungsform mit einem einteilig ausgebildeten Gesamtkontakt insbesondere alternativen Ausführungsform, kann der Kontaktverbindungsabschnitt als dritten oder weiteren Trägerkörper eine Platine aufweisen, auf der die ersten Kontakte und die zweiten Kontakte auf verschiedenen Seiten der Platine mittels ihrer Platinenverbinderabschnitte kontaktiert und festgelegt sind, wobei auf der Platine Leiterbahnen zur Verbindung jeweils eines der ersten Kontakte mit einem der zweiten Kontakte (d.h. zur Kontaktverbindung bzw. in der Funktion des Kontaktverbindungsabschnitts) vorgesehen sind und wobei auf der Platine um die die Kontakte verbindenden Leiterbahnen eine mit der Steckerschirmung elektrisch leitend verbundene Kontaktschirmung vorgesehen ist.
  • Die Platine als dritter oder weiterer Trägerkörper, an der die ersten und zweiten Kontakte festgelegt und über die auf der Platine aufgebrachten Leiterbahnen als Bestandteil des Kontaktverbindungsabschnitts miteinander verbunden sind, lassen sich viele verschiedene erste und zweite Steckkontakt-Anschlussbilder einfach miteinander verbinden, weil die Anordnung der Kontakte auf der Platine frei einstellbar ist und die elektrische Verbindung einfach durch Leiterbahnen auf der Ober- und/oder Unterseite der Platine realisiert werden kann, bei einem mehrschichtigen Aufbau ggf. auch auf Zwischenschichten der Platine. Als dritter/weiterer Trägerkörper weist die Platine auch eine dritte/weitere Dielektrizitätskonstante ε R3/εRi auf, die - zumindest in Grenzen - durch die Materialwahl des Platinen-Trägerkörpers beeinflussbar ist. Die in Platinen frei einbringbare Kontaktschirmung gibt auch die Möglichkeit, das Impedanzverhalten des Daten-Steckverbindungsadapters lokal und sehr flexibel zu beeinflussen.
  • Entsprechend können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch die Dielektrizitätskonstante ε R3/εRi des dritten (und ggf. jedes weiteren) Trägerkörpers und/oder die Anordnung und Art der Kontaktschirmung in dem dritten (und ggf. jedem weiteren) Trägerkörper ein Parameter sein, mit dem die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter durch Variation dieses Parameters derart eingestellt ist bzw. wird, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter einem vorgegebenen Impedanzwert entspricht.
  • Eine Kontaktschirmung in dem als Platine ausgebildeten dritten Trägerkörper kann bspw. durch mehrere Durchkontaktierungspunkte gebildet sein, die über Leiterbahnen auf einer oder beiden Platinenseiten, bei einer mehrschichtigen Platine ggf. auch in Zwischenschichten der Platine, miteinander verbunden sind. Vorzugsweise bilden die Leiterbahnen der Kontaktschirmung einen geschlossenen Bereich um die ersten und zweiten Kontakte sowie die diese verbindenden Leiterbahnen. Die Anordnung und Form der Leiterbahnen der Kontaktschirmung und/oder der mit diesen Leiterbahnen verbundenen Durchkontaktierungen können als vorbeschriebene Parameter verwendet werden. Es hat sich herausgestellt, dass eine sinnvolle Konfiguration vorsehen kann, dass die Form der Leiterbahnen derart gewählt ist, dass der Abstand zu den ersten und zweiten Kontakten möglichst konstant ist, d.h. einer Form folgt, in der Schwankungen des Abstands minimiert sind. Ein weiterer, ergänzender oder alternativer Aspekt bei der Gestaltung der Form der Kontaktschirmung kann darin liegen, dass der Abstand der ersten und zweiten Kontakte zu der Kontaktschirmung etwa dem Abstand der die Kontakte verbindenden Leiterbahnen entspricht. Diese können bevorzugt parallel zueinander angeordnet sein. Eine solche Anordnung lässt ich besonders einfach erreichen, wenn die ersten Kontakte des ersten Kontaktanschlussbilds und die zweiten Kontakte des zweiten Kontaktschlussbilds relativ zueinander verdreht sind, bspw. durch eine Verdrehung um einen Mittelpunkt oder Schwerpunkt der Anschlussbilder bezogen auf die Position der Kontakte. Eine bevorzugte Konfiguration, die einen großen bzw. in typischen Anordnungen den größten Abstand zwischen den parallelen Leiterbahnen ermöglicht, ergibt sich bei einer Verdrehung von etwa 90° (einschließlich genau 90°).
  • Das Vorsehen von Leiterbahnen auch in Zwischenschichten der Platine (insbesondere für die Leiterbahnen, die die ersten und zweiten Kontakte als Teil des Kontaktverbindungsabschnitts verbinden) simuliert den Aufbau eines üblichen Leiters in einem Datenkabel und kann als weiterer Parameter helfen, die Impedanzänderungen im Bereich der Kontaktverbindungsabschnitte zu minimieren. Entsprechendes gilt, wenn Leiterbahnen der Verbindungsabschnitte auf beiden Seiten der Platine vorgesehen sind (auch ohne das Vorsehen von Zwischenschichten).
  • Es ist grundsätzlich auch denkbar, einteilig ausgebildete und entsprechend gebogene Gesamtkontakte in Durchgänge einer Platine zu stecken und dort zu fixieren. In einer solchen Gestaltung könnten die vorbeschriebenen Ausführungsformen auch sinnvoll miteinander kombiniert werden, wobei die Platine insbesondere als weiterer (bspw. vierter) Trägerkörper ausgebildet sein kann. Zumindest für durchgehende Gesamtkontakte wären keine Leiterbahnen auf der Platine als Kontaktverbindungsabschnitte notwendig. Erfindungsgemäß sind auch Ausführungen denkbar, in der ein Teil der Kontakte als einteilige Gesamtkontakte (im vorstehend definierten Sinne) und ein anderer Teil der Kontakte als separate erste und zweite Kontakte ausgebildet sind, die über einen als Leiterbahn auf der Platine vorgesehenen Kontaktverbindungsabschnitt miteinander verbunden sind.
  • Die Ausgestaltung einer Ausführungsform der Erfindung kann ferner vorsehen, dass die Steckerschirmung mehrteilig aufgebaut ist, wobei ein erster Teil der Steckerkörper eine Buchse ist, in welcher die ersten und zweiten Kontakte mit den Kontaktverbindungsabschnitten und die Trägerkörper, d.h. die ersten, zweiten sowie ggf. dritten und weiteren Trägerköper, aufgenommen sind und welche vorzugsweise auch Einstecköffnungen für die an den Daten-Steckverbindungsadapter ansteckbaren Datenstecker ausbildet. In dieser Ausführungsform ist noch mindestens ein zweiter Teil vorgesehen, der in dem ersten Teil angeordnet ist und eines der ersten oder zweiten Steckkontakt-Anschlussbilder umgibt, d.h. mit geringerem Abstand zu den ersten oder zweiten Kontakten angeordnet ist als der erste Teil der Steckerschirmung. Erfindungsgemäß können der erste Teil der Steckerschirmung und der zweite bzw. jeder weitere Teil der Steckerschirmung einteilig aus einem Materialstück geformt sein. Es ist aber auch möglich, das erste Teil der Steckerschirmung und das zweite bzw. jeder weitere Teil der Steckerschirmung als jeweils ein Teil aus elektrisch leitendem Material auszubilden und in elektrisch leitender Verbindung in dem Daten-Steckverbindungsadapter anzuordnen. Bspw. kann der erste Teil der Steckerschirmung in den zweiten Teil der Steckerschirmung eingesteckt und/oder verpresst werden. Jede andere Art der Fixierung von erstem und zweitem Teil ist erfindungsgemäß miterfasst.
  • Ein Optimum der zur Impedanzoptimierung verwendeten, bereits ausführlich beschriebenen Parameter kann gemäß einer möglichen Ausführung durch eine Berechnung der Impedanz in einem physikalischen Modell des Daten-Steckverbindungsadapters ermittelt werden. Da sich die Parameter teilweise gegenseitig beeinflussen, können mehrere optimale Parameterwerte existieren, wobei die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter vorzugsweise einem vorgegebenen Impedanzwert des Datenkabels entspricht bzw. entsprechen soll. Die Bestimmung der Parameter in einem physikalischen Modell ist jedoch vergleichsweise aufwendig, weil die theoretische Berechnung der Impedanz eine genaue Berücksichtigung der eingesetzten Materialien und geometrischen Verhältnisse notwendig macht.
  • Daher besteht eine alternative Möglichkeit der Optimierung der Parameter darin, eine Messung der Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter, insbesondere mittels Zeitbereichsreflektometrie-Messgeräten, durchzuführen. Bei derZeitbereichsreflektometrie (Time Domain Reflectometrie - TDR) werden Lauflängen und Reflexionscharakteristika von elektromagnetischen Wellen und Signalen in Kabeln bzw. Signalleitern bestimmt. Ein solches oder ähnliche Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Sie beruhen darauf, dass ein Impulsgenerator eine Folge sehr kurzer Signale erzeugt, die in das Kabel oder den Adapter eingespeist werden. In einem Messgerät werden die Signalamplituden und die Laufzeit der Signale dem eingespeisten Signal gegenübergestellt. Durch die Gegenüberstellung lassen sich Störquellen orten. Folglich werden die Störquellen insbesondere dadurch erkannt, dass die Impedanz an der Störquelle abweicht, insbesondere ausschlägt.
  • Entsprechend können zur Anpassung der Impedanz des Daten-Steckverbindungsadapters an den gewünschten Impedanzwert, bspw. den Impedanzwert des Datenkabels und/der des damit verbundenen Datensteckers, an einer oder beiden Seiten des Daten-Steckverbindungsadapters Datenstecker mit Datenkabeln angeschlossen und Störquellen durch die beschriebene Messung ortsaufgelöst ermittelt werden. Durch Variation der Parameter können die Störquellen dann beseitigt oder zumindest soweit reduziert werden, dass die Störungen einer zuverlässigen Datenübertragung mit der gewünschten Datenrate nicht im Wege stehen.
  • Es hat sich herausgestellt, dass der vorgeschlagene Daten-Steckverbindungsadapter in der beschriebenen Grundkonfiguration häufig eine Impedanz von etwa 100 Ohm aufweist, den auch übliche Datenkabel aufweisen. Ein ähnlicher Impedanzwert bedeutet hier, dass die Impedanz über die Länge des Daten-Steckverbindungsadapters nicht mehr als 5% von einer durchschnittlichen Impedanz abweicht und die Impedanz über die Länge des Daten-Steckverbindungsadapters somit vorzugsweise im Bereich von 100 ± 5 Ω liegt.
  • Es hat sich entsprechend als eine bevorzugte Ausführungsform erwiesen, empirisch ermittelte Parameter zu verwenden, bei denen in Messungen mittels Zeitbereichsreflektometrie-Messgeräten in einem mit Datensteckern verbundenen Daten-Steckverbindungsadapter keine Impedanzänderungen oder Störungen angezeigt werden, die eine Datenübertragung mit der gewünschten Datenrate stören. Für die Messungen kann der Daten-Steckverbindungsadapter (vorzugsweise auf beiden Seiten) mit einem Datenstecker mit Datenkabel verbundenen werden. Unter Störungen werden dabei insbesondere Impedanzänderungen in einer Größenordnung verstanden, die eine Datenübertragung mit der gewünschten Datenrate stören.
  • Die jeweilige Größenordnung ist für den Fachmann gegebenenfalls empirisch ermittelbar. Eine Optimierung kann also insbesondere dadurch erfolgen, dass die gemessene Impedanz über die Länge des Daten-Steckverbindungsadapters nahezu identisch mit der Impedanz des außerhalb des Adapters liegenden Kabels ist, oder mit anderen Worten innerhalb des Daten-Steckverbindungsadapters keine die Datenübertragung beeinträchtigenden Störstellen ermittelt werden.
  • Gerade für die bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Daten-Steckverbindungsadapters im Außenbereich von Kraftfahrzeugen, d.h. bei Kraftfahrzeug-Daten-Steckverbindungsadaptern als besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, entspricht es einer besonders bevorzugten Ausführungsform, wenn der Daten-Steckverbindungsadapter durch mindestens eine Dichtung gegen einen Feuchtigkeitsdurchtritt geschützt ist. Vorzugsweise sind mindestens zwei Dichtungen vorgesehen, wobei eine Dichtung die Kontaktfläche von Steckerschirmung und Kontaktträger, insbesondere dem ersten und/oder zweiten Trägerkörper, und eine weitere Dichtung die Kontaktfläche von Kontakt und Kontaktträger, insbesondere dem ersten und/oder zweiten Trägerkörper, abdichtet. Hierdurch wird ein Feuchtigkeitseintritt in die Datenverkabelung im Bereich des erfindungsgemäßen Daten-Steckverbindungsadapters zuverlässig unterbunden. Dies ist gerade im Bereich der hochfrequenten Datenübertragung (d.h. insbesondere bei Übertragungsraten bis zu 1GBit/s) sehr wichtig, weil eintretende Feuchtigkeit nicht nur zu Kurzschlüssen führen kann, wenn sie mit den Leitern selbst in Verbindung tritt, sondern auch die Impedanz des Leiter-Dielektrikum-Systems ändern und so zu Störungen in der Datenübertragung führen kann.
  • In üblicher Weise lässt sich eine Abdichtung durch geeignete, bspw. elastomere Dichtungen (wie bspw. Flach- oder Ringdichtungen, O-Ring-Dichtungen oder dergleichen) erreichen, die zwischen den abzudichtenden Kontaktflächen unter Druck anliegen und so ihre Dichtwirkung entfalten. Hier ist bei dem Zusammenbau auf besondere Sauberkeit zu achten, weil jegliche Fremdkörper zwischen den Kontaktflächen und der Dichtung Undichtigkeiten hervorrufen. Außerdem sind als Dichtungen gesonderte Bauteile möglich.
  • Eine besonders bevorzugte Möglichkeit zur Abdichtung des Daten-Steckverbindungsadapter sieht daher vor, die Dichtungen als Dornprofile (bspw. im Sinne dreieckiger Vorsprünge) an den festeren Bauteilen auszubilden, d.h. den Innenwandflächen der Steckerschirmung (respektive des Steckerkörpers) aus einem metallischen Material und dem Außenumfang der Kontakte aus metallischem Material, die sich jeweils in die Kontaktflächen des anliegenden Materials, d.h. den ersten und/oder zweiten Trägerkörper des Kontaktträgers (und/oder andere Teile des Kontaktträgers) unter Anpressdruck einpressen und so eine Abdichtung erreichen. Mit dieser Art der Abdichtung werden die gegeben Normen für den Außenbereich von Kraftfahrzeugen, wie ISO 4091, LV 214, USCAR 2, SAE etc., erfüllt. Darüber hinaus werden die Bauteile verschiebesicher aneinander festgelegt, insbesondere wenn diese - wie bei den bevorzugten Ausführungen der Erfindung - durch Zusammenstecken miteinander verbunden werden.
  • In diesem Zusammenhang ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn die Dornprofile nicht symmetrisch von der Kontaktfläche vorstehen, sondern zur einen Seite eine Auflaufschräge ausbilden (insbesondere in Fügerichtung) und zur anderen Seite einen abrupten Absatz ausbilden (insbesondere entgegen der Fügerichtung). Hierdurch wird das Zusammenfügen der Bauteile erleichtert und ein Lösen der Bauteile entgegen der Schieberichtung erschwert. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Dornprofile der beiden Dichtungen, d.h. das Dornprofil an der Innenwandfläche der Steckerschirmung und das Dornprofil an den Kontakten, bezogen auf die Auflaufschräge entgegen gerichtet. Hierdurch wird eine hohe Festigkeit der zusammengefügten Bauteile erreicht.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass auf mindestens einer der ersten und zweiten Anschlussseite ein proprietärer Anschlussbereich ausgebildet ist, der eine Steckeradapterhülse aufweist, die in den Steckerkörper einsteckbar ist und respektive das erste oder zweite Steckkontakt-Anschlussbild umgibt, wobei die Innwandung der Steckeradapterhülse zum Aufnehmen des respektive ersten oder zweiten Datensteckers ausgebildet ist. Die Steckeradapterhülse kann bspw. aus Kunststoff gefertigt und mit dem Steckerkörper verrastbar sein. Hierdurch wird ein modularer Aufbau dieser Steckeranschlussseite erreicht, der an eine Vielzahl verschiedener Datenstecker durch Tauschen der Steckadapterhülse adaptierbar ist. Dies ist besonders effektiv, insbesondere weil das Steckkontakt-Anschlussbild mit der Anordnung der Kontakte und der die Kontakte umgebenden Steckerschirmung einem festgelegten Aufbau entspricht (bspw. aufgrund von Normierungen oder Vereinbarungen zur Interoperabilität von Datensteckverbindungen), der Außenbereich der Stecker jedoch zur proprietären Disposition steht. Mit dem vorgeschlagenen, auf mindestens einer der Steckeranschlussseiten mit modularen Steckeradapterhülsen ausgestatteten Daten-Steckverbindungsadapter kann dieser Adapter universell für eine Vielzahl von Datensteckern verwendet werden.
  • Eine erfindungsgemäß besonders bevorzugte Verwendung des Daten-Steckverbindungsadapters liegt bei der Datenübertragung zwischen Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeugkomponenten, wie Anhänger, Maschinen oder sonstigen Applikationen für Kraftrahzeuge oder deren Komponenten, mit gewünschten Datenraten über 100 MBit/s, insbesondere hohen Datenrate im Bereich GBit/s. Die Datenübertragung in Kraftfahrzeugen und von Kraftfahrzeugen an Anhänger, Maschinen oder sonstige insbesondere im Außenbereich des Kraftfahrzeugs an das Datennetz des Kraftfahrzeugs anzuschließende Kraftfahrzeugkomponenten gewinnt für verschiedene Anwendungen immer mehr an Bedeutung. Hierfür ist es notwendig, entsprechend robuste Daten-Steckverbindungsadapter zur Verfügung zu stellen, die einerseits an unterschiedlichste Datenverkabelungen in Kraftfahrzeugen mit proprietären Datensteckern anschließbar sind und anderseits die Möglichkeit bieten, Datenstecker von an die Kraftfahrzeuge anzuschließenden Komponenten in einer Vielzahl von Steckzyklen bei Bedarf in die Adapter einzustecken. Außerdem muss der Adapter auch geeignet sein, Datenkabel größerer Querschnitte mit ihren entsprechend größeren Datensteckern aufzunehmen. Die den Kraftfahrzeugen verwendeten Kabelquerschnitte und Datenstecker ermöglichen nur eine begrenzte Reichweite der Datenübertragung bei den genannten hohen Datenraten. Über größere Kabelquerschnitte lassen sich in der Regel größere Reichweiten bei der kabelgebunden hochfrequenten Datenübertragung erreichen. Neben Personenkraftwagen ist der erfindungsgemäß vorgeschlagene Daten-Steckverbindungsadapter auch besonders für Lastkraftwagen, landwirtschaftliche Fahrzeuge oder Baufahrzeuge, insbesondere mit datenkommunikationstechnisch anzuschließenden Maschinen oder Funktionen, besonders geeignet. Insbesondere bezieht sich die Erfindung daher auf einen Fahrzeug-Daten-Steckverbindungsadapter, der speziell für die Anwendung im Kraftfahrzeugbereich hergerichtet ist und insbesondere die für Anwendungen im Außenbereich von Kraftfahrzeugen benötigte Dichtheit aufweist.
  • In diesem Sinne bezieht sich die Erfindung auch auf eine Kraftfahrzeugsteckdose für die Datenübertragung von einem Kraftfahrzeug zu einer Kraftfahrzeugkomponente mit einem Dosengehäuse, welches eine Einstecköffnung zum Anschließen eines Steckers der Fahrzeugkomponente und eine Anschlussöffnung zum Anschließen der Steckdose ein Kraftfahrzeug-Datennetz oder -Bordnetz aufweist, wobei die Einstecköffnung durch einen an dem Dosengehäuse angelenkten Deckel abdichtend verschließbar ist. Der vorbeschriebene Daten-Steckverbindungsadapter ist abdichtend in dem Dosengehäuse festgelegt, wobei eine der beiden Steckeranschlussseiten des Daten-Steckverbindungsadapters in der Einstecköffnung zugänglich ist und die andere der beiden Steckeranschlussseiten des Daten-Steckverbindungsadapters in der Anschlussöffnung zugänglich ist.
  • Das abdichtende Festlegen des Daten-Steckverbindungsadapters in der Kraftfahrzeugsteckdose kann durch eine geeignete (ein- oder mehrteilige) Dichtung zwischen dem Außenumfang des Daten-Steckverbindungsadapters und einer Durchgangsöffnung des Dosengehäuses erfolgen, in die der Daten-Steckverbindungsadapter aufnehmbar ist und in der der Daten-Steckverbindungsadapter fixiert ist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung kann der Daten-Steckverbindungsadapter an einem Umfang ein Dornprofil (entsprechend der bereits beschriebenen Art) aufweisen, das sich beim Festlegen des Daten-Steckverbindungsadapters in der Durchgangsöffnung des Dosengehäuse unter Anpressdruck in das insbesondere aus Kunststoff bestehende Dosengehäuse einpressen. Eine abdichtende Verbindung lässt sich bspw. auch durch Einspritzen oder Umspritzen herstellen.
  • Um neben der Datenübertragung auch eine Energieversorgung zu ermöglichen oder einzelne elektrische Schaltvorgänge direkt durch An- und Ausschalten der Betriebsenergie zu erreichen, können in die Kraftfahrzeugsteckdose mindestens ein weiterer elektrische Kontakt, vorzugsweise aber mehrere weitere elektrische Kontakte in an sich bekannter Weise abdichtend in das Dosengehäuse der Kraftfahrzeugsteckdose mit integriert sein. Vorzugsweise sind die weiteren elektrischen Kontakte auch in der Einstecköffnung und Anschlussöffnung der Kraftfahrzeugsteckdose kontaktierbar.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in beschriebenen bzw. dargestellten Ausführungsbeispielen oder in den Ansprüchen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Daten-Steckverbindungsadapters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 2
    den Daten-Steckverbindungsadapter gemäß Fig. 1 in einer ungeschnittenen perspektivischen Ansicht;
    Fig. 3
    eine explosionsartige, teilgeschnittene perspektivische Darstellung des Daten-Steckverbindungsadapters gemäß Fig.1;
    Fig. 4
    den Daten-Steckverbindungsadapter gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht auf die zweite Steckeranschlussseite;
    Fig. 5
    eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Daten-Steckverbindungsadapters gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 6
    den Daten-Steckverbindungsadapter gemäß Fig. 5 in einer ungeschnittenen perspektivischen Ansicht;
    Fig. 7
    eine explosionsartige, teilgeschnittene perspektivische Darstellung des Daten-Steckverbindungsadapters gemäß Fig.5;
    Fig. 8
    den Daten-Steckverbindungsadapter gemäß Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht auf die zweite Steckeranschlussseite; und
    Fig. 9
    eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsteckdose mit einem ein dem Dosengehäuse aufgenommenen erfindungsgemäßen Daten-Steckverbindungsadapter gemäß einer Ausführungsform.
  • Mit Bezug auf die Figuren 1 bis 4 wird nachstehend eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Daten-Steckverbindungsadapters 100 und mit Bezug auf die Figuren 5 bis 8 wird nachstehend eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Daten-Steckverbindungsadapters 200 beschrieben, wobei für vergleichbare Teile um jeweils den Betrag 100 verschiedene Bezugszeichen verwendet werden. Eine Vielzahl der Funktionen und Vorteile der verschiedenen Bauteile der erfindungsgemäßen Daten-Steckverbindungsadapter 100, 200 wurden bereits beschrieben und lassen sich den Zeichnungen auch mit dem entsprechenden fachmännischen Verständnis entnehmen. Diese werden in der nachstehenden Figurenbeschreibung nicht mehr widerholt, sind aber für alle konkreten Ausführungsbeispiele entsprechend gültig.
  • Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsteckdose 160 wird mit einem aufgenommenen Daten-Steckverbindungsadapter 100 gemäß der ersten Ausführungsform in Figur 9 dargestellt und beschrieben. Es versteht sich, dass dies nur beispielhaft ist und alle gezeigten und alle beschriebenen Komponenten der Kraftfahrzeugsteckdose in gleicher Weise mit einem aufgenommenen Daten-Steckverbindungsadapter 200 gemäß der zweiten Ausführungsform realisierbar sind.
  • Der in Figur 1 dargestellte Daten-Steckverbindungsadapter 100 für eine Datenübertragung weist einen Steckerkörper 101 auf, der eine erste Steckeranschlussseite 102 und eine zweite Steckeranschlussseite 103 hat. Die erste und die zweite Steckeranschlussseite 102, 103 werden von einer elektrisch leitenden Steckerschirmung 104 umgeben, die einen buchsenartig ausgebildeten ersten Teil der Steckerschirmung 105 und einen zweiten Teil der Steckerschirmung 106 umfasst.
  • Der erste Teil der Steckerschirmung 105 bildet eine Einstecköffnung für einen Datenstecker sowohl auf der ersten als auch auf der zweiten Steckeranschlussseite 102, 103 aus. Die erste Steckeranschlussseite 102 zeigt ein erstes Stecckontakt-Anschlussbild 111 zum Anschließen eines ersten Datensteckers 11 und die zweite Steckeranschlussseite 103 ein zweites Steckkontakt-Anschlussbild 112 zum Anschließen eines zweiten Datensteckers 12.
  • In dem Steckerkörper 101 ist ein Kontaktaktträger 120 aufgenommen, wobei der Kontaktträger 120 zwischen der ersten und der zweiten Steckeranschlussseite 102, 103 angeordnet ist und mindestens zwei erste Kontakte 121 und mindestens zwei zweite Kontakte 122 trägt, die so anordnet sind, dass die ersten Kontakte 121 das erste Steckkontakt-Anschlussbild 111 und die zweiten Kontakte 122 das zweite Steckkontakt-Anschlussbild 112 bilden. Jeweils genau einer der ersten Kontakte 121 ist mit genau jeweils einem der zweiten Kontakte 122 über einen Kontaktverbindungsabschnitt 123 elektrisch leitend verbunden.
  • Der erste Teil der Steckerschirmung 105 umgibt auch die ersten Kontakte 121 auf der ersten Steckeranschlussseite 102. Die zweiten Kontakte 122 sind dagegen von dem zweiten Teil der Steckerschirmung 106 umgeben, der innerhalb des ersten Teils der Steckerschirmung 105 angeordnet ist. In diesem ersten Ausführungsbeispiel sind der erste Teil der Steckerschirmung 105 und der zweite Teil der Steckerschirmung 106 einteilig als eine gemeinsame Steckerschirmung 104 ausgebildet, die gleichzeitig auch den Steckerkörper 101 bildet.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kontakte als ein einteiliger Gesamtkontakt 124 vorgesehen, d.h. der erste Kontakt 121, der zweite Kontakt 122 und der Kontaktverbindungsabschnitt 123 zwischen diesen Kontakten 121, 122 sind einteilig aus einem leitfähigen Material gebildet.
  • Die ersten Kontakte 121 sind zumindest abschnittsweise (mit ihrem Trägerbereich 126) von einem elektrisch isolierenden ersten Trägerkörper 141 mit einer ersten Dielektrizitätskonstante ε R1 umgeben, und die zweiten Kontakte 122 sind zumindest abschnittsweise (mit ihrem Trägerbereich 126) von einem elektrisch isolierenden zweiten Trägerkörper 142 mit einer zweiten Dielektrizitätskonstante ε R2 umgeben, wobei der erste und der zweite Trägerkörper 141, 142 mit einer Außenumfangsfläche 144 an einer Innenwandfläche 145 der Steckerschirmung 104, konkret jeweils an einer Innwandfläche 145 des ersten Teils der Steckerschirmung 105 respektive des zweiten Teils der Steckerschirmung 106, anliegen.
  • Mit ihren Kontaktierungsbereichen 125 ragen die ersten und zweiten Kontakte 121, 122 aus ihren jeweiligen Trägerkörpern 141, 142 heraus.
  • Im Bereich des Kontaktverbindungsabschnitts 123 ist in dieser Ausführungsform ein dritter Trägerkörper 143 mit einer dritten Dielektrizitätskonstante ε R3 vorgesehen, der zwischen den Kontaktverbindungsabschnitten 123 der ersten und zweiten Kontakte 121, 122 positioniert ist.
  • Erfindungsgemäß sind die Durchmesser des ersten und/oder zweiten Kontakts 121, 122 in dem ersten und/oder zweiten Trägerkörper 141, 142, die Durchmesser des Kontaktverbindungsabschnitts 123, der Abstand der ersten Kontakte 121 zu der Außenumfangsfläche 144 des ersten Trägerkörpers 141, der Abstand der zweiten Kontakte 122 zu der Außenumfangsfläche 144 des zweiten Trägerkörpers 142, der Abstand des Kontaktverbindungsabschnitts 123 zu der Außenumfangsfläche 144 des ersten und/oder zweiten Trägerkörpers 141, 142, die Form der Außenumfangsfläche 144 des ersten und/oder des zweiten Trägerkörpers 141, 142 (und damit gleichbedeutend die Form der Innenwandfläche 145 der Steckerschirmung 104 in den Bereichen, in denen die Außenumfangsfläche 144 der ersten und/oder zweiten Trägerkörper 141, 142 an der Innenwandfläche anliegt), die Dielektrizitätskonstante ε R1 des ersten Trägerkörpers 141, die Dielektrizitätskonstante ε R2 des zweiten Trägerkörpers 142, die Dielektrizitätskonstante ε R3 des dritten Trägerkörpers 143 und/oder die Form dessen Außenfläche derart eingestellt, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter 100 einem vorgegebenen Impedanzwert entspricht und eine Datenübertragung durch den Daten-Steckverbindungsadapter 100 bei der gewünschten Datenrate nicht gestört wird. Dies wurde bereits ausführlich beschrieben.
  • Figur 2 zeigt eine dreidimensionale Gesamtansicht des Daten-Steckverbindungsadapters 100 mit dem Steckerkörper 101, der ersten Steckeranschlussseite 102 zur Verbindung mit einem erstem Datenstecker 11 und der zweiten Steckeranschlussseite 103 zur Verbindung mit einem zweiten Datenstecker 12. Der erste Datenstecker 11 ist mit einem ersten Datenkabel 13 größeren Querschnitts und der zweite Datenstecker 12 ist mit einen zweiten Datenkabel 14 kleineren Querschnitts verbunden. Die Steckerschirmung 104 weist den ersten Teil der Steckerschirmung 105 auf, der das in Figur 2 nicht sichtbare erste Steckkontakt-Anschlussbild 111 umgibt, und den zweiten Teil der Steckerschirmung 106, der das zweite Steckkontakt-Anschlussbild 112 umgibt.
  • Auf der zweiten Anschlussseite 103 ist um das zweite Steckkontakt Anschlussbild 112 ein proprietärer Anschlussbereich 113 ausgebildet, der eine Steckeradapterhülse 114 aufweist, die in den Steckerkörper 101 einsteckbar ist und das zweite Steckkontakt-Anschlussbild 112 umgibt, wobei die Innenwandung 115 der Steckeradapterhülse 114 zum Aufnehmen des zweiten Datensteckers 12 ausgebildet ist.
  • In Figur 3 ist eine teilgeschnittene Explosionszeichnung des Daten-Steckverbindungsadapters 100 mit den bereits beschriebenen Komponenten dargestellt. Auf diese Beschreibung wird verwiesen. Der Aufbau des Kontaktträgers 120 mit den ersten und zweiten Kontakten 121, 122 und den ersten, zweiten und dritten Trägerkörpern 141, 142, 143 wird nachfolgend noch ergänzend beschrieben. Es ist dargestellt, dass der Gesamtkontakt 124 im Kontaktverbindungsabschnitt 123 gezielt verbogen bzw. gebogen ist, um einen unterschiedlichen Abstand zwischen den ersten Kontakten 121 und den zweiten Kontakten 122 zu erreichen.
  • Der erste Trägerkörper 141 weist erste Durchgangsöffnungen 146 für die ersten Kontakte 121 und der zweite Trägerkörper 142 weist zweite Durchgangsöffnungen 147 für die zweiten Kontakte 122 auf. Ferner ist ein dritter Trägerkörper 143 in den Zwischenraum 148 zwischen die ersten und zweiten Trägerkörper 141, 142 und zwischen den Kontaktverbindungsabschnitten 123 aufgenommen. Der dritte Trägerkörper 143 weist entsprechend der Biegung der Kontaktverbindungsabschnitte 123 des Gesamtkontakts 124 nutartige Vertiefungen 149 (als Führungen) auf, in die die gebogenen Kontaktverbindungsabschnitte 123 aufnehmbar sind bzw. in einem zusammengebauten Daten-Steckverbindungsadapter 100 aufgenommen sind (vgl. Figur 1). Ferner weisen der erste Trägerkörper 141 und/oder der zweite Trägerkörper 142 jeweils in Richtung des Kontaktverbindungsabschnitts 123 vorstehende Kragen 150 entlang ihrer Außenumfangsfläche auf, die mit an der Innenwandfläche 145 der Steckerschirmung 104 anliegen und die Kontaktverbindungsabschnitte 123 mit dem dazwischen aufgenommenen dritten Trägerkörper 143 einhüllen. Im zusammengebauten Zustand wird ein gemeinsamer Kragen 150 gebildet.
  • Die Dicke des Kragens 150 des ersten Trägerkörpers 141 und/oder die Dicke des Kragens 150 des zweiten Trägerkörpers 142 entspricht vorzugsweise in etwa dem Abstand zwischen dem in den Trägerkörpern 141, 142 aufgenommenen Gesamtkontakt 124, so dass die Dicke des Dielektrikums mit der entsprechenden Dielektrizitätskonstante ε R1, ε R2 zwischen dem das Datensignal übertragenden Gesamtkontakt 124 und der Steckerschirmung 104 auch im Bereich des Kontaktverbindungsabschnitts 123 in etwa gleich bleibt.
  • Figur 4 zeigt die in Figur 2 beschriebene zweite Steckeranschlussseite noch einmal im Detail.
  • In ähnlicher Weise zu der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform zeigt Figur 5 einen Daten-Steckverbindungsadapter 200 für eine Datenübertragung mit einem Steckerkörper 201 auf, der eine erste Steckeranschlussseite 202 und eine zweite Steckeranschlussseite 203 hat. Die erste und die zweite Steckeranschlussseite 202, 203 werden von einer elektrisch leitenden Steckerschirmung 204 umgeben, die einen buchsenartig ausgebildeten ersten Teil der Steckschirmung 205 und einen zweiten Teil der Steckerschirmung 206 umfasst.
  • Der erste Teil der Steckerschirmung 205 bildet eine Einstecköffnung für einen Datenstecker sowohl auf der ersten als auch auf der zweiten Steckeranschlussseite 202, 203 aus. Die erste Steckeranschlussseite 202 zeigt ein erstes Stecckontakt-Anschlussbild 211 zum Anschließen eines ersten Datensteckers 11 und die zweite Steckeranschlussseite 203 ein zweites Steckkontakt-Anschlussbild 212 zum Anschließen eines zweiten Datensteckers 12.
  • In dem Steckerkörper 201 ist ein Kontaktaktträger 220 aufgenommen, wobei der Kontaktträger 220 zwischen der ersten und der zweiten Steckeranschlussseite 202, 203 angeordnet ist und mindestens zwei erste Kontakte 221 und mindestens zwei zweite Kontakte 222 trägt, die so anordnet sind, dass die ersten Kontakte 221 das erste Steckkontakt-Anschlussbild 211 und die zweiten Kontakte 222 das zweite Steckkontakt-Anschlussbild 212 bilden. Jeweils genau einer der ersten Kontakte 221 ist mit genau jeweils einem der zweiten Kontakte 222 über einen Kontaktverbindungsabschnitt 223 elektrisch leitend verbunden, wobei der Kontaktverbindungsabschnitt 223 Teil einer Platine ist, die auch als dritter Trägerkörper 243 dieser Ausführungsform dient.
  • In dieser Ausführungsform sind das erste Steckkontakt-Anschlussbild 211 und das zweite Steckkontakt Anschlussbild 212 um 90° verdreht zueinander ausgerichtet, so dass von den zwei ersten Kontakten 221 beide Kontakte 221 zu sehen sind, von den beiden zweiten Kontakten 222 aber nur ein Kontakt 222.
  • Wie bei der ersten Ausführungsform umgibt der erste Teil der Steckerschirmung 205 auch die ersten Kontakte 221 auf der ersten Steckeranschlussseite 202. Die zweiten Kontakte 222 sind auch (zusätzlich) von dem zweiten Teil der Steckerschirmung 206 umgeben, der innerhalb des ersten Teils der Steckerschirmung 205 angeordnet ist. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind der erste Teil der Steckerschirmung 205 und der zweite Teil der Steckerschirmung 206 aber zweiteilig ausgebildet. Der erste Teil der Steckerschirmung 205 und der zweite Teil der Steckerschirmung 206 bilden zusammen die Steckerschirmung 204, indem die beiden Teile in dem Daten-Steckverbindungsadapter 200 in elektrisch leitender Verbindung zueinander angeordnet sind. Der erste Teil der Steckerschirmung 205 bildet auch den buchsenartigen Steckerkörper 201.
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Kontakte 221, 222 als mehrteilige Kontakte ausgebildet, wobei die ersten Kontakte 221 und die zweiten Kontakte 222 jeweils als Stiftkontakte ausgebildet sind, die in der Platine als drittem Trägerkörper 243 gehalten und kontaktiert sind. Der Kontaktverbindungsabschnitt 223 jedes Kontakts, d.h. die elektrisch leitende Verbindung zwischen jedem ersten Kontakt 221 und jedem zweiten Kontakt 222, ist durch eine auf der Platine 243 ausgebildete Leiterbahn gebildet (siehe Figur 7).
  • Die ersten Kontakte 221 sind zumindest abschnittsweise (mit ihrem Trägerbereich 226) von einem elektrisch isolierenden ersten Trägerkörper 241 mit einer ersten Dielektrizitätskonstante ε R1 umgeben, und die zweiten Kontakte 222 sind zumindest abschnittsweise (mit ihrem Trägerbereich 226) von einem elektrisch isolierenden zweiten Trägerkörper 242 mit einer zweiten Dielektrizitätskonstante ε R2 umgeben, wobei der erste und der zweite Trägerkörper 241, 242 mit einer Außenumfangsfläche 244 an einer Innenwandfläche 245 der Steckerschirmung 204, jeweils an einer Innwandfläche 245 des ersten Teils der Steckerschirmung 205 respektive des zweiten Teils der Steckerschirmung 206, anliegen.
  • Mit ihren Kontaktierungsbereichen 225 ragen die ersten und zweiten Kontakte 221, 222 aus ihren jeweiligen Trägerkörpern 241, 242 heraus.
  • Der in dieser Ausführungsform vorgesehene dritte Trägerkörper 243 ist als Platine mit einer dritten Dielektrizitätskonstante ε R3 ausgebildet, der zwischen den ersten und zweiten Trägerkörpern 241, 242 angeordnet ist. Sowohl der erste Trägerkörper 241 als auch der zweite Trägerkörper 242 reichen bis an die Platine 243 heran, wobei in dem ersten Trägerkörper 241 im Zentrum ein Freiraum 248 zwischen der Platine 243 und dem ersten Trägerkörper gebildet ist. Der zweite Trägerkörper 242 steht dagegen mit seiner gesamten Stirnseite auf der Platine 243 auf.
  • Erfindungsgemäß sind die Durchmesser des ersten und/oder zweiten Kontakts 221, 222 in dem ersten und/oder zweiten Trägerkörper 241, 242, die Durchmesser des Kontaktverbindungsabschnitts 223 (im Sinne der Dimensionierung der Leiterbahn 224), der Abstand der ersten Kontakte 221 zu der Außenumfangsfläche 244 des ersten Trägerkörpers 241, der Abstand der zweiten Kontakte 222 zu der Außenumfangsfläche 244 des zweiten Trägerkörpers 242, der Abstand des Kontaktverbindungsabschnitts 223 zu der Außenumfangsfläche 244 des ersten und/oder zweiten Trägerkörpers 241, 242, die Form der Außenumfangsfläche 244 des ersten und/oder des zweiten Trägerkörpers 241, 242 (und damit gleichbedeutend die Form der Innenwandfläche 245 der Steckerschirmung 204 in den Bereichen, in denen die Außenumfangsfläche 244 der ersten und/oder zweiten Trägerkörper 241, 242 an der Innenwandfläche 245 anliegt), die Dielektrizitätskonstante ε R1 des ersten Trägerkörpers 241, die Dielektrizitätskonstante ε R2 des zweiten Trägerkörpers 242, die Dielektrizitätskonstante ε R3 des dritten Trägerkörpers 243 und/oder die Form dessen Außenfläche derart eingestellt, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter 200 einem vorgegebenen Impedanzwert entspricht und eine Datenübertragung durch den Daten-Steckverbindungsadapter 200 bei der gewünschten Datenrate nicht gestört wird. Dies wurde bereits ausführlich beschrieben.
  • In Figur 7 ist eine teilgeschnittene Explosionszeichnung des Daten-Steckverbindungsadapters 200 mit den bereits beschriebenen Komponenten dargestellt. Auf diese Beschreibung wird verwiesen. Der Aufbau des Kontaktträgers 220 mit den ersten und zweiten Kontakten 221, 222 und den ersten, zweiten und dritten Trägerkörpern 241, 242, 243 wird noch weitergehend beschrieben. Es ist dargestellt, dass der Kontaktträger 220 keinen Gesamtkontakt aufweist wie die erste Ausführungsform des Daten-Steckverbindungsadapters 100. Stattdessen sind die ersten Kontakte 221 und die zweiten Kontakte 222 als Stiftkontakte ausgebildet, die in verschiedenem Abstand zueinander auf der Platine 243 angeordnet und kontaktiert sind. Die Platine bildet gleichzeitig auch den dritten Trägerkörper 243.
  • Der erste Trägerkörper 241 weist erste Durchgangsöffnungen 246 für die ersten Kontakte 221 und der zweite Trägerkörper 242 weist zweite Durchgangsöffnungen 247 für die zweiten Kontakte 222 auf.
  • Der Kontaktverbindungsabschnitt 223 umfasst als dritten Trägerkörper 243 die Platine, auf der die ersten Kontakte 221 und die zweiten Kontakte 222 auf verschiedenen Seiten der Platine mittels ihrer Platinenverbinderabschnitte 227 kontaktiert und festgelegt sind. Die Platinenverbinderabschnitte 227 sind jeweils als dünne Stiftkontaktbereiche der ersten und zweiten Kontakte 221, 222 ausgebildet.
  • Auf der Platine 243 sind die Leiterbahnen 224 zur Verbindung jeweils eines der ersten Kontakte 221 mit einem der zweiten Kontakte 222 vorgesehen.
  • Ferner ist auf der Platine 243 um die die Kontakte 221, 222 verbindenden Leiterbahnen 224 eine mit der Steckerschirmung 204 elektrisch leitend verbundene Kontaktschirmung 230 vorgesehen. Diese Kontaktschirmung 230 ist in dem als Platine ausgebildeten dritten Trägerkörper 243 durch mehrere Durchkontaktierungspunkte 231 gebildet, die über Leiterbahnen 232 auf einer oder beiden Platinenseiten miteinander verbunden sind. Die Leiterbahnen 232 der Kontaktschirmung bilden einen geschlossenen Bereich um die ersten und zweiten Kontakte 221, 222 sowie die diese verbindenden Leiterbahnen 224 des Kontaktverbindungsabschnitts 223.
  • Auch die Anordnung und Form der Leiterbahnen 232 der Kontaktschirmung und/oder die mit diesen Leiterbahnen 232 verbundenen Durchkontaktierungen 231 können als vorbeschriebene Parameter verwendet werden. Entsprechend der in Figur 7 dargestellten Konfiguration ist vorgesehen, dass die Form der Leiterbahnen 232 bogenförmig etwa derart gewählt ist, dass der Abstand zu den ersten und zweiten Kontakten 221, 222 möglichst konstant ist, d.h. einer Form folgt, in der Schwankungen des Abstands minimiert sind. Ferner entspricht der Abstand der ersten und zweiten Kontakte 221, 222 zu der Kontaktschirmung 230 etwa dem Abstand der die Kontakte 221, 222 verbindenden Leiterbahnen 224, die parallel zueinander angeordnet sind. Dazu sind die ersten Kontakte 221 des ersten Kontaktanschlussbilds 211 und die zweiten Kontakte 222 des zweiten Kontaktschlussbilds 212 relativ zueinander um etwa 90° verdreht angeordnet, wobei die Verdrehung um einen Mittelpunkt oder Schwerpunkt 216 der Anschlussbilder 211, 222 bezogen auf die Position der Kontakte 221, 222 erfolgt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Mittelpunkt oder Schwerpunkt 216 dem Kreismittelpunkt der rund ausgebildeten Platine, ohne dass die Erfindung auf eine solche Konfiguration beschränkt ist.
  • Wie bereits beschrieben ist die Steckerschirmung 204 zweiteilig aufgebaut und umfasst als separate Teile einen ersten Teil der Steckerschirmung 205, der durch den buchsenartigen Steckerkörper 201 gebildet wird, und einen zweiten Teil der Steckerschirmung 206, der in den ersten Teil der Steckerschirmung 205 bspw. durch Einstecken oder Einpressen aufgenommen wird und die zweiten Kontakte 222 des zweiten Steckkontakt-Anschlussbilds 212 umgibt. Die ersten und zweiten Teile 205, 206 der gesamten Steckerschirmung 204 sind nach der Montage elektrisch leitend miteinander verbunden.
  • Die elektrische Verbindung zwischen der Steckerschirmung 204 und der Kontaktschirmung 230 erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Leiter in dem zweiten Trägerkörper 241. Dazu sind an dem zweiten Teil der Steckerschirmung 206 in Richtung der Platine 243 Kontaktvorsprünge 233 vorgesehen, die im montierten Daten-Steckverbindungsadapter 220 auf Durchkontaktierungspunkten 231 der Kontaktschirmung aufstehen. Die Kontaktvorsprünge 233 ragen als Leiter durch einen dem ersten Trägerkörper 241 an dem der Platine 243 zugewandten Rand ausgebildeten Standflansch 234 durch, in dem zu diesem Zweck Kontaktausnehmungen ausgebildet sind.
  • Die Figur 6 und 8 der zweiten Ausführungsform entsprechen den Figuren 2 und 4 der ersten Ausführungsform, wobei entsprechend der zweiten Ausführungsform die Bezugszeichen jeweils um den Wert 100 größer gewählt wurden. Inhaltlich wird auf die vorstehende Beschreibung der Figur 2 und 4 verwiesen, die in inhaltlich gleicher Weise auch für die zweite Ausführungsform des Daten-Steckverbindungsadapters 200 gilt.
  • In beiden Ausführungsformen ist der Daten-Steckverbindungsadapter 100; 200 durch mindestens zwei Dichtungen 151, 152; 251, 252 gegen einen Feuchtigkeitsdurchtritt geschützt, wobei eine erste Dichtung 151; 251 eine bzw. die Kontaktfläche von Steckerschirmung 104; 204 (in den Ausführungsbeispielen konkret des ersten Teils der Steckerschirmung 105; 205) und Kontaktträger 100; 200 (in den Ausführungsbeispielen konkret des ersten Trägerkörpers 141; 241) und eine zweite Dichtung 152; 252 eine bzw. die Kontaktfläche von Kontakt (in den Ausführungsbeispielen konkret des ersten Kontakts 121; 221) und Kontaktträger 100; 200 (in den Ausführungsbeispielen konkret des ersten Trägerkörpers 141; 241) abdichtet. Hierdurch wird ein Feuchtigkeitseintritt in die Datenverkabelung im Bereich des erfindungsgemäßen Daten-Steckverbindungsadapters 100; 200 zuverlässig unterbunden.
  • Die Dichtungen 151, 152; 251, 252 sind als Dornprofile (im Sinne dreieckiger Vorsprünge) an den Innenwandflächen der ersten Teile der Steckerschirmung 105; 205 aus metallischen Material und dem Außenumfang der Kontakte 121; 221 ebenso aus metallischem Material ausgebildet. Die Dornprofile pressen sich jeweils in die Kontaktflächen des anliegenden Materials, d.h. hier konkret den ersten Trägerkörper 141; 241 des Kontaktträgers 120; 220 unter Anpressdruck ein und erreichen so eine Abdichtung.
  • Ergänzend sind an dem Außenumfang der Steckerkörper 101; 201 Dornprofile ausgebildet, die dann in gleicher Weise als dritte Dichtung 153; 253 wirken, wenn die Daten-Steckverbindungsadapter 100; 200 bspw. in eine Kraftfahrzeugsteckdose 160 für die Datenübertragung von einem Kraftfahrzeug zu einer Kraftfahrzeugkomponente eingesetzt ist.
  • Die konkret dargestellten Dichtungen 151, 152; 251, 252; 153; 253 sind alle als Dornprofile mit jeweils zwei oder mehr voneinander beabstandeten (dreieckförmigen) Profilvorsprüngen 154; 254 ausgebildet.
  • In Figur 9 ist eine solche erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsteckdose 160 mit einem Dosengehäuse 161 im Querschnitt gezeigt, welches eine Einstecköffnung 162 zum Anschließen eines Steckers der Fahrzeugkomponente und eine Anschlussöffnung 163 zum Anschließen der Steckdose an ein Kraftfahrzeug-Datennetz oder -Bordnetz aufweist, wobei die Einstecköffnung 162 durch einen an dem Dosengehäuse angelenkten Deckel 164 abdichtend verschließbar ist. Dazu ist in den Deckel 164 eine Dichtung 165 aufgenommen, die im geschlossenen Zustand des Deckels 164 abdichtend an dem Rand der Einstecköffnung 162 anliegt.
  • In dem Dosengehäuse 161 ist eine Ausführungsform des zuvor beschriebenen Daten-Steckverbindungsadapters 100 abdichtend festgelegt, wobei die erste Steckeranschlussseite 102 des Daten-Steckverbindungsadapters 100 in der Einstecköffnung 162 zugänglich ist und die zweite Steckeranschlussseite 103 des Daten-Steckverbindungsadapters 100 in der Anschlussöffnung 163 zugänglich ist.
  • Das abdichtende Festlegen des Daten-Steckverbindungsadapters 100 in der Kraftfahrzeugsteckdose erfolgt durch die auch als Dornprofil ausgebildete Dichtung 153 zwischen dem Außenumfang des Daten-Steckverbindungsadapters 100 und einer Durchgangsöffnung 166 des Dosengehäuses 161, in die der Daten-Steckverbindungsadapter 100 aufgenommen und fixiert ist. Die als Dornprofil ausgebildete Dichtung 153 presst sich (entsprechend der bereits beschriebenen Art) beim Festlegen des Daten-Steckverbindungsadapters 100 in der Durchgangsöffnung 166 unter Anpressdruck in das aus Kunststoff bestehende Dosengehäuse 161 ein. Eine abdichtende Verbindung lässt sich bspw. auch durch Einspritzen oder Umspritzen herstellen.
  • In die Kraftfahrzeugsteckdose 160 sind weitere elektrische Kontakte 167, vorzugsweise aber mehrere weitere elektrische Kontakte in an sich bekannter Weise abdichtend in das Dosengehäuse 161 der Kraftfahrzeugsteckdose 160 mit integriert, von denen in der Schnittdarstellung der Figur 9 nur ein Kontakt 167 dargestellt ist. Die weiteren elektrischen Kontakte 167 sind auch in der Einstecköffnung 162 und in der Anschlussöffnung 163 der Kraftfahrzeugsteckdose 167 kontaktierbar.
    • Bezugszeichenliste:
    • 11
    erster Datenstecker
    12
    zweiter Datenstecker
    13
    erstes Datenkabel
    14
    zweites Datenkabel
    100
    Daten-Steckverbindungsadapter
    101
    Steckerkörper
    102
    erste Steckeranschlussseite
    103
    zweite Steckeranschlussseite
    104
    Steckerschirmung
    105
    erster Teil der Steckerschirmung
    106
    zweiter Teil der Steckerschirmung
    111
    erstes Steckkontakt-Anschlussbild
    112
    zweites Steckkontakt-Anschlussbild
    113
    proprietärer Anschlussbereich
    114
    Steckeradapterhülse
    115
    Innenwandung der Steckeradapterhülse
    120
    Kontaktträger
    121
    erste Kontakte
    122
    zweite Kontakte
    123
    Kontaktverbindungsabschnitt
    124
    einteiliger Gesamtkontakt
    125
    Kontaktierungsbereich
    126
    Trägerbereich
    141
    erster Trägerkörper
    142
    zweiter Trägerkörper
    143
    dritter Trägerkörper
    144
    Außenumfangsfläche des Trägerkörpers
    145
    Innenwandfläche der Steckerschirmung
    146
    erste Durchgangsöffnungen
    147
    zweite Durchgangsöffnungen
    148
    Zwischenraum
    149
    als nutartige Vertiefungen ausgebildete Führungen
    150
    Kragen
    151
    als Dornprofil ausgebildete erste Dichtung
    152
    als Dornprofil ausgebildete zweite Dichtung
    153
    als Dornprofil ausgebildete dritte Dichtung
    154
    Profilvorsprung
    160
    Kraftfahrzeugsteckdose
    161
    Dosengehäuse
    162
    Einstecköffnung
    163
    Anschlussöffnung
    164
    Deckel
    165
    Dichtung des Deckels
    166
    Durchgangsöffnung
    167
    elektrischer Kontakt
    200
    Daten-Steckverbindungsadapter
    201
    Steckerkörper
    202
    erste Steckeranschlussseite
    203
    zweite Steckeranschlussseite
    204
    Steckerschirmung
    205
    erster Teil der Steckerschirmung
    206
    zweiter Teil der Steckerschirmung
    211
    erstes Steckkontakt-Anschlussbild
    212
    zweites Steckkontakt-Anschlussbild
    213
    proprietärer Anschlussbereich
    214
    Steckeradapterhülse
    215
    Innenwandung der Steckeradapterhülse
    216
    Mittel- bzw. Schwerpunkt der ersten und zweiten Steckkontakt-Anschlussbilder
    220
    Kontaktträger
    221
    erste Kontakte
    222
    zweite Kontakte
    223
    Kontaktverbindungsabschnitt
    224
    Leiterbahn des Kontaktverbindungsabschnitts auf der Platine
    225
    Kontaktierungsbereich
    226
    Trägerbereich
    227
    Platinenverbindungsabschnitt
    230
    Kontaktschirmung
    231
    Durchkontaktierungspunkte
    232
    Leiterbahn der Kontaktschirmung auf der Platine
    233
    Kontaktvorsprünge
    234
    Standflansch
    235
    Kontaktausnehmungen
    241
    erster Trägerkörper
    242
    zweiter Trägerkörper
    243
    dritter als Platine ausgebildeter Trägerkörper
    244
    Außenumfangsfläche des Trägerkörpers
    245
    Innenwandfläche der Steckerschirmung
    246
    erste Durchgangsöffnungen
    247
    zweite Durchgangsöffnungen
    248
    Freiraum
    251
    als Dornprofil ausgebildete erste Dichtung
    252
    als Dornprofil ausgebildete zweite Dichtung
    253
    als Dornprofil ausgebildete dritte Dichtung
    254
    Profilvorsprung
    εR1,εR2, εR3
    Dielektrizitätskonstanten der Trägerkörper

Claims (15)

  1. Daten-Steckverbindungsadapter für eine Datenübertragung mit einem Steckerkörper (101, 201), der eine erste Steckeranschlussseite (102, 202), eine zweite Steckeranschlussseite (103, 203), eine elektrisch leitende Steckerschirmung (104, 204) und einen Kontaktaktträger (120, 220) aufweist, wobei
    die erste Steckeranschlussseite (102, 202) ein erstes Steckkontakt-Anschlussbild (111, 211) zum Anschließen eines ersten Datensteckers (11) und die zweite Steckeranschlussseite (103, 203) ein zweites Steckkontakt-Anschlussbild (112,212) zum Anschließen eines zweiten Datensteckers (12) aufweisen;
    der Kontaktträger (120, 220) zwischen der ersten und der zweiten Steckeranschlussseite (102, 103, 202, 203) angeordnet ist und mindestens zwei erste Kontakte (121, 221) und mindestens zwei zweite Kontakte (122, 222) trägt, die so anordnet sind, dass die ersten Kontakte (121, 221) das erste Steckkontakt-Anschlussbild (111, 211) und die zweiten Kontakte (122, 222) das zweite Steckkontakt-Anschlussbild (112,212) bilden;
    jeweils genau einer der ersten Kontakte (121, 221) mit genau einem der zweiten Kontakte (122, 222) über einen Kontaktverbindungsabschnitt (123, 223) elektrisch leitend verbunden ist;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die ersten Kontakte (121, 221) zumindest abschnittsweise von einem elektrisch isolierenden ersten Trägerkörper (141, 241) mit einer ersten Dielektrizitätskonstante ε R1 umgeben sind;
    die zweiten Kontakte (122, 222) zumindest abschnittsweise von einem elektrisch isolierenden zweiten Trägerkörper (142, 242) mit einer zweiten Dielektrizitätskonstante ε R2 umgeben sind;
    der erste und der zweite Trägerkörper (141, 142, 241, 242) mit einer Außenumfangsfläche (144, 244) zumindest abschnittsweise an einer Innenwandfläche (145, 245) der Steckerschirmung (104, 204) anliegen.
  2. Daten-Steckverbindungsadapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kontaktabstand zwischen den ersten Kontakten (121, 221) von dem zweiten Kontaktabstand zwischen den zweiten Kontakten (122, 222) unterschiedlich ist.
  3. Daten-Steckverbindungsadapter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter (100, 200) durch Variation mindestens eines der Parameter
    • Durchmesser des ersten und/oder zweiten Kontakts (121, 122, 221, 222) in dem ersten und/oder zweiten Trägerkörper (141, 142, 241, 242)
    • Durchmesser des Kontaktverbindungsabschnitts (123, 223)
    • Abstand der ersten Kontakte (121, 221) zu der Außenumfangsfläche (144, 244) des ersten Trägerkörpers (141, 241)
    • Abstand der zweiten Kontakte (122, 222) zu der Außenumfangsfläche (144, 244) des zweiten Trägerkörpers (142, 242)
    • Abstand des Kontaktverbindungsabschnitts (123, 223) zu der Außenumfangsfläche (144, 244) des ersten und/oder zweiten Trägerkörpers (141, 142, 241, 242)
    • Form der Außenumfangsfläche (144, 244) des ersten und/oder des zweiten Trägerkörpers (141, 142, 241, 242)
    • Dielektrizitätskonstante ε R1 des ersten Trägerkörpers (141, 241)
    • Dielektrizitätskonstante ε R2 des zweiten Trägerkörpers (142, 242) derart eingestellt ist, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter (100, 200) einem vorgegebenen Impedanzwert entspricht.
  4. Daten-Steckverbindungsadapter nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Kontaktverbindungsabschnitts (123, 223) mindestens ein dritter Trägerkörper (143, 243) mit einer dritten Dielektrizitätskonstante ε R3 vorgesehen ist.
  5. Daten-Steckverbindungsadapter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter (100, 200) durch Variation mindestens eines der Parameter
    • Dielektrizitätskonstante ε R3 des dritten Trägerkörpers (143, 243)
    • Form der Außenfläche des dritten Trägerkörpers (143, 243) derart eingestellt ist, dass die Impedanz in dem Daten-Steckverbindungsadapter (100, 200) einem vorgegebenen Impedanzwert entspricht.
  6. Daten-Steckverbindungsadapter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Trägerkörper (143, 243) in einem Bereich zwischen verschiedenen Kontaktverbindungsabschnitten (123, 223) vorgesehen ist, wobei jeder der Kontaktverbindungsabschnitte (123, 223) einen der ersten Kontakte (121, 221) und einen der zweiten Kontakte (122, 222) verbindet.
  7. Daten-Steckverbindungsadapter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Trägerkörper (143, 243) eine elektrisch leitfähige Kontaktschirmung (230) aufweist, die elektrisch leitend mit der Steckerschirmung (104, 204) verbunden ist.
  8. Daten-Steckverbindungsadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontakt (121), der zweite Kontakt (122) und der diese verbindende Kontaktverbindungsabschnitt (123) als ein einteiliger Gesamtkontakt (124) ausgebildet ist.
  9. Daten-Steckverbindungsadapter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der einteilige Gesamtkontakt (124) im Kontaktverbindungsabschnitt (123) gebogen ist.
  10. Daten-Steckverbindungsadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktverbindungsabschnitt (223) als dritten oder weiteren Trägerkörper (243) eine Platine aufweist, auf der die ersten Kontakte (221) und die zweiten Kontakte (222) auf verschiedenen Seiten der Platine mittels ihrer Platinenverbinderabschnitte kontaktiert und festgelegt sind, wobei auf der Platine Leiterbahnen (224) zur Verbindung jeweils eines der ersten Kontakte (221) mit einem der zweiten Kontakte (222) vorgesehen sind und wobei auf der Platine um die die Kontakte (221, 222) verbindenden Leiterbahnen (224) eine mit der Steckerschirmung (204) elektrisch leitend verbundene Kontaktschirmung (230) vorgesehen ist.
  11. Daten-Steckverbindungsadapter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerschirmung (104, 204) mehrteilig aufgebaut ist, wobei ein erster Teil der Steckerkörper (101, 201) eine Buchse ist, in welcher die ersten und zweiten Kontakte (121, 122, 221, 222) mit den Kontaktverbindungsabschnitten (123, 223) und die Trägerkörper (141, 142, 143, 241, 242, 243) aufgenommen sind und wobei mindestens ein zweiter Teil vorgesehen ist, der in dem ersten Teil angeordnet ist und eines der ersten oder zweiten Steckkontakt-Anschlussbilder (111, 112, 211, 212) umgibt.
  12. Daten-Steckverbindungsadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mindestens einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter empirisch ermittelte Parameter verwendet werden, bei denen in Messungen mittels Zeitbereichsreflektometrie-Messgeräten in einem mit Datensteckern (11, 12) verbundenen Daten-Steckverbindungsadapter (100, 200) keine Impedanzänderungen oder Störungen angezeigt werden, die eine Datenübertragung mit der gewünschten Datenrate stören.
  13. Daten-Steckverbindungsadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Daten-Steckverbindungsadapter (100, 200) durch mindestens eine Dichtung (151, 152, 153, 251, 252, 253) gegen einen Feuchtigkeitsdurchtritt geschützt ist.
  14. Daten-Steckverbindungsadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer der ersten und zweiten Anschlussseite (102, 103, 202, 203) ein proprietärer Anschlussbereich (113, 213) ausgebildet ist, der eine Steckeradapterhülse (114, 214) aufweist, die in den Steckerkörper (101, 201) einsteckbar ist und respektive das erste oder zweite Steckkontakt-Anschlussbild (111, 112, 211, 212) umgibt, wobei die Innwandung (115, 215) der Steckeradapterhülse (114, 214) zum Aufnehmen des respektive ersten oder zweiten Datensteckers (11, 12) ausgebildet ist.
  15. Kraftfahrzeugsteckdose für die Datenübertragung von einem Kraftfahrzeug zu einer Kraftfahrzeugkomponente mit einem Dosengehäuse (161), welches eine Einstecköffnung (162) zum Anschließen eines Steckers der Fahrzeugkomponente und eine Anschlussöffnung (163) zum Anschließen der Kraftfahrzeugsteckdose an ein Kraftfahrzeug-Datennetz oder -Bordnetz aufweist, wobei die Einstecköffnung (162) durch einen an dem Dosengehäuse (161) angelenkten Deckel (164) abdichtend verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Daten-Steckverbindungsadapter (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche abdichtend in dem Dosengehäuse (161) festgelegt ist, wobei eine der beiden Steckeranschlussseiten (102, 103, 202 203) des Daten-Steckverbindungsadapters (100, 200) in der Einstecköffnung (162) zugänglich ist und die andere der beiden Steckeranschlussseiten (102, 103, 202 203) des Daten-Steckverbindungsadapters (100, 200) in der Anschlussöffnung (163) zugänglich ist.
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