-
-
Verbindungsleitung zur Übertragung von Signalen
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsleitung zur Übertragung
von Signalen zwischen einem Sender und einem Empfänger, bei welcher das der Übertragung
dienende Element von einer Isolierhülle umgeben ist und an deren Enden jeweils ein
Stecker fest angeformt ist, der mindestens zwei elektrische Kontakte und einen um
Teile dieser Kontakte und das zugehörige Leitungsende herumgespritzten Griffkörper
aus Isoliermaterial aufweist.
-
Derartige Leitungen werden seit langem insbesondere in der Elektronik
eingesetzt. Sie dienen dabei beispielsweise als Verbindungsleitungen zwischen Meßgeräten
und Oszillographen.
-
Auch bei Kraftfahrzeugen werden solche Leitungen heute immer mehr
eingesetzt, um mit entsprechenden Geräten bestimmte Funktionen der Fahrzeuge überwachen
zu können. Anwendungsbeispiele sind der obere Totpunktgeber und das Antiblockiersystem
der Bremsen. Die Entwicklung auf diesem Gebiet geht dahin, daß
in
Zukunft weitere Punkte im Kraftfahrzeugsystem mit Hilfe eines Mikroprozessors überwacht
werden. Solche Punkte sind beispielsweise der Zündwinkel, das Zündsignal, der Unterbrecherkontakt,
die Drehzahl, die Geschwindigkeit und das automatische Getriebe.
-
Für alle Einsatzfälle der Verbindungsleitung in der Elektronik ist
es erforderlich, daß die Signale möglichst störungsfrei von einem Sender zu einem
Empfänger übertragen werden können. Hierzu ist es bisher erforderlich, Leitungen
zu verwenden, die mög lichst vollständig abgeschirmt sind und es müssen auch die
jeweiligen Geräte in eine einwandfreie Abschirmung eingekapselt werden. Schwierigkeiten
ergeben sich insbesondere bei der Abschirmung von Mikroprozessoren, da jede metallische
Leitung, die aus der Abschirmung herausführt, wie eine Antenne wirkt und dementsprechend
auch Störsignale zum Mikroprozessor führt. Eine vollwirksame Abschirmung für die
Leitungen und die~Geräte ist äußerst aufwendig. Ein entsprechendes System ist daher
nur mit erheblichen finanziellen Mitteln realisierbar.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsleitung
anzugeben, die bei einfachem Aufbau und universeller Verwendbarkeit, eine störungsfreie
Übertragung von Signalen zwischen einem Sender und einem Empfänger gewährleistet.
Es soll dabei nicht nur die Störungsfreiheit in elektrischer Hinsicht erreicht werden,
sondern die Leitung soll darüberhinaus auch feuchtigkeitsdicht sein.
-
o1sL rX Diese Aufgabe wird mit einer Verbindungsleitung der eingangs
geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das der Übertragung dienende
Element als Lichtleiter ausgebildet ist, daß der eine Stecker einen zwischen den
Kontakten und dem Lichtleiter angeschlossenen, im Griffkörper eingebetteten elektro/
optischen Wandler enthält, und daß der andere Stecker einen lichtempfindlichen Empfänger,
einen Verstärker und einen Impulsformer aufweist die 10 dieser Reillonfolge zwischen
dem Lichtleiter und den Kontakten angeschlossen und im Griffkörper eingebettet sind.
-
Durch den Einsatz einer derartigen Verbindungsleitung sind Empfänger
und Sender einer Signalübertragungsstrecke galvanisch entkoppelt. Da die Übertragung
über einen Lichtleiter erfolgt, ist außerdem jede elektromagnetische Störung von
außen ausgeschlossen. Eine solche Leitung kann in eine Abschirmung eines Mikroprozessors
eingeführt werden, ohne daß Störungen in denselben übertragen werden, da der Lichtleiter
keine Antenne darstellt.
-
Die Verbindungsleitung selbst kann äußerst einfach in einer heute
beherrschten Spritztechnik hergestellt werden, in welcher zunächst der Lichtleiter
mit seiner Umhüllung versehen wird.
-
Dieses Umhüllen kann kontinuierlich erfolgen, wobei der umhüllte Lichtleiter
"endlos" auf eine Spule aufgewickelt werden kann. Von dem endlosen Gebilde kann
zur Herstellung einer Verbindungsleitung eine gewünschte Länge abgeschnitten werden,
an deren Enden dann die Stecker angespritzt werden können. Hierzu können zunächst
Brücken aus mechanisch festem Isoliermaterial, in denen die elektrischen Kontakte
befestigt sind, mit dem Wandler bzw. mit dem Empfänger, dem Verstärker und dem Impulsformer
bestückt werden. Die so vorbereiteten Brücken werden dann zusammen mit ihren zugehörigen
Leitungsenden in ein Spritzwerkzeug eingelegt, in welchem der jeweilige Stecker
gespritzt wird. Es ist auf diese Weise eine Verbindungsleitung geschaffen, die nicht
nur unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen sondern auch gegenüber Feuchtigkeit
ist, da die Leitung selbst sowie ihre Enden durch die Spritzvorgänge völlig dicht
gegen Feuchtigkeit ausgebildet sind.
-
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen
dargestellt.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Anordnung mit Verbindungsleitungen
nach der Erfindung.
-
Fig. 2 die Verbindungsleitung in vergrößertem Maßstab.
-
Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 2 längs der Linie III - III.
-
Fig. 4 eine elektrische Schaltung der Einzel-teile eines Steckers.
-
Die Verbindungsleitung nach der Erfindung ist überall dort einsetzbar,
wo Signale störungsfrei von einem Sender zu einem Empfänger übertragen werden sollen,
bei gleichzeitiger galvanischer Entkopplung von Sender und Empfänger. Die folgende
Beschreibung bezieht sich, stellvertretend für alle Anwendungsfälle, auf Kraftfahrzeuge.
-
Mit 1 ist ein Mikroprozessor bezeichnet, der beispielsweise unter
der Motorhaube eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Dieser Mikroprozessor weist
verschiedene Steckanschlüsse 2 auf und ist von einer durch eine gestrichelte Linie
3 angedeuteten Abschirmung umgeben, welche den Mikroprozessor selbst gegenüber elektromagnetischer
Störstrahlung schützt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind an fünf der eingezeichneten
Steckanschlüsse 2 Verbindungsleitungen 4 angeschlossen, die mit ihren freien Enden
mit elektrischen Geräten 5 verbunden sind. Die Verbindungsleitungen 4 sind beliebig
lang und in Fig. 1 daher unterbrochen dargestellt.
-
Als elektrische Geräte 5 in einem Kraftfahrzeug können beispielsweise
die folgenden Punkte gelten: Die Zündwinkelverstellung, die Zündsignaleingabe, der
Unterbrecherkontakt, eine Stelle zur Drehzahlmessung, eine Stelle zur Geschwindigkeitsmessung,
ein Punkt mit Eingriff in das automatische Getriebe zur Steuerung desselben, ein
oberer Totpunktgeber (OT) und das automatische Antiblockiersystem (ABS) für die
Bremsen. An all diesen Punkten sind Sonden angeordnet, die auf elektromagnetische
Signale ansprechen und deren Meßwerte über die Verbindungsleitungen 4 zu dem Mikroprozessor
1 übertragen und dort ausgewertet werden können. Der Mikroprozessor 1 kann mit einer
beliebigen Anzahl von Steckanschlüssen 2 ausgerüstet werden und es ist theoretisch
möglich, jeden einer elektronischen Überwachung zugänglichen Punkt innerhalb eines
Kraftfahrzeugs mit einer Verbindungsleitung 4 an den Mikroprozessor anzuschließen.
-
Die Verbindungsleitung selbst ist entsprechend Fig. 2 und 3 beispielsweise
wie folgt aufgebaut:
Das der Signalübertragung dienende Element
ist als Lichtleiter 6 ausgeführt, welcher als langgestrecktes Bauteil über seine
gesamte Länge mit einer Umhüllung 7 aus Isolierstoff versehen ist. Diese Umhüllung
kann mit einer üblichen Spritzmaschine kontinuierlich auf den Lichtleiter 6 aufgebracht
werden und der Lichtleiter kann nach Aufbringen der Umhüllung "endlos" auf eine
Spule aufgewickelt werden. Als Material für die -Umhüllung 7 eignet sich jeder beliebige
Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen oder Polyvinylchlorid.
-
Der Lichtleiter 6 kann als Glasfaser oder auch als Kunststofffaser
ausgeführt sein. Es ist dabei möglich, jeweils einen Einzelleiter zu verwenden,
jedoch kann als Lichtleiter auch ein Bündel aus mehreren, miteinander verseilten
Fasern verwendet werden, deren Querschnitt geringer als der einer Einzelfaser ist.
-
Für die Herstellung einer Verbindungsleitung 4 nach der Erfindung
wird ein Stück vorbestimmter bzw. gewünschter Länge von der endlosen Leitung abgeschnitten
und der Lichtleiter 6 wird an beiden Enden ein Stück von seiner Umhüllung 7 befreit.
An diese freigelegten Enden werden Stecker angeformt, die in Fig. 2 mit S und E
bezeichnet sind. Diese Stecker weisen jeweils elektrische Kontakte 8 bzw. 9 auf,
die in einer Brücke aus mechanisch festem Isoliermaterial auf Abstand gehalten sind.
Bei dem Stecker S ist an die Kontakte 8 ein elektro/optischer Wandler 10 angeschlossen,
der vorzugsweise als Lumineszenzdiode oder als Laserdiode ausgebildet ist. Prinzipiell
kann hier aber jeder geeignete elektro/optische Wandler angeschlossen werden. Der
Stecker mit der Bezeichnung S dient zum Anschluß am Sender für das zu übertragende
Signal. Um das Ende der Kontakte 8, den elektro/optischen Wandler 10 und das Leitungsende,
ist ein Griffkörper 11 aus Isoliermaterial herumgespritzt, so daß dieses Leitungsende
feuchtigkeitsdicht abgeschlossen ist.
-
Auf der anderen Seite der Verbindungsleitung 4 ist ein Stecker mit
der Bezeichnung E angeschlossen, der zum Verbinden mit einem Empfänger geeignet
sein soll. Auch hier sind die Kontakte 9
in einer Brücke gehalten.
An die Kontakte sind ein lichtempfindlicher Empfänger 12, ein Verstärker 13 und
ein Impulsformer 14 angeschlossen, und zwar in dieser Reihenfolge, ausgehend vom
Lichtleiter 6. Die genauere Schaltung dieser Teile geht aus Fig. 4 hervor. Die Brücke
mit den Teilen 9, 12, 13 und 14 wird zusammen mit dem Leitungsende in eine Spritzvorrichtung
eingelegt, in welcher ein Griffkörper 15 aus Isoliermaterial gespritzt wird, so
daß auch dieses Leitungsende feuchtigkeitsdicht umschlossen ist. Nach dem Spritzen
der beiden Stecker S und E, die auch in einem einzigen Arbeitsgang gespritzt werden
können, ist die Verbindungsleitung 4 fertiggestellt.
-
Die Kontakte 8 und 9 können als Steckerstifte ausgeführt sein.
-
Es ist jedoch auch möglich, hier Buchsenkontakte einzusetzen, die
auf entsprechende Stifte am Mikroprozessor 1 bzw. an den Sende- oder Empfangsgeräten
5 vorhanden sind.
-
Als lichtempfindliche Empfänger 12 können beispielsweise Photodioden
oder Phototransistoren eingesetzt werden. Sowohl der Verstärker 13 als auch der
Impulsformer 14 können als sogenannte "IC", d. h. als integrierte Schaltkreise,
ausgebildet sein, die nur noch an entsprechende Kontakte angeschlossen werden müssen.
-
Weiterhin ist es möglich, den Empfänger 12 und den Verstärker 13 in
einem integrierten Schaltkreis zusammenzufassen.
-
Der Stecker E weist entsprechend Fig. 4 drei Kontakte 9 auf, von denen
der mittlere der Signalübertragung dienen kann, während die beiden anderen der Stromversorgung
dienen. Der Empfänger 12 ist nach Fig. 4 mit dem Eingang des Verstärkers 13 verbunden,
an den auf der anderen Seite der Impulsformer 14 angeschlossen ist.
-
Insgesamt ist eine robuste, einfach zu handhabende und feuchtigkeitsdichte
Verbindungsleitung 4 gegeben, die eine gegen elektromagnetische Störungen unempfindliche
Übertragung von Signalen zwischen einem Sender und einem Empfänger ermöglicht und
so beispielsweise in der Autoelektronik für einen störungsfreien
Empfang
sorgen kann. Die Verbindungsleitung 4 ist jedoch, wie bereits erwähnt, nicht auf
das bevorzugte Anwendungsgebiet der Autoelektronik beschränkt, sondern sie kann
für alle möglichen elektronischen Geräte verwendet werden, bei denen ein störungsfreier
Empfang bzw. eine störungsfreie Signalübertragung gefordert werden, die heute nur
durch aufwendige Abschirmungen voo Leitungen und Geräten möglich sind.
-
Leerseite