EP4783473A1

EP4783473A1 - Elektrischer steckverbinder, elektrische leitung und datenübertragungssystem

Info

Publication number: EP4783473A1
Application number: EP25154000.1A
Authority: EP
Inventors: Stephan Schreiner
Original assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2025-01-27
Filing date: 2025-01-27
Publication date: 2026-07-29
Also published as: WO2026158856A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, eine elektrische Leitung und ein Daten-übertragungssystem.

Ein elektrischer Steckverbinder (3) zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einer elektrischen Leitung (4) weist eine Schiene (5) und mehrere jeweils in einer Längsachsrichtung (L_A) der Schiene (5) verlaufende und von der Schiene (5) elektrisch isoliert voneinander geführte elektrische Leiter (6) auf. Der Steckverbinder (3) weist einen Kontaktträger (11) und mehrere Kontaktelemente (12) auf, welche jeweils im Kontaktträger (11) voneinander elektrisch isoliert gehalten sind. An jedem Kontaktelement (12) ist jeweils ein erster axialer Endbereich (15) ausgebildet, der jeweils eingerichtet ist, den zugehörigen elektrischen Leiter (6) der elektrischen Leitung (4) elektrisch und mechanisch zu kontaktieren. Wenigstens ein Kontaktträgerbereich (27) des Kontaktträgers (11) und/oder wenigstens ein mit dem Kontaktträger (11) jeweils verbundenes Zusatzelement (29) des Steckverbinders (3) weist jeweils ein weichmagnetisches und elektrisch isolierendes Material, vorzugsweise einen weichmagnetischen Kunststoff, zur Führung eines von jedem signalführenden elektrischen Leiter (6) jeweils erzeugten magnetischen Flusses in einem steckverbinderseitigen Segment (22₁) eines zugehörigen magnetischen Kreises (22) auf.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, welcher einen Kontaktträger und mehrere Kontaktelemente aufweist, welche jeweils im Kontaktträger voneinander elektrisch isoliert gehalten sind. An jedem Kontaktelement ist jeweils ein erster axialer Endbereich ausgebildet, der jeweils eingerichtet ist, einen zugehörigen elektrischen Leiter einer elektrischen Leitung elektrisch und mechanisch zu kontaktieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Leitung, welche eine Schiene und mehrere elektrische Leiter aufweist, welche jeweils in einer Längsachsrichtung der Schiene verlaufen und von der Schiene elektrisch isoliert voneinander geführt sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich ein Datenübertragungssystem, welche die elektrische Leitung und mehrere elektrische Steckverbinder aufweist.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Bussysteme, insbesondere differentielle Bussysteme, sind in vielen Anwendungsfeldern, beispielsweise in der Industrie, im Automobil oder im Büro, zur Datenübertragung zwischen mehreren Busteilnehmern im Einsatz. Das Leitungssystems eines differentielles Bussystems umfasst im Wesentlichen eine differentielle Hauptleitung, von der für jeden Busteilnehmer jeweils eine differentielle Stichleitung abgeht. Alternativ kann der Busteilnehmer auch direkt an der differentiellen Hauptleitung ohne Zwischenschaltung einer differentiellen Stichleitung angeschlossen sein. Es kommen sowohl geschirmte Leitungen als auch ungeschirmte Leitungen zum Einsatz.
Aus Fig. 1A geht ein Ersatzschaltbild für ein differentielles Bussystem hervor. Die Übertragungscharakteristik des differentiellen Bussystems ergibt sich hierbei nicht nur aus den ohmschen Leitungsbelägen R_H und G_H, den kapazitiven Leitungsbelägen C_H und den induktiven Leitungsbelägen L_H der einzelnen Leitungsabschnitte, sondern auch aus den Eingangsimpedanz jedes Busteilnehmers TN. Die Eingangsimpedanz eines Busteilnehmers TN, d. h. einer elektronischen Baugruppe, ergibt sich aus einem Ersatzschaltbild bestehend aus einem ohmschen Eingangswiderstand R_dev, einer parasitären Kapazität C_dev und einer parasitären Induktivität L_dev am differentiellen Eingang des Busteilnehmers TN. Im Ersatzschaltbild der Fig. 1A ist der in der linken Hälfte dargestellte Busteilnehmer TN direkt an der Hauptleitung des Bussystems angeschlossen, während der in der rechten Hälfte dargestellte Busteilnehmer TN über eine Stichleitung mit dem ohmschen Leitungsbelag R_S und G_S, dem kapazitiven Leitungsbelag Cs und dem induktiven Leitungsbelag L_S an die Hauptleitung des Bussystems angeschlossen ist.
Insbesondere die parasitäre Kapazität C_dev am differentiellen Eingang einer elektronischen Baugruppe, die aus den parasitären Eigenschaften der realen Bauelemente der elektronischen Baugruppe von den technischen Eigenschaften der zugehörigen idealen Bauelements resultieren, verzerrt den Wellenwiderstand des differentiellen Busses deutlich. Die parasitäre Kapazität C_dev kann zur Verbesserung der Übertragungseigenschaften des Bussystems gemäß Fig. 1B durch eine zusätzliche Induktivität L_C in den beiden Hauptleitern des differentiellen Bussystems kompensiert werden. Die soeben für ein differentielles Bussystem erläuterten physikalischtechnischen Zusammenhänge gelten für den weniger bevorzugten Anwendungsfall eines koaxialen Bussystems aus einem Innen- und einem Außenleiter äquivalent.
Aus der EP 4 344 454 A1 geht eine technische Lösung hervor, bei der die zusätzliche Induktivität L_C durch einen Ferritkern verwirklicht ist, welcher jeweils auf jeden der beiden Hauptleiter des differentiellen Bussystems gefügt wird. Eine derartige technische Lösung vereinfacht den Montageprozess gegenüber dem Stand der Technik erheblich, in der traditionell eine Spule jeweils in einen Hauptleiterabschnitt des Bussystems gelötet wird. Außerdem wird durch die Verwendung von Ferritkernen die mit einem Lötprozess üblicherweise verbundenen Schwachstellen (beispielsweise kalte Lötstellen) vermieden.
Für das differentielle Bussystem kann anstelle einer Kabellösung gemäß der EP 4 344 454 A1 eine Schiene gemäß der EP 3 930 205 B1 zum Einsatz kommen, in deren Längsachsrichtung mehrere elektrische Leiter verlaufen, welche von der Schiene elektrisch isoliert geführt sind. Ein "Auffädeln" von Ferritkernen auf die elektrischen Leiter der Schiene ist leider technisch nicht verwirklichbar.
Dies ist ein Zustand, den es zu verbessern gilt.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, für ein Bussystem, insbesondere für ein differentielles Bussystem, welches eine Schiene und mehrere in der Längsachsrichtung der Schiene verlaufende und von der Schiene elektrisch isoliert voneinander geführte elektrische Leiter aufweist, eine wirksame Kompensation der am Eingang der Busteilnehmer des Bussysteme jeweils anliegenden parasitären Kapazität anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen elektrischen Steckverbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine elektrische Leitung mit den Merkmalen des Patentanspruches 8 gelöst.
Demgemäß sind vorgesehen:

Ein elektrischer Steckverbinder zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einer elektrischen Leitung, welche eine Schiene und mehrere jeweils in einer Längsachsrichtung der Schiene verlaufende und von der Schiene elektrisch isoliert voneinander geführte elektrische Leiter aufweist,
- wobei der Steckverbinder einen Kontaktträger und
- mehrere Kontaktelemente aufweist,
- welche jeweils im Kontaktträger voneinander elektrisch isoliert gehalten sind,
- wobei an jedem Kontaktelement jeweils ein erster axialer Endbereich ausgebildet ist, der jeweils eingerichtet ist, den zugehörigen elektrischen Leiter der elektrischen Leitung elektrisch und mechanisch zu kontaktieren,
- wobei wenigstens ein Kontaktträgerbereich des Kontaktträgers oder/und
- wenigstens ein mit dem Kontaktträger jeweils verbundenes Zusatzelement des Steckverbinders jeweils
- ein weichmagnetisches und elektrisch isolierendes Material, vorzugsweise einen weichmagnetischen Kunststoff, zur Führung eines von jedem signalführenden elektrischen Leiter jeweils erzeugten magnetischen Flusses in einem steckverbinderseitigen Segment eines zugehörigen magnetischen Kreises aufweist
und
eine elektrische Leitung zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit mehreren elektrischen Steckverbindern aufweisend
- eine Schiene und
- mehrere elektrische Leiter,
- welche jeweils in einer Längsachsrichtung der Schiene verlaufen und
- von der Schiene elektrisch isoliert voneinander geführt sind,
- wobei in der Schiene eine Ausnehmung zur Aufnahme der mehreren Steckverbinder derart ausgebildet ist, dass die mehreren elektrischen Leiter jeweils von jedem Steckverbinder elektrisch und mechanisch kontaktierbar sind,
- wobei wenigstens Schienenbereiche der Schiene, welche jeweils an die jeweiligen signalführenden elektrischen Leiter angrenzen,
- ein weichmagnetisches und elektrisch isolierendes Material, vorzugsweise einen weichmagnetischen Kunststoff, aufweisen, um jeweils einen vom jeweiligen signalführenden elektrischen Leiter erzeugten magnetischen Fluss in einem schienenseitigen Segment eines zugehörigen magnetischen Kreises zu führen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis/Idee besteht darin, durch Stecken des Steckverbinders in die Ausnehmung der Schiene einen magnetischen Kreis aus einem weichmagnetischen steckverbinderseitigen Segment des Steckverbinders und einem weichmagnetischen schienenseitigen Segment der Schiene zu schließen und darin den vom angrenzenden elektrischen Leiter der Schiene erzeugten magnetischen Fluss zu führen. Auf diese Weise lässt sich der Induktivitätsbelag des elektrischen Leiters im Bereich des Steckverbinders definiert erhöhen, wenn der Steckverbinder in der Schiene gesteckt ist.
Im Einzelnen ist hierzu ein Datenübertragungssystem aus einer elektrischen Leitung, welche eine Schiene und mehrere in der Längsachsrichtung der Schiene verlaufende und durch die Schiene elektrisch isoliert geführte elektrische Leiter aufweist, und für jeden Busteilnehmer jeweils ein mit dem jeweiligen Busteilnehmer elektrisch verbundenen elektrischen Steckverbinder zu schaffen. Der einzelne Steckverbinder ist jeweils in eine in der Längsachsrichtung der Schiene ausgebildete Ausnehmung einfügbar und befestigbar. Die Ausnehmung ist hierbei so ausgebildet, dass die elektrischen Leiter der elektrischen Leitung innerhalb der Ausnehmung frei zugänglich sind und somit von einem zugehörigen Kontaktelement des jeweiligen Steckverbinders elektrisch und mechanisch kontaktierbar sind.
Die parasitäre Kapazität am Eingang eines Busteilnehmers wird durch eine Erhöhung des induktiven Leitungsbelags in wenigstens einem axialen Längsabschnitt der beiden elektrischen Leiter der elektrischen Leitung kompensiert, welcher sich jeweils an die Kontaktierungsstelle der Kontaktelemente des jeweiligen Steckverbinders mit dem zugehörigen elektrischen Leiter der elektrischen Leitung in wenigstens einer der beiden Längsachsrichtungen der Schiene anschließt.
Der induktive Leitungsbelag wird wie bereits erwähnt erhöht, indem der von den beiden elektrischen Leitern jeweils erzeugte magnetische Fluss jeweils in einem magnetischen Kreis geführt wird, welcher sich aus einem schienenseitigen Segment innerhalb der Schiene und einem steckverbinderseitigen Segment innerhalb des Steckverbinders zusammensetzt.
Kommt erfindungsgemäß im Kontaktträger der einzelnen Steckverbinder und in der Schiene jeweils ein magnetisierbares und elektrisch isolierendes Material, vorzugsweise ein weichmagnetisches und elektrisch isolierendes Material zum Einsatz, so können nicht nur die Kontaktelemente im Kontaktträger der einzelnen Steckverbinder bzw. die elektrischen Leiter in der Schiene jeweils voneinander elektrisch isoliert geführt werden, sondern auch zusätzlich der induktive Leitungsbelag in den elektrischen Leitern der elektrischen Leitung im Bereich der elektrischen und mechanischen Anschlüsse der einzelnen Busteilnehmer erhöht werden. Die parasitäre Kapazität an den Eingängen der einzelnen Busteilnehmer lässt sich durch eine Erhöhung des induktiven Leitungsbelags in wenigstens einem axialen Längsabschnitt der beiden elektrischen Leiter der elektrischen Leitung im Bereich des elektrischen und mechanischen Anschlusses der einzelnen Busteilnehmer exakt kompensieren, indem hierzu ein geeignetes weichmagnetisches und elektrisch isolierendes Material in einer geeigneten axialen Länge des schienenseitigen Segments in der Schiene und des steckverbinderseitigen Segments im Kontaktträger des jeweiligen Steckverbinders gewählt wird. Vorzugsweise kann als ein weichmagnetisches und elektrisch isolierendes Material ein weichmagnetischer Kunststoff zum Einsatz kommen, da dieses Material für den Spritzvorgang des Kontaktträgers und der Schiene am besten geeignet ist. Der Einfachheit halber wird im Folgenden nur noch das technische Merkmal "weichmagnetischer Kunststoff" verwendet, der aber das allgemeinere technische Merkmal "weichmagnetisches und elektrisch isolierendes Material" miteinschließt.
Bei dem elektrischen Steckverbinder handelt es sich vorzugsweise um einen geraden Steckverbinder, dessen Längsachse im gesteckten Zustand mit der elektrischen Leitung in Richtung der Grundfläche der in der Schiene ausgebildeten Ausnehmung gerichtet ist. Der Busteilnehmer, welcher als eine elektrische Baugruppe ausgebildet ist und insbesondere eine elektronische Sende- und Empfangseinheit enthält, ist mit dem zugehörigen Steckverbinder elektrisch und mechanisch verbunden. Die elektrische Baugruppe kann vorzugsweise außerhalb der Ausnehmung in unmittelbarer Umgebung der elektrischen Leitung angeordnet und mit der elektrischen Leitung mechanisch verbunden sein. Denkbar ist aber auch, dass die elektrische Baugruppe teilweise in die Ausnehmung hineinragt oder über beispielsweise ein elektrisches Kabel mit dem Steckverbinder verbunden und somit von diesem und der elektrischen Leitung beabstandet angeordnet sein kann. In einer weniger bevorzugten Ausprägung kann der Steckverbinder auch gewinkelt ausgebildet sein, so dass die elektrische Baugruppe seitlich versetzt zur Ausnehmung der Schiene angeordnet ist.
Die mechanische Steckschnittstelle des Steckverbinders ist derart auszubilden, dass eine zuverlässige Fixierung des Steckverbinders in der Ausnehmung der Schiene realisierbar ist. Somit ist das Querschnittsprofil des Steckverbinders an die Quererstreckung der Ausnehmung in der Schiene anzupassen.
Die elektrische Steckschnittstelle des Steckverbinders ist derart auszubilden, dass eine zuverlässige elektrische und mechanische Kontaktierung eines axialen Endbereichs jedes Kontaktelements, welcher hierbei und im Folgenden als ein erster axialer Endbereich des jeweiligen Kontaktelements bezeichnet wird, mit dem zugehörigen elektrischen Leiter der elektrischen Leitung verwirklichbar ist. Die elektrische Steckschnittstelle des Steckverbinders, welche sich aus der Anzahl, der Anordnung und der geometrischen Ausformung des aus dem Kontaktträger jeweils herausragenden ersten axialen Endbereichs der Kontaktelemente ergibt, ist an die Anzahl und die Anordnung der zugehörigen elektrischen Leiter in der elektrischen Leitung anzupassen, um eine elektrische und mechanische Kontaktierung zwischen dem einzelnen Kontaktelement des Steckverbinders und dem zugehörigen elektrischen Leiter der elektrischen Leitung zu realisieren. Die elektrische und mechanische Steckschnittstelle jedes Steckverbinders ist aufgrund der Homogenität der elektrischen und mechanischen Schnittstelle der elektrischen Leiter entlang der Längserstreckung der Schiene vorzugsweise identisch.
In der Schiene der elektrischen Leitung können sowohl die für die erfindungsgemäße Induktivitätserhöhung relevanten elektrischen Leiter zur Datenübertragung als auch die für die erfindungsgemäße Induktivitätserhöhung nicht relevanten elektrischen Leiter zur Stromversorgungsübertragung angeordnet sein. Die elektrischen Leiter zur Datenübertragung können vorzugsweise wenigstens ein Paar von elektrischen Leitern zur Übertragung von jeweils einem differentiellen Signal sein, welche jeweils innerhalb der Schiene angeordnet sind und entlang der Längsachse der Schiene verlaufen. Alternativ oder ergänzend zur differentiellen Signalübertragung kann wenigstens ein innerhalb der Schiene angeordneter elektrischer Leiter vorgesehen sein, welcher jeweils ein asymmetrisches Signal überträgt. Schließlich kann die Schiene auch eine metallische Außenbeschichtung oder eine metallische Folie zur Ausbildung eines Außenleiters bzw. einer Schirmung für die einzelnen Innenleiter aufweisen und somit eine koaxiale oder eine geschirmte differentielle Datenübertragung realisierbar sein.
Die elektrischen Leiter der elektrischen Leitung sind vorzugsweise innerhalb der Schiene derart angeordnet, dass sie für eine elektrische und mechanische Kontaktierung durch das zugehörige Kontaktelement der einzelnen Steckverbinder frei zugänglich und somit kontaktierbar sind. Sie können jeweils in zugehörigen Aufnahmen bzw. Kavitäten der Schiene aufgenommen sein, welche jeweils an einer der beiden Seitenflächen und/oder an der Grundfläche der Ausnehmung ausgebildet und jeweils in Richtung der Ausnehmung offen sein können. Liegt ein differentielles Bussystem vor, so können die beiden elektrischen Leiter der elektrischen Leitung jeweils an den gegenüberliegenden Seitenwänden, an der Grundfläche oder gemeinsam an einer der beiden gegenüberliegenden Seitenwänden der Ausnehmung angeordnet sein.
Um für jeden signalführenden elektrischen Leiter, d. h. für jeden elektrischen Leiter zur Datenübertragung in der elektrischen Leitung, im Steckverbinder jeweils ein steckverbinderseitiges Segment eines magnetischen Kreises zur Führung des vom jeweiligen elektrischen Leiter erzeugten magnetischen Flusses zu bilden, weist der Kontaktträger wenigsten in einem Kontaktträgerbereich einen weichmagnetischen Kunststoff auf. Somit kann entweder der gesamte Kontaktträger oder wenigstens ein Kontaktträgerbereich des Kontaktträgers jeweils das weichmagnetische und elektrisch isolierende Material bzw. den weichmagnetischen Kunststoff aufweisen oder aus dem weichmagnetischen und elektrisch isolierenden Material bzw. aus dem weichmagnetischen Kunststoff hergestellt sein. Auf diese Weise lässt sich für jeden signalführenden elektrischen Leiter der Schiene jeweils ein steckverbinderseitiges Segment zur Führung des zugehörigen magnetischen Kreises ausbilden. Alternativ oder ergänzend zum gesamten Kontaktträger oder zu dem wenigstens einen Kontaktträgerbereich des Kontaktträgers kann wenigstens ein mit dem Kontaktträger jeweils verbundenes Zusatzelement des Steckverbinders jeweils einen weichmagnetischen Kunststoff aufweisen bzw. aus dem weichmagnetischen Kunststoff hergestellt sein, um jeweils darin ein steckverbinderseitiges Segment eines zu wenigstens einem signalführenden elektrischen Leiter jeweils gehörigen magnetischen Kreises auszubilden. Der wenigstens eine Kontaktträgerbereich des Kontaktträgers und/oder das wenigstens eine Zusatzelement aus einem weichmagnetischen Kunststoff können jeweils entweder vollständig aus einem weichmagnetischen Kunststoff zusammengesetzt sein oder auch Teilbereiche aus Luft, beispielsweise Ausnehmungen, Nuten, Durchführungen, Hohlräume, Durchgangslöcher, Sacklöcher usw., enthalten.
Unter einem weichmagnetischen Kunststoff wird hierbei und im Folgenden ein Kunststoff verstanden, welcher sich in einem äußeren Magnetfeld leicht magnetisieren lässt und gleichzeitig eine geringe Remanenz aufweist. In einem weichmagnetischen Kunststoff lässt sich durch eine derartige magnetische Polarisation eine vielfach höhere magnetische Flussdichte als in Luft erzielen. Das äußere Magnetfeld wird durch die Werkstoffpermeabilität des weichmagnetischen Kunststoffs erhöht. Weichmagnetische Kunststoffe umfassen beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS), Polyphthalamid (PPA), Ethylen-Butyl-Acrylat (EBA), Polyamid 12 (PA 12), welchen zur Erhöhung der magnetischen Permeabilität Füllstoffe wie weichmagnetische Ferrite oder Magnetit beigemischt werden können. Weichmagnetische Kunststoffe im Sinne der Erfindung weisen vorzugsweise eine Koerzitivfeldstärke von kleiner als 1000 A/m auf.
Wie bereits erwähnt umfasst die elektrische Leitung eine Schiene und mehrere elektrische Leiter, welche in einer Längsachsrichtung der Schiene verlaufen und von der Schiene elektrisch isoliert voneinander geführt sind.
Bei der Schiene kann es sich um eine Profilschiene handeln, d. h. um einen starren Körper, dessen Längserstreckung einem Vielfachen der Quererstreckung entspricht und dessen Querschnittsprofil entlang der Längserstreckung vorzugsweise konstant ausgebildet ist. Die Profilschiene kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein und vorzugsweise über ein Extrusionsverfahren hergestellt sein.
Die elektrischen Leiter erstrecken sich jeweils vorzugsweise entlang der gesamten Längserstreckung der Schiene. In die Ausnehmung der Schiene sind mehrere Steckverbinder einfügbar, welche jeweils mit einem als eine elektrische Baugruppe ausgebildeten Busteilnehmer elektrisch und mechanisch verbunden sein können. Die axiale Position jedes Steckverbinders entlang der Schiene ergibt sich jeweils aus der applikationsspezifischen Positionierung der einzelnen Busteilnehmer.
Hinsichtlich der einzelnen geometrischen Ausformungen und der einzelnen materialtechnischen Ausbildungen einer Schiene zur Übertragung einer hochfrequenten elektromagnetischen Welle sei auf die EP 3 930 205 B2 verwiesen, deren Offenbarung hiermit vollständig in die Patentanmeldung eingebunden ist.
Um für jeden signalführenden elektrischen Leiter, d. h. für jeden elektrischen Leiter zur Datenübertragung, der elektrischen Leitung in der Schiene jeweils ein schienenseitiges Segment eines magnetischen Kreises zur Führung des vom jeweiligen elektrischen Leiter erzeugten magnetischen Flusses auszubilden, weisen wenigstens Schienenbereiche, d. h. gegenüber der gesamten Quererstreckung der Schiene reduzierte Quererstreckungsbereiche der Schiene, welche jeweils an die einzelnen signalführenden elektrischen Leiter angrenzen, einen weichmagnetischen Kunststoff auf bzw. sind aus einem weichmagnetischen Kunststoff hergestellt.
Da die einzelnen Steckverbinder an beliebigen axialen Positionen in der Ausnehmung der Schiene aufnehmbar sind, erstrecken sich die an signalführende elektrische Leiter jeweils angrenzenden Schienenbereiche aus einem weichmagnetischen Kunststoff jeweils vorzugsweise über die gesamte Längserstreckung der Schiene.
Die Ausbildung der Schiene aus einem weichmagnetischen Kunststoff kann wenigstens auf Schienenbereiche beschränkt sein oder sich über die gesamte Schiene erstrecken, wie noch im Detail erläutert wird. Der wenigstens in den einzelnen Schienenbereichen der Schiene jeweils verwendete weichmagnetische Kunststoff kann vorzugsweise dem weichmagnetischen Kunststoff entsprechen, welcher in wenigstens einem Kontaktträgerbereich des Kontaktträgers und/oder in wenigstens einem mit dem Kontaktträger jeweils verbundenes Zusatzelement des Steckverbinders verwendet wird. Somit ist eine homogene Führung, d. h. eine geschlossene Führung, des erzeugten magnetischen Flusses in einem magnetischen Kreis gesichert, welcher ein steckverbinderseitiges Segment und ein schienenseitiges Segment umfasst. In einer weniger bevorzugten Ausprägung ist aber auch die Verwendung von unterschiedlichen weichmagnetischen Kunststoffen in der Schiene und im Steckverbinder denkbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
In einer vorzugsweisen Ausprägung des erfindungsgemäßen Steckverbinders kann der weichmagnetische Kunststoff eine Permeabilitätszahl von vorzugsweise wenigstens 20, insbesondere vorzugsweise von wenigstens 50 und ganz besonders vorzugsweise von wenigstens 80 aufweisen. Je höher die Permeabilitätszahl des weichmagnetischen Kunststoffs gewählt wird, umso höher lässt sich die im Kontaktträger bzw. im Zusatzelement des Steckverbinders erzielbare Flussdichte zur verbesserten Führung des magnetischen Flusses im Kontaktträger bzw. im Zusatzelement des Steckverbinders einstellen. Eine zu kleine Permeabilitätszahl führt nachteilig zu einer ungünstigen Vergrößerung der Querstreckung des Steckverbinders.
Die obig benannten Parameterbereiche für die Permeabilitätszahl des in einer vorzugsweisen Ausprägung des erfindungsgemäßen Steckverbinders benutzten weichmagnetischen Kunststoffs können analog auch für den weichmagnetischen Kunststoff in der Schiene einer vorzugsweisen Ausprägung der erfindungsgemäßen elektrischen Leitung angewendet werden.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausbildung des erfindungsgemäßen Steckverbinders kann die Koerzitivfeldstärke des weichmagnetischen Kunststoffs kleiner als 1000 A/m sein. Eine derartige Eingrenzung der Koerzitivfeldstärke des weichmagnetischen Kunststoffs führt vorteilhaft zu kleinen Hystereseverlusten beim Ummagnetisieren infolge eines hochfrequenten Signals in den elektrischen Leitern. Der obig benannten Parameterbereich für die Koerzitivfeldstärke des in einer weiteren vorzugsweisen Ausprägung des erfindungsgemä-ßen Steckverbinders benutzten weichmagnetischen Kunststoffs kann analog auch für den weichmagnetischen Kunststoff in der Schiene einer vorzugsweisen Ausprägung der erfindungsgemäßen elektrischen Leitung angewendet werden.
Um zwischen den einzelnen Leitern der elektrischen Leitung bzw. der Schiene und den Kontaktelementen des Steckverbinders einen elektrischen und mechanischen Kontakt mit einem ausreichend hohen Kontaktdruck zu verwirklichen, kann in einer weiteren vorzugsweisen Ausprägung des Steckverbinders der erste axiale Endbereich jedes Kontaktelements jeweils elastisch ausgebildet sein. Sind die zu kontaktierenden elektrischen Leiter jeweils in den Seitenflächen der Ausnehmung der Schiene angeordnet, so können die Kontaktelemente jeweils eine zur Längsachse des Steckverbinders lateral gerichtete Elastizität aufweisen. Sind die zu kontaktierenden elektrischen Leiter dagegen jeweils in der Grundfläche der Ausnehmung der Schiene angeordnet, so können die Kontaktelemente für eine Stirnkontaktierung jeweils eine in der Längsachsrichtung des Steckverbinders gerichtete Elastizität aufweisen. In den genannten Fällen können die Kontaktelemente im Zustand des mit der elektrischen Leitung verbundenen Steckverbinders jeweils vorzugsweise in derselben axialen Position entlang der Längsachse der Ausnehmung der Schiene innerhalb des Steckverbinders angeordnet sein. Sind die elektrischen Leiter insbesondere im Fall eines differentiellen Bussystems an derselben Seitenwand der Ausnehmung angeordnet, so können die zugehörigen Kontaktelemente im Zustand des mit der elektrischen Leitung verbundenen Steckverbinders vorzugsweise axial versetzt entlang der Längsachse der Ausnehmung der Schiene innerhalb des Steckverbinders angeordnet sein.
In einer bevorzugten Erweiterung des erfindungsgemäßen Steckverbinders können sich die Kontaktträgerbereiche und/oder die Zusatzelemente, welche jeweils aus einem weichmagnetischen Material hergestellt sind, in wenigstens einer der beiden Querachsrichtungen einer Quererstreckung des Steckverbinders jeweils jenseits eines Anschlussbereiches des Steckverbinders erstrecken, in welchem die Kontaktaktelemente innerhalb des Steckverbinders angeordnet sind. Die Quererstreckung des Steckverbinders wird hierbei und im Folgenden als erste Quererstreckung des Steckverbinders bezeichnet und ist in einem gesteckten Zustand des Steckverbinders in der Schiene in der Längsachsrichtung der Schiene gerichtet.
Somit lässt sich in wenigstens einem lateralen Bereich des Steckverbinders außerhalb des Anschlussbereiches in Kombination mit einem angrenzenden Abschnitt der Schiene ein magnetischer Kreis zur Führung des von einem signalführenden elektrischen Leiter der elektrischen Leitung erzeugten magnetischen Flusses verwirklichen, der den induktiven Leitungsbelag im Datenübertragungssystem außerhalb des Anschlussbereiches des Steckverbinders erhöht.
Neben den Kontaktträgerbereichen des Steckverbinders bzw. den Zusatzelementen des Steckverbinders, welche jeweils ein weichmagnetisches Material aufweisen, kann auch der dazwischen befindliche Anschlussbereich des Steckverbinders den weichmagnetischen Kunststoff, insbesondere denselben weichmagnetischen Kunststoff, aufweisen. Alternativ kann der Anschlussbereich des Steckverbinders auch einen Kunststoff aufweisen, welcher verschieden von einem weichmagnetischen Kunststoff ist. Schließlich kann der Anschlussbereich des Steckverbinders mit Ausnahme der Kontaktelemente zumindest teilweise und im Extremfall vollständig materiefrei sein, d. h. einen Bereich mit Luft darstellen.
In einer besonders vorzugsweisen Erweiterung des erfindungsgemäßen Steckverbinders können sich jenseits der Kontaktaktelemente, d. h. außerhalb des Anschlussbereiches des Steckverbinders, in beiden Querachsrichtungen der ersten Quererstreckung des Steckverbinders jeweils der jeweilige Kontaktträgerbereich oder das jeweilige Zusatzelement erstrecken, welche jeweils den weichmagnetischen Kunststoff aufweisen. Darüber hinaus können sich der Kontaktträgerbereich oder das Zusatzelement, welche jeweils den weichmagnetischen Kunststoff aufweisen, in beiden Querachsrichtungen der ersten Quererstreckung des Steckverbinders jeweils vorzugsweise über eine im Wesentlichen gleich große Erstreckungslänge erstrecken. Während sich mit dem zuerst genannten Erfordernis eine beidseitige Erhöhung des induktiven Leitungsbelags relativ zum Anschlusspunkt des mit dem Steckverbinder verbundenen Busteilnehmers erzielen lässt, bewirkt die Kombination aus dem zuerst genannten und dem zuletzt genannten Erfordernis eine symmetrische Erhöhung des induktiven Leitungsbelags relativ zum Anschlusspunkt und somit eine bestmögliche Kompensation der parasitären Kapazität im Anschlusspunkt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass eine Querschnittserstreckung bzw. ein Querschnittsprofil des Steckverbinders in Richtung der Seitenwände der Ausnehmung der Schiene, welche hierbei und im Folgenden als zweite Querschnittserstreckung bzw. als zweites Querschnittsprofil des Steckverbinders bezeichnet werden, jeweils vorzugsweise konstant über die gesamte erste Quererstreckung des Steckverbinders ausgebildet sein kann.
Schließlich kann vorzugsweise an jedem Kontaktelement jeweils ein weiterer axialer Endbereich ausgebildet sein, welcher hierbei und im Folgenden als zweiter axialer Endbereich bezeichnet wird. Der zweite axiale Endbereich jedes Kontaktelements kann jeweils eingerichtet sein, ein zugehöriges Gegenkontaktelement eines zum Steckverbinder korrespondierenden Gegensteckverbinders oder einen elektrischen Leiter einer elektrischen Baugruppe elektrisch und mechanisch zu kontaktieren. Der Gegensteckverbinder kann hierbei als ein Kabelsteckverbinder ausgebildet sein, der mit einem elektrischen Kabel elektrisch und mechanisch verbunden ist, welches mit der elektrischen Baugruppe des Busteilnehmers verbunden ist. Alternativ kann der Gegensteckverbinder als ein Gehäusesteckverbinder, der im Gehäuse der elektrischen Baugruppe des Busteilnehmers eingebaut ist, oder als ein Leiterplattensteckverbinder ausgebildet sein, der eine Leiterplatte der elektrischen Baugruppe des Busteilnehmers elektrisch und mechanisch kontaktiert.
Anstelle der Ausbildung einer Steckschnittstelle kann der zweite axiale Endbereich jedes Kontaktelements jeweils mit dem elektrischen Leiter eines elektrischen Kabels stoff- oder formschlüssig oder mit einer Leiterbahn, einer Kontaktfläche oder einer elektrisch leitenden Durchführung einer Leiterplatte stoff-, kraft- oder formschlüssig verbunden sein. Das elektrische Kabel und die Leiterplatte können jeweils mit der elektrischen Baugruppe des Busteilnehmers elektrisch und mechanisch verbunden sein oder Bestandteil der elektrischen Baugruppe des Busteilnehmers sein.
In einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Leitung kann die Schiene der elektrischen Leitung im gesamten Querschnittsprofil den weichmagnetischen Kunststoff aufweisen bzw. aus dem weichmagnetischen Kunststoff hergestellt sein. Hierbei können nicht nur die Schienenbereiche der Schiene, welche jeweils an die einzelnen elektrischen Leiter zur Datenübertragung angrenzen, einen weichmagnetischen Kunststoff aufweisen, sondern auch Schienenbereiche, welche jeweils an die einzelnen elektrischen Leiter zur Stromversorgungsübertragung angrenzen und nicht zwingend aus einem weichmagnetischen Kunststoff hergestellt sein müssen, einen weichmagnetischen Kunststoff aufweisen.
Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft die gesamte Schiene in einem einzigen Extrusionsprozess aus dem weichmagnetischen Kunststoff herstellen. Zusätzliche Montage- bzw. Fügeprozesse wie im Fall einer mehrteiligen Schiene können vermieden werden. Einzig die elektrischen Leiter sind in die zugehörigen Kavitäten der Schiene einzurasten und im Fall einer geschirmten Datenübertragung ist die Schiene zusätzlich an der Außenoberfläche mit einer metallischen Beschichtung zu beschichten bzw. mit einer metallischen Folie zu versehen.
In einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Leitung kann die Schiene mehrteilig ausgebildet sein. Die Schiene kann ein äußeres Schienenelement und wenigstens ein inneres Schienenelement aufweisen, welche(s) jeweils innerhalb des äußeren Schienenelements angeordnet sind(ist). Das wenigstens eine innere Schienenelement kann hierbei jeweils den Schienenbereich aufweisen, welches jeweils an den jeweiligen elektrischen Leiter zur Datenübertragung angrenzt und den weichmagnetischen Kunststoff aufweisen kann bzw. aus dem weichmagnetischen Kunststoff hergestellt sein kann. Das zweite Schienenelement kann ein vom weichmagnetischen Kunststoff verschiedenes elektrisch isolierendes Material aufweisen. Insofern können im zweiten Schienenelement Kavitäten für die elektrischen Leiter zur Stromversorgungsübertragung ausgebildet sein. Weist die elektrische Leitung eine Schirmung auf, so kann vorzugsweise das zweite Schienenelement eine metallische Außenbeschichtung aufweisen bzw. von einer metallischen Folie bedeckt sein. Alternativ oder ergänzend kann auch das wenigstens eine erste Schienenelement jeweils an der Außenoberfläche eine metallische Beschichtung bzw. eine metallische Folie zur Schirmung aufweisen.
Im Fall von mehreren inneren Schienenelementen, vorzugsweise von zwei inneren Schienenelementen, kann jedes innere Schienenelement jeweils den Schienenbereich der Schiene umfassen, welcher jeweils an einen zugehörigen elektrischen Leiter zur Datenübertragung angrenzt und welcher jeweils einen weichmagnetischen Kunststoff aufweist. Im Fall von einem einzigen inneren Schienenelementen kann das einzige innere Schienenelement mehrere Schienenbereiche, vorzugsweise zwei Schienenbereiche, aufweisen, welche jeweils an einen zugehörigen elektrischen Leiter zur differentiellen Datenübertragung angrenzen und welche jeweils einen weichmagnetischen Kunststoff aufweisen. Diese Schienenbereiche können im einzigen inneren Schienenelement über einen weiteren Schienenbereich einteilig miteinander verbunden sind, welcher ebenfalls einen weichmagnetischen Kunststoff aufweist.
Jedes der Schienenelemente lässt sich vorzugsweise jeweils in einem separaten Extrusionsprozess herstellen. Nach dem Einfügen der einzelnen elektrischen Leiter in die zugehörigen Kavitäten des wenigstens einen inneren Schienenelements und des äußeren Schienenelements können die einzelnen Schienenelemente in einem finalen Montageprozess zusammengefügt werden. Der Vorteil der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Leitung liegt in der Verwendung eines günstigeren Kunststoffs für das äußere Schienenelement, welcher nicht zwingend weichmagnetisch ausgeführt sein muss.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Datenübertragungssystem, welches eine erfindungsgemäße elektrische Leitung und mehrere erfindungsgemäße elektrische Steckverbinder aufweist. Die mehreren Steckverbinder sind jeweils entlang der Längsachsrichtung der Ausnehmung der Schiene derart in der Ausnehmung angeordnet, dass für jeden signalführenden elektrischen Leiter, d. h. für jeden elektrischen Leiter zur Datenübertragung, jeweils der zugehörige magnetische Kreis das zugehörige steckverbinderseitige Segment und das zugehörige schienenseitige Segment umfasst.
Die bisher und im Folgenden zum elektrischen Steckverbinder und zur elektrischen Leitung jeweils erwähnten technischen Merkmale, technischen Wirkungen und technischen Vorteile gelten äquivalent auch beim Datenübertragungssystem und umgekehrt.
Das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem, welches als ein Bussystem, vorzugsweise als ein differentielles Bussystem, ausgebildet sein kann, ermöglicht insbesondere eine Datenübertragung zwischen mehreren Busteilnehmern, welche jeweils vorzugsweise eine elektrische Baugruppe zum Senden und Empfangen eines hochfrequenten Datensignals enthalten. Die elektrische Baugruppe der Busteilnehmer ist vorzugsweise drahtgebunden mit einem zugehörigen Steckverbinder verbunden, welcher in die Ausnehmung der Schiene der elektrischen Leitung eingefügt und mit den elektrischen Leitern zur Datenübertragung elektrisch und mechanisch verbunden ist. In einer weniger bevorzugten Ausprägung kann die elektrische Baugruppe des jeweiligen Busteilnehmers über eine Funkschnittstelle mit dem zugehörigen Steckverbinder drahtlos verbunden sein. In der elektrischen Leitung, insbesondere entlang der elektrischen Leiter des differentiellen Bussystems, wird eine hochfrequente elektromagnetische Welle zwischen den beiden miteinander kommunizierenden Busteilnehmern übertragen. Hinsichtlich des Zugriffs sendewilliger Busteilnehmer auf das Datenübertragungssystem und der Entzerrung von auftretenden Interferenzen der hochfrequenten elektromagnetische Welle sei auf die EP 3 930 205 B1 verwiesen.
Die einzelnen Steckverbinder sind jeweils in einer zugehörigen axialen Position in der Ausnehmung der Schiene der elektrischen Leitung derart angeordnet, dass sich für jeden signalführenden elektrischen Leiter der elektrischen Leitung ein geschlossener magnetischer Kreis ausbildet, der den vom jeweiligen signalführenden elektrischen Leiter jeweils erzeugten magnetischen Fluss führen kann. Der jeweilige geschlossen ausgebildete magnetische Kreis umfasst jeweils ein zugehöriges steckverbinderseitiges Segment in einem Kontaktträgerbereich und/oder in einem Zusatzelement des Steckverbinders und ein zugehöriges schienenseitiges Segment in einem Schienenbereich der Schiene aus jeweils einem weichmagnetischen Kunststoff.
In einer vorzugsweisen Ausprägung des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems können der wenigstens eine Kontaktträgerbereich oder/und das wenigstens eine Zusatzelement für jeden signalführenden elektrischen Leiter des Datenübertragungssystems jeweils zu zwei Wandsegmenten der Ausnehmung im jeweiligen Schienenbereich durch jeweils einen Spalt beabstandet sein. Die zwei Wandsegmente sind hierbei relativ zum jeweiligen elektrischen Leiter gegenüberliegend angeordnet.
Auf diese Weise kann für jeden signalführenden elektrischen Leiter jeweils wenigstens ein zugehöriger geschlossener magnetischer Kreis ausgebildet werden, welcher jeweils den jeweiligen signalführenden elektrischen Leiter umschließt und welcher sich jeweils aus dem steckverbinderseitigen Segment, dem schienenseitigen Segment und zwei Spalte zwischen dem steckverbinderseitigen Segment und dem schienenseitigen Segment zusammensetzt.
Zur Ausbildung eines geschlossenen magnetischen Kreises, in dem der vom signalführenden elektrischen Leiter jeweils erzeugte magnetische Fluss führbar ist, kann der einzelne Spalt maximal 0,15 mm, d. h. kleiner als 0,15 mm und vorzugsweise maximal 0,1 mm, d. h. vorzugsweise kleiner als 0,1 mm, ausgebildet sein. Besonders vorzugsweise kann der Spalt ein geschlossener Spalt sein. Im letzteren Fall kontaktiert das steckverbinderseitige Segment des Steckverbinders direkt und unmittelbar das schienenseitige Segment der Schiene, so dass der magnetische Widerstand im magnetischen Kreis bekanntlich minimiert ist. Im letzteren Fall kann besonders vorzugsweise der Steckverbinder vollständig über die gesamte Einfügetiefe des Steckverbinders und/oder über die gesamte erste Quererstreckung des Steckverbinders lückenlos in der Ausnehmung der Schiene eingefügt sein.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausprägung des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems kann am Steckverbinder wenigstens ein Federarm, vorzugsweise zwei Federarme, ausgebildet sein, welche(r) jeweils eine zugehörigen Seitenwand der Ausnehmung der Schiene kontaktiert(en). Durch eine derartige Ausbildung des Steckverbinders lässt sich der Steckverbinder kraftschlüssig in der Ausnehmung der Schiene an die Schiene fixieren. Die kraftschlüssige Fixierung des Steckverbinders an der Schiene mittels wenigstens eines Federarms ermöglicht darüber hinaus eine spaltfreie mechanische Kontaktierung des Steckverbinders an der Schiene. Auf diese Weise kann bei einer geeigneten Ausbildung und Anordnung des wenigstens eines Federarms relativ zur Schiene bzw. relativ zu einem elektrischen Leiter ein zugehöriger magnetischen Kreis mit zumindest einem geschlossenen Spalt sicher verwirklicht werden.
Alternativ zur kraftschlüssigen Fixierung des Steckverbinders an der Schiene kann mit dem wenigstens einen Federarm des Steckverbinders auch jeweils eine formschlüssige Fixierung des Steckverbinders an der Schiene realisiert werden, wenn der wenigstens eine Federarm jeweils in eine zugehörige Rastausnehmung in einer zugehörigen Seitenwand der Ausnehmung der Schiene verrastbar ist. Im vorzugsweisen Fall von zwei am Steckverbinder ausgebildeten Federarmen können diese an gegenüberliegenden Seiten des Steckverbinders ausgebildet sein, um kraft- oder formschlüssig an gegenüberliegenden Seitenwänden der Ausnehmung der Schiene fixierbar zu sein. Erwähnt sei an dieser Stelle, dass der Steckverbinder alternativ auch mittels einer Presspassung in der Ausnehmung der Schiene einfügbar, fixierbar und wieder lösbar sein kann.
Im erfindungsgemäßen Datenübertragungssystem kann jeder Steckverbinder jeweils mit einer hochohmigen elektrischen Baugruppe des zugehörigen Busteilnehmers, d. h. mit einer elektrischen Baugruppe, deren Eingangsimpedanz größer als 1000 Ω ist, verbunden sein. Insbesondere kann die Eingangsimpedanz der jeweiligen elektrischen Baugruppe einen kapazitiven Anteil aufweisen. Der kapazitive Anteil der Eingangsimpedanz am Eingang der jeweiligen elektrischen Baugruppe, welcher mit den zweiten axialen Endbereichen von zwei Kontaktelementen eines zugehörigen Steckverbinders verbunden ist, wird durch einen erhöhten induktiven Leitungsbelag in den beiden zugehörigen signalführenden elektrischen Leitern im axialen Steckbereich des zugehörigen Steckverbinders kompensiert. Die Erhöhung des induktiven Leitungsbelags in den beiden signalführenden elektrischen Leitern ist durch einen zum jeweiligen signalführenden elektrischen Leiter jeweils gehörigen magnetischen Kreis ausgebildet, welcher ein schienenseitiges Segment und ein steckverbinderseitiges Segment aus jeweils einem weichmagnetischen Kunststoff umfasst.
Der kapazitive Anteil in der Eingangsimpedanz einer jeweiligen elektrischen Baugruppe kann teilweise kompensiert sein, wenn der induktive Leitungsbelag in den beiden zugehörigen signalführenden elektrischen Leitern jeweils nur in einer Längsachsrichtung der Schiene relativ zur axialen Position des zugehörigen Steckverbinders in der Schiene bzw. relativ zum Anschlussbereich des Steckverbinders an die elektrischen Leiter der Schiene erhöht ist.
Eine vollständige Kompensation des kapazitiven Anteils in der Eingangsimpedanz einer jeweiligen elektrischen Baugruppe lässt sich durch einen erhöhten induktiven Leitungsbelag in beiden zugehörigen signalführenden elektrischen Leitern jeweils in beiden Längsachsrichtung der Schiene relativ zur axialen Position des zugehörigen Steckverbinders bzw. relativ zum Anschlussbereich des Steckverbinders an die elektrischen Leiter der Schiene erzielen. Außerdem erstrecken sich bei vollständiger Kompensation das schienenseitige Segment und das steckverbinderseitige Segment des zum jeweiligen signalführenden elektrischen Leiter gehörigen magnetischen Kreises in beiden Längsachsrichtung der Schiene relativ zur axialen Position des zugehörigen Steckverbinders in der Schiene bzw. relativ zum Anschlussbereich des Steckverbinders an die elektrischen Leiter der Schiene jeweils über eine im Wesentlichen gleich große axiale Erstreckungslänge.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.

INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

Fig. 1A: eine Darstellung eines Leitungsmodells für ein differentielles Bussystem nach dem Stand der Technik,
Fig. 1B: eine Darstellung eines Leitungsmodells für ein differentielles Bussystem mit Kompensation einer parasitären Kapazität nach dem Stand der Technik,
Fig. 2A, 2B: eine Explosionsdarstellung eines nicht montierten erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems und eine isometrische Darstellung eines montierten erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems,
Fig. 3A, 3B: eine isometrische Darstellung und eine Seitendarstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
Fig. 3C, 3D: eine Querschnittsdarstellung und ein vergrößerter Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems mit einem erfindungsgemäßen Steckverbinder gemäß Fig. 2A und 2B und einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Leitung,
Fig. 4A, 4B: eine Querschnittsdarstellung und einen vergrößerten Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß Fig. 2A und 2B in einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Leitung,
Fig. 5A, 5B: eine Querschnittsdarstellung und einen vergrößerten Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform eines Steckverbinders in einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Leitung,
Fig. 6A, 6B: eine Querschnittsdarstellung und eine isometrische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders in einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Leitung,
Fig. 6C, 6D: zwei vergrößerte Ausschnitte des erfindungsgemä-βen Steckverbinders und der erfindungsgemäßen elektrischen Leitung gemäß Fig. 5A und 5B,
Fig. 7: eine Querschnittsdarstellung einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders und
Fig. 8: eine isometrische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinder.

Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden werden die Figuren zusammenhängend und übergreifend beschrieben.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

In den Fig. 2A und 2B ist ein erfindungsgemäßes Datenübertragungssystem 1 in einem nicht montierten Zustand und in einem montierten Zustand dargestellt. Beispielhaft ist hierbei ein einziger Busteilnehmer 2 des Datenübertragungssystems 1 dargestellt der über einen Steckverbinder 3 mit der elektrischen Leitung 4 des Datenübertragungssystems 1 elektrisch und mechanisch verbunden ist. Typischerweise sind an ein derartiges Datenübertragungssystem 1 mehrere Busteilnehmer 2 über zugehörige Steckverbinder 3 angeschlossen und führen über das Datenübertragungssystem 1 eine Datenkommunikation durch. Die elektrische Leitung 4 weist eine elektrisch isolierende Schiene 5 auf, welche als eine Profilschiene entlang einer Längsachse L_A ausgebildet ist. In der Längsachsrichtung der Schiene 5 sind vorzugsweise zwei elektrische Leiter 6 elektrisch isoliert voneinander beabstandet geführt, welche eingerichtet sind, ein differenzielles Datensignal, vorzugsweise ein differentielles hochfrequentes Datensignal, zwischen den einzelnen Busteilnehmern 2 zu übertragen. Entlang der Längsachse L_A der Schiene 5 ist eine Ausnehmung 7 in der Schiene 5 ausgebildet, in welche die einzelnen Steckverbinder 3 aufnehmbar und mechanisch fixierbar sind. Zur Fixierung des Busteilnehmers 2 an der elektrischen Leitung 4, vorzugsweise an der Schiene 5 der elektrischen Leitung 4, ist am Busteilnehmer 2 wenigstens ein als ein Rasthaken ausgebildetes Rastmittel 8, vorzugsweise zwei Rastmittel 8 an den axialen Enden des Busteilnehmers 2, ausgebildet, welche in zugehörige Rastnuten in der Ausnehmung 7 in der Schiene 5 einrasten. Innerhalb der Ausnehmung 7 der Schiene 5 erfolgt auch die elektrische Kontaktierung zwischen den elektrischen Leitern 6, welche das differenzielle Datensignal übertragen, und den zugehörigen Kontaktelementen 12 der einzelnen Steckverbinder 3.
In den folgenden Figuren werden die einzelnen Ausführungsformen eines elektrischen Steckverbinders 3 und einer elektrischen Leitung 4 erläutert.
Aus den Fig. 3A bis 3D geht eine erste Ausführungsform einer elektrischen Leitung 4 und eine zugehörige erste Ausführungsform eines elektrischen Steckverbinders 3 hervor:
In der ersten Ausführungsform der elektrischen Leitung 4 gemäß Fig. 3C sind die beiden elektrischen Leiter 6, welche das differenzielle Datensignal übertragen, an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Ausnehmung 7 angeordnet. Die beiden elektrischen Leiter 6 sind an den Seitenwänden der Ausnehmung 7 derart angeordnet, dass sie für eine seitliche Kontaktierung durch die einzelnen Steckverbinder 3 zugänglich sind, welche in der Ausnehmung 7 aufgenommen sind.
In der ersten Ausführungsform der elektrischen Leitung 4 weist die Schiene 5 ein äußeres Schienenelement 5₁ mit einem vorzugsweise rechteckförmigen Grundprofil und ein inneres Schienenelement 5₂ auf, welches innerhalb eines Querabschnitts des äußeren Schienenelement 5₁ angeordnet ist. Die Ausnehmung 7 der Schiene 5 umfasst somit einen Abschnitt 7₁ der Ausnehmung 7, welcher sich innerhalb des äußeres Schienenelements 5₁ und außerhalb des inneren Schienenelements 5₂ befindet, und einen weiteren Abschnitt 7₂ der Ausnehmung 7, welcher sich innerhalb des äußeres Schienenelements 5₁ und innerhalb des inneren Schienenelement 5₂ befindet (siehe hierzu die gestrichelten Linien in Fig. 2B). Die Ausnehmung 7 der Schiene 5 erstreckt sich entlang einer Querachse Q_A der Schiene 5, welche orthogonal zur Längsachse L_A der Schiene orientiert ist. Orthogonal zur Querachse Q_A und zur Längsachse L_A der Schiene 5 sind ausgehend vom der Ausnehmung 7 seitlich im äußeren Schienenelement 5₁ ein erstes Paar von Nuten 9 zur Aufnahme der beiden elektrischen Leiter 6 für die Datenübertragung und ein zweites Paar von Nuten 10 zur Aufnahme eines nicht dargestellten weiteren Paares von elektrischen Leitern ausgebildet, welche die Stromversorgung für die einzelnen Busteilnehmer 3 übertragen. Sowohl das erste Paar von Nuten 9 als auch das zweite Paar von Nuten 10 erstrecken sich jeweils entlang der Längsachse L_A der Schiene. Der Querabschnitt des äußeren Schienenelements 5₁, in welchem das innere Schienenelement 5₂ vorzugsweise formschlüssig im äußeren Schienenelements 5₁ angeordnet ist, erstreckt sich über den weiteren Abschnitt 7₂ der Ausnehmung 7 und das benachbarte Paar von Nuten 9.
Die beiden elektrischen Leiter 6 zur Übertragung des differenziellen Datensignals sind formschlüssig im inneren Schienenelement 5₂ an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden des zum inneren Schienenelement 5₂ gehörigen Abschnitts 7₂ der Ausnehmung 7 fixiert. Außerdem sind die beiden elektrischen Leiter 6 derart im inneren Schienenelement 5₂ angeordnet, dass ein bestimmter Oberflächenbereich der beiden elektrischen Leiter 6 von der Ausnehmung 7₂ des inneren Schienenelement 5₂ zugänglich ist und von den Kontaktelementen 12 des Steckverbinders 3 jeweils kontaktierbar ist.
Das äußere Schienenelement 5₁ kann aus einem beliebigen elektrisch isolierenden Kunststoff, vorzugsweise aus einem duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoff, hergestellt sein. Das innere Schienenelement 5₂ ist dagegen aus einem weichmagnetischen Kunststoff hergestellt.
Eine erste Ausführungsform des Steckverbinders 3 ergibt sich aus der isometrischen Darstellung der Fig. 3A und der Seitendarstellung in Fig. 3B:
der Kontaktträger 11 in der ersten Ausführungsform des Steckverbinders 3 ist wie das innere Schienenelement 5₂ vollständig aus einem weichmagnetischen Kunststoff, vorzugsweise aus demselben weichmagnetischen Kunststoff wie das innere Schienenelement 5₂, hergestellt. Im Kontaktträger 11 ist ein Paar von Kontaktelementen 12 zur Kontaktierung der beiden elektrischen Leiter 6 fixiert. Die Fixierung erfolgt beispielsweise dadurch, dass am Kontaktträger 11 vorzugsweise einteilig Fixierungsstifte 13 ausgebildet sind, welche durch eine im jeweiligen Kontaktelement 12 jeweils ausgebildete Durchführung 14 hindurchgeführt sind und die jeweiligen Kontaktelemente 12 am Kontaktträger 11 vorzugsweise formschlüssig klemmen. Die beiden Kontaktelemente 12 sind in Richtung einer ersten Querachse Q_S1 des Steckverbinders 3 vorzugsweise in einem mittleren Bereich des Steckverbinders 3 angeordnet, welcher auch als Anschlussbereich 28 des Kontaktträgers 11 bezeichnet wird. Außerdem sind die Kontaktelemente 12 in Richtung einer zweiten Querachse QS₂ des Steckverbinders 3, welche orthogonal zur Längsdachse L_S und zur ersten Querachse QS₁ des Steckverbinders 3 gerichtet ist, jeweils in einem seitlichen Endbereich des Steckverbinders 3 derart angeordnet, dass eine elektrische und mechanische Kontaktierung zwischen dem einzelnen Kontaktelement 12 des Steckverbinders 3 und dem zugehörigen elektrischen Leiter 6 der Schiene 5 möglich ist. Zur Realisierung eines ausreichenden Kontaktdruckes zwischen den beiden Kontaktelementen 12 und den zugehörigen elektrischen Leitern 6 ist ein axialer Endbereich des jeweiligen Kontaktelement 12, welche hierbei und im Folgenden als ein erster axialer Endbereich 15 des jeweiligen Kontaktelements 12 bezeichnet wird, elastisch, vorzugsweise als eine Federlasche, ausgebildet, wie insbesondere aus der vergrößerten Darstellung der Kontaktierung in Fig. 3D hervorgeht.
An einem weiteren axialen Endbereich der beiden Kontaktelement 12, welcher hierbei und im Folgenden jeweils als zweiter axialer Endbereich 16 bezeichnet wird, erfolgt eine elektrische und mechanische Kontaktierung mit zugehörigen Gegenkontaktelementen eines Gegensteckverbinders oder eine elektrische Verbindung mit elektrischen Leitungen oder elektrischen Kontakten einer elektrischen Baugruppe 17 des Busteilnehmers 3. In Fig. 3C sind die beiden Kontaktelemente 12 des Steckverbinders 3 mit metallischen Durchführungen 18 einer als eine elektrische Leiterplatte ausgebildeten elektrischen Baugruppe 17 elektrisch und mechanisch verbunden. Denkbar sind hierbei alle möglichen Ausprägungen einer kraft-, stoff- oder formschlüssigen Verbindung. Die als eine elektrische Leiterplatte ausgebildete elektrische Baugruppe 17 ist in einem Gehäuse 19 des Busteilnehmers 3 angeordnet, welches vorzugsweise einen Gehäusegrundkörper 19₁ und einen zur Inspektion abnehmbaren Gehäusedeckel 19₂ aufweist. Im Gehäusegrundkörper 19₁ ist eine mechanische Schnittstelle 19₃ ausgebildet, in welche der Steckverbinder 3 steckbar ist. Zur mechanischen Fixierung des Steckverbinders 3 in der Schiene 5 sind relativ zur Längsachse L_S des Steckverbinders 3 in Richtung der zweiten Querachse QS₂ des Steckverbinders 3 an den beiden seitlichen Endbereichen des Steckverbinders 3, insbesondere an den beiden Seitenwänden des Steckverbinders 3, jeweils zwei axial versetzte Paare von Rasthaken 20 ausgebildet, welche jeweils in ein zugehöriges Paar von Rastausnehmungen einrasten. Die Paare von Rastausnehmungen können wie in Fig. 3C dargestellt beispielsweise durch das Paar von Nuten 10 gebildet sein, in denen die elektrischen Leiter 7 zur Übertragung der Stromversorgung angeordnet sein können. Durch die Ausbildung von zwei axialversetzten Paaren von Rasthaken 20 wird ein unerwünschtes Kippen des Steckverbinders 3 um die zweite Querachse QS₂ des Steckverbinders 3 in der Ausnehmung 7 der Schiene 5 vorteilhaft verhindert.
Ist der einzelne Steckverbinder 3 in der Ausnehmung 7 der Schiene 5 aufgenommen und befinden sich die beiden elektrischen Leiter 6 in einem signalführenden Zustand, so kann sich ein magnetischer Kreis 22 um jeden elektrischen Leiter 6 zur Führung des durch den signalführenden elektrischen Leiter 6 erzeugten magnetischen Flusses bilden. Dieser magnetische Kreis 22 umschließt den jeweiligen elektrischen Leiter 6, wie aus der Darstellung der Fig. 3D hervorgeht, welche eine Vergrößerung des kreisförmigen Ausschnitts B aus Fig. 3C darstellt. Der magnetische Kreis 22 weist aufgrund des weichmagnetischen Kunststoffes des Kontaktträgers 11 ein steckverbinderseitiges Segment 22₁ (gestrichelte Segmentlinie des magnetischen Kreises 22) und aufgrund des weichmagnetischen Kunststoffes des inneren Schienenelements 5₂ ein schienenseitiges Segment 22₂ (punktiert-gestrichelte Segmentlinie des magnetischen Kreises 22) auf. Mit Ausnahme eines möglicherweise vorliegenden geringen Spaltes 23 zwischen dem Steckverbinder 3 und dem inneren Schienenelement 5₂ ist der magnetische Fluss der beiden elektrischen Leiter 6 jeweils in einem geschlossenen magnetischen Kreis 22 geführt.
Das axiale Ende 24 des Steckverbinders 3 kann vorzugsweise gefast ausgebildet sein, um den Steckverbinder 3 zentriert in die Ausnehmung 7 der Schiene 5 einzufügen. Das axiale Ende 24 des Steckverbinders 3 kann außerdem in Längsachsrichtung L_S des Steckverbinders 3 geschlitzt sein und somit zwei Federarme 24' ausbilden. Mit den beiden Federarmen 24' ist das axiale Ende 24 des Steckverbinders 3 in seitlicher Richtung kraftschlüssig an die Seitenwand der Ausnehmung 7₂ des inneren Schienenelements 5₂ fixiert, um den Spalt zwischen dem Steckverbinder 3 und dem inneren Schienenelement 5₂ zu minimieren bzw. zu beseitigen.
In einer zweiten Ausführungsform der elektrischen Leitung 4 gemäß der Fig. 4A und 4B ist das innere Schienenelement 5₂ zweiteilig ausgebildet und weist ein erstes inneres Schienenelement 5₂ ¹, in welchem der eine elektrische Leiter 6 angeordnet ist, und ein zweites inneres Schienenelement 5₂ ² auf, in welchen der andere elektrische Leiter 6 angeordnet ist. Der zugehörige Steckverbinder 3 entspricht der ersten Ausführungsform des Steckverbinders 3 in den Fig. 3A bis 3D. Der magnetische Kreis 22 zur Führung des zum jeweiligen elektrischen Leiter 6 gehörigen magnetischen Flusses in den Ausführungsform des Datenübertragungssystems 1 gemäß der Fig. 4A und 4B entspricht im Wesentlichen dem magnetischen Kreis 22 der Ausführungsform des Datenübertragungssystems 1 gemäß der Fig. 3A bis 3D. Hinsichtlich der technischen Merkmale des Datenübertragungssystems 1 in den Fig. 4A und 4B sei auf die Beschreibung der technischen Merkmale des Datenübertragungssystems 1 in den Fig 3A bis 3D verwiesen.
In einer dritten Ausführungsform der elektrischen Leitung 4 gemäß der Fig. 5A und 5B sind die beiden elektrischen Leiter 4 jeweils an der Grundfläche der Ausnehmung 7 der Schiene 5, insbesondere an der Grundfläche der zum inneren Schienenelement 5₂ gehörigen Abschnitts 7₂ der Ausnehmung 7 angeordnet. Die Kontaktierung zwischen den Kontaktelementen 12 des Steckverbinders 3 und den zugehörigen elektrischen Leiters 4 ist somit jeweils als eine Stirnkontaktierung ausgebildet.
In einer dritten Ausführungsform der elektrischen Leitung 4 gemäß der Fig. 6A bis 6D ist eine quasi-koaxiale Datenübertragung dadurch realisiert, dass die Schiene 5 der elektrischen Leitung 4 einen elektrischen Innenleiter und einen elektrischen Außenleiter trägt. Der elektrische Innenleiter ist durch einen elektrischen Leiter 6 innerhalb des inneren Schienenelements 5₂ und der elektrische Außenleiter durch eine metallische Beschichtung 25 oder eine metallische Folie auf dem äußeren Schienenelement 5₁ realisiert.
Der zugehörige Steckverbinder 3 weist hierzu entlang seiner Längsachse L_S ein als ein Innenleiterkontaktelement 12₁ dienendes Kontaktelement 12, das am ersten axialen Endbereich 15 über eine Stirnkontaktierung den als ein Innenleiter dienenden elektrischen Leiter 6 der Schiene 5 kontaktiert. Außerdem weist der zugehörige Steckverbinder 3 ein als ein Au-ßenleiterkontaktelement 12₂ dienendes weiteres Kontaktelement 12 auf. Das Außenleiterkontaktelement 12₂ umschließt den Kontaktträger 11 in Richtung des ersten axialen Endbereiches 15 gabelförmig. Gemäß der Fig. 6B und 6C ist an den beiden gabelförmigen Ausformungen des ersten axialen Endbereichs 15 des Außenleiterkontaktelement 12₂ jeweils eine Federlasche 26 zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung der metallischen Beschichtung 25 auf dem äußeren Schienenelement 5₁ ausgebildet. Das Außenleiterkontaktelement 12₂ umschließt im zweiten axialen Endbereich 16 das Innenleiterkontaktelement 12₁ quasi-koaxial. Zusätzlich sind am zweiten axialen Endbereich 16 des Außenleiterkontaktelement 12₂ mehrere Kontaktstifte zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung mit einem zugehörigen elektrischen Kontakt bzw. mit einer elektrischen Leitung der elektrischen Baugruppe 17 ausgebildet (in den Fig. 6A bis 6D beispielsweise vier Kontaktstifte) .
Aus Fig. 6D geht der kreisförmige Verlauf des magnetischen Kreises 22 aus einem steckverbinderseitigen Segment 22₁ und einem schienenseitigen Segment 22₂ zur Führung des magnetischen Flusses hervor, welcher einerseits den elektrischen Leiter 6 der Schiene 5 kreisförmig umschließt und andererseits innerhalb der metallischen Beschichtung 25 des äußeren Schienenelements 5₁ kreisförmig verläuft. Der magnetische Fluss, der im magnetischen Kreis 22 geführt ist, wird sowohl vom Innenleiter als auch vom Außenleiter der elektrischen Leitung 4 erzeugt.
In einer vierten Ausführungsform der elektrischen Leitung 4 gemäß Fig. 7 ist die Schiene 5 einteilig ausgebildet und einzig aus einem weichmagnetischen Kunststoff hergestellt. Das Querschnittsprofil der einteiligen Schiene 5 in Fig. 7 entspricht im Wesentlichen dem Querschnittsprofil der zweiteiligen Schiene 5 aus dem inneren Schienenelement 5₁ und dem äußeren Schienenelement 5₂ gemäß Fig. 4A.
In einer fünften Ausführungsform eines Steckverbinders 3 gemäß Fig. 8 sind Kontaktträgerbereiche 27 des Kontaktträgers 11, welche sich in Richtung der Querachse Qs des Steckverbinders 3 benachbart zu einem zentral ausgebildeten Kontaktträgerbereich bzw. Anschlussbereich 28 des Kontaktträgers 11 erstrecken, in welchen die Kontaktelements 12 angeordnet sind, aus einem weichmagnetischen Kunststoff hergestellt. Der zentral ausgebildete Anschlussbereich 28 des Kontaktträgers 11 kann aus einem nicht weichmagnetischen Kunststoff hergestellt sein. Die beiden außenseitig ausgebildeten Kontaktträgerbereiche 27 und der zentral ausgebildete Anschlussbereich 28 des Kontaktträgers 11 können stoffschlüssig beispielsweise mittels Klebens verbunden sein oder in einer Mehrkomponenten-Kunststoff-Technologie (2K-Technologie) hergestellt sein. Alternativ können die außenseitig ausgebildeten Kontaktträgerbereiche 27 des Kontaktträgers 11 aus einem weichmagnetischen Kunststoff auch alternativ als separate Zusatzelemente 29 des Steckverbinders 3 aus einem weichmagnetischen Kunststoff ausgebildet sein, welche stoffschlüssig (mittels Klebens) oder formschlüssig (mittels einer Rast- oder Clips-Verbindung) mit dem mittleren Anschlussbereich 28 des Kontaktträgers 11 verbunden sein können.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

Claims

Elektrischer Steckverbinder (3) zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einer elektrischen Leitung (4), welche eine Schiene (5) und mehrere jeweils in einer Längsachsrichtung (L_A) der Schiene (5) verlaufende und von der Schiene (5) elektrisch isoliert voneinander geführte elektrische Leiter (6) aufweist, wobei der Steckverbinder (3) einen Kontaktträger (11) und mehrere Kontaktelemente (12) aufweist, welche jeweils im Kontaktträger (11) voneinander elektrisch isoliert gehalten sind, wobei an jedem Kontaktelement (12) jeweils ein erster axialer Endbereich (15) ausgebildet ist, der jeweils eingerichtet ist, den zugehörigen elektrischen Leiter (6) der elektrischen Leitung (4) elektrisch und mechanisch zu kontaktieren,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Kontaktträgerbereich (27) des Kontaktträgers (11) und/oder wenigstens ein mit dem Kontaktträger (11) jeweils verbundenes Zusatzelement (29) des Steckverbinders (3) jeweils ein weichmagnetisches und elektrisch isolierendes Material, vorzugsweise einen weichmagnetischen Kunststoff, zur Führung eines von jedem signalführenden elektrischen Leiter (6) jeweils erzeugten magnetischen Flusses in einem steckverbinderseitigen Segment (22₁) eines zugehörigen magnetischen Kreises (22) aufweist.
Elektrischer Steckverbinder (3) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Permeabilitätszahl des weichmagnetischen und elektrisch isolierenden Materials, vorzugsweise des weichmagnetischen Kunststoffs, vorzugsweise wenigstens 20, insbesondere vorzugsweise wenigstens 50 und ganz besonders vorzugsweise wenigstens 80 ist.
Elektrischer Steckverbinder (3) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das weichmagnetische und elektrisch isolierende Material, vorzugsweise der weichmagnetische Kunststoff, eine Koerzitivfeldstärke kleiner als 1000 A/m aufweist,
Elektrischer Steckverbinder (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens der erste axiale Endbereich (15) jedes Kontaktelements (12) jeweils elastisch ausgebildet ist und jeweils vom Kontaktträger (11) freigelegt ist, um den zugehörigen elektrischen Leiter (6) elektrisch und mechanisch zu kontaktieren.
Elektrischer Steckverbinder (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich im Zustand des mit der elektrischen Leitung (4) verbundenen Steckverbinders (3) jenseits der Kontaktaktelemente (12) in wenigstens einer ersten Querachsrichtung (Q_S1) des Steckverbinders (3) jeweils der jeweilige Kontaktträgerbereich (27) und/oder das jeweilige Zusatzelement (29) aus jeweils dem weichmagnetischen und elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise aus dem weichmagnetischen Kunststoff, erstrecken.
Elektrischer Steckverbinder (3) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich jenseits der Kontaktaktelemente (12) in beiden ersten Querachsrichtungen (Q_S1) des Steckverbinders (3) jeweils der jeweilige Kontaktträgerbereich (27) oder das jeweilige Zusatzelement (29) aus jeweils dem weichmagnetischen und elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise aus dem weichmagnetischen Kunststoff, vorzugsweise über eine im Wesentlichen gleich große Erstreckungslänge, erstrecken.
Elektrischer Steckverbinder (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass an jedem Kontaktelement (12) jeweils ein zweiter axialer Endbereich (16) ausgebildet ist, der jeweils eingerichtet ist, ein zugehöriges Gegenkontaktelement eines zum Steckverbinder (3) korrespondierenden Gegensteckverbinders oder einen elektrischen Leiter einer elektrischen Baugruppe (17) elektrisch und mechanisch zu kontaktieren.
Elektrische Leitung (4) zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit mehreren elektrischen Steckverbindern (3) aufweisend eine Schiene (5) und mehrere elektrische Leiter (6), welche jeweils in einer Längsachsrichtung (L_A) der Schiene (5) verlaufen und von der Schiene (5) elektrisch isoliert voneinander geführt sind, wobei in der Schiene (5) eine Ausnehmung (7) zur Aufnahme der mehreren Steckverbinder (3) derart ausgebildet ist, dass die mehreren elektrischen Leiter (6) jeweils von jedem Steckverbinder (3) elektrisch und mechanisch kontaktierbar sind, wobei wenigstens Schienenbereiche der Schiene (5), welche jeweils an die jeweiligen signalführenden elektrischen Leiter (6) angrenzen, ein weichmagnetisches und elektrisch isolierendes Material, vorzugsweise einen weichmagnetischen Kunststoff, aufweisen, um jeweils einen vom jeweiligen signalführenden elektrischen Leiter (6) erzeugten magnetischen Fluss in einem schienenseitigen Segment (22₂) eines zugehörigen magnetischen Kreises (22) zu führen.
Elektrische Leitung (4) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schiene (5) im gesamten Querschnittsprofil das weichmagnetische und elektrisch isolierende Material, vorzugsweise den weichmagnetischen Kunststoff, aufweist.
Elektrische Leitung (4) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schiene (5) ein äußeres Schienenelement (5₁) und wenigstens ein inneres Schienenelement (5_2; 5₂ ¹, 5₂ ²) aufweist, welches innerhalb des äußeren Schienenelements (5₁) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine innere Schienenelement (5_2; 5₂ ¹, 5₂ ²) jeweils die an die jeweiligen signalführenden elektrischen Leiter (6) jeweils angrenzenden Schienenbereiche aufweist, wobei das äußere Schienenelement (5₁) ein vom weichmagnetischen und elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise vom weichmagnetischen Kunststoff, verschiedenes elektrisch isolierendes Material aufweist.
Datenübertragungssystem (1) aufweisend eine elektrische Leitung (4) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 und mehrere zu jeweils einem Busteilnehmer (2) gehörige elektrische Steckverbinder (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die mehreren Steckverbinder (3) jeweils entlang der Längsachsrichtung (L_A) der Schiene (5) derart in der Ausnehmung (7) angeordnet sind, dass für jeden signalführenden elektrischen Leiter (6) jeweils der zugehörige magnetische Kreis (22) das zugehörige steckverbinderseitige Segment (22₁) und das zugehörige schienenseitige Segment (22₂) umfasst.
Datenübertragungssystem (1) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der wenigstens eine Kontaktträgerbereich (27) oder/und das wenigstens eine Zusatzelement (29) aus jeweils dem weichmagnetischen und elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise aus dem weichmagnetischen Kunststoff, jeweils für jeden signalführenden elektrischen Leiter (6) jeweils zu zwei Wandsegmenten der Ausnehmung (7) im jeweiligen Schienenbereich durch jeweils einen Spalt (23) beabstandet sind, wobei die zwei Wandsegmente relativ zum jeweiligen elektrischen Leiter (6) gegenüberliegend angeordnet sind.
Datenübertragungssystem (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Spalt kleiner als 0,15 mm, vorzugsweise kleiner als 0,10 mm ist und besonders vorzugsweise ein geschlossener Spalt ist.
Datenübertragungssystem (1) nach einem der Ansprüche 11 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Steckverbinder (3) wenigstens ein Federarm (24'), vorzugsweise zwei Federarme (24'), ausgebildet ist bzw. sind, welche(r) jeweils eine zugehörigen Seitenwand der Ausnehmung (7) kontaktiert(en) oder jeweils mit einer zugehörigen Rastausnehmung in der zugehörigen Seitenwand verrastet(n).
Datenübertragungssystem (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweiten axialen Endbereiche (16) von zwei Kontaktelementen (12) jedes Steckverbinders (3) jeweils mit einem Eingang der zum jeweiligen Busteilnehmer (2) gehörigen elektrischen Baugruppe (17) verbunden sind, dessen Eingangsimpedanz einem kapazitiven Anteil aufweist, welcher durch einen erhöhten induktiven Leitungsbelag von zwei zugehörigen signalführenden elektrischen Leitern (6) wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, kompensiert ist, wobei der erhöhte induktive Leitungsbelag durch einen zum jeweiligen signalführenden elektrischen Leiter (6) gehörigen magnetischen Kreis (22) umfassend das steckverbinderseitige Segment (22₁) und das schienenseitige Segment (22₂) ausgebildet ist.