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Title:
ADAPTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/124746
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an adapter having a first electrical interface and a second electrical interface which each have contact elements for transmitting data (data contact elements) and for transmitting electric supply energy (supply contact elements), the contact elements of said first interface being connected to the corresponding contact elements of said second interface via conductors. A first supply contact element of the first interface is connected to two first supply contact elements of the second interface and a second supply contact element of the first interface is connected to a second supply contact element of the second interface, said second supply contact element of the second interface being in the form of an external conductor surrounding the other contact elements.

Inventors:
MAIER JOHANNES (DE)
PANGRITZ VOLKER (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/000373
Publication Date:
August 21, 2014
Filing Date:
February 11, 2014
Export Citation:
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Assignee:
ROSENBERGER HOCHFREQUENZTECH (DE)
International Classes:
H01R31/06; H01R24/62
Domestic Patent References:
WO2011057691A12011-05-19
WO2011057691A12011-05-19
Foreign References:
US20100258333A12010-10-14
DE102009019137A12010-11-04
Attorney, Agent or Firm:
Zeitler, Volpert, Kandlbinder (DE)
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Claims:
Ansprüche:

Adapter mit einer ersten elektrischen Schnittstelle und einer zweiten elektrischen Schnittstelle, die jeweils Kontaktelemente zur Datenübertragung (Da- tenkontaktelemente) sowie zur Übertragung einer elektrischen Versorgungsenergie (Versorgungskontaktelemente) aufweisen, wobei die Kontaktelemente der erste Schnittstelle mit den entsprechenden Kontaktelementen der zweiten Schnittstelle über Leiter (5) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Versorgungskontaktelement der ersten Schnittstelle mit zwei ersten Versorgungskontaktelementen der zweiten Schnittstelle verbunden ist und ein zweites Versorgungskontaktelement der ersten Schnittstelle mit einem zweiten Versorgungskontaktelement der zweiten Schnittstelle, das in Form eines die weiteren Kontaktelemente umgebenden Außenleiters (3) ausgebildet ist, verbunden ist.

Adapter gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schnittstelle als USB-Schnittstelle (1) und die zweite Schnittstelle als HSD- Schnittstelle (2) ausgebildet ist.

Adapter gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (5) als Stanzbiegebauteile ausgebildet sind.

Adapter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (5) mit den dazugehörigen Kontaktelementen integral ausgebildet sind.

Adapter gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der das erste Versorgungskontaktelement der ersten Schnittstelle mit den zwei ersten Versorgungskontaktelementen der zweiten Schnittstelle verbindende Leiter (5b) Y-förmig ausgebildet ist.

6. Adapter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der das zweite Versorgungskontaktelement der ersten Schnittstelle mit dem zweiten Versorgungskontaktelement der zweiten Schnittstelle verbindende Leiter (5c) als Kontaktfederlasche ausgebildet ist, die unter Federbelastung an dem zweiten Versorgungskontaktelement der zweiten Schnittstelle anliegt.

7. Adapter gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Versorgungskontaktelement der zweiten Schnittstelle hülsenförmig ausgebildet ist und der Leiter (5c) innenseitig daran anliegt.

8. System aus einem Adapter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einem über die zweite Schnittstelle mit dem Adapter verbundenen Kabel, wobei das Kabel vier Adern, die in Sternvierer-Anordnung angeordnet und mit vier Kontaktelementen der zweiten Schnittstelle elektrisch leitend verbunden sind, und einen Außenleiter, der mit dem Außenleiter der zweiten Schnittstelle elektrisch leitend verbunden ist, aufweist.

9. System gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel über einen Steckverbinder mit einer zu der zweiten Schnittstelle des Adapters komplementären Schnittstelle mit dem Adapter verbunden ist.

Description:
Adapter

Die Erfindung betrifft einen Adapter mit einer ersten elektrischen Schnittstelle und einer zweiten elektrischen Schnittstelle, die jeweils Kontaktelemente zur Datenübertragung sowie zur Übertragung einer elektrischen Versorgungsspannung aufweisen, wobei die Kontaktelemente der ersten Schnittstelle mit den entsprechenden Kontaktelementen der zweiten Schnittstelle über Leiter verbunden sind. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Adapter zur Umverdrahtung von einer USB- zu einer HSD-Schnittstelle.

Steckverbinder mit USB-Schnittstelle sind durch eine rechteckige Schnittstellengeometrie sowie durch die Anordnung von entweder zwei oder allen vier der Kontaktelemente nebeneinander in einer Ebene gekennzeichnet. Im Gegensatz dazu sind die insgesamt vier inneren Kontaktelemente von Steckverbindern mit HSD-Schnittstelle in einer quadratischen Anordnung positioniert und die Schnittstellengeometrie ist rund. Bei einer USB-Schnittstelle sind zwei der vier Kontaktelemente zur Übertragung von Datensignalen vorgesehen, während über die zwei weiteren Kontaktelemente elektrische Versorgungsenergie übertragen wird. Bei HSD-Schnittstellen dienen die vier inneren Kontaktelemente regelmäßig einer doppelten differentiellen Signalübertragung, wobei die zwei Kontaktelemente der beiden Übertragungspaare sich in der quadratischen Anordnung jeweils gegenüberliegen. Diese Anordnung in Verbindung mit einer die Kontaktelemente umgebenden Schirmung gewährleistet eine hochbitratige Übertragungsfähigkeit mit guter elektromagnetischer Schirmung und guter Übersprechdämpfung. HSD- Steckverbinder werden regelmäßig mit geschirmten Kabeln verbunden, bei denen vier Adern in einer Sternvierer-Anordnung vorgesehen sind, die zudem miteinander verseilt sein können.

Es ist bekannt, auf einer Leiterplatte einen HSD-Leiterplattensteckverbinder und einen USB-Leiterplattensteckverbinder anzuordnen und über die Leiterplatte elektrisch miteinander zu verbinden. Auf diese Weise wird ein Adapter geschaffen, durch den zwei Gegensteckverbinder mit USB- bzw. HSD-Schnittstelle miteinander verbunden werden können.

Aus der WO 201 1 057691 A1 ist weiterhin ein gattungsgemäßer Adapter bekannt, bei dem die USB- und die HSD-Schnittstelle in einem Gehäuse ausgebildet sind und die jeweiligen Kontaktelemente der beiden Schnittstellen über einteilige Leiter miteinander verbunden sind. Dabei ist vorgesehen, dass die zwei Kontaktelemente zur Datenübertragung der USB-Schnittstelle mit zwei sich diagonal gegenüberliegenden Kontaktelementen der HSD-Schnittstelle verbunden sind, während die zwei Kontaktelemente zur Übertragung elektrischer Versorgungsenergie der USB-Schnittstelle mit den zwei verbliebenen inneren Kontaktelementen der HSD-Schnittstelle verbunden sind. Die HSD-Schnittstelle bei dem aus der WO 201 1 057691 A1 bekannten Adapter bzw. ein damit verbundenes Kabel werden somit nicht zur doppelten differentiellen Signalübertragung sondern vielmehr zur einfachen differentiellen Signalübertragung mit gleichzeitiger Übertragung einer Versorgungsspannung verwendet.

Sinn des aus der WO 201 1 057691 A1 bekannten Adapters ist, einen USB- Anschluss auf einfache und kostengünstige Weise mit HSD-spezifischen Komponenten zu verbinden, um deren guten Übertragungseigenschaften zu nutzen. Eingesetzt werden kann dieser Adapter insbesondere in Kraftfahrzeugen, die regelmäßig USB-Schnittstellen im Innenraum aufweisen, an die Multimediaplayer anschließbar sind, wobei die weitere Datenübertragung, insbesondere zu einem entfernt angeordneten Steuergerät über die im Kraftfahrzeugbau weit verbreiteten HSD-Komponenten erfolgt. Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten gattungsgemäßen Adapter anzugeben. Diese Aufgabe wird durch einen Adapter gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßes System aus einem solchen Adapter und einem damit verbundenen Kabel ist Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Adapters und des erfindungsgemäßen Systems sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.

Ein gattungsgemäßer Adapter mit einer ersten elektrischen Schnittstelle und einer zweiten elektrischen Schnittstelle, die jeweils Kontaktelemente zur Datenübertragung (Datenkontaktelemente) sowie zur Übertragung von elektrischer Versorgungsenergiespannung (Versorgungskontaktelemente) aufweisen, wobei die Kontaktelemente der erste Schnittstelle mit den entsprechenden Kontaktelementen der zweiten Schnittstelle über (elektrische) Leiter verbunden sind, ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass ein erstes Versorgungskontaktelement der ersten Schnittstelle mit zwei ersten Versorgungskontaktelementen der zweiten Schnittstelle verbunden ist und ein zweites Versorgungskontaktelement der ersten Schnittstelle mit einem zweiten Versorgungskontaktelement der zweiten Schnittstelle, das in Form eines die weiteren Kontaktelemente umgebenden Außenleiters ausgebildet ist, verbunden ist. Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass die erste Schnittstelle als USB- Schnittstelle ausgebildet ist und demnach eine rechteckige, vorzugsweise von einem Gehäuse (das auch gleichzeitig einen Außenleiter und insbesondere eine Schirmung darstellen kann) des Adapters ausgebildete Schnittstellengeometrie sowie eine Anordnung von mindestens zwei (vorzugsweise vier) der Kontaktelemente in einer Reihe aufweist. Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die zweite Schnittstelle als HSD-Schnittstelle ausgebildet ist und demnach eine runde (insbesondere kreisförmige oder ovale), vorzugsweise von einem Gehäuse (das auch gleichzeitig einen Außenleiter und insbesondere eine Schirmung darstellen kann) des Adapters ausgebildete Schnittstellengeometrie, eine quadratische Anordnung von vier Kontaktelementen sowie einen die Kontaktelemente umgebenden Außenleiter aufweist.

Erfindungsgemäß kann demnach vorgesehen sein, das eine Versorgungskontaktelement der USB-Schnittstelle über beispielsweise einen Y- Leiter auf zwei Versorgungskontaktelemente der HSD-Schnittstelle aufzuteilen und den normalerweise bei HSD-Komponenten und im vorliegenden Fall zusätzlich als Schirmung dienenden Außenleiter der HSD-Schnittstelle mit dem anderen Versorgungskontaktelement der USB-Schnittstelle zu verbinden. Dabei kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Außenleiter bzw. das damit verbundene Versorgungskontaktelement für einen Anschluss an Massepotential vorgesehen sind.

Ein erfindungsgemäßes System umfasst demnach einen erfindungsgemäßen Adapter und ein über die zweite Schnittstelle mit dem Adapter verbundenes Kabel, das vier Adern aufweist, die in Sternvierer-Anordnung angeordnet und mit vier Kontaktelementen der zweiten Schnittstelle elektrisch leitend verbunden sind, sowie einen Außenleiter aufweist, der mit dem Außenleiter der zweiten Schnittstelle elektrisch leitend verbunden ist. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das Kabel über einen Steckverbinder mit einer zu der zweiten Schnittstelle des Adapters komplementären Schnittstelle mit dem Adapter verbunden ist. Weiterhin bevorzugt kann auch die erste Schnittstelle Teil eines Steckverbinders sein, an den ein Steckverbinder mit dazu komplementärer Schnittstelle anschließbar ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Verbindung einer oder beider Schnittstellen (und insbesondere der zweiten Schnittstelle) mit weiterführenden Kabeln über eine direkte bzw. dauerhafte Verbindung herzustellen, beispielsweise indem die entsprechenden Kontaktelemente des Adapter mit den Leitern der Kabel vercrimpt werden. Durch die im Vergleich zum Stand der Technik (vgl. WO 201 1 057691 A1 ) zusätzliche Nutzung des Außenleiters der zweiten (HSD-)Schnittstelle sowie eines damit verbundenen Kabels zur Übertragung der elektrischen Versorgungsenergie (bei der es sich vorzugsweise um Gleichspannung handelt) kann der Gesamtwiderstand verringert bzw. im Umkehrschluss eine Verwendung dünnerer Kabel erreicht werden, wodurch Kosten und Gewicht niedrig gehalten werden, was insbesondere im Bereich des Kraftfahrzeugbaus von großer Bedeutung ist. Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Aufteilung eines ersten Versorgungskontaktelements der ersten Schnittstelle auf zwei erste Versorgungskontaktelemente der zweiten Schnittstelle durch z.B. einen Y-Leiter ergibt, ist die Möglichkeit, über einen Leiter, der an eine der beiden ersten Versorgungskontaktelemente der zweiten Schnittstelle angeschlossen ist, ein Prüfsignal zu schicken und dieses über einen weiteren Leiter, der an die andere der beiden ersten Versorgungskontaktelemente der zweiten Schnittstelle angeschlossen ist, wieder zu empfangen, was infolge der Verbindung der beiden ersten Versorgungskontaktelemente (z.B. mittels des Y-Leiters) ohne weitere Maßnahmen (z.B. Überbrücken) möglich ist. Dadurch kann z.B. überprüft werden, ob die Verbindung zwischen dem erfindungsgemäßen Adapter und einer Head Unit korrekt hergestellt ist. Dies kann insbesondere relevant sein, wenn in diese Verbindung ein oder mehrere Steckverbindungen integriert sind, wie dies z.B. bei einem HSD-Netz in einem Kraftfahrzeug der Fall sein kann. Dadurch kann somit ein einfaches Überprüfen einer korrekten Montage aller Steckverbindungen ermöglicht werden. Ein solches Prüfverfahren ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Zur einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Adapters kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass einer oder mehrere, vorzugsweise alle die Kontaktelemente der Schnittstellen verbindende Leiter als Stanz- oder Stanzbiegebauteile (ggf. mit (einem) zusätzlichen Umformschritt(en), z.B. dem Prägen des/der Kontaktelemente) ausgebildet sind.

Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Leiter mit den durch diese verbundenen Kontaktelementen integral und insbesondere einstückig ausgebildet sind. Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass der das erste Versorgungskontaktelement der ersten Schnittstelle mit den zwei ersten Versorgungskontaktelementen der zweiten Schnittstelle verbindende Leiter in einer Y-Form ausgebildet ist. Auch ein solcher Y-förmiger Leiter kann vorzugsweise einteilig, insbesondere als Stanzbiegebauteil ausgebildet sein. Auf diese Weise kann einfach und kostengünstig ein Y-Leiter geschaffen werden, durch den das eine Versorgungskontaktelement der ersten (vorzugsweise USB-) Schnittstelle mit den zwei Versorgungskontaktelementen der zweiten (vorzugsweise HSD-) Schnittstelle verbunden werden kann.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, den Y-Leiter mit zwei Teilleitern auszubilden, wobei ein erster Teilleiter das erste Versorgungskontaktelement der ersten Schnittstelle und eines der ersten Versorgungskontaktelemente der zweiten Schnittstelle (vorzugsweise integral) ausbildet, und ein zweiter Teilleiter das andere der ersten Versorgungskontaktelemente der zweiten Schnittstelle (vorzugsweise integral) ausbildet und den ersten Teilleiter an einer Kontaktstelle elektrisch leitend kontaktiert. Dabei können der erste Teilleiter und der zweite Teilleiter an der Kontaktstelle vorzugsweise stoffschlüssig (z.B. durch Löten oder Schweißen) verbunden sein.

In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Adapter kann vorgesehen sein, dass der das zweite Versorgungskontaktelement der ersten (vorzugsweise USB-) Schnittstelle mit dem zweiten Versorgungskontaktelement (d.h. dem Außenleiter) der zweiten (vorzugsweise HSD-) Schnittstelle verbindende Leiter als Kontaktfederlasche ausgebildet ist, die unter Federbelastung an dem zweiten Versorgungskontaktelement der zweiten Schnittstelle anliegt. Dabei kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass das zweite Versorgungskontaktelement, d.h. der Außenleiter der zweiten Schnittstelle hülsenförmig ausgebildet ist und der Leiter innenseitig daran anliegt. Dadurch kann wiederum eine konstruktiv einfache und kostengünstige Ausgestaltung des Adapters erzielt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: einen erfindungsgemäßen Adapter in einer ersten perspektivischen Ansicht;

Fig. 2: den Adapter in der Ansicht gemäß Fig. 1 , jedoch ohne Außenleiter; Fig. 3: den Adapter in der Ansicht gemäß Fig. 1 , jedoch ohne Außenleiter und Isolationskörper;

Fig. 4: den Adapter in einer zweiten perspektivischen Ansicht;

Fig. 5: den Adapter in der Ansicht gemäß Fig. 4, jedoch ohne Außenleiter; und

Fig. 6: den Adapter in der Ansicht gemäß Fig. 4, jedoch ohne Außenleiter und

Isolationskörper.

Die Zeichnungen zeigen eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Adapters zur Umverdrahtung von einer USB-Schnittstelle 1 auf eine HSD-Schnittstelle 2.

Der Adapter umfasst einen metallischen Außenleiter 3, der gleichzeitig ein Gehäuse des Adapters darstellt und für beide Schnittstellen die äußere Schnittstellengeometrie definiert. Die äußere Schnittstellengeometrie der USB- Schnittstelle 1 ist rechteckig (vgl. Fig. 1), während diejenige der HSD-Schnittstelle 2 kreisrund ist (vgl. Fig. 4).

Innerhalb des Außenleiters 3 und von diesem über einen Isolationskörper 4 elektrisch isoliert sind insgesamt vier (Innen-)Leiter 5 angeordnet, die jeweils integral zumindest ein Kontaktelement einer der Schnittstellen ausbilden. Die Kontaktelemente dieser Leiter 5 in Verbindung mit dem Außenleiter 3 bilden die elektrischen Komponenten USB- 1 sowie HSD-Schnittstelle 2 aus. Dabei sind die vier von den Leitern 5 ausgebildeten Kontaktelemente der USB-Schnittstelle 1 nebeneinander in einer Reihe angeordnet. Zudem sind die Kontaktelemente als Kontaktfederlaschen ausgebildet, die seitlich von komplementären Kontaktelementen eines Gegensteckverbinders (nicht dargestellt) kontaktiert werden und durch eine elastische seitliche Auslenkung einen Kontaktdruck erzeugen. Dagegen sind die vier von den Leitern 5 ausgebildeten Kontaktelemente der HSD- Schnittstelle 2 in einer quadratischen Anordnung vorgesehen und als Kontaktstifte ausgebildet, die in komplementäre Kontaktbuchsen eines Gegensteckverbinders (nicht dargestellt) eingesteckt werden können.

Zwei der Leiter 5 sind als einfache Leiter 5a ausgebildet und integrieren jeweils Kontaktelemente beider Schnittstellen. Aufseiten der USB-Schnittstelle 1 handelt es sich hierbei um die zwei mittigen Kontaktelemente und aufseiten der HSD- Schnittstelle 2 um zwei sich diagonal gegenüberliegende Kontaktelemente. Diese zwei einfachen Leiter 5a dienen der Übertragung von Datensignalen.

Ein weiterer Leiter ist als Y-Leiter 5b ausgebildet und integriert auf einem der Schenkel ein Kontaktelement der USB-Schnittstelle 1 und auf den beiden anderen Schenkeln jeweils ein Kontaktelement der HSD-Schnittstelle 2. Diese beiden Kontaktelemente der HSD-Schnittstelle 2 liegen sich ebenfalls diagonal gegenüber.

Der Y-Leiter 5b dient in Verbindung mit dem vierten Leiter 5c der Übertragung einer Versorgungsspannung. Dieser vierte Leiter 5c integriert an einem Ende ein Kontaktelement der USB-Schnittstelle 1 und ist an dem anderen Ende als Kontaktfederlasche ausgebildet, die unter Duck gegen die Innenseite des Außenleiters 3 anliegt. Der Außenleiter 3 dient somit aufseiten der HSD-Schnittstelle 2 ebenfalls, d.h. wie die zwei entsprechenden Kontaktelemente des Y-Leiters 5b, als Kontaktelement zur Übertragung von elektrischer Versorgungsenergie.

Die Umverdrahtung in dem erfindungsgemäßen Adapter sieht demnach vor, die über zwei Kontaktelemente der USB-Schnittstelle 1 erfolgende elektrische Energieversorgung auf insgesamt drei Kontaktelemente der HSD-Schnittstelle 2 aufzuteilen, nämlich zwei der Kontaktstifte sowie das von dem entsprechenden Ende des Außenleiters 3 ausgebildete, hülsenförmige Kontaktelement. Bei einem an die HSD-Schnittstelle 2 angeschlossenen Kabel (nicht dargestellt), insbesondere einem Kabel in Sternvier-Anordnung, würden somit zwei der Adern sowie ein die Adern umgebender Außenleiter (insbesondere in Form eines Außenleitergeflechts) für die elektrische Energieversorgung herangezogen werden, während die zwei weiteren Adern der Datenübertragung dienen.

Der aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff ausgebildete Isolationskörper 4 ist zweiteilig ausgeführt, um die Herstellung (insbesondere durch Spritzgießen) sowie die Montage des Adapters zu vereinfachen. Über eine Rastverbindung werden die beiden Teile des Isolationskörpers 4 nach der Montage der (Innen-)Leiter 5 miteinander verbunden. Daraufhin kann die Einheit aus Isolationskörper 4 und (Innen-)Leitern 5 in den Außenleiter 3 eingeschoben werden, wo diese durch ein Eingreifen von Rastlaschen 6 des Außenleiters 3 in Vertiefungen 7 des Isolationskörpers 4 fixiert ist.

Der Isolationskörper 4 bildet an der HSD-Schnittstelle 2 drei Vorsprünge 8 aus, von denen die zwei äußeren mit einer Teilung von jeweils 90° von dem mittleren Vorsprung versetzt an der Innenseite des Außenleiters 3 angeordnet sind. Zwischen den zwei äußeren Vorsprüngen 8 ergibt sich somit eine von den anderen Teilungen abweichende Teilung von 180°. Diese Nicht-Symmetrie (bezüglich der Längs- bzw. einer Querachse der HSD-Schnittstelle 2) sorgt dafür, dass ein Gegensteckverbinder, der drei komplementäre Vertiefungen in entsprechender Anordnung aufweist, nur in exakt einer Ausrichtung in die HSD-Schnittstelle 2 eingesteckt werden kann. Fehlsteckungen könnend dadurch vermieden werden.