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Die
Erfindung geht aus von einem elektrischen Steuergerät nach der
Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon elektrische Sicherungen
bekannt, die dazu dienen, ein elektrisches Gerät vor einer zu hohen, eingehenden
Spannung zu schützen. Ferner
sind elektrische Sicherungen bekannt, die an einem elektrischen
Steuergerät,
vorzugsweise einer elektrischen Spannungsversorgung, angeordnet sind,
um elektrische Geräte,
die von dem elektrischen Steuergerät mit einer Betriebsspannung
versorgt werden, bzw. das elektrische Steuergerät selbst, vor einem schädlichen,
zu hohen Strom und/oder einer zu hohen Spannung zu schützen. Hierzu
ist bekannt, Sicherungen, die über
zwei Anschlüsse
verfügen,
auf einer Leiterplatte anzuordnen und beide Anschlüsse der
Sicherung mit jeweils einer Leiterbahn auf der Leiterplatte zu verbinden.
Wird nun das Steuergerät
mit einer Spannungsversorgung oder einem zu versorgenden Gerät verbunden,
so ist mindestens eine Kabelverbindung zwischen dem Steuergerät und der
Spannungsversorgung bzw. dem zu versorgenden Gerät erforderlich. Hierfür wird ein
zusätzlicher,
elektrischer Kontakt zu einer der Leiterbahnen auf der Leiterplatte
des Steuergerätes
benötigt.
Weiterhin ist bekannt, die Sicherung nicht direkt an das Steuergerät anzubringen,
sondern einen Zwischenstecker zwischen dem Steuergerät und dem
zu versorgenden Gerät
bzw. der Spannungsquelle zu verwenden, in den die Sicherung eingesteckt
wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Montage einer Sicherung
an einem Steuergerät zu
vereinfachen.
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Aus
der
DE 30 22 115 C2 ist
ein Sicherungs- und Verteilerkasten für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem
Stecksicherungen an den Seitenkanten einer Leiterplatte mittels
federnder Kontakteile angeordnet sind. An die Stecksicherungen sind
elektrische Verbraucher angeschlossen. Ein mehrpoliger Anschluß ist aus
der Zusatzanmeldung
DE
31 04 165 A1 entnehmbar.
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Aus
der
DE 197 42 585
A1 ist eine Sicherungsanordnung zur Absicherung von Stromkreisen in
Kraftfahrzeugen bekannt, die dazu dient, sämtliche Sicherungen des Kraftfahrzeugs
an einem Ort unterzubringen. Die Sicherungsanordnung weist eine Grundplatte
auf, an der Leistungssicherungen und auch Stecksicherungen anbringbar
sind.
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Aus
der
US 5,003,280 ist
eine Halterung für Sicherungen
im Fahrzeug bekannt, bei der Sicherungen an eine leitende Halterung
angeclipst werden können.
Die Sicherungen weisen Steckverbindungen zum Anschließen von
Anschlusskabeln auf.
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Aus
der
DE 196 27 481
C2 ist eine elektrische Schalt- und Sicherungsvorrichtung
bekannt, bei der an einer leitenden Schiene fehlende Kontaktflügel zur
Aufnahme eines Steckers vorgesehen sind.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße elektrische
Steuergerät
mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, dass weder ein zusätzlicher,
elektrischer Kontakt noch ein Zwischenstecker für einen Anschluss einer Sicherung
erforderlich ist. Indem ein Anschluss der Sicherung direkt mit dem elektrischen
Kontakt in oder an dem Gehäuse
und mit dem zweiten Kontakt direkt zu einem Kabel kontaktiert, ist
für ein
Hineinführen
bzw. für
ein Herausführen
einer elektrischen Spannung aus dem Gehäuse nur noch eine elektrische
Durchführung
sowie ein elektrischer Kontakt im Innern des Gehäuses erforderlich, wobei das
Gehäuse
von dem elektrischen Kontakt elektrisch getrennt oder aus einem
nichtleitenden Metall ausgeführt
ist. Auf zusätzliche
Zwischenstecker kann verzichtet werden. Dennoch ist eine Sicherung
gut zugänglich
und austauschbar, ohne dass das Gehäuse geöffnet werden muss. Hierdurch
wird eine Montage der Sicherung vereinfacht und die Herstellungskosten
werden gesenkt. Zudem kann eine Sicherung zunächst an das Gehäuse und erst
später
an ein Kabel angeschlossen werden.
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Besonders
vorteilhaft ist, für
den Anschluss des Kabels an den zweiten Anschluss der Sicherung einen
Anschlussstecker zu verwenden, in den der zweite Anschluss der Sicherung
einrastet. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen
und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebene elektrischen Sicherung
möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, dass der Anschlussstecker bündig an
das Gehäuse
anschließt, so
dass der Anschluss nicht hervorsteht und z.B. bei der Montage mechanisch
nicht belastet wird.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, dass der elektrische Kontakt zu dem ersten Anschluss
der Sicherung als eine elastische Halterung ausgeführt ist
und die Sicherung über
den ersten Anschluss gehalten wird, da hierdurch auf zusätzliche
Halterungen für
die Sicherung verzichtet werden kann.
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Weiterhin
ist vorteilhaft, den elektrischen Kontakt aus einem Kupferstanzgitter
auszubilden, da dieses einerseits gut mit einer Leiterplatte kontaktiert werden
kann, auf der ebenfalls Kupfer verwendet wird, so dass eine Lötverbindung
herstellbar ist, und andererseits eine mögliche Erwärmung der Sicherung durch die
hohe Wärmeleitfähigkeit
des Kupfers gut abgeführt
wird.
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Ferner
ist vorteilhaft, die elektrische Sicherung an einer Schmalseite
eines elektrischen Steuergerätes
anzuorden, da hierdurch eine geringe Bauhöhe des elektrischen Steuergerätes mit
der angeschlossenen Sicherung erreicht wird.
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Ferner
ist vorteilhaft, eine Vielzahl an Sicherungen an verschiedenen Metallgittern
anzuordnen, die getrennt elektrisch schaltbar sind und hierbei verschiedenen
Zwecken dienen können,
z.B. einer Spannungsversorgung einer Fahrzeugbeleuchtung oder einer
Spannungsversorgung eines Türschließmoduls.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiele
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1a einen
Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen elektrischen Steuergerät mit einer Sicherung
in einer ersten Seitenansicht an einem Gehäuse, 1b einen
Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen elektrischen Steuergerät mit einer Sicherung
in einer zweiten Seitenansicht an einem Gehäuse, 2 eine elektrische
Schaltung mit einem erfindungsgemäßen elektrischen Steuergerät und elektrischen
Sicherungen.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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Eine
elektrische Sicherung kann dafür
verwendet werden, ein elektrisches Gerät an einer Spannungszuführung des
Geräts
vor einer über
die Zuführung
in das Gerät
geführten Überspannung, also
einer Spannung, die in dem elektrischen Gerät z. B. durch eine Zerstörung von
Halbleiterbauteilen einen Schaden anrichten kann, zu schützen. Ebenso ist
ein Schutz vor einem zu hohen Stromfluss möglich, der zu einer schädlichen Überhitzung
führen kann.
Ferner kann eine elektrische Sicherung dazu verwendet werden, bei
einem Steuergerät,
das elektrische Spannungen an andere Geräte führt, die anderen Geräte vor einer Überspannung
bzw. einem zu hohen Strom zu schützen,
die durch eine Fehlfunktion des Steuergerätes ausgelöst werden. Ebenso wird das
Steuergerät
sowie aus dem Steuergerät
herausführende
Leitungen z. B. bei einem Kurzschluss eines angeschlossenen Gerätes oder
von Anschlussleitungen des Geräts
vor einer Überlastung oder
Zerstörung
geschützt.
Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel eines Steuergerätes erläutert, das
der Spannungsversorgung anderer Geräte dient.
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In
der 1a ist ein Gehäuse 4 dargestellt, das
eine Leiterplatte 6 enthält. An der Leiterplatte 6 sind
elektrische Bauelemente 7 angeordnet, die über in der 1a nicht
gezeigte Leiterbahnen elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
An der Leiterplatte 6 ist vorzugsweise auf der den Bauelementen 7 abweisenden
Seite eine Kupferplatte 5 angeordnet, die in einem elektrischen
Kontakt zu einem ersten Anschluss 3 einer Sicherung 1 steht.
Die Sicherung 1 ist an einer Schmalseite 8 des
Gehäuses 4 angeordnet.
Ein zweiter Anschluss 2 der Sicherung 1 ist parallel
zu dem ersten Anschluss 3 angeordnet und befindet sich
außerhalb
des Gehäuses 4 oberhalb
einer Breitseite 14 des Gehäuses 4. An den zweiten
Anschluss 2 ist ein Anschlussstecker 9 angeordnet,
der über
einen zweiten elektrischen Kontakt 15 den zweiten Anschluss 2 elektrisch
leitend mit einem Anschlusskabel 10 verbindet.
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Die
Sicherung 1 ist vorzugsweise als eine Schmelzsicherung
ausgeführt,
bei der eine Überschreitung
des durch die Sicherung erlaubten Stromflusses zu einem Schmelzen
eines in der 1a nicht dargestellten Sicherungsdrahtes
in Folge einer starken Überhitzung
des Sicherungsdrahtes führt, wodurch
ein Stromfluß zwischen
dem ersten Anschluss 3 und dem zweiten Anschluss 2 unterbunden wird.
Ferner kann die Sicherung 1 auch als eine Schaltsicherung
ausgeführt
sein, bei der ein zu hoher Stromfluß zu der Auslösung eines
in der Sicherung 1 angeordneten Schalters führt, der
durch eine manuelle Betätigung
wieder zurückgesetzt
werden kann. Eine derartige Schaltsicherung ist in der Zeichnung nicht
dargestellt. Das Gehäuse 4 ist
vorzugsweise als ein Kunststoffgehäuse ausgeführt, in dem die vorzugsweise
ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial bestehende Leiterplatte 6 angeordnet
ist. Die elektrischen Bauelemente 7 dienen z.B. einer Steuerung des
durch die Sicherung 1 fließenden Stromes und schalten
insbesondere ein an dem Anschlusskabel 10 angeschlossenen
Verbraucher ein oder aus. Ferner sind auf der Leiterplatte 6 in
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
elektrische Bauelemente 7 angeordnet, die mit einer Spannungstransformation und/oder
einer Wechsel- bzw. Gleichrichtung des in das Steuergerät geführten Stromes
dienen. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel dienen die elektrischen
Bauelemente 7 dazu, Daten von einem mit dem Steuergerät verbundenen
CAN-Bus auszulesen
und zu verarbeiten. Der Anschlussstecker 9 ist vorzugsweise
eine Kunststoffhülse,
die in Ihrem Inneren passgenau eine Hohlbuchse aus einem Metall
enthält,
die an den zweiten Anschluss 2, von dem in der 1a nur
ein kleiner Streifen sichtbar ist, anschließt, diesen weitestgehend umfasst und
hierbei von der Sicherung 1, vorzugsweise durch von an
dem zweiten Anschluss angeordneten Rasthaken, gehalten wird. Das
Anschlusskabel 10 ist vorzugsweise durch Löten, Klemmen
oder Aufpressen mit dem als Hohlbuchse ausgeführten zweiten elektrischen
Kontakt 15 verbunden. Anstelle der Kupferplatte 5 kann
auch eine Platte aus einem anderen Metall, z.B. aus Stahl oder aus
Messing verwendet werden.
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In
der 1b ist eine seitliche Ansicht der Sicherung 1 dargestellt.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Elemente. Der zweite
Anschluss 2 der Sicherung 1 wird in der 1b durch den
ersten Anschluss 3 verdeckt. Ebenso ist das Anschlusskabel 10 und
der Anschlussstecker 9 nicht sichtbar. Die Kupferplatte 5 bildet
innerhalb des Gehäuses
unterhalb der Sicherung 1 einen ersten Haltearm 12 und
einen zweiten Haltearm 13 aus. Auf der der Sicherung 1 abgewandten
Seite des ersten elektrischen Anschlusses 3 ist zwischen
dem ersten Haltearm 12 und dem zweiten Haltearm 13 eine Öffnung 11 in
die Kupferplatte 5 eingebracht, wobei eine Breite der Öffnung 11 über die
Breite des ersten Anschlusses 3 hinausgeht. Durch die Öffnung 11 ist
der erste Haltearm 12 und der zweite Haltearm 13 in
Bewegungsrichtung ungefähr
senkrecht zu dem ersten elektrischen Anschluss 3 der Sicherung 1 bewegbar, so
dass die Sicherung 1 durch den ersten Haltearm 12 und
den zweiten Haltearm 13 aufgenommen und gehalten wird.
Der erste Haltearm 12 und der zweite Haltearm 13 werden
ebenso wie die Öffnung 11 bevorzugt
durch Ausstanzen aus der Kupferplatte 5 hergestellt. Die
Kupferplatte 5 ist auf die Leiterplatte 6 aufgesetzt.
Eine elektrische Verbindung zwischen der Kupferplatte 5 und
der Leiterplatte 6 ist in der 1 nicht
dargestellt. Neben der durch den ersten und zweiten Haltearm 12, 13 ausgebildeten
Halter für die
Sicherung 1 sind weitere Halteplätze 16 an der Kupferplatte 5 angeordnet,
in die ebenfalls Sicherungen einbringbar sind. Durch weitere, an
den Halteplätzen 16 anbringbare
Sicherungen sind weitere elektrische Verbraucher durch das Steuergerät mit einer
elektrischen Spannung bzw. mit elektrischem Strom versorgbar.
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In
der 2 ist ein Schaltbild für eine Spannungsversorgung
mehrerer Verbraucher dargestellt. Eine derartige Schaltung findet
vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug Verwendung, wobei verschiedene Verbraucher
wie z.B. ein Autoradio, eine Klimaanlage, eine Fahrzeugbeleuchtung
oder ein Navigationssystem mit einer elektrischen Spannung versorgt werden.
Eine Spannungsversorgung, vorzugsweise eine Fahrzeugbatterie, ist
mit einem ersten Pol an Masse 22 und mit einem zweiten
Pol an ein Steuergerät 21 angeschlossen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird in dem Steuergerät 21 die
im allgemeinen von einer Fahrzeugbatterie und/oder einem Fahrzeuggenerator
gelieferte Spannung von ca. 14 Volt in eine Bordspannung von 42
Volt transformiert. Das Steuergerät 21 ist ebenfalls
an Masse 22 angeschlossen. Eine erste Sicherung 23 ist
erfindungsgemäß an einem
ersten Ausgang 31 des Steuergeräts 21 mit einem ersten
elektrischen Anschluss angeschlossen. Die erste Sicherung 23 ist
ferner über
den zweiten elektrischen Anschluss an einen ersten elektrischen Verbraucher 28 angeschlossen. Der
erste elektrische Verbraucher 28 ist in der 2 nicht
näher ausgeführt und
kann für
einen beliebigen Verbraucher stehen, z.B. für ein Navigationsgerät oder ein
Autoradio. Indem der erste elektrische Verbraucher ebenfalls an
Masse 22 angeschlossen ist, ist über die Fahrzeugbatterie 20,
das Steuergerät 21, die
erste Sicherung 23 und den ersten elektrischen Verbraucher 28 ein
Stromkreis schließbar.
Eine Steuerung erfolgt dabei über
das Steuergerät 21,
das mit einer Bedieneinheit 30 verbunden ist, die vorzugsweise
in einem Fahrzeuginnenraum angeordnet ist und durch die ein Benutzer
den ersten elektrischen Verbraucher 28 an- und ausschalten
kann. Ferner ist das elektrische Steuergerät 21 über einen
zweiten Ausgang 32 mit einer zweiten Sicherung 24 und
einem zweiten elektrischen Verbraucher 27 verbunden, der
ebenfalls an Masse 22 angeschlossen ist. Ferner ist das
elektrische Steuergerät über einen
dritten Ausgang 33, eine dritte Sicherung 25 und
einen dritten elektrischen Verbraucher 26 ebenfalls mit Masse 22 verbunden.
Die Verbindungen zu dem zweiten und dem dritten elektrischen Verbraucher 26, 27 entsprechen
der Verbindung zu dem ersten elektrischen Verbraucher 28.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Verbindung zwischen den Sicherungen 23, 24, 25 und
den elektrischen Verbrauchern 26, 27 und 28 in
der Form eines Kabelbaums ausgeführt,
wobei ein Kabelbaum durch eine Bündelung
einer Vielzahl von Kabeln ausgeführt
ist. Durch das elektrische Steuergerät sind die einzelnen elektrischen
Verbraucher 26, 27 und 28 jeweils einzeln elektrisch
ansteuerbar. Die Anzahl der angeschlossene Verbraucher ist nicht
auf die angegebene Anzahl beschränkt,
sondern kann erhöht
werden. Hierbei sind in einem weiteren Ausführungsbeispiel für verschiedene
Gruppen von Verbrauchern verschiedene Anschlußbereiche vorzusehen, die jeweils
getrennt elektrisch schaltbar sind. Während z.B. Ausgänge für die Fahrzeugbeleuchtung
nur bei eingeschalteter Zündung
mit einer Spannung beaufschlagt sind, wird ein Türsteuermodul, das auch eine
Alarmanlagenfunktion bei abgestelltem Fahrzeug ausübt, ständig mit
einer Spannung versorgt. Das Steuergerät 21 ist über eine
CAN-Bus 35, steuerbar, über
den Daten übertragbar
sind und über
den dem Steuergerät
z.B. übermittelbar
ist, ob die Zündung
des Fahrzeugs eingeschaltet ist.