DE10116797A1 - Elektrischer Verbinder - Google Patents
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Abstract
Das Leistungsrelaismodul weist auf einen dicken Träger (2) mit Mitteln (4, 7, 8, 10, 11) zum Erfassen von Kontaktelementen für Sicherungen, Relais und Batterieverbinder, dicke interne Leiter (6, 9, 12) für Ströme vorgegebener Stärke und eine Elektronikkarte, die die Elektronik zur Steuerung der Relais trägt, wobei der Träger (2) gegenüber der Elektronikkarte angeordnet ist und mindestens zwei an der Elektronikkarte anliegende Bereiche aufweist.
Description
Die Erfindung befasst sich mit dem Gebiet der elektrischen
Verbinder. Sie betrifft insbesondere Verbinder, die zur Auf
nahme von Relais und Sicherungen dienen, und allgemein Bau
elemente, durch die Ströme großer Stärke fließen.
Noch spezieller ausgedrückt, finden die Verbinder gemäß der
Erfindung ihre Anwendung im Kraftfahrzeugbereich, und zwar im
Rahmen von Leistungsrelaismodulen für das Betriebssteuerge
rät. In diesem Fall stellen sich Probleme hinsichtlich der
thermischen Grenze und Haltbarkeit der Verschweißungen der
Relais mit einer einen Träger bildenden Elektronikkarte, wenn
ein großer, typischerweise höherer Strom in den Relais und
somit durch die Schweißungen fließt. Es versteht sich dann,
dass die Haltbarkeit dieser Schweißungen eine Frage der Fahr
zeugsicherheit ist, die gewährleistet werden muss.
In herkömmlicher Weise lassen sich die derzeitigen Lösungen
in mehreren Familien gruppieren. Einerseits kennt man ge
schweißte Relais, beispielsweise bei Anwendungen im Bereich
von Relais- und Sicherungsgehäusen, mit einer Verwendung von
Leiterbahnen, die auf der Elektronikkarte örtlich dicker sind,
und zwar in Bereichen der Leiterbahnen, die einer hohen
Stromstärke ausgesetzt sind. Diese dickeren Leiterbahnen (im
Englischen "lead ways") ermöglichen dann einen größeren
Stromfluss ohne eine zu starke thermische Aufheizung. Der
Strom fließt dann von den Stromzuführkabeln der Batterie zu
der Sicherung, dann zu dem Relais und zu einem Ausgangsver
binder, wobei er jedes Mal durch dickere Leiterbahnen fließt.
Alle die dicken Leiterbahnen sind auf einer Elektronikkarte
(im Englischen "P. C. B.") vorgesehen, die gleichzeitig als me
chanischer Träger für die Sicherungen und Relais dient.
In gleicher Weise hat man die Verwendung einer Elektronikkar
te mit zwei Kupferschichten in Betracht gezogen, die nach dem
gleichen Prinzip eine höhere Stromstärke aushalten kann.
Eine zweite Lösungsfamilie verwendet eingefasste Relais (üb
licherweise mit "clipsés" bezeichnet). In diesem Fall hat der
Verbinder die Form eines beispielsweise gegossenen dicken
Elementes, das Mittel zum Erfassen elektrischer Kontaktelemen
te, an denen die Relais und Sicherungen angebracht sind, so
wie interne Leiterbahnen aufweist, welche so groß dimensio
niert sind, dass sie den Durchgang starker Ströme ohne zu
große Erhitzung ermöglichen. Der Leistungsstrom fließt im In
neren des Trägers von dem Batterieverbinder zu den Sicherun
gen und von da zu den Relais und dem Ausgangsverbinder.
Abgesehen von den Kontaktelementen der Relais, durch die der
Strom fließt, sind die Kontaktelemente der Steuerung, durch
welche ein sehr viel schwächerer Strom fließt, mit den Ver
bindern für die Steuerung der Relais durch Leiterbahnen eines
normalen Querschnitts verbunden.
Bei einer weiteren üblicherweise in Betracht gezogenen Lösung
fließt der starke Strom durch die dicken Kabel der Batterie
zu Kabelschuhen, auf denen die Sicherungen und Leistungskon
takte der Relais sitzen, was die Verwendung von Kabeln großen
Querschnitts ermöglicht, der in Abhängigkeit von dem weiter
zu leitenden Strom dimensioniert ist. Die Kontaktelemente für
die Steuerung der Relais sind somit mit Kabelschuhen verbun
den, die in herkömmlicher Weise auf einer Elektronikkarte
aufgeschweißt sind. Die Steuerelektronik muß daher nicht mehr
die hohen Stromstärken bei ihrer Dimensionierung berücksich
tigen. Der Stromausgang erfolgt ebenfalls über das Kabel.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine neue Art von Leis
tungsrelaismodul vor, die von einfacherem Gebrauch ist.
Gemäß der Erfindung weist das Leistungsrelaismodul auf: einen
dicken Träger mit Mitteln zum Erfassen von Kontaktelementen
für Sicherungen, Relais und Batterieverbinder, dicke interne
Leiter für Ströme vorgegebener Stärke und eine Elektronikkar
te, die die Elektronik zur Steuerung der Relais trägt, wobei
der Träger gegenüber der Elektronikkarte angeordnet ist und
mindestens zwei an der Elektronikkarte anliegende Bereiche
aufweist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Träger ferner Kabel
schuhe für Kontaktelemente für eine Relaissteuerung aufweist,
wobei diese Kabelschuhe mit elektrischen Leitern verbunden
sind, die an der Elektronikkarte für die Steuerung aufge
schweißt sind.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass
der dicke Träger ferner elektrische Anschlussmittel auf der
Elektronikkarte in mindestens einem Anlagebereich aufweist.
Wie ersichtlich, gruppiert diese Erfindung somit in vorteil
hafter Weise die Elemente für den Leistungsstromfluss und
Steuerungselemente, die keine spezielle Dimensionierung er
fordern, um. Diese Anordnung ist von Vorteil im Hinblick auf
eine einfache Herstellung des Leistungsrelaismoduls. Außerdem
sorgt die Integration der Anschlusskontaktelemente direkt auf
der Elektronikkarte für den Vorteil einer wirtschaftlichen
Herstellung.
Die Beschreibung und die Zeichnungen, die folgen, ermöglichen
ein besseres Verständnis der Ziele und Vorteile der Erfin
dung. Es versteht sich, dass diese Beschreibung nur beispiel
haft und nicht beschränkend zu verstehen ist.
In der Zeichnung stellt Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht
eines Leistungsrelaismoduls gemäß der Erfindung dar.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, die in vereinfachter Weise ein
Leistungsrelaismodul 1 gemäß der Erfindung bei seiner Anwen
dung für einen Kraftfahrzeug-Rechner darstellt, setzt es sich
aus einem dicken Träger 2 und einer Elektronikkarte 3 zusam
men, welche verschiedene Bauelemente tragen und einander ge
genüberliegend angeordnet sind.
Der Träger 2 enthält einen Eingangs-Kabelschuh 4 zum An
schluss des Leistungskabels 5, das beispielsweise von einer
Batterie kommt. Dieser Eingangs-Kabelschuh 4 ist durch eine
erste dicke Leiterbahn 6 mit Kabelschuhen 7 zum Abstützen ei
ner Sicherung 8 verbunden. Eine zweite dicke Leiterbahn 9
verbindet diese Sicherung mit einem Leistungseingangs-
Kabelschuh 10 für ein Relais 15. In der gleichen Weise ver
bindet ein Leistungsausgangs-Kabelschuh 11 über eine dritte
dicke Leiterbahn 12 dieses Relais 15 mit einem Ausgangs-
Kabelschuh 13, der ein Ausgangs-Leistungskabel 14 aufnimmt.
Der Träger 2 umfaßt ferner Kabelschuhe für den Anschluss von
Kontaktelementen 16 zur Steuerung des Relais 15. Diese Kabel
schuhe sind mit im wesentlichen geradlinigen (in Fig. 1 ver
tikalen) elektrischen Leiterbahnen 17 verbunden, die außer
halb des Trägers 2 so verlaufen, dass sie mit der Oberseite
der Elektronikkarte 3 verschweißt werden können.
Wie ersichtlich, hat der Träger 2 seitliche vergrößerte An
sätze 18, 19 in Fig. 1, welche merklich über die Außenseite
der Mittelebene des Trägers hinausragen, wobei diese seitli
chen Ansätze 18, 19 durch koplanare Anlagebereiche begrenzt
sind, welche an einer Elektronikkarte anliegen.
Der Träger umfasst schließlich an der Stelle eines seitlichen
Ansatzes 19 einen querverlaufenden Verbinder 20, der eine
Verbindung in einem oberen Abschnitt durch ein herkömmliches
Mittel wie einen Kabelschuh ermöglicht und der im unteren Ab
schnitt über den Anlagebereich mit der Elektronikkarte 3 vor
steht, was somit seine Verschweißung mit der Elektronikkarte
3 ermöglicht.
Der Träger 2 wird beispielsweise aus einem steifen Kunststoff
hergestellt, der auf die dicken metallischen Leiterbahnen
mittels dem Fachmann bekannter Verfahren aufgegossen wird.
Die Elektronikkarte 3 ist von an sich bekannter Bauart und
trägt in dem nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel Bauele
mente 21, die eine Elektronik zur Steuerung der Leistungsre
lais eines Kraftfahrzeug-Rechners bilden. Wie ersichtlich,
bilden die seitlichen Ansätze 18, 19 einen Raum 22 über der
Elektronikkarte 3 und unter dem Träger 2, welcher ausreicht,
um die für die Steuerelektronik erforderlichen Bauelemente 22
aufzunehmen, während gleichzeitig möglichen Problemen im Zu
sammenhang mit der Ventilierung der Bauelemente Rechnung ge
tragen wird.
Bei der beschriebenen Ausführungsform fließt der Leistungs
strom durch die mit Kabelschuhen versehenen Verbindungen des
Trägers 2 und durch angepasste dicke Leiterbahnen, ohne durch
die Elektronikkarte 3 für die Steuerung zu fließen. Dies ver
meidet die im Zusammenhang mit einer Überhitzung der Schwei
ßungen bestehenden Schwierigkeiten. Im übrigen erfolgt der
Ausgang durch den in den Verbinder integrierten Ausgangs-
Kabelschuh 13.
Wie ferner ersichtlich, sind die Steuerfunktionen der Relais
durch elektrische Leiterbahnen 17 verwirklicht, die auf der
Elektronikkarte aufgeschweißt sind.
Es wurde somit ein sehr kompaktes Leistungsrelaismodul ge
schaffen, in das gleichzeitig die Steuerelektronik und die
Leiterbahnen für den Leistungsstrom integriert sind, wobei
die Funktionen einerseits der elektrischen Leistungsübertra
gung und andererseits der Steuerung, welche sehr viel schwä
chere Ströme verwendet, getrennt sind. Die kluge Kombination
des gegossenen Trägers 2 mit einer diesem gegenüber angeord
neten Elektronikkarte 3 bietet somit Vorteile hinsichtlich
der Wirtschaftlichkeit und Einfachheit der Herstellung, wel
che die Vorrichtungen des Standes der Technik nicht ermög
lichten.
Mehrere Abwandlungen können in Betracht gezogen werden: Bei
einer ersten Variante werden die Relais durch eine reversible
Einfassung ("clipsage" nach einem gängigen Ausdruck, wie er
von Fachleuten verwendet wird) auf einem Verteiler (Träger)
befestigt, der in eine eine Basis bildende Platte eingesetzt
ist. Bei einer zweiten Variante wird der Verteiler in die Ba
sisplatte gegossen und dann festgelegt. Bei einer weiteren
Variante werden die Relais auf Verteilern aufgeschweißt, die
in die Basisplatte gegossen und dann festgelegt werden. Bei
einer noch anderen Variante werden schließlich die Relais auf
Verteilern aufgeschweißt, die in eine eine Basis bildende
Platte eingesetzt sind.
Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf
Einzelheiten der oben beispielhaft betrachteten Ausführungs
formen beschränkt, sondern erstreckt sich vielmehr auf Ab
wandlungen im Zugriffsbereich des Fachmannes.
Claims (3)
1. Leistungsrelaismodul, dadurch gekennzeichnet, dass es
aufweist: einen dicken Träger (2) mit Mitteln (4, 7, 8, 10,
11) zum Erfassen von Kontaktelementen für Sicherungen, Relais
und Batterieverbinder, dicke interne Leiter (6, 9, 12) für
Ströme vorgegebener Stärke und eine Elektronikkarte, die die
Elektronik zur Steuerung der Relais trägt, wobei der Träger
(2) gegenüber der Elektronikkarte angeordnet ist und mindes
tens zwei an der Elektronikkarte anliegende Bereiche auf
weist.
2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Träger ferner Kabelschuhe für Kontaktelemente (16) für eine
Relaissteuerung aufweist, wobei diese Kabelschuhe mit elektri
schen Leitern verbunden sind, die an der Elektronikkarte
für die Steuerung aufgeschweißt sind.
3. Modul nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
dass der dicke Träger (2) ferner elektrische Anschlussmittel
(20) auf der Elektronikkarte in mindestens einem Anlagebe
reich aufweist.
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Legal Events
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