DE102005004958A1

DE102005004958A1 - Störschutzvorrichtung für Leitungssätze

Info

Publication number: DE102005004958A1
Application number: DE102005004958A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Müller; Alfred Annecke
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2006-08-10
Also published as: FR2893791A1; DE202005021652U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Störschutzvorrichtung für Leitungssätze, mit der ein Schutzelement parallel zu Leitungen eines Leitungssatzes geschaltet wird, um Störeinflüsse im Leitungssatz wirksam abzufangen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Störschutzvorrichtung für elektrische Leitungssätze.
Solche Störschutzvorrichtungen werden beispielsweise für Leitungssätze von Kraftfahrzeugen benötigt. Durch das zunehmende Eindringen der Elektronik in Kraftfahrzeuge wachsen auch die Probleme ihrer gegenseitigen Beeinflussung. Die besonderen Probleme liegen hier darin, dass auf engstem Raum die unterschiedlichsten elektronischen Einheiten untergebracht sind und ordnungsgemäß arbeiten müssen.

Es sind sowohl empfindliche analoge Geräte (z.B. Rundfunkempfänger, Telefone, Funkanlagen) als auch digitale Einheiten (z.B. Einspritz- und Zündzeitpunkt-Steuerungen, ABS-Steuerungen, Verbrennungsgemisch-Steuerungen [λ-Sonde], Bordcomputer) wie auch Motorantriebe und Steuerungsventile (z.B. Lichtmaschine, Anlasser, Fensterheber, Scheibenwischer, Benzinpumpe, Bremsventile [ABS]) sowie die störungsträchtige Zündanlage, die hier auf engstem Raume nebeneinander arbeiten sollen. Daneben werden sowohl die Arbeitsgeschwindigkeit der Funktionselemente (Bandbreite) als auch die Dichte der Funktionsbausteine immer höher. Es verlaufen empfindliche Fühlerleitungen und Leitungen für stromstarke Stellmotorantriebe über längere Strecken dicht zusammen. Bei dieser Funktionsvielfalt kann eine Fehlsteuerung durch gegenseitige Beeinflussung (z.B. des Bremssystems oder des Airbags) verheerende Folgen haben. Hier ist eine besondere Sorgfalt bei der Beherrschung der gegenseitigen Beeinflussungen geboten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Störschutzvorrichtung für Leitungssätze vorzusehen, die störende Einflussfaktoren auf Leitungssysteme weitestgehend ausblendet.

Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es dabei, eine Störschutzvorrichtung zur Sicherung von Leitungen eines Leitungssatzes gegen Störeinflüsse vorzusehen, die parallel zu den Leitungen ein Schutzelement schaltet, das Störeinflüsse weitgehend abfängt.

Eine solche Störschutzvorrichtung kann völlig unabhängig von anderen mit den Leitungen verbundenen Bauteilen im Leitungssatz verbaut werden und ermöglicht daher eine flexible und einfache Montage. Weiterhin bietet sie die Möglichkeit der (nachträglichen) Integration in vorhandene Systeme ohne Umrüstung des bestehenden Systems.

Als Schutzelement können beispielsweise EMV-Schutzelemente und/oder ESD-Elemente oder Varistoren eingesetzt werden. Varistoren sind spannungsabhängige Widerstände mit symmetrischer U/I-Kennlinie. Der Widerstand des Varistors sinkt mit zunehmender Spannung. Parallel zum schützenden Bauteil bzw. Schaltung geschaltet, bildet der Varistor bei zunehmender Spannung einen niederohmigen Shunt und verhindert so ein weiteres Ansteigen der Überspannung.

Die Störschutzvorrichtung kann beispielsweise zwei Leitelemente aufweisen, wobei jedes Leitelement einer Leitung des Leitungssatzes zugeordnet ist und zwischen den Leitelementen ein Schutzelement, beispielsweise ein Varistor, den Kontakt herstellt.

Der Varistor, der aus unter bestimmten Bedingungen gesintertem Zinkoxid zusammen mit anderen Metallkeramiken besteht, weist eine polykristalline Keramik mit vorhersagbarer Spannungsabhängigkeit auf.

Durch die Anordnung der Schutzvorrichtung außerhalb anderer Bauteile sind keine baulichen Änderungen an diesen mehr notwendig, wobei trotzdem die EMV-Sicherheit erhöht wird. Weiterhin ändert sich an der Montage dieser Bauteile nichts, da auf bekannte Bauteile zurückgegriffen werden kann. Auch bisherige Montagevorrichtungen können somit weiter verwendet werden.

Die beiden Leitelemente können in vorteilhafter Ausgestaltung achsensymmetrisch oder auch baugleich ausgestaltet sein, wodurch die Produktionskosten weiter gesenkt werden.

Die Verbindung des Schutzelementes mit den Leitelementen kann durch Stecken oder durch einfache Anlage erfolgen. Auch andere leitende Verbindungen wie beispielsweise Verklemmen oder Verschrauben sind denkbar, wobei eine leichte Montage und Platz sparende Unterbringung die oberste Prämisse darstellen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Leitelemente als Schneid-Klemm-Kontakte oder Piercing-Verbindung oder Durchdring-Verbindung ausgestaltet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen, wobei jede mögliche Kombination der Patentansprüche Gegenstand der Erfindung ist.

Die Figuren der Zeichnungen zeigen unter Beibehaltung gleicher Bezugszeichen für gleiche Bauteile im Einzelnen:
1: Perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Störschutzvorrichtung;
2: Perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Störschutzvorrichtung ohne Gehäuseoberteil;
3: Perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Störschutzvorrichtung in montiertem Zustand;
4: Perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Störschutzvorrichtung ohne Gehäuseoberteil, eingebaut in einen Leitungssatz;
5: Perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Störschutzvorrichtung in montiertem Zustand, eingebaut in einen Leitungssatz;
6: Perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Störschutzvorrichtung in montiertem Zustand, eingebaut in einen Leitungssatz und verbunden mit einem elektrischen Stecker.
3 zeigt eine erfindungsgemäße Störschutzvorrichtung in einer möglichen Ausgestaltung in geschlossener Form, wobei sich ein Gehäuse 10 aus einem Gehäuseoberteil 10o und einem Gehäuseunterteil 10u zusammensetzt. Die Störschutzvorrichtung 1 gleicht damit insgesamt einer Kiste mit Deckel, wobei das Gehäuseunterteil 10u an seinen beiden kurzen Enden je eine Rastnase 13 aufweist, hinter die im montierten Zustand der Störschutzvorrichtung 1 eine Rastfeder 14 greift, die damit die Störschutzvorrichtung 1 verschließt.
Weiterhin ist an der Störschutzvorrichtung 1 ein Verbindungsmittel 17 in Form einer Feder zum Anbringen an einer korrespondierenden Nut eines anderen Bauteiles entlang eines Leitungssatzes 40 vorgesehen. Dieses Bauteil kann beispielsweise ein in den 4, 5 und 6 dargestellter Stecker für ein elektrisches Steckverbindungssystem sein, wobei der Stecker ein entsprechendes Verbindungselement 50, hier eine Nut zum Eingriff des Verbindungsmittels 17 aufweist.
1 zeigt die einzelnen Bauteile der Störschutzvorrichtung 1 in Explosionsdarstellung übereinander angeordnet, woraus sich die Montagereihenfolge ergibt.
Das Gehäuseunterteil 10u weist demnach zwei Hohlräume bzw. Kammern 11.1/11.2 als Aufnahmemittel auf, in welche die jeweils korrespondierenden Leitelemente 20.1/20.2 gesteckt werden. Der gesteckte Zustand ist in 2 zu erkennen. Die Leitelemente 20.1/20.2 werden durch seitliche Widerhaken in den Hohlräumen 11.1/11.2 gehalten.
Bevor die Leitelemente 20.1/20.2 in das Gehäuseunterteil 10u eingesetzt werden, muss vorher das Schutzelement 30, hier ein Varistor, in die korrespondierende Ausnehmung 12 des Gehäuseunterteils 10u eingesetzt werden und dieser wird in der Ausnehmung 12 durch die beiden Leitelemente 20.1/20.2 gehalten, indem diese teilweise auf dem Schutzelement 30 aufliegen. Ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem Leitelement 20.1 und dem Leitelement 20.2 findet nicht statt, da sonst ein Kurzschluss der Leitungen 40.1 und 40.2 die Folge wäre.
In 2 sind außerdem Freiräume zu erkennen, die zur Durchführung der Leitungen 40.1/40.2 des Leitungssatzes 40 dienen. Diese werden gebildet aus je zwei gegenüberliegend angeordneten Ausschneidungen 16 in der Seitenwand der jeden Hohlraum 11.1/11.2 des Gehäuseunterteils 10u begrenzenden Wände. In der Flucht der sich gegenüberliegenden Ausschneidungen 16 sind Y-förmige Ausschnitte in den jeweiligen Leitelementen 20.1/20.2 vorgesehen, die Schneid-Klemm-Kontakte 21.1/21.2 bilden. Durch die Y-Form der Schneid-Klemm-Kontakte 21.1/21.2 wird das Einführen der jeweiligen Leitungen 40.1/40.2 erleichtert, wobei durch die scharfen Kanten Isolierhüllen der Leitungen 40.1/40.2 durchschnitten werden und die Leitungen 40.1/40.2 mit dem Schneid-Klemm-Kontakten 21.1/21.2 in elektrisch leitenden Kontakt treten.
Somit ist über den Kontakt der Leitungen 40.1/40.2 zu den Leitelementen 20.1/20.2 und das zwischen den Leitelementen 20.1/20.2 liegende Schutzelement 30 eine Verbindung zwischen den Leitungen 40.1/40.2 hergestellt. Die oben beschriebenen Eigenschaften des Varistors 30 sorgen für die weitgehende Beseitigung von Störungen in dem Leitungssatz.
Um sicherzustellen, dass die Leitungen 40.1/40.2 in den Schneid-Klemm-Kontakten 21.1/21.2 verbleiben, sind an dem Gehäuseoberteil 10o jeweils über den Y-förmigen Ausnehmungen der Leitelemente 20.1/20.2 nach unten ragende Vorsprünge 15.1/15.2 angeformt, die entsprechenden Druck auf die Leitungen 40.1/40.2 ausüben.
Durch die gezeigte Störschutzvorrichtung 1 wird damit ein unabhängiges Mittel vorgegeben, um einen Leitungssatz von Störeinflüssen abzuschirmen.

10: Gehäuse
10o: Gehäuseoberteil
10u: Gehäuseunterteil
11.1: Aufnahmemittel
11.1o: Aufnahmemitteloberkante
11.2: Aufnahmemittel
11.2o: Aufnahmemitteilunterkante
12: Ausnehmung
12o: Ausnehmungsoberkante
11.1: Aufnahmemittel
11.2: Aufnahmemittel
12: Ausnehmung
13: Rastnase
14: Rastfeder
15.1: Vorsprung
15.2: Vorsprung
16: Ausschneidung
17: Verbindungsmittel
20.1: Leitelement
20.2: Leitelement
21.1: Schneid-Klemm-Kontakt
21.2: Schneid-Klemm-Kontakt
30: Schutzelement
40: Leitungssatz
40.1: Leitung
40.2: Leitung
50: Verbindungselement

Claims

Störschutzvorrichtung (1) für elektrische Leitungssätze (40) mit folgenden Merkmalen: – einem Gehäuse (10), – in dem Gehäuse (10) angeordnete Leitelemente (20.1, 20.2) zur Kontaktierung des Leitungssatzes (40), wobei jedes Leitelement (20.1, 20.2) eine zugeordnete Leitung (40.1, 40.2) des Leitungssatzes (40) kontaktiert, – einem Schutzelement (30) zur Verbindung der Leitelemente (20.1, 20.2) und Sicherung des Leitungssatzes (40) gegen Störeinflüsse.
Störschutzvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Gehäuse (10) aus einem Gehäuseoberteil (10o) und einem Gehäuseunterteil (10u) besteht.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 2, bei der Gehäuseoberteil (10o) und Gehäuseunterteil (10u) an einer Seite durch ein Scharnier verbunden sind.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leitelemente (20.1, 20.2) im wesentlichen achsensymetrisch zueinander sind.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leitelemente (20.1, 20.2) im wesentlichen baugleich sind.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schutzelement (30) ein Varistor ist.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leitelemente (20.1, 20.2) jeweils U-förmig ausgestaltet sind.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leitungen (40.1, 40.2) durch das Gehäuse (10) und die der jeweiligen Leitung (40.1, 40.2) zugeordneten Leitelemente (20.1, 20.2) hindurch verlaufen.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Gehäuse (10) Aufnahmemittel (11.1, 11.2) zur Aufnahme je eines zugeordneten Leitelements (20.1, 20.2) aufweist.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Aufnahmemittel (11.1, 11.2) im Gehäuseunterteil (10u) als nach oben offene Hohlräume vorgesehen sind, deren Innenabmessungen im wesentlichen mit den Außenabmessungen der Leitelemente (20.1, 20.2) identisch sind.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Aufnahmemittel (11.1, 11.2) jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten Ausschneidungen (16) zum Einlegen der jeweiligen Leitung (40.1, 40.2) aufweisen.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Gehäuse (10) eine Ausnehmung (12) zur Aufnahme des Schutzelements (30) aufweist.
Störschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 und Anspruch 12, bei der die Ausnehmung (12) zwischen den Aufnahmemitteln (11.1, 11.2) angeordnet ist und eine Ausnehmungsoberkante (12o) der Ausnehmnung (12) im wesentlichen auf gleicher Höhe wie Aufnahmemitteloberkanten (11.1o, 11.2o) der Aufnahmemittel (11.1, 11.2) liegt.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schutzelement (30) dauerhaft mit den Leitelementen (11.1/11.2) in Kontakt steht.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der an dem Gehäuse (10) ein Verbindungsmittel (17) zur Festlegung der Störschutzvorrichtung (1) an einem elektrischen Steckverbinder vorgesehen ist.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leitelemente (20.1, 20.2) jeweils einen Schneid-Klemm-Kontakt (21.1, 21.2) zur elektrischen Kontaktierung der jeweiligen Leitung (40.1, 40.2) aufweisen.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Schneid-Klemm-Kontakte (21.1, 21.2) als Y-förmige Ausnehmungen in den Leitelementen (20.1, 20.2) vorgesehen sind, wobei die Höhe der Schneid-Klemm-Kontakte (21.1, 21.2) geringer als die Höhe der Leitelemente (20.1, 20.2) ist und die Y-förmige Ausnehmung orthogonal zu der U-Form der Leitelemente (20.1, 20.2) verläuft, und wobei die Oberseite der Y-förmigen Ausnehmung mit der Grundfläche der U-förmigen Leitelemente (20.1, 20.2) zusammenfällt.
Störschutzvorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Leitungen (40.1, 40.2) durch nach unten gerichtete Vorsprünge (15.1, 15.2) des Gehäuseoberteils (10o) in die Schneid-Klemm-Kontakte (21.1, 21.2) gedrückt werden.
Elektrischer Steckverbinder mit Störschutzvorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche.
Elektrischer Steckverbinder mit Störschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 15 und mit einem Verbindungselement (50), das mit dem Verbindungsmittel (17) eine lösbare, insbesondere schwalbenschwanzartige, Verbindung des elektrischen Steckverbinders mit der Störschutzvorrichtung (1) herstellt.