DE102008020348A1

DE102008020348A1 - Stromverteilung für Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge

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Publication number: DE102008020348A1
Application number: DE200810020348
Authority: DE
Inventors: Michael Woltmann
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2008-04-23
Filing date: 2008-04-23
Publication date: 2009-10-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Stromverteilung 1, 65, 79-82 für Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge, mit mindestens einem Stromverteiler 2, 50, 67-71, wobei jeder Stromverteiler 2, 50, 67-71 mindestens einen Stehbolzen 7, 56, insbesondere zum Anschluss mindestens einer elektrischen Einspeiseleitung 19, und eine Vielzahl von Buchsen 11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62 für eine steckbare Kontaktierung von Verbraucherzuleitungen 22, 23 aufweist. Erfindungsgemäß sind der mindestens eine Stehbolzen 7, 56 und die Buchsen 11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62 eines Stromverteilers 2, 50, 67-71 jeweils untereinander elektrisch leitend verbunden. Hierdurch ist ein raumsparender Anschluss einer Vielzahl von Verbraucherzuleitungen 22, 23 an den Stromverteilern 2, 50, 67-71 und eine dezentrale Verteilung möglich. Durch die optionale Integration mindestens eines elektronischen Zusatzmoduls 18 in mindestens einen Stromverteiler 2, 50, 67-71 eröffnen sich eine Vielzahl von Mess-, Diagnose-, Überwachungs- sowie Steuer- und Regelmöglichkeiten. Beispielsweise kann jede Buchse 11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62 eines jeden Stromverteilers 2, 50, 67-71 bei Überschreiten von jeweils individuell vorprogrammierten und im Zusatzmodul 18 hinterlegten Maximalströmen gezielt abgeschaltet und gegebenenfalls auch wieder eingeschaltet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromverteilung für Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge, mit mindestens einem Stromverteiler, wobei jeder Stromverteiler mindestens einen Stehbolzen, insbesondere zum Anschluss mindestens einer elektrischen Einspeiseleitung, und eine Vielzahl von Buchsen zum steckbaren Anschluss von Verbraucherzuleitungen aufweist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein mit der Stromverteilung aufgebautes Versorgungsmodul.
Bekannte Ausführungsformen von Stromverteilern für Flugzeuge verfügen über einen Isolierkörper mit einer Vielzahl von nebeneinander durch Trennwände separierte Kammern. Die auf einer Grundplatte des Isolierkörpers kammartig angeordneten Trennwände verlaufen jeweils gleichmäßig parallel zu einander beabstandet quer zu einer Längsachse des Isolierkörpers. Zwischen jeweils zwei Trennwänden ist mindestens ein Stehbolzen vorgesehen. Auf dem Stehbolzen ist mindestens eine elektrische Zuleitung mit einem hohen Querschnitt durch einen Kabelschuh mittels einer selbstsichernden Mutter befestigbar. Unterhalb des Isolierkörpers kann parallel zur Längsachse eine Schiene zur Befestigung und mechanischen Stabilisierung vorgesehen sein.
Beim Einsatz dieser Stromverteilung sind zur Potenzialverteilung zwischen zwei oder mehreren Stehbolzen oftmals Brücken erforderlich. Darüber hinaus kann auf jedem Stehbolzen nur eine begrenzte Anzahl von Kabelschuhen befestigt werden, da ansonsten keine vollflächige Anlage der Kabelschuhe und damit kein sicherer elektrischer Kontakt unter allen Betriebsbedingungen des Flugzeugs, insbesondere bei Vibrationen und Temperaturschwankungen, sichergestellt ist. Darüber hinaus behindern sich die mit den Kabelschuhen verbundenen Leitungen gegenseitig. Hierdurch ist die (Kabel-)Aufnahmekapazität der Stromverteiler, insbesondere bei einer Vielzahl von aufzulegenden abgehenden Verbraucherzuleitungen mit kleinen Querschnitten begrenzt, so dass gewichtserhöhende Brücken notwendig sind.
Darüber hinaus steigt die Komplexität der Verkabelung moderner Flugzeuge mit jeder Modellgeneration, da die Anforderungen an die Sicherheit und den Komfort eines Passagierflugzeugs stetig wachsen. Im Zusammenhang mit der Erhöhung des Reisekomforts ist insbesondere die Zunahme der bordeigenen Unterhaltungssysteme, wie beispielsweise Bildschirme und Festplatten an jedem Passagiersitz, zu nennen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Stromverteilung mit mindestens einem Stromverteiler zu schaffen, der eine hohe Verdrahtungskapazität für abgehende Versorgungsleitungen mit geringem Querschnitt aufweist und hierdurch den Einsatz von gewichtserhöhenden und die Übersichtlichkeit vermindernden Brücken weitgehend vermeidet. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung in die Stromverteilung Zusatzfunktionalitäten, wie beispielsweise eine Strommessfunktion, eine Lichtbogendetektion oder eine selektive Abschaltung von abgehenden Versorgungsleitungen im Überlastfall, mittels integrierter elektronischer Komponenten zu realisieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Stromverteilung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass der mindestens eine Stehbolzen und die Buchsen eines Stromverteilers jeweils dasselbe Potenzial aufweisen, insbesondere untereinander elektrisch leitend verbunden sind,
können mit geringstmöglichem Verschaltungsaufwand eine Vielzahl von Leitungen mit kleinem Querschnitt für die Versorgung von elektrischen (End-)Verbrauchern auf das gleiche Potenzial wie die mindestens eine an den Stehbolzen angeschlossene Einspeiseleitung gelegt werden. Alternativ oder zusätzlich können auf dem Stehbolzen auch abgehende, querschnittsstarke Versorgungsleitungen für Verbraucherzuleitungen aufgelegt werden. Mittels der Stehbolzen werden die Kabelschuhe, die ein Auge mit einem geringfügig größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Stehbolzens aufweisen, befestigt. Zu diesem Zweck verfügen die Stehbolzen über ein Gewinde, auf das eine vorzugsweise selbstsichernde Mutter mit einem exakt definierten Drehmoment aufgeschraubt wird. Um eine möglichst temperaturunabhängige Klemmkraft und einen gleichmäßigen Andruck durch die Mutter unter allen Betriebsbedingungen zu gewährleisten, sind zwischen dem Kabelschuh und der Mutter eine Unterlegscheibe sowie eine Federscheibe positioniert.
Der elektrische Kontakt zwischen dem Stehbolzen und den Buchsen kann durch eine konventionelle Verdrahtung mit Drähten, Litzen oder eine Leiterplatte erfolgen. Alternativ kann die Kontaktierung mittels eines spinnenartig ausgestanzten Blechteils (so genanntes ”Leadframe”) erfolgen. Zur elektrischen Isolierung sowie zur mechanischen Stabilisierung sind der Stehbolzen, die Buchsen sowie die vorstehend beschriebenen elektrischen Verbindungen des (passiven) Stromverteilers vorzugsweise allseitig von einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial, das gegebenenfalls mit einer Verstärkungsfaserarmierung versehen ist, umgeben.
Nach einer Weiterbildung der Stromverteilung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Stehbolzen des mindestens einen Stromverteilers zwischen zwei Seitenwänden auf einer Grundplatte angeordnet ist, wobei die Seitenwände und die Grundplatte einstückig mit einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial gebildet sind (einteiliges Gehäuse).
Hierdurch wird eine Berührung von benachbarten Kabelschuhen, die beispielsweise durch ein unbeabsichtigtes Verdrehen benachbarter Kabelschuhe auf den Stehbolzen hervorgerufen werden kann, vermieden. Der oder die Stehbolzen sind vorzugsweise gleichmäßig beabstandet zu beiden Trennwänden des betreffenden Stromverteilers angeordnet, um allseitig eine gleich große Isolierwirkung zu erreichen. Alternativ kann eine beliebige Anzahl von Stehbolzen mit gleichem Potenzial zwischen den Trennwänden vorgesehen sein, um die Aufnahmekapazität für zuführende und/oder abgehende querschnittsstarke Leitungen zu erhöhen. Die maximale Anzahl der Stehbolzen für jedes Potenzial ist nur durch die konstruktive Auslegung des Grundkörpers begrenzt. Eine gegenseitige Behinderung von Kabelschuhen erfolgt im Allgemeinen nur, wenn die Kabelschuhe auf demselben Bolzen montiert werden.
Als elektrisches Isoliermaterial kommen thermoplastische und duroplastische Kunststoffe, gegebenenfalls mit einer Verstärkungsfaserarmierung, in Betracht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Stromverteiler sieht vor, dass die Buchsen in den beiden Seitenwänden quer zu einer Längsachse des mindestens einen Stromverteilers und gleich beabstandet zu dem mindestens einen Stehbolzen angeordnet sind.
Infolge dieser Ausführung, bei der die Buchsen vorzugsweise jeweils denselben Abstand zu einer gedachten mittigen Querachse des jeweiligen Stromverteilers aufweisen, ist eine platzsparende Anordnung einer Vielzahl von Buchsen auf beiden Seiten des Stehbolzens in jeweils einer Reihe möglich. Vorzugsweise sind in einer Oberseite jeder Seitenwand jeweils mindestens drei Buchsen vorgesehen, die mit dem mindestens einen Stehbolzen elektrisch leitend verbunden sind, das heißt auf demselben Potenzial liegen. Um das Einstecken der Leitungen in die Buchsen zu erleichtern, können die Oberseiten der Seitenwände eine oder mehrere (facettenartige, geneigte Flächen) Abschrägungen aufweisen, das heißt die in die Buchse führenden Leitungen verlaufen in Bezug auf die Grundplatte bzw. die Grundfläche des Stromverteilers unter einem von 90° abweichenden Winkel. Zu versorgende elektrische Verbraucher werden über insbesondere Steckkontakte, die in die Buchsen des Stromverteilers einsteckbar sind, elektrisch leitend mit dem Stehbolzen verbunden. Alternativ können auch Stanzbiegekontakte Verwendung finden. Durch die abgeschrägten Flächen in den Oberseiten der Seitenwände lässt sich eine größere Anzahl von Verbraucherzuleitungen in die Buchsen einstecken. Die mittleren Buchsen sind so angeordnet, dass die eingesteckten Versorgungsleitungen mit einem in der Regel im Wesentlichen kleineren Querschnitt im Vergleich zu der mit dem Kabelschuh befestigten Einspeiseleitung in etwa senkrecht zu der Grundfläche des Stromverteilers bzw. der Stromverteilung nach oben hin abgehen. Demgegenüber verläuft die mindestens eine Einspeiseleitung im Wesentlichen parallel zur Grundfläche des Stromverteilers.
Alternativ können zusätzlich oder ergänzend Buchsen in der senkrechten Vorder- bzw. in der Rückseite der Seitenwände angeordnet sein, so dass die hierin gesteck ten (Versorgungs-)Leitungen gleichfalls parallel zur Grundfläche des Stromverteilers bzw. parallel zur Einspeiseleitung verlaufen.
Nicht belegte Buchsen werden vorzugsweise mit Stopfen verschlossen. Weiterhin ist es möglich, Beschriftungsfelder im Bereich der Seitenwände vorzusehen.
Nach Maßgabe einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an mindestens einer Seitenwand des mindestens einen Stromverteilers seitlich mindestens ein Erweiterungsblock ansteckbar, wobei der mindestens eine Erweiterungsblock eine Vielzahl von Buchsen aufweist, die auf demselben Potenzial wie der mindestens eine Stehbolzen des mindestens einen Stromverteilers liegen.
Hierdurch wird es möglich, im Bedarfsfall eine größere Zahl von (Versorgungs-) Leitungen auf das Potenzial eines Stehbolzens innerhalb eines Stromverteilers zu legen.
Nach Maßgabe einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Stromverteilung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Stromverteiler über ein integriertes elektronisches Zusatzmodul verfügt.
Hierdurch wird eine Vielzahl von optionalen Funktionalitäten der Stromverteilung eröffnet.
Im einfachsten Fall ist der Stromverteiler mit mindestens einer Strommesseinrichtung ausgestattet, die es erlaubt, den über mindestens eine Buchse zu einem Verbraucher fließenden Strom kontinuierlich zu überwachen. Die Strommesseinrichtung, zum Beispiel ein ”Shunt”-Widerstand, kann hierbei zwischen dem Stehbolzen und der Buchse angeordnet sein, dessen Ausgangssignal an einen in einen konventionellen Mikrokontroller integrierten AD-Konverter geführt wird. Alternativ kann der Strommesswiderstand im ”Leadframe” integriert sein, in dem der Leiter bzw. die Leiterbahn im Leadframe zweckmäßig ausgeformt wird. Ferner können induktive Strommesswertaufnehmer und/oder Hallsensoren eingesetzt werden. Um etwaige Mess- und Softwarefehler in den Mikrokontrollern weitgehend von vornherein auszuschließen, sind in der Regel für die Erfassung jedes Messwertes mindestens drei Mikrokontroller vorgesehen. Im Fall von drei innerhalb eines Fehlertoleranzintervalls übereinstimmenden Messwerten ist die (Rest-)Fehlerwahrscheinlichkeit gering, so dass das Messergebnis zur Weiterverarbeitung freigegeben werden kann. Die Messergebnisse werden in der Regel an eine zentrale Steuerungs- und Regeleinrichtung zur weiteren Auswertung und Veranlassung übermittelt. Beim Überschreiten eines vorprogrammierten zulässigen Maximalstroms kann auf der Grundlage der so ermittelten Strommesswerte zum Beispiel der an der überwachten Buchse angeschlossene Verbraucher selektiv abgeschaltet und gegebenenfalls auch wieder aufgeschaltet werden. In diesem Fall ist ein elektronischer oder elektromechanischer Schalter zwischen dem Stehbolzen und der betreffenden Buchse im Zusatzmodul vorgesehen. Beispielsweise können bipolare Transistoren, MOSFET's, IGBT's oder Relais eingesetzt werden. Der Vorteil des aktiven, dezentralen Stromverteilers im Vergleich zur konventionellen Absicherung liegt unter anderem darin, dass nach der Absicherung nur noch ein kurzer Weg bis zum Verbraucher liegt. Darüber hinaus ist eine selektive Abschaltung von Verbrauchern möglich. Ferner ist es denkbar, mittels der Mikrokontroller im Zusatzmodul auch den zeitlichen Verlauf des Stroms zu erfassen, gegebenenfalls permanent zu speichern und mit vorprogrammierten Sollkennlinien von Lastfällen unter allen auftretenden Betriebsbedingungen zu vergleichen, um die unerwünschte Entstehung von Lichtbögen (”Lichtbogendetektion”) zwischen zwei Versorgungsleitungen zu detektieren und erforderlichenfalls eine sofortige Abschaltung der betroffenen Buchsen zu veranlassen. Derartige Lichtbögen zwischen zwei Leitungen können durch langfristig auftretende Isolierfehler an elektrischen Leitungen im Flugzeug entstehen, wobei nur relativ geringe Stromstärken auftreten, die eine Detektion und Ortung erschweren. Solche Fehler können zum Beispiel durch eine Alterung der Isoliermaterialien, die Einwirkung von aggressiven chemischen Substanzen (Hydrauliköl, Lösungsmittel, Wasser etc.) oder eine unsachgemäße Handhabung beim Einbau und bei der Wartung, insbesondere durch zu kleine Biegeradien und/oder feine Einschnitte in die Kabelisolierung infolge eines inkorrekten Werkzeuggebrauchs, hervorgerufen werden.
Entsprechend ist es gleichfalls möglich, mittels des Zusatzmoduls eine an mindestens einer Buchse anliegende elektrische Spannung zu überwachen.
Die Spannungsmessung mit dem Mikrokontroller kann zum Beispiel durch Spannungsteiler erfolgen, deren Ausgangswerte gleichfalls an in den Mikrokontroller integrierte AD-Konverter (ADC's) weiter geleitet werden. Sowohl bei der Spannungs- als auch bei der Stromüberwachung können unerwünschte Transienten sowie Störeinstrahlungen für die Fehlerdiagnose aufgespürt werden. Weiterhin sind Verbrauchsmessungen möglich, um das Energiemanagement im Flugzeug zu optimieren und ein etwaiges Energieeinsparpotenzial voll auszuschöpfen.
Darüber hinaus kann mittels der Mikrocontroller eine Fehlerstrommessung erfolgen. Um dies zu erreichen kann der in den Stehbolzen hereinfließende Strom mit der Summe der über die Buchsen abfließenden Verbraucherströme verglichen werden. Im Fall einer zu großen Abweichung kann vom Mikrokontroller ein Fehlersignal weitergegeben werden und/oder eine Abschaltung des betreffenden Verbraucherkreises veranlasst werden.
Ferner kann jeder Stromverteiler über elektrische und/oder elektronische Ausgabeeinrichtungen und Eingabeeinrichtungen verfügen, die mit den in Zusatzmodulen unter anderem enthaltenen Mikrokontrollern verbunden sind. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang insbesondere LED's, numerische oder alphanumerische LCD/LED-Displays, Lautsprecher, Taster, Hebel, Druckschalter, Schalter sowie Folientastaturen. Die elektrische Verbindung der genannten Ausgabeeinrichtungen und Eingabeeinrichtungen mit den Stromverteilern kann beispielsweise mit flexiblen, mehradrigen Flachbandkabeln bzw. Flachbandleitungen über zusätzliche in die Stromverteiler integrierte Steckverbinder erfolgen.
Alternativ können die Ausgabeeinrichtungen und Eingabeeinrichtungen auch unmittelbar in die Stromverteiler und dort insbesondere im Bereich der Buchsen, im Bereich mindestens einer Oberseite der Seitenwände integriert sein. In diesem Zusammenhang kann es erforderlich sein, die Anzahl der Buchsen in den Seitenwänden zu verringern, gegebenenfalls ganz wegzulassen und/oder die Breite bzw. Tiefe der Seitenwände anzupassen. Gegebenenfalls müssen die Ausgabe- und Eingabeeinrichtungen in dieser Konstellation ”Verlängerungen” aufweisen. Im Fall von LED's können als Verlängerungen zum Beispiel Plexiglas^®-Stäbe und im Fall von Tastern Verlängerungsstößel eingesetzt werden, die eine Betätigung der zurückliegenden Taster im Bereich der Frontplatte erlauben. Durch die Plexiglas^®-Stäbe kann das Licht einer in Bezug auf die Frontplatte einer Schalttafel zurückliegenden LED bis auf die Frontplattenoberseite ohne nennenswerten Helligkeitsverlust geführt werden. Als weitere Alternative können die Ausgabe- und Eingabeeinrichtungen auf einer Unterseite der Grundplatte angeordnet werden, um die Stromverteiler unmittelbar hinter einer Frontplatte ohne die Notwendigkeit von Verlängerungen montieren zu können. Um in diesem Fall eine Aneinanderreihung der Stromverteiler auf einer (Trag-)Schiene zu ermöglichen, dürfen in einer Unterseite der Grundplatte angeord nete Halteorgane, wie beispielsweise eine schwalbenschwanzförmige Nut, nur einen relativ kleinen Teil der Grundplattenfläche einnehmen. Die Befestigung der auf der Schiene angeordneten Stromverteiler erfolgt an einer Rückseite der Frontplatte. Die Verbraucherzuleitungen werden in dieser Ausgestaltung nach hinten – von der Frontplatte senkrecht wegweisend – abgeführt, während die Einspeiseleitungen mit den Kabelschuhen parallel zur Rückseite der Frontplatte verlaufen.
Die vorstehend beschriebenen dezentralen Messungen sowie Schalthandlungen mittels der in den aktiven Stromverteilern integrierten Zusatzmodule können sowohl mit Gleichspannung als auch mit Wechselspannung bzw. -strömen erfolgen und in einem Spannungsbereich zwischen 12 V~/= und 400 V~/= sowie mit Strömen bis zu 100 A ~/= vorgenommen werden.
Eine weitere Fortbildung der Stromverteilung sieht vor, dass der mindestens eine Stromverteiler auf einer Schiene befestigbar und/oder anreihbar ist.
Hierdurch ist eine platzsparende Befestigung auf standardisierten Tragschienen möglich. Zudem erlaubt das Tragschienenkonzept eine flexible Änderung und leichte Erweiterbarkeit der Stromverteilung.
Darüber hinaus wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein bevorzugt elektronisches Versorgungsmodul nach Maßgabe des Patentanspruchs 14 gelöst.
Dadurch, dass die mindestens eine Stromverteilung hinter einer Frontplatte angeordnet ist und mit einer Vielzahl von Eingabeeinrichtungen und/oder Ausgabeeinrichtungen versehen ist,
können vorhandene elektrische Leitungssysteme in älteren Flugzeugen, bei denen es aufgrund von Alterungsprozessen zu Isolationsdefekten kommen kann, die wiederum zu gefährlichen Lichtbogenüberschlägen führen, durch einen einfachen Austausch der vorhandenen Schalttafel (so genannten ”VU's”) gegen ein Versorgungsmodul mit den erfindungsgemäßen aktiven Stromverteilern saniert werden. Hierbei ist kein Austausch der vorhandenen elektrischen Leitungen gegen neue Leitungen mit moderneren, fehlertoleranteren Isoliermaterialien notwendig. Vorzugsweise sind die Maße des Versorgungsmoduls den in der Luftfahrt üblichen Standards angepasst, so dass ein Austausch ohne mechanische Änderungen in den Innenverkleidungen möglich ist und lediglich die Kabel umgelegt werden müssen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Stromverteilung sind in den weiteren Patentansprüchen dargelegt.
In der Zeichnung zeigt:
1 Eine perspektivische Ansicht einer Stromverteilung mit zwei passiven Stromverteilern,
2 eine perspektivische Ansicht eines Stromverteilers nach der 1 mit einem Zusatzmodul,
3 eine isometrische Ansicht eines aktiven Stromverteilers nach 2 von unten mit teilweise geöffneter Umhüllung,
4 eine perspektivische Ansicht einer Schiene für die Befestigung von Stromverteilern,
5 einen passiven Stromverteiler mit einem ansteckbaren Erweiterungsblock,
6 eine Seitenansicht einer Stromverteilung mit mehreren aktiven und passiven Stromverteilern auf einer Schiene, und
7 ein mit dem erfindungsgemäßen Stromverteiler aufgebautes Stromversorgungsmodul.
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Stromverteilung mit zwei passiven Stromverteilern.
Eine Stromverteilung 1 ist mit drei, nebeneinander angereihten passiven Stromverteilern 2, 2' sowie 2'' aufgebaut, von denen lediglich auf den mittleren Stromverteiler 2 im weiteren Fortgang der Beschreibung Bezug genommen wird. Die Stromverteiler sind entlang einer Längsachse 3 auf einer nicht dargestellten (Halte-)Schiene aufgereiht und befestigt. Der Stromverteiler 2 verfügt über zwei Seitenwände 4, 5, die senkrecht auf einer Grundplatte 6 stehen. Zwischen den Seitenwänden 4, 5 ist vorzugsweise mittig ein Stehbolzen 7 mit einem nicht dargestellten Gewinde positioniert. Die Seitenwände 4, 5 verlaufen beidseitig gleich beabstandet zu einer Querachse 8 des Stromverteilers 2, auf der auch der Stehbolzen 7 in Bezug auf die Grundplatte 6 angeordnet ist. Die Seitenwände 4, 5 und die Grundplatte 6 sind mit einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial gebildet. In Oberseiten 9, 10 der Seitenwände 4, 5 sind sechs Buchsen zum Anschluss von elektrischen Leitungen für Verbraucher angeordnet, von denen lediglich die beiden mittleren Buchsen 11, 12 mit einer Bezugsziffer versehen sind. Die Seitenwände 4, 5 verfügen über vier Abschrägungen von denen die vorderen Abschrägungen 13, 14 mit einer Bezugsziffer versehen sind. In jeder Abschrägung ist eine Buchse angeordnet, von denen lediglich die vorderen beiden Buchsen 15, 16 eine Bezugsziffer tragen. Durch die leicht geneigt angeordneten (in Bezug auf die Buchsenlängsachsen) äußeren vier Buchsen wird die Ableitung der Kabel sowie die Montage der Verbraucherzuleitungen erleichtert. Darüber hinaus lässt sich die Verkabelungsdichte erhöhen. Auf dem Stehbolzen 7 wird ein nicht dargestellter Kabelschuh einer elektrischen Einspeiseleitung mittels einer nicht eingezeichneten selbstsichernden Mutter befestigt. Zu diesem Zweck verfügt der Stehbolzen 7 über ein geeignetes Gewinde. Zwischen der Mutter und einer Ringöse des Kabelschuhs sind ferner eine Federscheibe sowie eine Unterlegscheibe (nicht dargestellt) vorgesehen, um unter allen Betriebsbedingungen einen sicheren elektrischen Kontakt zu gewährleisten.
Alle Buchsen und der Stehbolzen 7 des passiven Stromverteilers 2 sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Diese elektrische Verbindung kann durch in der 1 nicht dargestellte, innerhalb der Grundplatte 6 sowie der Seitenwände 4, 5 verlaufende Drähte, Litze, Leiterplatten oder ausgestanzte spinnenartige, einstückig ausgestaltete Verbindungselemente (so genannte ”lead frames”) erfolgen, die in das umgebende, elektrisch isolierende Kunststoffmaterial eingebettet sind. Abweichend von den in der 1 dargestellten sechs Buchsen und dem einen Stehbolzen 7 kann eine kleinere oder größere Zahl von Buchsen und/oder Stehbolzen, in Abhängigkeit von den räumlichen Abmessungen des Stromverteilers 2 vorgesehen sein. In der Regel entspricht eine Querschnittsfläche der Einspeiseleitung der Summe aller Querschnittsflächen der Verbraucherzuleitungen, wobei die Querschnittsfläche der Einspeiseleitung bis zu 100 mm² (Energieversorgung) betragen kann. Die Grundplatte 6 des Stromverteilers 2 weist eine insbesondere schwalbenschwanzförmige Nut zur Befestigung und Aneinanderreihung der Stromverteiler auf einer nicht ge zeigten (Halte-)Schiene auf. Abweichend von der Nut 17 mit einer schwalbenschwanzförmigen Querschnittsgeometrie kann jedes denkbare Befestigungsmittel, das eine parallel zur Längsachse 3 frei wählbare Arretierung des Stromverteilers 2 auf einer Halteschiene erlaubt, eingesetzt werden. In die jeweils mit gedrehten Präzisionskontakten ausgestatteten Buchsen lassen sich die an den Stromverteiler 2 anzuschließenden Verbraucherzuleitungen mittels aufgecrimpter Stecker einstecken und dadurch elektrisch kontaktieren.
Die 2 zeigt den Stromverteiler 2 in einer leicht vergrößerten Darstellung mit einer Einspeiseleitung und zwei Versorgungsleitungen. Im Unterschied zur 1 verfügt der Stromverteiler 2 nunmehr über ein im Bereich der Seitenwand 5 integriertes, vorzugsweise elektronisches Zusatzmodul 18, wodurch zusätzliche Funktionalitäten erschlossen und aus dem passiven Stromverteiler 2 ein so genannter ”aktiver” Stromverteiler 2 wird. Das Zusatzmodul 18 kann nachträglich ansteckbar oder von vornherein ein Bestandteil des Stromverteilers 2 sein. Das Zusatzmodul 18 kann auch unmittelbar in die Grundplatte 6 integriert sein, um mehrere Stromverteiler pro Längeneinheit auf einer Tragschiene montieren zu können.
An eine Einspeiseleitung 19 ist ein Kabelschuh 20 bzw. eine Ringöse aufgepresst (”aufgecrimpt”). Der Kabelschuh 20 ist mittels einer vorzugsweise selbstsichernden Mutter 21 auf dem Stehbolzen 7 elektrisch leitend befestigt. In die Buchsen 11, 15 der linken Seitenwand 4 des Stromverteilers 2 sind zwei (abführende) Verbraucherzuleitungen 22, 23 eingesteckt. Um einen sicheren elektrischen Kontakt und einen festen mechanischen Sitz zwischen den Verbraucherzuleitungen 22, 23 und den Buchsen 11, 15 zu ermöglichen, sind auf die Enden der Verbraucherzuleitungen 21, 22 zwei Stecker 24, 25 aufgepresst. Bei den Buchsen 11, 15 und den Steckern 24, 25 handelt es sich um im Flugzeugbau übliche Rundsteckverbindungen mit vorzugsweise gedrehten, vergoldeten Präzisionskontakten.
Mittels des Zusatzmoduls 18 kann beispielsweise – neben einer Fülle von weiteren denkbaren Funktionen – zumindest ein in die jeweiligen Verbraucherzuleitungen 22, 23 fließender Strom gemessen bzw. überwacht werden (so genanntes ”Strom-Monitoring”). Darüber hinaus kann durch in das Zusatzmodul 18 integrierte elektronische und/oder elektromechanische Schalter auch eine Abschaltung oder Zuschaltung von Buchsen erfolgen, wenn zum Beispiel ein vorgegebener Nennstrom in den Verbraucherzuleitungen 22, 23 dauerhaft oder kurzfristig überschritten wird. Die bei den Seitenwände 4, 5, die Grundplatte 6 sowie das Zusatzmodul 18 sind in ein allseitig geschlossenes Gehäuse 26 integriert, das vorzugsweise durch vollständiges Umspritzen bzw. Umgießen mit einem isolierenden, thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial gebildet ist. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit kann das Kunststoffmaterial mit einer Verstärkungsfaserarmierung versehen sein. Alternativ kann das Gehäuse mindestens zwei verschraubte Gehäuseschalen aufweisen.
Nicht belegte Buchsen des Stromverteilers 2 werden üblicherweise mit feuchtigkeitsresistenten Stopfen verschlossen. Weiterhin sind in vorteilhafter Weise in den Figuren nicht dargestellte Beschriftungs- und Markierungselemente am Stromverteiler steckbar bzw. aufrastbar befestigbar.
Die 3 zeigt eine schematische Darstellung des Stromverteilers 2 nach Maßgabe der 2 von unten mit zwei teilweise herausgezogenen Leiterplatten. Das Zusatzmodul 18 nimmt im gezeigten Ausführungsbeispiel des Stromverteilers 2 nach Maßgabe der 3 zwei Leiterplatten 27, 28 auf, die mit einer Vielzahl von elektronischen Komponenten, insbesondere mit mindestens einem hochintegrierten programmierbaren Mikrokontroller 29 und elektronischen Schaltern 30 bis 32 sowie mehreren Sensoren 33 bis 35 und weiteren, nicht dargestellten Komponenten bestückt sind. Anstelle der elektronischen Schalter 30 bis 32, die vorzugsweise mit bipolaren Transistoren, IGBT's oder MOSFET's aufgebaut sind, können zumindest teilweise auch elektromechanische Schalter, wie zum Beispiels Relais, Reed-Kontakte oder dergleichen vorgesehen sein. Weiterhin können die Schalter 30 bis 32 eine stufenlose Regelung von Spannung und/oder Strom an den Buchsen erlauben (Dimmerfunktion etc.). Oblicherweise beträgt die Spannung an jeder Buchse bis zu 115 V~ bei einer entnehmbaren Stromstärke von bis zu 10 A. Mittels der Sensoren 33 bis 35 können beispielsweise Strom-, Spannungs-, Leistungs-, Temperatur-, Druck-, und/oder Feuchtigkeitsmessungen erfolgen. Im Ausführungsbeispiel der 3 ist der Stehbolzen 7 über eine elektrische Leitung 36 mit den Leiterplatten 27, 28 und die beiden Buchsen 15, 16 sind über zwei separate Leitungen 37, 38 mit den Leiterplatten 27, 28 elektrisch verbunden.
Mittels des Mikrokontrollers 29 und der hieran angeschlossenen Sensoren 33 bis 35 kann zum Beispiel ein Strom I₁ gemessen werden, der über den Stehbolzen 7 dem aktiven Stromverteiler 2 zugeführt wird. Entsprechend werden die Ströme I₂ und I₃, die über die Buchsen 15, 16 zu nicht dargestellten elektrischen Verbrauchern fließen, erfasst. Beim Überschreiten eines für die Buchsen 15, 16 jeweils individuell vorprogrammierten Maximalstroms I_Max2 und I_Max3 kann mittels des Mikrokontrollers 29 eine selektive Abschaltung durch die Schalter 30 bis 32 und gegebenenfalls eine Wiederaufschaltung der angeschlossenen Verbraucher erfolgen, wenn die Maximalströme I_Max2 und I_Max3 wieder unterschritten werden und/oder andere komplexere Kriterien für eine Wiederaufschaltung erfüllt sind. Anstelle von vorgegebenen Maximalstromwerten I_Max2 und I_Max3 können beliebige Stromkennlinien im Mikrokontroller 29 vorprogrammiert und abgelegt werden.
Weiterhin kann erforderlichenfalls durch einen Vergleich des dem Stromverteiler 2 insgesamt zufließenden Stroms I₁ mit den abfließenden Strömen I_2,3 aus den Buchsen 15, 16 eine Fehlerstromerkennung und/oder eine Lichtbogendetektion zwischen den vom Stromverteiler abführenden Verbraucherzuleitungen durchgeführt werden. Für die sichere Erkennung von Lichtbögen bzw. kleineren Überschlägen mit geringen Stromspitzen im Bereich der Verbraucherzuleitungen, die unter anderem auf defekte Kabelisolierungen hindeuten können, kann ein Vergleich der ermittelten Strommesswerte mit einprogrammierten Stromkennlinien für verschiedene Betriebszustände des Verbrauchers erforderlich sein.
Alternativ kann mittels des Mikrokontrollers 29 auch eine an den Buchsen 15, 16 und dem Stehbolzen 7 anstehende elektrische Spannung U_2,3 und/oder eine an den Buchsen zur Verfügung stehende elektrische Leistung P₂ und P₃ gemessen werden. Alle ermittelten Messwerte können im Mikrokontroller 29 des Stromverteilers 2 im Bedarfsfall spannungsausfallsicher gespeichert und zu Fehlerdiagnosezwecken wieder ausgelesen werden.
Abgesehen von den vorstehend beschriebenen beispielhaften Mess-, Steuer- und Regeloptionen können mittels des in den Stromverteiler 2 integrierten Zusatzmoduls 18 eine Fülle von unterschiedlichsten Steuerungs- und Regelungsaufgaben realisiert werden. Grundsätzlich ist es möglich, jede einzelne Buchse einer mit einer Vielzahl von Stromverteilern aufgebauten Stromverteilung durch die Zusatzmodule zu überwachen, zu steuern und zu regeln.
In der Konsequenz ermöglicht der erfindungsgemäße Stromverteiler 2 eine verbrauchernahe, dezentrale und selektive Abschaltung von Verbrauchern im Falle von elektrischen Fehlern im elektrischen Bordsystem eines Flugzeugs. So ist es beispielsweise bei den heutzutage in Flugzeugen anzutreffenden komplexen Unterhaltungssystemen möglich, die häufig einen vollständigen PC einschließlich Festplatte und LCD-Bildschirm an zumindest ausgewählten Sitzplätzen aufweisen, das Unterhaltungssystems jedes Sitzplatzes im Störfall selektiv abzuschalten.
Vorzugsweise sind mehrere redundante Mikrokontroller 29 und Sensoren 33 bis 35 für die Ermittlung eines Spannungs- und/oder Stromwertes in einem Stromverteiler vorgesehen. Die Auswertung erfolgt mittels einer nicht dargestellten Schiedsrichterlogik. So werden an die Buchsen 15, 16 angeschlossene Verbraucher erst dann deaktiviert, wenn mindestens zwei Sensoren unabhängig von einander dieselben Messwerte ermitteln und die softwaremäßige Aufbereitung in den mindestens drei nachgeschalteten, ebenfalls voneinander unabhängigen Mikrokontrollern zu den gleichen Ergebnissen führen. Hierdurch können Fehlauslösungen durch elektrische Fehler, Programmierfehler und/oder Fehler im Mikrocode des jeweils eingesetzten Mikrokontrollers vermieden werden. Aus diesem Grund sind vorzugsweise Mikrokontroller unterschiedlichen Typs einzusetzen.
In vorteilhafter Weise können alle innerhalb einer Stromverteilung vorhandenen Stromverteiler sämtliche Daten, insbesondere also Strom- und Spannungswerte untereinander austauschen, vergleichen und an ein übergeordnetes Rechnersystem des Flugzeugs weiterleiten und im Gegenzug wiederum Steuersignale vom Bordrechnersystem empfangen.
Die 4 illustriert eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Schiene zum Aufbau einer Stromverteilung aus mehreren passiven und aktiven Stromverteilern mit integrierten Bussystemen.
Eine (Halte-)Schiene 39 zum Aufschieben und Befestigen der Stromverteiler verfügt über eine gerade Kante 40 und eine Kante 41 mit einer in etwa halbkreisförmigen Querschnittsgeometrie, auf denen jeweils eine elektrische Leitung 42, 43 als Teil eines (zweipoligen) Versorgungsbusses 44 für die in der 4 nicht dargestellten aktiven Stromverteiler verläuft. Die Kontaktierung zwischen den aktiven Stromverteilern (das heißt passive Stromverteiler mit elektronischem Zusatzmodul) kann beispielsweise durch Federkontakte sowie federnd gelagerte Metallkugeln oder dergleichen erfolgen. In Folge der unterschiedlichen geometrischen Ausgestaltung der Kanten 40, 41 der Schiene 39 können die Stromverteiler nur polrichtig auf die Schiene 39 aufgeschoben bzw. aufgesetzt werden. Zumindest auf einer Oberseite 45 der Schiene 39 verlaufen parallel und gleichmäßig zueinander beabstandet zwei weitere Leitungen 46, 47 als Teil eines Datenbusses 48. Über den Datenbus 48 erfolgt die Kommunikation der aktiven Stromverteiler untereinander sowie die informationstechnische Anbindung der aktiven Stromverteiler an das Rechnersystem des Flugzeugs. Jeder Stromverteiler kann über den Datenbus 48 sämtliche Daten und Ausgabewerte mit allen anderen Stromverteilern austauschen. Über den Versorgungsbus 44 erfolgt die gleichzeitige Versorgung aller aktiven Stromverteiler mit der erforderlichen elektrischen Energie.
Abweichend von der dargestellten Ausführung kann insbesondere eine größere Anzahl von Leitungen 46, 47 zur Bildung des Datenbusses 48 vorgesehen sein, zum Beispiel auf einer Unterseite 49 der Schiene 39. Weiterhin ist es nicht erforderlich, elektrisch leitfähige Leitungen 46, 47 für den Datenbus 48 zu verwenden. In vorteilhafter Weise erfolgt die Kommunikation zwischen den aktiven Stromverteilern über störsichere optische Leitungen mit hohen Datenübertragungskapazitäten, insbesondere Lichtwellenleiter. Grundsätzlich ist es im Fall von geringen elektrischen Versorgungsleistungen bis etwa 500 mW der Zusatzmodule in den aktiven Stromverteilern auch möglich, den Versorgungsbus 44 auf optischem Wege mit leistungsstarken Laser-Dioden in Kombination mit Photozellen bzw. Photodioden zu realisieren. Darüber hinaus kann die Schiene 39 über nicht dargestellte Befestigungsbohrungen, Klemmelemente und/oder Rastorgane zur Befestigung der Stromverteilung innerhalb der elektrischen Infrastruktur des Flugzeugs, zum Beispiel in Schaltschränken oder hinter Schalttafeln, verfügen. Neben der Energieversorgungs- und der reinen Informationsaustauschfunktion kann der (Halte-)Schiene 39 für die Stromverteiler auch die Aufgabe einer zusätzlichen mechanischen Stabilisierung zu kommen.
Die 5 zeigt einen passiven Stromverteiler mit Innenverdrahtung sowie zwei ansteckbaren, optionalen Erweiterungsblöcken mit zusätzlichen Reihen von Buchsen. Ein passiver Stromverteiler 50 verfügt über zwei Seitenwände 51, 52 mit jeweils in einer Reihe angeordneten Buchsen 53, 54 zum steckbaren Anschluss von nicht eingezeichneten Verbraucherzuleitungen. Die beiden Seitenwände 51, 52 sind durch eine Grundplatte 55 verbunden. Mittig zwischen den parallelen Seitwänden 51, 52 ist auf der Grundplatte 55 ein Stehbolzen 56 zum elektrischen Anschluss und zur Befestigung mindestens einer nicht dargestellten Einspeiseleitung mit einem aufgepressten Steckschuh bzw. einer Ringöse positioniert. Die Buchsen 53, 54 sind durch eine ebene, beispielsweise aus einem Metallblech ausgestanzte, einstückige Leiteranordnung 57 (so genanntes ”Leadframe”) elektrisch leitend untereinander verbunden. Die Leiteranordnung 57 verfügt über acht Leitungen, von denen eine Leitung 58 stellvertretend für die sieben übrigen mit einer Bezugsziffer versehen ist. Sämtliche Buchsen 53, 54 können auch als integrale Bestandteile an den nicht bezeichneten buchsenseitigen Enden der Leitungen 58 angeformt sein, wodurch die Anzahl der erforderlichen – im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwischen den Buchsen 53, 54 und der Leiteranordnung 57 insgesamt acht Verbindungsstellen zu schaffen –
in der Regel durch Löten, Schweißen, Schrauben oder Klemmen herzustellenden elektrischen Verbindungsstellen verringert wird. Alternativ zur Leiteranordnung 57 kann eine Leiterplatte (Platine, Printplatte, gedruckte Schaltung) mit aufgedruckten oder auf andere Weise hergestellten Leiterbahnen und/oder eine konventionelle Verdrahtung mit Litzen oder Drähten verwendet werden. Nach Herstellung der erforderlichen elektrischen Verbindungen und der gegebenenfalls erforderlichen Integration mindestens eines elektronischen Zusatzmoduls, wird das Gehäuse des Stromverteilers 50 bevorzugt durch allseitiges Umspritzen mit einem isolierenden Kunststoffmaterial hergestellt.
Zur Erweiterung der Verdrahtungskapazität des Stromverteilers 50 kann an die Seitenwände 51, 52 des Stromverteilers 50 jeweils mindestens ein Erweiterungsblock 59, 60 angesteckt bzw. aufgerastet werden. Der Erweiterungsblock 59 verfügt über zwei Reihen mit jeweils vier Buchsen 61, während der Erweiterungsblock 60 über eine Reihe mit vier Buchsen 62 verfügt. Die mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler 50 und den beiden Erweiterungsblöcken 59, 60 erfolgt durch Verbindungselemente 63, 64. Im angesteckten Zustand sind alle Buchsen 53, 54, 61, 62 über die Verbindungselemente 63, 64 elektrisch leitend mit dem Stehbolzen 56 verbunden. Die Erweiterungsblöcke 59, 60 können in einer beliebigen Reihenfolge und an beiden Seitenwänden 51, 52 an den Stromverteiler 50 rastend und wieder lösbar angesteckt werden. Durch das mechanische Anstecken der Erweiterungsblöcke 59, 60 an den Stromverteiler 50 mittels der Verbindungselemente 63, 64 werden vorzugsweise zugleich die mechanische Kopplung und der elektrische Kontakt hergestellt. Grundsätzlich können bis zu vier Erweiterungsblöcke an die vordere Seitenwand 51 und/oder die hintere Seitenwand 52 angedockt werden. Alternativ können die elektrische Kontaktierung und die mechanische Anbindung mit getrennten Organen erfolgen. Auf die gleiche Weise kann die Kapazität von aktiven Stromverteilern mit Erweiterungsblöcken erhöht werden.
Die 6 zeigt eine exemplarische Stromverteilung 65 mit insgesamt fünf auf einer (Trag-)Schiene 66 zwischenraumfrei aneinander gereihten und befestigten Stromverteilern 67 bis 71, wobei die linken drei Stromverteiler 67 bis 69 aktive Stromverteiler mit jeweils einem Zusatzmodul sind und die rechten beiden Stromverteiler 70 und 71 als passive Stromverteiler ohne ein elektronisches Zusatzmodul ausgeführt sind.
Der Anschluss der Stromverteilung 65 an die zentrale Energieversorgung des Flugzeugs zur Versorgung der elektronischen Zusatzmodule der aktiven Stromverteiler und an den Bordrechner des Flugzeugs erfolgt über mindestens eine (Rund-) Steckverbindung 72.
Die 7 illustriert auf der linken Seite eine Draufsicht auf ein Versorgungsmodul (so genanntes ”VU-Panel” bzw. Schalttafel, Schutzschaltertafel) unter Verwendung von vier erfindungsgemäß aufgebauten Stromverteilungen sowie einer Ausgabe- und einer Eingabeeinheit und auf der rechten Seite eine Rückansicht des Versorgungsmoduls.
Ein Versorgungsmodul 73 verfügt über eine Frontplatte 74 mit einer LED 75 und einem numerischen oder alphanumerischen Display 76 als Ausgabeeinrichtung. Weiterhin ist als Eingabeeinrichtung ein Taster 77 vorgesehen. Die Verbindung der Anzeige- und Eingabeeinrichtungen mit den aktiven Stromverteilern kann beispielsweise mit Flachbandleitungen erfolgen. Alternativ können die Anzeige- und Eingabeeinrichtungen im Bereich der Grundplatten der aktiven Stromverteiler positioniert sein. Die Buchsen der Stromverteiler weisen dann von der Frontplatte 74 weg. Auf der Frontplatte 74 sind durch vier rechteckförmige Linien Beschriftungsfelder angedeutet. Im Bereich einer Rückseite 78 der Frontplatte 74 sind vier Stromverteilungen 79 bis 82 nach Maßgabe der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen befestigt. Auf jeder Stromverteilung 79 bis 82 ist eine Vielzahl von nicht mit Bezugs ziffern versehenen Stromverteilern bzw. nicht eingezeichneten Stromverteilern angeordnet.
Grundsätzlich kann das Versorgungsmodul 73 auch einfacher aufgebaut sein und lediglich mit matrizenartig angeordneten Druckknopfschutzschaltern bestückt sein. Alphanumerische Anzeigefelder sind in der Regel gleichfalls nicht nötig. Erforderlichenfalls können pro Taster ein oder zwei optische Indikatoren vorhanden sein, die den Betriebszustand der jeweils angeschlossenen, abgesicherten Stromkreise anzeigen.
Die geometrischen Abmessungen des Versorgungsmoduls 73 sowie dessen elektrische Anschlüsse sind vorzugsweise so ausgeführt, dass ein direkter Austausch gegen vorhandene VU-Panels in älteren Flugzeugbaureihen durch das Einsetzen in vorhandene Innenverkleidungsausschnitte der Flugzeuge möglich ist.
Hierdurch können insbesondere Flugzeuge, die mit älteren, mechanisch sensitiven Leitungen ausgerüstet sind, ohne einen Komplettaustausch der vorhandenen Kabel weiter betrieben werden, da die umfangreichen Abschalt- und Kontroll- sowie Überwachungsmöglichkeiten der Stromverteiler 79 bis 82 eine rechtzeitige und sichere Detektion aller elektrischen Probleme erlauben.

1: Stromverteilung
2: Stromverteiler (passiv, aktiv)
2': Stromverteiler (passiv, aktiv)
2'': Stromverteiler (passiv, aktiv)
3: Längsachse
4: Seitenwand
5: Seitenwand
6: Grundplatte
7: Stehbolzen
8: Querachse
9: Oberseite (Seitenwand Stromverteiler)
10: Oberseite (Seitenwand Stromverteiler)
11: Buchse
12: Buchse
13: Abschrägung
14: Abschrägung
15: Buchse (geneigt)
16: Buchse (geneigt)
17: Nut (schwalbenschwanzförmig)
18: Zusatzmodul
19: Einspeiseleitung
20: Kabelschuh (Ringöse)
21: Mutter (selbstsichernd)
22: Verbraucherzuleitung
23: Verbraucherzuleitung
24: Stecker
25: Stecker
26: Gehäuse (Stromverteiler)
27: Leiterplatte
28: Leiterplatte
29: Mikrokontroller
30: Schalter (elektronisch)
31: Schalter (elektronisch)
32: Schalter (elektronisch)
33: Sensor
34: Sensor
35: Sensor
36: Leitung
37: Leitung
38: Leitung
39: Schiene
40: Kante
41: Kante
42: Leitung (Energieversorgung)
43: Leitung (Energieversorgung)
44: Versorgungsbus
45: Oberseite (Schiene)
46: Leitung (Daten)
47: Leitung (Daten)
48: Datenbus
49: Unterseite (Schiene)
50: Stromverteiler (passiv)
51: Seitenwand
52: Seitenwand
53: Buchse
54: Buchse
55: Grundplatte
56: Stehbolzen
57: Leiteranordnung
58: Leitung
59: Erweiterungsblock
60: Erweiterungsblock
61: Buchse
62: Buchse
63: Verbindungselemente
64: Verbindungselemente
65: Stromverteilung (fünf Stromverteiler)
66: Schiene
67: Stromverteiler
68: Stromverteiler
69: Stromverteiler
70: Stromverteiler
71: Stromverteiler
72: Steckverbindung
73: Versorgungsmodul (s. g. ”VU-Panel”)
74: Frontplatte
75: LED
76: Display
77: Taster
78: Rückseite
79: Stromverteilung
80: Stromverteilung
81: Stromverteilung
82: Stromverteilung

Claims

Stromverteilung (1, 65, 79–82) für Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge, mit mindestens einem Stromverteiler (2, 50, 67–71), wobei jeder Stromverteiler (2, 50, 67–71) mindestens einen Stehbolzen (7, 56), insbesondere zum Anschluss mindestens einer elektrischen Einspeiseleitung (19), und eine Vielzahl von Buchsen (11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62) zum steckbaren Anschluss von Verbraucherzuleitungen (22, 23) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stehbolzen (7, 56) und die Buchsen (11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62) eines Stromverteilers (2, 50, 67–71) jeweils dasselbe Potenzial aufweisen, insbesondere untereinander elektrisch leitend verbunden sind.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stehbolzen (7, 56) des mindestens einen Stromverteilers (11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62) zwischen zwei Seitenwänden (4, 5, 51, 52) auf einer Grundplatte (6, 55) angeordnet ist, wobei die Seitenwände (4, 5, 51, 52) und die Grundplatte (6, 55) einstückig mit einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial gebildet sind.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsen (11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62) in den beiden Seitenwänden (4, 5, 51, 52) quer zu einer Längsachse (3) des mindestens einen Stromverteilers (2, 50, 67–71) und insbesondere gleich beabstandet zu dem mindestens einen Stehbolzen (7, 56) angeordnet sind.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Seitenwand (4, 5, 51, 52) des mindestens einen Stromverteilers (2, 50, 67–71) seitlich mindestens ein Erweiterungsblock (59, 60) ansteckbar ist, wobei der mindestens eine Erweiterungsblock (59, 60) eine Vielzahl von Buchsen (61, 62) aufweist, die auf demselben Potenzial wie der mindestens eine Stehbolzen (7, 56) des mindestens einen Stromverteilers (2, 50, 67–71) liegen.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stromverteiler (2, 50, 67–71) über ein integriertes elektronisches Zusatzmodul (18) verfügt.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stromverteiler (2, 50, 67–71) auf einer Schiene (39, 66) befestigbar und/oder anreihbar ist.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmodul (18) mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, insbesondere mindestens einen Mikrokontroller (29) mit einer Vielzahl von Sensoren (33–35) und/oder Schaltern (30–32) aufweist.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Zusatzmoduls (18) ein Strom in mindestens einer Buchse (11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62) und/oder eine Spannung an mindestens einer Buchse (11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62) messbar ist.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Buchse (11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62) mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung einschaltbar und ausschaltbar ist.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung ein Strom in mindestens einer Buchse (11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62) und/oder eine Spannung an mindestens einer Buchse (11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62) stufenlos variierbar ist.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (39, 66) einen elektrischen Versorgungsbus (44) zum Betrieb des mindestens einen Zusatzmoduls (18) aufweist.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (39, 66) einen optischen und/oder elektrischen Datenbus (48) zur Kommunikation zwischen mindestens zwei Stromverteilern (2, 50, 67–71) aufweist.
Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (26) des mindestens einen Stromverteilers (2, 50, 67–71) mit einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial gebildet ist, das die Buchsen (11, 12, 15, 16, 53, 54, 61, 62) und den mindestens einen Stehbolzen (7, 56) des mindestens einen Stromverteilers (2, 50, 67–71) unter geringstmöglicher Freilassung der elektrischen Kontaktflächen umschließt.
Versorgungsmodul (73), insbesondere mit mindestens einer Stromverteilung (1, 65, 79–82) nach mindestens einem der Patentansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stromverteilung (1, 65, 79–82) hinter einer Frontplatte (74) angeordnet ist und mit einer Vielzahl von Eingabeeinrichtungen und/oder Ausgabeeinrichtungen versehen ist.
Versorgungsmodul (73) nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtungen und die Ausgabeeinrichtungen insbesondere Schalter, Hebel, Taster (77), Drucktaster und LED's (75) sowie Displays (76) sind.