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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Leiterstrang für die Ansteuerung und/oder Stromversorgung elektronischer Komponenten, insbesondere einer Klimaanlage, mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen und mit zumindest einem Kontaktierungsbereich, eine erste Anzahl der Leiterbahnen dient der Spannungsversorgung und eine zweite Anzahl von Leiterbahnen dient der Übermittlung von Steuersignalen, wobei im jeweiligen Kontaktierungsbereich zumindest ein erster Anschlusspunkt, ein zweiter Anschlusspunkt und ein dritter Anschlusspunkt angeordnet sind, wobei der jeweils erste Anschlusspunkt über eine Leiterbahn mit einem ersten Anschlusspol einer Spannungsversorgung verbindbar ist, wobei der zweite Anschlusspunkt und der dritte Anschlusspunkt jeweils mittels Leiterbahnen ein Bussystem zur Kontaktierung der elektronischen Komponenten bilden.
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Stand der Technik
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Moderne Heiz- und Klimageräte weisen eine Mehrzahl von elektronischen Komponenten auf, die von einem zentralen Steuergerät angesteuert werden. Dabei handelt es sich beispielsweise um Aktuatoren oder Sensoren. Um die Stromversorgung der elektronischen Komponenten sicherzustellen und die notwendigen Steuersignale an die elektronischen Komponenten zu übertragen, werden spezielle Kabelstränge eingesetzt.
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Im Stand der Technik sind hierzu Kabelstränge bekannt, die aus einzelnen Rundleitern bestehen, wobei die Anbindung der elektronischen Komponenten mit elektrischen Verbindungskontakten erfolgt, die in einzelnen Steckergehäusen integriert sind.
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Dies ist insbesondere nachteilig, da durch die Verwendung von Rundleiten und Steckern das Gesamtgewicht des Leiterstrangs erhöht wird, was sich negativ auf das Gesamtgewicht des Fahrzeugs auswirkt.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Leiterstrang bereitzustellen, der gegenüber dem Stand der Technik optimiert ist, wobei sich der Leiterstrang insbesondere durch ein geringes Gewicht auszeichnet und darüber hinaus besonders einfach auf unterschiedliche Klimaanlagen anzupassen ist.
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Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung eine Klimaanlage mit einem erfindungsgemäßen Leiterstrang bereitzustellen.
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Die Aufgabe hinsichtlich des Leiterstrangs wird durch einen Leiterstrang mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Leiterstrang für die Ansteuerung und/oder Stromversorgung elektronischer Komponenten, insbesondere einer Klimaanlage, mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen und mit zumindest einem Kontaktierungsbereich, eine erste Anzahl der Leiterbahnen dient der Spannungsversorgung und eine zweite Anzahl von Leiterbahnen dient der Übermittlung von Steuersignalen, wobei im jeweiligen Kontaktierungsbereich zumindest ein erster Anschlusspunkt, ein zweiter Anschlusspunkt und ein dritter Anschlusspunkt angeordnet sind, wobei der jeweils erste Anschlusspunkt über eine Leiterbahn mit einem ersten Anschlusspol einer Spannungsversorgung verbindbar ist, wobei der zweite Anschlusspunkt und der dritte Anschlusspunkt jeweils mittels Leiterbahnen ein Bussystem zur Kontaktierung der elektronischen Komponenten bilden, wobei der Leiterstrang im Wesentlichen als ein flexibles Bandelement gebildet ist, wobei die Anschlusspunkte an den Kontaktierungsbereichen durch Öffnungen in den Kontaktierungsbereichen gebildet sind, in welche Anschlusselemente der elektronischen Komponenten einführbar sind, wobei zwischen den Anschlusselementen und den Anschlusspunkten eine elektrisch leitende Verbindung herstellbar ist.
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Bei der „Pin-through-hole”-Kontaktierung, wird ein Anschlusselement durch eine Öffnung in einem Kontaktierungsbereich gesteckt und elektrisch leitend mit einem jeweiligen Anschlusspunkt, welcher durch die Öffnung gebildet ist, verbunden. Ein Leiterstrang, welcher dieses Prinzip der Kontaktierung aufweist und mit flexiblen Leiterbahnen, wie etwa einem Flachkabel oder einem mit Leiterbahnen bedrucktem Trägermaterial kombiniert wird, kann besonders gewichtssparend konstruiert werden. Insgesamt kann so das Gewicht des Leiterstrangs und damit auch der gesamten Klimaanlage reduziert werden, was sich positiv auf das Gesamtgewicht eines Fahrzeugs auswirkt.
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Ein Bussystem bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Leitungsschleife, die es ermöglicht Steuersignale zu senden oder diese zu empfangen. Die Steuersignale werden dabei über ein Steuergerät ausgesendet beziehungsweise von diesem empfangen. Das Steuergerät steht dabei über Leiterbahnen mit den zu steuernden elektronischen Komponenten in Verbindung. Dabei kann das Steuergerät entweder direkt an die einzelnen elektronischen Komponenten angebunden sein oder über eine Reihenschaltung zwischen den einzelnen elektronischen Komponenten mit den elektronischen Komponenten verbunden sein.
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Signale von den elektronischen Komponenten zum Steuergerät können entweder über eine Leiterbahn, welche von der in der Reihe zuletzt angeordneten elektronischen Komponente zum Steuergerät verläuft, gesendet werden oder alternativ in einer zu den Steuersignalen entgegengesetzten Richtung über die Leiterbahnen, welche ausgehend vom Steuergerät die elektronischen Komponenten miteinander verbinden, gesendet werden.
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Eine elektronische Komponente kann beispielsweise durch einen Aktuator, einen Sensor oder eine Steuergerät gebildet sein.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das flexible Bandelement entweder durch ein Flachkabel (Flexible Flat Cable – FFC) oder durch ein flexibles Trägermaterial mit aufgedruckten Leiterbahnen Flexible Printed Circuit – FPC) gebildet ist.
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Ein Flachkabel ist insbesondere vorteilhaft, da es als Massenware in vielfältigen Ausführungen am Markt erhältlich ist und einfach auf die speziellen Anforderungen des jeweiligen Leiterstrangs konfektioniert werden kann. Ein flexibles Trägermaterial mit aufgedruckten Leiterbahnen ist besonders vorteilhaft, da die aufgedruckten Leiterbahnen in sehr weiten Grenzen frei gestaltet werden können und auch komplexe Leiterbahnenstrukturen abgebildet werden können.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der zweite Anschlusspunkt dem Empfangen von Steuersignalen über eine Leiterbahn dient und der dritte Anschlusspunkt dem Senden beziehungsweise Weiterleiten von Steuersignalen über eine Leiterbahn dient.
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Die Steuersignale werden in diesem Fall vom Steuergerät an den zweiten Anschlusspunkt gesendet. Der zweite Anschlusspunkt steht seinerseits mit dem Steuerungssignaleingang der elektronischen Komponente in leitendem Kontakt, wodurch das Steuersignal an die jeweilige elektronische Komponente übertragen wird. Der Steuersignalausgang der elektronischen Komponente ist wiederum mit dem dritten Anschlusspunkt leitend verbunden, wodurch Signale von der elektronischen Komponente weitergeleitet beziehungsweise gesendet werden können.
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Die Unterbrechung der Steuersignalleiterbahn und eine Einbindung der elektronischen Komponenten zur Weiterleitung der Steuersignale über die Unterbrechung hinweg wird als sogenannte „Daisy Chain” bezeichnet. Signale durchlaufen dabei alle die der elektronischen Zielkomponente vorgeschalteten elektronischen Komponenten, bis sie bei der vorbestimmten elektronischen Komponente angekommen sind.
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Ein solcher Aufbau ist besonders vorteilhaft, da zur Signalübertragung zwischen benachbarten Kontaktierungsbereichen beziehungsweise zwischen dem Steuergerät und dem direkt nachgelagerten Kantaktierungsbereich jeweils nur eine Leiterbahn benötigt wird. Jeder Kontaktierungsbereich wird somit zur Signalübermittlung nur über eine Leiterbahn mit dem jeweils vorausgehenden Kontaktierungsbereich beziehungsweise dem nachfolgenden Kontaktierungsbereich verbunden. Die Signalübermittlung erfolgt dabei in beide Richtungen entlang der Leiterbahnen. Dies reduziert das Gesamtgewicht des Leiterstrangs im Vergleich zu einer Ausführung mit elektronischen Komponenten, die jeweils über eine eigene geschlossene Steuersignalschleife an das Steuergerät angebunden sind.
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Alternativ kann auch aus dem Signalausgang der letzten elektronischen Komponente eine zusätzliche Leiterbahn in einen Signaleingang eines Steuergerätes geführt werden. In diesem Fall kann die Signalübermittlung auch nur in einer Richtung durch die dann geschlossene Leiterschleife erfolgen.
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Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn der Kantaktierungsbereich aus einem im Vergleich zu dem Bandelement unflexibleren Material gebildet ist.
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Der Kantaktierungsbereich ist vorzugsweise aus einem unflexibleren Material als das Bandelement gebildet. Vorzugsweise aus einer Leiterplatte, welche nur eine sehr geringe Flexibilität im Vergleich zu den Leiterbahnen des Leiterstrangs aufweist. Dies ist besonders vorteilhaft, da eine Anbindung der elektronischen Komponenten über eine „Pin-through-hole”-Kontaktierung empfindlich gegenüber Relativbewegungen zwischen dem Kontaktierungsbereich und den Anschlusselementen der elektronischen Komponenten ist. Zusätzlich kann ein relativ unflexibler Kontaktierungsbereich gleichzeitig als Trägerbasis für die anzuschließende elektronische Komponente dienen, über welche die elektronische Komponente an der Klimaanlage befestigt werden kann.
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Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Kontaktierungsbereich und das Bandelement einstückig miteinander verbunden sind.
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Eine einstückige Ausführung erhöht insgesamt die Stabilität des Leiterstrangs.
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Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn eine Spannungsversorgung der elektronischen Komponenten zumindest teilweise über elektrisch leitende Bereiche herstellbar ist, die zusätzlich zu den Leiterbahnen des Bandelementes vorgesehen sind.
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Ergänzend zu den Leiterbahnen, welche auf dem Bandelement vorgesehen sind, können weitere elektrisch leitende Bereiche vorgesehen werden, die eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einer Spannungsversorgung und den elektronischen Komponenten ermöglichen. Dies können beispielsweise elektrisch leitende Bereiche an oder in der Klimaanlage sein. Es können an der Außenfläche der Klimaanlage beispielsweise elektrisch leitende Einlagen vorgesehen sein, die eine Anbindung einzelner oder mehrerer elektronischer Komponenten an eine Spannungsversorgung erlauben. Diese elektrisch leitenden Bereiche können vorteilhafterweise über elektrische Leiter, wie beispielsweise Kabel, an eine Spannungsversorgung oder die Leiterbahnen des Bandelementes angebunden sein. Der Leiterstrang erstreckt sich in diesem Fall sowohl über das jeweilige Bandelement als auch über die elektrisch leitenden Bereiche, die beispielsweise an einer Außenfläche einer Klimaanlage angeordnet sind. Für den Fall, dass der Leiterstrang nicht für den Einsatz an einer Klimaanlage vorgesehen ist, können die elektrisch leitenden Bereiche auch an einer anderen Struktur vorgesehen sein.
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In einer alternativen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass der Leiterstrang weitere Leiterbahnen aufweist und der Kontaktierungsbereich jeweils einen vierten Anschlusspunkt aufweist, wobei der vierte Anschlusspunkt über die weiteren Leiterbahnen mit einem Anschlusspol einer Spannungsversorgung verbindbar ist.
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Das Vorsehen weiterer Leiterbahnen sowie vierter Anschlusspunkte an den Kontaktierungsbereichen ist besonders vorteilhaft, da so eine vollständige Anbindung der elektrischen Komponenten nur über die Leiterbahnen auf dem Bandelement erreicht werden kann. Über zwei der drei Leiterbahnen, die zu einem Kontaktierungsbereich hinführen, kann dabei eine Spannungsversorgung stattfinden. Über die weiteren Leiterbahnen können außerdem die Steuersignale geleitet werden. Es ist so eine Gestaltung des Leiterstrangs möglich, die ohne weitere Elemente, wie beispielsweise elektrisch leitende Bereiche, eine vollständige Anbindung von einer beliebigen Anzahl elektronischer Komponenten ermöglicht.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Kontaktierungsbereich Codiermarkierungen aufweist, die eine eindeutige Zuordnung zwischen dem jeweiligen Kontaktierungsbereich und der jeweiligen elektronischen Komponente ermöglichen.
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Über Codiermarkierungen kann einer Verwechslung beim Anschluss der elektronischen Komponenten entgegengewirkt werden. Durch eine eindeutige Zuordnung der jeweiligen Anschlussfläche zu der jeweiligen elektronischen Komponente kann die Montage des Leiterstrangs vereinfacht werden und es können falsche Verbindungen vermieden werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die ersten Anschlusspunkte der Kontaktierungsbereiche miteinander und mit einem ersten Anschlusspol einer Sparinungsversorgung elektrisch verbunden sind und die jeweils vierten Anschlusspunkte der Kontaktierungsbereiche untereinander und mit einem zweiten Anschlusspol einer Spannungsversorgung elektrisch verbunden sind.
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Die Anschlusspole einer Spannungsversorgung können dabei vorteilhafterweise ein Pluspol und ein Minuspol sein.
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Durch eine solche Verschaltung wird ausgehend von der Spannungsversorgung über die jeweils ersten Anschlusspunkte der Kontaktierungsbereiche, eine geschlossene Leiterschleife erzeugt, welche dem Pluspol der Spannungsversorgung zugeordnet ist und in welche beliebig viele Kontaktierungsbereiche und damit elektronische Komponenten integriert werden können. Ebenso entsteht auf diese Weise eine geschlossene Leiterschleife, welche dem Minuspol der Spannungsversorgung zugeordnet ist. Dies ist insbesondere im Vergleich zu Ausführungen, bei denen jeweils eine elektronische Komponente über eine eigene geschlossene Leiterschleife an die Spannungsversorgung angebunden ist, vorteilhaft hinsichtlich des Gewichts des Leiterstrangs.
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In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist es außerdem vorgesehen, dass in dem Leiterstrang der zweite Anschlusspunkt des ersten Kontaktierungsbereichs und der dritte Anschlusspunkt des letzten Kontaktierungsbereichs im Leiterstrang jeweils über eine Leiterbahn mit einem Steuergerät verbunden sind.
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Über die oben beschriebene Anbindung wird die Leiterschleife für die Steuersignalübermittelung an das Steuergerät angebunden.
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Der erste Kantaktierungsbereich bezeichnet hierbei den dem Signalausgang des Steuergerätes direkt nachgeschalteten Kontaktierungsbereich. Der letzte Kontaktierungsbereich bezeichnet den in einer Aneinanderreihung ausgehend vom Steuergerät letzten Kontaktierungsbereich. Die übrigen Kontaktierungsbereiche sind zwischen dem ersten Kontaktierungsbereich und dem letzten Kontaktierungsbereich in einer Reihe zwischengeschaltet.
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Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, wenn durch die jeweils an einen Kontaktierungsbereich angeschlossene elektronische Komponente eine Verbindung zwischen dem jeweiligen zweiten Anschlusspunkt und dem jeweiligen dritten Anschlusspunkt des Kontaktierungsbereichs erzeugt wird.
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Über eine oben beschriebene Einbindung der elektronischen Komponenten in die Steuersignalschleife ist sichergestellt, dass die Steuersignale bei den jeweiligen elektronischen Komponenten ankommen und weiterhin, dass die Steuersignale durch den kompletten Leiterstrang geleitet werden können.
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Die Aufgabe der Klimaanlage mit einem erfindungsgemäßen Leiterstrang wird durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einem erfindungsgemäßen Leiterstrang, wobei die Klimaanlage eine Mehrzahl von elektronischen Komponenten aufweist, die über den Leiterstrang mit einer Spannungsversorgung und mit einem Steuergerät verbunden sind, wobei der Leiterstrang an die Positionen der elektronischen Komponenten an und in der Klimaanlage angepasst ist.
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Eine Klimaanlage mit einem oben beschriebenen Leiterstrang ist besonders vorteilhaft, da das Gesamtgewicht der Klimaanlage durch einen leichten Leiterstrang, insbesondere im Vergleich zu Klimaanlagen mit einem herkömmlichen Leiterstrang, ebenfalls reduziert wird. Außerdem ist ein oben beschriebener Leiterstrang in seiner Gestaltung sehr flexibel, was eine einfache maßgeschneiderte Anpassung des Leiterstrangs an die jeweiligen Anforderungen unterschiedlicher Klimaanlagen ermöglicht.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Ausführung eines Leiterstrangs, wobei die Leiterbahnen als flexible Flachkabel (FFC) ausgeführt sind, wobei die elektronischen Komponenten über „Pin-through-hole”-Kontaktierungen an die Kontaktierungsbereiche angebunden sind,
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2 eine Ausführung eines Leiterstrangs, wobei die Leiterbahnen auf ein flexibles Trägermaterial aufgedruckt sind (FPC), wobei der Leiterstrang mehrere in einer Linie hintereinander geschaltete Kontaktierungsbereiche aufweist,
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3 eine Ausführung eines Leiterstrangs, wobei die Leiterbahnen auf ein flexibles Trägermaterial aufgedruckt sind (FPC), wobei die einzelnen Kontaktierungsbereiche teilweise in einer Hauptlinie hintereinander und teilweise in Zweigen, welche von der Hauptlinie ausgehen, angeordnet sind,
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4 eine schematische Ansicht einer Klimaanlage, wobei eine Mehrzahl von elektronischen Komponenten über einen erfindungsgemäßen Leiterstrang an ein Steuergerät angebunden ist, und
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5 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Leiterstrangs, wobei der Leiterstrang nur Leiterbahnen zum Anschluss an einen Pol einer Spannungsquelle aufweist, wobei der zweite Pol einer Spannungsquelle mit einem oder mehreren elektrisch leitenden Bereichen in der Nähe der Kontaktierungsbereiche verbunden ist.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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Die 1 zeigt eine Ausführung eines Leiterstrangs 1. Der Leiterstrang 1 besteht dabei im Wesentlichen aus einer Mehrzahl von Flachkabeln 2, welche über eine Mehrzahl von Kontaktierungsbereichen 8 miteinander verbunden sind. Das Flachkabel 2 weist im Wesentlichen mehrere Leiterbahnen 3 bis 7 auf. Hierbei steht die Leiterbahn 3 mit einem in der 1 nicht gezeigten Pluspol einer Spannungsversorgung in leitendem Kontakt. Die Leiterbahn 4 steht mit einem ebenfalls nicht gezeigten Minuspol einer Spannungsversorgung in leitendem Kontakt. Die Leiterbahn 5 steht mit einem Steuergerät in leitendem Kontakt und ist mit dem Anschlusspunkt 12 des ersten Kontaktierungsbereichs 8 leitend verbunden.
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Die Kontaktierungsbereiche 8 weisen jeweils vier Anschlusspunkte 10 bis 13 auf. Der Anschlusspunkt 10 dient hier der Verbindung einer elektronischen Komponente mit der Leiterbahn 3, welche mit dem Pluspol der Spannungsversorgung in leitendem Kontakt steht. Der Anschlusspunkt 11 dient entsprechend der Verbindung einer elektronischen Komponente mit dem Minuspol einer Spannungsversorgung über die Leiterbahn 4.
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In einer alternativen Ausführung kann es auch vorgesehen sein, dass nur drei Anschlusspunkte pro Kantaktierungsbereich vorgesehen sind. Dabei dient dann jeweils ein Anschlusspunkt jedes Kontaktierungsbereichs der Verbindung einer elektronischen Komponente beziehungsweise des Anschlusspunkts mit einem Pol einer Spannungsversorgung. Der zweite Pol der Spannungsversorgung wird dabei jeweils über leitende Strukturen, die beispielsweise auf dem Gehäuse einer Klimaanlage aufgebracht sind, an die Kontaktierungsbereiche beziehungsweise die Anschlusspunkte geführt.
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Die leitenden Strukturen können dabei beispielsweise durch Folien, aufgedampfte Schichten, elektrisch leitende Materialeinlagen oder ein elektrisch leitendes Gehäusematerial realisiert werden.
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Der Anschlusspunkt 12 steht seinerseits über die Leiterbahn 5 mit einem Steuergerät in leitendem Kontakt. Über das Steuergerät können entlang der Leiterbahn 5 Steuersignale an den Anschlusspunkt 12 weitergegeben werden, von wo sie an eine elektronische Komponente, die mit dem Anschlusspunkt 12 verbunden werden kann, weitergegeben werden. Der Anschlusspunkt 13 ist seinerseits über eine Leiterbahn 6 mit dem nächsten Anschlusspunkt 12 eines weiteren Kontaktierungsbereichs 8 verbunden.
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Die Anbindung der Anschlusspunkte 10 beziehungsweise der Kontaktierungsbereiche 8 an den Pluspol der Spannungsversorgung wird über die nicht unterbrochene Leiterbahn 3 realisiert, welche mit allen vorhandenen Kontaktierungsbereichen 8 beziehungsweise den Anschlusspunkten 10 der Kontaktierungsbereiche 8 des Leiterstrangs 1 in leitendem Kontakt steht. Ebenso wird die Verbindung aller Kontaktierungsbereiche 8 beziehungsweise Anschlusspunkte 11 des Leiterstrangs 1 mit dem Minuspol der Spannungsversorgung über eine nicht unterbrochene Leiterbahn 4 realisiert.
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Die Steuersignalschleife ist dagegen nicht als eine durch Leiterbahnen geschlossene Schleife realisiert. Die Schleife zur Leitung der Steuersignale wird erst über die Anbindung der elektronischen Komponenten an die jeweiligen Anschlusspunkte 12 beziehungsweise 13 der Kontaktierungsbereiche 8 geschlossen.
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Eine solche Schaltung zur Übertragung von Steuersignalen wird auch Daisy Chain genannt. Eine solche Gestaltung als Daisy Chain hat den Vorteil, dass nur eine Steuersignalschleife für alle elektronischen Komponenten, die von dem Leiterstrang 1 versorgt werden, vorgesehen werden muss. Dies bringt insbesondere im Vergleich zu Ausgestaltungen, welche jeweils eine geschlossene Steuersignalschleife für jede elektronische Komponente aufweisen, einen erheblichen Gewichtsvorteil.
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Jeder der Kontaktierungsbereiche 8 ist mit einer Codiermarkierung 9 versehen. Auf diese Weise kann eine falsche Zuordnung der elektronischen Komponenten zu den Kontaktierungsbereichen 8 vermieden werden.
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Ein Steuersignal durchläuft die gesamte Steuersignalschleife dadurch, dass es entlang der Leiterbahn 5 zu einem ersten Anschlusspunkt 12 geleitet wird und dort über die jeweils angeschlossene elektronische Komponente zum Anschlusspunkt 13. Von dort wird es über eine Leiterbahn 6 an den jeweils nachgeschaltete Kontaktierungsbereich 8 weitergeleitet, wo es ebenfalls wieder über den Anschlusspunkt 12 in die angeschlossene elektronische Komponente geleitet wird und über den Anschlusspunkt 13 entlang der Leiterbahn 6 weiter zum nächsten Kontaktierungsbereich 8.
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Der in der Reihe letzte Kontaktierungsbereich 8 ist entweder über eine Leiterbahn 7 direkt mit dem Signaleingang des Steuergerätes verbunden oder weist alternativ keine direkte Verbindung zum Steuergerät auf.
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Die Signalweiterleitung kann daher auf zwei unterschiedlichen Wegen erfolgen. Im Falle, dass der letzte Kontaktierungsbereich 8 über eine Leiterbahn 7 mit dem Signaleingang des Steuergerätes verbunden ist, durchlaufen die Signale ausgehend vom Signalausgang des Steuergerätes nacheinander die einzelnen Kontaktierungsbereiche 8 beziehungsweise die an den Kontaktierungsbereichen 8 angeschlossenen elektronischen Komponenten. Vom letzten Kontaktierungsbereich 8 werden die Signale über die Leiterbahn 7 zum Steuergerät zurückgeleitet.
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Im Falle, dass keine Leiterbahn zwischen dem letzten Kontaktierungsbereich und dem Signaleingang des Steuergerätes vorgesehen ist, werden die von den jeweiligen Kontaktierungsbereichen kommenden Rückmeldesignale in einer Richtung, welche der Richtung der ankommenden Steuersignale entgegengesetzt ist, durch die Leiterbahnen zum Steuergerät geleitet. Sie durchlaufen dabei jeweils die ihnen zum Steuergerät hin vorgelagerten Kontaktierungsbereiche beziehungsweise die ihnen vorgelagerten elektronischen Komponenten, welche an den Kontaktierungsbereichen angebunden sind. Der jeweils letzte Kontaktierungsbereich kann in einem solchen Fall auch abweichend von den restlichen Kontaktierungsbereichen nur drei Anschlusspunkte aufweisen. Der Anschlusspunkt, welcher den Signalausgang des Kontaktierungsbereichs darstellt ist in dieser Konfiguration nicht notwendig.
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In einer Ausführungsform, welche die Anbindung der Kontaktierungsbereiche beziehungsweise der elektronischen Komponenten über leitende Strukturen außerhalb der Leiterbahnen realisiert, kann der letzte Kontaktierungsbereich auch nur zwei Anschlusspunkte aufweisen.
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In jedem Fall ist es notwendig die Steuersignale zu priorisieren und so zu adressieren, dass sie von der jeweiligen elektronischen Komponente zur richtigen Zeit aufgenommen werden und umgesetzt werden. Solche Ansteuerungen sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Weise bekannt.
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Die Flachkabel 2, welche in 1 zur Verbindung der einzelnen Kontaktierungsbereiche 8 verwendet werden, zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Flexibilität aus. Dadurch wird der Leiterstrang 1 insgesamt sehr flexibel und kann auf einfache Art und Weise an die räumlichen Gegebenheiten der Klimaanlage angepasst werden.
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Die Kontaktierungsbereiche 8 sind vorzugsweise aus einem Material gefertigt, welches eine geringere Flexibilität als die Flachkabel 2 aufweist. Vorzugsweise sind die Kontaktierungsbereiche 8 aus einer Leiterplatte hergestellt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Kontaktierungsbereiche 8 auch als Trägerbasis verwendet werden können. Über diese Trägerbasis können beispielsweise die elektronischen Komponenten an ihren Bestimmungsort, beispielsweise an einer Klimaanlage, angebunden werden.
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Da die Anbindung der elektronischen Komponenten an die Kontaktierungsbereiche 8 über eine sogenannte „Pin-Through-Hole”-Kontaktierung realisiert wird, ist es außerdem vorteilhaft, wenn eine möglichst geringe Relativbewegung zwischen den Kontaktierungsbereichen 8 und den Anschlusselementen der elektronischen Komponenten entsteht. Bei der sogenannten „Pin-Through-Hole”-Kontaktierung werden die elektronischen Komponenten über Anschlusselemente, welche durch Bohrungen in den Kontaktierungsbereichen 8 gesteckt werden, mit den Anschlusspunkten stoffschlüssig verbunden. Die Anschlusspunkte 10, 11, 12 und 13 sind dabei durch Öffnungen gebildet. Die Öffnungen können beispielsweise durch Bohrungen erzeugt werden.
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Es ist jedoch nicht zwingend so, dass die Kontaktierungsbereiche 8 aus einem unflexibleren Material als die Flachkabel 2 gebildet sind. Es ist ebenso gut vorsehbar, die Kontaktierungsbereiche aus einem identischen oder einem ähnlich flexiblen Material zu erzeugen, wie es für die Flachkabel verwendet wird.
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Die 2 zeigt einen weiteren Leiterstrang 20. Im Unterschied zu dem Leiterstrang 1 der 1 ist im Leiterstrang 20 der 2 der Leiterstrang 20 im Wesentlichen aus einem Trägermaterial 21 gebildet, auf welches verschiedene Leiterbahnen 22 bis 26 aufgedruckt sind. Das Trägermaterial 21 zeichnet sich dabei ebenfalls durch eine hohe Flexibilität aus. Auf das Trägermaterial 21 ist eine Mehrzahl von Kontaktierungsbereichen 27 aufgebracht. Wie auch bereits in 1 beschrieben, kann der Kontaktierungsbereich 27 entweder aus einem ähnlich flexiblen Material wie das Trägermaterial 21 gebildet sein oder auch aus einem weniger flexiblen Material, welches eine stabilere Trägerbasis bilden kann.
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Auf die Trägermaterialen 21 sind im Wesentlichen Leiterbahnen 22 aufgedruckt, welche die einzelnen Kontaktierungsbereiche 27, insbesondere die Anschlusspunkte 29, mit einem Pluspol einer Spannungsversorgung verbinden. Weiterhin sind die Kontaktierungsbereiche 27, insbesondere die Anschlusspunkte 30, über die Leiterbahn 23 mit einem Minuspol einer Spannungsversorgung verbunden.
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Ähnlich wie bereits in 1 beschrieben, sind weiterhin an jedem Kontaktierungsbereich 27 ein Anschlusspunkt 31 sowie ein Anschlusspunkt 32 vorgesehen. Über den Anschlusspunkt 31 wird jeweils ein Steuersignal zum Kontaktierungsbereich 27 geleitet. Über den Anschlusspunkt 32 wird jeweils das Steuersignal von dem Kontaktierungsbereich 27 zum nächsten Kontaktierungsbereich 27 oder zum Steuergerät weitergeleitet. Die leitende Verbindung zwischen den Anschlusspunkten 31 und 32 wird über die jeweils anzuschließende elektronische Komponente hergestellt.
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Ähnlich wie auch in 1 sind die einzelnen Kontaktierungsbereiche 27 des Leiterstrangs 20 in Reihe zueinander geschaltet, so dass insbesondere die Steuersignale nacheinander die einzelnen Kontaktierungsbereiche 27 beziehungsweise die angeschlossenen elektronischen Komponenten durchlaufen.
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Die Kontaktierungsbereiche 27 weisen ebenfalls Codiermarkierungen 28 auf, welche eine Zuordnung des jeweiligen Kontaktierungsbereichs 27 zu der jeweiligen elektronischen Komponente ermöglichen. Die Zuleitung von einem Steuergerät zum Anschlusspunkt 31 des ersten Kontaktierungsbereichs 27 wird über die Leiterbahn 24 realisiert. Die Signalweiterleitung zwischen den einzelnen Kontaktierungsbereichen 27 wird über die Leiterbahnen 25 realisiert. Die Rückleitung des Steuersignals von dem letzten Kontaktierungsbereich 27 zurück zum Steuergerät wird über die Leiterbahn 26 realisiert.
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Wie bereits in der Beschreibung zu 1 beschrieben, kann der jeweils letzte Kontaktierungsbereich entweder über die Leiterbahn 26 mit einem Steuergerät verbunden werden, oder alternativ nur durch die Leiterbahnen 24 und 25 sowie die ihm vorgelagerten Kontaktierungsbereiche 27 beziehungsweise die daran angeschlossenen elektronischen Komponenten.
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Die einzelnen Kontaktierungsbereiche 27 sind im Leiterstrang 20 der 2 in einer Linie hintereinander geschaltet. Dies stellt eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leiterstrangs 20 dar. Eine abweichende Ausführung wird in der nachfolgenden 3 beschrieben.
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Die 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Leiterstrangs 20a, wie er bereits in 2 beschrieben wurde. Die Bezugszeichen stimmen mit dem Leiterstrang 20 der 2 überein.
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Abweichend zu dem Leiterstrang 20 der 2 ist der Leiterstrang 20a so aufgebaut, dass aus einer Hauptlinie heraus einzelne Zweige ausgelenkt sind. Die Verschaltung der einzelnen Kontaktierungsbereiche 27 in der Hauptlinie und in den einzelnen Zweigen ist mit der Verschaltung des Leiterstrangs 20 der 2 übereinstimmend. Lediglich die Führung der einzelnen Leiterbahnen auf dem Trägermaterial 21 weicht von der in 2 beschriebenen Darstellung ab.
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Über eine Gestaltung des Leiterstrangs 20a, wie sie in 3 gezeigt ist, lassen sich insbesondere weit voneinander entfernte elektronische Komponenten an einer Klimaanlage auf einfache Weise durch einen Leiterstrang miteinander verbinden. Der Leiterstrang ist dabei vorteilhafterweise auf die Gestaltung und Anordnung der elektronischen Komponenten an der Klimaanlage zugeschnitten.
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Die 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Klimaanlage 40 sowie eines Steuergeräts 41. Entlang der Klimaanlage 40 ist eine Vielzahl von elektronischen Komponenten 42 angeordnet. Diese sind alle über den Leiterstrang 43 mit dem Steuergerät 41, welches in diesem Fall auch eine Spannungsversorgung enthält, leitend verbunden. Der Leiterstrang 43 entspricht dem in 3 gezeigten Ausschnitt eines Leiterstrangs 20a. Neben einer Hauptlinie, welche einzelne Kontaktierungsbereiche aufweist, weist der Leiterstrang 43 eine Vielzahl von einzelnen Zweigen auf, die jeweils eine elektronische Komponente bedienen.
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Die 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leiterstrangs 51. Der Leiterstrang 51 ist hierbei im Wesentlichen durch eine Flachkabel 52 und eine Mehrzahl von Kontaktierungsbereichen 58 gebildet. Das Flachkabel 52 weist die Leiterbahnen 53, 55, 56 und 57 auf. Die Leiterbahn 53 dient dabei dazu, die Anschlusspunkte 60 der Kontaktierungsbereiche 58 mit einem Pluspol einer nicht gezeigten Spannungsquelle zu verbinden.
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Die Leiterbahnen 55, 56 und 57 dienen zur Signalweiterleitung. Dabei wird das Signal von einem nicht gezeigten Steuergerät über die Leiterbahn 55 zu dem Anschlusspunkt 56 des linken Kontaktierungsbereichs 58 geleitet. Von dort wird es durch eine elektronische Komponente, welche mit den Anschlusspunkten 62 und 63 in leitender Verbindung steht, an den Anschlusspunkt 63 geleitet und dort über die Leiterbahn 56 zum Anschlusspunkt 62 des nächsten nachgelagerten Kontaktierungsbereichs 58. Vom in der Reihe letzten Kontaktierungsbereich 58 zum nicht gezeigten Steuergerät wird das Signal über die Leiterbahn 57 geleitet.
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In einer alternativen Ausführung kann das Signal auch vom letzten Kontaktierungsbereich 58 wieder in Gegenrichtung durch die Leiterbahnen 56 und 55 zum Steuergerät zurückgeleitet werden.
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Die Anschlusspunkte 60, 62 und 63 sind, wie in der 1 bereits beschrieben, als sogenannte „Pin-Through-Hole”-Kontaktierungen ausgeführt. Das heißt die Anschlusspunkte 60, 62 und 63 sind durch Öffnungen in den Kontaktierungsbereichen 58 gebildet.
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Die mit dem Bezugszeichen 64 bezeichnet Fläche um das Flachkabel 52 herum steht mit dem Minuspol einer nicht gezeigten Spannungsquelle in elektrisch leitender Verbindung. Die elektronischen Komponenten, welche an die Kontaktierungsbereiche 58 angeschlossen werden, können über ein geeignetes elektrisch leitendes Mittel an den Bereich 64 angebunden werden.
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In alternativen Ausführungen kann die Polarität des elektrisch leitenden Bereichs auch mit der Polarität des Anschlusspunkts 60 vertauscht sein.
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Über eine solche Auslegung kann ein noch kompakterer und leichterer Leiterstrang 51 realisiert werden.
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Die in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsformen für Leiterstränge haben insbesondere den Vorteil gegenüber konventionellen Leitersträngen, dass sie sich durch ein geringes Gewicht auszeichnen. Dadurch wird insgesamt auch das Gewicht der Klimaanlage, in welcher die Leiterstränge Verwendung finden, gesenkt, was sich ebenfalls positiv auf das Gesamtgewicht des Fahrzeugs auswirkt.
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Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen besitzen keinen beschränkenden Charakter und stellen lediglich einzelne Ausführungsbeispiele dar. Sie können untereinander kombiniert werden.
