DE102017125687B3 - DECENTRALIZED SMALL DISTRIBUTOR, LINE SYSTEM AND MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart einen dezentralen Kleinverteiler (100, 200, 300, 900) zur Abzweigung elektrischer Leistung aus einem spannungsführenden Rundleiter (150, 250, 350, 450, 550, 650) für eine Anzahl von Verbrauchern (151). Der dezentrale Kleinverteiler (100, 200, 300, 900) weist ein erstes Kontaktelement (101, 201, 301) und mindestens ein zweites Kontaktelement (102, 202, 302) auf. Das erste Kontaktelement (101, 201, 301) ist eingangsseitig mit dem Rundleiter (150, 250, 350, 450, 550, 650) koppelbar und ausgangsseitig mit einer Eingangsseite des mindestens einen zweiten Kontaktelements (102, 202, 302) gekoppelt. Das mindestens eine zweite Kontaktelement (102, 202, 302) ist ausgangsseitig mit mindestens einem der Verbraucher (151) koppelbar. Das erste Kontaktelement (101, 201, 301) weist ausgangsseitig einen ersten Steckkontakt oder einen Schraubbolzen oder eine Bohrung auf und das mindestens eine zweite Kontaktelement (102, 202, 302) weist eingangsseitig einen zweiten Steckkontakt oder eine entsprechende Bohrung oder einen entsprechenden Schraubbolzen auf. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Leitungssystem (940) und ein entsprechendes Herstellverfahren. The present invention discloses a distributed small distribution manifold (100, 200, 300, 900) for deriving electrical power from a live round conductor (150, 250, 350, 450, 550, 650) for a number of loads (151). The decentralized small distributor (100, 200, 300, 900) has a first contact element (101, 201, 301) and at least one second contact element (102, 202, 302). The first contact element (101, 201, 301) can be coupled on the input side to the circular conductor (150, 250, 350, 450, 550, 650) and coupled on the output side to an input side of the at least one second contact element (102, 202, 302). The at least one second contact element (102, 202, 302) can be coupled on the output side to at least one of the loads (151). On the output side, the first contact element (101, 201, 301) has a first plug-in contact or a screw bolt or a bore, and the at least one second contact element (102, 202, 302) has on the input side a second plug contact or a corresponding bore or a corresponding screw bolt. Further, the present invention discloses a corresponding piping system (940) and a corresponding manufacturing method.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft einen dezentralen Kleinverteiler. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Leitungssystem und ein Herstellverfahren.The present invention relates to a decentralized small distributor. Furthermore, the present invention relates to a piping system and a manufacturing method.
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit elektrischen Bordnetzen von Fahrzeugen beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Einsatz in Fahrzeugen beschränkt und kann in beliebigen elektrischen Netzen eingesetzt werden.The present invention will be described below mainly in connection with on-board electrical systems of vehicles. However, the present invention is not limited to use in vehicles and can be used in any electrical network.
Das physische Bordnetz von Fahrzeugen hat die Aufgabe Steuergeräte und elektrische Lasten mit elektrischer Energie und einer Datenanbindung zu versorgen. Insbesondere das Energiebordnetz zur Versorgung der Steuergeräte und elektrischen Lasten mit elektrischer Energie nimmt wegen der stetig steigenden Anzahl an Verbrauchern im Bordnetz stetig an Umfang und Gewicht zu. Üblicherweise übernehmen die elektrischen Leitungen nur den Energietransport. Die Energieverteilung ist nur am Leitungsende beispielsweise mit Hilfe von Stromverteilern möglich.The physical on-board network of vehicles has the task of supplying control devices and electrical loads with electrical energy and a data connection. In particular, the power cord to supply the control units and electrical loads with electrical energy is steadily increasing in size and weight because of the ever-increasing number of consumers in the electrical system. Usually, the electrical lines only take over the energy transport. The power distribution is possible only at the end of the line, for example, with the help of power distribution.
In modernen Fahrzeugen steigt nicht nur der Funktionsumfang mit elektrischen Verbrauchern. Des Weiteren kommt beispielsweise mit 48 V zu der vorhandenen 12 V Spannungslage eine weitere Spannungslage hinzu. Außerdem werden getrennte Bauräume für 12 V, 48 V, und die FUSI-HAF Versorgungen (Funktionssicheres Hoch-Automatisiertes-Fahren) benötigt.In modern vehicles, not only does the range of functions increase with electrical consumers. Furthermore, for example, with 48 V to the existing 12 V voltage level adds another voltage. In addition, separate space for 12 V, 48 V, and the FUSI-HAF supplies (reliable high-automated driving) is required.
Die
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel die Ausdehnung und das Gewicht des Bordnetzes gering zu halten.An object of the invention is therefore to minimize the extent and weight of the electrical system using structurally simple means possible.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying figures.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, das konventionelle Bordnetz-Topologien für Fahrzeuge nachteilig bezüglich Bauraum und Gewicht sind. Konventionelle Bordnetz-Topologien weisen mehrere Ebenen auf:
- 1. Die Ebene der Generator-Batterieanbindung mit Batteriehauptverteiler (HSV)
- 2. Die Ebene der Hauptverteilung vom Batteriehauptverteiler zu den Sicherungs- und Relaisboxen (SV)
- 3. Die Ebene der Unterverteilung von den SV zu den Verbrauchern
- 1. The level of generator battery connection with main battery distributor (HSV)
- 2. The level of the main distribution from the main battery distributor to the fuse and relay boxes (SV)
- 3. The level of subdistribution from SV to consumers
Konventionelle Bordnetz-Topologien weisen zentrale Verteilerknoten auf. Solche Verteilerknoten stellen gleichzeitig die Schnittstelle zwischen den Ebenen dar und werden an den Leitungsenden vorgesehen. Da in allen drei Ebenen eine Verteilung über die Fläche des Fahrzeuges vorgenommen werden muss, finden sich in konventionellen 12 V Bordnetzen viele Versorgungsleitungen, die parallel verlegt sind und das gleiche Versorgungpotential führen.Conventional on-board network topologies have central distribution nodes. Such distribution nodes simultaneously represent the interface between the planes and are provided at the line ends. Since a distribution over the surface of the vehicle has to be made in all three levels, there are many supply lines in conventional 12 V electrical systems which are laid parallel and lead to the same supply potential.
Die vorliegende Erfindung dagegen vermeidet parallele Wege der Stromversorgung für die einzelnen Ebenen und gewährleistet die möglichst kürzeste Anbindung jeder Last.The present invention, however, avoids parallel paths of power supply for the individual levels and ensures the shortest possible connection of each load.
Dazu sieht die vorliegende Erfindung ein Leitungssystem vor. Das Leitungssystem weist mindestens einen Strang auf. Dieser Strang weist wiederum mindestens einen Rundleiter auf. Ein Leitungsstrang kann sich beispielsweise von der Batterie quer durch ein Fahrzeug erstrecken. Anstelle von zentralen Stromverteilern weist das Leitungssystem aber den mindestens einen Rundleiter auf, an dessen Länge ortsnah zu den Lasten dezentrale Verzweigungen, also beispielsweise dezentrale Kleinverteiler, angeordnet sind. Die dezentralen Kleinverteiler kontaktieren den Rundleiter direkt und ermöglichen ein Verzweigen von Leitung ausgehend von dem Rundleiter, ohne dass einzelne Ebenen in dem Fahrzeug parallel verlegt werden müssten. Ein solcher Rundleiter, von dem Leitungen direkt zu den Verbrauchern abzweigen können, kann auch Multi-Drop-Verteiler genannt werden. Durch eine Teil-Abisolierung des Rundleiters lediglich an den entsprechenden Stellen, kann der Rundleiter an jeder Position kontaktiert werden und Mittelabgriffe werden möglich.For this purpose, the present invention provides a conduit system. The pipe system has at least one strand. This strand again has at least one round conductor. For example, a wiring harness may extend from the battery across a vehicle. Instead of central power distributors, however, the line system has the at least one round conductor, at the length of which local decentralized branches, that is, for example, decentralized small distributors, are arranged close to the loads. The decentralized small distributors contact the round conductor directly and allow branching of line starting from the round conductor, without individual levels in the vehicle would have to be laid parallel. Such a round conductor, from which lines can branch directly to the consumer, can also be called multi-drop distributor. By partially stripping the round conductor only in the appropriate places, the round conductor can be contacted at any position and center taps are possible.
Um solche Abzweigungen zu ermöglichen, sind beispielsweise die dezentralen Kleinverteiler vorgesehen. Eine direkte Kontaktierung des Rundleiters ist aber ebenfalls möglich. Die dezentralen Kleinverteiler können den Rundleiter an beliebigen Stellen direkt kontaktieren und ermöglichen somit eine Verzweigung ausgehend von dem Rundleiter an beliebigen Stellen des Rundleiters.To enable such branches, for example, the decentralized small distribution are provided. A direct contact with the round conductor is also possible. The decentralized small distributors can contact the round conductor at any point directly and thus enable a branching starting from the round conductor at arbitrary points of the round conductor.
Dazu sehen die dezentralen Kleinverteiler das erste Kontaktelement vor, welches elektrisch mit dem Rundleiter gekoppelt ist. Ferner sehen die dezentralen Kleinverteiler die zweiten Kontaktelemente vor, welche mit dem ersten Kontaktelement direkt oder indirekt gekoppelt sind und ferner mit einem Leiter beziehungsweise einem Verbraucher gekoppelt sind. Es versteht sich, dass zwischen dem ersten Kontaktelement und den zweiten Kontaktelementen weitere Elemente angeordnet sein können, wie weiter unten beschrieben.For this purpose, the decentralized small distributors provide the first contact element, which is electrically connected to coupled to the round conductor. Furthermore, the decentralized small distributors provide the second contact elements, which are directly or indirectly coupled to the first contact element and are further coupled to a conductor or a load. It is understood that further elements can be arranged between the first contact element and the second contact elements, as described below.
Das erste Kontaktelement dient folglich zur Kontaktieren des Rundleiters. Es koppelt die elektrische Leistung also aus dem Rundleiter aus und kann daher elektrische Leistung an entsprechende Verbraucher verteilen. Die zweiten Kontaktelemente dienen der Übertragung der elektrischen Leistung zu dem jeweiligen Verbraucher. Als Verbraucher im Sinn der vorliegenden Patentanmeldung können alle Abnehmer der elektrischen Leistung verstanden werden. Ein elektrischer Verbraucher kann also beispielsweise ein Steuergerät, ein Aktor oder dergleichen sein. Ein elektrischer Verbraucher kann aber beispielsweise auch ein weiterer Rundleiter, beispielsweise ein Nebenleiter, sein.The first contact element consequently serves to contact the circular conductor. It therefore decouples the electrical power from the round conductor and can therefore distribute electrical power to corresponding consumers. The second contact elements serve to transmit the electrical power to the respective consumer. As a consumer in the sense of the present patent application, all consumers of electrical power can be understood. An electrical consumer can thus be, for example, a control unit, an actuator or the like. However, an electrical load can also be, for example, another round conductor, for example a secondary conductor.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es folglich an beliebigen Stellen des Rundleiters eine Abzweigung zur Versorgung elektrischer Verbraucher anzuordnen. Die Masserückführung kann dabei über die leitfähige Karosserie des Fahrzeugs erfolgen. Alternativ kann ein zweiter Rundleiter mit entsprechenden dezentralen Kleinverteilern vorgesehen werden, der als Masserückführung zur Energiequelle, also beispielsweise der Fahrzeugbatterie, dient.The present invention thus makes it possible to arrange at any point of the round conductor a branch for supplying electrical consumers. The earth return can be done via the conductive body of the vehicle. Alternatively, a second round conductor can be provided with corresponding decentralized small distributors, which serves as a mass return to the energy source, so for example the vehicle battery.
Da der dezentrale Kleinverteiler mit sehr geringen Abmessungen hergestellt werden kann, kann dieser beispielsweise in ein Leitungsbündel integriert werden.Since the decentralized small distributor can be manufactured with very small dimensions, this can be integrated, for example, in a trunk group.
Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Further embodiments and further developments emerge from the subclaims and from the description with reference to the figures.
In einer Ausführungsform kann das erste Kontaktelement ausgangsseitig einen ersten Steckkontakt oder einen Schraubbolzen beziehungsweise eine Bohrung zum Verschrauben aufweisen. Die zweiten Kontaktelemente können eingangsseitig jeweils einen zweiten Steckkontakt beziehungsweise einen entsprechenden Schraubbolzen oder eine Bohrung aufweisen. Es versteht sich, dass eine andere Art der Kontaktierung, beispielsweise Toxen (=Durchsetzfügen), ebenfalls möglich ist.In one embodiment, the output side of the first contact element may have a first plug contact or a screw bolt or a bore for screwing. The second contact elements may on the input side each have a second plug contact or a corresponding bolt or a bore. It is understood that another type of contacting, for example Toxen (= clinching), is also possible.
Das erste Kontaktelement und die zweiten Kontaktelemente können beispielsweise direkt miteinander gekoppelt werden. Dazu können der erste Steckkontakt und die zweiten Steckkontakte beispielsweise als männlicher und weiblicher Teil einer Steckverbindung ausgebildet sein.For example, the first contact element and the second contact elements can be coupled directly to each other. For this purpose, the first plug contact and the second plug contacts may be formed, for example, as a male and female part of a plug connection.
Werden das erste Kontaktelement und die zweiten Kontaktelemente direkt miteinander verbunden, kann der jeweilige Verbraucher sehr einfach an den Rundleiter gekoppelt werden. Dazu muss lediglich der Verbraucher mit den zweiten Kontaktelementen beispielsweise über eine Leitung gekoppelt werden und die zweiten Kontaktelemente dienen als Versorgungsstecker des Verbrauchers.If the first contact element and the second contact elements are connected directly to one another, the respective consumer can be coupled very easily to the round conductor. For this purpose, only the consumer with the second contact elements, for example, must be coupled via a line and the second contact elements serve as supply plug of the consumer.
Alternativ können das erste Kontaktelement und die zweiten Kontaktelemente auch indirekt miteinander gekoppelt werden. Unter einer indirekten Kopplung ist zu verstehen, dass zwischen dem ersten Kontaktelement und den zweiten Kontaktelementen mindestens ein weiteres Element angeordnet ist. Dies ermöglicht es, unterschiedliche Funktionen, wie beispielsweise Sicherungen und Diagnoseelemente, in den dezentralen Kleinverteiler zu integrieren. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Sicherungselement auch in einem der Kontaktelemente integriert sein. Ein solches Sicherungselement kann beispielsweise als Schmelzsicherung als eine Verjüngung des Materials des jeweiligen Kontaktelements ausgebildet sein. Solche Sicherungen können auch Stanzgitter-Sicherungen genannt werden.Alternatively, the first contact element and the second contact elements can also be indirectly coupled together. An indirect coupling is to be understood as meaning that at least one further element is arranged between the first contact element and the second contact elements. This makes it possible to integrate different functions, such as fuses and diagnostic elements, into the decentralized small distributor. Alternatively or additionally, at least one securing element can also be integrated in one of the contact elements. Such a fuse element may be formed, for example as a fuse as a taper of the material of the respective contact element. Such fuses can also be called punched grid fuses.
In einer Ausführungsform kann das erste Kontaktelement ein flächig ausgebildetes Kontaktblech zur Kopplung mit dem Rundleiter aufweisen, welches zwischen dem Rundleiter und dem ersten Steckkontakt angeordnet sein kann.In one embodiment, the first contact element can have a flat contact plate for coupling to the round conductor, which can be arranged between the circular conductor and the first plug contact.
Aus Gewichtsgründen wird in modernen Fahrzeugen häufig Aluminium als Material für Leitungsstränge eingesetzt. Steckkontakte sollten auf Grund der mechanischen Stabilität und der Leitfähigkeit aber aus Kupfer ausgebildet sein. Wird der Übergang zwischen Aluminium und Kuper feucht, kann es durch Elektrokorrosion zu Schäden an der Verbindung kommen. An dem Übergang zwischen Aluminium und Kupfer ist eine Abdichtung gegen eindringende Feuchtigkeit notwendig. Eine Abdichtung des üblicherweise runden Rundleiters kann an der Verbindungsstelle mit dem ersten Kontaktelement durchgeführt werden. Zur Isolierung beziehungsweise zum Korrosionsschutz einer solchen Verbindung kann die Verbindung beispielsweise vergossen, umspritzt, ausgeschäumt oder lackiert werden. Ferner ist ein Verkleben, beispielsweise mit Butyl, möglich. Ferner kann auch eine geteilte Einzeladerabdichtung eingesetzt werden. Anstelle einer herkömmlichen Einzeladerabdichtung, welche auf ein Ende einer Leitung aufgeschoben wird, werden bei einer geteilten Einzeladerabdichtung zwei Hälften einer Einzeladerabdichtung um die Leitung gelegt.For reasons of weight, aluminum is often used in modern vehicles as a material for cable strands. Plug contacts should be formed due to the mechanical stability and conductivity but of copper. If the transition between aluminum and copper becomes damp, electrocorrosion can damage the connection. At the transition between aluminum and copper, a seal against penetrating moisture is necessary. A seal of the usually round circular conductor can be performed at the junction with the first contact element. To isolate or protect against corrosion of such a compound, the compound may be cast, sprayed, foamed or painted, for example. Furthermore, bonding, for example with butyl, is possible. Furthermore, a split single core seal can be used. Instead of a conventional single wire seal, which is pushed onto one end of a line, two halves of a single wire seal are placed around the line in a split single wire seal.
Insbesondere bei unterschiedlichen Materialien des Rundleiters und des ersten Steckkontakts, kann das Kontaktblech daher beispielsweise als Distanzelement dienen, welches aus dem Material des Rundleiters ausgebildet ist und den ersten Steckkontakt derart von dem Rundleiter distanziert, dass ein Abdichten der Verbindung lediglich zwischen dem Kontaktblech und dem ersten Steckkontakt nötig wird. Diese Verbindung kann aber auf Grund des Abstands zu dem runden Rundleiter geometrisch für eine Abdichtung optimiert werden beziehungsweise separat mit einem Korrosionsschutz versehen werden. Das Kontaktblech dient in diesem Fall beispielsweise als Kontakt- beziehungsweise Schweißlasche zum Verschweißen mit dem Rundleiter, beispielsweise mittels Ultraschall. Es versteht sich, dass jede andere Art der elektrischen Kontaktierung ebenfalls möglich ist. Beispielsweise kann eine Krimpverbindung zum Kontaktieren des Rundleiters mit dem ersten Kontaktelement genutzt werden. Krimpen kann insbesondere bei einem Rundleiter und einem Kontaktelement aus Kupfer genutzt werden. In particular, with different materials of the circular conductor and the first plug contact, the contact plate can therefore serve as a spacer, for example, which is formed from the material of the circular conductor and the first plug contact so distanced from the round conductor, that sealing the connection only between the contact plate and the first Plug contact is necessary. However, this connection can be optimized geometrically for a seal due to the distance to the circular round conductor or be provided separately with a corrosion protection. The contact plate serves in this case, for example, as a contact or welding strap for welding to the round conductor, for example by means of ultrasound. It is understood that any other type of electrical contacting is also possible. For example, a crimped connection can be used to contact the circular conductor with the first contact element. Crimping can be used in particular with a round conductor and a contact element made of copper.
Bei einer Ausführungsform kann das Kontaktblech derart geformt werden, dass es beim Schweißen eine Schweißraumbegrenzung darstellt, die normalerweise durch einen Seitenschieber realisiert wird. Damit lässt sich ein kompakterer Kontaktbereich realisieren, indem das Kontaktelement direkt am Schweißknoten anliegt. Die Gehäusegröße der Kleinverteiler lässt sich dadurch noch weiter reduzieren.In one embodiment, the contact sheet may be formed to be a weld space boundary during welding, which is normally realized by a side shifter. This makes it possible to realize a more compact contact area by the contact element is applied directly to the welding node. The housing size of the small distributors can be reduced even further.
In einer Ausführungsform kann das Kontaktblech aus Aluminium ausgebildet sein und der erste Steckkontakt kann einen Klemmkontant aus Kupfer und/oder einen Kontaktkamm aus Kupfer aufweisen.In one embodiment, the contact plate may be formed of aluminum and the first plug contact may have a Klemmkontant made of copper and / or a contact comb made of copper.
Wie oben bereits ausgeführt, sollten lösbare Klemmverbindungen auf Grund der mechanischen Stabilität und der hohen Leitfähigkeit aus Kupfer ausgebildet sein. Wird als erster Steckkontakt ein einzelner Klemmkontakt vorgesehen, kann dieser beispielsweise direkt mit einer oder Stecksicherung gekoppelt werden. Ein Kontaktkamm kann dagegen beispielsweise mit einer Vielzahl von entsprechenden Kontaktfedern einer Trägerplatine, Standardstecksicherungen oder dergleichen gekoppelt werden.As stated above, releasable clamping connections should be made of copper due to the mechanical stability and the high conductivity. If a single terminal contact is provided as the first plug-in contact, this can be coupled, for example, directly with a fuse or plug-in fuse. In contrast, a contact comb, for example, can be coupled to a multiplicity of corresponding contact springs of a carrier board, standard plug-in fuses or the like.
Das Kontaktblech aus Aluminium kann beispielsweise mittels Walzplattieren mit dem Kontaktkamm aus Kupfer verbunden werden, es entsteht also ein Bimetallblech. Der Kontaktkamm kann beispielsweise aus Kupferblech gestanzt werden. Die Verbindungsstelle kann anschließen beispielsweise galvanisch mit Nickel und Zinn oder Silber oder entsprechenden Legierungen beschichtet werden. Hierdurch kann ein effektiver Korrosionsschutz gewährleistet werden.The contact plate made of aluminum can be connected, for example by means of roll cladding with the contact comb made of copper, so it creates a bimetal. The contact comb can be punched, for example, from copper sheet. The connection point can then, for example, be galvanically coated with nickel and tin or silver or corresponding alloys. As a result, effective corrosion protection can be ensured.
Durch die Verlegung des Materialübergangs zwischen Aluminium und Kupfer weg von dem Rundleiter kann der dezentrale Kleinverteiler vorgefertigt werden, ohne dass der gesamte Rundleiter zur galvanischen Behandlung bearbeitet werden müsste.By laying the material transition between aluminum and copper away from the round conductor, the decentralized small distributor can be prefabricated, without the entire round conductor would have to be processed for galvanic treatment.
Es versteht sich, dass eine Abdichtung oder zumindest Abdeckung der Schweißstelle zwischen Rundleiter und Kontaktblech aber ebenfalls möglich ist.It is understood that a seal or at least covering the weld between the round conductor and contact plate but also possible.
In einer Ausführungsform kann der dezentrale Kleinverteiler ein elektrisches Bauteil, insbesondere eine Sicherung und/oder eine Diagnoseeinrichtung, aufweisen, welches zwischen dem ersten Kontaktelement und den zweiten Kontaktelementen angeordnet sein kann.In one embodiment, the decentralized small distributor can have an electrical component, in particular a fuse and / or a diagnostic device, which can be arranged between the first contact element and the second contact elements.
Das elektrische Bauteil kann beispielsweise eine Schmelzsicherung oder dergleichen sein und ist mit dem Ausgang des ersten Kontaktelements und mit dem Eingang der zweiten Kontaktelemente gekoppelt. Es versteht sich, dass das elektrische Bauteil für jedes der zweiten Kontaktelemente ein eigenes elektrisches Element, also beispielsweise eine eigene Sicherung, aufweisen kann.The electrical component may for example be a fuse or the like and is coupled to the output of the first contact element and to the input of the second contact elements. It is understood that the electrical component for each of the second contact elements may have its own electrical element, that is, for example, its own fuse.
Die Diagnoseeinrichtung kann beispielsweise eine Einrichtung sein, die den Spannungspegel auf der oder den durch den elektrischen Kleinverteiler bereitgestellten Abzweigungen von dem Rundleiter überwacht und ein entsprechendes Diagnosesignal ausgibt, welches beispielsweise durch eine zentrale Steuereinheit ausgewertet werden kann. Beispielsweise kann ein P-Typ MOSFET genutzt werden, dessen Gate mit dem zu überwachenden Spannungspfad gekoppelt ist. Der MOSFET kann beispielsweise zwischen einer Spannung-führenden Signalleitung und Masse angeordnet sein. Liegt auf dem zu überwachenden Spannungspfad ein Kurzschluss vor, wird der MOSFET durchgesteuert und die Spannung der Signalleitung gegen Masse abgeführt. Das Signal auf der Signalleitung wechselt von High zu Low. Es versteht sich, dass mehrere zu überwachende Spannungspfade durch Dioden voneinander getrennt parallel an das Gate des MOSFET angeschlossen werden können.The diagnostic device may, for example, be a device which monitors the voltage level on the branch or branches provided by the small electrical distributor from the round conductor and outputs a corresponding diagnostic signal which can be evaluated, for example, by a central control unit. For example, a P-type MOSFET can be used, the gate of which is coupled to the voltage path to be monitored. For example, the MOSFET may be disposed between a voltage-carrying signal line and ground. If there is a short circuit on the voltage path to be monitored, the MOSFET is turned on and the voltage of the signal line is dissipated to ground. The signal on the signal line changes from high to low. It is understood that a plurality of voltage paths to be monitored by diodes separated from each other can be connected in parallel to the gate of the MOSFET.
In einer Ausführungsform können der erste Steckkontakt und die zweiten Steckkontakte jeweils Klemmkontakte zur Aufnahme von flächigen Kontaktfahnen aufweisen. Anstelle einer Verbindung von beispielsweise Sicherungen mit den Kontaktelementen über die Steckkontakte beziehungsweise deren Klemmkontakte ist ebenfalls eine Kontaktierung durch Schraubbolzen möglich. Sicherungen können ferner beispielsweise direkt mit dem Kupferblech vertoxt werden.In one embodiment, the first plug contact and the second plug contacts each have clamping contacts for receiving flat contact lugs. Instead of a connection of, for example, fuses with the contact elements on the plug contacts or their terminal contacts a contacting by bolts is also possible. Fuses can also be vertoxt directly with the copper sheet, for example.
Der erste Steckkontakt kann beispielsweise für jeden der zweiten Steckkontakte jeweils einen Klemmkontakt aufweisen. Die Klemmkontakte können beispielsweise dazu dienen, die in Fahrzeugen üblichen Stecksicherungen, beispielsweise Sicherungen nach ISO 8820-3, aufzunehmen und sowohl mechanisch als auch elektrisch zu kontaktieren. The first plug contact, for example, each have a terminal contact for each of the second plug contacts. The terminal contacts can serve, for example, to accommodate the usual in vehicles plug-in fuses, such as fuses to ISO 8820-3, and to contact both mechanically and electrically.
In einer Ausführungsform kann der dezentrale Kleinverteiler mindestens ein elektrisches Verbindungselement aufweisen, welches eingangsseitig mit dem ersten Steckkontakt gekoppelt sein kann und welches ausgangsseitig mit dem zweiten Steckkontakt gekoppelt sein kann, wobei das mindestens eine Verbindungselement eine Aufnahme für mindestens ein Bauteil aufweisen kann.In one embodiment, the decentralized small distributor can have at least one electrical connection element which can be coupled on the input side to the first plug contact and which can be coupled on the output side to the second plug contact, wherein the at least one connection element can have a receptacle for at least one component.
Das Verbindungselement kann beispielsweise einen Träger beziehungsweise eine Trägerplatine aufweisen. Auf der Trägerplatine können sehr flexibel weitere Bauelemente angeordnet werden. Beispielsweise können auf einem solchen Verbindungselement Schmelzsicherungen, Diagnoseschaltungen und dergleichen angeordnet werden. Auf einer solchen Platine können aber zusätzlich oder alternativ auch weitere aktive Elemente, wie beispielsweise Controller, Spannungswandler und dergleichen angeordnet werden. Beispielsweise kann ein Spannungswandler direkt auf dem Verbindungselement angeordnet werden und beispielsweise ausgehend von einem 12 V Strang eine Spannung von 5 V oder 3.3 V zur Versorgung mikroelektronischer Bauelemente bereitstellen.The connecting element may for example have a carrier or a carrier board. On the carrier board can be arranged very flexible other components. For example, fuses, diagnostic circuits and the like may be arranged on such a connector. On such a board but additionally or alternatively, further active elements, such as controllers, voltage converters and the like can be arranged. For example, a voltage transformer can be arranged directly on the connecting element and, for example, provide a voltage of 5 V or 3.3 V for supplying microelectronic components starting from a 12 V line.
Ferner können beispielsweise Schaltelemente, wie beispielsweise MOSFETs auf dem Verbindungselement vorgesehen werden, um eine intelligente Absicherung beziehungsweise gesteuerte Schaltung der Versorgung zu ermöglichen. In Kombination mit einem Controller kann die Schaltung beispielsweise über Steuerkommandos erfolgen, die über einen LIN- oder CAN-Bus übertragen werden.Further, for example, switching elements such as MOSFETs may be provided on the connector to enable intelligent protection of the supply. In combination with a controller, the circuit can be done, for example, via control commands, which are transmitted via a LIN or CAN bus.
Die Aufnahme für das mindestens eine Bauteil kann beispielsweise als Lötpunkt beziehungsweise Lötpad oder Bohrung in einer Platine ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Verbindungselement Steckkontakte oder Klemmaufnahmen für weitere Bauteile aufweisen.The receptacle for the at least one component may be formed, for example, as a soldering point or solder pad or hole in a circuit board. Additionally or alternatively, the connecting element may have plug contacts or clamping receptacles for further components.
In einer Ausführungsform kann der dezentrale Kleinverteiler ein Gehäuse aufweisen, welches das erste Kontaktelement mit dem Rundleiter und das zweite Kontaktelement umschließen kann. Das Gehäuse kann ebenfalls die Aufnahme für Stecksicherungen oder eine Platine besitzen und dazu genutzt werden, den Strangverteiler an der Karosserie zu befestigen und somit die Funktion eines Halteteils für den Rundleiter übernehmen. Dazu kann das Gehäuse beispielsweise Bohrungen beziehungsweise Rastzapfen oder dergleichen aufweisen.In one embodiment, the decentralized small distributor can have a housing which can surround the first contact element with the round conductor and the second contact element. The housing may also have the receptacle for plug-in fuses or a circuit board and be used to attach the strand distributor to the body and thus take over the function of a holding part for the round conductor. For this purpose, the housing may for example have bores or latching pins or the like.
Das Gehäuse kann mehrere Gehäuseelemente aufweisen. Beispielsweise kann eine Gehäuseschale das erste Kontaktelement mit dem Rundleiter und das zweite Kontaktelement aufnehmen. Ein Gehäusedeckel kann die Gehäuseschale schließen. Es versteht sich, dass entsprechende Dichtungen zwischen Gehäuseschale und Gehäusedeckel beziehungsweise Gehäuseschale und Rundleiter beziehungsweise den Kontaktelementen angeordnet werden können.The housing may have a plurality of housing elements. For example, a housing shell can receive the first contact element with the round conductor and the second contact element. A housing cover can close the housing shell. It is understood that corresponding seals between the housing shell and housing cover or housing shell and round conductor or the contact elements can be arranged.
Das Gehäuse kann ferner als Zugentlastung dienen und beispielsweise das zweite Kontaktelement gegen ein unbeabsichtigtes Herausziehen aus dem ersten Kontaktelement sichern, wenn diese direkt miteinander gekoppelt sind.The housing may also serve as a strain relief and secure, for example, the second contact element against unintentional withdrawal from the first contact element, when they are directly coupled together.
Ferner kann das Gehäuse das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement in Position halten, wenn diese beispielsweise Klemmkontakte zur Aufnahme eines Verbindungselements oder einer Sicherung aufweisen.Furthermore, the housing can hold the first contact element and the second contact element in position if they have, for example, clamping contacts for receiving a connecting element or a fuse.
In einer Ausführungsform kann mindestens eine der Verzweigungen einen dezentralen Kleinverteiler gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen. Mindestens einer der dezentralen Kleinverteiler kann indirekt mit mindestens einem der Verbraucher gekoppelt sein und zwischen dem entsprechenden dezentralen Kleinverteiler und dem mindestens einen Verbraucher ein Nebenleiter angeordnet sein.In one embodiment, at least one of the branches may comprise a distributed small distributor according to the present invention. At least one of the decentralized small distributors can be indirectly coupled to at least one of the consumers and a secondary conductor can be arranged between the corresponding decentralized small distributor and the at least one consumer.
Unter einem Nebenleiter ist ein Leiter zu verstehen, der weniger elektrische Leistung, also bei gleicher Spannung weniger Strom führt, als der Hauptleiter. Der Nebenleiter kann beispielsweise ebenfalls ein Rundleiter sein und kann daher kleiner ausgeführt werden, als der Hauptleiter. An der Abzweigung von dem Nebenleiter zu dem jeweiligen Verbraucher kann selbstverständlich ebenfalls ein entsprechender dezentraler Kleinverteiler vorgesehen werden.By a secondary conductor is meant a conductor that carries less electric power, that is, at the same voltage, less current than the main conductor. The secondary conductor may for example also be a round conductor and can therefore be made smaller than the main conductor. Of course, a corresponding decentralized small distributor can also be provided at the branch from the secondary conductor to the respective consumer.
Es versteht sich, dass das Prinzip der Nebenstränge beliebig kaskadierbar ist. Von einem Nebenleiter kann also ein kleinerer Nebenleiter abzweigen. Es ist dabei lediglich zu beachten, dass die Stromtragfähigkeit übergeordneter Leiter durch die Summe der Ströme in den untergeordneten Leitern nicht überschritten wird. Die Kopplung der Nebenleiter mit dem jeweiligen Hauptleiter kann dabei dezentral über direkte Verbindungen, beispielsweise Schweißverbindungen, Krimpverbindungen, dezentrale Kleinverteiler gemäß der vorliegenden Erfindung oder dergleichen erfolgen.It is understood that the principle of the secondary strands can be cascaded as desired. From a secondary conductor can therefore branch off a smaller secondary conductor. It is only important to note that the current carrying capacity of higher-order conductors is not exceeded by the sum of the currents in the subordinate conductors. The coupling of the secondary conductors with the respective main conductor can be done decentralized via direct connections, such as welded joints, crimp connections, decentralized small distribution according to the present invention or the like.
Figurenliste list of figures
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines dezentralen Kleinverteilers gemäß der vorliegenden Erfindung; -
2 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines dezentralen Kleinverteilers gemäß der vorliegenden Erfindung; -
3 ein weiteres Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels eines dezentralen Kleinverteilers gemäß der vorliegenden Erfindung der2 ; -
4 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines dezentralen Kleinverteilers gemäß der vorliegenden Erfindung; -
5 ein weiteres Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels eines dezentralen Kleinverteilers gemäß der vorliegenden Erfindung der4 ; -
6 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Hauptleiters gemäß der vorliegenden Erfindung; -
7 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Herstellverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung; -
8 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung zumindest eines Schrittes eines Herstellverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung; -
9 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung zumindest eines Schrittes eines Herstellverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung; -
10 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung zumindest eines Schrittes eines Herstellverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung; -
11 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform des ersten Kontaktelements; und -
12 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Leitungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
1 a block diagram of an embodiment of a decentralized small distributor according to the present invention; -
2 a block diagram of another embodiment of a decentralized small distributor according to the present invention; -
3 a further block diagram of the embodiment of a decentralized small distributor according to the present invention of2 ; -
4 a block diagram of another embodiment of a decentralized small distributor according to the present invention; -
5 a further block diagram of the embodiment of a decentralized small distributor according to the present invention of4 ; -
6 a block diagram of an embodiment of a main conductor according to the present invention; -
7 a flowchart of an embodiment of a manufacturing method according to the present invention; -
8th a block diagram of an embodiment of an apparatus for performing at least one step of a manufacturing method according to the present invention; -
9 a block diagram of another embodiment of an apparatus for performing at least one step of a manufacturing method according to the present invention; -
10 a block diagram of another embodiment of an apparatus for performing at least one step of a manufacturing method according to the present invention; -
11 a schematic representation of a possible embodiment of the first contact element; and -
12 a schematic representation of an embodiment of a conduit system according to the present invention.
Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic representations and serve only to illustrate the invention. Identical or equivalent elements are consistently provided with the same reference numerals.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Lediglich beispielhaft sind das erste Kontaktelement
Das erste Kontaktelement
Mit dem dezentralen Kleinverteiler
Der dezentrale Kleinverteiler
Bei dem dezentralen Kleinverteiler
Das Verbindungselement
Das erste Kontaktelement
Das erste Kontaktelement
Es versteht sich, dass zumindest für das erste Kontaktelement
Die zweite Gehäuseschale
Diese Ausbildung der ersten Kontaktelemente ermöglicht eine Vorfertigung der Kontaktelemente. So können die Aluminium Kontaktbleche
Zum leichteren Verständnis werden in der folgenden Beschreibung die Bezugszeichen zu den
In einem ersten Schritt
Das erste Kontaktelement
In dem ersten Kontaktelement
Ferner kann ein elektrisches Bauteil, beispielsweise eine Sicherung und/oder eine Diagnoseeinrichtung, zwischen dem ersten Kontaktelement
Ein elektrisches Verbindungselement
Schließlich kann ein Gehäuse um das erste Kontaktelement
Die linke Darstellung zeigt die Schweißvorrichtung vor dem Schweißen. Die Schweißvorrichtung
Rechts und links von dem Amboss
Während des Schweißens (mittlere Darstellung) werden die Seitenschieber
Es versteht sich, dass die in den
Das Kontaktelement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100, 200, 300, 900100, 200, 300, 900
- dezentraler Kleinverteilerdecentralized small distributor
- 101, 201, 301101, 201, 301
- erstes Kontaktelementfirst contact element
- 102, 202, 302102, 202, 302
- zweites Kontaktelementsecond contact element
- 103, 203, 303103, 203, 303
- Leitung management
- 205, 206, 305, 306205, 206, 305, 306
- Gehäuseschaleshell
- 207, 307207, 307
- Verbindungselement connecting member
- 310, 311310, 311
- Klemmkontaktclamping contact
- 312, 313312, 313
- Rastnasen locking lugs
- 417, 418, 517, 617, 717, 817417, 418, 517, 617, 717, 817
- Kontaktblechcontact sheet
- 419, 420419, 420
- Kontaktkamm Contact comb
- 530, 630, 730530, 630, 730
- Schweißvorrichtungwelder
- 531, 532, 631, 632, 731531, 532, 631, 632, 731
- SeitenschieberSideshift
- 533, 633, 733533, 633, 733
- Sonotrodesonotrode
- 534, 634, 734534, 634, 734
- Amboss anvil
- 835835
- Bohrung drilling
- 940940
- Leitungssystemline system
- 941941
- Batteriebattery
- 942942
- Verbraucher consumer
- 150, 250, 350, 450, 550, 650, 950150, 250, 350, 450, 550, 650, 950
- Rundleiterround conductor
- 151151
- Verbraucherconsumer
- 452452
- Aluminiumkernaluminum core
- 453453
- Isolierung insulation
- S1, S2, S3S1, S2, S3
- Verfahrensschrittesteps
Claims (13)
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