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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Flachkabel-System zur Vernetzung
mehrerer elektronischer Komponenten, insbesondere in einem Kraftfahrzeug,
mit dem Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 197 18 920
A1 ist ein derartiges Flachkabel-System bekannt, bei dem
in einer Fahrzeugtür
mehrere elektrische Komponenten, wie z.B. Fensterheberantrieb, Türschloss,
Spiegelverstellschalter und Lautsprecher, angeordnet und jeweils über flexible
Flachkabel an einem Sternpunkt und über diesen an das Flachkabel-System
des Fahrzeugs angeschlossen sind Der Sternpunkt dient dabei als
Schnittstelle für
einen gemeinsamen Anschluss der dem Sternpunkt zugeordneten Komponenten
an das Flachkabel-System. Üblicherweise werden
mehrere zumindest zwei, Leiterbahnen bzw. Leitungen mittels zwei
Isolierstoffbändern
zu einem mehradrigen Flachkabel zusammengefasst, wobei diese Isolierstoffbänder beiderseits
der Leitungen angeordnet und miteinander verklebt sind.
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WO
99/06242 ist ein Potentialverteilungssystem mit einer Versorgungsleitung
und mehreren Verbindungsleitungen entnehmbar. Dieses Potentialverteilungssystem
dient der Potentialverteilung an mehrere Komponenten, welche in
einem Kraftfahrzeug angeordnet sind und jeweils über Verbinder an das Potentialverteilungssystem
angeschlossen sind. Jeder Verbinder weist ein sich selbst rückstellendes
Sicherungselement für
die angeschlossene Komponente auf.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
ein Flachkabel-System der eingangs genannten Art eine verbesserte
Ausführungsform
anzugeben, die insbesondere den Gebrauchswert des Flachkabel-Systems
erhöht
und außerdem besonders
preiswert herstellbar sein soll.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
den Gegenstand des unabhängigen
Anspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer oder bei
mehreren Komponenten die zugeordneten Leitungen eines Flachkabels jeweils
mit einer Diagnosestelle auszustatten, die dazu geeignet ist, an
diese Leitungen eine Diagnoseeinrichtung anzuschließen. Das
erfindungsgemäße Flachkabel-System bietet somit
für die
jeweilige Komponente eine besonders einfache Diagnosemöglichkeit,
wodurch die jeweiligen an das Flachkabel-System angeschlossenen
Komponenten im Rahmen einer Inspektion oder Wartung besonders einfach überprüft werden
können.
Insbesondere kann die jeweilige Diagnosestelle gezielt so positioniert werden,
dass sich eine vergleichsweise gute Zugänglichkeit für die Diagnoseeinrichtung
ergibt. Zweckmäßig können die
Diagnosestellen dabei so ausgebildet sein, dass es zum Anschließen der
Diagnoseeinrichtung nicht erforderlich ist, die jeweiligen Leitungen
bzw. die Flachkabel (teilweise) auszubauen, was die Diagnose erheblich
vereinfacht.
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Beispielsweise
ist es bei einem Sternpunkt, an den die Flachkabel der einzelnen
Komponenten über
separate Stecker angeschlossen sind, grundsätzlich möglich, den Stecker der zu überprüfenden Komponente
am Sternpunkt abzuziehen und diesen Stecker an die Diagnoseeinrichtung
anzuschließen. Um
dies durchführen
zu können,
müssen
die Stecker am Sternpunkt einzeln gut zugänglich sein und die zugehörigen Kabel
dürfen
außerdem
nur beschränkt aneinander
oder z.B. am Fahrzeug fixiert sein, um ein Anschließen an die
Diagnoseeinrichtung zu ermöglichen.
Durch eine geeignete Ausgestaltung und Positionierung der Diagnosestellen
ist es bei der Erfindung nicht erforderlich, die Stecker vom Sternpunkt abzuziehen.
Des Weiteren ist es grundsätzlich
auch möglich,
die Flachkabel der Komponenten ohne Stecker direkt an den Sternpunkt
anzuschlie ßen,
wodurch das Flachkabel-System erheblich preiswerter ausgestaltet
werden kann.
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Vorzugsweise
wird das Flachkabel-System bei der Ausgestaltung eines Bussystems
(z.B. CAN-Bus) verwendet.
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Bei
einer einfachen Ausführungsform
kann zumindest eine Diagnosestelle dadurch gebildet sein, dass die
Flachkabel im Bereich der Diagnosestelle ein entfernbares Isolierelement
aufweisen. Das bedeutet, dass die an sich vorhandene Isolierung
der Flachkabel im Bereich der Diagnosestelle entfernt ist und die
dort freigelegten Leiter mit Hilfe des entfernbar angebrachten Isolierelements
isoliert sind. Im Normalbetrieb des Flachkabel-Systems sind die
Leitungen der Flachkabel somit ordnungsgemäß isoliert. Für die Diagnose
kann das Isolierelement entfernt werden, wodurch in der Diagnosestelle
die Leiter freiliegen und für
eine Kontaktierung mit der Diagnoseeinrichtung zugänglich sind.
Beispielsweise kann das Isolierelement durch ein selbstklebendes
Isolierband gebildet sein. Ebenso ist es möglich, die Diagnosestelle in
einem Gehäuse
unterzubringen, durch das die Flachkabel abgedichtet hindurchgeführt sind.
Das entfernbare Isolierelement kann dann durch einen abnehmbaren
oder aufklappbaren Deckel des Gehäuses gebildet sein, der im
Normalbetrieb zum Dichten und Verschließen des Gehäuses dient.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
kann zumindest eine der Diagnosestellen dadurch gebildet sein, dass
die Flachkabel im Bereich der Diagnosestelle jeweils eine Unterbrechung
aufweisen, die mit einer entfernbaren und wieder anbringbaren elektrischen
Brücke überbrückt ist,
wobei die entfernte Brücke
elektrische Kontakte freigibt, über
welche die Diagnoseeinrichtung an die Leitungen der Flachkabel anschließbar ist.
Mit Hilfe einer solchen Brücke
kann die jeweilige Komponente gezielt an das Flachkabel-System angeschlossen
werden bzw. vom Flachkabel-System getrennt werden. Dadurch ist es
insbesondere auch möglich,
die jeweilige Komponente entkoppelt vom Flachkabel-System zu untersuchen, was
die Diagnose zuverlässiger
machen kann.
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Von
besonderem Interesse ist eine Weiterbildung, bei der die Kontakte
der Flachkabel als Steckkontakte ausgebildet sind und bei der die
zugehörige Brücke als
Steckbrücke
ausgebildet ist, die zur Überbrückung der
jeweiligen Unterbrechung auf die zugeordneten Steckkontakte aufsteckbar
ist. Diese Ausführungsform
ist besonders einfach handhabbar und erleichtert außerdem das
Anschließen
der Diagnoseeinrichtung, insbesondere dann, wenn die Diagnoseeinrichtung
mit kompatiblen Steckern ausgestattet ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform kann
das Flachkabel-System
wenigstens einen Sternpunkt aufweisen, an den Flachkabel bzw. Leitungen
verschiedener Komponenten angeschlossen sind, wobei dann die Diagnosestellen
dieser Leitungen im oder am Sternpunkt angeordnet oder ausgebildet
sind. Durch diese Bauweise ist es möglich, die Diagnosestellen
für mehrere
verschiedene Komponenten an einer zentralen Stelle, nämlich am
bzw. im Sternpunkt zu konzentrieren, der in geeigneter Weise zugänglich angeordnet
ist, z.B. in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs. Die Diagnose
der einzelnen Komponenten kann dadurch erleichtert werden.
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Bei
einer besonders preiswerten Weiterbildung können die einzelnen Leitungen
bzw. Flachkabel direkt und fest, also ohne abziehbaren Stecker, an
den Sternpunkt angeschlossen sein.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombi nationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche
oder ähnliche
Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine schaltplanartige
Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Flachkabel-Systems,
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2 eine Seitenansicht auf
einen Sternpunkt im Bereich einer Diagnosestelle,
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3 eine perspektivische Ansicht
auf den Sternpunkt im Bereich der Diagnosestelle mit Gehäuse,
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4 eine Ansicht wie in 3, jedoch ohne Gehäuse,
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5 eine Ansicht wie in 2, jedoch bei einer anderen
Ausführungsform.
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Entsprechend 1 umfasst ein erfindungsgemäßes Flachkabel-Flachkabel-System 1 mehrere flexible
Flachkabel 2, die jeweils mehrere Leitungen 7 aufweisen.
Das Flachkabel-System 1 dient zur Vernetzung mehrerer elektronischer
Komponenten 3, die hier durch Rechtecke symbolisiert sind.
Bevorzugt findet das System 1 in einem Kraftfahrzeug Verwendung,
um dort einzelne elektronische Komponenten des Kraftfahrzeugs miteinander
zu vernetzen. Zu diesem Zweck sind die Komponenten 3 über die Flachkabel 2 bzw.
deren Leitungen 7 an das Flachkabel- System 1 angeschlossen. Zur
vereinfachten Kabelführung
sind hier die Flachkabel 2 zu einem Flachkabelstrang 4 zusammengefasst.
In diesem Flachkabelstrang 4 verlaufen die einzelnen Flachkabel 2 im wesentlichen
in einer Ebene nebeneinander und parallel zueinander. Die Leiter 7 der
Flachkabel 2 sind dabei zwischen gemeinsamen Isolierstoffbändern eingeklebt,
wodurch sich die Herstellung eines solchen Flachkabelstrangs 4 vereinfacht.
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Entsprechend 1 kann das Flachkabel-System 1 einen
Sternpunkt 5 aufweisen, an den mehrere der Flachkabel 2 angeschlossen
sind. Im vorliegenden Fall sind alle gezeigten Flachkabel 2 an diesen
Sternpunkt 5 angeschlossen. Über diesen Sternpunkt 5 können die
hier gezeigten Komponenten 3 an einen anderen Abschnitt
des Flachkabel-Systems 1 angeschlossen sein. Zu diesem Zweck
führen
die mit 2' gekennzeichneten
Flachkabel zu dem genannten anderen Abschnitt des Flachkabel-Systems 1.
Alternativ kann es sich beim Sternpunkt 5 auch um einen
Leitungsabschluß handeln, wobei
der Sternpunkt 5 beispielsweise in einem Steuergerät zur Betätigung der
Komponenten 3 angeordnet bzw. durch ein solches Steuergerät gebildet
sein kann. In diesem Fall führen
auch die mit 2' bezeichneten
Flachkabel zu einer weiteren Komponente 3.
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Erfindungsgemäß sind nun
bei wenigstens einer Komponente 3, insbesondere bei allen
Komponenten 3, die Flachkabel 2 jeweils mit einer
Diagnosestelle 6 ausgestattet. Im Idealfall ist somit für jede Komponente 3 des
hier gezeigten Abschnitts des Flachkabel-Systems 1 eine
eigene Diagnosestelle 6 vorgesehen. Jede dieser Diagnosestellen 6 ist
dabei so ausgestaltet, dass dort eine geeignete Diagnoseeinrichtung
an die Leitungen 7 der jeweiligen Flachkabel besonders
einfach anschließbar
ist. Bei der hier gezeigten Ausführungsform
sind die Diagnosestellen 6 am Sternpunkt 5 ausgebildet.
Ebenso ist es möglich,
die Diagnosestellen 6 in einem Steuergerät auszubilden,
in dem die Leitungen 7 bzw. die Flachkabel 2 zusammengeführt sind.
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Zweckmäßig sind
die Flachkabel 2 bzw. deren Leitungen 7 direkt
und fest mit dem Sternpunkt 5 verbunden, so dass separate
Stecker zum separaten Anschließen
der Flachkabel 2 der einzelnen Komponenten 3 eingespart
werden können.
Neben der Materialeinsparung wird dabei gleichzeitig Zeit eingespart,
die zum Aufspleißen
des Flachkabelstrangs 4 erforderlich wäre. Ermöglicht wird dies durch die
erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Diagnosestellen 6, über
die die Leiter 7 der Flachkabel 2 auch dann mit der
Diagnoseeinrichtung verbunden werden können, wenn die Flachkabel 2 fest
mit dem Sternpunkt 5 verbunden sind.
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Bei
einer einfachen, hier nicht gezeigten Ausführungsform ist es grundsätzlich möglich, die
Diagnosestellen 6 dadurch herzustellen, dass in einem für die jeweilige
Diagnosestelle 6 vorgesehenen Abschnitt der Flachkabel 2 deren
Isolierung entfernt und durch ein entfernbares Isolierelement ersetzt
wird. Für
Diagnosezwecke kann dann dieses Isolierelement, z.B. ein selbstklebendes
Isolierband, einfach entfernt werden, wodurch die freigelegten Leiter
zugänglich
sind. Nach Beendigung der Diagnose kann das Isolierelement wieder
angebracht werden.
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Entsprechend
den 2 bis 5 werden die Diagnosestellen 6 vorzugsweise
jedoch dadurch ausgebildet, dass die die Leitungen 7 aufweisenden Flachkabel 2 im
Bereich der jeweiligen Diagnosestelle 6 jeweils eine Unterbrechung 8 aufweisen, über die kein
Stromfluß bzw.
keine Signalübertragung
erfolgt. Um einen solchen Stromfluß bzw. eine solche Signalübertragung
dennoch zu ermöglichen,
ist für
die jeweilige Unterbrechung 8 eine elektrische Brücke 9 vorgesehen,
die im angebrachten Zu stand den Stromfluß bzw. die Signalübertragung über die
Unterbrechung 8 ermöglicht,
entfernbar ist und im entfernten Zustand den Stromfluß bzw. die
Signalübertragung über die
Unterbrechung 8 wieder unterbricht.
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Bei
den Ausführungsformen
der 2 bis 5 sind die Leitungen 7 mit
elektrischen Kontakten 10 verbunden, die bei entfernter
Brücke 9 freigegeben und
für das
Anschließen
der Diagnoseeinrichtung zugänglich
und geeignet sind. Um die Kontakte 10 bei angebrachter
Brücke 9 überbrücken zu
können,
enthält
die Brücke 9 für jedes
Kontaktpaar 10 eine Verbindungsleitung 11, die
im Inneren der Brücke 9 die Kontakte 10 miteinander
verbindet. Zweckmäßig ist für alle Leitungen 7 einer
zugeordneten einzelnen Komponente 3 eine gemeinsame Brücke 9 vorgesehen,
in der entsprechend der Anzahl der unterbrochenen Flachkabel 7 eine
entsprechende Anzahl separater Verbindungsleitungen 11 enthalten
ist.
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Grundsätzlich können die
Diagnosestellen 6 für
die einzelnen Komponenten 3 an unterschiedlichen Orten
angeordnet sein. Zweckmäßig ist
es jedoch, mehrere solcher Diagnosestellen 6 an einem gemeinsamen
Ort zusammenzufassen. Hierfür
eignet sich in besonderer Weise der Sternpunkt 5, da in einem
solchen Sternpunkt 5 die einzelnen Leitungen 7 einer
Komponente 3 ohnehin mit den korrespondierenden Leitungen 7 der
anderen Komponenten 3 verbunden werden müssen. Wenn
nun die Diagnosestellen 6 in den Sternpunkt 5 integriert
werden, ergibt sich für
die Montage des Flachkabel-Systems 1 dadurch kein zusätzlicher
Aufwand.
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Zweckmäßig sind
die Kontakte 10 als Steckkontakte 10 ausgestaltet,
d.h. die Steckkontakte 10 erstrecken sich parallel zueinander
und in derselben Richtung. Komplementär dazu ist die zugehörige Brücke 9 dann
als Steckbrücke 9 ausgestaltet, die auf
die Steckkontakte 10 aufsteckbar ist. Im aufgesteckten
Zustand sind dann die Unterbrechungen 8 überbrückt und
die zugehörigen
Kontakte 10 miteinander elektrisch verbunden.
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Der
Sternpunkt 5 umfasst hier ein Gehäuse 12, an dem die
Steckkontakte 10 angebracht sind. In diesem Gehäuse 12 erfolgt
auch die feste Anbindung der Leitungen 7 an die jeweiligen
Kontakte 10. Die feste Verbindung kann dabei in einfacher
Weise durch Klemm- oder Quetschelemente, die an den Kontakten 10 ausgebildet
sind, erfolgen; ebenso ist es möglich,
die Leitungen 7 mit den Steckkontakten 10 zu verlöten.
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Bei
der Ausführungsform
der 2 bis 4 besitzen die jeweils einer
Komponente 3 zugeordneten Flachkabel 2 jeweils
zwei Leitungen 7, wobei die eine Leitung 7 einem
höheren
Potential (HIGH) zugeordnet ist, während die andere Leitung 7 einem
niedrigeren Potential (LOW) zugeordnet ist. Um sämtliche HIGH-Leitungen 7 der
nebeneinander angeordneten Flachkabel 2 miteinander zu
verbinden bzw, parallel zu schalten, enthält der Sternpunkt 5 eine HIGH-Schiene 13,
an der eine entsprechende Anzahl von Kontakten 10 ausgebildet
ist. In entsprechender Weise ist auch eine LOW-Schiene 14 vorgesehen, über welche
die LOW-Flachkabel 7 miteinander verbunden bzw. parallel
geschaltet werden. Die Brücken 9 verbinden
dann im aufgesteckten Zustand die HIGH-Kontakte 10 der
HIGH-Schiene 13 mit den HIGH-Kontakten 10 der
HIGH-Leitungen 7 sowie die LOW-Kontakte 10 der LOW-Schiene 14 mit
den LOW-Kontakten 10 der LOW-Leitungen 7.
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Wie
aus den 2 bis 5 entnehmbar ist, besitzt
das Gehäuse 12 für jede Diagnosestelle 6 eine separate
Kammer 15, in welcher die dieser Diagnosestelle 6 zugeordneten
Kontakte 10 angeordnet sind. Die Kontakte 10 sind
dabei in der Steckrichtung kürzer
als die Kammer 15, so dass die Kontakte 10 in der Kammer 15 versenkt
angeordnet sind. Dies hat zur Folge, dass die Kontakte 10 auch
bei entfernter Brücke 9 von
Wänden 16 der
Kammer 15 quer zur Steckrichtung umschlossen sind. Eine
unerwünschte Berührung der
Kontakte 10 bei abgezogener Brücke 9 kann somit vermieden
werden. Gleichzeitig reduziert sich dadurch die Gefahr einer Beschädigung der Kontakte 10.
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Bei
den hier gezeigten Ausführungsformen sind
die Brücken 9 verliersicher
am Gehäuse 12 gehaltert.
Erreicht wird dies hier durch eine Linearführung 17, die parallel
zur Steckrichtung der Steckbrücke 9 und
der Steckkontakte 10 ausgerichtet ist. Die Linearführung 17 besitzt
zwei Nuten 18, die in einer Aussparung 19, die
in einer der Wände 16 der
Kammer 15 ausgebildet ist, so angeordnet sind, dass ihre offenen
Seiten einander gegenüberliegen.
An der Brücke 9 sind
zu den Nuten 18 komplementäre Führungszapfen 20 ausgebildet,
die bei am Gehäuse 12 montierter
Brücke 9 jeweils
in eine der Nuten 18 hineinragen und darin geführt sind.
Die beiden Führungszapfen 20 sind
dabei an voneinander abgewandten Seiten der Brücke 9 angebracht und
koaxial zueinander ausgerichtet. Dadurch definieren die Führungszapfen 20 eine
Schwenkachse 21, um welche die Brücke 9 im herausgezogenen
Zustand entsprechend den 2 und 5 schwenkbar am Gehäuse 12 gelagert
ist. Mit Hilfe dieser Linearführung 17 kann
somit die damit ausgestattete Brücke 9 geführt aus
der zugehörigen
Kammer 15 herausgezogen und danach seitlich weggeschwenkt
werden. Hierdurch ist die offene Seite der Kammer 15 gut
zugänglich,
so dass es insbesondere möglich
ist, eine Diagnoseeinrichtung an die Kontakte 10 anzuschließen. Zweckmäßig ist
die Diagnoseeinrichtung dabei mit einem Stecker ausgestattet, der
zu dem von der Diagnosestelle 6 bereitgestellten Steckplatz
kompatibel ist.
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Entsprechend 3 kann außerdem eine Sicherungseinrichtung 22 vorgesehen
sein, welche die Brücke 9 am
Gehäuse 12 si chert,
wenn die Brücke 9 zur Überbrückung der
Unterbrechung 8 bzw. zum Verbinden der Kontakte 10 auf
diese aufgesteckt ist. Diese Sicherungseinrichtung 22 umfasst
eine Rastnase 23, die hier an der Brücke 9 ausgebildet
ist und mit einer Rastöffnung 24 zusammenwirkt,
die hier in einer der Wände 16 der
jeweiligen Kammer 15 am Gehäuse 12 ausgebildet
ist. Wenn die Brücke 9 soweit
auf die Kontakte 10 aufgesteckt ist, dass die Rastnase 23 in
der Rastöffnung 24 einrastet,
ist zum einen gewährleistet,
dass die jeweiligen Unterbrechungen 8 überbrückt sind. Zum anderen ist die
Brücke 9 in
diesem Zustand am Gehäuse 12 gesichert.
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Entsprechend 4 können die einzelnen Leitungen 7 der
als Flachkabelstrang 4 zusammengefassten Flachkabel 2 besonders
preiswert mit Klemm- oder Quetscheinrichtungen 25 leitend
verbunden werden, an denen die Kontakte 10 ausgebildet
sind. Separate Stecker für
die jeweils einer Komponente 3 zugeordneten Flachkabel 2 sowie
ein Aufspleißen
des Flachkabelstrangs 4 ist dabei nicht erforderlich.
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Entsprechend 5 kann in den Sternpunkt 5 auch
eine Platine 26 integriert sein, die eine oder mehrere
Schaltungen trägt,
an welche die Flachkabel 2 der Komponenten 3 angeschlossen
sind. Beispielsweise kann mit Hilfe der Platine 26 bzw.
ihrer Schaltungen ein Leitungsabschluß realisiert werden. Die Kontakte 10 der
jeweiligen Unterbrechung 8 sind dann an einer geeigneten
Stelle dieser Platine 26 angebracht und mit der Brücke 9 überbrückbar. In
entsprechender Weise kann der Sternpunkt 5 bzw. können die
Diagnosestellen 6 in ein Steuergerät intergriert werden, das an
das Flachkabel-System 1 angeschlossen ist und über dieses
mit den Komponenten 6 kommuniziert.