DE10336517B4

DE10336517B4 - Verbindungsstruktur zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen

Info

Publication number: DE10336517B4
Application number: DE10336517A
Authority: DE
Inventors: Shuji Yokkaichi Yamakawa; Eriko Yokkaichi Yuasa
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2023-08-09
Also published as: JP2004096917A; US7040906B2; DE10336517A1; US20040043645A1

Abstract

Eine Verbindungsstruktur zwischen Busschienen (10) und Relaisanschlüssen (T) in einem elektrischen Verbindungsgehäuse (1) zur Anbringung in einem Kraftfahrzeug, wobei jede Busschiene (10) durch Stanzen einer Metallplatte in eine gewünschte Schaltkreis- oder Stromleitkonfiguration gefertigt wird; und
ein Ende (10a) einer jeden Busschiene (10) abgebogen ist, so dass jedes der Enden (10a) mit einem entsprechenden der Relaisanschlüsse (T) verbindbar ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
jede Busschiene (10) durch Stanzen einer Metallplatte auf Aluminiumbasis hergestellt und mit jedem der entsprechenden Relaisanschlüsse (T) verschweißt ist; und
die verschweißten Verbindungsteile zwischen den Busschienen (10) und den Relaisanschlüssen (T) in eingespritztes isolierendes Kunstharz eingebettet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsstruktur zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen. Insbesondere betrifft die Erfindung Busschienen, welche aus recyclebarem Material sind und die als innere Schaltkreise in einem elektrischen Verbindungsgehäuse, beispielsweise einem Verteilungsgehäuse oder dergleichen, zur Anordnung an oder in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind.
Bislang werden Busschienen, welche durch Ausstanzen eines elektrisch leitfähigen Materials hergestellt werden, als innere Schaltkreise oder Stromleiter in einem elektrischen Verbindungsgehäuse, beispielsweise einem Verteilungsgehäuse oder dergleichen, aufgenommen.
Aus Gründen der Einfachheit der Erläuterung wird eine bislang übliche Verbindungsstruktur zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines bekannten elektrischen Verbindungsgehäuses für ein Kraftfahrzeug.
Gemäß 3 umfasst ein elektrisches Verbindungsgehäuse 1 ein Gehäuse mit einem oberen Gehäuseteil 2 und einem unteren Gehäuseteil 5. Busschienen 4 und Isolationsplatten 3 werden abwechselnd aufeinander laminiert. Ein Ende jeder Busschiene 4 ist abgebogen, um eine Zunge 4a zu bilden. Die Zungen 4a durchtreten einen Verbinderaufnahmeabschnitt 2a in dem oberen Gehäuseteil 2, einen Sicherungsaufnahmeabschnitt 2b und einen relaishaltenden Abschnitt 2c entweder direkt oder über Zwischenanschlüsse zur Verbindung mit einem Verbinder C, der mit einem Kabelbaum W/H verbunden ist, einer Sicherung F und einem Relais R.
Die Busschienen 4, welche die internen Schaltkreise oder Stromleiter bilden, sind aus einem Metall auf Kupferbasis mit hoher elektrischer Leitfähigkeit gefertigt. Nachdem die Metallplatte auf Kupferbasis in die Form der Busschienen 4 gestanzt worden ist, welche die gewünschten Verläufe ha ben, wird ein gewünschtes Ende jeder Busschiene 4 gebogen, um eine Kontaktzunge 4a zu bilden.
Als konkretes Beispiel für eine bekannte derartige Verbindungsstruktur zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen sei die EP 1 179 453 A2 genannt.
Neuere Bestimmungen fordern ein Recyclen von Schrott- oder Altfahrzeugen. Eisen macht den höchsten Anteil in Prozent bei einem Fahrzeug aus. Wenn Schrottfahrzeuge eingeschmolzen werden, um das Eisen zurückzugewinnen und zu recyclen, sollte die geforderte Mischrate von Kupfer zu Eisen kleiner als 0,1% sein. Dies soll verhindern, dass das Eisen aufgrund einer Reaktion mit Kupfer denaturiert wird.
Da die Busschienen 4 aus der Metallplatte auf Kupferbasis gefertigt sind, wie oben beschrieben, ist es bevorzugt, die Busschienen 4 von der Fahrzeugkarosserie beim Zerlegen des Fahrzeuges zu entfernen und die Busschienen 4 von der Fahrzeugkarosserie, welche auf Eisen basiert, zu trennen. Das elektrische Verbindungsgehäuse muss jedoch auseinandergebaut werden, um die Busschienen aus dem Gehäuse entnehmen zu können. Diese Arbeit macht grosse Aufwendungen nötig und ist nicht praktikabel.
Um eine Störung während der Eisenrückgewinnung zu vermeiden, sollten von einem praktizierbaren Recyclingstandpunkt her die Busschienen aus einem Metall auf Aluminiumbasis sein, welches das Eisen nicht denaturiert. Da jedoch ein Metall auf Aluminiumbasis eine geringe Härte und Steifigkeit hat, neigt ein Relaisanschluss T dazu, die Kontaktzunge 4a', welche einen Druckkontaktschlitz hat, aufzuweiten, wie in 4 gezeigt. Dies vermindert die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung. Weiterhin ist ein Verbindungsteil zwischen der Busschiene 4', welche aus dem Metall auf Aluminiumbasis gefertigt ist, und dem Relaisanschluss T, der aus Metall auf Kupferbasis ist, gegenüber elektrischer Erosion anfällig, wenn Wasser in diesen Verbindungsteil eintritt.
Angesichts der obigen Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsstruktur zwischen Busschienen und Relaisan schlössen zu schaffen, welche die Recyclingfähigkeit von Fahrzeugen und die elektrische Verbindungszuverlässigkeit verbessert und eine elektrische Erosion verhindert.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vor.
Demnach schafft die vorliegende Erfindung eine Verbindungsstruktur zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen, wobei die Verbindungsstruktur in einem elektrischen Verbindungsgehäuse aufgenommen ist, welches in einem Fahrzeug anzubringen ist. Jede der Busschienen wird durch Stanzen einer Metallplatte auf Aluminiumbasis in eine gewünschte Schaltkreis- oder Stromleiterform hergestellt. Ein Ende einer jeden Busschiene wird abgebogen, so dass das Ende mit jedem der Relaisanschlüsse verbindbar ist. Jede Busschiene wird an jeden Relaisanschluss angelötet oder bevorzugt angeschweißt. Die gelöteten oder vorzugsweise geschweißten Verbindungsteile zwischen den Busschienen und den Relaisanschlüssen werden in isolierenden Kunststoff oder isolierendes Harz eingebettet, welches eingespritzt wird.
Da mit dem obigen Aufbau die Busschienen, welche aus Metall auf Aluminiumbasis hergestellt sind, anstelle der herkömmlichen Busschienen vorgesehen sind, welche aus Metall auf Kupferbasis bestehen, ist es möglich, das Mischungsverhältnis Kupfer-zu-Eisen zu verringern, welches die Eisenrückgewinnung während des Recyclens von Fahrzeugkarosserien beeinflusst und somit wird die Recyclingfähigkeit von Schrottfahrzeugen verbessert.
Da weiterhin die Verbindungsteile zwischen den Busschienen und den Relaisanschlüssen in den eingespritzten oder spritzgegossenen isolierenden Kunststoff oder das Kunstharz eingebettet sind, ist es möglich, die Busschienen und Relaisanschlüsse fest miteinander zu verbinden. Somit beinhaltet die obige Konstruktion keine Druckkontaktzunge mit einem Druckkontaktschlitz, der einen Relaisanschluss aufnimmt, wie bei einer herkömmlichen Busschiene. Somit ist es möglich, eine elektrische Verbindung zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen sicherzustellen, selbst wenn die Busschienen aus einem Metall auf Aluminiumbasis gefertigt sind.
Da weiterhin die Verbindungsteile in den eingespritzten oder darum herum gegossenen isolierenden Kunststoff oder das Kunstharz eingebettet sind, ist es möglich, Wasser an einem Eindringen in die Verbindungsteile zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen zu hindern. Selbst wenn somit die Verbindungsteile aus unterschiedlichen Metallarten gefertigt sind, ist es möglich, eine elektrische Erosion zu verhindern.
Da Aluminium nicht dahingehend wirkt, Metall auf Eisenbasis zu denaturieren, welches das Hauptmaterial einer Fahrzeugkarosserie ist, ist es möglich, eine Rückgewinnung des Metalls auf Eisenbasis zu verbessern. Zusätzlich sind die Busschienen auf Aluminiumbasis rostbeständig, gut verarbeitbar und schaffen ein elektrisches Verbindungsgehäuse mit geringem Gewicht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann ein Fett angewendet werden, um das Äußere und Freiräume der verschweißten Verbindungsteile zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen auszufüllen.
Mit diesem Aufbau lassen sich zunächst die gleichen Effekte wie in dem Fall erreichen, bei dem die Verbindungsteile sich in dem eingespritzten isolierenden Kunststoff befinden. Da ein Verfahren zum Einfüllen und Aufbringen von Fett (Schmierfett) auf die Verbindungsteile keine Gießform benötigt, ist es jedoch möglich, die Verbindungsteile mit geringeren Kosten als beim eingespritzten Kunststoff einzubetten.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung. Es versteht sich, dass die detaillierte Beschreibung und spezielle Beispiele, welche bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen, allein zum Zwecke der Erläuterung sind und den Umfang der Erfindung nicht einschränken.
Die vorliegende Erfindung ergibt sich am besten aus der folgenden Beschreibung, welche in Zusammenschau mit der beigefügten Zeichnung zu lesen ist.
Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Verbindungsstruktur zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Schnittdarstellung der Verbindungsstruktur von 1;
3 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines bekannten elektrischen Verbindungsgehäuses für ein Kraftfahrzeug; und
4 eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Problems bei dem elektrischen Verbindungsgehäuse von 3.
Ausführungsformen einer Verbindungsstruktur zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
Die 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Verbindungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung. Busschienen 10 gemäß 1 sind auf Isolationsplatten 3 angeordnet und dienen als interne Schaltkreise oder Strompfade in einem elektrischen Verbindungsgehäuse 1 für ein Kraftfahrzeug gemäß 3. Jede Busschiene 10 umfasst einen flachen Plattenschaltkreiskörper, der durch Stanzen einer Aluminiumplatte in die gewünschte Form hergestellt wird. Ein Ende eines jeden flachen Plattenschaltkreiskörpers ist abgebogen, um eine Kontaktzunge 10a zu bilden. Die Busschiene 10 kann nicht nur aus reinem Aluminium gefertigt sein, sondern auch aus einer Aluminiumlegierung, beispielsweise Al-Mg, Al-Mn, Al-Mg-Si, Al-Zn-Mg, Al-Si oder dergleichen. Die Leitfähigkeit von reinem Aluminium beträgt 60% von Kupfer und die Leitfähigkeit einer Aluminiumlegierung beträgt 30% von Kupfer. Es ist somit bevorzugt, aus Gründen einer besseren Leitfähigkeit reines Aluminium zu verwenden.
Z. B. drei Relaisanschlüsse T aus Messing, also einem Metall auf Kupferbasis, stehen vom Relais R vor. Jede Busschiene 10 ist mit jedem Relais anschluss T verlötet, bevorzugt verschweißt. Die Relaisanschlüsse T und die Busschienen 10 werden dadurch verschweißt, dass ihre Kontaktoberflächen durch Ultraschall verschweißt werden.
Weiterhin sind drei verschweißte Abschnitte in einen eingespritzten Kunststoff oder ein Kunstharz eingebettet, um einen Vergussabschnitt M zu bilden. Die Relaisanschlüsse T stehen von einer oberen Oberfläche des Vergussabschnittes M vor, wohingegen jede Busschiene sich von je einer Seitenfläche des Vergussabschnittes M aus erstreckt.
Bei dem obigen Aufbau sind die Busschienen 10, welche aus Metall auf Aluminiumbasis gefertigt sind, in der Lage, das Mischungsverhältnis von Kupfer zu Eisen während einer Rückgewinnung des Eisens beim Recycling der Fahrzeugkarosserie zu verringern, so dass die Recyclingfähigkeit von Schrottfahrzeugen verbessert wird.
Da die verschweißten Abschnitte zwischen den Relaisanschlüssen und den Busschienen 10 in den eingespritzten isolierenden Kunststoff oder das Kunstharz eingebettet sind, ist es möglich, die Anschlüsse T und die Busschienen 10 fest miteinander zu verbinden. Da bei dem obigen Aufbau die Relaisanschlüsse nicht in Druckkontaktzungen an den Enden der Busschienen eingreifen, wie es im Stand der Technik der Fall ist, ist es möglich, die Verbindung zwischen den Busschienen 10 und den Relaisanschlüssen T miteinander sicherzustellen, auch wenn die Busschienen aus einem Metall auf Aluminiumbasis sind. Da weiterhin der Vergussabschnitt M Wassereintritt verhindert, ist es möglich, eine elektrische Erosion zu verhindern, selbst wenn die Relaisanschlüsse T und die Busschienen 10 aus unterschiedlichen Metallarten sind (Metall auf Kupferbasis und Metall auf Aluminiumbasis).
Da Aluminium nicht dahingehend wirkt, das Metall auf Eisenbasis zu denaturieren, ist es möglich, die Rückgewinnung von Metall auf Eisenbasis zu verbessern. Zusätzlich haben die Busschienen 10, welche aus dem Metall auf Aluminiumbasis sind, gute Rostwiderstandsfähigkeit, gute Verarbeitbarkeit und schaffen ein elektrisches Verbindungsgehäuse mit geringem Gewicht.
Obgleich die Relaisanschlüsse und die Busschienen in den eingespritzen Kunststoff bei der obigen Ausführungsform eingebettet sind, kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung oder Weiterbildung auch ein Fett oder Schmierfett in Freiräume und auf das Äußere der Verbindungsteile eingefüllt bzw. aufgebracht werden.
Weiterhin, obgleich die Relaisanschlüsse und die Busschienen in obiger Ausführungsform durch Ultraschall verschweißt werden, kann auch Laserschweißen, TIG-Schweißen oder Widerstandsschweißen bei den Verbindungsteilen angewendet werden.
Beschrieben wurde insoweit zusammenfassend eine Verbindungsstruktur zwischen Busschienen und Relaisanschlüssen in einem elektrischen Verbindungsgehäuse zur Anbringung in einem Fahrzeug. Jede Busschiene wird durch Stanzen einer Metallplatte auf Aluminiumbasis in die gewünschte Form hergestellt. Ein Ende jeder Busschiene wird abgebogen, so dass das Ende mit einem jeden entsprechenden Relaisanschluss verbunden werden kann. Jedes Ende der Busschiene wird mit dem jeweiligen Relaisanschluss verschweißt. Die Verbindungsteile zwischen den Busschienen und den Relaisanschlüssen werden in eine Vergussmasse eingebettet. Alternativ kann ein Schmierfett auf die Verbindungsteile aufgebracht werden und auch die dort vorliegenden Freiräume ausfüllen.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung erkennt der Fachmann weitere Änderungen und Abwandlungen. Derartige Änderungen und Abwandlungen, die sich dem Fachmann erschließen, sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.

Claims

Eine Verbindungsstruktur zwischen Busschienen (10) und Relaisanschlüssen (T) in einem elektrischen Verbindungsgehäuse (1) zur Anbringung in einem Kraftfahrzeug, wobei jede Busschiene (10) durch Stanzen einer Metallplatte in eine gewünschte Schaltkreis- oder Stromleitkonfiguration gefertigt wird; und ein Ende (10a) einer jeden Busschiene (10) abgebogen ist, so dass jedes der Enden (10a) mit einem entsprechenden der Relaisanschlüsse (T) verbindbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass jede Busschiene (10) durch Stanzen einer Metallplatte auf Aluminiumbasis hergestellt und mit jedem der entsprechenden Relaisanschlüsse (T) verschweißt ist; und die verschweißten Verbindungsteile zwischen den Busschienen (10) und den Relaisanschlüssen (T) in eingespritztes isolierendes Kunstharz eingebettet sind.
Die Verbindungsstruktur nach Anspruch 1, bei der ein Schmierfett auf das Äußere der verschweißten Verbindungsteile bzw. in Freiräume zwischen jeder der Busschienen (10) und den Relaisanschlüssen (T) aufgebracht bzw. eingefüllt ist.