DE19822643C1 - Zentralelektrik - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Zentralelektrik aus.

Derartige Zentralelektriken sind dafür vorgesehen, auf einfache Art und Weise an zentraler Stelle einen Knotenpunkt für eine Netzstruktur zu schaffen. Dabei ist eine solche Zentralelektrik üblicherweise einerseits mit mehreren Anschlußstellen zur Aufnahme von Steuergeräten und Sicherungen, sowie andererseits mit mehreren Anschlußstellen für eine Verbindung mit den zur Netzstruktur gehörenden elektrischen Leitungen versehen. Innerhalb einer solchen Zentralelektrik werden die notwendigen Verschaltungen bzw. Verbindungen zwischen den bzw. zu den verschiedenen Potentialen geschaffen, um z. B. die angeschlossenen elektrischen Aggregate der Netzstruktur mit Strom zu versorgen, abzusichern und entsprechend der gewünschten Funktionen über die zugehörigen Steuergeräte in Betrieb zu setzen bzw. abzuschalten.

Durch die DE 44 22 434 C1 ist eine dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechende Zentralelektrik bekanntgeworden. Diese für Kraftfahrzeuge vorgesehene Zentralelektrik ist zur zentralen Anordnung von elektrischen/elektronischen Sicherungen, Steuergeräten, Verbindungskupplungen usw. vorgesehen und weist ein aus Isolierstoff bestehendes Gehäuse auf, in welchem mehrere unterschiedliche Potentiale führende elektrische Leiter angeordnet sind. Die elektrischen Leiter weisen jeweils Verbindungs- und/oder Abgriffsmöglichkeiten für mehrere, mit einer Netzstruktur in Verbindung stehende elektrische Leitungen auf. Die Zentralelektrik besteht aus einem Hauptgerät und mehreren mechanisch und elektrisch mit diesen kuppelbaren Nebengeräten. Das Hauptgerät weist zumindest einen parallel zu seiner Längsrichtung verlaufenden, zur Aufnahme der die unterschiedlichen Potentiale führende elektrischen Leiter vorgesehenen Leiterkanal auf. An einer seiner beiden Längsseiten weist der Leiterkanal mehrere identische Steckgesichter aufweisende Kupplungsstellen zum Anschluß von jeweils einem Nebengerät wie z. B. Sicherungen auf.

Außerdem ist durch die DE 28 21 992 A1 eine für Kraftfahrzeuge vorgesehene Zentralelektrik bekanntgeworden, die an ihrer Oberseite die notwenigen Anschlußstellen für die Sicherungen und die Steuergeräte, sowie an ihrer Unterseite die Anschlußstellen für die verschiedenen Verbindungen mit dem Kraftfahrzeugbordnetz aufweist. Die Zentralelektrik besteht aus einem Hauptgerät und zwei mit diesem elektrisch und mechanisch kuppelbaren Nebengeräten. Über jeweils eine an den beiden Stirnseiten des Hauptgerätes vorhandene Kupplungsstelle können die beiden Nebengeräte angeschlossen werden.

Desweiteren ist durch die DE 197 24 254 A1 eine Zentralelektrik für Kraftfahrzeuge bekanntgeworden, welche mehrere Kupplungsstellen mit identischem Steckgesicht zum Anschluß von Nebengeräten wie z. B. Sicherungen und Relais bzw. Steuergeräten aufweist.

Bei solchen Anordnungen sind die Kupplungsstellen jedoch so aufgebaut, daß immer nur das entsprechende zugehörige Nebengerät - insbesondere Steuergerät - an eine bestimmte Kupplungsstelle des Hauptgerätes angeschlossen werden muß. Eine modulare und flexible elektrische und mechanische Kupplung von mehreren Nebengeräten an das Hauptgerät ist nicht möglich, weil für die Netzstruktur nicht erkennbar ist, welches mit spezieller Funktionszuordnung versehene Nebengerät an welcher der Kupplungsstellen angeschlossen ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zentralelektrik der eingangs erwähnten Art zu schaffen, dessen Hauptgerät für die Netzstruktur eine Kennung der angeschlossenen Nebengeräte bzgl. deren Plazierung und Funktionszuordnung ermöglicht, so daß eine elektrische und mechanische Ankupplung von zugehörigen Nebengeräten auf flexible und modulare Art und Weise möglich ist und jedes zur Kupplung mit dem Hauptgerät vorgesehene Nebengerät einer beliebigen freien Kupplungsstelle zugeordnet werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhaft bei einem derartigen Aufbau einer solchen Zentralelektrik ist, daß jeder Kupplungsstelle ein Anschluß für einen Steuerleiter zuzuordnen ist. So kann eindeutig z. B. über ein an die Netzstruktur angeschlossenes Steuergerät festgestellt werden, welche der Kupplungsstellen mit einem Nebengerät bestückt ist und welche Funktionszuordnung dem angeschlossenen Nebengerät bzw. den angeschlossenen Nebengeräten obliegt. Jede freie Kupplungsstelle kann je nach Bedarf mit Nebengeräten unterschiedlichster Funktionszuordnung bestückt werden. Auch zu einem späteren Zeitpunkt können Nebengeräte somit problemlos an das Hauptgerät angekuppelt werden, stehen noch freie Kupplungsstellen zur Verfügung. Bei Schaffung von Nebengeräten mit neuen Funktionszuordnungen lassen sich auch diese - ohne daß das Hauptgerät verändert werden muß - funktionsgerecht an freie Kupplungsstellen ankuppeln. Selbst Nebengeräte, deren Funktionszuordnung zum Zeitpunkt der Schaffung des Hauptgerätes noch nicht gefordert bzw. bekannt waren, können problemlos an eine beliebige freie Kupplungsstelle des Hauptgerätes angeschlossen werden.

Weitere besonders günstige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 prinziphaft eine Zentralelektrik in räumlicher Darstellung mit zwei angeschlossenen Nebengeräten

Fig. 2 eine Zentralelektrik gemäß Fig. 1 in Explosionsdarstellung ohne Nebengeräte in um 180° gedrehter Darstellung

Fig. 3 Leiter und Steuerleiter in Explosionsdarstellung gemäß Fig. 2

Fig. 4 prinziphaft ein Nebengerät räumlich in Explosionsdarstellung sowie zwei zur Netzstruktur gehörige Leitungen.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht eine solche Zentralelektrik im wesentlichen aus einem Hauptgerät 1 und mehreren mechanisch und elektrisch mit diesem kuppelbaren Nebengeräten 2.

Wie insbesondere aus Fig. 2 und Fig. 3 hervorgeht, weist das Hauptgerät 1 ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuseunterteil 3 und ein daran festlegbares, ebenfalls aus Kunststoff bestehendes Gehäuseoberteil 4, auf. Etwa in der Mitte des Hauptgerätes 1 ist ein parallel zu seiner Längserstreckung verlaufender Leiterkanal 5 angeordnet. Innerhalb des Leiterkanales 5 sind drei unterschiedliche Potentiale führende Leiter 6 und neun Steuerleiter 7 untergebracht.

Drei zur Potentialführung vorgesehene elektrische Leiter 6 sind jeweils als aus Kontaktblech hergestellte Stegleiter ausgebildet und im wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Hauptgerätes 1 verlaufend im Leiterkanal 5 angeordnet. Zum Einspeisen der drei verschiedenen Potentiale weisen die drei elektrischen Leiter 6 jeweils einerseits einstückig eine Klemmkontaktfläche 8 auf, an die über eine Schraubverbindung eine das entsprechende Potential führende elektrische Leitung angeschlossen werden kann. Andererseits sind die drei elektrischen Leiter 6 an ihren den neun Kupplungsstellen 9 des Hauptgerätes 1 zugeordneten Anschlußbereichen jeweils einstückig mit neun Steckkontakten 10 versehen. Jeder Kupplungsstelle 9 ist also ein Steckkontakt 10 von einem der drei elektrischen Leiter 6 zugeordnet. Bei einem Kraftfahrzeug können die drei elektrischen Leiter 6 z. B. zum Führen der Potentiale, Klemme 30, Klemme 15 und Klemme 31 bzw. Masse vorgesehen sein. Jede der neun für einen Anschluß von Nebengeräten 2 vorgesehene Kupplungsstelle 9 des Hauptgerätes 1 stellt also eine Abgriffsmöglichkeit der drei im Leiterkanal 5 geführten Potentiale zur Verfügung. Die Kupplungsstellen 9 sind an beiden Längsseiten des Leiterkanales 5 vorhanden, wobei die eine Längsseite vier und die andere Längsseite fünf Kuppungsstellen 9 zum Anschluß von Nebengeräten 2 aufweist.

Die jeweils neun einstückig an jede der drei elektrischen Leiter 6 angeformten Steckkontakte 10 sind zur Aufnahme von flachen Kontaktzungen 11 vorgesehen und als sogenannte Messeraufnahmekontakte ausgebildet. Zum elektrischen Anschluß an das Hauptgerät 1 weisen die Nebengeräte 2 deshalb entsprechend ausgebildete und auf das Rastermaß der Steckkontakte 10 der Kupplungsstellen 9 abgestimmt angeordnete Kontaktzungen 11 auf.

Außerdem ist jeder der neun Kupplungsstellen 9 ein separater Steuerleiter 7 zugeordnet. Die neun Steuerleiter 7 sind als kupferkaschierte Leiterbahnen auf einer einzigen Leiterplatte 12 vorhanden, welche ebenfalls im wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Hauptgerätes 1 verlaufend im Leiterkanal 5 angeordnet ist. Zum Anschluß von neun zur Netzstruktur gehörigen Steuerleitungen ist am Leiterkanal 5 des Hauptgerätes 1 ein separater Steckanschluß 13 vorhanden, welcher neun als Steckerstifte 14 ausgebildete Steckkontaktelemente umfaßt. Jeweils ein Steuerleiter 7 ist einerseits an einen Steckerstift 14 des Steckanschlusses 13 angeschlossen und andererseits mit seinem Endbereich bis in eine der neun Kupplungsstellen 9 hineingeführt. Um eine gute und dauerhaft sichere Verbindung für die Nebengeräte 2 zu schaffen, ist die Leiterplatte 12 an den entsprechenden Stellen mit Steckkontaktelementen 17 versehen, die jeweils zur Aufnahme einer entsprechend ausgebildeten Kontaktzunge 11 vorgesehen ist. Das Hauptgerät 1 weist also eine der Anzahl der Kupplungsstellen 9 entsprechende Anzahl von Steuerleiter 7 in seinem Leiterkanal 5 auf, wobei das Hauptgerät 1 neun Kupplungsstellen 9 und dementsprechend auch neun Steuerleiter 7 umfaßt. Weil jede der neun Kupplungsstellen 9 über ein Steckkontaktelement 17 ein separater Steuerleiter 7 zugeordnet ist, kann eindeutig über ein an die Netzstruktur angeschlossenes, der Einfachheit halber nicht näher beschriebenes Steuergerät festgestellt werden, welche der neun Kupplungsstellen 9 mit einem Nebengerät 2 bestückt ist. Außerdem kann über das Steuergerät auch festgestellt werden, welche Funktionszuordnung dem entsprechenden Nebengerät 2 obliegt.

Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, weisen die neun am Leiterkanal 5 vorhandenen Kupplungsstellen 9 zum elektrischen Anschluß der Nebengeräte 2 jeweils eine identische Anschlußkonfiguration bzw. ein identisches Steckgesicht auf. Das bedeutet im einzelnen, daß jede Kupplungsstelle 9 in identischem Rastermaß drei Einführöffnungen 15 für Abgriffsmöglichkeiten der die drei verschiedenen Potentiale führenden Leiter 6 und eine Einführöffnung 16 für die Verbindung mit dem zugehörigen Steuerleiter 7 aufweist. Die drei Abgriffsmöglichkeiten für die elektrischen Leiter 6 und die eine Abgriffsmöglichkeit für den Steuerleiter 7 sind bei jeder der neun Kupplungsstellen 9 ein- und demselben Platz zugeordnet. Somit besteht die Möglichkeit, die Nebengeräte 2 einer beliebigen freien Kupplungsstelle des Hauptgerätes 1 zuzuordnen. Dies kann auf flexible Art und Weise modular vorgenommen werden, weil alle Kupplungsstellen 9 und alle Nebengeräte 2 kompatibel aufgebaute Kupplungsmöglichkeiten aufweisen. Das bedeutet im einzelnen, daß an den Kupplungsstellen 9 in jedem Fall drei Steckkontakte 10 für die Verbindung mit jeweils einem der drei elektrischen Leiter 6 und ein Steckkontaktelement 17 für die Verbindung mit dem Steuerleiter 7 zur Verfügung steht. Die Nebengeräte 2 weisen dementsprechend je nach Funktionszuordnung eine mit dem Steuerleiter 7 zu verbindende Kontaktzunge 11 und zumindest eine mit einem Leiter 6 zu verbindende Kontaktzunge 11 auf.

Zur mechanischen Festlegung der Nebengeräte 2 weist jede der neun Kupplungsstellen 9 einen einstückig an das Gehäuseunterteil 3 angeformten federelastisch auslenkbaren Rastarm 18 auf. Zur mechanischen Halterung kommt die Rastnase des Rastarmes 18 mit einem entsprechend ausgebildeten, einstückig an das Gehäuse der Nebengeräte 2 angeformten Rastvorsprung in Verbindung. Die Nebengeräte 2 werden zur Verbindung mit dem Hauptgerät 1 vom Gehäuseoberteil 4 gesehen senkrecht in Richtung auf das Gehäuseunterteil 3, in die Kupplungsstellen 9 eingeschoben. Dabei findet über die Kontaktzungen 11, die Steckkontakte 10 und die Steckkontaktelemente 17, die elektrische Kupplung sowie gleichzeitig über die Rastarme 18 und die Rastvorsprünge die mechanische Kupplung der Nebengeräte 2 an das Hauptgerät 1 statt.

Zur Schaffung von zusätzlichen Anbindungsstellen z. B. zum Anschluß für weitere elektrische Leitungen weist das Hauptgerät 1 einen quer zu seiner Längserstreckung verlaufenden weiteren Leiterkanal 19 auf. Innerhalb des weiteren Leiterkanales 19 sind neun weitere Abgriffsmöglichkeiten für drei als Stegleiter ausgebildete elektrische Leiter 6 geschaffen. Zwei der elektrischen Leiter 6 stehen über Verbindungsstücke einstückig mit den entsprechenden elektrischen Leitern 6 des Leiterkanales 5 in Verbindung, wohingegen einer der Leiter 6 des weiteren Leiterkanals 19 eine separate, für eine Schraubverbindung vorgesehene, weitere Klemmkontaktfläche 20 aufweist. An die weitere Klemmkontaktfläche 20 kann z. B. bei einem Kraftfahrzeug über eine angeschlossene elektrische Leitung das Potential Klemme 15R eingespeist werden.

Wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, weist das Nebengerät 2 an seiner einen Querseite vier Kontaktzungen 11 zur elektrischen Verbindung mit einer Kupplungsstelle 9 des Hauptgerätes 1 auf. Selbstverständlich kann, wie vorstehend bereits beschrieben, ein Nebengerät 2 auch nur zwei oder drei Kontaktzungen 11 zur elektrischen Kupplung aufweisen. An der Oberseite des Nebengerätes 2 ist ein Steuergerät 21 angebracht, welches über vier Kontaktmesser an die Kontaktstege 22 des Nebengerätes 2 angeschlossen ist. Der anderen Querseite des Nebengerätes 2 sind zwei Steckplätze 23 für zwei Sicherungen 24 zugeordnet. Mit einer seiner Steckzungen greift jede der beiden Sicherungen 24 in einen der beiden Steckplätze 23 ein, wohingegen jeweils an die andere Steckzunge jeder Sicherung 24 jeweils eine zur Netzstrukur gehörige elektrische Leitung 26 an das Nebengerät 2 angeschlossen werden kann. Zum Anschluß an eine Sicherung 24 ist jede der elektrischen Leitungen 26 mit einem entsprechenden Stecker 25 versehen. So können auf vorteilhafte Art und Weise zur Netzstruktur gehörige elektrische Aggregate mit Strom versorgt, abgesichert und entsprechend der gewünschten Funktionen angesteuert werden.

Claims (18)

1. Zentralelektrik insbesondere für Kraftfahrzeuge zur zentralen Anordnung von elektrischen/elektronischen Sicherungen, Steuergeräten, Verbindungskupplungen, usw., mit einem aus Isolierstoff bestehenden Gehäuse, in welchem mehrere unterschiedliche Potentiale führende elektrische Leiter angeordnet sind, die jeweils Verbindungs- und/oder Abgriffsmöglichkeiten für mehrere mit einer Netzstruktur in Verbindung stehende elektrische Leitungen aufweisen, wobei die Zentralelektrik aus einem Hauptgerät und mehreren mechanisch und elektrisch mit diesem kuppelbaren, jeweils zumindest ein Steuergerät und zumindest eine Sicherung aufweisenden Nebengeräten besteht, wobei das Hauptgerät zumindest einen parallel zu seiner Längserstreckung verlaufenden, zur Aufnahme der die unterschiedlichen Potentiale führenden elektrischen Leiter vorgesehenen Leiterkanal aufweist, der an zumindest einer seiner beiden Längsseiten mehrere Kupplungsstellen zum Anschluß von jeweils einem Nebengerät aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Leiterkanal (5) des Hauptgerätes (1) einen separaten Steckeranschluß (13) für zumindest einen Steuerleiter (7) aufweist und daß der zumindest eine Steuerleiter (7) zum Anschluß von Nebengeräten in zumindest eine der am Leiterkanal (5) vorhandenen Kupplungsstellen (9) hineingeführt ist.

2. Zentralelektrik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (6) parallel zur Längserstreckung des Hauptgerätes (1) verlaufend im Leiterkanal (5) angeordnet sind.

3. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der im Leiterkanal (5) angeordneten elektrischen Leiter (6) als aus Kontaktblech bestehender Stegleiter ausgebildet ist.

4. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der im Leiterkanal (5) angeordneten elektrischen Leiter (6) als mit einem Isoliermantel versehenes, flexibles Kabel ausgebildet ist.

5. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Leiterkanal (5) vorhandenen, zum Anschluß von kompatibel ausgeführten Nebengeräten (2) vorgesehenen Kupplungsstellen (9) als Steckkontaktplätze mit identischer Anschlußkonfiguration bzw. identischem Steckgesicht ausgebildet sind.

6. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Leiterkanal (5) vorhandenen, zum Anschluß von kompatibel ausgeführten Nebengeräten (2) vorgesehenen Kupplungsstellen (9) als Andruckverbinderplätze mit identischer Anschlußkonfiguration bzw. identischem Anschlußgesicht ausgebildet sind.

7. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Leiterkanal (5) vorhandene, zum Anschluß von kompatibel ausgeführten Nebengeräten (2) vorgesehenen Kupplungsstellen (9) als Schneidklemmverbinderplätze mit identischer Anschlußkonfiguration bzw. identischem Anschlußgesicht ausgebildet sind.

8. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede für den Anschluß von Nebengeräten (2) vorgesehene Kupplungsstelle (9) Abgriffsmöglichkeiten zumindest für alle im Leiterkanal (5) des Hauptgerätes (1) geführten Potentiale aufweist.

9. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede für den Anschluß von Nebengeräten (2) vorgesehene Kupplungsstelle (9) zur Festlegung eines Nebengerätes (2) ein mechanisches Halteelement aufweist.

10. Zentralelektrik nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Halteelemente als einstückig an das Gehäuseunterteil (3) des Hauptgerätes (1) angeformte Rastarme (18) ausgebildet sind.

11. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Nebengerät (2) Anbindungsmöglichkeiten für zumindest einen Teil der im Hauptgerät (1) geführten Potentiale aufweist.

12. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Längsseiten des Leiterkanales (5) mehrere identisch aufgebaute Kupplungsstellen (9) zum Anschluß von Nebengeräten (2) vorhanden sind.

13. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptgerät (1) mehr als zwei Leiterkanäle (5) aufweist.

14. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Steuerleiter (7) zum Anschluß von Nebengeräten (2) bis in jede der am Leiterkanal (5) vorhandenen Kupplungsstellen (9) hineingeführt ist.

15. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Anzahl der Kupplungsstellen (9) des Hauptgerätes (1) entsprechende Anzahl von Steuerleitern (7) im Leiterkanal (5) geführt sind, und daß jeder Kupplungsstelle (9) ein separater Steuerleiter (7) zugeordnet ist.

16. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der einerseits an das Hauptgerät (1) kuppelbaren Nebengeräte (2) andererseits an den Endbereich zumindest einer mit der Netzstruktur in Verbindung stehenden elektrischen Leitung (26) angeschlossen ist.

17. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptgerät (1) zur Verwaltung der verschiedenen Kupplungsstellen (9) einen Mikrocomputer aufweist.

18. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptgerät (1) zumindest eine Verbindungsanordnung zur elektrischen und mechanischen Kupplung mit einem weiteren Hauptgerät (1) aufweist.