DE2836166B1 - Zentralelektrik in Kraftfahrzeugen,und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

• Hierdurch wird wohl die Vielzahl der einzelnen Stanzwerkzeuge eingeschränkt, jedoch treten an deren Stelle einige komplizierte und damit teurere Werkzeuge. Bei einer Änderung in der Schaltung müssen diese geändert werden, was zumeist so schwierig ist, daß man lieber ein neues Stanzwerkzeug fertigt, was wiederum sehr kostenaufwendig ist.
• Weiter sind Zentralelektriken bekannt, bei denen gedruckte Leiterplatten verwendet werden. Hierdurch sind teuere Stanzwerkzeuge eingespart, und man ist im Falle einer Schaltungsänderung auch flexibler, da sich eine neue gedruckte Leiterplatte schneller und billiger erstellen läßt als ein Stanzwerkzeug.
• Als nachteilig hat sich in der Praxis herausgestellt, daß sich bei höheren Strömen und der dabei auftretenden Erwärmung Leiterbahnen von der Isolierplatte lösen oder Risse bekommen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zentralelektrik zu erstellen, die den Aufwand an Stanzwerkzeugen erheblich reduziert, die Durchkontaktierung der Leiterbahnen verschiedener Leiterplatten untereinander über genietete und/oder verlötete Stifte vermeidet, interne Steckverbindungen zwischen Leiterbahnen und Sicherungshalterungen sowie Relaisanschlüssen ausschließt, das Anschlußstecksystem variabler macht, die Funktion verbessert, eine einfache, kostengünstige Montage bewirkt und bei der sich Schaltungsänderungen leicht und schnell ohne großen Kostenaufwand durchführen lassen.
• Diese Aufgabe wird bei einer Zentralelektrik nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Leiterbahnen als geradlinige, mindestens einseitig isolierte Bänder, deren Enden als Stecker ausgebildet sein können, in einem bestimmten seitlichen Abstand, der dem von daran anschließbaren Mehrfachsteckverbindungen entspricht, in parallel angeordneten Nuten auf beiden Seitenflächen der Isolierplatten befestigt sind und daß senkrecht zu diesen ersten Leiterbahnen, direkt über diesen liegend, ebenfalls mindestens einseitig isolierte zweite Leiterbahnen in gleichem seitlichen Abstand wie die ersten Bänder in parallel angeordneten Nuten der Isolierplatten gehalten sind, wobei die isolierten Seitenflächen der ersten und zweiten Leiterbahnen einander zugekehrt sind und sowohl diese sich kreuzenden Leiterbahnen einer Isolierplattenseite untereinander als auch mit Leiterbahnen der anderen Isolierplattenseite den Schaltungserfordernissen entsprechend durch Punktschweißung miteinander verbunden sind.
• Dadurch ist es möglich, teuere Stanzwerkzeuge einzusparen, Lötverbindungen, die die Gefahr von Kaltlötstellen in sich bergen, zu vermeiden, ein Mehrfach-Steckverbindungssystem ohne weitere Zwischenglieder, die Spannungsabfall erzeugen, anzuschließen, d. h. die Funktion zu verbessern, Schaltungsänderungen schnell und ohne großen Kostenaufwand realisieren zu können und eine einfache kostengünstige Montage zu erreichen.
• Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Zentralelektrik nach der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 enthalten.
• Der Fortfall von mit den Leiterbahnen vernieteten und/oder verlöteten Verbindungsstiften und damit die Vertneidung von anfälligen Übergangsstellen wird dadurch erreicht, daß Leiterbahnen einer Isolierplatte mit Leiterbahnen einer oder mehrerer anderer Isolierplatten über abgewinkelte Verlängerungen durch Punktschweißung verbunden sind (Anspruch 2).
• Nach Anspruch 3 sollen alle sechs Seiten der Zentralelektrik Stecker aufweisen, die einstückig an die Leiterbahnen angelängt sind. Hierdurch können Kabelbäume von Verbrauchern, die an die Zentralelektrik angeschlossen werden, auf dem kürzesten Weg an diese herangeführt werden. Eine Zusammenballung von Kabelbäumen an einer Stelle, die bei auszuführenden Reparaturen sehr hinderlich ist, wird vermieden.
• Die Ausbildung von Leiterbahnenden als Sicherungshalter oder Sicherungskontaktfedern oder Steckhülsen für Relais - nach Anspruch 4 - erbringt neben einer Montagevereinfachung und Kosteneinsparung für gesonderte Stanz- und Biegewerkzeuge zur Herstellung entsprechender Zwischenglieder, wie Steckhülsen mit angelängten Kontaktfedern, eine elektrische Funktionsverbesserung durch den Fortfall von Spannungsabfall erzeugenden Übergangsstellen.
• Die Ausstattung der Leiterbahnen mit Dehnungsbögen - nach Anspruch 5 - schaltet durch Wärmeeinwirkung auftretende Spannungen in den Leitermatten aus und stellt somit eine elektrische Funktionsverbesserung dar.
• Durch die Ausbildung nach Anspruch 6, die Isolierplatten im Bereich der Nuten mit Durchbrüchen oder Vertiefungen zur Aufnahme der Dehnungsbögen zu versehen, wird Platz in der Höhe des Zentralelektrikaufbaues eingespart.
• Die Durchbrüche ergeben dabei die Möglichkeit, Leiterbahnen einer Isolierplattenseite mit Leiterbahnen der anderen Isolierplattenseite im Bereich der zueinander hin gerichteten Dehnungsbögen ohne besondere Verbindungselemente durch Punktschweißung zu verbinden.
• Dadurch, daß in der Mitte der Durchbrüche - nach Anspruch'7 - eine filmartige Platte stehenbleibt, wird eine Isolation zwischen zwei aufeinander hin gerichteten Dehnungsbögen zweier Leiterbahnen erhalten, die im Falle der Erfordernis einer Durchkontaktierung weggelocht wird.
• Die Ausrüstung der Isolierplatten mit Klipselementen, mit denen sie gegenseitig verklipsbar sind (Anspruch 8), ermöglicht eine einfache Montage mehrerer bestückter Isolierplatten übereinander ohne zusätzliche Hilfsmittel.
• Dadurch, daß - nach Anspruch 9~mit Leiterbahnen bestückte, übereinander liegende Isolierplatten durch eine Isolierzwischenlage voneinander getrennt sind, ergibt sich eine niedrigere Bauweise als wenn zwischen den Leiterbahnen ein Luftabstand gewahrt werden müßte.
• Anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Bauelemente einer Zentralelektrik gemäß der Erfindung in Seitenansicht, F i g. 2 die Zentralelektrik in Seitenansicht mit Steckanschlüssen, F i g. 3 einen Teilschnitt durch eine Isolierplatte mit eingelegten Leiterbahnen, F i g. 4 eine Seitenansicht der Zentralelektrik mit der Durchverbindung der Leiterbahn einer Isolierplatte zu einer Leiterbahn einer anderen Isolierplatte sowie mit Steckhülsen für Relais, F i g. 5 eine Teil-Seitenansicht der Zentralelektrik mit Sicherungshalter und Sicherungskontaktfeder, F i g. 6 die Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Isolierplatte, F i g. 7 den Schnitt durch die Isolierplatte gemäß Schnittlinie 1-1 in F i g. 6, F i g. 8 den Schnitt durch die Isolierplatte gemäß der Schnittlinie ll-ll in F i g. 6, F i g. 9 einen Schnitt durch die Klipseinrichtung zweier Isolierplatten, Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Fertigungsvorrichtung in Seitenansicht, F i g. 11 dto., jedoch in Draufsicht.
• Der Aufbau einer Zentralelektrik ist am Beispiel einer solchen mit zwei Isolierplatten 1, auf denen beidseitig Leitermatten 2 befestigt werden, die aus Leiterbahnen 3 und diese rechtwinklig kreuzenden Leiterbahnen 4 bestehen, wobei die Enden der Leiterbahnen 3 und 4 als Stecker 16 ausgebildet sein können, aus F i g. 1 ersichtlich. Zwischen die mit den Leitermatten 2 bestückten Isolierplatten 1 wird eine Isolierzwischenlage 5 eingelegt. Abdeckplatten 6 und 7 bilden die Verkleidung für die beiden äußeren Leitermattenflächen.
• Die Abdeckplatten 6 und 7 und die Isolierplatten 1 werden durch Klipselemente 8 (Fig.9) in bekannter Weise zusammengehalten.
• Die Isolierplatte 1 ist, wie aus den F i g. 6, 7 und 8 zu entnehmen, auf beiden Seiten mit Längsnuten 9 und um 900 dazu versetzten Quernuten 10 zur Aufnahme der Leiterbahnen 3 und 4 ausgestattet. Durchbrüche 11 und Vertiefungen 12 dienen der Aufnahme von Dehnungsbögen 13 der Leiterbahnen 3 und 4.
• In Fig. 3 sind die beiderseits einer Isolierplatte 1 angeordneten, mit mindestens einer Isolierschicht 21, 21' versehenen Leiterbahnen 3 und 4 mit ihren Dehnungsbögen 13 zu erkennen. Bei 14 ist eine Leiterbahn 3 einer Isolierplattenseite mit einer Leiterbahn 3 der anderen Isolierplattenseite punktverschweißt, was durch den Durchbruch 11 möglich ist. Mit 15 ist eine filmartige Platte im Durchbruch 11 gekennzeichnet, die der Isolation dient. Grundsätzlich können alle Durchbrüche einer Isolierplatte derart verschlossen sein. Die filmartigen Platten werden dann nur an den Stellen, wo die Schaltung eine Durchkontaktierung erfordert, durch Lochen entfernt.
• Daß Stecker 16 an allen Seiten der Zentralelektrik möglich sind, ist in F i g. 2 zu erkennen.
• Eine Durchkontaktierung ohne besonderes Zwischenglied über eine abgewinkelte Verlängerung 22 von der Leiterbahn 3 einer Isolierplatte 1 zu einer Leiterbahn 3 einer anderen Isolierplatte 1 sowie einstückig an die Leiterbahnen angeformte Steckhülsen 17 für Relais zeigt Fig. 4.
• In F i g. 5 ist ein an eine Leiterbahn einstückig angeformter Sicherungshalter 18 sowie eine ebenfalls an eine Leiterbahn einstückig angeformte Sicherungskontaktfeder 19 mit eingespannter Sicherung 20 erkennbar.
• Wie in Fig. 10 und 11 dargestellt, werden die Leiterbahnen 3 und 4 als Endlosbänder von Rollen 30 und 31, die gegenseitig um 900 versetzt angeordnet sind und deren Abstand voneinander dem Abstand der Nuten 9 und 10 der Isolierplatten 1 entspricht, abgespult und einer Einrichtung 32 bzw. 32' zugeführt, in der sie abgelängt 33 und abgeschnitten 34 werden und in der die Dehnungsbögen gedrückt 35 werden und erforderliche Abwinkelungen und Lochungen erfolgen 36. Die so hergerichteten Leiterbahnen 3 und 4 werden anschließend in einen Aufnahmeraum 37 transportiert, von wo aus sie mit diesem Rahmen einer Schweißeinheit 38 zugeführt werden, in der die erforderlichen Kontaktierungen der Leiterbahnen 3 und 4 durch Punktschweißung erfolgen und damit die Leitermatten 2 erstellt werden. Von dort werden sie in eine Trenneinrichtung 39 weitergeleitet, wo, den Schaltungserfordernissen entsprechend, einzelne Stücke von Leiterbahnen herausgeschnitten werden. In einer weiteren Einheit 40, der außer den verschweißten Leitermatten 2 auch die Isolierplatten 1 zugeleitet werden, erfolgt die beiderseitige Einlage der Leitermatten 2 in die Isolierplatte 1, worauf in einer weiteren Schweißeinrichtung 41, entsprechend dem Schaltplan, die Durchkontaktierung von Leiterbahnen 3 der oberen Isolierplattenseite mit Leiterbahnen 3 der unteren Isolierplattenseite durch die Durchbrüche 11 hindurch mittels Punktschweißung durchgeführt wird.

Claims (10)

1. Patentansprüche: 1. Zentralelektrik in Kraftfahrzeugen zur Aufnahme von Leitungsverbindungen, Sicherungen, Relais und Steckern und/oder Kupplungen zum Anschluß von Kabelbäumen, bestehend aus mehreren übereinander angeordneten Isolierplatten, die auf beiden Seiten Leiterbahnen tragen, von denen je nach Schaltungserfordernissen eine Anzahl auf einer Seite einer Isolierplatte mit Leiterbahnen auf der anderen Seite derselben Isolierplatte und/oder mit Leiterbahnen einer oder mehrerer weiterer Isolierplatten durchkontaktiert ist, wobei mindestens eine Isolierplatte Sicherungs- und Relaishalte- sowie Steckverbindungselemente aufweist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (3) als geradlinige, mindestens einseitig isolierte Bänder, deren Enden als Stecker (16) ausgebildet sein können, in einem bestimmten seitlichen Abstand, der dem von daran anschließbaren Mehrfachsteckverbindungen entspricht, in parallel angeordneten Nuten (9) auf beiden Seitenflächen der Isolierplatten (1) befestigt sind und daß senkrecht zu diesen ersten Leiterbahnen (3), direkt über diesen liegend, ebenfalls mindestens einseitig isolierte zweite Leiterbahnen (4) in gleichem seitlichen Abstand wie die ersten Bänder in parallel angeordneten Nuten (10) der Isolierplatten (1) gehalten sind, wobei die isolierten Seitenflächen der ersten und zweiten Leiterbahnen (3 und 4) einander zugekehrt sind und sowohl diese sich kreuzenden Leiterbahnen (3 und 4) einer Isolierplattenseite untereinander als auch mit Leiterbahnen der anderen Isolierplattenseite den Schaltungserfordernissen entsprechend durch Punktschweißung (14) miteinander verbunden sind.
2. 2. Zentralelektrik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Leiterbahnen (3) einer Isolierplatte (1) mit Leiterbahnen einer oder mehrerer anderer Isolierplatten über abgewinkelte Verlängerungen (22) durch Punktschweißung verbunden sind.
3. 3. Zentralelektrik nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle sechs Seiten der Zentralelektrik Stecker (16) aufweisen, die einstükkig an die Leiterbahnen (3 bzw. 4) angelängt sind.
4. 4. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Leiterbahnenden als Sicherungshalter (18) oder Sicherungskontaktfedern (19) oder Steckhülsen (17) für Relais ausgebildet sind.
5. 5. Zentralelektrik nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (3; 4) Dehnungsbögen (13) aufweisen.
6. 6. Zentralelektrik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatten (1) im Bereich der Nuten (9; 10) Durchbrüche (11) oder Vertiefungen (12) zur Aufnahme der Dehnungsbögen (13) aufweisen.
7. 7. Zentralelektrik nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Durchbrüche (11) eine filmartige Platte (15) stehenbleibt.
8. 8. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatte (1) Klipselemente (8) besitzen, mit denen sie gegenseitig verklipsbar sind.
9. 9. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit Leiterbahnen (3; 4) bestückte, übereinander liegende Isolierplatten (1) durch eine Isolierzwischenlage (5) voneinander getrennt sind.
10. 10. Verfahren zur Herstellung einer Zentralelektrik gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage in einer automatisierten Vorrichtung erfolgt, wobei die Leiterbahnen (3; 4) als Endlosbänder von im Abstand der Nuten (9; 10) der Isolierplatten (1) und gegenseitig um 900 versetzt angeordneten Rollen (30; 31) in einer Einrichtung (32 bzw. 32') abgespult, abgelängt (33) und abgeschnitten (34) werden, in der auch die Dehnungsbögen gedrückt (35) werden und erforderliche Abwinkelungen und Lochungen, z. B. für Stecker (16), Sicherungshalter (18), Sicherungskontaktfedern (19) und Relais-Steckhülsen (17) erfolgen (36), wobei anschließend die Leiterbahnen (3; 4) in einen Aufnahmerahmen (37) transportiert, danach einer Schweißeinheit (38) und gegebenenfalls einer Trenneinrichtung (39) zugeführt werden, wonach sie in einer Einrichtung (40) in die Isolierplatten (1) eingesetzt werden, worauf anschließend in einer weiteren Schweißeinrichtung (41) die den Schaltungserfordernissen entsprechenden Verbindungen von Leiterbahnen (3) einer Isolierplattenseite mit Leiterbahnen (3) der anderen Isolierplattenseite hergestellt werden.

    Die Erfindung betrifft eine Zentralelektrik nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

    Es sind Zentralelektriken bekannt, bei denen in Sandwich-Bauweise auf Isolierplatten einzeln ausgestanzte Leiterbahnen befestigt sind, wobei einzelne Leiterbahnen einer Isolierplatte mit Leiterbahnen einer oder mehrerer anderer Isolierplatten über Stifte mittels Nietung und/oder Lötung durchkontaktiert sind und die freien Enden der Stifte als Steckanschlüsse ausgebildet sind. Außerdem beinhalten solche Zentralelektriken noch eine Sicherungsleiste, bei der federnde Kontaktzungen mit Steckbuchsen ausgestattet sind, in die Zungen der Leiterbahnen greifen, und eine Relaisanschluß-Sockelleiste, die mit Steckbuchsen ausgestattet ist, in die ebenfalls Zungen von Leiterbahnen gesteckt sind.

    Zur Herstellung einer solchen Zentralelektrik ist eine Vielzahl von Stanzwerkzeugen erforderlich. Die Montage ist sehr aufwendig, da die einzelnen Leiterbahnen mit angenieteten und/oder verlöteten Verbindungs- und Steckerstiften auf die verschiedenen Isolierplatten an die richtige Stelle plaziert werden müssen. Die internen Steckverbindungen der Leiterbahnen mit den Sicherungshalterungen bzw. mit der Relaiskontaktleiste erzeugen zusätzliche Übergangswiderstände, die nicht gleich bei der elektrischen Funktionsprüfung im Neuzustand feststellbar zu sein brauchen, sondern erst im Gebrauch auftreten können.

    Es sind auch Zentralelektriken bekannt, bei deren Herstellung die ausgestanzten Leiterbahnen zunächst noch als Gesamtplatine an verschiedenen Verbindungspunkten zusammenhängen. Nach Aufbringen dieser Platinen auf die Isolierplatten werden die Platinen an den Verbindungspunkten in einem gesonderten Arbeitsgang durch Stanzen getrennt, so daß man einzelne Leiterbahnen erhält.