DE3048451A1

DE3048451A1 - Zentralelektrik fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3048451A1
Application number: DE19803048451
Authority: DE
Inventors: Wolfhard 5600 Wuppertal Polkehn
Original assignee: Kabelwerke Reinshagen GmbH
Current assignee: Kabelwerke Reinshagen GmbH
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1982-07-22
Also published as: DE3048451C2

Description

I#cschreibun
Zentralelektrik für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung betrifft eine Zentralelektrik für Kraftfahrzeuge zum steckbaren Anschluß von elektrischen Bauteilen, wie Sicherungen, Relais, Steckverbinder und dergleichen, an die elektrische Verdrahtung und gegehenenfalls zur steckbaren Verbindung von Teilen der Verdrahtung.
Es ist eine Zentralelektrik für Kraftfahrzeuge bekanntgeworden, bei der eine einzige Leiterplatte vorgesehen ist, die über angelötete Flachsteckhülsen mit Bauteilen, wie Relais, Stecker und dergleichen, verbunden sind, vergleiche die veröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE-OS 26 41 258. Eine einlagige Leiterplatte kann aber nur verhältnismäßig wenige Verbindungen schaffen soll deren Anzahl erhöht werden, ist eine größere Fläche erforderlich.
Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, bei Sicherungsdosen für Kraftfahrzeuge mehrere Leiterebenen vorzusehen, vergleiche die veröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE-AS 19 27 o5o, und diese Über seitlich auf die Rinder aufgeschobene Steckbuchsenverbinder zu verbinden.
Eine weitere Möglichkeit der Verbindung zwischen verschiedenen Leiterplattenebenen, die auch mit Durchkontaktierung bezeichnet wird, ist gegeben, indem bei einer Mehrlagenplatte stiftförmige Anschlußglieder durch entsprechend angeordnete Anschlußbohrungen geschoben werden. Soll eine der Leiterplatten nicht kontaktiert werden, so ist in dem entsprechenden Bereich dieser Platte eine größere Bohrung vorgesehen, vergleiche die veröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE-OS 27 36 245.
Diese Ausbildung bringt jedoch verschiedene Nachteile, wenn sogenannte gedruckte Leiterplatten verwendet werden.
Daher wurde auch schon vorgeschlagen, einseitig isolierte Bänder in Nuten auf beiden Seiten einer Isolierplatte zu befestigen und senkrecht hierzu eine zweite Schar von einseitig isolierten Leiterbahnen in parallel angeordneten Nuten der Isolierplatten zu halten und die Leiterbahnen den Erfordernissen entsprechend durch Punktschweißung miteinander zu verbinden, vergleiche die veröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE-AS 28 36 166. Desgleichen können hier die Leiterbahnen verschiedener Ebenen über abgewinkelte Verlängerungen durch Punktschweißung verbunden werden. Die Herstellung einer solchen Verdrahtung erfordert jedoch mindestens 9 Lagen. Zwar fallen teuere Stanzwerkzeuge weg, dafür ist jedoch eine aufwendige Schweißsteuerung erforderlich. Auch die besonders ausgebildeten, isolierenden Zwischenschichten verteuern die Herstellung, ebenso wie die gleichförmige Ausbildung aller Leiterquerschnitte, die sich nach der maximalen Stromstärke richten muß, zu höheren Materialkosten führt.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Zentraleinheit für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die zwar herkömmliche Blechplatinen, jedoch möglichst wenig Einzellagen, sprich Leiterplatten und Isolierplatten, umfaßt, um zu einer möglichst schnellen und sicheren Montage zu gelangen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Zentralelektrik für Kraftfahrzeuge zum steckbaren Anschluß von elektrischen Bauteilen, wie Sicherungen, Relais, Steckverbinder und dergleichen, an die elektrische Verdrahtung und gegebenenfalls zur steckbaren Verbindung von Teilen der Verdrahtung gekennzeichnet durch die Kombination folgender Meriunale: a) Zwei rechteckige, parallel übereinander angeordnete Leiterplatten aus Metallblech; b) zwei rechteckige, zwischen den Leiterplatten angeordnete und deren Leiterzüge fixierende Isolierplatten aus Kunststoff; c) elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen, in der Leiterplattenebene verlaufenden Leiterzügen derselben Leiterplatte in Form von an den Seitenrändern der Leiterplatten verlaufenden, ab- oder umgebogenen Verbindungsbrücken; d) elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Leiterzügen der oberen und denen der unteren Leiterplatte in Form von an den Seitenrändern der Leiterplatte ab- oder umgebogenen und miteinander verbundenen Verbindungsfahnen und e) senkrecht zu den Leiterplattenebenen verlaufende Steckkontakte zum Anschluß der steckbaren elektrischen Bauteile, sowohl an Leiterzüge der unteren als auch der oberen Leiterplatte.
Zur erleichterten Herstellung kann je Leiterplatte eine zusätzliche, äußere Isolierplatte vorgesehen sein, die zum Fixieren der Leiterzüge mit der jeweiligen inneren Isolierplatte, insbesondere durch Öffnungen der Leiterzüge hindurch, verbunden sind. Zweckmäßigerweise sind in der oberen Leiterplatte nur Steckerbuchsen und in der unteren Leiterplatte nur Steckerfahnen angeordnet.
Dabei können die Steckerbuchsen mit den Leiterzügen der oberen Leiterplatte verlötet oder verschweißt sein.
Die Abgänge der Leiterzüge der unteren Leiterplatte hingegen können als Steckerfahnen ausgebildet sein. Eine sehr raumsparende Bauweise ergibt sich, indem die obere Leiterplatte etwas breiter und/oder länger ausgebildet ist als die untere Leiterplatte und indem nach unten abgebogene Verbindungsbrücken der beiden Leiterplatten mit Abstand zueinander parallel verlaufen. Zum erleichterten Verbinden der beiden Leiterplatten können die Verbindungsfahnen einer Seite nebeneinander in einer Reihe angeordnet sein und verläuft diese Reihe parallel zu den Verbindungsbrücken. Die Verbindungsfahnen können dann unlösbar, insbesondere mittels Löten und Schweißen miteinander verbunden werden. Zur schützenden Aufnahme der Leiterplatten umfassen ein wannenförmiges Unterteil und ein mit diesem verbundenes, deckelfönniges Oberteil aus Kunststoff die miteinander verbundenen Leiterplatten allseitig und sind in diesen Teilen Öffnungen zum Durchtritt der Steckkontakte der Leiterplatten und/oder der Steckkontakte der anzuschließenden Bauteile und/oder zur Aufnahme der bauteile selbst vorhanden.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist eine kompakte Zusammenfassung aller Strompfade bei einem Aufbau von maximal sechs bis acht Schichten möglich. Die einzelnen Leiterzüge können im Ouerschnitt optimal ausgelegt werden, was zu einer Material- und vor allem Gewichtseinsparung führt. Die Verbindung der beiden Leiterplatten kann durch eine einfache Löt- oder Schweißvorrichtung erfolgen. Die elektrische Verbindung zu den anzuschließenden Bauteilen kann durch direktes Stecken oder über stoffschlüssig angebrachte Zwischenteile (Steckbuchsen) ohne große tJbergangswiderstände erfolgen. Die Steckanschlilsse können in einfacher Weise zu Gruppen zusammengefaßt werden, so daß nur wenige mehrpolige Steckverbinder verwendet werden müssen, was die Herstellung des anzuschließenden Kabelsatzes verbilligt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher beschrieben wird.
Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die Zuordnung der einzelnen Bauteile der Zentralelektrik vor ihrem Zusammenbau.
Figur 2 zeigt einen Schnitt quer durch die fertige Zentralelektrik mit einigen eingesteckten Bauteilen.
Figur 3 zeigt einen Ausschnitt der Figur 2, wobei eine Abwandlung der Erfindung angedeutet ist.
Figur 4 zeigt in größerem Maßstab den Verbindungsbereich zweier Leiterplatten nach der Figur 2.
Die Zentralelektrik besteht aus zwei ausgestanzten Leiterplatten aus Blech, nämlich einer unteren Leiterplatte 1 und einer oberen Leiterplatte 2. Die untere Leiterplatte 1 ist an mehreren Punkten mit einer unteren Isolierplatte 3 aus Kunststoff, die obere Leiterplatte 2 ist mit einer gleichartigen oberen Isolierplatte 4 verbunden, zum Beispiel durch Kleben, Nieten, formschlüssiges Verbinden oder dergleichen. Die Isolierplatten 3 und 4 geben den einzelnen Leiterzügen, zum Beispiel 5 und 6 bei der Leiterplatte 1 bzw. 7 und 8 bei der Leiterplatte 2, ausreichend Halt, so daß keine Kurzschlüsse zwischen diesen nebeneinander liegenden Le iterz ilgen einer Leiterplatte 1 oder 2 entstehen können. Jede Leiterplatte 1 und 2 weist verschiedene Leiterzüge auf, die miteinander verbunden sein müssen. Da in der eigentlichen Plattenebene keine Möglichkeit hierzu vorhanden ist - da ein oder mehrere andere Leiterzüge den Weg kreuzen würden , sind diese Verbindungen an die äußeren Seitenränder der Leiterplatten 1 und 2 verlegt worden: So sind die Leiterzüge 5 und 6 bei der Leiterplatte 1 über eine Verbindungsbrücke 9 miteinander verbunden. Eine andere Verbindungsbrücke ist mit 1o bezeichnet. Bei der Leiterplatte 2 sind die Verbindungsbrücken 11 bis 14 zu erkennen. Die Verbindungsbrücken 9 bis 14 sind von der Ebene der jeweiligen Leiterplatte 1 bzw. 2 etwa senkrecht abgewinkelt. Die Breiten der Leiterplatten 1 und 2 wurden dabei so gewählt, daß die Verbindungsbrücken 9 bis 14 der verschiedenen Leiterplatten 1 und 2 parallel senkrecht nebeneinander angeordnet sind, wie dies aus Figur 2 deutlich zu erkennen ist.
Zur Verbindung der Leiterplatten 1 und 2 sind an der Leiterplatte 1 Verbindungsfahnen 15 nach oben und an der Leiterplatte 2 Verbindungsfahnen 16 nach unten abgewinkelt. Die Verbindungsfahnen 15 und 16 sind an den beiden Seitenrändern der Leiterplatten 1 und 2 in je einer Reihe angeordnet, die parallel zu den Verbindungsbrücken 9 bis 14 verläuft. Jeder Verbindungsfahne 15 der Leiterplatte 1 ist eine Verbindungsfahne 16 der Leiterplatte 2 zugeordnet. Jede Verbindungsfahne 15 und 16 ist zweifach gekröpft, so daß jeweils planebene Verbindungsflächen 17, 18 aufeinander liegen, dies ist deutlich aus der Figur 4 zu erkennen. Die Verbindungsflächen 17 und 18 sind unlösbar, zum Beispiel mittels Schweißen oder Löten miteinander verbunden.
Die Leiterplatte 1 umfaßt verschiedene ausgestanzte und nach unten abgebogene - siehe Pfeil A in Fig. 4 - Abgänge von Leiterzügen, die als Steckerfahnen 19 ausgebildet sind: Diese Steckerfahnen 19 ragen in oeffnungen 20 eines wannenartigen Unterteils 21. Die Öffnungen 20 sind nach unten so erweitert, daß sie Steckbuchsen enthaltene Einzel- oder Mehrfachsteckverbinder aufnehmen können.
Die Leiterplatte 2 hingegen ist mit angelöteten oder angeschweißten Steckbuchsen 22, 22' versehen, die nach oben in Öffnungen 23, 23' eines deckelförmigen Oberteiles 24 ragen. Die Öffnungen 23 und 23' dienen zur Aufnahme von Steckerzungen 25 und 25' von anzuschließenden Bauteilen, wie Relais 26 oder steckbaren Sicherungen 27; letztere sind teilweise selbst von den Öffnungen 23 aufgenommen. Es können jedoch auch Einzel- oder Mehrfachstecker und dergleichen mit entsprechenden Steckerzungen aufgenommen werden.
Das Unterteil 21 und das Oberteil 24 sind ebenfalls an ihren umlaufenden Flächen - gegebenenfalls unlösbar, zum Beispiel mittels Ultraschall - miteinander verbunden, so daß sich eine geschützte Anordnung der elektrischen Verdrahtung der Zentralelektrik ergibt.
Eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles ist in Figur 3 angedeutet. Hier sind die Leiterplatten 1' und 2' zwischen je einer inneren Isolierplatte 3' bzw. 4' und je einer äußeren Isoliernlatte 28 bzw. 29 eingeschlossen.
Diese Anordnung kann insbesondere dann gewählt werden, wenn zur Vorfertigung der Leiterplatten die Leiterzüge zum Beispiel in vorgeformte Nuten, Kanäle und dergleichen der Isolierplatten 3', 4' oder 28 und 29 eingelegt werden sollen. Die Isolierplatten 3' und 28 werden dann miteinander verbunden, ebenfalls die Isolierplatten 4' und 29.
Dabei müssen Öffnungen 28 a, 29 a zum Durchtritt der Steclcerfahnen und der Steckerbuchsen vorgesehen werden.

Claims

Patentansprüche Zentralelektrik für Kraftfahrzeuge zum steckbaren Anschluß von elektrischen Bauteilen, wie Sicherungen (27), Relais (26), Steckverbinder und dergleichen, an die elektrische Verdrahtung und ggf. zur steckbaren Verbindung von Teilen der Verdrahtung, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale: a) zwei rechteckige, parallel übereinander angeordnete Leiterplatten (1, 2) aus Metallblech; b) zwei rechteckige, zwischen den Leiterplatten (1, 2) angeordnete und deren Leiterzüge (5, 6, 7, 8) fixierende Isolierplatten (3, 4) aus Kunststoff; c) elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen, in der Leiterplattenebene verlaufenden Leiterzügen (5, 6, 7, 8) ein und derselben Leiterplatte (1, 2) in Form von an den Seitenrändesrn der Leiterplatten (1, 2) verlaufenden, ab- oder umgebogenen Verbindungsbrücken (9, lo, 11, 12, 13, 14); d) elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Leiterzügen (7, 8; 5, 6) der oberen (2) und denen der unteren Leiterplatte (1) in Form von an den Seitenrändern der Leiterplatten (1, 2) ab- oder umyehogenen und miteinander verbundenen Verbindungsfahnen (15, 16) und e) senkrecht zu der Leiterplattenebene verlaufende Steckkontakte (19, 22, 22') zum Anschluß der steckbaren elektrischen Bauteile (26, 27) sowohl an Leiterzge (5, 6; 7, 8) der unteren (1) als auch der oberen Leiterplatte (2).
Zentralelektrik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Leiterplatte (1, 2) eine zusätzliche äussere Isolierplatte (28, 29) angeordnet ist, die zum Fixieren der Leiterzüge (5, 6, 7, 8) jeder Leiterplatte (1, 2) mit der jeweiligen inneren Isolierplatte (3, 4), insbesondere durch Öffnungen in der Leiterplatte (1, 2) hindurch, verbunden ist.
j, Zentralelektrik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Leiterplatte (2) nur Steckerbuchsen (22, 22') und in der unteren Leiterplatte (1) nur Steckerfahnen (19) angeordnet sind.
4. Zentrale]ektrik nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerbuchsen (22, 22') mit den Leiterzügen (7, 8) der oberen Leiterplatte (2) verlötet oder verschweißt sind.
5. Zentralelektrik nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgänge von Leiterzügen (5, 6) der unteren Leiterplatte (1) als Steckerfahnen (19) ausgebildet sind.
6. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Leiterplatte (2) etwas breiter und/oder länger ausgebildet ist als die untere Leiterplatte (1) und daß nach unten abgebogene Verbindungsbfllcken (9 lo; 11, 12, 13, 14) der beiden Leiterplatten (1, 2) mit Abstand zueinander parallel verlaufen.
7. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfahnen (15, 16) an einem Leiterplattenrand in einer Reihe angeordnet sind und diese Reihe parallel zu den Verbindungsbrücken (9, lo, 11, 12, 13, 14) verläuft.
8. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfahnen (15, 16) unlösbar, insbesondere mittels Löten oder Schweissen, miteinander verbunden sind.
9. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein wannenförmiges Unterteil (21) und ein mit diesem verbundenes, deckelförmiges Oberteil (24) aus Kunststoff die miteinander verbundenen Leiterplatten (1, 2) allseitig umfassen und in diesen Teilen (21, 24) Öffnungen (20, 23, 23') zum Durchtritt der Steckkontakte (19, 22, 22') der Leiterplatten (1, 2) und/oder der Steckkontakte (26 a, 27 a) der anzuschließenden Bauteile (26, 27) und/oder zur Aufnahme dieser Bauteile (26, 27) selbst vorhanden sind.