DE69917162T2

DE69917162T2 - Elektrische Verbindungsdose

Info

Publication number: DE69917162T2
Application number: DE69917162T
Authority: DE
Inventors: Shinji Yokkaichi-city Kawakita
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: DE69917162D1; EP0985585B1; EP0985585A2; EP0985585A3; US6220875B1; CN1192464C; JP2000092660A; CN1247401A; JP3336971B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsdose, die insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen gestaltet ist. Genauer gesagt schafft sie eine hochdichte Verzweigungsschaltung, bei der der Drahtverbindungsabschnitt auf einer Sammelschiene ist, die auf eine elektrisch isolierende Platte geschichtet ist, und der Draht als eine Zwischenverbindung dient, wodurch die Verdrahtungseffizienz der Sammelschiene erhöht wird. Die Elemente befinden sich vorzugsweise innerhalb der elektrischen Verbindungsdose. Die Erfindung wird unter Bezug auf ein Kraftfahrzeug beschrieben, aber ihre Verwendung ist nicht hierauf begrenzt.
Hintergrund der Erfindung
In den zurückliegenden Jahren sind Anzahl und Mannigfaltigkeit der elektronischen Teile, die in Kraftfahrzeugen installiert werden, schnell gestiegen. Als Ergebnis müssen die Schaltungen, die in elektrischen Kraftfahrzeugverbindungsdosen enthalten sind, ebenfalls vergrößert werden. Bei einem Versuch zur Ausbildung von hochdichten Verzweigungsschaltungen wurden Sammelschienen und Druckverbindungen zwischen dem Draht und dem Anschluß verwendet. Wie insbesondere in der 3 gezeigt, müssen Sammelschienen 7 und 8 miteinander verbunden werden. Zwischen ihnen liegt jedoch die Sammelschiene 9. Um zwischen den Sammelschienen 7 und 8 und der Sammelschiene 9 einen elektrischen Kontakt zu vermeiden, wird der Draht 6 zwischen Klingen 11 gepreßt, wodurch die Sammelschiene 9 nicht berührt wird und die elektrische Verbindung zwischen den Sammelschienen 7 und 8 sichergestellt wird.
Wie in der 4 gezeigt, trägt die isolierende Platte 4D die Sammelschienen 7 und 8. Verbindungsabschnitte 10 gehen durch Öffnungen 17 in der isolierenden Platte 4E und Klin gen 11 schneiden durch die Isolation der Drähte 6, um mit deren Kernen einen elektrischen Kontakt herzustellen. Eine weitere Modifikation ist in der 5 gezeigt, wobei die isolierende Platte 4C die Sammelschiene 9 trägt und die isolierende Platte 4D die Sammelschienen 7 und 8 trägt. Der Verbindungsabschnitt 10 der Sammelschiene 9 geht durch die Öffnung 17 in der isolierenden Platte 4D und durch die Öffnung 17 in der isolierenden Platte 4E. Da die Sammelschienen 7 und 8 auf der isolierenden Platte 4D sitzen, müssen deren Verbindungsabschnitte 10 nur durch die Öffnungen 17 in der isolierenden Platte 4E hindurchgehen. Da jedoch die Sammelschiene 9 auf der isolierenden Platte 4C sitzt, geht der Abschnitt 10 durch die Öffnungen 17 in den Platten 4D und 4E.
Das Sammelschienenverfahren ist jedoch so, dass eine erhöhte Anzahl von Schaltungen in der Verbindungsdose von einer Verminderung der Anzahl der Schaltungen, die in einer einzigen Schicht platziert werden können, begleitet ist. Somit muss eine größere Anzahl von Schichten vorgesehen werden, wodurch die Verbindungsdose größer und komplexer wird.
Wenn andererseits Druckverbindungsverfahren verwendet werden, ist die Schaltungsdichte erhöht, und Gestaltungsänderungen können leicht implementiert werden; es resultieren jedoch größere Ausrüstungskosten. In einigen Fällen werden die zwei Verfahren kombiniert. Bei derartigen Strukturen sind Sammelschienenschichten mit Schichten, die aus Drähten und Druckverbindungsanschlüßen gebildet, gestapelt. Diese Schichten werden an externe Schaltungen angeschlossen. Dieses kombinierte Verfahren führt jedoch zu höheren Herstellungskosten und erzeugt Probleme bei der Herstellung von billigen Kraftfahrzeugen.
In der US PS 4950168 ist eine elektrische Verbindungsdose offenbart. Sie kann in eine Anzahl von separat ausgebildeten Verbindungsblöcken getrennt werden, die jeweils Anschlüsse haben, in welche eine Anzahl von Leitern eingepreßt sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache Struktur für die internen Schaltungen in einer elektrischen Verbindungsdose zu schaffen, wobei ermöglicht wird, dass diese Schaltungen in einer hochdichten Konfiguration angeordnet werden können. Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen solchen Schaltkreis zu schaffen, bei dem die Drähte auf einmal mit den Sammelschienen druckverbunden werden können, die Schaltungen leicht ausgetauscht werden können und daraus eine billige Verbindungsdose resultiert, die für die Massenproduktion von billigen Kraftfahrzeugen geeignet ist.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch eine elektrische Verbindungsdose gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche behandeln Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung.
Bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung in die Praxis wird eine elektrische Verbindungsdose geschaffen, die wenigstens eine im wesentlichen planare, isolierende Basisplatte enthält. Auf oder neben der ersten Oberfläche der isolierenden Platte ist wenigstens eine Sammelschiene vorgesehen, die mit einer ersten Anzahl von isolierten Drähten elektrisch verbunden werden kann. Zu diesem Zweck hat die Sammelschiene einen oder mehrere Druckverbindungsabschnitte, von denen jeder ein Paar Klingen enthält, die durch die Isolation der Drähte schneiden, um mit dem Kern derselben einen elektrischen Kontakt herzustellen. Durch die isolierende Basisplatte erstrecken sich eine Anzahl von Öffnungen in einer Reihe mit den Punkten an den Drähten, an welchen die elektrischen Kontakte gewünscht sind.
Die Sammelschienen sind so gebogen, dass sie mit den vorbestimmten Punkten und den zu diesen Zugang gebenden Öffnungen fluchten. Die gebogenen Teile der Sammelschienen bilden Verbindungsabschnitte die, wenn die Dose zusammengebaut wird, durch die Öffnungen ragen und in den Kontaktklingen enden. Die Klingen sind so ausgebildet, dass sie die isolierten Drähte aufnehmen; wenn die Drähte eingepreßt werden, schneiden sich die Klingen durch die Isolation und erzeugen mit dem Drahtkern einen elektrischen Kontakt.
Die isolierten Drähte sind gerade, parallel zueinander und in einem Drahtkonzentrationsabschnitt auf oder in der Nähe der zweiten Oberfläche der isolierenden Basisplatten gelegen. Der Drahtkonzentrationsabschnitt ist in den Druckverbindungsabschnitt eingerastet. Da die Drähte somit auf geeignete Weise ausgerichtet und nah beieinander sind, können die verschiedenen Klingen mittels einer einzigen Druckanwendung mit den Drähten in Eingriff gelangen und mit diesen einen elektrischen Kontakt erzeugen. Somit sind alle Drähte auf einmal angeschlossen, und es ist nicht notwendig, jeden Draht einzeln einzusetzen. Vorzugsweise sollten alle Drähte die gleiche Länge haben, so dass sie leicht in dem Drahtkonzentrationsabschnitt platziert werden können. Nachdem die Schaltungen gebildet worden sind, indem die gewünschten elektrischen Kontakte hergestellt worden sind, werden unnötige Teile der Drähte abgeschnitten und entfernt, wodurch das Endprodukt vereinfacht wird.
Um die Drähte an den isolierenden Platten zu halten, sind paarweise Drahtführungen vorgesehen. Diese bilden Vorsprünge, die an der zweiten Oberfläche der isolierenden Platten vorstehen und in Querrichtung zu den Achsen der Drähte um einen Abstand beabstandet sind, der den Durchmesser eines einzelnen Drahtes nicht überschreitet. Vorzugsweise sollte der Abstand etwas weniger als der Drahtdurchmesser sein. Einige der Verbindungsabschnitte können sich nicht nur durch eine Öffnung in der isolierenden Basisplatte, sondern auch durch weitere Öffnungen in einer oder mehreren zusätzlichen isolierender Platten erstrecken, wodurch mit einer Anzahl von Drähten an einer der zusätzlichen isolierenden Platten Kontakt erzeugt wird.
Ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung ist es, eine zweite Anzahl von isolierten Drähten vorzusehen, die ebenfalls gerade sind und innerhalb des Drahtkonzentrationsabschnittes liegen. Sie liegen für den größten Teil ihrer Länge parallel zueinander, kreuzen jedoch einander an einem bestimmten Punkt. Wenigstens ein Paar von Klingen kontaktiert diesen Punkt unter Druck, um mit den Drähten einen elektrischen Kontakt herzustellen. Hierbei ist es ebenfalls von Vorteil, wenn die Drähte alle die gleiche Länge haben.
Angesichts der Komplexität der elektrischen Systeme von Kraftfahrzeugen besteht eine bevorzugte Form der Erfindung aus einer Anzahl von verschachtelten isolierenden Platten. Diese gestapelten Platten tragen entweder die Sammelschiene(n), die Drähte oder beide.
In einer Modifikation der Erfindung können die Sammelschienen zu den Drähten, mit welchen sie verbunden werden, um eine oder mehrere isolierenden Platten beabstandet sein. In solchen Fällen fluchten die Öffnungen miteinander und mit dem Punkt, an welchem die Verbindungen zwischen den Drähten und den Sammelschienen gewünscht sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der vorliegenden Anmeldung bilden und in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen, zeigt:
1 eine explosionsartige perspektivische Ansicht der Verbindungsdose gemäß der vorliegenden Erfindung;
2(A) eine Draufsicht auf eine isolierende Platte mit einem Drahtkonzentrationsabschnitt;
2(B) eine Ansicht ähnlich gemäß 2(A) der Unterseite der isolierenden Platte;
3 eine explosionsartige perspektivische Ansicht der Ausbildung der Druckverbindung zwischen der Sammelschiene und einem der Drähte gemäß dem Stand der Technik;
4 eine Ansicht im Schnitt eines Drahtes, der eine mittlere Verbindung für Sammelschienen auf dem gleichen Niveau erzeugt, gemäß dem Stand der Technik;
5 eine Ansicht ähnlich der in 4 gezeigen, wobei die Erfindungen für die Sammelschienen auf unterschiedlichen Niveaus sind, gemäß dem Stand der Technik; und
6 eine schematische Ansicht der parallelen Drähte unter Angabe der ungenutzten Teile derselben, die abgeschnitten werden.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie in den 1 und 2 gezeigt, hat die Verbindungsdose 1 ein oberes Gehäuse 2 und ein unteres Gehäuse 3. Innerhalb der Dose sind abwechselnd Isolierplatten 4A, 4B, 4C, 4D und 4E und Sammelschienen 5A, 5B, 5C und 5D angeordnet. Drähte 6A und 6B liegen in Drahtkonzentrationsabschnitten 15. Drähte 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f und 6g werden an der zweiten Oberfläche (beispielsweise) der isolierenden Platte 4E mittel Drahtführungen 16 gehalten. Öffnungen 17, durch welche die Verbindungsabschnitte 10 vorstehen, um mit den Drähten einen Kontakt zu bilden, erstrecken sich durch die isolierende Platte 4E.
An der ersten Oberfläche der isolierenden Platte 4E sind an den vorbestimmten Kontaktpunkten Öffnungen 17 vorgesehen. Verbindungsabschnitte 10 enden in Klingen 11, die so ausgebildet sind, das sie die Drähte 6 aufnehmen und durch deren Isolation schneiden können, um mit den elektrisch leitfähigen Drahtkernen einen Kontakt herzustellen. Mit besonderer Bezugnahme auf die 6 sind die Klingen 11 in den Verbindungsabschnitten 10 mit den Drähten 6 in elektrischem Kontakt. Ungenutzte Abschnitte 12 (mit Kreuzschraffur) werden weggeschnitten, um das Volumen der fertigen Verbindungsdosen zu minimieren.
In einer bevorzugten Form der Erfindung, wie sie am besten in der 1 gezeigt ist, ist eine zweite Anzahl von Drähten 6B neben dem Drahtkonzentrationsabschnitt 15 angeordnet. Insbesondere sind diese Drähte über den größten Teil ihrer Länge parallel zueinander, aber sie sind mit einem Bündelungspunkt 6a versehen, an welchem die Drähte zusammen kommen. Wenn somit eine Verbindung mit solchen Drähten durchzuführen ist, kann der Kontakt ziemlich leicht durchgeführt werden.
Weiterhin können die Schaltungen durch einfaches Hinzufügen oder Entfernen von Verbindungen mit den Drähten modifiziert werden. Weiterhin können die Drähte, die für die Zwischenverbindungen für die Sammelschienen verwendet werden, in dem Drahtkonzen trationsabschnitt konzentriert werden und vorzugsweise in geraden Linien parallel zueinander angeordnet sein. Dadurch wird die Verdrahtung leichter, wird die notwendige Ausrüstung steht einfach zur Verfügung. Somit ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sehr gut für die Massenproduktion und geringe Montagekosten geeignet.
Obwohl nur eine begrenzte Anzahl von spezifischen Ausführungsformen ausdrücklich offenbart worden sind, ist die Erfindung ungeachtet dessen breit konstruiert und nicht begrenzt. Der Umfang der Erfindung ist nur durch die anhängenden Patentansprüche begrenzt.

Claims

Elektrische Verbindungsdose (1) mit zumindest einer im wesentlichen planaren isolierenden Basisplatte (4A, 4B, 4C, 4D, 4E) mit einer ersten Oberfläche, zumindest einer Sammelschiene (5A, 5B, 5C, 5D) auf oder angrenzend an die erste Oberfläche zum elektrischen Kontaktieren einer ersten Anzahl (6A) von isolierten Drähten, wobei die Sammelschiene (5A, 5B, 5C, 5D) zumindest einen Druckverbindungsabschnitt (10) aufweist, der ein Paar von Klingen (11) umfasst, die zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit zumindest einem der isolierten Drähte ausgebildet ist, wobei die isolierten Drähten gerade, parallel zueinander und in einem Drahtverbindungsabschnitt (15) auf oder angrenzend an eine zweite Oberfläche der isolierenden Basisplatte (4A, 4B, 4C, 4D, 4E) angeordnet sind, wobei die zweite Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche ist, wobei der Drahtverbindungsabschnitt (15) in Ausrichtung mit dem Druckverbindungsabschnitt (10) ist, wobei Öffnungen (17) in der isolierenden Basisplatte (4A, 4B, 4C, 4D, 4E) vorgesehen sind, durch die die Klingen (10) vorstehen, wodurch Druck, der auf die Sammelschiene (5A, 5B, 5C, 5D) oder die isolierten Drähte ausgeübt wird, elektrische Kontakte zwischen der Sammelschiene (5A, 5B, 5C, 5D) und der Anzahl (6A) von Drähten in einem einzelnen Vorgang herstellt, gekennzeichnet durch Drahthalterungen, die die erste Anzahl von Drähten an der isolierenden Platte sichern, sich von der zweiten Fläche der isolierenden Platte (4A, 4E) aus erstrecken und jeweils ein paar Vorsprünge aufweisen, wobei die Vorsprünge voneinander in einer Richtung quer zu einer Längsachse eines der ersten Anzahl (6A) von Drähten in einem Abstand erstrecken, der nicht größer ist als der Durchmesser der Drähte, wobei die Sammelschienen (5A, 5B, 5C, 5D) so gebogen sind, dass die gebogenen Teile der Sammelschienen (5A, 5B, 5C, 5D) die Druckverbindungsabschnitte (10) bilden.
Elektrische Verbindungsdose (1) nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten Anzahl (6A) von Drähten von im wesentlichen der gleichen Länge ist, wenn sie in dem Drahtverbindungsabschnitt (15) platziert sind.
Elektrische Verbindungsdose (1) nach Anspruch 2, wobei, nachdem die elektrischen Kontakte hergestellt wurden, unbenötigte Abschnitte (12) der ersten Anzahl (6A) der Drähte entfernt werden.
Elektrische Verbindungsdose (1) nach Anspruch 1 mit zumindest einer zusätzlichen zwischengefügten Isolierplatte (4B, 4C, 4D), die die Sammelschiene (5A, 5B, 5C, 5D) und/oder die erste Anzahl (6A) von Drähten trägt.
Elektrische Verbindungsdose (1) nach Anspruch 1 mit einer zweiten Anzahl (6B) von isolierten Drähten, die gerade, über den Großteil ihrer Länge parallel und in dem Drahtverbindungsabschnitt (15) angrenzend an die erste Anzahl (6A) von Drähten angeordnet sind, wobei die zweite Anzahl (6B) von Drähten einen Punkt aufweisen, an dem sich die Drähte kreuzen, wobei zumindest ein Paar von Klingen (11) den elektrischen Kontakt mit den Drähten an diesem Punkt bilden.
Elektrische Verbindungsdose (1) nach Anspruch 5, wobei jeder der zweiten Anzahl (6B) von Drähten im wesentlichen die gleiche Länge aufweisen, wenn sie in dem Drahtverbindungsabschnitt (15) angeordnet sind.
Elektrische Verbindungsdose (1) nach Anspruch 4, wobei zumindest einer der Druckverbindungsabschnitte (10) sich durch eine Öffnung in der zusätzlichen Isolierplatte (4B, 4C, 4D) erstreckt, wodurch elektrischer Kontakt mit der ersten Anzahl (6A) von Drähten auf der zustätzlichen Isolierplatte (4B, 4C, 4D) hergestellt wird.