Die Erfindung betrifft einen Sicherungskasten für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge an dem eine Vielzahl von Sicherungselementen
und/oder gegebenenfalls Schaltelementen, wie Relais
und/oder Schütze angeordnet und in die Stromkreise von einer
Stromversorgung zu den einzelnen Verbrauchern geschaltet sind.
In Fig. 9 ist schematisch die Anordnung einer Sicherung 101 in
einem bekannten Sicherungskasten dargestellt. Vom Sicherungskasten
selbst ist lediglich ein Bereich einer Leiterplatte 102
gezeigt, die an dem Gehäuse des Sicherungskastens befestigt ist.
An der Oberseite der Leiterplatte sind ein erstes und zweites
Sicherungskontaktelement 104, 105 angeordnet. Die beiden Sicherungskontaktelemente
104, 105 sind durch eine Lötverbindung
mechanisch mit der Leiterplatte 102 und elektrisch jeweils mit
einer in der Leiterplatte 102 angeordneten Leiterbahn 106, 107
verbunden. Die Leiterbahn 106 ist elektrisch mit einer Spannungs- oder
Stromquelle (nicht dargestellt) verbunden. Die vom
zweiten Sicherungskontaktelement 105 abgehende Leiterbahn 107
führt zu einem an der Oberseite angeordneten Verbrauchersteckkontaktelement
108. Das Verbrauchersteckkontaktelement 108 ist
eine von der Leiterbahn 102 senkrecht abstehende Steckkontaktzunge.
In das erste und zweite Sicherungskontaktelement 104, 105 ist
die Sicherung 101 mit jeweils einer an der Sicherung 101 angeordneten
Kontaktzunge 110, 111 eingesteckt.
An das Verbrauchersteckkontaktelement 108 ist ein zu einem Verbraucher
(nicht dargestellt) führendes elektrisches Kabel 113
mittels eines Steckkontaktelementes 114 gesteckt.
Es besteht somit eine elektrische Verbindung von der Spannungsquelle
über die Leiterbahn 106, die Sicherung 101, die Leiterbahn
107 und das elektrische Kabel 113 zu einem Verbraucher, die
über Masse zu einem Stromkreis geschlossen ist.
Eine derartige Anordnung einer elektrischen Verbindung zwischen
Spannungsquelle und Verbraucher bestehend aus Steckkontaktelementen
104, 105, 108, 114, einer Sicherung 101 sowie einem elektrischen
Kabel 113 weist eine Vielzahl elektrischer Kontaktstelle
X, Y auf, wobei die Kontaktstellen X unlösbare, vorzugsweise
gelötete Kontaktstellen und die Kontaktstellen Y lösbare, vorzugsweise
steckbare Kontaktstellen sind. Bei der bekannten Anordnung
wird aufgrund der Vielzahl der Kontaktstellen sowohl der
Gesamtübergangswiderstand einer elektrischen Verbindung als auch
die Kontaktsicherheit im Betrieb nachteilig beeinflußt. Zudem
verursacht eine derartige Anordnung wegen der hohen Anzahl der
Einzelteile und der zu fügenden Übergänge X, Y relativ hohe Herstell- und
Montagekosten.
Die Sicherung 101 ist z.B. eine Schmelzsicherung, die bei einem
zu hohen Strom durchschmilzt und den Stromkreis vor einer Beschädigung
schützt. Eine einmal durchgeschmolzene Sicherung kann
aus dem Sicherungssteckkontaktelementen 104, 105 gezogen und
durch Einstecken einer neuen Sicherung ersetzt werden.
Das Steckkontaktelement 114 ist üblicherweise in einem Steckverbindergehäuse
115 angeordnet, in dem mehrere Steckkontaktelemente
114 zusammengefaßt sind. Von diesem Steckverbindergehäuse 115
führt ein Kabelstrang mit mehreren einzelnen Kabeln 113 ab.
Sollte an diesem Kabelstrang ein Defekt vorliegen, kann dieser
durch Abziehen des Steckverbindergehäuses 115 von den Verbrauchersteckkontaktelementen
108 des Sicherungskastens gelöst und
durch einen anderen Kabelstrang ausgetauscht werden.
Ein weiterer bekannter Sicherungskasten besteht im wesentlichen
aus einem deckelförmigen, in der Draufsicht in etwa rechteckförmigen
Oberteil mit einer Deckenwandung, zwei Längsseitenwandungen
und zwei Stirnseitenwandungen, einem plattenförmigen im wesentlichen
rechteckförmigen Unterteil, welches in einem von den
Längsseitenwandungen, den Stirnseitenwandungen und der Deckenwandung
des Oberteils gebildeten Innenraum formschlüssig einsteckbar
und mit dem Oberteil verrastbar ausgebildet ist und
einer mehrlagig aufgebauten, zwischen dem Oberteil und dem Unterteil
angeordneten und gehalterten Leiterträgerplatte, die
eine im wesentlichen rechteckige, flache Raumform mit einer
Oberseite und einer Unterseite aufweist.
An der Außenseite der Deckenwandung des Oberteils befinden sich
nach innen vertiefte Aufnahmewannen und Aufnahmevertiefungen mit
jeweils einer Bodenwandung zur Lagerung von Steckkontaktgehäusen
oder Schaltelementen, wie z.B. Relais sowie mehrere in parallelen
Reihen angeordnete, sich von der Deckenwandung nach außen
erstreckende, schachtförmige Aufnahme- und Halteeinrichtungen
für Einzelschmelzsicherungen. Die Bodenwandungen der Aufnahmewannen
und der Aufnahmevertiefungen weisen Stecklöcher zum
Durchstecken von Kontaktelementen, insbesondere Kontaktfahnen
auf. Zum Durchstecken der sicherungsseitigen Kontaktzungen weist
die Deckenwandung des Oberteils innerhalb der schachtförmigen
Halteeinrichtungen ebenfalls Stecklöcher auf, die in im Inneren
des Oberteils an die Innenseite der Deckenwandung angeformte
Kontaktelementkammern münden.
Das Unterteil weist an seiner Außenseite ebenfalls sich zum Inneren
hin erstreckende Aufnahmewannen zur Aufnahme von Steckkontaktgehäusen
auf, wobei die Bodenwandungen der Aufnahmewannen
im Unterteil ebenfalls Stecklöcher für Kontaktelemente, insbesondere
Kontaktfahnen aufweisen. Zudem sind im Unterteil gruppiert
angeordnete Kontaktelementkammern zur Lagerung von Steckkontaktelementen
ausgebildet. Die Gruppierung ist dabei derart
ausgestaltet, daß von der Außenseite des Unterteiles her Steckverbindergehäuse,
die Steckzungen aufweisende Kontaktelemente
lagern, auf die gruppierten Steckkontaktelemente im Unterteil
aufsteckbar sind.
Die Leiterträgerplatte weist an ihrer Ober- und Unterseite jeweils
bahnen- bzw. rinnenförmige Halteeinrichtungen für aus gestanzten
Blechstreifen bestehende, der Stromverteilung bzw. der
Stromversorgung dienende Leiterbahnen auf. Die Leiterbahnen sind
endseitig als Kontaktfahnen ausgebildet und korrespondierend zu
den Stecklöchern und den Kontaktelementkammern des Oberteils
bzw. des Unterteils, sich rechtwinklig von der Ober- bzw. Unterseite
der Leiterträgerplatte erstreckend, teilweise die Leiterträgerplatte
durchdringend angeordnet. Die mit den Stecklöchern
im Ober- bzw. Unterteil korrespondierenden Kontaktfahnen
durchdringen im montierten Zustand die jeweiligen Stecköffnungen
und ragen in die Aufnahmewannen und Aufnahmevertiefungen des
Oberteils bzw. des Unterteils. Auf die mit dem im Oberteil bzw.
im Unterteil angeordneten Kontaktelementkammern korrespondierenden
Kontaktfahnen der Leiterbahnen sind doppelbuchsenförmige
Steckkontaktelemente aufgesteckt, die nach der Montage des Sicherungskastens
in den Kontaktelementkammern des Ober- bzw. des
Unterteiles lagern.
Ein derartiger Sicherungskasten weist eine sehr hohe Teileanzahl
sowie Teilevielfalt auf, so daß ein derartiger Sicherungskasten
nur mit einem hohen Material-, Herstell- und Montageaufwand
kostenintensiv herstellbar ist. Zudem verringert die hohe Anzahl
von Kontaktstellen insbesondere die Kontaktsicherheit der elektrischen
Verbindungen. Ein derartiger Sicherungskasten besitzt
zudem ein relativ hohes Gewicht und weist einen hohen Bauraumbedarf
auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sicherungskasten für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge zu schaffen, der einfach
herstellbar und einfach montierbar ist sowie einen geringen
Materialaufwand erfordert und eine geringere Kontaktstellenanzahl
bei gleicher elektrischer Leistung aufweist und dabei insbesondere
eine höhere Kontaktsicherheit gewährleistet und ein
relativ geringes Gewicht sowie einen kompakten Aufbau aufweist.
Die Aufgabe wird durch einen Sicherungskasten mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, die Anzahl der Kontaktübergänge
pro elektrischer Verbindung und damit die Teileanzahl
und den Montageaufwand zu reduzieren. Dies wird insbesondere dadurch
erreicht, daß kabelendseitige Steckverbindergehäuse in
denen Steckkontaktelemente lagern vorhanden sind und die Steckverbindergehäuse
so am Sicherungskasten angeordnet sind, daß die
in dem Steckverbindergehäuse lagernden Steckkontaktelemente mit
den Kontaktzungen der Sicherungselemente oder der Schaltelemente
eine unmittelbare elektrisch leitende Verbindung, insbesondere
eine Steckverbindung ausbilden.
Durch das Vorsehen eines unmittelbaren, elektrischen Kontaktes
zwischen der Kontaktzunge der Sicherung und des mit dem zum
Verbraucher führenden Kabel verbundenen Steckkontaktelementes
werden im Vergleich zu herkömmlichen Sicherungskästen pro Stromkreis
zwischen der Stromquelle und einem Verbraucher zumindest
zwei Steckkontaktelemente eingespart. Da in derartigen Sicherungskästen
üblicherweise eine Vielzahl von Stromkreisen angeordnet
sind, bedeutet dies eine erhebliche Vereinfachung des
Aufbaus des Sicherungskastens und eine beträchtliche Kosteneinsparung
sowie ein geringes Risiko von Fehlmontagen und Fehlfunktionen.
Zudem erlaubt die erfindungsgemäße Ausbildung des Sicherungskastens
eine sehr kompakte Anordnung der Sicherungselemente
und der Steckverbindergehäuse bei geringerem Gesamtgewicht.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist der Sicherungskasten zweigeteilt mit einem Ober- und einem
Unterteil ausgebildet, wobei die kabelendseitigen Steckverbindergehäuse
an einem der Sicherungskastenteile derart lösbar befestigbar
angeordnet sind, daß aus der Gesamtheit der Steckverbindergehäuse
zusammen mit dem Sicherungskastenteil ein Verbund
aus Steckverbindergehäusen erstellt wird. An dem korrespondierenden
Sicherungskastenober- bzw. -unterteil sind dem jeweiligen
Steckverbindergehäuse gegenüberliegend die Sicherungen bzw.
Schaltelemente mit ihren Kontaktzungen derart angeordnet, daß
beim Zusammenfügen der beiden Sicherungskastenteile die Gesamtheit
der gewünschten Steckverbindungen zwischen den Steckverbindern
und den Kontakt ohne Zwischenelemente hergestellt werden.
Von Vorteil ist, wenn die Kontaktzungen der elektrischen Bauteile
in Aufnahmebereichen zusammengefaßt sind, wobei die Aufnahmebereiche
die Steckverbindergehäuse aufnehmen und führen.
Der Aufnahmebereich kann als Schacht und/oder als Fixiereinrichtung,
mit welcher das Steckverbindergehäuse örtlich festgelegt
am Sicherungskasten gelagert wird, ausgebildet sein. Für die
Erfindung ist die räumlich benachbarte bzw. korrespondierende
Anordnung der Steckverbindergehäuse zu den Kontaktzungen der
Sicherung oder Schaltelementen wesentlich, da hierdurch der
unmittelbare elektrische Kontakt erzielt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der
Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1a
- schematisch einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen
Sicherungskasten im Bereich einer Sicherung;
- Fig. 1b
- den Schnitt aus Fig. 1, wobei sich der Sicherungskasten
in einem Vor-Montage-Zustand befindet;
- Fig. 2
- ein Unterteil, ein Oberteil und einen Montagedeckel
aufweisenden unbestückten Sicherungskasten in Explosionsdarstellung;
- Fig. 3
- das in Fig. 2 gezeigte Unterteil in der Draufsicht;
- Fig. 4
- das in Fig. 2 gezeigte Unterteil in der Seitenansicht;
- Fig. 5
- das in Fig. 2 gezeigte Unterteil in perspektivischer
Darstellung und mit in der Art einer Explosionsdarstellung
einzeln separiert angeordneten Steckverbindergehäusen;
- Fig. 6
- das in Fig. 2 gezeigte Unterteil und Oberteil in einer
Explosionsdarstellung in einer Ansicht von unten;
- Fig. 7a
- eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht eines
Steckbereiches einer Sicherung (Leiterplattentechnik);
- Fig. 7b
- schematisch einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen
Sicherungskasten im Bereich einer Sicherung (Leiterplattentechik);
- Fig. 8a
- eine weitere perspektivische, teilgeschnittene Ansicht
eines Steckbereiches einer Sicherung mit einer mit
einer Stromschiene ausgerüsteten Stromzuführungseinrichtung;
- Fig. 8b
- eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht eines
Steckbereiches einer Sicherung mit einer weiteren Ausführungsform
eines Steckkontaktelementes in Stanzgittertechnik;
- Fig. 8c
- schematisch einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen
Sicherungskasten im Bereich einer Sicherung
(Stanzgittertechnik);
- Fig. 9
- schematisch einen Schnitt durch einen bekannten Sicherungskasten
im Bereich einer einzigen Sicherung.
Der erfindungsgemäße Sicherungskasten weist ein deckelartiges
Sicherungskasten-Unterteil 3 und ein deckelartiges Oberteil 4
auf, die zu einem Sicherungskastengehäuse zusammensteckbar ausgebildet
sind. Der Sicherungskasten kann zusätzlich mit einer
als Montagedeckel 5 ausgebildeten Montageeinrichtung versehen
sein.
Das Unterteil 3 ist in der Draufsicht (Fig. 3) ein etwa rechteckförmiges
Kunststoffteil mit zwei Längsseitenkanten 6a und
zwei Stirnseitenkanten 6b. Das Unterteil 3 weist eine Bodenwandung
7 und eine umlaufende, in die Bodenwandung 7 eingelassene
Nut 8 auf. Die Nut 8 ist im Querschnitt U-förmig und zur Oberseite
13 der Bodenwandung 7 offen und von einem Nutboden 10 und
einer inneren und äußeren, schmalen Begrenzungswandung 11, 12
begrenzt.
Ein in der Draufsicht etwa L-förmiger Endbereich der Bodenwandung
7 ist zu einer Wanne 15 ausgeformt, wobei die Wanne 15 einen
von der übrigen Bodenwandung 7 abgesetzten Bereich 16 und um
diesen Bereich 16 umlaufende Seitenwandungen 17 aufweist. Die
randlichen Seitenwandungen 17 sind unmittelbar unterhalb der inneren
Begrenzungswandungen 11 der Nut 8 angeordnet.
Der übrige, nicht zur Wanne 15 gehörige Bereich der Bodenwandung
7 ist von zwei Längsseitenwandungen 19, 20 und einer Stirnwandung
21 eingefaßt. Die Wandungen 19 bis 21 sind unmittelbar unter
den äußeren Begrenzungswandungen 12 der Nut 8 angeordnet und
weisen die gleiche Höhe wie die Wanne 15 auf.
Die Begrenzungswandungen 11, 12 sind im Bereich der Längsseitenkanten
6a an dem an der Wanne 15 angrenzenden Bereich ausgespart
und bilden jeweils benachbart zu den Stirnkanten 6b eine Aussparung
23, an welcher der Nutboden 10 freiliegt.
Ferner sind im Bereich der Längskanten 6a in den Nutboden 10 jeweils
zwei Rastschlitze 24 eingebracht, die ungefähr mit 1/7 bis
1/5 der Gesamtlänge der Trägerplatte 3 von den Stirnkanten 6b
entfernt angeordnet sind. Zwei der Rastschlitze 24 sind benachbart
zur Wanne 15 angeordnet, an welchen eine Unterkante der
äußeren Begrenzungswandung 12 eine Rastkante 25 bildet (Fig. 6).
Die beiden anderen Rastschlitze 24 sind angrenzend an den Längsseitenwandungen
19, 20 angeordnet, an welchen benachbart zu den
Rastschlitzen 24 Ausnehmungen 26 zur Bildung entsprechender
Rastkanten 25 eingebracht sind.
Am Unterteil 3 sind Aufnahmeelemente in Form von mehreren rechteckförmigen
Öffnungen 27 zur Aufnahme jeweils eines Steckverbindergehäuses
28 eingebracht (Fig. 5). Der zwischen den Aussparungen
23 befindliche Bereich ist frei von diesen Öffnungen 27. Im
übrigen Bereich sind sie beliebig verteilt, sowohl innerhalb als
auch außerhalb der Wanne 15 angeordnet. Ihre spezielle Form und
Größe ist vom Konstrukteur frei wählbar.
Die Öffnungen 27 sind mit Rast- und/oder Verriegelungselementen
29 zum ortsfesten Lagern bzw. Fixieren der Steckverbindergehäuse
28 an dem Unterteil 3 versehen.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Rast- und Verriegelungselemente
jeweils einen an den Öffnungen 27 umlaufend
angeordneten und von der Oberseite 13 der Bodenwandung 7 ein
Stück vorstehenden Halterahmen 30 auf. Die Halterahmen 30 sind
in der Draufsicht jeweils rechteckförmig mit zwei Längsseitenstegen
31 und zwei Stirnseitenstegen 32 ausgebildet. An den
Längsseitenstegen 31 sind nach innen in die jeweilige Öffnung 27
vorstehende Zungen 34, 35 ausgebildet. Eine untere Reihe von
Zungen 34 ist in der Ebene der Bodenwandung 7 - außerhalb und
innerhalb der Wanne 15 liegt jeweils eine andere Ebene vor -
angeordnet. Eine obere Reihe von Zungen 35 ist am oberen Randbereich
der Längsseitenstege 31 ausgebildet. Die Zungen 34, 35 der
unteren und oberen Reihe sind jeweils alternierend angeordnet,
wobei die Zungen 34 der unteren Reihe kürzer als die Zungen 35
der oberen Reihe sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, anstelle
der oberen Reihe von Zungen 35 einen durchgehenden Steg
vorzusehen. Eine solche Ausführungsform wäre jedoch für die
Herstellung nachteilig, da sich hierdurch hinterschnittene Bereiche
ergeben würden, die schwierig zu entformen sind.
An jeweils einem der Stirnseitenstege 32 der Rahmen 30 ist jeweils
eine Rastöffnung 36 ausgebildet, die aus fertigungstechnischen
Gründen vorzugsweise aus einem aus der Bodenwandung 7 nach
oben vorstehenden und nach unten offenen U-förmigen Rastkanal 37
geformt sind.
Die Steckverbindergehäuse 28 sind in der Draufsicht rechteckförmig
ausgebildet, wobei deren Breite der lichten Weite zwischen
den Reihen von Zungen 34, 35 der korrespondierenden Öffnungen 27
entspricht und deren Länge etwas kürzer als die Länge der korrespondierenden
Öffnungen 27 ist.
Die Steckverbindergehäuse 28 sind etwa quaderförmig ausgebildet
mit in der Regel glattflächigen Längs- und Stirnseitenwandungen
39a, 39b, einer oberen, ein Steckgesicht 40a bildenden Stirnseite
40 und einer unteren Stirnseite 41 (Fig. 5). In den Steckverbindergehäusen
28 sind in an sich bekannter Weise Kontaktelementkammern
38a zur Aufnahme von Steckkontaktelementen 38 ausgebildet
(Fig. 1a, 1b), die mit etwa quadratischen Öffnungen 42 an
der Stirnseite 41 münden (Fig. 6). Am Steckgesicht 40 sind an
sich bekannte Stecköffnungen 43 vorgesehen, durch welche zu den
in den Kontaktelementkammern 38a lagernden Steckkontaktelementen
38 korrespondierende Kontaktzungen eingeführt werden können.
An den Längsseitenwandungen 39a sind angrenzend an der unteren
Stirnseite 41 senkrecht von der Längsseitenwandung 39a vorstehende
Haltezungen 45 als Gegenverriegelungselemente ausgebildet
(Fig. 5). Die Länge und Anordnung der Haltezungen 45 entspricht
etwa den Zwischenräumen zwischen den Zungen 34 der unteren Reihen
der korrespondierenden Öffnungen 27 und somit etwa der Anordnung
und der Länge der oberen Zungen 35 der korrespondierenden
Öffnungen 27.
An einer der beiden Stirnseitenwandungen 39b ist angrenzend an
der unteren Stirnseite 41 quermittig ein senkrecht von der
Stirnseitenwandung 39b abstehender Rastarm 46 angeordnet. Der
Rastarm 46 weist an seinem freien, von der Stirnseitenwandung
39b entfernten Ende eine nach oben vorstehende Rastnase 47 auf.
Die Steckverbindergehäuse 28 können von unten in die jeweils
zugeordnete Öffnung 27 des Unterteils 3 eingesetzt werden, wobei
die Haltezungen 45 durch die Zwischenräume zwischen den unteren
Reihen der Zungen 34 eingeschoben werden, bis sie an den Zungen
35 der oberen Reihen anschlagen. Hierbei werden die Steckverbindergehäuse
28 mit ihrem Rastarm 45 zur Rastöffnung 36 weisend
und mit einem Abstand zu dem die Rastöffnung 36 aufweisenden
Stirnseitensteg 32 in die jeweilige Öffnung 27 eingeführt, wobei
dieser Abstand etwa der Länge des Rastarms 46 entspricht. In
dieser Stellung, in der sich die Haltezungen 45 zwischen den
oberen und unteren Reihen der Zungen 34, 35 des Halterahmens 30
befinden, wird das Steckverbindergehäuse 27 in Richtung zur
Rastöffnung 36 verschoben, bis sich der Rastarm 46 durch die
Rastöffnung 36 hindurch erstreckt und diese mit seiner Rastnase
47 rastend hintergreift.
Die Haltezungen 45 liegen auf den unteren Reihen von Zungen 34
des Halterahmens 30 auf und sind nach oben durch die oberen
Reihen von Zungen 35 gesichert. Durch den rastenden Eingriff
sind die Steckverbindergehäuse 28 in ihrer örtlichen Lage festgelegt
und in Kombination mit der Führung zwischen den beiden
Reihen von Zungen 34, 35 gehaltert und eindeutig örtlich
fixiert.
Die Erfindung ist nicht auf diese speziellen Rast- und Verriegelungseinrichtungen
zum lösbaren, ortsfesten Lagern der Steckverbindergehäuse
28 an dem Unterteil 3 beschränkt. Im Rahmen der
Erfindung liegt z.B. auch eine Fixiereinrichtung, die anstelle
eines Rastarmes ein Verriegelungselement wie z.B. einen Verriegelungsschieber,
aufweist. Bei in der Draufsicht runden Steckverbindergehäusen
kann als Fixiereinrichtung z.B. ein Bajonettverschluß
vorgesehen werden.
Zudem können die unterschiedlichen Rast- und Verriegelungseinrichtungen
auch - wie weiter unten beschrieben - derart angeordnet
sein, daß die Steckverbindergehäuse 28 direkt im oder am
Oberteil 4 lösbar befestigbar bzw. verrast- und/oder verriegelbar
sind.
Die Steckverbindergehäuse 28 können auch mit konturierten Seitenwandungen
39a, 39b ausgebildet sein, wobei die korrespondierenden
Öffnungen 27 mit einer entsprechenden Kontur versehen
sind, wodurch eine eindeutige Zuordnung zwischen dem jeweiligen
Steckverbindergehäuse 28 und der entsprechenden Öffnung 27 festgelegt
ist. Diese Kontur kann, beispielsweise durch vertikale
Führungsstege 48 an der Längsseitenwandung 39a (Fig. 5, Steckverbindergehäuse
unten links) und entsprechenden Nuten 49 an der
Begrenzung der korrespondierenden Öffnung 27 ausgebildet sein.
Das Oberteil 4 weist eine nach unten offene, etwa quaderförmige
Form mit einer großflächigen Deckenwandung 50, zwei schmalen
Längsseitenwandungen 51 und zwei schmalen Stirnseitenwandungen
52 auf (Fig. 2 und Fig. 6).
Die Längsseitenwandungen 51 und Stirnseitenwandungen 52 weisen
eine umlaufende, freie Kante 53 auf, die in die Nut 8 in des
Unterteiles 3 einsetzbar ist und in diese mit etwas Spiel paßt.
Korrespondierend zu den Rastschlitzen 24 des Unterteiles 3 sind
am Oberteil 4 an den Längsseitenwandungen 51 über die freie Kante
53 vorstehende Rastarme 55 mit nach außen vorstehenden Rastnasen
56 ausgebildet, die Rastkanten 25 des Unterteils 3 rastend
hintergreifen.
An dem zur Wanne 15 des Unterteiles 3 benachbarten Endbereich
des Oberteiles 4 sind korrespondierend zu den Aussparungen 23 an
den Längsseitenwandungen 51 von der freien Kante 53 bis zur
Deckenwandung 50 erstreckende Aussparungen 57 eingebracht, die
Durchführungen für die zur Spannungs- bzw. Stromquelle führenden
Hochstromleitungen bilden.
An der Unterseite 59 der Deckenwandung 50 (Fig. 6) sind an einem
zwischen den beiden Aussparungen 57 angeordneten Endbereich, dem
Anschlußbereich 58, beispielsweise vier zylinderförmige Fassungen
60 zur Aufnahme und Halterung jeweils eines metallischen
Anschlußstiftes 61a, 61b ausgebildet, wobei die Anschlußstifte
61a mit der Stromquelle und die Anschlußstifte 61b jeweils elektrisch
leitend mit zumindest einer Sicherung und/oder einem
Schaltelement verbunden sind.
Die stromquellenseitigen Anschlußstifte 61a und die sicherungsseitigen
Anschlußstifte 61b sind einander paarweise mit Abstand
gegenüberliegend angeordnet, so daß jeweils zwischen zwei Anschlußstiften
61a/61b eine Hochstromsicherung (nicht dargestellt)
eingesetzt werden kann. Derartige Hochstromsicherungen
lassen einen Maximalstrom von, beispielsweise 200 A zu und weisen
jeweils eine stromquellenseitige und eine sicherungsseitige
elektrische Anschlußeinrichtung auf.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Sicherungskastens
sind die stromquellenseitigen Anschlußstifte 61a
zu einem einzigen Anschlußstift 61a zusammengefaßt. Die Hochstromsicherungen
sind zweckmäßigerweise ebenso an ihren stromquellenseitigen
Anschlußeinrichtungen vorzugsweise einstückig
zusammengefaßt, so daß ein als Stromverteiler wirkendes Hochstromsicherungsmodul
mit einer stromquellenseitigen Anschlußeinrichtung
und zwei oder mehreren verbraucherseitigen Anschlußeinrichtungen
ausgebildet wird. Eine derartige Ausführungsform
der Hochstromsicherungen und der dazu gehörigen Anschlußeinrichtungen
vermindert zum einen die Teileanzahl und zum anderen die
Anzahl der erforderlichen Montageschritte im Anschlußbereich 58
des Sicherungskastens erheblich.
Je nach Einbauort und Zugänglichkeit des Sicherungskastens kann
es zudem sinnvoll sein den Anschlußstift 61a in eine Richtung
die jeweiligen Gehäusewandungen des Unterteiles 3 oder des Oberteiles
4 durchdringend zu verlängern, so daß z.B. für Starthilfezwecke
der stromquellenseitige Anschlußstift 61a zugänglich
ist. Zweckmäßigerweise ist der über eines der Gehäuseteile hinausragende
Teil eines derartig ausgeführten Anschlußstiftes 61a
bei Nichtverwendung als Starthilfepol, beispielsweise mit einer
Kappe abgedeckt.
In einer weiteren Ausführungsform können die Einzelhochstromsicherungen
oder die Hochstromsicherungsmodule steckbar, beispielweise
in Steckkontaktelementen aufgenommen sein.
Der Anschlußbereich 58 ist vom übrigen Bereich, dem Sicherungsbereich
63, durch einen Quersteg 64 getrennt, der sich zwischen
den Längsseitenwandungen 51 parallel zu den Stirnseitenwandungen
52 erstreckt.
Am Sicherungsbereich 63 sind mehrere, z.B. schlitz- oder kreuzförmige
Stecklöcher 66, 67 eingebracht (Fig. 2). Bei dem in der
Zeichnung ausgeführten Ausführungsbeispiel sind die Bereiche, in
denen die schlitzförmigen Löcher 66 angeordnet sind, jeweils
einem Steckgesicht 40a der Steckverbindergehäuse 28 zugeordnet,
wobei das Steckgesicht 40a unmittelbar an der Unterseite 59 der
Deckenwandung 50 derart anliegt, daß jeweils eine Stecköffnung
43 des Steckgesichts 40a mit einem schlitzförmigen Loch 66
fluchtet (Fig. 1a, Fig. 2).
Benachbart zu den schlitzförmigen Löchern 66 sind die kreuzförmigen
Löcher 67 angeordnet. Den kreuzförmigen Löchern 67 sind an
der Unterseite 59 der Deckenwandung 50 jeweils eine Kontaktelementkammer
69 zugeordnet, die in üblicher Art und Weise ausgebildet
sind und in welchen Steckkontaktelemente 70 lagern (Fig.
1a, 1b). Die Kontaktelementkammern 69 sind wie die zugehörigen
Löcher 67 zum Großteil in Reihen angeordnet, so daß an der Unterseite
59 der Deckenwandung 50 nach unten vorstehende Kontaktelementkammern
69 aufweisende Stegreihen 72 ausgebildet sind
(Fig. 6).
Vorzugsweise sind jeweils vier Reihen von Löcher 66, 67 parallel
nebeneinander angeordnet, wobei die Reihen, welchen Kontaktelementkammern
69 bzw. jeweils eine Stegreihe 72 Zugeordnet sind,
außenseitig angeordnet sind, so daß die den Steckverbindergehäusen
28 zugeordneten Bereiche mit den Löcher 66 zwischen zwei
solchen Stegreihen 72 liegen. Die Stegreihen 72 sind endseitig
jeweils mit einem Quersteg 73 verbunden. Die Stegreihen 72 und
die jeweiligen Querstege 73 bilden jeweils einen Aufnahmeschacht
75 für die in der Deckenwandung 50 anliegenden Endbereiche der
Steckverbindergehäuse 28. Diese liegen bündig an den Innenseiten
des Aufnahmeschachtes 75 an und sind hierdurch in ihrer Lage
bezüglich der Deckenwandung 50 eindeutig festgelegt. Die den
Aufnahmeschacht 75 begrenzenden Kanten sind vorzugsweise zu
Einführschrägen 76 angefast. Anstelle der Bereiche mit den den
Steckverbindergehäusen 28 zugeordneten Löcher 66 können auch
größere Löcher vorgesehen sein, die der Form der Steckgesichter
40 der Steckverbindergehäuse 28 entsprechen, wobei die Steckverbindergehäuse
28 so angeordnet sind, daß sie bündig mit der
Oberfläche der Deckenwandung 50 abschließen. Derartige Aufnahmeschächte
75 müssen nicht zwischen zwei benachbarten Stegreihen
72 angeordnet sein, sondern können auch unabhängig von den Kontaktelementkammern
69 ausgebildet sein.
Zudem können die Aufnahmeschächte 75 Rast- und/oder Verriegelungsmittel
aufweisen, die mit entsprechenden Gegenrast- und/oder
Gegenverriegelungsmitteln an den Steckverbindergehäusen 28
zusammenwirken, so daß eine direkte Befestigung der Steckverbindergehäuse
28 in den Aufnahmeschächten 75 erfolgen kann. Bei
einer derartigen Ausführung der Befestigungsmittel für die
Steckverbindergehäuse 28 liegt es zudem im Bereich der Erfindung,
den Sicherungskasten ohne dem Unterteil 3 auszubilden.
Ferner können an der Deckenwandung 50 weitere Öffnungen 77 eingebracht
sein, die mit federnden Klemmbügeln 78 versehen sind,
an welchen Reservesicherungen einsteckbar sind und gehalten
werden.
Zwischen dem Oberteil 4 und dem Unterteil 3 befindet sich eine,
vorzugsweise am Oberteil 4 befestigte bzw. angeordnete stromverteilende
Stromzuführungseinrichtung 79a. Sie dient neben der
Stromzuführung zu den Steckkontaktelementen 70 gegebenenfalls
auch zu deren mechanischer Befestigung und ist gemäß eines ersten
Ausführungsbeispiels als Leiterplatte 79 ausgeführt. (Fig.
1a, 1b, 7a), welche sich zumindest bis in die Nähe oder über
alle der an dem Oberteil 4 ausgebildeten Kontaktelementkammern
69 erstreckt und an den Bereichen der Aufnahmeschächte 75 ausgenommen
ist, so daß die Steckverbindergehäuse 28 von der Bodenwandung
7 kommend sich frei nach oben zur Deckenwandung 50 erstrecken
können.
Die Leiterplatte 79 weist eine elektrische Leiterbahn 80 auf,
die elektrisch mit einem der verbraucherseitigen Anschlußstifte
61b verbunden ist, an dem die Versorgungsspannung anliegt. Mit
der Leiterplatte 79 sind ferner die an den Kontaktelementkammern
69 lagernden Kontaktelemente 70 mechanisch als auch elektrisch
mit der Leiterbahn 80 verbunden, beispielsweise indem ein Lötbein
82 des Steckkontaktelements 70 auf der Leiterplatte 79
angeordnet und mittels einer Lötverbindung mit dieser verbunden
ist. Die Leiterbahn 80 ist vorzugsweise als an der Oberfläche
aufgetragene Kupferbeschichtung der Leiterplatte 79 ausgeführt,
die die genannte Oberfläche der Leiterplatte 79 großflächig
abdecken kann.
Die Steckkontaktelemente 70 (Fig. 7a) sind dabei vorzugsweise
als im wesentlichen bekannte Doppelfederkontaktelemente mit
einer Überfeder ausgebildet. Derartige Steckkontaktelemente
eignen sich aufgrund der federnden Ausgestaltung der kontaktierenden
Elemente insbesondere für gleichzeitig auszuführende
Mehrfach- bzw. Vielfachsteckungen, da die Steckkräfte einer
derartigen Steckelement-Steckkontaktelement-Verbindung gering
sind. Zudem besitzen derartige Steckverbindungen im Verhältnis
zur Baugröße eine große Kontaktierungsfläche wodurch auch hohe
Ströme sicher übertragen werden können.
Die in den Steckverbindergehäusen 28 lagernden Steckkontaktelemente
38 sind mit elektrischen Kabeln 83 verbunden, welche zu
den einzelnen Verbrauchern im Kraftfahrzeug führen.
Ein Sicherungselement 85, ist eine miniaturisierte Schmelzsicherung
üblicher Bauart mit zwei parallelen und benachbart angeordneten
Kontaktzungen 86 mit jeweils einendig einem Steckkontaktbereich
und anderendig einem schmelzelementtragenden Endbereich,
wobei die Endbereiche und das Schmelzelement in einem Kunststoffgehäuse
untergebracht sind.
Die Sicherung 85 ist mit einer der Kontaktzungen 86 in das in
der Kontaktelementkammer 69 des Oberteiles 4 lagernde Steckkontaktelement
70 und mit der anderen Kontaktzunge 86 in das in dem
Steckverbindergehäuse 28 lagernde Steckkontaktelement 38 eingesteckt.
Pro Sicherung 85 sind lediglich zwei Steckkontaktelemente
38, 70 notwendig, um die elektrische Verbindung zwischen der
Spannungsquelle und dem Verbraucher über die Sicherung herzustellen.
Die Sicherung 85 übernimmt hierbei sowohl die Sicherungsfunktion
als auch die Funktion eines Stromverteilers von
der Stromzuführungseinrichtung 79a zu den Verbrauchern. Eine
derartige Anordnung (Fig. 7b) ergibt zudem pro elektrischer
Verbindung eine Halbierung der Kontaktstellenanzahl gegenüber
der bekannten Anordnungen nach Fig. 9. Es verbleiben lediglich
eine nichtlösbare vorzugsweise gelötete Kontaktstelle X und zwei
lösbare, vorzugsweise gesteckte Kontaktstellen Y (Fig. 7b). Bei
herkömmlichen Sicherungskästen (Fig. 9) ist die Sicherung lediglich
in die Leiterbahn einer Leiterplatte geschaltet, wobei
die Leiterbahn zu einem zusätzlichen Steckkontaktelement 108
geführt ist, an dem wiederum ein weiteres Steckkontaktelement
114 zum Anschluß des zu dem Verbraucher führenden Kabels 113
vorgesehen ist. Die Funktion der Stromverteilung wird hier durch
die einzelnen separat ausgebildeten Leiterbahnen 107 und den
zusätzlichen Steckkontaktelementen 108, 114 ausgeführt. Diese
Elemente werden beim erfindungsgemäßen Sicherungskasten eingespart.
Dies ist bei der Vielzahl von in Kraftfahrzeugen notwendigen
Sicherungselementen, wie z.B. Sicherungen, Schütze, Relais
u.s.w., ein wesentlicher Kostenvorteil.
Zudem erlaubt der erfindungsgemäße Sicherungskasten eine sehr
kompakte Anordnung der einzelnen Elemente, so daß die Anzahl der
Sicherungen bei gleichbleibender Größe des Sicherungskastens
erhöht werden kann.
Darüberhinaus wird mit einem erfindungsgemäßen Sicherungskasten
aufgrund der niedrigeren Anzahl der Kontaktstellen X, Y das
Risiko von Fehlmontagen erheblich reduziert sowie die Kontaktsicherheit
deutlich erhöht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Sicherungskastens (Fig. 8a) dient zur mechanischen Festlegung
der stromzuführenden Steckkontaktelemente 70 eine Halteplatte
120 mit einer Oberseite 120a und einer Unterseite 120b sowie zur
elektrischen Verbindung der Steckkontaktelemente 70 eine Stromschiene
121, an die die Steckkontaktelemente 70 vorzugsweise
reiterartig befestigt, z.B. gelötet sind, so daß eine Steckkontaktleiste
122 ausgebildet wird, die mit einem der verbraucherseitigen
Anschlußstifte 61b elektrisch verbunden ist. Die Steckkontaktelemente
70 sind hierbei zweckmäßigerweise als im wesentlichen
bekannten Doppelfederkontaktelemente mit jeweils zwei
Kontaktfederpaaren 70a ausgebildet, die jeweils zusätzlich von
einer auf die Kontaktfederpaare 70b wirkenden Überfeder 70b
vorgespannt werden. Die Halteplatte 120 ist analog zur Leiterplatte
79 zumindest an den Bereichen der Aufnahmeschächte 75
ausgenommen und weist zudem Ausnehmungen 123 zur Aufnahme der
Steckkontaktelemente 70 auf, die örtlich derart angeordnet sind,
daß sie jeweils mit den zugehörigen Kontaktelementkammern 69 der
Stromverteilerplatte 4 fluchten. Die Form der Ausnehmungen 123
ist derart ausgestaltet, daß die Steckkontaktelemente 70 bei der
Montage entlang einer Montagerichtung 124 von der Unterseite
120b her mit geringer Montagekraft die Halteplatte 120 durchdringen
können. Die Steckkontaktelemente 70 weisen vorteilhafterweise
zudem an ihrer Außenkontur mindestens eine federnd
abstehende Rasteinrichtung 125 auf, wobei die Rasteinrichung 125
mit den Ausnehmungen 123 derart zusammenwirkt, daß die Rasteinrichtung
125 bei der Montage einer Steckkontaktleiste 122 durch
die Innenwandung der Ausnehmungen 123 federnd in Richtung Steckkontaktelement
70 verformt wird. Sind die Steckkontaktelemente
70 ganz in die Ausnehmungen 123 eingeführt, so federn die Rasteinrichtungen
125 auf und kommen mit der Oberseite 120a zur
Anlage. Weiterhin liegt in dieser Stellung die Stromschiene 121
mit ihrer Oberkante an der Unterseite 120b der Halteplatte an.
Somit ist nach der Montage jedes der Steckkontaktelemente 70 und
somit die gesamte Steckkontaktleiste 122 bezüglich der Halteplatte
120 örtlich fixiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungskastens
sind die Steckkontaktelemente 70 als sog. Gabelsteckkontakte
ausgeführt, welche einstückig an der Stromschiene
121 angeformt sind, so daß eine Stanzgitterleiste 130 ausgebildet
wird. Derartige Gabelsteckkontakte können aufgrund ihrer
Raumform in sehr enger kompakter Aufeinanderfolge an der Stromschiene
121 angeformt werden, was insbesondere eine enge, kompakte
Anordnung der Sicherungselemente ermöglicht.
Bei einer derartigen Ausführung der stromzuführenden Teile in
Form eines sog. Stanzgitters ist es wesentlich und von besonderem
Vorteil, daß die Steckkontaktelemente 70 einstückig mit der
Stromschiene 121 verbunden bzw. an diese angeformt sind und
somit alle Lötverbindungen im Bereich der Steckkontaktelemente
70 entfallen. Die Anzahl der Kontaktübergänge ist mit einer
derartigen Anordnung zudem auf das Minimum von lediglich zwei
lösbaren, vorzugsweise steckbaren Kontaktstellen Y (Fig. 8c)
zwischen den Kontaktzungen 86, der Sicherung 85 und den Steckkontaktelementen
38 bzw. 70 reduziert.
Zudem wird durch den Einsatz der Stanzgittertechnik zum einen
die Anzahl der Einzelteile erheblich reduziert und zum anderen
das Löten als Fügeverfahren durch einfache Steck- und Rastverbindungen
ersetzt. Daraus resultieren erheblich geringere Herstellkosten
eines erfindungsgemäßen Sicherungskastens.
Da die einzelnen Steckverbindergehäuse 28 ortsfest im erfindungsgemäßen
Sicherungskasten gelagert sind, kann ein nachträgliches
Ziehen einer durchgeschmolzenen Sicherung und erneutes
Stecken einer neuen Sicherung ausgeführt werden, wobei die im
Steckverbindergehäuse 28 angeordneten Steckkontaktelemente 38
eine mechanische ortsfeste Aufnahme für die Anschlüsse 86 der
Sicherungselemente bilden. Diese Steckkontaktelemente 38 dienen
sowohl zur Ausbildung des unmittelbaren elektrischen Anschlusses
an das jeweilige Kabel 83 als auch zur mechanischen Halterung
der Sicherungen 85.
Vorzugsweise wird zur Montage des erfindungsgemäßen Sicherungskastens
in einem Kraftfahrzeug der Montagedeckel 5 verwendet.
Der Montagedeckel 5 weist eine quaderförmige Form mit einer
Deckelwandung 88 und Längs- und Stirnseitenwandungen 89, 90 auf.
An den Längsseitenwandungen 89 sind nach unten und außen vorstehende
Haken 91 ausgebildet. Der Montagedeckel 5 weist eine
etwas kleinere Grundfläche als das Oberteil 4 auf. An der Deckenwandung
50 des Oberteiles 4 sind schlitzförmige Öffnungen 92
eingebracht. Die schlitzförmigen Öffnungen 92 sind an einem Ende
verbreitert, so daß der Montagedeckel 5 mit seinen Haken 91 von
oben in die Schlitze eingesetzt und in den schmaleren Bereich
verschoben und damit am Oberteil 4 fixiert werden kann.
Im Inneren des Montagedeckels 5 sind an der Deckelwandung 88
Fixierrippen 94 ausgebildet, die so bemessen sind, daß sie von
oben an den Sicherungselementen 85 anliegen und verhindern, daß
diese beim Einstecken der Steckverbindergehäuse 28 in die Aufnahmeschächte
75 aus ihrer in das Oberteil 4 eingesetzten Stellung
gelöst werden.
Zur Montage in einem Kraftfahrzeug werden ein komplett bestücktes
Oberteil 4 und ein Unterteil 3 angeliefert. Die Steckverbindergehäuse
28 werden in das Unterteil 3 eingesteckt, so daß
ein Gesamtverbund aus dem Steckverbindergehäusen 28 und der
Trägerplatte 3 gebildet wird. Danach werden das Oberteil 4 und
das Unterteil 3 zusammengesteckt. Hierbei verhindert der Montagedeckel
5, daß die Sicherungselemente aus ihrer Position auf
dem Oberteil 4 gedrückt werden.
Nach dem Zusammenstecken des Oberteils 4 und des Unterteils 3
wird der Montagedeckel 5 vom Oberteil 4 gelöst und zurück an den
Hersteller der erfindungsgemäßen Sicherungskästen geschickt. Im
Kraftfahrzeug verbleibt als Sicherungskastengehäuse lediglich
das Unterteil 3 und das Oberteil 4, die mit den entsprechenden
Elementen, wie Steckverbindergehäuse, Steckkontaktelemente,
Sicherungselemente u.s.w. bestückt sind.
Zur Montage eines erfindungsgemäßen Sicherungskastens, bei dem
die Steckverbindergehäuse 28 direkt im Oberteil 4, z.B. an den
Schächten 75 befestigbar sind, werden ein komplett bestücktes
Oberteil 4 zusammen mit einem Montagedeckel 5 angeliefert. Die
Steckverbindergehäuse 28 werden dann direkt einzeln in die dafür
vorgesehenen Aufnahmeschächte 75 gesteckt und dort verrastet
und/oder verriegelt. Nach dem Einstecken aller Steckverbindergehäuse
in die entsprechenden Schächte 75 wird der Montagedeckel
5 gelöst und zurück an den Hersteller der erfindungsgemäßen
Sicherungskästen geschickt.
Der erfindungsgemäße Sicherungskasten ist dabei nicht auf die
Verwendung von Sicherungselementen und/oder Schaltelementen
beschränkt. Darüber hinaus können bei geeigneter Anordnung der
Kontaktzungen auch Steuerungselemente, Diagnoseinrichtungen,
Relais, elektronisch gesteuerte Sicherungselemente sowie weitere
auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugelektrik übliche elektrische/elektronische
Bauteile eingesetzt werden. Ebenso müssen die
Sicherungen und die Schaltelemente erfindungsgemäß nicht zwangsläufig
mit Kontaktzungen versehen sein, die mit den in den Kontaktelementkammern
lagernden Steckkontaktelementen zusammenwirken,
sondern es können auch an den Sicherungen Steckkontaktelemente
angeformt sein, die mit zungenförmigen Kontaktelementen in
den Kontaktelementkammern zusammensteckbar sind.