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Title:
POWER DISTRIBUTOR WITH AN ELECTRONICS SYSTEM WHICH CAN BE PLUG-CONNECTED
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/046370
Kind Code:
A1
Abstract:
A power distributor according to the invention for vehicles contains at least the following assemblies: an electronics system attachment (3) and a central distributor module (0) with a printed circuit board (1) for electrical components (10) and with a feed current rail (2) for connecting the printed circuit board to a feed connection and a cable (4) which is directly contact-connected to the power distributor. The electronics system attachment contains the ESD-sensitive electronic components (11) and serves to switch and possibly diagnose the electrical components (10) on the printed circuit board (1) and is not located on the abovementioned printed circuit board, but rather can be connected to the printed circuit board (1) by means of a plug contact (41) with a plurality of connections. According to the invention, the advantages of the printed circuit board for untangling the signals to the different electrical components are combined with the advantages of a separate electronics system attachment which is not connected to the cable or cable harness from the outset.

Inventors:
WORTBERG MICHAEL (DE)
LIMBASAN DORIN (DE)
MAROLD UWE (DE)
SEIDENSCHWAND MARTIN (DE)
BACHMEIER ANTON (DE)
WOLFSECKER JOSEF (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/072040
Publication Date:
March 23, 2017
Filing Date:
September 16, 2016
Export Citation:
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Assignee:
DRAEXLMAIER LISA GMBH (DE)
International Classes:
B60R16/023; H02B1/46; H02G3/08; H05K5/02
Foreign References:
DE102012214366A12014-02-13
EP0965493A21999-12-22
DE4429294A11996-02-22
DE102009029166A12011-03-24
EP0135910A21985-04-03
JPH1041008A1998-02-13
EP1201505A22002-05-02
DE102012215366A12014-03-06
DE102009029166A12011-03-24
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Stromverteiler für ein Fahrzeug, mit

- einem zentralen Verteilermodul (0) mit einer Leiterplatte (1) für elektrische Bauelemente (10) und einer

Einspeisestromschiene (2) zum Verbinden zumindest eines direktkontaktierten Kabels (4) und der Leiterplatte (1) mit einem Einspeiseanschluss (30),

- einem Elektronikaufsatz (3) mit zumindest einem ESD- sensiblen elektronischen Bauelement (11) zum zum Schalten des elektrischen Bauelements (10), wobei

der Elektronikaufsatz (3) mittels eines Steckkontaktes (41) und Steckgegenkontaktes (42) mit mehreren Anschlüssen mit der Leiterplatte (1) verbunden ist.

2. Stromverteiler nach Anspruch 1, wobei das zentrale

Verteilermodul (0) zumindest eine Kontaktkammer (7) zur

Aufnahme und Kontaktierung des direktkontaktierten Kabels (4) aufweist .

3. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Einspeisestromschiene (2) Gabelkontakte (21) zur Kontaktierung von mit individuellen Kabeln (4) verbindbaren Sicherungen (22) aufweist.

4. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, mit mindestens einem Zusatzmodul (6) zur Absicherung weiterer Verbraucher, der mit einem elektrischen Bauelement (10) auf der Leiterplatte (1) oder einer Einspeisestromschiene (2) verbunden ist.

5. Stromverteiler nach dem vorherigen Anspruch, bei dem das elektrische Bauelement (10) ein Relais, insbesondere ein bistabiles Relais zum Schalten von Verbrauchern, oder ein Schütz ist.

6. Stromverteiler nach den Ansprüchen 4 oder 5, wobei das Zusatzmodul (6) mehrere Sicherungen (12) aufweist, die jeweils mit einem Kontakt (121) mit dem elektrischen

Bauelement (10) oder der Einspeisestromschiene (2) verbunden und dem anderen Kontakt (122) mit einem individuellen Kabel (123) direktkontaktiert sind.

7. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem separaten Gehäuse (31) für den Elektronikaufsatz (3), das im Elektronikaufsatz (3) angebrachte elektronische

Bauelemente (11) abdeckt.

8. Stromverteiler nach dem vorherigen Anspruch, mit einer Verrastung (35) zum Befestigen des Elektronikaufsatzes (3) am zentralen Verteilermodul (0) beim Aufstecken und einer

Verriegelungseinrichtung (32), die nach dem Aufstecken des Elektronikaufsatzes (3) den Elektronikaufsatz (3) mit dem zentralen Verteilermodul (0) verriegelt.

9. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Elektronikaufsatz (3) einen Lin-Controller (33) umfasst, der mit einer Steuereinrichtung (45) zur

Schalt zustandsveränderung der elektrischen Bauelemente (10) über einen Leitungssatz (50) verbunden ist.

10. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Elektronikaufsatz (3) basierend auf Diagnosesignalen der elektrischen Bauelemente (10) Steuersignale für die elektrischen Bauelemente (10) zur Schalt zustandskorrektur erzeugt .

11. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Leiterplatte (1) für elektrische Bauelemente (10)

Leiterbahnen zwischen den elektrischen Bauelementen (10) und dem Steckkontakt (41) zum Elektronikaufsatz (3) aufweist.

12. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steckgegenkontakt (42) im Elektronikaufsatz (3) von einer isolierenden Seitenwand umlaufend umgeben ist, die Teil eines Gehäuses (31) des Elektronikaufsatzes (3) ist.

13. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steckkontakt (41) Anschlüsse zur Stromversorgung des Elektronikaufsatzes (3), zur Ansteuerung zumindest eines elektrischen Bauelements (10) und optional zum Anschluss an einen Lin-Bus in einem Leitungssatz (50) aufweist.

14. Verfahren zur Montage eines Stromverteilers mit folgenden Schritten :

- Bereitstellen eines zentralen Verteilermoduls (0) mit einer Leiterplatte (1) für elektrische Bauelemente (10),

- Direktkontaktieren des zentralen Verteilermoduls (0) mit zumindest einem Kabel (4),

- Montieren des zentralen Verteilermoduls (0) in einem

Fahrzeug,

- Bereitstellen eines Elektronikaufsatzes (3) mit ESD- sensiblen elektronischen Bauelementen (11),

- Aufstecken des Elektronikaufsatzes (3) mit

Steckgegenkontakt (43) mit mehreren Anschlüssen auf einen Steckkontakt (41) des zentralen Verteilermoduls (0), - Verriegeln des Elektronikaufsatzes (3) mit dem zentralen Verteilermodul (0) mit einer Verrastung (35) und/oder einer Verriegelungseinrichtung (32) .

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE

beim Internationalen Büro eingegangen am 10. Januar 2017 (10.01.2017)

1. Stromverteiler für ein Fahrzeug, mit

- einem zentralen Verteilermodul (0) mit einer Leiterplatte (1) für elektrische Bauelemente (10), wobei zumindest ein elektrisches Bauelement (10) ein bistabiles Relais ist, und einer Einspeisestromschiene (2) zum Verbinden zumindest eines direktkontaktierten Kabels (4) und der Leiterplatte (1) mit einem Einspeiseanschluss (30),

- einem Elektronikaufsatz (3) mit zumindest einem ESD- sensiblen elektronischen Bauelement (11) zum Diagnostizieren und Schalten des elektrischen Bauelements (10), wobei der Elektronikaufsatz (3) mittels eines Steckkontaktes (41) und Steckgegenkontaktes (42) mit mehreren Anschlüssen mit der Leiterplatte (1) verbunden ist.

2. Stromverteiler nach Anspruch 1, wobei das zentrale

Verteilermodul (0) zumindest eine Kontaktkammer (7) zur

Aufnahme und Kontaktierung des direktkontaktierten Kabels (4) aufweist .

3. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Einspeisestromschiene (2) Gabelkontakte (21) zur Kontaktierung von mit individuellen Kabeln (4) verbindbaren Sicherungen (22) aufweist.

4. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, mit mindestens einem Zusatzmodul (6) zur Absicherung weiterer Verbraucher, der mit einem elektrischen Bauelement (10) auf der Leiterplatte (1) oder einer Einspeisestromschiene (2) verbunden ist.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

5. Stromverteiler nach den Ansprüchen 4 oder 5, wobei das Zusatzmodul (6) mehrere Sicherungen (12) aufweist, die jeweils mit einem Kontakt (121) mit dem elektrischen

Bauelement (10) oder der Einspeisestromschiene (2) verbunden und dem anderen Kontakt (122) mit einem individuellen Kabel (123) direktkontaktiert sind.

6. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem separaten Gehäuse (31) für den Elektronikaufsatz (3), das im Elektronikaufsatz (3) angebrachte elektronische

Bauelemente (11) abdeckt.

7. Stromverteiler nach dem vorherigen Anspruch, mit einer Verrastung (35) zum Befestigen des Elektronikaufsatzes (3) am zentralen Verteilermodul (0) beim Aufstecken und einer

Verriegelungseinrichtung (32), die nach dem Aufstecken des Elektronikaufsatzes (3) den Elektronikaufsatz (3) mit dem zentralen Verteilermodul (0) verriegelt.

8. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Elektronikaufsatz (3) einen Lin-Controller (33) umfasst, der mit einer Steuereinrichtung (45) zur

Schaltzustandsveränderung der elektrischen Bauelemente (10) über einen Leitungssatz (50) verbunden ist.

9. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Elektronikaufsatz (3) basierend auf Diagnosesignalen der elektrischen Bauelemente (10) Steuersignale für die

elektrischen Bauelemente (10) zur Schaltzustandskorrektur erzeugt.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

10. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Leiterplatte (1) für elektrische Bauelemente (10)

Leiterbahnen zwischen den elektrischen Bauelementen (10) und dem Steckkontakt (41) zum Elektronikaufsatz (3) aufweist.

11. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steckgegenkontakt (42) im Elektronikaufsatz (3) von einer isolierenden Seitenwand umlaufend umgeben ist, die Teil eines Gehäuses (31) des Elektronikaufsatzes (3) ist.

12. Stromverteiler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steckkontakt (41) Anschlüsse zur Stromversorgung des Elektronikaufsatzes (3), zur Ansteuerung zumindest eines elektrischen Bauelements (10) und optional zum Anschluss an einen Lin-Bus in einem Leitungssatz (50) aufweist.

13. Verfahren zur Montage eines Stromverteilers mit folgenden Schritten :

- Bereitstellen eines zentralen Verteilermoduls (0) mit einer Leiterplatte (1) für elektrische Bauelemente (10), wobei zumindest ein elektrisches Bauelement (10) ein bistabiles Relais ist,

- Direktkontaktieren des zentralen Verteilermoduls (0) mit zumindest einem Kabel (4),

- Montieren des zentralen Verteilermoduls (0) in einem

Fahrzeug,

- Bereitstellen eines Elektronikaufsatzes (3) mit ESD- sensiblen elektronischen Bauelementen (11),

- Aufstecken des Elektronikaufsatzes (3) mit

Steckgegenkontakt (43) mit mehreren Anschlüssen auf einen Steckkontakt (41) des zentralen Verteilermoduls (0),

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) - Verriegeln des Elektronikaufsatzes (3) mit dem zentralen Verteilermodul (0) mit einer Verrastung (35) und/oder einer Verriegelungseinrichtung (32).

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

Description:
STROMVERTEILER MIT AUFSTECKBARER ELEKTRONIK Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromverteiler für ein Fahrzeug, der den Strom von einer Energiequelle auf eine Vielzahl elektrischer Verbraucher verteilt .

Stand der Technik

Stromverteiler haben im Fahrzeug die Aufgabe, die

Stromversorgung einer ständig steigenden Anzahl von

Verbrauchern im Fahrzeug zu gewährleisten. Verbraucher können dabei unterschiedlichste Steuergeräte sein, die Funktionen wie Airbag, Fensterheber, Beleuchtung, EntertainmentSystem und vieles mehr darstellen. Im Stromverteiler erfolgt

zusätzlich in der Regel die Absicherung der Leitungen zu den einzelnen Verbrauchern.

Der Strom wird von der Energiequelle typischerweise dem

Stromverteiler über einen einzelnen Einspeiseranschluss zur Verfügung gestellt. Dieser wird oftmals als Klemme 30

bezeichnet. Gleichzeitig hat der Stromverteiler eine Anzahl n von Ausgängen zu den genannten Verbrauchern.

Stand der Technik sind insbesondere Platinen-basierte

Stromverteiler. Hier erfolgt eine Entflechtung der Leitungen zu den unterschiedlichen Verbrauchern über eine Leiterplatte. Die elektrischen Bauelemente zum Schalten des Stromes sind auf der Platine verbaut. Die Schaltelemente sind

typischerweise Relais, die auf die Platine befestigt sind und die Verbindung zu einem oder mehreren Verbraucher (n)

schalten. Die Verbraucher selbst sind an die Platine über Kabelsätze angeschlossen, wobei jedes Kabel oder mehrere Kabel zusammen über jeweils einen Stecker mit der Platine, die einen Gegenstecker enthält, verbunden sind. Der Verbau einer solchen Platinen-basierten Stromverteilerlösung ist sehr aufwändig, es werden die folgenden Tätigkeiten

notwendig :

• der Stromverteiler ist einer Gitterbox zu entnehmen,

• der Stromverteiler ist im Fahrzeug zu montieren,

• eine Anzahl leitungsseitiger Stecker muss aus dem

Kabelsatz gesucht und sortiert werden, und letztlich

• die leitungsseitigen Stecker müssen nacheinander an den Stromverteiler aufgesteckt werden.

Die Fertigungszeiten sind entsprechend lang.

Vorteilhaft an einer solchen Lösung ist jedoch, dass eine Ansteuerelektronik, wie z.B. ein Lin-Interface, leichter zu integrieren ist. Die Entflechtung der Ansteuerung der Relais kann auf der Leiterplatte erfolgen. Nachteilig ist jedoch neben den langen Fertigungszeiten, dass die Grundfläche des Stromverteilers sehr groß sein muss, da neben den Sicherungen auf der Leiterplatte auch die Steckeraufnahmen Platz finden müssen. Da die Leiterplatte der größte Kostenfaktor ist, ist diese Lösung entsprechend kostenintensiv.

Integriert man elektronische Bauelemente in die Leiterplatte des Stromverteilers, wie in DE102012215366 AI, dann ergibt sich das Problem, dass wegen den ESD-sensiblen (electrostatic discharge, kurz ESD) elektronischen Bauelementen der

Stromverteiler und ggf. der gesamte Kabelbaum als ESD- sensibel aufwändig in Produktion, Test und Transport zu behandeln ist.

Andere Ansätze für einen Stromverteiler sind aus der DE

102009029166 AI bekannt. Der Stromverteiler ist modular aufgebaut, d.h. an einem zentralen Modul ist eine begrenzte Anzahl von Zusatzmodulen anschließbar, auf beiden sind

Sicherungen angebracht, wobei auf dem zentralen Modul sich auch die Schaltelemente befinden. Bei dieser Lösung ist jedoch die Aufnahme einer Ansteuerelektronik kritisch, denn diese Lösung enthält keine Leiterplatte, in die sich die Ansteuerelektronik integrieren ließe. Daher muss die

Ansteuerelektronik über einen Verteiler-internen-Kabelsat z mit den Schaltelementen des Stromverteilers verbunden werden.

Ein Stromverteiler nach dieser Variante hat den Nachteil, dass die Auslieferung des Elektronikanteils im Leitungssatz kundenseitig in der Regel nicht akzeptiert wird, da mit dem Kabelsatz inklusive der damit verbundenen Stromverteiler bei der Montage ein Risiko besteht, dass Beschädigungen durch unsachgemäße Behandlung auftreten, insbesondere betreffend die elektrostatische Entladung (ESD) .

Beschreibung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stromverteiler anzugeben, der eine einfache Integration der

Ansteuerelektronik bei vertretbaren Kosten gewährleistet.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen

Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren zu entnehmen.

Ein erfindungsgemäßer Stromverteiler für Fahrzeuge enthält zumindest folgende Baugruppen: einen Elektronikaufsatz mit ESD-sensiblen elektronischen Bauelementen und einen zentralen Verteilermodul mit einer Leiterplatte für elektrische

Bauelemente und einer Einspeisestromschiene zum Verbinden der Leiterplatte mit einem Einspeiseanschluss und einem am

Stromverteiler direkt kontaktierten Kabel. Der

Elektronikaufsatz befindet sich nicht auf der vorgenannten Leiterplatte, sondern ist mittels eines Steckkontaktes mit mehreren Anschlüssen mit der Leiterplatte verbindbar.

Entsprechend der Erfindung werden die Vorteile der

Leiterplatte zur Entflechtung der Signale zu den

unterschiedlichen elektrischen Bauelementen mit den Vorteilen eines separaten Elektronikaufsatzes, der nicht von vornherein mit dem Kabel bzw. Kabelbaum verbunden ist, kombiniert.

Vorteilhafterweise enthält die Leiterplatte nur elektrische, jedoch keine elektronischen Bauelemente, die ESD sensibel sind. Die Montage eines solchen Stromverteilers im Fahrzeug hat, wie im unabhängigen Verfahrensanspruch angegeben, besondere Vorteile bei der Montage. So sind die

Fertigungszeiten deutlich verkürzt und es wird im Fahrzeug weniger Bauraum benötigt. Im Vergleich zu anderen Platinen ¬ basierten Verteilern sind die Kosten aufgrund der reduzierten Leiterplattengröße deutlich geringer. Auch kann eine höhere Energiedichte erreicht werden.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält der zentrale Verteilermodul zumindest eine

Kontaktkammer zur Aufnahme und Kontaktierung des

direktkontaktierten Kabels. Der Verteilermodul ist von einem Gehäuse umgeben, das die genannte Kontaktkammer enthält, in die das Kabel eingeschoben und ohne Zuhilfenahme eines

Steckers kontaktiert werden kann. Direktkontaktiert bedeutet im Sinne der Erfindung Verbindung eines Kabels mit einem Kontaktteil, ohne dass dazu ein Stecker verwendet wird.

Crimpverbindungen oder MKS-Stecker sind Beispiele für solche direktkontaktierten Kabel. Über die Kontaktkammer lässt sich vorteilhaft eine mechanische und elektrische Verbindung des Kabels am Verteilermodul bewerkstelligen, insbesondere wenn nach Bestückung des zentralen Verteilermoduls nachträglich die Kabel aufgesteckt werden.

Entsprechend einer weiteren Verbesserung der Erfindung weisen die Einspeisestromschiene Gabelkontakte zur Kontaktierung von mit individuellen Kabeln verbindbaren Sicherungen auf.

Gabelkontakte eignen sich gut, um Sicherungen einfach und sicher aufzustecken. Gabelkontakte lassen sich zum einen gut auf einer Leiterplatte befestigen und sind skalierbar, d.h. wenn mehrere Gabelkontakte aneinandergereiht sind, wird für den Gesamtkontakt die Stromtragfähigkeit entsprechend

vervielfacht. Zum anderen können neben Sicherungen auch eine Vielzahl anderer Kontaktmesser oder Stromschienen einfach kontaktiert werden. Gabelkontakte können auch leicht durch Stanzen und Biege an Stromschienen erzeugt werden, sind also in diese integriert.

Weiterhin ist es vorteilhaft, den Stromverteiler mit

mindestens einem Zusatzmodul zu ergänzen. Das Zusatzmodul ist dabei mit einem elektrischen Bauelement auf der Leiterplatte oder der Einspeisestromschiene direkt verbunden. Auf dem Zusatzmodul sind schaltbar oder nicht schaltbar weitere

Sicherungen angebracht, die je nach Größe des Zusatzmoduls eine Anzahl von Verbrauchern anschließen und über die

Sicherungen entsprechend absichern.

Durch die Anzahl und Größe der genannten Zusatzmodule

entsteht wiederum ein modularer Stromverteiler, der an die Anforderungen des jeweiligen Fahrzeugtyps oder -models einfach anpassbar ist.

Vorteilhafterweise sind die vorgenannten elektrischen

Bauelemente Relais zum Schalten von Verbrauchern,

insbesondere bistabile Relais, oder Schütze. Bistabile Relais haben den Vorteil, dass sie insgesamt einen geringeren

Stromverbrauch haben, da sie in beiden Schalt zuständen ohne Anlegen an eine elektrische Spannung verharren können. Jedoch kann durch Erschütterungen oder andere mechanische

Einwirkungen ein falscher Schalt zustand eingenommen werden, so dass ein bistabiles Relais in kurzen Zeitabständen

bezüglich seines Schalt zustandes abgefragt (diagonistiziert ) werden sollte, so dass gegebenenfalls der Schalt zustand korrigiert werden kann. Dazu wird die Ausgangsspannung des Relais abgefragt. Dies erfordert jedoch eine Ansteuer- und Auswerteelektronik, die erfindungsgemäß im Elektronikaufsatz untergebracht ist. Der Elektronikaufsatz enthält

vorteilhafterweise Schaltungen zur Diagnose der

Schalt zustände der elektrischen Bauelemente, insbesondere der Relais, aber auch des von den Verbrauchen entnommenen Stroms.

Der Elektronikaufsatz kann zusätzlich oder alternativ auch einen Lin-Controller umfassen. Lin (Local Interconnect

Network) ist die Spezifikation eines seriellen

Kommunikationssystems, das über eine einzige Leitung eine Vielzahl von Controllern über Controller-spezifische Adressen ansteuern kann. Ein Lin-Controller kann dementsprechend für ihn bestimmte Signale aus der Leitung entnehmen und hier im Stromverteiler die Verbraucher entsprechend der Anweisungen, die der Lin-Controller über den Leitungssatz von einer

Steuereinrichtung erhält, schalten. Hierfür eignet sich die Nutzung von Mikrocontrollern und elektronischen Bauelementen, die im Elektronikaufsatz untergebracht sind. Eine zur

Ansteuerung der Relais benötigt Steuereinrichtung kann im Elektronikaufsatz selbst integriert sein oder bei Nutzung des Lin-Controllers abgesetzt davon. Die Steuereinrichtung erhält die Diagnosesignale für die Relais und erzeugt nach einem Steueralgorithmus die Schaltsignale, die an die Relais (ggf. über Lin-Bus und Lin-Controller) weitergegeben werden.

Vorteilhafterweise werden Schalt zustandskorrekturen, oft im Bereich von 1 bis 15 ps, direkt durch die Schaltungen

(Steuereinrichtung) des Elektronikaufsatzes vorgenommen. D.h. die Diagnose erfolgt durch häufiges Abfragen der

Ausgangsspannung des oder der Relais und sofortiges Auswerten und Korrigieren des Schalt zustandes vor Ort im

Elektronikaufsatz selbst falls nur eine Fehlfunktion durch Erschütterung vorliegt. Ansonsten erhält der

Elektronikaufsatz die Anweisungen zum Schalten der Relais über den Lin-Controller von einer zentralen Steuereinrichtung (z.B. Body Control Unit). Diese Schalt zustandsveränderungen treten typischerweise in größeren Abständen auf, so dass die Bandbreite des Lin-Buses ausreicht.

Elektronische Bauelemente sind gegenüber einer

elektrostatischen Entladung sensibel. Entsprechend weiterer Verbesserungen der Erfindung ist daher der Elektronikaufsatz in einem separaten Gehäuse untergebracht, der damit die darin enthaltenen elektronischen Bauelemente abdeckt und schützt. Als zusätzlichen Schutz eines Gegenkontaktes im

Elektronikaufsatz kann dieser mit einer umlaufenden

isolierten und erhöhten Seitenwand umgeben sein, die Teil des Gehäuses ist. Weiterhin kann nach Aufstecken des

Elektronikaufsatzes auf den zentralen Verteilermodul der Elektronikaufsatz verrastet und/oder verriegelt werden, d.h. er ist danach bei mechanischen Erschütterungen, wie sie im Fahrzeug auftreten, gegen eine Dekontaktierung vom zentralen Verteilermodul gesichert. Die Verrastung erfolgt über

Rastnasen am Gehäuse des Verteilermoduls, die mit Rastnuten auf Gehäuse des Elektronikaufsatzes zusammenwirken (oder umgekehrt) . Die Verriegelung (Sekundärverriegelung) erfolgt über einen Schiebestift am Gehäuse des Verteilermoduls, der eine Aufnahme mit Hohlraum des Gehäuse des

Elektronikaufsatzes eingeschoben wird. Die

Verriegelungsrichtung ist dabei senkrecht zur

Einsteckrichtung des Elektronikaufsatzes. Zur leichteren Entnahme des Elektronikaufsatzes kann im Gehäuse des

Verteilermoduls beispielsweise zwischen den Verrastungen eine federnde Zunge angebracht sein, die entgegen der

Einsteckrichtung des Elektronikaufsatzes wirkt (siehe Figur 7) .

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines

Stromverteilers wird in folgenden Schritten durchgeführt. Erst wird der zentrale Verteilermodul zur Verfügung gestellt, der die Leiterplatte mit den elektronischen Bauelementen enthält. Mindestens ein Kabel, in der Regel eine Vielzahl von Kabeln, wird mit dem zentralen Verteilermodul

direktkontaktiert . Folgend wird das zentrale Verteilermodul zusammen mit dem Kabelbaum im Fahrzeug montiert. Daraufhin wird der Elektronikaufsatz bereitgestellt und auf einen Steckkontakt des zentralen Verteilermoduls aufgesteckt.

Anschließend wird der Elektronikaufsatz mit dem zentralen Verteilermodul verrastet und/oder verriegelt.

Durch die Entflechtung von elektrischen und elektronischen Bauelementen können zum einen die elektronischen Bauelemente im Elektronikaufsatz ESD-gerecht behandelt werden,

gleichzeitig kann für die übrigen Elemente des

Stromverteilers, also zentraler Verteilermodul und

gegebenenfalls Zusatzmodule, die übliche Montage im Fahrzeug fortgeführt werden.

Kurze Figurenbeschreibung

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein zentrales Verteilermodul mit Leiterplatte und

Einspeisestromschiene,

Figur 2 die Kontaktierung von elektrischen Bauelementen,

Gabelkontakten und Sicherungen mit der

Leiterplatte,

Figur 3 ein zentrales Verteilermodul mit beispielhaft vier

Zusatzmodulen,

Figur 4 ein zentrales Verteilermodul mit Zusatzmodulen und aufgestecktem Elektronikaufsatz, Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des

Stromverteilers mit zentralem Verteilermodul und zusätzlichem Steckkontakt für den Kabelbaum,

Figur 6 und Figur 7 dreidimensionale Darstellungen des

zentralen Stromverteilers vor und nach Montage bzw. Aufstecken von Zusatzmodulen und Elektronikaufsatz.

In Figur 1 ist ein zentrales Verteilermodul 0 dargestellt, der eine Leiterplatte 1 und eine Einspeisestromschiene 2 enthält. Auf der Leiterplatte 1 sind elektrische Bauelemente 10, hier bistabile Relais, aufgebracht. Zusätzlich können Freilauf-Widerstände oder Freilauf-Dioden aufgebracht sein, die die Entladung der Spulen der Relais 10 unterstützen.

Weiterhin befindet sich auf der Leiterplatte ein Steckkontakt 41, der wie später gezeigt, zum Aufstecken des

Elektronikaufsatzes 3 dient.

Die Leiterplatte 1 ist mit einem Einspeiseanschluss 30 über die Einspeisestromschiene 2 verbunden. Die

Einspeisestromschiene 2 ist ein Stanzbiegeteil, vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, das mit der

Leiterplatte 1 über Lötstellen verbunden ist und zum anderen eine Vielzahl von Gabelkontakten enthält, in denen

Sicherungen 22 (in Figur 1, 17 an der Zahl) eingesteckt sind und Gabelkontakte 24 für Zusatzmodule ausgeprägt sind. Das zentrale Verteilermodul 0 ist von einem Gehäuse 8 umgeben, das weiterhin Befestigungselemente 131 für hier nicht

gezeigte Zusatzmodule enthält, so dass diese Zusatzmodule sowohl mechanisch als auch elektrisch mit dem zentralen

Verteilermodul 0 verbunden werden können. Das Gehäuse 8 ist typischerweise aus Spritzguss und dient der mechanischen Aufnahme von Leiterplatte 1, Einspeisestromschiene 2 und allen darauf befindlichen elektrischen Bauelementen 10, sowie von Sicherungen 22. Die Kontaktierung der Bauelemente ist anhand von Figur 2 deutlicher zu erkennen. Auf der Leiterplatte 1 sind die elektrischen Bauelemente (ein bistabiles Relais) 10

aufgelötet, weiterhin ist auch die Einspeisestromschiene 2 über einen Lötkontakt mit der Leiterplatte 1 verbunden. Die Einspeisestromschiene 2 ist angewinkelt, so dass zur

Sicherung 22 gerichtet ein Gabelkontakt 21 entsteht, in den die Sicherung 22 einsteckbar ist. Ein weiterer

Kontaktanschluss der Sicherung 22 ist in einer Kontaktkammer 7 des Gehäuses des zentralen Verteilermoduls eingesteckt, wobei an diesem zweiten Anschluss der Sicherung 22 ein Kabel 23 direktkontaktierbar ist, beispielsweise über einen MKS- Kontakt .

Weiterhin ist in Figur 2 ein Gabelkontakt 24 gezeigt, der ebenso auf die Leiterplatte gelötet ist. Der Gabelkontakt 24 besteht aus zwei aneinandergereihten Einzelkontakten, die somit die doppelte Stromtragfähigkeit haben. Dieser

Gabelkontakt 24 dient wie später gezeigt der elektrischen Kontaktierung von einem Zusatzmodul. Auf der Leiterplatte 1 sind die verschiedenen Lötstellen über Leiterbahnen

miteinander verschaltet, so dass ein Stromlaufplan zum

Schalten der unterschiedlichen Relais 10 nach den Vorgaben des später erläuterten Elektronikaufsatzes 3 erfolgt.

In Figur 3 ist der Stromverteiler, der zuvor erläutert wurde, um vier Zusatzmodule 6 ergänzt worden. Diese Zusatzmodule 6 sind entweder direkt mit der Einspeisestromschiene 2 oder mit dem Relais 10 verbunden, d.h. manche Zusatzmodule 6 sind schaltbar, andere jedoch nicht. Die Zusatzmodule 6 enthalten eine Anzahl Sicherungen 12, in Figur 3 jeweils zehn

Sicherungen 12. Es kann aber auch eine andere Zahl gewählt werden. Auch müssen diese Zusatzmodule 6 nicht jeweils die gleiche Anzahl von Sicherungen 12 enthalten. Die Sicherungen 12 können je nach Anforderung des Verbrauchers einen

unterschiedlichen Auslösecharakteristik haben. Die Verbindung der Zusatzmodule 6 mit Einspeisestromschiene 2 oder Leiterplatte 1 erfolgt über elektrische Kontakte 132 des Zusatzmoduls 6, die mit Gabelkontakten 24 auf der

Leiterplatte 1 oder der Einspeisestromschiene 2 verbindbar sind .

In Figur 3 ist weiterhin die Direktkontaktierung der

Sicherungen 12, 22 mit dem Kabelbaum, d.h. einer Vielzahl von Kabeln 4, 123 gezeigt. Die Sicherungen 12 sind mit einem Kontakt 121 mit dem Relais 10 (für die schaltbaren

Zusatzmodule 6) oder direkt mit der Einspeisestromschiene 2 verbunden. Mit dem anderen Kontakt 122 besteht jeweils eine Verbindung zu einem direktkontaktierten Kabel 123. Über den Steckkontakt 41 wird der Elektronikaufsatz 3 mit Strom versorgt, werden die Ausgangsspannungen der Relais 10 als Diagnosesignale zur Verfügung gestellt und werden

Steuersignale des Elektronikaufsatzes 3 an die Relais 10 weitergeben .

Figur 4 zeigt nun den Stromverteiler, nachdem ein

Elektronikaufsatz 3 auf den Kontakt 41 des zentralen

Verteilermoduls 0 aufgesteckt wurde. Dazu enthält der

Elektronikaufsatz 3 einen Gegenkontakt 43, der mit dem

Steckkontakt 41 zusammenwirkt. Der Elektronikaufsatz 3 enthält elektronische Bauelemente 11 zur Diagnose der

Schalt zustände der elektrischen Bauelemente 10 der

Leiterplatte 1 und elektronische Bauelemente 11 zur

Ansteuerung der elektrischen Bauelemente 10. Weiterhin wird in Figur 4 gezeigt, dass der Elektronikaufsatz 3 über eine Verriegelungseinrichtung 32 mit dem zentralen Verteilermodul 0 verriegelbar ist. In Figur 6 und 7 ist diese Verriegelung und eine Verrastung noch einmal verdeutlicht.

Der Gegenkontakt 43 in Figur 4 stellt zusätzlich über einen Leitungssatz 50 (mit zumindest einer Leitung) eine Verbindung zu einer Steuereinrichtung 45 her. Diese Steuereinrichtung 45 erzeugt nach einem Schaltalgorithmus die Steuersignale zur Ansteuerung der elektrischen Bauelemente 10 bei Veränderungen des Schalt zustandes für einzelne Verbraucher, die über den Elektronikaufsatz 3 weitergegeben werden.

Schalt zustandskorrekturen, falls ein Relais durch

Erschütterungen ungewollt in einen fehlerhaften Schalt zustand gerät, werden nach Auswertung der Diagnosesignale

(Ausgangsspannung des Relais 10) direkt durch die

elektronischen Bauelemente 11 des Elektronikaufsatzes 3 vorgenommen .

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 5 gezeigt, wobei im Mittelpunkt wieder eine Leiterplatte 1 steht, auf der elektrische Bauelemente 10, wiederum Relais, aufgebracht sind, die mittels der Leiterplatte 1 mit einem Steckkontakt 41 für den Elektronikaufsatz 3, aber auch mit Sicherungen 22 und einem Steckkontakt 42 für den Leitungssatz über Leiterbahnen verbunden ist. Die Kabel 4 des

Leitungssatzes sind mit dem Steckkontakt 42 für den

Leitungssatz direktkontaktiert . Die Stromversorgung der

Leiterplatte 1 erfolgt über eine Einspeisestromschiene 2, hier einen Messerkontakt, der die Verbindung zu einem nicht gezeigten Einspeiseanschluss herstellt. Anders als im

vorangegangenen Beispiel werden die Kabel 4 nicht über

Sicherungen mit der Leiterplatte 1 verbunden, sondern über den Steckkontakt 42.

Weiterhin ist auch hier eine Verriegelungseinrichtung 32 angedeutet, die mit dem in Figur 5 unten dargestellten

Elektronikaufsatz 3 zusammenwirkt. Wird dieser

Elektronikaufsatz 3 mit zwei Gegenkontakten 43, 44 für

Elektronikaufsatz und Leitungssatz auf den zentralen

Verteilermodul 0 aufgesteckt, so wird der Elektronikaufsatz 3 weiterhin zur Diagnose der elektrischen Bauelemente 10 auf der Leiterplatte genutzt als auch als Lin-Controller, der seine Signale direkt aus dem Leitungssatz über ein Kabel 4 und den Gegenstecker 44 erhält. Dazu enthält der

Elektronikaufsatz 3 eine Vielzahl von elektronischen

Bauelementen 33. Der Elektronikaufsatz 3 ist von einem Gehäuse 31 umgeben, das bei der Verriegelung über die

Verriegelungseinrichtung 32 mit dem zentralen Verteilermodul 0 zusammenwirkt.

Das hiermit gezeigte direktkontaktierte Klein-Verteilersystem mit aufsteckbarer Elektronik zeigt, dass die aufsteckbare Elektronik sowohl Steueraufgaben für die Leiterplatte, aber auch Steueraufgaben außerhalb dieses Stromverteilers

übernehmen kann. Über den Steckkontakt für den Leitungssatz 42 kann dieser Stromverteiler auch Steueraufgaben für andere Elemente des Leitungssatzes übernehmen, wenn neben der Kabeln zur Stromversorgung für die Verbraucher oder neben dem Lin- Kabel auch weitere Steuerkabel mit dem Steckkontakt für den Leitungssatz verbunden sind.

In Figur 6 ist zu erkennen, dass das zentrale Verteilermodul 0 von einem Gehäuse 8 aus Spritzguss umgeben ist, das zum einen ein Befestigungselement 9 zur Befestigung des

Stromverteilers am Fahrzeug enthält, jedoch auch eine

Verriegelungseinrichtung 32, die nach Aufstecken des

separaten Elektronikaufsatzes 3 und der Verrastung 35 diesen am zentralen Verteilermodul 0 verriegelt. Auch die

elektrischen Bauelemente 10 sind durch das Gehäuse 8 so abgedeckt, dass kein Risiko einer ungewünschter elektrischer Kontakte entsteht.

Aus dem zentralen Verteilermodul 0 stehen

Befestigungselemente 131 für die Zusatzmodule 6 heraus, so dass beim Aufstecken dieser Zusatzmodule 6 sowohl eine stabile mechanische Befestigung als auch wie zuvor gezeigt über Gabelkontakte eine hinreichend elektrische Kontaktierung der auf den Zusatzmodulen 6 angebrachten Sicherungen und an die Sicherungen angeschlossener Verbraucher entsteht.

Auch der Elektronikaufsatz 3 ist mit einem isolierenden

Gehäuse 31 aus Spritzguss umgeben. Damit auch der in Figur 6 verdeckte Gegensteckkontakt 42 vor ungewollten Berührungen geschützt ist, wird der Steckgegenkontakt 42 im

Elektronikaufsatz 3 von einer isolierenden Seitenwand

umlaufend umgeben ist, die Teil eines Gehäuses 31 ist. Diese umlaufende Seitenwand hat eine größere Höhe als Kontaktstifte des Gegensteckkontakts 42.

In Figur 7 sind die Zusatzmodule 6 bereits mit dem zentralen Verteilermodul 0 verbunden. Hier sieht man die Sicherungen 12, 22, die sich sowohl auf dem zentralen Verteilermodul 0 als auch auf den Zusatzmodulen 6 befinden, deutlicher. Auch die Zusatzmodule 6 enthalten mit dem Befestigungselement 131 (aus Figur 6) des jeweiligen Zusatzmoduls 6 zusammenwirkende Verriegelungen 34, um ein versehentliches Lösen des

Zusatzmoduls 6 vom zentralen Verteilermodul 0 zu verhindern. Die Verriegelung 32 für den Elektronikaufsatz 3 besteht aus einem im Gehäuse 8 des zentralen Verteilermoduls 0 gelagerten Zapfen, der in das Gehäuse 31 des Elektronikaufsatzes 3 bei Betätigung hineinragt, die Verriegelung 32 wirkt als

Sekundärverriegelung nach dem Aufstecken des

Elektronikaufsatzes 3 auf den Verteilermodul 0. Der

Elektronikaufsatz 3 kann vorher beim Aufstecken verrastend in zwei Laschen des Gehäuses 8 des zentralen Verteilermoduls 9, die mit zwei Gegenstücken am Gehäuse 31 des

Elektronikaufsatzes 3 eine Verrastung 35 bilden, befestigt werden, wobei gleichzeitig die elektrische Kontaktierung mit dem Stecker 41 erfolgt. Die zwei Verrastungen 35 sind an entgegengesetzten Enden am Gehäuse 31 angeordnet, so dass beim Betrieb des Stromverteilers möglichst keine Vibrationen und damit keine Korrosionsbildung am elektrischen Kontakt zwischen Steckkontakt 41 für Elektronikaufsatz 3 und

Gegenkontakt 43 für Elektronikaufsatz 3 sowie zwischen

Steckkontakt 42 für Leitungssatz 50 und Gegenkontakt 44 für den Leitungssatz 50 entstehen. Alternativ zu getrennten Steckkontakten 41, 42 kann auch ein einzelner Steckkontakt für beide Funktionalitäten benutzt werden.

Nach einem solchen Aufstecken erfolgt die Verriegelung am zentralen Verteilermodul 0.

BEZUGSZEICHENLISTE

Zentrales Verteilermodul 0

Leiterplatte 1

Einspeisestromschiene 2

Elektronikaufsatz 3

Direktkontaktiertes Kabel 4, 23, 123

Zusatzmodul 6

Kontaktkammer 7

Gehäuse des zentralen Verteilermoduls 8

Befestigungselemente des zentralen Verteilermoduls 9

Elektrische Bauelemente 10

Elektronische Bauelemente 11

Gabelkontakte 21, 23, 24

Sicherung 12, 22

Einspeiseanschluss 30

Gehäuse des Elektronikaufsatzes 31

Verriegelungseinrichtung 32

Lin-Controller 33

Verriegelung 34

Verrastung 35

Steckkontakt für Elektronikaufsatz 41

Steckkontakt für Leitungssatz 42

Gegenkontakt für Elektronikaufsatz 43

Gegenkontakt für Leitungssatz 44

Steuereinrichtung 45

Leitungssatz 50

Kontakte der Sicherung 121, 122

Befestigungselemente des Zusatzmoduls 131

Kontakt des Zusatzmoduls 132