DE102006024391A1

DE102006024391A1 - Sicherungseinheit

Info

Publication number: DE102006024391A1
Application number: DE102006024391A
Authority: DE
Inventors: Peter Füssl; Michael Sessner; Hans Weiner; Oliver Fröhlich
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2007-11-29
Also published as: US7652552B2; US20080042795A1

Abstract

Eine Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker (10) insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen umfasst eine elektrisch leitende Sammelschiene (12) als Stromzuführung sowie mehrere Anschlüsse (18a, 20a, 22a, 24a) für individuelle Verbraucher, die direkt oder über zwischengeschaltete Schmelzsicherungen (20, 22, 24) mit der Sammelschiene (12) elektrisch leitend verbunden sind. Die Sammelschiene (12) weist eine Kontaktzunge (14) auf, welche gestaltet ist, um ohne Zwischenschaltung einer weiteren Anschlusskontur direkt als Steckergeometrie mit einem externen Potential in leitenden Kontakt gebracht zu werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Speziell im Kraftfahrzeugbereich werden Leitungsverteiler eingesetzt, die, ausgehend von einem gemeinsamen Potential, den Strom über individuelle Sicherungen den Anschlüssen für individuelle Verbraucher zuführen.
Stand der Technik
Sicherungen, die auf eine gemeinsame Stromschiene montiert oder in eine Stromschiene integriert sind, sind bereits bekannt. Derartige Bauteile werden sowohl auf der Zugangsseite wie auch Abgangsseite kontaktiert, indem zugangsseitig an der Stromschiene ein angeschraubtes Anschlussteil angeordnet ist und abgangsseitig ebenfalls verschraubte Anschlussteile oder aber einzelne Steckkontakte auf den Sicherungen vorgesehen sind. Ein derartiger Stand der Technik ist in der DE 196 46 264 C2 beschrieben, worin eine Sammelschiene vorgesehen ist, an der zugangsseitig ein Stromzuführungsanschluss über einen Hauptschmelzleiter angebracht ist. Abgangsseitig sind mehrere Anschlussstücke vorgesehen, die individuell über Schmelzleiter mit der Sammelschiene verbunden sind. Die abgangsseitigen Schmelzleiter können dabei durch unterschiedliche Breite und/oder Dicke in Bezug auf ihr Schmelzverhalten konfektioniert werden. In den Anschlussstücken sowohl auf der Zugangsseite wie Abgangsseite ist jeweils für die Anbringung an einen Kabelschuh oder für einen Schraubanschluss ein Loch vorgesehen.
Darstellung der Erfindung
Im Fahrzeugbereich besteht die Notwendigkeit einer einfachen Trennmöglichkeit von Leitungszuführungen von einer Stromzufuhr, um eine einfache Montage und Demontage zu ermöglichen, insbesondere aber um bei längeren Transport- oder Standzeiten eines Kraftfahrzeugs eine einfache Transportabschaltung vorzusehen.
Es ist somit die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Sicherungseinheit der eingangs genannten Art zu vereinfachen sowie eine einfache Montage und Demontage zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch eine Sicherungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker ist speziell an die Verwendung in Kraftfahrzeugen angepasst und umfasst eine elektrisch leitende Sammelschiene als Stromzuführung und mehrere Anschlüsse für individuelle Verbraucher, die direkt oder über zwischengeschaltete Schmelzsicherungen mit der Sammelschiene elektrisch leitend verbunden sind. Die Sammelschiene weist eine Kontaktzunge auf, welche gestaltet ist, um ohne Zwischenschaltung einer weiteren Anschlusskontur direkt als Steckergeometrie mit einem externen Potential in leitenden Kontakt gebracht zu werden. Mit anderen Worten besitzt die Sammelschiene eine Doppelfunktion. Zum einen dient sie dazu, den zugeführten Strom (Potential) gleichmäßig den mehreren Anschlüssen für individuelle Verbraucher zuzuführen. Zum anderen dient die Sammelschiene aber dazu, mit ihrer Kontaktzunge direkt als Stecker verwendet zu werden. Die Sammelschiene wird somit nicht mehr mit einem separat vorgesehenen Anschlussstück verbunden, das wiederum mit dem externen Potential verbunden wird, sondern wird direkt in entsprechend geformte Gegenkontakte auf der Zufuhrseite eingesteckt. Auf diese Weise liegt eine einfach aufgebaute Sicherungseinheit vor, die auf sehr bequeme Weise montiert und wieder demontiert werden kann. Insbesondere bei längeren Stillstandszeiten oder während des Transports kann mit einem einzigen Handgriff eine Anzahl von Verbrauchern von der Stromzufuhr entkoppelt werden, was insbesondere für Hochstromanwendungen, speziell in Fahrzeugbordnetzen, von Interesse ist, da derartige Hochstromanwendungen bei längeren Stand- oder Transportzeiten die Batteriekapazität des Fahrzeuges rasch erschöpfen. Ein weiterer Anwendungszweck besteht aber auch darin, spezielle Verbraucher in einem Fahrzeug während des Transports auszuschalten. Dies kann beispielsweise die Alarmanlage eines Fahrzeugs sein, die beim Be- und Entladen von Fahrzeugen auf Verkehrsmittel oder bei abrupten Lageveränderungen beim Transport auf hoher See selbsttätig auslösen kann.
Bevorzugte Ausführungsformen folgen aus den übrigen Ansprüchen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sammelschiene ein Stanzblech, dessen Materialstärke auf das Einschieben in Lamellenkontakte abgestimmt ist. Derartige Lamellenkontakte sind in der DE 101 49 572 C2 beschrieben, und bestehen aus zwei Kontaktfedern, die in einem Fußbereich einstückig miteinander verbunden sind, wobei jede Kontaktfeder einen Hebelarm bildet, der durch ein zwischen die Kontaktarme geschobenes Kontaktblech, im vorliegenden Fall die Kontaktzunge der Sammelschiene, elastisch verbiegbar ist und durch seine Vorspannkraft sicher an der Sammelschiene anliegt. Derartige Lamellenkontakte stellen eine sehr einfache und mit einem einzigen Handgriff herzustellende Kontaktierung zwischen der Sammelschiene und dem externen Potential dar. Zudem lässt sich der zu übertragende Stromfluss über die Anzahl von üblicherweise in Packungen zusammengefassten Lamellenkontakten einstellen.
Im einfachsten Fall ist die Sammelschiene ein im Wesentlichen rechteckiges Blech, dessen eine Längsseite oder Querseite die Kontaktzunge darstellt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sammelschiene ein Stanzblech, das eine Abkantung aufweist, welche die Kontaktzunge der Sammelschiene umfasst. Das Vorsehen einer Abkantung eröffnet die Möglichkeit unterschiedlicher Steckgeometrien, weil durch entsprechende Abkantungen der die Sicherungseinheit umfassende Stecker in beliebiger winkliger Anordnung zur flächigen Anordnung des Stanzblechs gebracht werden kann. So kann der Stecker beispielsweise innerhalb der Fläche des Stanzblechs um 90° gedreht angeordnet werden oder aber um 90° aus der Fläche heraus gedreht werden. Dazwischen sind auch beliebige Zwischenwinkel möglich.
Die mehreren Schmelzsicherungen zwischen Sammelschiene und den individuellen Verbrauchern können als stanzintegrierte Sicherung mit Steckanschluss ausgestaltet sein. Ebenso ist es aber auch möglich, eine oder mehrere stanzintegrierte Sicherungen mit Schraubanschluss vorzusehen oder aber eine oder mehrere Standardsicherungen vorzusehen, welche an die Sammelschiene geschraubt werden. Die Verwendung der Sammelschiene macht es insbesondere auch möglich, verschiedene der oben genannten Sicherungstypen miteinander innerhalb einer erfindungsgemäßen Sicherungseinheit zu kombinieren, so dass in Bezug auf das Schmelzverhalten der Sicherungen aber auch die Nachrüstbarkeit einer neuen Sicherung, falls die ursprünglich eingebaute Sicherung ausgelöst haben sollte, eine sehr hohe Variabilität besteht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Sammelschiene aus sauerstoffarmem Kupfer, das sich als geeignetes Material für die möglichst gleichmäßige Verteilung des eingangsseitig anliegenden Potentials bei einer relativ geringen Größe der Sammelschiene erwiesen hat. Ebenfalls bevorzugt ist es, die Sammelschiene mit Zinn oder einer Zinnlegierung zu beschichten.
Im Hinblick auf die mögliche Abkantung des Stanzblechs wurde bereits darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Sicherungseinheit als ein Stecker ausgeführt sein kann. Dies erfolgt, indem die Sicherungseinheit weiterhin ein Gehäuse umfasst aus elektrisch isolierendem Material, das die Sammelschiene und die Sicherungen zumindest teilweise umgibt. Ein derartiges Gehäuse bildet eine Kontur, die zur Führung, Befestigung, Verrastung, Verriegelung und Verschraubung der Sicherungseinheit dienen kann. Weiterhin kann das Gehäuse eine Kodierung tragen, um die einzelnen abgehenden Anschlüsse identifizierbar zu machen. Schließlich dient das Gehäuse dazu, einen Schutz zu bieten, insbesondere vor mechanischen Einwirkungen, aber auch um eine unerwünschte Fehlkontaktierung eines Teils der Sicherungseinheit im Fahrzeug zu vermeiden. Schließlich schützt das Gehäuse die Sicherungseinheit vor thermischen und chemischen Einflüssen sowie der Witterung.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Gehäuse durch Umspritzung oder Umschäumung gebildet. Dies stellt eine fertigungstechnisch sehr einfach zu realisierende Lösung dar, die zudem einen dichten Abschluss des Gehäuses sicherstellt und ein unerwünschtes Eindringen von Feuchtigkeit verhindern kann. Der Nachteil besteht allerdings darin, dass im Reparaturfall der Zugang zu einzelnen Schmelzsicherungen und Anschlüssen nicht möglich oder zumindest erschwert ist. Alternativ kann das Gehäuse einschalig ausgeführt sein, wobei die Kontaktzunge der Sammelschiene aus dem Gehäuse herausragt. Alternativ kann das Gehäuse die Sicherungseinheit vollständig umgeben und im Bereich der Kontaktzunge einen Schlitz aufweisen, der ausreichend bemessen ist, um das Eindrücken eines Gegenkontaktes in das Gehäuse zu ermöglichen. Weiterhin ist es möglich, das Gehäuse mehrschalig auszuführen, wobei wiederum die Kontaktzunge vorzugsweise aus dem Gehäuse herausragt.
Ein Gehäuse kann auch dazu dienen, die Zuführungen der Leitungen zu führen, wie auch durch das Vorsehen von isolierenden Zwischenstegen die einzelnen Anschlüsse voneinander zu trennen.
Vorzugsweise weist das Gehäuse eine zusätzliche Befestigungskontur auf, um das Gehäuse mit einem das externe Potential umgebenden Bauelement lösbar zu verbinden, insbesondere zu verrasten. Auf diese Weise kann neben dem elektrisch leitenden Kontakt zwischen der Kontaktzunge der Sammelschiene und dem externen Potential ein weiterer Rastkontakt zwischen isolierenden Gehäuseelementen hergestellt werden, wobei aber kein gesonderter Arbeitsgang für das lösbare Verbinden des Gehäuses mit dem das externe Potential umgebenden Bauelement notwendig ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand eines einzelnen, konkreten Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei
1 die Sicherungseinheit ohne umgebendes Gehäuse und;
2 die Sicherungseinheit nach 1 mit umgebendem Gehäuse darstellt.
Wege zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt die erfindungsgemäße Sicherungseinheit, die allgemein mit Referenzziffer 10 bezeichnet ist und im Wesentlichen aus einem Stanzteil besteht, das aus einem Stanzblech aus sauerstoffarmem Kupfer ausgestanzt ist. Das Stanzblech umfasst eine Sammelschiene 12, deren vorderer Bereich die Kontaktzunge 14 darstellt. Die Sammelschiene ist im Wesentlichen rechteckig, kann aber auch im Bereich der Kontaktschiene eine spezielle Identifikationsgeometrie 14a besitzen, mit der beispielsweise sichergestellt wird, dass die gesamte Sicherungseinheit 10 in korrekter Weise in ein Strom führendes Gegenelement eingesetzt wird. Hier kann am Gegenelement beispielsweise eine entsprechend geformte Kontur vorgesehen sein, die nur das Einschieben der Stromschiene in richtiger Orientierung erlaubt oder aber, beim Vorsehen mehrerer Stromschienen in einem Kraftfahrzeug, nur das Einstecken der richtigen Stromschiene ermöglicht.
Die Kontaktzunge 14 befindet sich beim Ausführungsbeispiel nach 1 in Steckbefestigungsrichtung A, doch ist es in gleicher Weise möglich, den Bereich der Kontaktzunge 14 an der Sammelschiene 12 abzukanten, wodurch sich eine unterschiedliche Steckrichtung oder Befestigungsrichtung ergeben würde. Auch der in 1 nur schematisch dargestellte Gegenstecker 16 in Form eines sogenannten Lamellenkontaktes stellt nur ein Beispiel dar, um diejenige Richtung zu verdeutlichen, in der die gesamte Sammelschiene, die zugleich auch als Stecker dient, in den Gegenstecker 16 eingesteckt werden kann.
Auf der der Kontaktzunge 14 entgegengesetzten Seite der Sammelschiene 12 sind Anschlüsse an externe Verbraucher vorgesehen. Während die Anbringelasche 18 ein ungesichertes Potential darstellt, bei dem zwischen Sammelschiene und dem zum externen Verbraucher führenden Kabel 18a keine Sicherung zwischengeschaltet ist, sind bei den übrigen Anschlüssen Schmelzsicherungen vorgesehen. Hier sind verschiedene Alternativen denkbar, die einzeln für sich oder auch in beliebiger Kombination miteinander an der Sammelschiene vorgesehen sein können. Mit Referenzziffer 24 wird eine geschraubte Standardsicherung bezeichnet, während die Sicherungen 20 und 22 jeweils stanzgitterintegrierte Sicherungen (SIS) sind. Die SIS 20 weist einen Steckanschluss für das zum externen Verbraucher führende Kabel 20a auf, während die SIS 22 einen Schraubanschluss für das Kabel 22a hat. In der schematischen Darstellung der 1 wurden die genauen Anschlüsse zwischen den Kabeln 18a, 20a, 22a und 24a und der entsprechenden Befestigungskontur an der Anbringelasche bzw. den Sicherungen nicht näher beschrieben, doch ist für den Fachmann ersichtlich, auf welche Weise ein Kabel an diese bekannten Bauteile anzubringen ist.
Die Leitungen werden direkt an die Sicherungen kontaktiert, was durch Schrauben, Stecken, Schweißen, Löten, Prägen oder eine andere dem Fachmann bekannte Weise erfolgen kann.
Bei der in 1 dargestellten Baueinheit ist kein Gehäuse dargestellt, doch umfasst vorzugsweise die Sicherungseinheit 10 zusätzlich ein umgebendes Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise einem geeigneten Kunststoff. 2 zeigt nur eine mögliche Variante eines Gehäuses 26, das aus zwei Gehäusehälften 26a und 26b besteht, die fest miteinander verbunden sind. Das Gehäuse ist vorteilhafter Weise im Bereich der Kontaktzunge 14 geteilt und besitzt zudem in 2 nicht dargestellte, getrennte Durchführungen für die zu den externen Verbrauchern geführten Anschlusskabel 18a, 20a, 22a und 24a. In gleicher Weise ist es aber auch möglich, das Gehäuse einschalig oder auch durch das Umspritzen oder Umschäumen der in 1 dargestellten Baueinheit herzustellen. Weiterhin ist es möglich, das Gehäuse mit einer speziellen Befestigungskontur zu versehen, die beim Einsetzen der Sicherungseinheit in eine entsprechend geformte Gegenkontur der Führung der Sicherungseinheit einrückt oder aber einer mechanischen Verrastung der Sicherungseinheit in der entsprechenden Gegenkontur dient.
Das Gehäuse dient auch dazu, Kräfte im Betrieb, beim Verbau und der Montage aufzunehmen und die in 1 dargestellte Baueinheit zu schützen. Alternativ ist es aber auch möglich, Stromschiene und Sicherungen ohne ein spezielles Steckergehäuse einzusetzen. Das Gehäuse kann auch so gestaltet sein, dass die Zuführung der Leitungen im Stecker nicht geführt ist, insbesondere wenn die ausgehenden Leitungen in einem gemeinsamen Kabelstrang zusammengefasst werden sollen.
Der wesentliche Gesichtspunkt der erfindungsgemäßen Sicherungseinheit besteht in der Doppelfunktion der Stromschiene 12, die zum einen der Verteilung des Stroms auf die jeweils vorgesehenen Anschlüsse dient, gleichzeitig aber auch ohne Zwischenschaltung einer getrennten Anschlusskontur den Kontaktstecker zum In-Kontaktbringen mit einem externen Potential darstellt.

Claims

Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker (10) insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend: – eine elektrisch leitende Sammelschiene (12) als Stromzuführung; und – mehrere Anschlüsse (18a, 20a, 22a, 24a) für individuelle Verbraucher, die direkt oder über zwischengeschaltete Schmelzsicherungen (20, 22, 24) mit der Sammelschiene (12) elektrisch leitend verbunden sind; dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschiene (12) eine Kontaktzunge (14) aufweist, welche gestaltet ist, um ohne Zwischenschaltung einer weiteren Anschlusskontur direkt als Steckergeometrie mit einem externen Potential in leitenden Kontakt gebracht zu werden.
Sicherungseinheit für Mehrfachstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschiene (12) ein Stanzblech ist, dessen Materialstärke auf das Einschieben in einen entsprechend geformten Gegenstecker, vorzugsweise Lamellenkontakte wie Messeraufnahmekontakte, abgestimmt ist.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschiene (12) ein Stanzblech ist, das eine Abkantung aufweist, welche die Kontaktzunge (14) der Sammelschiene umfasst.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schmelzsicherungen eine stanzgitterintegrierte Sicherung (20) mit Steckanschluss ist.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schmelzsicherungen eine stanzgitterintegrierte Sicherung mit Schraubanschluss (22) ist.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schmelzsicherungen eine an die Sammelschiene geschraubte Standardsicherung (24) ist.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei verschiedene Sicherungen aus der Gruppe bestehend aus stanzgitterintegrierten Schmelzsicherungen mit Steckanschluss (20), stanzintegrierten Sicherungen mit Schraubanschluss (22) und geschraubten Standardsicherungen (24) an der Sammelschiene (12) angeordnet sind.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschiene (12) aus sauerstoffarmem Kupfer besteht.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschiene mit Zinn oder einer Zinnlegierung beschichtet ist.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend ein Gehäuse (26) aus elektrisch isolierendem Material, das die Sammelschiene (12) und die Sicherungen (20, 22, 24) zumindest teilweise umgibt.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (26) durch Umspritzung oder Umschäumung gebildet ist.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einschalig ausgeführt ist, wobei die Kontaktzunge (14) vorzugsweise aus dem Gehäuse herausragt.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (26) mehrschalig (26a, 26b) ausgeführt ist, wobei die Kontaktzunge (14) vorzugsweise aus dem Gehäuse herausragt.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der Leitungen (18a, 20a, 22a, 24a) im Gehäuse (26) geführt ist.
Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine zusätzliche Befestigungskontur aufweist, um das Gehäuse (26) mit einem das externe Potential umgebenden Bauelement lösbar zu verbinden, insbesondere zu verrasten.