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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Immobilisierung mindestens
eines abgelösten
elektrischen Bauelements einer elektrischen Schaltungseinrichtung.
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Stand der Technik
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Eine
Anordnung der eingangs genannten Art ist bekannt. Sie dient dem
sicheren Betrieb der elektrischen Schaltungseinrichtung. Diese besteht
zum Beispiel aus einer Platine mit Leiterbahnen zur Kontaktierung
der Bauelemente und aus den auf der Platine kontaktierten Bauelementen.
Löst sich
bei dieser Schaltungseinrichtung eines der elektrischen Bauelemente – zum Beispiel
durch übermäßige mechanische
oder thermische Belastung – ab,
so besteht die Gefahr, dass sich das abgelöste Bauelement unkontrolliert
bewegt und dabei, zum Beispiel mit seinen elektrischen Anschlüssen oder
einer elektrisch leitenden Oberfläche, für einen Kurzschluss der Schaltungseinrichtung
oder anderen elektrischen Einrichtungen sorgt. Bei einem solchen
Kurzschluss kann ein größerer Schaden
entstehen, als bei dem Ablösen
des Bauelements selbst. Um einen solchen Schaden zu vermeiden, immobilisiert
die Anordnung das abgelöste
elektrische Bauelement in unmittelbarer Umgebung der Schaltungsanordnung.
Dabei kann sich das immobilisierte Bauelement nur noch in einem
beschränkten
Bereich bewegen. Dieser Bereich weist einen hinreichenden Sicherheitsabstand zur
Schaltungseinrichtung. Die Anordnung ist dazu zum Beispiel als ein
die Schaltungseinrichtung abkapselndes Gehäuse ausgebildet. Alternativ
kann ein einzelnes Bauelement mit einer als individuelle Auffanganordnung
ausgebildeten Anordnung versehen sein, die das Bauelement in der
Nähe seines
ursprünglichen
Einbauortes immobilisiert. Durch die verbleibenden Bewegungsfreiheit
des immobilisierten Bauteils ist der benötigte Sicherheitsabstand relativ
hoch.
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
weist eine adhäsiv
wirkende Oberfläche
auf, die quer zu einer bevorzugten Ablöserichtung des Bauelements
zu dessen Festhalten angeordnet ist. Durch das Festhalten des Bauelements
wird die weitere Mobilität des
Bauelements völlig
eingeschränkt.
Die Immobilisierung wird somit zu einer Fixierung. Dazu ist die Oberfläche so angeordnet,
dass sich das nach dem Ablösen
in die bevorzugte Ablöserichtung
bewegende Bauelement auf die Oberfläche auftrifft um dort dauerhaft
festgehalten zu werden. Die Oberfläche muss einen Sicherheitsabstand
zur Schaltungseinrichtung aufweisen, der lediglich so groß ist, dass selbst
ein in einer ungünstigen
Position festgehaltenes Bauelement keine elektrisch leitfähigen Teile
der Schaltungseinrichtung berühren
kann. Da die bevorzugte Ablöserichtung
zumeist durch äußere Kräfte vorgegeben
ist, muss die Anordnung der Oberfläche relativ zum Einbauort des
Bauelements innerhalb der Schaltungseinrichtung insbesondere so
gewählt sein,
dass das abgelöste
Bauelement die Oberfläche durch
Verlagerung entlang der bevorzugten Ablöserichtung ohne weitere Kontakte – insbesondere
mit stromführenden
Teilen – erreichen
kann.
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Vorteilhafte Wirkungen
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass das Festhalten des Bauelements auf der Oberfläche ein
Verkleben und/oder ein Verhaken ist. Dabei kann die Oberfläche und/oder
das Bauelement zum Beispiel durch eine klebende Schicht oder ein
klebendes Gel präpariert
sein. Alternativ oder Zusätzlich
kann die Oberflächenstruktur
des Bauelements und der Oberfläche
so gewählt
sein, dass ein Festhalten durch ein Verhaken wie bei einem Klett-Verschluss
möglich
ist.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass die bevorzugte Ablöserichtung eine schwerkraftbestimmte
Ablöserichtung
ist und die Anordnung unterhalb der Schaltungseinrichtung angeordnet
ist. Bei einer durch die Schwerkraft bestimmten Verlagerung des Bauteils
nach dem Ablösen
bewegt sich dieses „nach unten" und wird von der
unterhalb der Schaltungseinrichtung angeordneten Oberfläche festgehalten.
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Weiterhin
ist eine elektrische Schaltungseinrichtung mit einer Anordnung nach
einem der entsprechenden Ansprüche
vorgesehen.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass die Schaltungseinrichtung mindestens einen
elektrischen Verbindungsbereich zur Befestigung und elektrischen
Kontaktierung des Bauelements aufweist. Ein Ablösen des Bauelements von der
elektrischen Schaltungseinrichtung ist immer mit einem Verlust des
elektrischen Kontakts verbunden.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass der elektrische Verbindungsbereich als Lötbereich
ausgebildet ist. Das Einlöten
von Bauelementen in eine Schaltungseinrichtung ist eine bekannte
Kontaktierungsart, bei der die Schaltungseinrichtung und das Bauelement
gleichzeitig elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das
Bauelement durch Überhitzung
des Verbindungsbereichs ablöst.
Ein Ablösen durch Überhitzung
kann insbesondere bei elektrischen Verbindungen entstehen, die unter
Hitzeeinwirkung verformbar oder verflüssigbar sind und eine dauerhafte
Verbindung in diesem Zustand nicht gewähren können. Eine solche Verbindung
ist zum Beispiel eine Lötverbindung.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass die Überhitzung
durch eine elektrische Belastung der Schaltungseinrichtung im Bereich
des elektrischen Verbindungsbereichs erzeugt wird.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bauelement
als ein sich früher als
andere Bauelemente ablösendes Überlastschutzbauelement
ausgebildet ist. Das frühere
Ablösen
des Überlastschutzbauelements
kann durch eine geeignete Kombination des Materials, der Form und
der Größe des Verbindungsbereichs
sowie der Masse des Überlastschutzbauelements
erreicht werden. Durch das Ablösen
kommt es zum Lösen
von mindestens einem elektrischen Kontakt, sodass die Funktion der
Schaltungseinrichtung beeinflusst wird.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass das Ablösen des Überlastschutzbauelements
die Schaltungseinrichtung abschaltet. Wird das Überlastschutzbauelement durch Überhitzung
seines Verbindungsbereich deutlich früher als die anderen Bauelement
der elektrischen Schaltungseinrichtung abgelöst und schaltet die Schaltungseinrichtung
ab, so können
größere Schäden an dieser
Schaltungseinrichtung vermieden werden. Durch Kombination mit einer
Anordnung zur Fixierung des als Überlastschutzbauelements
ausgebildeten elektrischen Bauelements können Folgefehler an der Schaltungseinrichtung
oder weiteren elektrischen Einrichtungen vermieden werden. Zusätzlich können Material,
Form und Größe des Verbindungsbereichs
und Masse des Überlastschutzbauelements so
gewählt
sein, dass sich dieses nur bei fahrzeugtypischen Bewegungen, wie
zum Beispiel Erschütterungen,
von der Schaltungseinrichtung ablösen.
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Schließlich ist
vorgesehen, dass die Schaltungseinrichtung eine Steuergerätschaltungseinrichtung
oder Teil einer Steuergerätschaltungseinrichtung
für ein
Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug ist.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Immobilisierung mindestens
eines abgelösten
elektrischen Bauelements einer elektrischen Schaltungseinrichtung.
Es ist vorgesehen, dass das elektrische Bauelement von einer adhäsiv wirkenden
Oberfläche einer
Anordnung festgehalten wird. Hat sich das Bauelement von der Schaltungseinrichtung
abgelöst,
so besteht die Gefahr, dass sich dieses unkontrolliert bewegt und – zum Beispiel
durch Herstellen eines Kurzschlusses – einen weiteren Schaden verursacht.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Oberfläche das
Bauelement durch Verkleben und/oder Verhaken festhält. Um das Bauelement
auf der Oberfläche
dauerhaft zu fixieren, ist die Oberfläche und/oder das Bauelement
mit einer klebenden Schicht oder einem klebenden Gel präpariert,
durch die/das das Bauelement an der Oberfläche festgehalten wird. Zusätzlich oder
alternativ ist die Oberfläche
und das Bauelement mit hakenartigen Strukturen versehen, die ein
Verhaken des Bauelements auf der Oberfläche wie bei einem Klettband
ermöglichen.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das
Bauelement durch Überhitzung
mindestens eines elektrischen Verbindungsbereichs ablöst. Das
Bauelement ist vor dem Ablösen an
einem elektrischen Verbindungsbereich der Schaltungsanordnung befestigt/kontaktiert.
Durch das Ablösen
verliert das Bauelement auch seinen elektrischen Kontakt zur Schaltungsanordnung.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Bauelement an der Schaltungsanordnung
angelötet
ist, wobei der Verbindungsbereich ein Lötbereich ist.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass das Bauelement als Überlastschutzbauelement ausgebildet
ist, das sich früher
ablöst
als andere Bauelemente der Schaltungseinrichtung. Das Ablösen eines
Bauelements, insbesondere durch Überhitzung,
kann bei einem Überlastschutzbauelement
dazu genutzt werden, dass sich dieses bei einer bestimmten lokalen Temperatur
von der Schaltungseinrichtung ablöst. Durch das Ablösen kommt
es zum Lösen
von mindestens einem elektrischen Kontakt, sodass die Funktion der
Schaltungseinrichtung beeinflusst wird.
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Schließlich ist
vorgesehen, dass das Überlastschutzbauelement
die Schaltungseinrichtung abschaltet. Ist die Überhitzung insbesondere auf
eine Überlastung
der Schaltungseinrichtung zurückzuführen, so
kann das Abschalten durch das Überlastschutzbauelement
diese vor weiteren Schäden
bewahren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die
Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels,
und zwar zeigt:
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1 eine
Prinzipdarstellung Schaltungseinrichtung mit einer Anordnung zur
Immobilisierung eines abgelösten
elektrischen Bauelements.
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Ausführungsform(en)
der Erfindung
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Die 1 ist
in drei Abschnitte A, B, C aufgeteilt, die durch gestrichelte Linien
voneinander getrennt sind. Der linke Abschnitt A zeigt die Situation vor
dem Ablösen
eines Bauelements 1 von einer Unterseite 2 einer
elektrischen Schaltungseinrichtung 3, die aus einer Platine 4 und
dem Bauelement 1 besteht. Unterhalb der elektrischen Schaltungseinrichtung 3 befindet
sich in einer bevorzugten Ablöserichtung
(Pfeil 5) eine quer zu dieser ausgerichtete Oberfläche 6 einer
Anordnung 7 zur Immobilisierung des Bauelements 1.
Das Bauelement 1 ist mit der Schaltungseinrichtung 3 über einen
als Lötbereich 8 ausgebildeten
elektrischen Verbindungsbereich 9 verbunden. Der mittlere
Abschnitt B zeigt die Situation nach dem Ablösen des Bauelements 1 von
der Platine 4. Das Bauteil 1 bewegt sich entlang
einer durch die Schwerkraft bestimmten, bevorzugten Ablöserichtung
(Pfeil 5) von der Platine 4 weg in Richtung der
darunter liegenden Anordnung 7 mit der Oberfläche 6.
Der rechte Abschnitt C zeigt das auf der Oberfläche 6 festgehaltene
Bauelement 1 nach dem Erreichen der Anordnung 7.
Die von links nach rechts gezeigten Situationen sind dabei zeitlich
auf einander folgende Situationen des Ablösens und anschließenden Festhaltens
eines Bauelements 1. Die elektrische Schaltungseinrichtung 3 und
die Anordnung 7 bilden dabei zusammen ein Gesamtsystem 10,
wobei die Schaltungseinrichtung 3 Teil einer Steuergerätschaltungseinrichtung 11 ist.
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Es
ergibt sich folgende Funktion der Anordnung 7 zum Fixieren
eines abgelösten
elektrischen Bauelements 1: Kommt es bei der elektrischen Schaltungseinrichtung 3 zu
einer Überhitzung
durch elektrische Belastung, so löst sich der elektrische Verbindungsbereich 9 – zum Beispiel
durch Entlöten des
Lötbereichs 8 – aufgrund
einer Überhitzung
der Schaltungseinrichtung 3 und das Bauelement 1 löst sich
von der Schaltungseinrichtung 3. Diese Situation ist in
der Mitte der 1 gezeigt (Abschnitt B). Dabei bewegt
sich das elektrische Bauelement 1 entlang der bevorzugten
Ablöserichtung
senkrecht von der Unterseite 2 der Schaltungseinrichtung 3 weg
in Richtung der Oberfläche 6.
Trifft das elektrische Bauelement 1 auf der Oberfläche 6 auf,
wird es auf dieser Oberfläche 6 klebend
festgehalten und somit dauerhaft fixiert. Diese Situation ist auf
der rechten Seite der 1 gezeigt (Abschnitt C). Um
entsprechende Adhäsivkräfte auf
der Oberfläche 6 zu
erreichen, ist diese mit einer klebenden Schicht 12 oder
einem klebenden Gel versehen. Das Bauelement 1 kann insbesondere
als ein sich bei einer bestimmten Temperatur gezielt ablösendes Überlastschutzbauelement 13 ausgebildet
sein. Dieses Überlastschutzbauelement 13 löst sich
bei einer vorgegebenen Temperatur der Schaltungseinrichtung 3 von
dieser ab und sorgt dabei für
ein Abschalten der Schaltungseinrichtung 3. Durch das Abschalten
der Schaltungseinrichtung 3 wird der Stromfluss in mindestens
einem Teil der Schaltungseinrichtung 3 unterbunden, sodass
sich die Temperatur der Schaltungsanordnung nicht weiter erhöht. Mit
diesem Gesamtsystem 10 ist es möglich, überlastete Teile (Module) der
Schaltungseinrichtung 1 oder die gesamte Schaltungseinrichtung 1 sicher „abzuschalten", wobei die nicht
abgeschalteten Teile sicher weiter benutzt werden können. Das gezielte
Ablösen
des Überlastschutzbauelements 13 kann
dabei durch das Gewicht des Überlastschutzbauelements 13 sowie
die Größe und das
Material des Verbindungsbereichs 9 vorgewählt werden.
Bei der Verwendung der Schaltungseinrichtung 3 und der Anordnung 7 in
einer Steuergerätschaltungseinrichtung 11 für ein nicht
dargestelltes Fahrzeug können die
Größen wie
das Gewicht des Überlastschutzbauelements 13 sowie
die Größe und das
Material des als Lötbereich 8 ausgebildeten
Verbindungsbereichs 9 so gewählt werden, dass sich das Überlastschutzbauelement 13 nur
bei Bewegungen, wie sie typischerweise beim Fahren eines Fahrzeugs
entstehen, ablösen
kann.