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Elektrische Schalt-, Steuer- und/oder Regeleinrichtung für elektrische
Geräte in einem Fahrzeug Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalt-, Steuer-
und/ oder Regeleinrichtung für elektrische Geräte in einem Fahrzeug, insbesondere
in einem Kraftfahrzeug wie einem Automobil, mit einem Gehäuse für steckbare Schaltelemente,
insbesondere Relais, die nebeneinander angeordnet sind und die Ausgangssteckkontakte
für einen an einem Bordleitungsnetz des Fahrzeuges angeschlossenen Außenstecker
sowie Steckkontaktteile für Gegensteckkontaktteile aufweisen, die sich an einem
elektrischen Verteilungs- bzw. Sammelleiter befinden.
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Vielfach sind den Schaltelementen andere Schaltelemente und/ oder
elektrische Schaltkreise zuzuordnen, die aus elektronischen Bauelementen aufgebaut
sind. Es sind daher Baugruppen bekannt, die nur die Steuereinrichtung für ein einziges
Gerät des Fahrzeuges, beispielsweise für eine Schei-;ben-Wisch-Wasch-Anlage, darstellen
und die innerhalb eines einzelnen Gehäuses ein oder mehrere Schaltelemente wie Relais
und die elektronischen Bauelemente der dazugehörigen elektrischen Steuerschaltkreise
enthalten. Solche Baugruppen, die je nach dem Gerät, dem sie zugeordnet sind, und
je nach dem Fahrzeugtyp, in dem-sie verwendet werden, insbesondere verschiedenartige
Schaltkreise enthalten und daher nicht universell brauchbar sind, erfordern eine
aufwendige Lagerhaltung. Ferner ist die Montage einer der Vielzahl der im Fahrzeug
vorhandenen elektrischen Geräte entsprechenden Vielzahl von derartigen Baugruppen
sehr umständlich und zeitraubend.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalt-, Steuer- und/oder
Regeleinrichtung zu schaffen, in der mit gleichartigen Standardschaltelementen einer
Vielzahl von elektrischen Geräten im Fahrzeug zugeordnete Baugruppen mit elektrischen
Schaltkreisen aufgebaut werden kann und in der es ferner möglich Ist, diese Baugruppen
den verschiedenartig ausgebildeten Bordleitungsnetzen und Geräten von verschiedenen
Fahrzeugtypen anzupassen.
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Zur Lösung -dieser Aufgabe ist eine elektrische Schalt-, Steuer- undi6der
Regeleinrichtung der eingangs erwahnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß am Gehäuse eine Verschaltungseinrichtung, vorzugsweise eine im Gehäuse befindliche,
elektrische Verbindungsleitungen tragende Platte, vorhanden ist, die elektrische
Kontaktelemente für an den steckbaren Schaltelementen befindliche elektrische Gegenkontaktelemente
aufweist, wobei die Kontakt- und Gegenkontaktelemente so ausgebildet und angeordnet
sind, daß die Steckverbindung zwischen ihnen durch eine Relativbewegung in bzw.
entgegen der Steckrichtung der Schaltelemente herstellbar bzw. lösbar ist, und/oder
daß Einschübe im Gehäuse vorgesehen sind, an denen ein Schaltelement sitzt oder
die seitlich neben den Schaltelementen angeordnet sind, wobei diese Einschübe Trägerkörper
für elektronische Bauelemente von elektrischen Schaltkreisen, vorzugsweise von den
Schaltelementen zugeordneten Steuerkreisen, bilden und wobei die Einschübe ebenfalls
Ausgangssteckkontakte für Außenstecker zum Anschließen an das Bordleitungsnetz und/oder
Gegenkontaktelemente für an der Verschaltungseinrichtung befindliche Kontaktelemente
aufweisen.
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Durch die Verschaltungs e inrichtung können die Standardschaltelemente
miteinander verschaltet werden. Ferner ermöglicht diese Verschaltungseinrichtung
auch die Verschaltung der Standardschaltelemente mit den Steuerkreisen, deren elektronische
Bauelemente auf Trägerkörpern sitzen, die durch die Einschübe gebildet sind. Diese
Einschübe selbst können zwar zu verschiedenartigen Schaltkreisen zusammengefaßte
Bauelemente
tragen, es ist aber möglich, ihnen geometrische Standardabmessungen zu geben, so
daß nur ein einziges Standardgehäuse zum Aufbau einer zentralen Schalt-, Steuer-
und Regeleinrichtung für die verschiedenartigsten Fahrzeugtypen erforderlich ist.
Dadurch wird nicht nur die Lagerhaltung vereinfacht, sondern es werden auch die
Herstellungskosten für diese Einrichtung erheblich verringert.
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Weil die Einschübe selbst die Ausgangssteckkontakte für Außenstecker
zum Anschließen an das Bordleitungsnetz tragen, entfällt eine Verdrahtung zwischen
im Gehäuse befindlichen Steckkontakten für die Einschübe und gesondert am Gehäuse
angebrachten Ausgangssteckkontakten für die Außenstecker.
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Hierdurch werden insbesondere die Bauhöhe des Gehäuses der Schalt-,
Steuer und/oder Regeleinrichtung und die Bertigungskosten reduziert. Die Gegenkontaktelemente
der Einschübe für an der Verschaltungseinrichtung befindliche Kontaktelemente ermöglichen
eine Verschaltung der auf den Einschüben befindlichen Schaltkreise mit den Verbindungsleitern
der Verschaltungseinrichtung.
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Eine erfindungsgemäße Schalt-, Steuer und/oder Regeleinrichtung hat
besonders geringe Abmessungen und ist besonders fertigungsfreundich, wenn die Einschübe
plattenartige rägerkörper für das Schaltelement bzw. die elektronischen Bauelemente
aufweisen.
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Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen
näher erläutert: Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Schalt-, SteuerundXoder
Regeleinrichtung gemäß der Erfindung.
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Figur 2 zeigt in perspektivischer Ansicht die Teile, die im Gehäuse
der Einrichtung nach Figur 1 enthalten sind.
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Figur 3 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Sainmelsohiene für
eine Einrichtung nach den Figuren 1 und 2.
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Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Einrichtung.
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Figur 5 und Figur 6 zeigen in perspektivischer Ansicht ein Relais
für eine Einrichtung nach Figur 4.
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Figur 7 und Figur 8 zeigen Verteilungs- bzw. Sammelleiter für Einrichtungen
nach Figur 1 und Figur 4.
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Figur 9 zeigt eine dritte Ausführungsform für eine Einrichtung gemäß
der Erfindung.
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Figur 10 zeigt eine Draufsicht auf eine Einrichtung gemäß Figur 9.
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Figur 11 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Einschub für eine
Einrichtung nach den Figuren 9 und 10.
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Figuren 12 und 13 zeigen im Querschnitt weitere Ausführungsformen
einer Einrichtung gemäß der Erfindung.
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Die Schalt-, Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach Figur 1 weist
ein Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil 2 und einem Deckel 3 auf, in dem ein Einschub
4 erkennbar ist, der aus einem plattenartigen Trägerkörper aus Isolierstoff besteht.
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Dieser plattenartige Trägerkörper trägt, wie insbesondere auch in
Figur 2 erkennbar ist, ein aus einem Relais 5 mit zugeordneter Sicherung 6 bestehendes
steckbares Schaltelement.
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Dieses Relais 5 nimmt etwa die eine Hälfte des plattenartigen Trägerkörpers
ein, während die andere Hälfte für elektronische Bauelemente zur Verfügung steht,
die zu elektrischen Schalt-bzw. Steuerkreisen gehören, die dem Relais 5 zugeordnet
sind.
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Ferner ist diese Trägerplatte mit gedruckten Leiterbahnen versehen,
die die Verbindung zwischen den elektronischen Bauelementen und dem Relais 5 herstellen.
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Die dem Innenboden des Gehäuseunterteils 2 zugewandte Kante 4a des
Einschubes 4 trägt zwei Steckkontaktteile 7, die in Gegensteckkontaktteilen 8 eingesteckt
sind, die sich an zwei langgestreckten, zueinander parallelen elektrischen Verteilungs-
bzw. Sammelschienen 9 befinden. Diese Verteilungs-bzw. Sammelschienen 9 sind innen
im Unterteil 2 des Gehäuses angeordnet, das in Figur 2 nicht dargestellt ist. Vorteilhafterweise
dienen die Sammelschienen 9 zur Stromversorgung der Schaltkontakte des Relais 5.
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Neben den Steckkontaktteilen 7 befinden sich an der Kante 4a Ausgangssteckkontakte
12, die durch Durchführungen 12a im Boden des Gehäuseunterteils 2 nach außen greifen.
Diese Ausgangssteckkontakte 12 bilden eine Steckverbindung mit einem außerhalb des
Gehäuseunterteils 2 befindlichen Außenstecker 10, der zum Anschließen der Ausgangssteckkontakte
12 an einen Leitungssatz 11 des Bordleitungsnetzes eines Kraftfahrzeuges dient.
Weil die an dem Einschub 4 befindlichen Ausgangssteckkontakte 12 eine Steckverbindung
unmittelbar mit dem Außenstecker 10 bilden, wird Platz für Verdrahtung im Gehäuseunterteil
2 eingespart und die Bauhöhe des Gehäuseunterteils 2 ist verringert.
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An der dem Innenboden des Gehäuseunterteils 2 zugewandten Kante 4a
des Einschubs 4 sind ferner elektrische Kontaktelemente angebracht, die Gegenkontaktelementen
zugeordnet sind, welche sich auf einer als elektrische Verbindungsleiter tragende
Platte 13 ausgebildeten Verschaltungseinrichtung befinden. Diese Verschaltungsplatte
13 befindet sich im Innern des Gehäuseunterteils 2, ihre die Gegenkontaktelemente
tragende Hauptfläche ist parallel zum Boden des Gehäuseunterteils 2.
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Wie in Figur 2 erkennbar ist, handelt es sich bei den Gegenkontaktelementen
auf der Verschaltungsplatte 13 günstigerweise um mehrere zu einer Einheit 14 zusammengefaßte
Gabelsteckkontakte, während die Kontäktelemente auf dem Einschub 4 durch zugeordnete
Kontaktbahnen gebildet sind, die sich an der dem Innenboden des Gehäuses 2 zugewandten
Kante 4a des Einschubes 4 senkrecht zu dieser Kante verlaufend befinden und die
zu den Gabelsteckkontakten gehörenden Gegensteckkontaktteile bilden.
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Wie Figur 2 zeigt, können im Gehäuseunterteil weitere Einschübe 15
mit plattenartigem Trägerkörper für Relais und/ oder elektronische Bauelemente von
Schaltkreisen in einer geraden Linie nebeneinander so angeordnet sein, daß die die
Relais und/oder elektronischen Bauelemente tragenden Hauptflächen der Trägerkörper
der Einschübe 15 parallel zueinander sind. An der Verschaltungsplatte 13 befinden
sich auf der zum
Boden des Gehäuseunterteils 2 parallelen Hauptfläche
noch weitere, zu einer Einheit 16 zusammengefaßte Gabelsteckkontakte für einen der
Einschübe 15. Ferner sind an der Verschaltungsplatte 13 auf der gleichen Hauptfläche
noch zu einer Einheit 17 zusammengefaßte Gabelsteckkontakte für einen aus einem
plattenartigem Trägerkörper bestehenden Einschub 18 vorgesehen. Der plattenartige
Trägerkörper des Einschubs 18 trägt nur zu elektrischen Schaltkreisen zusammengefaßte
elektronische Bauelemente.
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Eine der Verteilungs- bzw. Sammelschienen 9 der Einrichtung nach den
Figuren 1 und 2 ist in Figur 3 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die Gegensteckkontaktteile
8 für an den Einschüben 4 und 15 befindliche, den Relais auf diesen Einschüben zugeordnete
Steckkontaktteile 7 sind in einer durch die Ve'rteilungs- bzw. Sammelschiene 9 vorgegebenen
geraden Linie angeordnet. Zwei benachbarte Enden dieser Verteilungs-bzw. Sammelschienen
9 sind als Flachsteckkontaktteile 19 für einen Batterieanschlußstecker ausgebildet.
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Die Verschaltungsplatte 13 trägt insbesondere gedruckte Leiter, die
zur Verteilung von Signalen oder Befehlen dienen, die mehreren Einschüben 4 bzw.
15 zugeführt werden müssen.
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Der Einschub 18 kann hierbei diesen gedruckten Leitern zwlschengeschaltete
elektronische Bauelemente tragen. An einem Ende der streifenförmigen Verschaltungsplatte
13 sind zu der dortigen Kante senkrechte Kontaktbahnen 20 angeordnet, die als Gegensteckkontaktteile
bzw. Ausgangssteckkontakte für die Gabelsteckkontaktteile eines Außensteckers 21
dienen, der mittels eines Leitungssatzes 22 am Bordleitungsnetz des Kraftfahrzeuges
angeschlossen ist. An der Verschaltungsplatte 13 kann auch ein nicht dargestellter,
vom Gehäuseinnern nach außen geführter Anschlußleiter angebracht sein.
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Die Einschübe 4, 15 und 18 werden in günstiger Weise durch die Steckverbindungen
gehaltert, die die diversen Steck- und Gegensteckkontaktteile bilden. Die Einschubrichtung
für die Einschübe 4, 15 und 18 ist günstigerweise parallel zu den
Hauptflächen
der plattenartigen Trägerkörper der Einschübe 4, 15 und 18, auf denen die Relais
bzw. die elektronischen Bauelemente sitzen. Ferner ist es günstig, wenn die Steckverbindungen
zwischen den Gabelsteckkontaktteilen der Einheiten 14, 16 und 17 und den an den
Einschüben 4, 15 und 18 befindlichen zugehörigen Gegensteckkontaktteilen sowie auch
die Steckverbindungen zwischen den Ausgangssteckkontakten 8 der Einschübe 4 und
15 und den Außensteckern 10 sowie die Steckverbindungen zwischen den Steckkontaktteilen
8 und den Verteilungs- bzw. Sammelschienen 9 und den zugehörigen Gegensteckkontaktteilen
7 an den Einschüben 4 und 15 durch eine Relativbewegung in bzw. entgegen der Einschubrichtung
der Einschübe 4, 15 und 18 und damit auch in bzw. entgegen der Steckrichtung der
Relais herstellbar bzw. lösbar sind. Hierdurch wird der Austausch der Einschübe
4, 15 und 18 erheblich erleichtert, so daß ein vorgegebenes Gehäuse für eine erfindungsgemäße
Schalt-, Steuer- und/oder Regeleinrichtung einfach durch Auswechseln der Schaltelemente
und elektronischen Bauelemente tragenden Einschübe dem Bordnetz und den Geräten
eines jeden Kraftfahrzeugtyps angepaßt werden kann.
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In der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalt-, Steuer-und/oder
Regeleinrichtung nach Figur 4 befinden sich im mit dem Deckel 3 verschließbaren
Gehäuseunterteil 2 Einschübe 41, die einen plattenartigen Trägerkörper für die elektronischen
Bauelemente von Schaltkreisen aufweisen und gesondert von diesen Einschüben 41 angeordnete
Schaltelemente, die beispielsweise aus Relais 42 bestehen. An diesen Relais 42 angebrachte
Steckkontaktteile 43 sind in Gegensteckkontaktteilen 44 eingesteckt, die sich an
Verteilungs- bzw. Sammelschienen 45 befinden. Diese Verteilungs- bzw. Sammelschienen
45 mit ihren Gegensteckkontaktteilen 44 sind genauso ausgebildet wie die Sammelschienen
9 mit den Gegensteckkontaktteilen 8 nach Figur 3. Sie befinden sich innen im Gehäuseunterteil
2. Die Figuren 5 und 6 zeigen perspektivische Ansichten des Relais 42, welches auf
der den Steckkontaktteilen 43 gegenüberliegenden Seite zwei Schmelzsicherungselemente
46 aufweist. Ferner weist das Relais 42 Ausgangssteckkontaktteile 47 auf, die durch
Durch
führungen im Boden des Gehäuseunterteils 2 greifen und zum
Anschließen eines außerhalb des Gehäuseunterteils 2 befindlichen Anschlußsteckers
48 dienen, der mittels einer elastischen Zunge 49, die eine Nase 50 am Gehäuseunterteil
2 hintergreifen kann, am Gehäuseunterteil 2 verrastbar ist.
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Das Relais 42 ist durch die Steckverbindungen zwischen den Steckkontaktteilen
43 und den zugehörigen Gegensteckkontaktteilen 44 sowie durch die Steckverbindung
zwischen den Ausgangskontakten 47 und dem Außenstecker 48 im Gehäuseunterteil 2
gehaltert.
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Im Gehäuseunterteil 2 ist neben den Ausgangssteckkontakten 47 eine
Verschaltungseinrichtung 49 angeordnet, die aus einer elektrische Verbindungsleiter
tragenden Isolierstoffplatte besteht, deren Hauptfläche parallel zur Bodenseite
des Gehäuseunterteils 2 ist. Die Verschaltungsplatte 49 weist ein L-förmiges Kontaktelement
50 auf, dessen einer Schenkel mit einem gedruckten Leiter auf einer der Hauptflächen
der Verschaltungsplatte 49 verlötet ist. Der andere Schenkel des Kontaktelementes
50 bildet mit einem der Ausgangssteckkontakte 47 eine Steckkontaktverbindung, die
durch eine Relativbewegung in Steckrichtung des Relais 42 herstellbar bzw. lösbar
ist. Ferner weist die Verschaltungsplatte 49 einen Ausgangssteckkontakt für den
Außenstecker 48 auf, der durch ein annähernd U-förmig ausgebildetes Metallteil 51
gebildet ist. Der eine Schenkel dieses U-förmigen Metallteils 51 ist mit einem gedruckten
Leiter auf der Verschaltungsplatte 49 verlötet, während der andere Schenkel einen
durch eine Durchführung im Boden des Gehäuseunterteils 2 greifenden Ausgangssteckkontakt
für den Außenstecker 48 bildet.
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Außerdem befinden sich an der Verschaltungsplatte 49 zu einer Einheit
52 zusammengefaßte Gabelsteckkontakte, der an einer Kante des plattenartigen Trägerkörpers
des Einschubes 41 sitzende, zu dieser Kante senkrechte Kontaktbahnen als Gegensteckkontaktteile
zugeordnet sind. Der Trägerkörper 41 dieses Einschubes 41 ist durch die Steckverbindung
mit den Gabelsteckkontakten der Einheit 52 und durch
eine Klappe
53, die schwenkbar an einer Mittelwand 54 im Gehäuseunterteil 2 angebracht ist und
mit der der Einschub 41 verrastet ist, gehaltert. Das Gehäuseunterteil 2 ist mit
einem durchsichtigen Deckel 3 verschlossen. Nach Entfernen des Deckels 3 und Zurückklappen
der Klappe 53 können sowohl der Einschub 41 als auch das Relais 42 ohne weiteres
ausgetauscht werden. Die Steckrichtungen des Relais 42 einschließlich der Steckrichtungen
der Ausgangssteckkontakte 47 und 51 zum Herstellen einer Steckverbindung mit dem
Außenstecker 48 und die Steckrichtung zum Herstellen der Stectverbindung zwischen
den Gabelsteckkontakten der Einheit 52 und den zugehörigen Gegensteckkontakten an
dem Einschub 41 stimmen mit der Einschubrichtung des Einschubes 41 überein.
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Anstelle der innerhalb des Gehäuseunterteils 2 in Figur 4 angeordneten
Verteiler- und Sammelschienen 43 können auch einzelne, in den Figuren 7 und 8 in
perspektivischer Ansicht dargestellte Steckkontaktteile 44 im Gehäuseunterteil 2
eingelassen sein, die durch flexible Verbindungsleitungen 55 miteinander verbunden
sind. Die Steckkontaktteile 44 können auch aus dem Gehäuseinnern herausgreifende
Ausgangssteckkontaktteile für Außenstecker aufweisen, an denen Leitungssätze angeschlossen
sind, die eine Reihe von Steckkontaktteilen 44 elektrisch leitend miteinander verbinden.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung nach den Figuren 9 und 10, in denen
gleiche Teile mit den gleichen Bezugs zeichen wie in Figur 4 versehen sind, unterscheidet
sich von der Einrichtung nach Figur 4 insbesondere dadurch, daß die von den Relais
42 getrennten Einschübe 41 zusätzliche Ausgangssteckkontakte für Außenstecker 61
bilden. Wie Figur 11 zeigt, bildet der plattenartige Trägerkörper des Einschubs
41 einen zungenartigen Ansatz 41a, der durch eine Durchführung 61 im Boden des Gehäuseunterteils
2 der Einrichtung nach Figur 9 greift und der auf den Hauptflächen zur Kante senkrechte
Kontaktbahnen 41b als Gegensteckkontaktteile für die Gabelsteckkontaktteite 63 des
Außensteckers 61 aufweist. Der Außenstecker 61 ist an einem zum Bordleitungsnetz
des Kraftfahrzeuges
führenden Leitungssatz angeschlossen und ähnlich
wie der Außenstecker 48 mit dem Gehäuseunterteil 2 verrastet.
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In Figur 11 sind auch die Kontaktbahnen 41c erkennbar, die die Gegensteckkontaktteile
für die Gabelsteckkontaktteile der Einheit 52 bilden.
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Auch in den erfindungsgemäßen Schalt-, Steuer- und/oder Regeleinrichtungen
nach den Figuren 12 und 13 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie
in Figur 9 versehen.
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Von der Einrichtung nach Figur 9 unterscheidet sich die Einrichtung
nach Figur 12 durch eine Verschaltungsplatte 49, die elektronische Bauelemente von
Steuerkreisen trägt, die einem oder mehreren Relais 42 zugeordnet sind.
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Während bei der Einrichtung nach Figur 12 die Verschaltungsplatte
49 mit zum Boden des Gehäuseunterteils parallelen, die elektronischen Bauelemente
tragenden Hauptflächen angeordnet ist, ist in der Einrichtung nach Figur 13 eine
Verschaltungsplatte mit elektronischen Bauelementen von Relais zugeordnet ten Steuerkreisen
mit zum Boden des Gehäuseunterteils 2 senkrechten Hauptflächen des Trägerkörpers
angeordnet. Ähnlich wie der Einschub 41 in der Einrichtung nach Figur 9 weist die
Verschaltungsplatte 49 nach Figur 13 eine Zunge 44d auf, die durch eine Durchführung
68 durch den Boden des Gehäuseunterteils 2 nach außen greift und die Ausgangssteckkontakte
für einen Außenstecker 69 mit Gabelsteckkontakten bilden.
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Die Verschaltungsplatte 49 ist mit einem brückenartigen Kontaktelement
70 versehen, das mit einem Anschlußsteckkontakt 47 des Relais eine Steckkontaktverbindung
bildet. Die Verschaltungsplatte 49 ist ähnlich wie der Einschub 41 in Figur 9 durch
die Steckverbindung zum Außenstecker 69, der ebenfalls im Gehäuseunterteil 2 verrastet
ist, und die Klappe 53 im Innern des Gehäuseunterteils 2 gehaltert.
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Wie man besonders günstig in Figur 10 erkennen kann, sind insbesondere
in den Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Einrichtung nach den Figuren
4, 9, 10, 12 und 13 der die in einer geraden Linie nebeneinander angeordneten Relais
42
umfassende Leistungsbereich und der danebenliegende, im wesentlichen die Verschaltungsplatten
49 und die Einschübe 41 umfassende Steuerbereich besonder übersichtlich voneinander
getrennt. Die Ausgangssteckkontakte der aus den Relais 42 bestehenden Schaltelemente
befinden sich zwischen den Verteilungs- bzw. Sammelschienen 43 und der Verschaltung.
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Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ermöglicht auch ein
leichtes Austauschen'sowohl der Relais 42 als auch der Einschübe 41.
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12 Patentansprüche 13 Figuren