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Die Erfindung betrifft einen Stromverteiler eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs. Der Stromverteiler weist hierbei einen Hauptanschluss zum Anschluss an einen Hauptkreis und mehreren Nebenanschlüsse auf. Ferner umfasst die Erfindung einen Schutzschalter.
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Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise eine Vielzahl an elektrischen Komponenten auf, mittels derer unterschiedliche Funktionen erfüllt werden. Eine derartige elektrische Komponente ist beispielsweise ein Anlasser, der einem Verbrennungsmotor zugeordnet ist. Auch ist eine derartige Komponente beispielsweise eine Beleuchtungseinrichtung, eine Kraftstoffpumpe, eine Audioanlage oder eine elektromotorische Sitzverstellung. Zum Betrieb dieser Komponenten ist es dabei stets erforderlich, eine elektrische Energie bereitzustellen und diese somit zu bestromen. Hierfür wird ein Bordnetz herangezogen, das mittels eines Energiespeichers, üblicherweise einer Batterie, gespeist ist. Mittels dieser wird dabei eine elektrische Gleichspannung bereitgestellt.
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Zur vereinfachten Montage ist meist ein Stromverteiler vorgesehen, der einen Hauptanschluss aufweist, der elektrisch mit der Batterie kontaktiert. Ferner weist der Stromverteiler mehrere Nebenanschlüsse auf, wobei jeder der Nebenanschlüsse mit dem Hauptanschluss elektrisch kontaktiert ist. Über die Nebenanschlüsse erfolgt ein Anschluss der elektrischen Komponenten, wobei beispielsweise jeder der Komponenten ein derartiger Nebenanschluss zugeordnet ist. Damit bei einer Fehlfunktion einer der Komponenten die verbleibenden Komponenten oder die Batterie nicht geschädigt werden, weist der Stromverteiler meist mehrere Sicherungen auf, wobei jedem der Nebenanschlüsse jeweils eine der Sicherungen zugeordnet ist. Der Auslösewert der jeweiligen Sicherung ist dabei auf die mittels des jeweiligen Nebenanschlusses betriebene Komponente angepasst. Falls somit die Komponente eine Fehlfunktion aufweist, die zu einem Überstrom führt, wird die Sicherung ausgelöst, sodass eine Rückwirkung in das Bordnetz unterbunden ist. Auch führt eine Überbelastung zum Auslösen der Sicherung. Somit wird eine weitere Beschädigung der Komponente verhindert. Wenn die Überbelastung vorbei ist, ist dabei ein Betrieb der Komponente erst nach Ersetzen der Sicherung möglich. Folglich ist es erforderlich, eine Vielzahl an Sicherungen vorzuhalten, oder zumindest für jeden der Nebenanschlüsse eine entsprechende Sicherung. Der Stromverteiler weist meist mehrere Steckplätze auf, wobei jedem der Steckplätze eine derartige Sicherung zugeordnet ist. Somit ist ein Austausch der Sicherungen erleichtert. Die Stecker sind üblicherweise untereinander stabilisiert und beispielsweise an einer Leiterplatte befestigt, mittels derer der Hauptanschluss sowie die Nebenanschlüsse bereitgestellt sind.
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Zur Vereinfachung ist es bekannt, anstatt der Sicherungen Schutzschalter zu verwenden. Die Schutzschalter sind dabei üblicherweise in entsprechende Stecker des Stromverteilers eingesetzt. Jeder Schutzschalter weist ein Schaltelement auf, das bei Überschreiten eines Grenzwerts durch den elektrischen Strom betätigt wird, sodass ein elektrischer Stromfluss unterbunden wird. Hierbei ist es beispielsweise möglich, den Schutzschalter manuell zurückzusetzen, sodass wenn der Überlastfall vorbei ist, ein ungestörter Weiterbetrieb der entsprechenden Komponente möglich ist. Auch sind Schutzschalter bekannt, die beispielsweise nach Verstreichen einer bestimmten Zeitspanne automatisch zurückgesetzt werden, sodass ein weiterer Betrieb der Komponente ohne manuellen Eingriff ermöglicht ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Stromverteiler eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs sowie einen besonders geeigneten Schutzschalter anzugeben, wobei vorteilhafterweise eine Herstellung vereinfacht und zweckmäßigerweise eine Montagezeit und/oder Herstellungskosten verringert sind.
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Hinsichtlich des Stromverteilers wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Schutzschalters durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der Stromverteiler ist ein Bestandteil eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs. Hierfür ist der Stromverteiler geeignet, vorzugsweise vorgesehen und eingerichtet. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise landgebunden und zum Beispiel ein Nutzkraftwagen, wie ein Lastkraftwagen (Lkw) oder ein Bus. Alternativ hierzu ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw). In einer Alternative ist das Kraftfahrzeug ein landwirtschaftliches Fahrzeug oder eine Baumaschinen, wie zum Beispiel ein Traktor, Bagger, Frontlader oder Muldenkipper. In einer weiteren Alternative ist das Kraftfahrzeug beispielsweise nicht landgebunden und insbesondere ein Flugzeug, ein Schiff oder ein Boot.
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Mittels des Bordnetzes wird bei Betrieb zweckmäßigerweise eine Gleichspannung geführt, wobei die Gleichspannung geeigneterweise kleiner als 100 V ist. Somit handelt es sich um ein sogenanntes Niedervoltbordnetz. Vorzugsweise ist die elektrische Gleichspannung gleich 12 V, 24 V oder 48 V. Das Bordnetz ist geeigneterweise mittels eines Energiespeichers, vorzugsweise einer Batterie gespeist, und der Stromverteiler ist insbesondere an den Energiespeicher angeschlossen. Der Stromverteiler dient vorzugsweise der Bestromung von einzelnen Komponenten des Kraftfahrzeugs. Eine entsprechende Komponente ist beispielsweise eine Beleuchtung, ein Elektromotor oder ein Heizelement oder umfasst zumindest diese. Hierfür sind die einzelnen Komponenten insbesondere an den Stromverteiler angeschlossen. Beispielsweise ist der Anschluss an die Komponenten sowie an die Batterie mittels eines einzigen gemeinsamen Steckers des Stromverteilers gebildet.
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Der Stromverteiler weist eine Leiterplatte auf, die einen Hauptanschluss umfasst. Die Leiterplatte ist beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Epoxidharz gefertigt, an dem beispielsweise eine Anzahl an Leiterbahnen angebunden und/oder in das eine Anzahl an Leiterbahnen eingebettet ist. Die Leiterbahnen sind vorzugsweise aus einem Kupfer erstellt. Bei der Leiterplatte handelt es sich um einen Schaltungsträger.
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Der Hauptanschluss dient dem Anschluss an einem Hauptkreis des Bordnetzes, wobei der Hauptkreis zweckmäßigerweise mittels einer Leitung zwischen dem Stromverteiler und dem etwaigen Energiespeicher gebildet ist. Mit anderen Worten bezeichnet der Hauptkreis die elektrische Verbindung des Stromverteilers mit dem Energiespeicher. Vorzugsweise ist hierbei Stromverteiler direkt mit dem Energiespeicher kontaktiert, sodass sich dazwischen im Wesentlichen keine weiteren Bauteile befinden. Beispielsweise weist dabei der Hauptanschluss zwei einzelne Pole auf, wobei einer der Pole ein positives Potential und der verbleibende mit einem negativen Potential beaufschlagt ist. In einer Alternative hierzu weist der Hauptanschluss lediglich einen einzigen Pol auf, wobei an diesem beispielsweise bei Betrieb ein positives Potential anliegt. Vorzugsweise ist das verbleibende, mittels des Energiespeichers bereitgestellte elektrische Potential elektrisch gegen Masse geführt. Vorzugsweise ist ein tragendes Element des Kraftfahrzeugs, beispielsweise dessen Karosserie, elektrisch mit Masse kontaktiert, sodass dieses Element als elektrisches Potential Masse aufweist. Somit erfolgt ein Stromfluss von der Batterie zu den einzelnen Komponenten über das tragende Element sowie den Stromverteiler.
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Die Leiterplatte weist ferner mehrere Nebenanschlüsse auf, wobei jeder der Nebenanschlüsse vorzugsweise die gleiche Anzahl an Polen aufweist, die insbesondere gleich der Anzahl der Pole des Hauptanschlusses ist. Jedem Nebenanschluss ist ein Nebenkreis zugeordnet, wobei jeder Nebenkreis insbesondere jeweils eine der Komponente aufweist. Somit sind beispielsweise genauso viele Komponenten vorhanden, wie Nebenkreise. Alternativ hierzu sind beispielsweise zumindest einem der Nebenkreise mehrere Komponenten zugeordnet. Der Hauptanschluss sowie die Nebenanschlüsse sind beispielsweise mittels Klemmen oder Stecker bereitgestellt, sodass eine entsprechende elektrische Kontaktierung erfolgen kann.
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Jeder der Nebenanschlüsse ist über einen Schutzschalter elektrisch mit dem Hauptanschluss kontaktiert. Hierfür werden insbesondere entsprechende Leiterbahnen der Leiterplatte herangezogen. Folglich sind die einzelnen Nebenkreise und daher auch die Schutzschalter zueinander elektrisch parallel geschaltet, und bei Betrieb werden die Nebenkreise mittels des Hauptkreises gespeist. Mittels der Schutzschalter erfolgt hierbei eine Überwachung des mittels des jeweiligen Nebenkreises geführten elektrischen Stroms. Falls der elektrische Strom und/oder eine anliegende elektrische Spannung einen bestimmten Grenzwert überschreitet, oder falls die Änderung der jeweiligen Größe einen bestimmten Grenzwert überschreitet, wird mittels des Schutzschalters der elektrische Stromfluss unterbrochen, sodass der dem Schutzschalter zugeordneten Nebenkreis nicht weiter bestromt wird. Hierbei werden die verbleibenden Schutzschalter nicht betätigt, sodass ein elektrischer Stromfluss zu den weiteren Nebenkreisen auch weiter möglich ist. Die Schutzschalter dienen insbesondere dem Leitungsschutz, also dem Schutz der elektrischen Verbindung zwischen dem Stromverteiler sowie der jeweiligen Komponente. Ferner dienen die Schutzschalter auch dem Schutz der Komponenten.
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Jeder Schutzschalter weist geeigneterweise eine Sensoreinheit auf, mittels derer der über den jeweiligen Schutzschalter fließende elektrische Strom bzw. die anliegende elektrische Spannung erfasst wird. Die Sensoreinheit weist hierfür beispielsweise eine Spule auf. Ferner weist der Schutzschalter ein Schaltelement auf, das in Abhängigkeit eines mittels der Sensoreinheit erfassten Werts betätigt wird. Beispielsweise ist das Schaltelement ein Halbleiterbauelement, also insbesondere ein Halbleiterschalter, wie ein Feldeffekttransistor, und zum Beispiel ein MOSFET, ein IGBT oder GTO. In einer Alternative hierzu ist das Schaltelement mechanisch ausgestaltet und beispielsweise bistabil oder lediglich monostabil. Mit anderen Worten ist in diesem Fall lediglich ein Schaltzustand des Schaltelements stabil. Zum Aufrechterhaltung des verbleibenden Schaltzustands ist eine Ausübung einer Kraft auf einen weiteren Bestandteil des Schaltelements erforderlich. Vorzugsweise weist der Schutzschalter hierfür eine entsprechende Schaltmechanik auf.
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Zusammenfassend dient jeder Schutzschalter somit insbesondere dem selbstständigen Abschalten des zugeordneten Nebenkreises bei einem Fehlerstrom oder bei Überschreiten eines zulässigen Strom- und/oder Spannungswerts, also bei einem Überstrom, Fehlerstrom oder zum Beispiel einem Lichtbogen. Dabei wird der jeweilige Schutzschalter vorzugsweise betätigt, wenn der mittels des Schutzschalters geführte elektrische Strom einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Somit wird eine Beschädigung des zugeordneten Nebenkreises sowie dessen Komponenten vermieden.
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Jeder Schutzschalter weist zwei Anschlüsse auf, wobei insbesondere einer der Anschlüsse dem Hauptanschluss und der verbleibende Anschluss dem jeweiligen Nebenanschluss zugeordnet ist. Mit anderen Worten erfolgt bei einem elektrischen Stromfluss über den Schutzschalter der elektrische Stromfluss zwischen den beiden Anschlüssen. Somit ist zur Bestromung des Nebenkreises ein direkter elektrischer Stromfluss über den jeweils zugeordneten Schutzschalter erforderlich, weswegen bei Betätigung eines der Schutzschalter die Bestromung des jeweiligen Nebenkreises direkt beendet wird. Zusammenfassend stellt jeder Schutzschalter die elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen Nebenanschluss und dem Hauptanschluss oder zumindest einen Teil der elektrischen Verbindung dar. Der verbleibende Teil wird dabei zum Beispiel mittels einer Leiterbahn der Leiterplatte gebildet.
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Die Anschlüssen jedes Schutzschalters sind mit der Leiterplatte elektrisch kontaktiert, wobei hierbei insbesondere kein zusätzliches Bauteil zwischen den Anschlüssen und der Leiterplatte vorhanden ist. Ferner sind die Anschlüssen an der Leiterplatte angebunden, vorzugsweise befestigt. Folglich erfolgt die Befestigung jedes Schutzschalters an der Leiterplatte ebenfalls mittels dessen Anschlüssen. Somit erfolgt jeweils ein direkter mechanischer und ein direkter elektrischer Kontakt jedes Schutzschalters, nämlich dessen beider Anschlüsse, mit der Leiterplatte. Geeigneterweise ist dabei jeder der Anschlüsse an zumindest eine der Leiterbahnen der Leiterplatte angebunden, wobei eine der einem der Schutzschalter zugeordneten Leiterbahnen gegen den jeweiligen Nebenanschluss und die verbleibende gegen den Hauptanschluss geführt ist. Hierbei erfolgt eine elektrische Verbindung der beiden Leiterbahnen lediglich über den Schutzschalter.
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Zusammenfassend ist somit jeder Schutzschalter vorzugsweise unlösbar an der Leiterplatte angebunden, sodass ein Ablösen verhindert ist. Folglich ist eine Robustheit erhöht. Da jeder der Schutzschalter dabei direkt an die Leiterplatte angelötet und somit an dieser befestigt ist, ist es nicht erforderlich, zusätzliche Aufnahmen, wie Stecker, vorzusehen, sodass Herstellungskosten reduziert sind. Hierbei ist zusätzlich die Anzahl der benötigten Arbeitsschritte reduziert, da ein Anbringen der Schutzschalter in etwaige Aufnahme nicht erforderlich ist, wobei die Aufnahmen ebenfalls an der Leiterplatte angebunden werden müssten. Somit ist eine Montagezeit verringert. Auch ist ein vergleichsweise umständliches Einführen der Schutzschalter in die etwaigen Aufnahme nicht erforderlich, was eine Montage vereinfacht. Zudem ist ein fehlerhaftes Einführen unterbunden, was eine Sicherheit erhöht. Somit sind eine Fehlbestückung, auch bei Wartung, und auch eine Manipulation vermieden.
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Beispielsweise weist jeder Schutzschalter, oder zumindest ein Teil davon mehr als zwei Anschlüsse auf, von denen jeder direkt mit der Leiterplatte elektrisch kontaktiert und daran angebunden ist. Somit ist es möglich eine Stromtragfähigkeit zu erhöhen. Alternativ umfassen sämtliche Schutzschalter jeweils lediglich genau die beiden Anschlüsse.
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Zum Beispiel sind die einzelnen Schutzschalter zueinander baugleich. Alternativ hierzu sind diese gleichartig aufgebaut, also arbeiten geeigneterweise nach dem gleichen Prinzip, unterscheiden sich jedoch beispielsweise in dem Grenzwert, also insbesondere der Auslöseschwelle. Die Auslöseschwelle ist vorzugsweise auf den jeweiligen Nebenkreis und der zugeordneten Komponente angepasst, sodass auch eine Vielzahl an unterschiedlichen Komponenten mittels des Stromverteilers bestromt werden kann, wobei eine Beschädigung dieser vermieden ist.
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Vorzugsweise weist der Stromverteiler ein Gehäuse auf, das beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt ist. Innerhalb des Gehäuses ist vorzugsweise die Leiterplatte angeordnet. Somit ist die Leiterplatte mittels des Gehäuses vor Umwelteinflüssen geschützt, was eine Sicherheit erhöht. Geeigneterweise ist in das Gehäuse ein Stecker eingebracht, der mit dem Hauptanschluss und vorzugsweise mit den Nebenanschlüssen elektrisch kontaktiert ist. Somit ist es möglich, mittels Anschluss eines entsprechenden Kabels an den Stecker die Leiterplatte elektrisch zu kontaktieren. Das Kabel weist dabei vorzugsweise mehrere Adern auf, wobei eine oder zwei der Adern dem Hauptkreis und die verbleibenden den Nebenkreisen zugeordnet sind. Somit ist lediglich eine einzige Öffnung in dem Gehäuse vorhanden, die mittels des Steckers verschlossen ist. Folglich ist ein Eindringen von Fremdpartikeln in das Gehäuse unterbunden oder zumindest verringert.
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Beispielsweise ist das Gehäuse im Wesentlichen vollständig verschlossen, insbesondere mit Ausnahme des etwaigen Steckers. Somit ist die Leiterplatte vergleichsweise sicher geschützt. Besonders bevorzugt jedoch weist das Gehäuse eine Öffnung auf, die mittels eines Deckels verschlossen ist. Über die Öffnung erfolgt hierbei insbesondere ein Einführen der Leiterplatte in das Gehäuse, weswegen eine Montage vereinfacht ist. Beispielsweise ist nach Montage der Leiterplatte der Deckel unlösbar an dem Gehäuse befestigt, zum Beispiel mittels Kleben oder Schweißens.
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Besonders bevorzugt jedoch ist der Deckel von dem Gehäuse abnehmbar. Dabei ist es beispielsweise möglich, den Deckel vollständig von dem Gehäuse zu entfernen oder bezüglich des Gehäuses zu verschwenken. Geeigneterweise ist der Deckel mittels eines Scharniers, wie eines Filmscharniers, mit dem Gehäuse verbunden und vorzugsweise einstückig mit diesem. Zum Verschließen des Gehäuses wird der Deckel vorzugsweise mit weiteren Komponenten des Gehäuses in Eingriff gebracht und vorzugsweise mit diesen verrastet. Somit ist das Gehäuse vergleichsweise sicher verschlossen, was ein Eindringen von Fremdpartikeln verhindert. Vorzugsweise ist eine zusätzliche Dichtung zwischen dem Deckel und dem Gehäuse angeordnet.
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Aufgrund des abnehmbaren Deckels ist eine Inspektion der Leiterplatte möglich. Ferner ist es insbesondere möglich, mittels optischer Inspektion einen Schaltzustand der Schutzschalter zu überprüfen. Hierfür weisen die Schutzschalter zweckmäßigerweise eine entsprechende Signalisierungseinrichtung auf. Auch ist eine manuelle Betätigung der Schutzschalter möglich, falls diese beispielsweise ausgelöst sind, also falls sich deren Schaltzustand geändert hat. Folglich ist ein Komfort erhöht. Auch ist es nicht erforderlich, den Schutzschalters für einen Fernzugriff vorzusehen, sodass dieser mittels elektrischer Signale zurückgesetzt werden kann. Daher können vergleichsweise kostengünstige Schutzschalter verwendet werden.
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Beispielsweise ist jeder Anschluss mittels eines Stanzbiegeteils erstellt. In einer Weiterbildung ist jeder Anschluss oder zumindest einer der Anschlüsse freiendseitig geschlitzt, also an dem Ende, das den weiteren Bestandteilen des Schutzschalters gegenüberliegt. Der Schlitz verläuft dabei vorzugsweise entlang im Wesentlichen der Ausdehnung des jeweiligen Anschlusses. Somit sind zwei Zungen gebildet, und jeder Anschluss weist die zwei Zungen auf. Insbesondere ist die Breite der beiden Zungen im Wesentlichen gleich, sodass der Schlitz im Wesentlichen mittig entlang der Verlaufs des Anschlusses angeordnet. Beispielsweise ist der jeweilige Anschluss vollständige geschlitzt, oder besonders bevorzugt lediglich ein Teil davon, beispielsweise ein Viertel oder die Hälfte.
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Die beiden Zungen jedes Anschlusses sind aufgespreizt, also zueinander verbogen. Insbesondere sind hierbei die beiden Zungen bezüglich eines weiteren Verlaufs des Anschlusses abgewinkelt, geeigneterweise um 90°. Dabei sind die Zungen bevorzugt in unterschiedliche Richtungen zueinander abgewinkelt, sodass diese in entgegengesetzte Richtungen zeigen und zueinander parallel sind. Somit weist der Anschluss aufgrund der beiden Zungen zumindest teilweise einen T-förmigen Querschnitt auf. Beispielsweise sind die Zungen noch weiter gebogen und weisen somit weitere Biegungen und/oder Knicke auf. Vorzugsweise ist aufgrund der beiden Zungen der jeweilige Anschluss T-förmig oder Y förmig ausgestaltet, sodass mittels der beiden Zungen eine U-Form bereitgestellt ist, wobei jeder der Zungen im Wesentlichen L-förmigen gebogen ist.
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Aufgrund des Aufspreizens der beiden Zungen ist eine Auflagefläche des Anschlusses an der Leiterplatte vergrößert. Zumindest jedoch sind die Zungen zueinander in einem bestimmten Abstand auf der Leiterplatte angeordnet. Infolgedessen ist der Schutzschalter stabilisiert und weist folglich einen sicheren Stand auf. Dies erleichtert einerseits die Montage. Andererseits ist auch bei einer Vibration des Stromverteilers ein Ablösen von der Leiterplatte vermieden. Geeigneterweise sind dabei beide Zungen separat an der Leiterplatte angebunden. Somit ist auch bei Ablösen einer der Zungen von der Leiterplatte auch weiterhin ein elektrischer Kontakt mit der Leiterplatte vorhanden, was eine Robustheit und eine Sicherheit erhöht. Beispielsweise weist lediglich einer oder mehrere der Schutzschalter den geschlitzten Anschluss oder die geschlitzten Anschlüsse auf. Bei den verbleibenden Schutzschaltern ist insbesondere der oder jeder Anschluss unversehrt.
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Bei einer Ausführungsform erfolgt das Anbinden der Anschlüsse an der Leiterplatte mittels eines Press-Fits. Diese werden insbesondere in eine jeweilige Aufnahme, beispielsweise ein Loch, der Leiterplatte eingeführt und dabei elastisch und/oder plastisch verformt. Insbesondere sind hierbei die Press-Fits zumindest teilweise O-förmig gebogen und ein Bestandteil der Anschlüsse, was eine Herstellung vereinfacht. Im Montagezustand liegen die Press-Fits somit kraftschlüssig an den Rändern des jeweils zugeordneten Lochs an, sodass die Schutzschalter sicher an der Leiterplatte gehalten werden. Auch ist auf diese Weise ein sicherer elektrischer Kontakt realisiert. Jeder Press-Fit (Pressfit) ist vorzugsweise mittels Einfügen eines Schlitzes in Längsrichtung des jeweiligen Anschlusses realisiert, wobei der Schlitz beidseitig geschlossen ist. Mittels gegeneinander Verbiegen der beiden auf diese Weise erstellten Schenkel wird der jeweilige Press-Fit erstellt, der somit ein Bestandteil des jeweiligen Anschlusses ist. Folglich ist kein zusätzliches Bauteil erforderlich, und eine Herstellung ist vereinfacht.
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In einer Alternative sind die Anschlüsse jedes Schutzschalters direkt an der Leiterplatte angelötet. Folglich erfolgt eine stoffschlüssige Verbindung der Anschlüsse mit der Leiterplatte. Somit ist eine Robustheit erhöht. Auch ist eine Fertigung vereinfacht. Zudem bestehen keine vergleichsweise hohen Anforderungen an das Material der Anschlüsse, weswegen Herstellungskosten reduziert sind.
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Vorzugsweise ist jeder Schutzschalter aus geeigneten Materialien erstellt, die insbesondere temperaturfest sind, zumindest bei einer Temperatur, die zum Anlöten an der Leiterplatte verwendet wird. Somit sind bei Herstellung keine weiteren Schutzmaßnahmen erforderlich, weswegen eine Herstellung vereinfacht und ein Ausschuss verringert ist. Vorzugsweise ist zumindest einer der Anschlüsse oder mehrere der Anschlüsse galvanisiert, sodass ein Lötprozess vereinfacht ist. Zum Beispiel erfolgt das Anlöten mittels Hartlötens oder besonders bevorzugt mittels Weichlötens, sodass eine Herstellung vereinfacht ist.
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Beispielsweise ist jeder Anschluss der Schutzschalter durch ein korrespondierendes Loch der Leiterplatte gesteckt und dort verlötet. Insbesondere erfolgt dabei das Verlöteten auf der Seite der Leiterplatte, die der Seite gegenüberliegt, von der der jeweilige Anschluss in das korrespondierende Loch eingeführt wird. Falls jeder Anschluss dabei zwei Zungen aufweist, ist insbesondere jeder der Zungen ein entsprechendes Loch zugeordnet. Insbesondere ist hierbei ein Rand jedes Lochs zumindest teilweise mit jeweils einer der Leiterbahnen der Leiterplatte gebildet. Zusammenfassend erfolgt somit die Anbindung der Schutzschalter an der Leiterplatte mittels THT-Montage („Through Hole Technology“). Somit ist auch eine automatisierte Fertigung des Stromverteilers möglich. Auch ist ein manuelles Demontieren des Schutzschalters beispielsweise, insbesondere falls dieser einen Fehler aufweist. Somit ist es nicht erforderlich, die vollständige Leiterplatte bei einem Defekt eines der Schutzschalter auszutauschen.
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In einer Alternative liegt jeder Anschluss freiendseitig plan an der Leiterplatte an und ist dort verlötet. Hierbei erfolgt insbesondere die Anbindung mittels Oberflächenmontage, und sie Schutzschalter sind somit als SMD-Bauteile („Surface Mounted Device“) ausgebildet. Sofern dabei die Anschlüsse die Zungen aufweisen, liegen diese vorzugsweise jeweils vollständig oder zumindest teilweise plan an der Leiterplatte an. Zum Beispiel weist jeder Anschluss noch weitere Bestandteile auf, die von der Leiterplatte beabstandet sind, was eine Positionierung des jeweiligen Schutzschalters vereinfacht. Damit die Anschlüsse freiendseitig plan an der Leiterplatte anliegen, sind diese insbesondere geeignet gebogen. Vorzugsweise liegt zumindest eine Viertel jedes Anschlusses plan an der Leiterplatte an, was eine Stabilität erhöht. Vorzugsweise liegt dabei jeder Anschluss auf einem Lötpad der Leiterplatte an/auf, die jeweils insbesondere in eine Leiterbahn übergehen.
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Vorzugsweise weist jeder Schutzschalter ein Schutzschaltergehäuse auf, das beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt ist. Das jeweilige Schutzschaltergehäuse ist dabei beispielsweise mehrteilig aufgebaut und/oder weist einen Durchbruch für die etwaige Signalisierungseinrichtung und/oder eine Betätigungsvorrichtung auf, mittels derer ein Rücksetzen des jeweiligen Schutzschalters und/oder eine Änderung des jeweiligen Schaltzustand ermöglicht ist. Innerhalb jedes Schutzschaltergehäuses sind dabei vorzugsweise das jeweilige Schaltelement und/oder die etwaige Sensoreinheit angeordnet. Somit sind diese mittels des jeweiligen Schutzschaltergehäuses nochmals geschützt. Zum Beispiel ist das Schutzschaltergehäuse im Wesentlichen rechteckförmig, was eine Lagerhaltung vereinfacht.
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Aus dem jeweiligen Schutzschaltergehäuse ragen vorzugsweise die beiden Anschlüsse, die somit durch das Schutzschaltergehäuse in das Innere des zugeordneten Schutzschaltergehäuses geführt sind. Somit ist auch eine elektrische Kontaktierung der in dem jeweiligen Schutzschaltergehäuse angeordneten Bestandteile des jeweiligen Schutzschalters mittels der jeweiligen Anschlüsse ermöglicht. Zum Beispiel sind die beiden Anschlüsse einer der Seiten des jeweiligen Schutzschaltergehäuses zugeordnet, sodass das Schutzschaltergehäuse vergleichsweise platzsparend auf der Leiterplatte positioniert werden kann. Auch ist somit die Kontaktierung des jeweiligen Schutzschalters mit der Leiterplatte auf lediglich einer einzigen Seite des Schutzschaltergehäuses möglich. In einer Alternative hierzu sind die Anschlüsse zum Beispiel unterschiedlichen Seiten des jeweiligen Schutzschaltergehäuses zugeordnet, wobei sich die Seiten bevorzugt gegenüber liegen. Somit weisen diese einen vergleichsweise großen Abstand zueinander auf und sind mittels des zugeordneten Schutzschaltergehäuses zueinander getrennt. Somit ist einerseits ein Kurzschluss zwischen diesen vermieden. Andererseits ist eine Anbindung der Anschluss an der Leiterplatte vereinfacht.
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Beispielsweise ist jedes Schutzschaltergehäuse von der Leiterplatte beabstandet und verläuft im Wesentlichen senkrecht hierzu. Somit können die Schutzschalter vergleichsweise dicht zueinander angeordnet werden, weswegen ein Platzbedarf auf der Leiterplatte und somit Materialkosten verringert sind.
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Besonders bevorzugt sind die Anschlüsse derart ausgestaltet, dass die Schutzschaltergehäuse flächig an der Leiterplatte anliegen. Die Anschlüsse sind beispielsweise derart angeordnet, dass die Schutzschaltergehäuse flächig an der Leiterplatte anliegen. Alternativ hierzu ist zumindest einer der Anschlüsse jedes Schutzschalters, vorzugsweise beide, entsprechend gebogen und weist somit keinen geradlinigen Verlauf auf. Auf diese Weise ist auch eine entsprechende Anordnung der Schutzschaltergehäuse möglich. Sofern die Schutzschaltergehäuse hierbei im Wesentlichen rechteckförmig sind, liegt zweckmäßigerweise eine der Seiten vollständig an der Leiterplatte an. Zum Beispiel liegen die Schutzschalter lediglich lose an der Leiterplatte an oder sind an dieser befestigt. Aufgrund der Anlage wird somit jedes Schutzschaltergehäuse mittels der Leiterplatte zumindest teilweise stabilisiert, sodass bei einer Erschütterung des Stromverteilers eine Belastung auf die zugeordneten Anschlüsse verringert ist. Geeigneterweise sind die Schutzschaltergehäuse aus einem temperaturfesten Material erstellt, sodass diese bei einem Anlöten der Anschlüsse an der Leiterplatte nicht beschädigt werden.
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Beispielsweise weisen die Schutzschalter eine elektronisch gesteuerte Auslösung auf. Somit ist eine Flexibilität erhöht. Hierbei wird insbesondere mittels eines jeweiligen Sensors der mittels jedes Schutzschalters getragene elektrische Strom/anliegende elektrische Spannung erfasst und mittels einer Elektronik ausgewertet. Mittels dieser erfolgt dabei eine Betätigung des jeweiligen Schaltelements. Somit kann mittels der Schutzschalter eine Vielzahl an unterschiedlichen Einsatzbereichen abgedeckt werden. Insbesondere ist hierbei die jeweilige Elektronik programmierbar, sodass baugleiche Schutzschalter verwendet werden können, wobei die Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall mittels Programmierung der Elektronik erfolgt. In einer weiteren Alternative weist jeder Schutzschalter eine magnetische Auslösung auf. Somit ist bei Überschreiten des jeweils zugeordneten Grenzwerts eine vergleichsweise schnelle Auslösung realisiert, weswegen eine Beschädigung der mittels des jeweiligen Nebenkreises bestromten Komponenten sicher vermieden ist.
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Besonders bevorzugt jedoch ist zumindest einer der Schutzschalter, vorzugsweise alle Schutzschalter, ein thermischer Schutzschalter und weist somit insbesondere eine thermische Auslösung auf. Somit umfasst dieser Schutzschalter ein Bimetallelement, das insbesondere als Bimetallschnappscheibe ausgestaltet ist. Mittels des Bimetallelements wird bei Betrieb der mittels des Schutzschalters geführte elektrische Strom getragen, sodass bei einem Überstrom eine übermäßige Erwärmung des Bimetallelements erfolgt. Infolgedessen erfolgt eine Verbiegung des Bimetallelements, sodass eine elektrische Kontaktierung mit zumindest einem der Anschlüsse aufgehoben wird. Infolgedessen wird der elektrische Stromfluss unterbrochen. Somit nimmt das Bimetallelement insbesondere die Funktionen des Schaltelements sowie der Sensoreinheit war. Ein derartiger Schutzschalter ist vergleichsweise kostengünstig herstellbar, weswegen Herstellungskosten des Stromverteilers reduziert sind.
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Der Schutzschalter ist geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, an einer Leiterplatte eines Stromverteilers eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs elektrisch kontaktiert und daran angebunden zu werden. Die Leiterplatte weist dabei einen Hauptanschluss zum Anschluss an einen Hauptkreis sowie mehrere Nebenanschlüsse zum Anschluss an einen jeweiligen Nebenkreis auf. Einer der Nebenanschlüsse ist hierbei über den Schutzschalter elektrisch mit dem Hauptanschluss verbunden. Hierfür weist der Schutzschalter zwei Anschlüsse auf, die mit der Leiterplatte elektrisch kontaktiert sind. Die Anschlüsse sind dabei beispielsweise zur Oberflächenmontage (SMD-Technik) oder zur Durchsteckmontage (THT) ausgebildet.
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Die im Zusammenhang mit dem Stromverteiler erläuterten Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf den Schutzschalter zu übertragen und umgekehrt.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug mit einem Stromverteiler,
- 2 perspektivisch den Stromverteiler, der eine Leiterplatte sowie mehrere Schutzschalter aufweist, und
- 3 - 10 jeweils perspektivisch unterschiedliche Ausgestaltungsformen des Schutzschalters,
- 11 ausschnittsweise vergrößert den Schutzschalter gemäß 10, und
- 12- 14 jeweils perspektivisch weitere Ausgestaltungsformen des Schutzschalters.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 in Form eines Personenkraftwagens (Pkw) dargestellt. Das Kraftfahrzeug 2 weist ein Bordnetz 4 auf, das mittels eines Energiespeichers 6, nämlich einer Batterie gespeist ist. Mittels des Energiespeichers 6 ist eine elektrische Gleichspannung von 12 V, 24 V oder 48 V bereitgestellt. Somit handelt es sich bei dem Bordnetz 4 um ein Niedervoltbordnetz. Der Energiespeicher 6 weist zwei Pole auf, wobei einer der Pole, nämlich das elektrische negative Potential, elektrisch mit einem tragenden Element des Kraftfahrzeugs 2, nämlich mit einer Karosserie, kontaktiert und somit elektrisch gegen Masse geführt ist. Der verbleibende elektrische Pol ist mittels eines einen Hauptkreis 8 teilweise bildenden Kabels gegen einen Stromverteiler 10 geführt.
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Mit dem Stromverteiler 10 sind mehrere Nebenkreise 12 elektrisch kontaktiert, wobei in diesem Beispiel vier derartigen Nebenkreis 12 vorhanden sind. Jeder der Nebenkreise 12 weist zumindest eine Komponenten 14 auf, die jeweils zum Betrieb elektrische Energie benötigen. So ist eine der Komponenten 14 eine elektromotorische Kraftstoffpumpe, eine der Komponenten 14 eine elektromotorische Sitzverstellung und eine weitere der Komponenten 14 eine Beleuchtungsvorrichtung. Einer der Nebenkreis 12 weist in der dargestellten Variante zwei derartige Komponenten 14 auf, die beispielsweise zueinander elektrisch in Reihe oder elektrisch parallel geschaltet sind. Mittels des Stromverteilers 10 erfolgt hierbei die Bereitstellung der elektrischen Energie, die dem Energiespeicher 6 entnommen wird. Der Energiespeicher 6 wird während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 2 mittels eines Generators gespeist, der wiederum mittels eines nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors betrieben ist. Zusammenfassend erfolgt mittels des Stromverteilers 10 die Bestromung der einzelnen Komponenten 14.
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In 2 ist der Stromverteiler 10 perspektivisch dargestellt, der im Montagezustand in einem Motorraum des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet ist. Der Stromverteiler 10 weist ein topfförmiges, quaderförmiges Gehäuse 16 auf, das aus einem Kunststoff gefertigt ist. In eine Seitenwand des Gehäuses 16 ist ein Stecker 18 eingebracht, in den im Montagezustand ein Kabel 20 eingesteckt, das eine Anzahl an nicht näher dargestellten Adern aufweist. Die Anzahl der Adern ist hierbei gleich der Anzahl an Nebenkreisen 12 zzgl. eins. Folglich weist das Kabel 20 fünf derartige Adern auf.
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Innerhalb des Gehäuses 16 ist eine Leiterplatten 22 angeordnet ist, die aus einem glasfaserverstärkten Epoxidharz gefertigt ist, an dem eine Anzahl an aus einem Kupfer gefertigten Leiterbahnen 24 angebunden ist. Die Leiterplatte 22 weist einen Hauptanschluss 26 sowie mehreren Nebenanschlüsse 28 auf, wobei die Anzahl der Nebenanschlüsse 28 gleich der Anzahl an Nebenkreisen 12 ist. An den Hauptanschluss 26 sowie die Nebenanschlüsse 28 ist jeweils ein elektrisches Verbindungsteil 30, beispielsweise ein Kabel, elektrisch angeschlossen. Der Hauptanschluss 26 und die Nebenanschlüsse 28 sind in einer Variante als Lötpads ausgestaltet, und die elektrischen Verbindungsteile 30 sind dort angelötet. In einer Alternative sind der Hauptanschluss 26 und die Nebenanschlüsse 28 als Klemmen oder Stecker ausgebildet, und die elektrischen Verbindungsteile 30 sind dort geklemmt bzw. eingesteckt.
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Die elektrischen Verbindungsteile 30 sind mit dem Stecker 18 verbunden, wobei jedes der elektrischen Verbindungsteile 30 einer der Adern des Kabels 20 zugeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert ist. Dabei ist das elektrische Verbindungsteil 30, das an den Hauptanschluss 28 elektrisch angeschlossen ist, mit der dem Hauptkreis 8 zugeordneten Ader des Kabels 20 kontaktiert, wohingegen die Nebenanschlüsse 28 mittels des jeweiligen elektrischen Verbindungteils 30 mit den den Nebenkreisen 12 zugeordneten Adern des Kabels 20 kontaktiert sind. Somit ist jedem Nebenanschluss 28 jeweils einer der Nebenkreise 12 zugeordnet, und der Hauptanschluss 26 dient dem Anschluss an den Hauptkreis 8.
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Der Stromverteiler 10 weist ferner eine Anzahl an Schutzschaltern 32 auf, wobei die Anzahl der Schutzschalters 32 gleich der Anzahl der Nebenkreise 12 ist. Jeder Schutzschalter 32 weist zwei Anschlüsse 34 auf, wobei jeweils einer der Anschlüsse 34 über eine der Leiterbahnen 24 mit einem der Nebenanschlüsse 28 elektrisch kontaktiert ist. Die verbleibenden Anschlüsse 34 der Schutzschalter 32 sind gemeinsamen gegen den Hauptanschluss 26 geführt. Folglich sind die Schutzschalter 32 zueinander elektrisch parallel geschaltet, und jeder Nebenanschluss 28 ist jeweils einem Nebenkreis 12 zugeordnet, die über jeweils einen der Schutzschalter 32 mit dem Hauptanschluss 26 elektrisch verbunden sind, wobei jeder der Schutzschalter 32 jeweils die beiden Anschlüsse 34 aufweist.
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Jeder der Anschlüsse 34 jedes Schutzschalters 32 ist mit der jeweiligen Leiterbahn 24 elektrisch kontaktiert und mit dieser verlötet. Folglich sind die Anschlüsse 34 jedes Schutzschalters 32 direkt an der Leiterplatte 22 angelötet. Somit werden die Schutzschalters 32 einerseits mittels des Lots an der Leiterplatte 22 gehalten. Andererseits erfolgt eine direkte elektrische Kontaktierung mit der Leiterplatte 22, nämlich den jeweils zugeordneten Leiterbahnen 24. Zusammenfassend sind die Anschlüsse 34 jedes Schutzschalters 32 direkt mit der Leiterplatte 22 elektrisch kontaktiert und daran angebunden.
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Die Schutzschalters 32 sind als thermische Schutzschalters ausgestaltet und weisen somit jeweils einen zwischen den jeweiligen Anschlüssen 34 gebildeten Strompfad auf, der ein nicht näher dargestelltes Bimetallelement in Form einer Bimetallschnappscheibe umfasst. Falls mittels eines der Schutzschalter 32 ein Überstrom geführt wird, erfolgt eine Erwärmung der Bimetallschnappscheibe, sodass sich diese verbiegt. Infolgedessen wird eine elektrische Kontaktierung mit weiteren Bestandteilen des Strompfads des jeweiligen Schutzschalters 32 aufgehoben, sodass der zwischen den Anschlüssen 34 gebildete Strompfad unterbrochen wird. Die Schutzschalters 32 unterscheiden sich lediglich in der Wahl der Bimetallschnappscheibe oder deren Befestigung und sind ansonsten baugleich. Die Bimetallschnappscheiben bzw. die Befestigungen sind derart gewählt, dass der Überstrom, ab dem eine Verbiegung der Bimetallschnappscheibe erfolgt, auf die jeweiligen Komponenten 14 eingestellt ist.
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Jeder der Schutzschalter 32 weist eine nicht näher dargestellte Signalisierungseinrichtung und/oder eine Betätigungsvorrichtung auf. Mittels der Signalisierungseinrichtung wird dabei ein aktueller Schaltzustand jedes der Schutzschalter 32 dargestellt. Somit wird mittels der Signalisierungseinrichtung die aktuelle Stellung der Bimetallschnappscheibe symbolisiert. Mittels der Betätigungsvorrichtung ist es möglich, den Schaltzustand jedes der Schutzschalter 32 zu verändern und diesen somit manuell auszulösen bzw. erneut in den elektrisch leitenden Zustand zu versetzen. In einer Alternative hierzu ist entweder die Signalisierungseinrichtung, die Betätigungsvorrichtung oder beide nicht vorhanden.
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Der Stromverteiler 10 weist einen Deckel 36 auf, der aus dem gleichen Material wie das Gehäuse 16 erstellt ist. Der Deckel 36 ist von dem Gehäuse 16 abnehmbar und beispielsweise dort mittels nicht näher dargestellter Elemente verrastbar, sodass der Deckel 36 stabil an dem Gehäuse 16 gehalten ist. Somit ist ein Eindringen von Fremdpartikeln vermieden. Dabei ist es möglich, die Verrastung aufzuheben, sodass der Deckel 36 von dem Gehäuse 16 auch weiterhin abnehmbar ist. Aufgrund des abnehmbaren Deckels 36 ist es möglich, die Signalisierungseinrichtung der einzelnen Schutzschalter 32 zu kontrollieren und/oder die Betätigungsvorrichtung zu betätigen. Wenn dies vollzogen wurde, wird das Gehäuse 16 erneut mittels des Deckels 36 verschlossen, sodass die Schutzschalter 32 geschützt sind.
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In 3 ist perspektivisch einer der zueinander baugleichen Schutzschalter 32 dargestellt. Der Schutzschalter 32 weist ein im Wesentlichen rechteckförmiges Schutzschaltergehäuse 38 auf, das aus dem Kunststoff gefertigt ist. Eine der parallel zu der Leiterplatte 22 angeordneten Seite des Schutzschaltergehäuses 38 liegt flächig an der Leiterplatte 22 an und ist somit stabilisiert. Innerhalb des Schutzschaltergehäuses 38 sind jeweils die Bimetallschnappscheibe sowie weitere Komponenten des Schutzschalters 32 angeordnet. Als einzige Bestandteile des Schutzschalters 32 finden sich außerhalb des Schutzschaltergehäuses 38 die beiden Anschlüsse 34, die auf gegenüberliegenden Seiten des Schutzschaltergehäuses 38 aus diesem ragen, wobei die Seiten im Wesentlichen senkrecht zu der Leiterplatte 22 angeordnet sind. Die Anschlüsse 34 ragen dabei im Wesentlichen mittig aus der jeweils zugeordneten Seite und sind Z-förmig gebogen. Dabei liegt jeder der Anschlüsse 34 freiendseitig plan an der Leiterplatte 22 an, wobei auch das Schutzschaltergehäuse 38 flächig an der Leiterplatte anliegt. Somit sind die Anschlüsse 34 derart ausgestaltet, dass das Schutzschaltergehäuse 38 flächig an der Leiterplatte 22 anliegt. Die Freienden jedes Anschlusses 34, die an der Leiterplatte 20 anliegen, sind dort mit der jeweiligen Leiterbahn 24 verlötet. Somit ist der Schutzschalter 32 ein oberflächenmontierbares Bauteil (SMD). Die Anschlüsse 34 sind dabei als Stanzbiegeteil ausgestaltet und galvanisiert, sodass ein Verlöteten mit den Leiterbahnen 24 möglich ist.
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In 4 ist perspektivisch eine weitere Ausgestaltungsform der Schutzschalters 32 dargestellt. Auch hier ist wieder das quaderförmige Schutzschaltergehäuse 38 vorhanden, dessen eine Seite flächig an der Leiterplatte 22 anliegt. Die beiden Anschlüsse 34 sind einer gemeinsamen Seite des Schutzschaltergehäuses 38 zugeordnet. Auch hier ist die Seite des Schutzschaltergehäuse 38, aus der die Anschlüsse 34 ragen, senkrecht zur Leiterplatte 22 angeordnet, und der Eintrittspunkt der Anschlüsse 34 in das Schutzschaltergehäuse 38 ist von der Leiterplatte 22 beabstandet. Die Anschlüsse 34 sind wiederum Z-förmig gebogen, sodass diese freiendseitig plan an der Leiterplatte 22 anliegen. Auch hier ist es möglich, den Schutzschalters 32 mittels Oberflächenmontage an der Leiterplatte 22 zu befestigen.
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In 5 ist eine Abwandlung des in 3 dargestellten Schutzschalters 32 dargestellt, wobei im Wesentlichen lediglich die Freienden der Anschlüsse 34 verändert sind. Diese liegen nunmehr nicht plan auf der Leiterplatte 22 auf, sondern sind jeweils durch ein korrespondierendes Loch 40 der Leiterplatte 22 geführt. Jedes der Löcher 40 ist mit einem elektrisch leitfähigen Material ausgekleidet, das mit der jeweils zugeordneten Leiterbahn 24 elektrisch kontaktiert ist. Die Anschlüsse 34, die jeweils im Wesentlichen L-förmigen ausgestaltet sind, sind im Bereich des Lochs 40 mit der Leiterplatte 22 verlötet, und vorzugsweise auf der dem Schutzschaltergehäuse 38 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 22. Mit anderen Worten ist der Schutzschalter 32 mittels Durchsteckmontage (THT) montiert. Zum erleichterten Einführen in die jeweiligen Löcher 40 sind die Anschlüsse 34 freiendseitig gestuft ausgestaltet.
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In 6 ist eine Weiterbildung des in 5 dargestellten Schutzschalters 32 dargestellt. Auch hier ist der Schutzschalters 32 mittels Durchsteckmontage an der Leiterplatte 22 befestigt, die hierfür die beiden Löcher 40 aufweist. Auch sind die Anschlüsse 34 des Schutzschalters 32 entsprechend geformt und L-förmig ausgestaltet. Die Anschlüsse 34 ragen jedoch im Unterschied zu der in 5 dargestellten Variante aus einer gemeinsamen Seite des Schutzschaltergehäuses 38 entsprechend der in 4 gezeigten Variante.
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In 7 ist eine Abwandlung des in 7 dargestellten Schutzschalters 32 dargestellt. Auch hier sind die Anschlüsse 34 durch jeweils entsprechende Löcher 40 der Leiterplatte 22 geführt, und die Anschlüsse 34 ragen aus einer gemeinsamen Seite des Schutzschaltergehäuses 38. Der Verlauf der Anschlüsse 34 ist dabei jedoch geradlinig, und das Schutzschaltergehäuse 38 ist von der Leiterplatte 22 beabstandet. Somit ist ein Platzbedarf auf der Leiterplatte 22 verringert.
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In 8 ist eine Abwandlung des in 7 gezeigten Schutzschalters 32 dargestellt. Auch hier ist das Schutzschaltergehäuse 38 von der Leiterplatte 20 beabstandet. Das Freiende jedes Anschlusses 34 ist entlang der Hälfte dessen Länge außerhalb des Schutzschaltergehäuses 38 geschlitzt, sodass zwei Zungen 42 ausgebildet sind. Die beiden Zungen 42 sind bezüglich des weiteren Verlaufs des Anschlusses 34 um 90° abgewinkelt, jedoch in unterschiedliche Richtungen. Somit sind die Zungen 42 jedes Anschlusses 34 aufgespreizt, und jeder Anschluss 34 ist im Wesentlichen T-förmig. Die Zungen 42 liegen jeweils vollflächig auf einem Lötpad 44 der Leiterplatte 22 auf, wobei jedes Lötpad 44 in jeweils eine der Leiterbahnen 24 übergeht und aus einem Kupfer erstellt ist. Die Zungen 42 sind mittels Oberflächenmontage an dem jeweils zugeordneten Lötpad 44 angelötet. Aufgrund der beiden Zungen 42 ist dabei ein Stand des Schutzschalters 32 auf der Leiterplatte 32 vor, nach und bei Montage verbessert, sodass eine Robustheit erhöht ist.
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In 9 ist eine weitere Abwandlung des Schutzschalters 32 dargestellt, die auf der in 8 gezeigten Variante basiert. Die Zungen 42 sind freiendseitig nochmals um 90° abgewinkelt, sodass diese endseitig von dem Schutzschaltergehäuse 38 weg zeigen. Dieser Teil der Zungen 42 ist durch jeweils eines der Löcher 40 der Leiterplatte 22 geführt und dort angelötet. Die Löcher 40 sind dabei wiederum mittels eines elektrisch leitfähigen Materials, nämlich dem gleichen Material, aus dem die Leiterbahnen 24 sind, ausgekleidet und mit jeweils einer der Leiterbahnen 24 elektrisch kontaktiert. Die beiden Löcher 40, die dem gleichen Anschluss 34 zugeordnet sind, sind elektrisch mit der gleichen Leiterbahn 24 kontaktiert. Somit ist dieser Schutzschalters 32 ebenfalls zu Durchsteckmontage geeignet, und aufgrund der beiden Zungen 42 ist im Vergleich zu der in 7 dargestellten Variante eine Stabilität erhöht.
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In 10 ist eine weitere Abwandlung des Schutzschalters 32 dargestellt, der ebenfalls an der Leiterplatte 22 angebunden und elektrisch mit dieser kontaktiert ist. Der Schutzschalters 32 weist wiederum die beiden Anschlüssen 34 auf, die durch jeweils eines der korrespondierenden Löcher 40 der Leiterplatte 22 geführt sind. Auch sind die Löcher 40 wiederum mittels eines elektrisch leitfähigen Materials ausgeschlagen, das in jeweils eine zugeordnete Leiterbahn 24 übergeht. Die Anschlüsse 34 sind jedoch nicht mit der Leiterplatte 22 verlötet sondern als sogenannter Press-Fit ausgestaltet. Somit liegen die Anschlüsse 34 kraftschlüssig innerhalb des jeweils zugeordneten Lochs 40 ein, sodass ein Ablösen des Schutzschalters 32 von der Leiterplatte 22 unterbunden ist. Auch ist somit ein vergleichsweise geringer elektrischer Kontaktwiderstand zwischen den Anschlüssen 34 und den Löcher 40 und daher auch den zugeordneten Leiterbahnen 24 realisiert. Das Anbinden und elektrische Kontaktieren erfolgt somit nämlich mittels Einführen der Anschlüsse 34 in das jeweils zugeordnete Loch 40. Da kein zusätzliches Material, wie das Lot, oder ein zusätzlicher Prozessschritt, wie das Verlöten, erforderlich ist, ist eine Herstellungszeit weiter verkürzt.
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In 11 ist der in 10 gezeigte Schutzschalter 32 ausschnittsweise vergrößert dargestellt. Jeder der Anschlüsse 34 ist als ein Stanzbiegeteil ausgeführt. Dabei sind die Anschlüsse 34 im Wesentlichen streifenförmig und weisen entlang deren Ausdehnung einen Schlitz 46 auf, der endseitig jeweils geschlossen ist. Somit wird jeder der Schlitz 46 mittels des Materials des jeweils zugeordneten Anschlusses 34 begrenzt. Infolgedessen sind zwei zueinander parallele Schenkel 48 gebildet. Diese sind auseinandergebogen, sodass die Ausdehnung jedes Anschlusses 34 quer zu dessen Verlauf vergrößert ist. Die beiden Schenkel 48 sind hierbei mittig zueinander in entgegengesetzte Richtungen verbogen, wobei die Biegerichtung parallel zu der Tiefe des Schlitzes 46 ist. Somit liegen die Schenkel 48 zumindest teilweise aneinander an, weswegen diese sich gegenseitig stabilisieren, was eine Robustheit erhöht. Hierbei ist es dennoch möglich, die beiden Schenkel 48 bei Einführen in das jeweils zugeordnete Loch 40 aufeinander elastisch zu zubewegen, sodass eine kraftschlüssige Anbindung an der Leiterplatte 22 erfolgt.
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In 12 ist eine weitere Abwandlung des Schutzschalters 32 dargestellt. Bei dieser liegt das Schutzschaltergehäuse 38 entsprechend den in 4 oder 6 gezeigten Ausführungsformen an der Leiterplatte 22 an. Die Anschlüsse 24 sind L-förmig entsprechend der jeweils dort gezeigten Ausführungsform gebogen, jedoch abweichend davon nicht mit der Leiterplatte 22 verlötet. Vielmehr sind diese als Press-Fit entsprechend der in 10 gezeigten Variante ausgestaltet und durch ein jeweils zugeordnetes Loch 40 geführt, sodass die elektrische Kontaktierung und Anbindung an der leiterplatte 22mittels der Press-Fits erfolgt.
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In 13 ist eine weitere Abwandlung des Schutzschalters 32 gezeigt. Bei diesem ist der das Schutzschaltergehäuse 38 entsprechend der 10 von der Leiterplatte 22 beabstandet, das jedoch abweichend nicht senkrecht zur Leiterplatte 22 sondern parallel zu dieser angeordnet ist. Auch hier sind die Anschlüsse 24 als Press-Fett ausgestaltet und ragen auf der der Leiterplatte 22 zugeordneten Seite aus dem Schutzschaltergehäuse 38 sowie sind wiederum durch jeweils ein entsprechendes Loch 40 geführt. Auf diese Weise ist eine Stabilität im Vergleich zu der in 10 gezeigten Variante erhöht.
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In 14 ist eine weitere Ausgestaltungsform des Schutzschalters 32 dargestellt. Das Schutzschaltergehäuse 38 ist entsprechend der in 13 dargestellten Variante bezüglich der Leiterplatte 22 orientiert und von dieser beabstandet. Hierbei sind die Anschlüsse 34 jeweils als flache Metallplatten oder -plättchen ausgestaltet. Die Anschlüsse 34 liegen auf Lötpads der Leiterplatte 22 auf und sind mit diesen verlötet. Somit ist eine Stabilität des Schutzschalters 32 vergleichsweise hoch und ein Platzbedarf vergleichsweise gering. Zur Anbringung wird ein SMD-Verfahren herangezogen.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kraftfahrzeug
- 4
- Bordnetz
- 6
- Energiespeicher
- 8
- Hauptkreis
- 10
- Stromverteiler
- 12
- Nebenkreis
- 14
- Komponente
- 16
- Gehäuse
- 18
- Stecker
- 20
- Kabel
- 22
- Leiterplatte
- 24
- Leiterbahn
- 26
- Hauptanschluss
- 28
- Nebenanschluss
- 30
- elektrisches Verbindungsteil
- 32
- Schutzschalter
- 34
- Anschluss
- 36
- Deckel
- 38
- Schutzschaltergehäuse
- 40
- Loch
- 42
- Zunge
- 44
- Lötpad
- 46
- Schlitz
- 48
- Schenkel
