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Die Erfindung betrifft eine Stromschiene mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Stromschienen werden allgemein zur Stromverteilung von einer zentralen Stromversorgung auf mehrere Lastkreise eingesetzt. Die Lastkreise sind hierbei üblicherweise jeweils über ein Sicherungselement abgesichert. Derartige Stromschienen werden insbesondere im Kraftfahrzeugbereich verwendet und dort üblicherweise in so genannten Stromverteilungsboxen oder auch Sicherungsdosen eingesetzt. Eine solche Stromverteilungsbox ist beispielsweise aus der
DE 10 2005 054 350 A1 zu entnehmen.
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Die für derartige Stromverteilungsboxen verwendeten Stromschienen sind üblicherweise als ein Blechstanzbiegeteil ausgebildet, welches sich in eine Längsrichtung erstreckt und in Längsrichtung mehrere aufeinander folgende Laschen oder Laschenpaare aufweist, an denen jeweils ein Lastkreis üblicherweise über ein aufsteckbares Sicherungselement anschließbar ist.
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Aus der
DE 20 2009 002 852 U1 ist eine Sicherungsanordnung zu entnehmen, bei der in einem als Stanzblech ausgebildetem Sicherungsblech Sicherungselemente integriert sind. Den Sicherungselementen sind hierbei Spannungsmessabgänge zugeordnet, über die der über den jeweiligen Strom- bzw. Lastkreis fließende Strom ermittelt werden kann.
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Insbesondere im Kraftfahrzeugbereich haben sich kleinbauende Flachstecksicherungen als Standard etabliert, wie sie beispielsweise in der DIN 725811/3C genannt sind. Diese sind auch unter der Bezeichnung Mini-Fuses oder unter dem Markennamen ATO-Sicherung bekannt. Aufgrund der zunehmend beengten Einbauräume im Kraftfahrzeug besteht der Wunsch nach möglichst kompakten Lösungen im Bereich der Stromverteilung insbesondere bei Kraftfahrzeug-Bordnetzen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stromschiene insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz und vorzugsweise geeignet für die Verwendung von Flachstecksicherungen anzugeben, die eine kompakte Bauweise zeigt, um insgesamt eine kompakte Sicherungsanordnung ausbilden zu können.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Stromschiene insbesondere für ein Kfz-Bordnetz, die ein Biegeteil umfasst, das einen sich in einer Längsrichtung erstreckenden Basisteil mit seitlich des Basisteils angeordneten Laschen aufweist, wobei die Laschen jeweils eine flache Kontaktzunge aufweisen und wobei die Kontaktzungen durch einen mehrfachen Biegevorgang jeweils in einer Querebene im Wesentlichen quer zur Längsrichtung orientiert sind. Das Biegeteil ist hierbei insbesondere aus einem umgebogenen Stanzbiegeblech, weiterhin einfach Biegeblech genannt, gebildet.
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Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass ein möglichst kompakter Aufbau einer Sicherungsanordnung erreicht ist, wenn die Stromschiene pro Längeneinheit mit möglichst vielen Sicherungselementen bestückt ist. Da die üblichen Flachstecksicherungen einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen, ist dies erreicht, indem die Sicherungen quer zur Stromschiene befestigt sind. Diese Anordnung der Sicherungselemente wird ermöglicht, indem die Kontaktzungen der Laschen durch einen mehrfachen, insbesondere durch einen zweifachen Biegevorgang derart orientiert sind, dass sie sich quer zur Längsrichtung der Stromschiene erstrecken. Eine Flachseite der einzelnen Kontaktzungen liegt dabei in einer Querebene, die im Wesentlichen quer oder senkrecht zur Längsrichtung orientiert ist. Unter „quer zur Längsrichtung” wird hierbei insbesondere verstanden, dass die Längsrichtung senkrecht zur Querebene verläuft. Allgemein sind jedoch auch Abweichungen von der exakten senkrechten Orientierung umfasst, beispielsweise eine schräge Orientierung, die bis zu 30° oder bis zu 45° von der senkrechten Orientierung abweicht. Aufgrund dieser Ausrichtung der Kontaktzungen erstrecken sich die an der Stromschiene montierten Sicherungselemente ebenfalls quer zur Längsrichtung der Stromschiene.
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Die gewünschte Quer-Orientierung der Kontaktzungen ist vorzugsweise erreicht durch eine erste Umbiegung der jeweiligen Lasche um eine Längsbiegekante und durch eine zweite Umbiegung der jeweiligen Kontaktzunge um eine Querbiegekante. Die Längsbiegekante verläuft in einer durch das Basisteil definierten (horizontalen) Basisebene, die auch die Längsrichtung enthält. Die Längsbiegekante verläuft dabei zumindest im Wesentlichen (z. B. ±30°) und vorzugsweise exakt in Längsrichtung. Durch diese erste Umbiegung ist die Lasche daher in eine Vertikalebene umgebogen. Diese enthält die Längsbiegekante und ist allgemein senkrecht zur Basisebene orientiert. Hierunter wird allgemein verstanden – ähnlich wie bei der Querebene – dass die Vertikalebene exakt senkrecht d. h. rechtwinklig zur Basisebene orientiert ist, dass jedoch auch Abweichungen hiervon umfasst sind, beispielsweise eine schräge Orientierung der Vertikalebene bezüglich der Basisebene, wobei die Orientierung beispielsweise bis zu 30° oder bis zu 45° von der senkrechten Orientierung abweicht. Die Querbiegekante verläuft innerhalb der Querebene. Durch die zweite Umbiegung ist die Kontaktzunge aus der Vertikalebene in die Querebene umgebogen. In bevorzugter Ausführung stehen die drei Ebenen jeweils rechtwinklig zueinander. In einem gedachten kartesischen Koordinatensystem ist daher die Basisebene durch die xy-Ebene, die Vertikalebene durch die xz-Ebene und die Querebene durch die zy-Ebene gebildet, wobei die x-Achse die Längsrichtung definiert. Insgesamt ist dadurch durch einen zweistufigen Biegevorgang in herstellungstechnisch einfacher Weise eine kompakte Stromschiene ausgebildet, bei der in Längsrichtung hintereinander eine Vielzahl von Kontaktzungen in Querrichtung angeordnet ist, um eine platzsparende Anordnung der Sicherungselemente ebenfalls in Querrichtung zu ermöglichen.
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Bevorzugt sind die Kontaktzungen jeweils über einen Verbindungsbereich der Lasche mit dem Basisteil verbunden, wobei die Kontaktzungen bezüglich des jeweiligen Verbindungsbereichs an einer jeweiligen Querbiegekante umgebogen sind, die in der Querebene verläuft. Jede der Laschen setzt sich aus einem Verbindungsbereich und einer Kontaktzunge zusammen, wobei die Grenze zwischen den beiden entlang der Querbiegekante verläuft. Über den Verbindungsbereich sind die Kontaktzungen mit dem Basisteil der Stromschiene verbunden. Der Verbindungsbereich erstreckt sich in Längsrichtung, so dass die Lasche quer zum Verbindungsbereich angeordnet ist. Der Verbindungsbereich und die Kontaktzunge jeder Lasche schließen einen Winkel insbesondere von 90° ein. Die Querbiegekante liegt in der Ebene der Flachseite der Kontaktzunge und erstreckt sich somit ebenfalls quer zur Längsrichtung der Stromschiene.
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Vorzugsweise weist jeder Verbindungsbereich eine Randseite auf, die geneigt zur Querbiegekante orientiert ist. Der Verbindungsbereich weist die Form eines Dreiecks oder eines Trapezes auf, wobei eine Grundseite des Dreiecks durch eine Linie gebildet ist, entlang der der Verbindungsbereich mit dem Basisteil verbunden ist. Die Querbiegekante und die Randseite bilden dabei die beiden anderen Seiten des Dreiecks oder die beiden Schenkel des Trapezes und sind somit geneigt zueinander. Bei mehreren hintereinander ausgebildeten Laschen stellen die Verbindungsbereiche eine sich in Längsrichtung erstreckende Reihe von scharfen (dreieckförmigen) oder stumpfen (trapezförmigen) Zacken dar, wobei seitlich der Zacken die Kontaktzungen flügelartig senkrecht zur Längsrichtung herausragen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Verbindungsbereiche um die Längsbiegekante umgebogen und ragen somit aus einer Basisebene des Basisteils heraus und liegen innerhalb der Vertikalebene. Die Längsbiegekante verläuft z. B. entlang der Linie zwischen den Verbindungsbereichen und dem Basisteil. Die Verbindungsbereiche sind dabei in Längsrichtung hintereinander angeordnet, wobei sie insbesondere senkrecht zur Basisebene herausragen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Basisteil selbst entlang der Längsbiegekante umgebogen, so dass ein aus der Basisebene herausragender Seitenteil des Basisteils gebildet ist, der in der Vertikalebene liegt und an den sich die Laschen derart anschließen, dass die Verbindungsbereiche mit dem Seitenteil fluchten. Hierbei verläuft die Längsbiegekante innerhalb des Basisteils, so dass der Basisteil einen Grund, der in der Basisebene liegt, und mindestens einen unter einem Winkel zum Grund orientierten Seitenteil umfasst. Der Grund und der Seitenteil sind insbesondere senkrecht zueinander orientiert.
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Bevorzugt ist der Basisteil entlang zweier Längsbiegekanten derart umgebogen, dass er zwei gegenüberliegende Seitenteile aufweist und im Querschnitt gesehen U-förmig ist, wobei gegenüberliegende Laschen an beiden Seitenteilen Laschenpaare bilden. Durch die U-förmige Ausgestaltung des Basisteils sind beidseitig der Stromschiene Kontaktzungen ausgebildet, so dass die Sicherungselemente auch beidseitig des Basisteils befestigt werden können. Die Kontaktzungen jedes Laschenpaars liegen dabei insbesondere in derselben Ebene, die senkrecht zur Längsrichtung orientiert ist und die Querebene ist.
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Damit an der Stromschiene möglichst viele Sicherungselemente angeordnet werden können, ist zweckdienlicherweise in Längsrichtung eine Vielzahl von Laschenpaaren ausgebildet.
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Im Hinblick auf einen besonders kompakten Aufbau der Stromschiene ist die Höhe der Seitenteile größer als eine Breite des Grundes des U-förmigen Basisteils, so dass der Basisteil in Querrichtung kompakt ausgestaltet ist, indem er eine minimale, erforderliche Breite aufweist.
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Nach einer bevorzugten Variante überstehen die Kontaktzungen in Längsrichtung betrachtet seitlich nach außen den Basisteil. Wenn Laschenpaare vorgesehen sind, sind die Kontaktzungen eines Laschenpaars mit ihren Querbiegekanten einander zugewandt, d. h. die Flächenseiten der Kontaktzungen erstrecken sich in Querrichtung weg vom Basisteil und somit weg von der korrespondierenden Kontaktzunge. Dadurch wird gewährleistet, dass ausreichend Platz für die Sicherungselemente auf den Kontaktzungen eines Laschenpaars vorhanden ist, indem sich diese ebenfalls seitlich der Stromschiene erstrecken.
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Für eine kompakte Ausgestaltung ist der Abstand zwischen zwei Laschen bevorzugt etwa so groß wie die Breite der Kontaktzungen. Im nicht gebogenen Zustand des Biegeblechs sind in diesem Trennschlitze ausgebildet, welche die Laschen voneinander trennen. Bei dem zwei- oder mehrfachen Biegevorgang entstehen aus den äußeren Bereichen der Laschen die Kontaktzungen, die quer zur Längsrichtung orientiert sind. Somit entspricht der Abstand zwischen zwei Laschen der Summe der Breite einer Kontaktzunge und der Breite eines Trennschlitzes. Da die Trennschlitze wesentlich schmaler sind als die Laschen, ist der Abstand zwischen zwei Laschen minimal größer als die Breite der Laschen bzw. der Kontaktzungen.
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Vorteilhafterweise sind an den Kontaktzungen Adapter für die Aufnahme der Sicherungselemente, die insbesondere Flachsteck-Sicherungselemente sind, angeordnet. Die Adapter ermöglichen eine sichere Befestigung der Sicherungselemente an der Stromschiene. Die Adapter sind vorzugsweise nach Art von Flachhülsen klemmend auf die Kontaktzungen aufgesteckt und zudem zur Aufnahme eines Kontaktfußes der Sicherungselemente ausgebildet.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung einer derartigen Stromschiene wird zunächst ein sich in einer Längsrichtung erstreckendes Biegeteil mit einem Basisteil und seitlich angeordneter Laschen bereitgestellt. Die Laschen sind dabei durch schräg zur Längsrichtung verlaufende Trennschlitze voneinander getrennt und jede Lasche weist eine endseitige Kontaktzunge auf, die über einen Verbindungsbereich der Lasche mit dem Basisteil verbunden ist. Die Kontaktzungen werden jeweils entlang einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querbiegekante derart umgebogen, dass die Kontaktzungen sich jeweils in einer Querebene im Wesentlichen quer zur Basisebene erstrecken. Die Verbindungsbereiche werden um eine in Längsrichtung verlaufende Längsbiegekante umgebogen, so dass sie aus der Basisebene herausragen. Die Reihenfolge der Biegevorgänge kann vertauscht werden. Die Kontaktzungen stehen in Längsrichtung betrachtet bevorzugt seitlich nach außen über den Basisteil hinaus.
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Die in Bezug auf die Stromschiene aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auf das Verfahren zur Herstellung der Stromschiene übertragen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
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1 in einer Draufsicht ein Biegeblech zur Ausbildung einer Stromschiene,
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2 in einer perspektivischen Darstellung das Biegeblech gemäß 1 nach einem ersten Biegevorgang,
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3 eine aus dem Biegeblech gemäß 1 ausgebildetes Biegeteil, und
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4 eine Sicherungsanordnung gebildet durch die Stromschiene aus 3 und Sicherungselementen.
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Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.
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In 1 ist ein Biegeblech 1 in einem Ausgangszustand gezeigt. Das Biegeblech 1 dient hierbei zur Ausbildung eines Biegeteils 2 einer Stromschiene 3 für ein Kfz-Bordnetz.
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Das umgebogene Biegeblech 1 weist einen sich in einer Längsrichtung L erstreckenden Basisteil 4 auf, an dem seitlich Laschen 6 ausgebildet sind. Die Laschen 6 sind durch Trennschlitze 8 voneinander getrennt, die in einem äußeren Bereich quer zur Längsrichtung L verlaufen und in einem inneren, d. h. dem Basisteil 4 nahen Bereich, schräg zur Längsrichtung L verlaufen, beispielsweise unter einem Winkel von 30° bis 60°, im Ausführungsbeispiel bevorzugt unter einem Winkel von etwa 45°. Im Ausgangszustand des Biegeblechs 2 liegen der Basisteil 4 und die Laschen 6 in einer Basisebene B.
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In Längsrichtung L ist eine Vielzahl von Laschen 6 vorgesehen, wobei die Laschen 6 beidseitig des Basisteils 4 ausgebildet sind. Die Anzahl der Laschen 6 auf beiden Seiten des Basisteils 4 ist gleich, so dass gegenüberliegende Laschen 6 Laschenpaare 10 bilden. Aufgrund des Verlaufs der Trennschlitze 8 weist jede Lasche 6 eine äußere, rechteckige Teilfläche 6a und eine innere, rhombische Teilfläche 6b auf.
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Eine Herstellung der Stromschiene 3 aus dem Biegeblech 1 erfolgt im Wesentlichen in zwei Schritten. In einem ersten Schritt werden die einzelnen Laschen 6 jeweils entlang einer Querbiegekante 12, die quer zur Längsrichtung L orientiert ist, von der Zeichnungsebene gemäß 1 aus gesehen um 90° nach unten umgebogen. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist in 2 dargestellt.
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Durch das Umbiegen der Laschen 6 werden Kontaktzungen 14 gebildet, die zur Befestigung von Sicherungselementen 28 bei der fertigen Stromschiene 3 vorgesehen sind (siehe 4). Die Kontaktzungen 14 sind jeweils über einen Verbindungsbereich 16 der Lasche 6 mit dem Basisteil 4 verbunden. Der Verbindungsbereich 16 stellt in 2 eine seitliche Verlängerung des Basisteils 4 dar, wobei alle Verbindungsbereiche 16 in der Basisebene B liegen. Die Kontaktzungen 14, die nun senkrecht zur Basisebene B angeordnet sind, liegen paarweise in jeweils einer eigenen Querebene Q und sind somit im Wesentlichen quer zur Längsrichtung L orientiert.
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In einem weiteren Biegevorgang wird der Basisteil 4 entlang zweier Längsbiegekanten 18, die sich in Längsrichtung L erstrecken, von der Zeichnungsebene in 2 aus gesehen um 90° nach oben umgebogen. Die daraus resultierende Form des Biegebleches 2 der Stromschiene 3 ist in 3 gezeigt. Durch den letzten Biegevorgang weist der Basisteil 4 zwei Seitenteile 20 auf, die senkrecht zur Basisebene B stehen und in einer Vertikalebene V angeordnet sind. Lediglich ein Grund 22 des Basisteils 4 liegt weiterhin in der Basisebene B. Das Basisteil 4 ist somit U-förmig. Eine Höhe H der Seitenteile 20 ist dabei größer als die Breite S des Grundes 22 des U-förmigen Basisteils 4.
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Da die Verbindungsbereiche 16 mit den Seitenteilen 20 fluchten, liegen sie ebenfalls in der Vertikalebene V wie die Seitenteile 20, so dass die Verbindungsbereiche 16 ebenfalls senkrecht zur Basisebene B orientiert sind. Die Kontaktzungen 14 sind um 90° zu den Verbindungsbereichen 16 umgebogen und in Längsrichtung L betrachtet überstehen sie nun flügelartig seitlich den Basisteil 4.
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Der Verlauf der Querbiegekante 12 ist derart gewählt, dass die Verbindungsbereiche 16 im Wesentlichen dreieckförmig sind. Jeder Verbindungsbereich 16 weist dabei eine Randseite 24 auf, die geneigt zur Querbiegekante 12 orientiert ist. Alternativ sind Ausführungen möglich, bei denen die Verbindungsbereiche 16 trapezförmig sind, wobei die Randseite 24 und die Querbiegekante 12 die Trapezschenkel bilden. Es sind auch weitere Vieleck-Formen der Verbindungsbereiche 16 möglich, wobei die Randseite 24 und die Querbiegekante 12 stets schräg zu einander sind. Der schräge Verlauf der Randseite 24 spiegelt den schrägen Verlauf des Trennschlitzes 8 im Bereich der Teilfläche 6b der Lasche 6 wider.
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Der Abstand A zwischen zwei Kontaktzungen 14 setzt sich aus einer Breite D der Kontaktzungen 14 und einer Breite d des Trennschlitzes 8 zusammen (siehe 1). Da die Kontaktzungen 14 mehrfach breiter sind als die Trennschlitze 8 (d. h. D ist viel größer als d), ist der Abstand A zwischen zwei Kontaktzungen 14 etwa so groß wie die Breite D der einzelnen Kontaktzungen 14 und entspricht der Summe der Breiten D und d.
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Zum Vervollständigen der Stromschiene 3 werden auf den Kontaktzungen 14 des Biegeteils 2 gemäß 3 Adapter 26 angeordnet. Eine Sicherungsanordnung 25 umfassend eine fertige Stromschiene 3 mit auf den Adaptern 26 befestigten flächigen Flachsteck-Sicherungselementen 28 ist aus 4 ersichtlich. Die Adapter 26 sind insbesondere als Aufsteck-Hülsen ausgebildet, die einerseits auf die Kontaktzungen 14 klemmend aufgesteckt sind und in die andererseits ein Kontaktfuß 30 des jeweiligen Sicherungselements 28 ebenfalls klemmend eingesteckt ist. Sie sind vorzugsweise symmetrisch mit identischen Klemmaufnahmen ausgebildet, können also beidseitig auf die Kontaktzungen 14 aufgesteckt werden. Die Breite der Kontaktzungen 14 und bevorzugt auch die Blechdicke entspricht allgemein vorzugsweise der Breite und Dicke der Kontaktfüße 30 der Flachsteck-Sicherungselemente 28. Aufgrund der Anordnung der Kontaktzungen 14 quer zur Längsrichtung L sind auch die Sicherungselemente 28 quer zur Längsrichtung L positioniert. Somit liegt ein besonders kompakter Aufbau der Sicherungsanordnung 25 vor, bei dem bei einer vorgegebenen Länge der Stromschiene 3 eine sehr große Anzahl von Sicherungselementen 28 in Längsrichtung L beidseitig des Biegeblechs 2 hintereinander angereiht sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Biegeblech
- 2
- Biegeteil
- 3
- Stromschiene
- 4
- Basisteil
- 6
- Lasche
- 6a
- rechteckige Teilfläche der Lasche
- 6b
- rhombische Teilfläche der Lasche
- 8
- Trennschlitz
- 10
- Laschenpaar
- 12
- Querbiegekante
- 14
- Kontaktzunge
- 16
- Verbindungsbereich
- 18
- Längsbiegekante
- 20
- Seitenteil
- 22
- Grund
- 24
- Randseite
- 25
- Sicherungsanordnung
- 26
- Adapter
- 28
- Sicherungselement
- 30
- Kontaktfuß
- A
- Abstand
- B
- Basisebene
- D
- Breite der Laschen
- d
- Breite der Trennschlitze
- L
- Längsrichtung
- Q
- Querebene
- S
- Breite des Grundes
- V
- Vertikalebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005054350 A1 [0002]
- DE 202009002852 U1 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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