DE4238867C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Anschließen von mehreren elektrischen Verbrauchern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anschließen von mehreren elektrischen Verbrauchern, mit mehreren Kontaktelementen, mit der die der Vorrichtung zugeführten Anschlußleitungen der elektrischen Verbraucher verbindbar sind, und die untereinander über eine Vielzahl von diskreten Einzelverdrahtungen verbunden sind, welche jeweils mindestens zwei Kontaktelemente gemäß eines vorgegebenen Verdrahtungsschemas elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei mehrere diskrete Verdrahtungen auf mindestens zwei Verdrahtungsebenen vorgesehen sind.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt. Dabei ist in einem Gehäuse ein zentrales Steckerfeld mit Kontaktelementen vorgesehen. Die an der Außenseite des Gehäuses liegenden Teile der Kontaktelemente wirken mit Anschlußsteckern zusammen, über die die Anschlußleitungen mit den Kontaktelementen elektrisch leitend verbunden sind. Die im Inneren des Gehäuses liegenden Teile der Kontaktelemente sind als Schneidklemmen ausgeführt.

Zur Verdrahtung der einzelnen Kontaktelemente ist vorgesehen, daß jede zwei Kontaktelemente verbindende diskrete Einzelverdrahtung durch einen isolierten Schaltdraht bewirkt wird, welcher von einem Roboterarm einer Roboteranlage vom ersten der beiden Kontaktelemente ausgehend zum zweiten Kontaktelement gelegt wird. Anschließend wird der isolierte Schaltdraht in die Schneidklemmen der beiden Kontaktelemente eingedrückt, wodurch die Isolation des Schaltdrahts durchschnitten und damit eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontaktelementen hergestellt wird.

Eine derartige Art und Weise der Verdrahtung zweier Kontaktelemente besitzt den Nachteil, daß sie nur äußerst langwierig und zeitaufwendig durchzuführen ist. Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung sind typischerweise - abhängig von der Komplexität des Verdrahtungsschemas - mehrere Meter Schaltdraht zu verlegen, um die vorgesehenen Schaltfunktionen bewirken zu können. Geht man nun von einer typischen Länge einer diskreten Einzelverdrahtung von durchschnittlich ca. 10 cm aus, so sind bei der bekannten Vorrichtung mehrere hundert sukzessiv aufeinanderfolgende Verdrahtungsoperationen erforderlich, wobei jede Verdrahtungsoperation aus einem Verlegen des isolierten Schaltdrahtes zwischen den beiden zu verbindenden Kontaktelementen und aus einem Eindrücken des isolierten Schaltdrahtes in die Schneidklemme jedes der beiden Kontaktelemente zur Durchtrennung der isolierenden Ummantelung des Schaltdrahtes besteht. Die Verlegung der die diskreten Einzelverdrahtungen bildenden Schaltdrähte erfolgt dabei derart, daß diese vom Roboterarm jeweils vom ersten Kontaktelement aus durch die zwischen benachbarten Kontaktelementen befindlichen Freiräume mäanderförmig zum zu verbindenden Kontaktelement geführt werden. Dieser mäanderförmig Verlauf der diskreten Einzelverdrahtungen bedingt eine äußerst komplexe Bewegung des Roboterarms der Roboteranlage, zu deren Ausführung in nachteiliger Art und Weise ein komplexes und speziell auf das zu realisierende Verdrahtungsschema abgestimmtes Steuerprogramm erforderlich ist.

Die Herstellung der bekannten Vorrichtung erfordert also in nachteiliger Art und Weise aufgrund der Komplexität der Roboterbewegung eine aufwendige und daher teuere Roboteranlage. Das zur Steuerung dieser Roboteranlage erforderliche Programm muß hierbei außerdem in nachteiliger Art und Weise für jede einzelne Verdrahtungsstruktur neu erstellt oder zumindest wesentlich modifiziert werden. Dies führt nachteiligerweise zu hohen Investitionskosten und zu einer beträchtlichen Maschinennutzungszeit pro herzustellender Vorrichtung und damit zu hohen Stückkosten. Eine kostengünstige Produktion der bekannten Vorrichtung ist daher nicht gegeben. Außerdem treten bei der Herstellung der bekannten Vorrichtung infolge der zu ihrer Verdrahtung erforderlichen komplexen Steuerprogramme häufig Störungen im Produktionsablauf auf. Die große Anzahl der bei der Verdrahtung durchzuführenden Einzelschritte bringt desweiteren in nachteiliger Art und Weise mit sich, daß große Qualitätsschwankungen auftreten, welche eine hohe Störanfälligkeit der bekannten Vorrichtung mit sich bringen.

Die oben beschriebene Verdrahtung der zu verbindenden Kontaktelemente mittels robotergesteuert verlegter Schaltdrähte ist bei den bekannten Vorrichtungen unabdingbar erforderlich, um eine flexible Verdrahtung zu erreichen. An derartige Vorrichtungen werden nämlich im allgemeinen eine unterschiedliche Zahl und/oder Konfiguration von elektrischen Verbrauchern angeschlossen, wobei die speziell für die aktuell vorliegende Verbraucher-Konfiguration von der Vorrichtung zu realisierenden Schaltfunktionen durch das hierzu erforderliche Verdrahtungsschema definiert werden. Beispielhafterweise wird hier die bei Kraftfahrzeugen auftretende Konstellation angeführt, bei denen über die Vorrichtung sowohl die in jedem Kraftfahrzeug einer bestimmten Type gemeinsam enthaltenen elektrischen Verbraucher als auch die variantenspezifisch vorgesehene Sonderausstattung gesteuert werden soll. Für jede Type und Variante ist somit - entsprechend der jeweils individuellen Ausstattung - ein speziell auf diese individuelle Ausstattung abgestimmtes Verdrahtungsschema erforderlich. Dies bringt in nachteiliger Art und Weise mit sich, daß jede einzelne typen- und/oder variantenspezifisch ausgelegte Vorrichtung "maßgeschneidert" werden muß. Dies führt nachteiligerweise dazu, daß man hierbei nicht auf Standardkomponenten zur Verdrahtung zurückgreifen kann. Die Herstellungskosten einer derartigen typen- und/oder variantenspezifisch abgestimmten Vorrichtung sind deshalb sehr hoch.

Die bekannte Vorrichtung mit isolierten Schaltdrähten besitzt außerdem den Nachteil, daß die hierbei zur Verdrahtung verwendete Schneidklemmtechnik sowie der aus verlegetechnischen Gründen limitierte Querschnitt des Schaltdrahtes es nur erlauben, Stromstärken bis max. ca. 5 A zu schalten. Sie ist daher in nachteiliger Art und Weise lediglich für einen Niederstrombetrieb geeignet, wodurch ihr Einsatzbereich deutlich limitiert wird.

Mit der US-A-4,208,080 ist eine Vorrichtung zum Anschließen von mehreren elektrischen Verbrauchern bekannt geworden, bei der mehrere in parallel übereinander liegenden Elementen angeordnete Leiterbahnenstrukturen vorgesehen sind. Diese Leiterbahnstrukturen bilden Einzelverdrahtungen für Kontaktelemente. Diese Kontaktelemente werden orthogonal zu den Ebenen der Leiterbahnstrukturen durch diese hindurch gesteckt und kontaktieren auf verschiedenen Ebenen liegende Einzelverdrahtungen, wodurch diese miteinander verbunden werden. Die Leiterbahnstrukturen sind dabei in einzelne Streifen unterteilt, welche diskrete Strompfade bilden. Diese Leiterbahnstrukturen sind aber auf einen aus Papier bestehenden Isolator aufgeklebt, der als stabiler Träger dient und über den die einzelnen Leiterbahnen handhabbar sind. Zwar sind die einzelnen Leitungen beim Aufkleben auf den papierenden Isolator noch über Brücken miteinander verbunden, jedoch werden diese Brücken nach dem Aufkleben auf den Isolator durchgetrennt, um die diskreten Leitungen herzustellen. Die auf diese Weise hergestellten einzelnen Leiterbahnstrukturen werden dann mit Hilfe des Trägers aufeinandergelegt und in das vorgesehene Gehäuse eingesetzt. Erst nach Fertigstellung des gesamten Pakets an Leiterbahnstrukturen werden von außen durch das Gehäuse hindurch die einzelnen Anschlußstifte eingeschoben.

Bei dieser Vorrichtung ist festzustellen, daß für den Zusammenhalt der einzelnen Leiterbahnen eine Isolationsschicht erforderlich ist, auf die die einzelnen Leiterbahnen aufgeklebt sind. Diese Isolationsschicht bzw. der Träger muß eine gewisse Stabilität aufweisen, so daß die diskreten Leiterbahnen mit Sicherheit gehandhabt werden können. Außerdem erfolgt die Verbindung der einzelnen Leiterbahnen mit den Anschlußstiften erst nach Fertigstellung des kompletten Leiterbahnstrukturpakets und Anordnung desselben im Gehäuse. Bei fehlerhaften Kontakten zwischen Leiterbahnen und Anschlußstiften muß die komplette Vorrichtung verschrottet werden, da keine Reparatur bzw. Nachbesserung möglich ist.

Mit der DE 25 17 767 A1 ist eine Rangierleiste bekannt, die jedoch keinen Beitrag zur Verbesserung der Vorrichtung liefert.

Die DE 33 34 097 C1 offenbart, daß in den Stromverteiler verschiedene Steckmodule eingesteckt werden können, mit denen die Vorrichtung an verschiedene Varianten eines Kraftfahrzeugtyps angepaßt werden kann. Dies ist seit langem bekannt, jedoch enthält dieser Stromverteiler keine Anhaltspunkte, wie die einzelnen Leiterbahnstrukturen auszugestalten und miteinander zu verbinden sind.

Ausgehend von der US-A-4,208,080 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weiterentwickelte Vorrichtung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bedarf es für die einzelnen Leiterbahnstrukturen keiner Stütz- oder Haltefolien, da die Leiterbahnstrukturen mechanisch zusammenhängend mit den Kontaktelementen montiert werden. Erst nach der Montage mit den Kontaktelementen werden die einzelnen Leiterbahnen voneinander getrennt, so daß diskrete Einzelverdrahtungen entstehen. Dies hat einerseits den Vorteil, daß unmittelbar nach der Kontaktierung mit den Kontaktelementen die Kontaktstelle geprüft werden kann und eventuelle Fehler erkannt und behoben werden können. Außerdem hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß die Leiterbahnstrukturen ohne Trägerfolie gehandhabt werden kann, wodurch eine niedrige Bauhöhe erzielbar ist. Die Isolierung zwischen den einzelnen Leiterbahnstrukturen kann durch eine Lackschicht oder durch einen separaten Isolator, der auch im Falle einer Trägerfolie erforderlich wäre, erfolgen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt also eine drastische Vereinfachung des Verdrahtungsprozesses. Es ist nun nicht mehr erforderlich, kostenintensive und störanfällige Roboteranlagen mit komplexen Roboterbewegungen und komplizierten Steuerprogrammen zur Verdrahtung oder zum Aufkleben von Leiterbahnstrukturen zu verwenden. Vielmehr ist es vorteilhafterweise möglich, ein einfaches Handhabungsgerät zu verwenden. In vorteilhafter Art und Weise ist die zur Verdrahtung erforderliche Bewegung des Handhabungsgerätes vollkommen unabhängig von dem zu realisierenden Verdrahtungsschema, da lediglich eine einheitlich handhabbare Leiterbahnstruktur und nicht mehr eine Vielzahl von diskreten Einzelverdrahtungen zwecks Verdrahtung der Kontaktelemente in die Vorrichtung eingesetzt werden muß. Hieraus ergeben sich niedrige Stückkosten und ein technologisch einfacher Herstellungsprozeß.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung mindestens eine Grundverdrahtungsebene und mindestens eine spezifische Verdrahtungsebene aufweist, wobei in der oder den Grundverdrahtungsebenen all diejenigen diskreten Einzelverdrahtungen zusammengefaßt werden, die zum Betrieb und/oder zur Steuerung einer Grundkonfiguration an die erfindungsgemäße Vorrichtung angeschließbaren elektrischen Verbraucher dienen. In der oder den spezifischen Verdrahtungsebenen sind dann diejenigen diskreten Einzelverdrahtungen zusammengefaßt, welche auf die spezielle Konfiguration der aktuell angeschlossenen und anzusteuernden elektrischen Verbraucher abgestimmt sind. Durch eine derartige Trennung in eine typen- und variantenneutrale Grundverdrahtungsebene und eine typen- und/oder variantenspezifische Verdrahtungsebene ist in besonders einfacher Art und Weise ein modularer Aufbau der Vorrichtung gegeben, welcher einen flexiblen Anwendungsbereich trotz einer Verwendung von vorgefertigten Standardkomponenten ermöglicht.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Querschnitt der diskreten Einzelverdrahtungen der zu schaltenden Stromstärke angepaßt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt also den Vorteil, daß sie nicht nur - wie die bekannten Vorrichtungen - für einen Niederstrombetrieb einsetzbar ist. Vielmehr sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bezüglich der zu schaltenden Stromstärke in vorteilhafter Weise keine durch die diskreten Einzelverdrahtungen bedingten Einschränkungen mehr vorhanden, da der Querschnitt einer beliebigen diskreten Einzelverdrahtung der Vorrichtung immer derart groß gewählt werden kann, daß eine für die jeweilige Stromstärke genügend große Kontaktfläche zwischen dieser Einzelverdrahtung und dem von ihr kontaktierten Kontaktelement gegeben ist.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel entlang der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3a und 3b zwei Verdrahtungsebenen des Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 eine erste Ausführungsform eines Kontaktelements;

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform des Kontaktelements;

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des Kontaktelements.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 weist eine isolierende Grundplatte 10 auf, welche von einer Vielzahl von in Matrixform angeordneten Kontaktelementen 20aa-20hj durchsetzt wird. Bei der Zeichnung der Kontaktelemente wird hierbei folgende Konvention verwendet, daß der erste der beiden der Bezugziffer 20 nachfolgenden Buchstaben die Zugehörigkeit zu einer definierten Spalte der acht Spalten a-h und der zweite Buchstabe die Position des betreffenden Kontaktelements in einer definierten Reihe der zehn Reihen a-j der Matrixanordnung der Kontaktelemente 20aa-20hj bezeichnet.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die an der Unterseite 11 der Grundplatte 10 befindlichen unteren Teile 20ae′′-20he′′ der Kontaktelemente 20ae-20he mit an sich bekannten und daher nicht näher ausgeführten Steckeinheiten 12a-12h elektrisch leitend verbunden, welche die elektrische Verbindung der Kontaktelemente 20aa-20hj mit in den Figuren nicht gezeigten Anschlußleitungen von elektrischen Verbrauchern bewirken, die an die Vorrichtung 1 angeschlossen sind.

Die aus der Oberseite 11′ der Grundplatte 10 hervortretenden Teile 20aa′-20hj′ der Kontaktelemente 20aa-20hj sind durch eine entsprechende Anzahl von diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f und 32a-32i entsprechend einem vorgegebenen Verdrahtungsschema elektrisch leitend verbunden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist beispielsweise vorgesehen, daß die Kontaktelemente 20aa, 20da und 20fa durch die als starre Leiterbahn ausgeführte diskrete Einzelverdrahtung 31a elektrisch leitend verbunden sind. In entsprechender Art und Weise verbindet die diskrete Einzelverdrahtung 32a die elektrischen Kontaktelemente 20ca, 20cb und 20ac. Die durch die übrigen Einzelverdrahtungen 31b-31f und 32b-32i realisierten weiteren elektrischen Verbindungen sind für den Fachmann aus der Fig. 1 ohne weiteres ersichtlich, so daß auf eine explizite Beschreibung an dieser Stelle verzichtet werden kann. Hierbei ist jedoch zu betonen, daß das in Fig. 1 dargestellte Verdrahtungsschema nur exemplarischen Charakter besitzt und die Allgemeinheit der folgenden Überlegungen in keiner Weise einschränkt.

Wichtig ist nun, daß die diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f und 32a-32i zu je einer Verdrahtungsebene 31′ und 32′ zusammengefaßt sind. Die beiden Verdrahtungsebenen 31′ und 32′ der Vorrichtung 1 sind in den Fig. 3a und 3b dargestellt. In der in Fig. 3a gezeigten ersten Verdrahtungsebene 31′ sind die diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f zusammengefaßt. Wesentlich ist herbei, daß die diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f als eine mechanisch zusammenhängende Leiterbahnstruktur 31 ausgeführt sind. Hierzu sind Hilfsstege 33 vorgesehen, welche die einzelnen diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f zu der mechanisch zusammenhängenden und daher einheitlich handhabbaren Leiterbahnstruktur 31 ergänzen.

Außerdem weist die diskrete Einzelverdrahtung 31f der Leiterbahnstruktur 31 aus Stabilitätsgründen einen Stützsteg 36 auf, der eine Bohrung 37 enthält, deren Durchmesser derart größer als der Durchmesser der Kontaktelemente 20aa-20hj ist, so daß ein durch diese Bohrung 37 hindurchtretendes Kontaktelement 20fg unter Berücksichtigung der Kriech- und Luftstrecke von der diskreten Einzelverdrahtung 31f nicht kontaktiert wird.

Eine derartige Leiterbahnstruktur 31 ist in besonders einfacher Art und Weise als Stanzteil zu fertigen, welches besonders kostengünstig herzustellen ist.

Wie aus der Fig. 3a weiterhin ersichtlich ist, weist jede Leiterbahnstruktur 31 je einen Montagesteg 34a-34d mit je einer Bohrung 35a-35d auf. Diese Montagestege 34a-34d dienen dazu, die Leiterbahnstruktur 31 bei ihrer Montage besonders leicht positionieren und zentrieren zu können: Hierzu dienen die in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Zentrierstifte 13a-13d der Grundplatte 10, die mit den Bohrungen 35a-35d zusammenwirken.

Zur Verdrahtung der Kontaktelemente 20aa-20hj mit den zur ersten Verdrahtungsebene 31′ gehörenden ersten diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f ist nun vorgesehen, daß die mechanisch zusammenhängende und einheitlich handhabbare Leiterbahnstruktur 31 vorzugsweise mittels eines Handhabungsgeräts auf die Zentrierstäbe 13a-13d der Grundplatte 10 aufgesetzt wird. Diese Leiterbahnstruktur 31 wird dann entlang der Zentrierstäbe 13a-13d weiter abgesenkt, so daß die aus der Oberfläche 12 der Grundplatte 11 der vorragenden Teile 20aa′-20hj′ der Kontaktelemente 20aa-20hj durch zugeordnete Bohrungen 35 der diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f der Leiterbahnstruktur 31 hindurchtreten, bis in einer definierten Endlage der Leiterbahnstruktur 31 eine zuverlässige elektrische Verbindung der durch die diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31d zu kontaktierenden Kontaktelemente 20aa-20hj gegeben ist. Für diese Kontaktierung der Kontaktelemente 20aa-20hj sind unterschiedliche Realisierungsmöglichkeiten denkbar. Hierzu wird auf die weiter unten folgende Beschreibung der Fig. 4 bis 6 verwiesen, in der drei Ausführungsformen von Kontaktelementen dargestellt sind.

Nachdem die erste Leiterbahnstruktur 31 ihre definierte Endlage erreicht hat, in der eine sichere und zuverlässige Verbindung der entsprechenden Kontaktelemente 20aa-20hj durch die diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f gewährleistet ist, werden die Montagestege 34a bis 34d abgetrennt. Desweiteren werden die die diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f zu einer mechanisch zusammenhängenden Leiterbahnstruktur 31 verbindenden Hilfsstege 33 zumindest durchtrennt und vorzugsweise abgetrennt, wodurch eine Potentialtrennung der diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f bewirkt wird.

Nach der Montage der zur ersten Verdrahtungsebene 31′ gehörenden diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f der ersten Leiterbahnstruktur 31 wird auf die erste Verdrahtungsebene 31′ eine entweder aus Einzelelementen bestehende oder eine flächig ausgebildete Isolierschicht 40 gelegt, so daß eine Potentialtrennung zwischen der ersten und der im folgenden Schritt zu implementierenden zweiten Verdrahtungsebene 32′ erreicht wird. Hierzu wird auf Fig. 2 verwiesen, aus der der schichtweise Aufbau der Vorrichtung 1 ersichtlich ist: Über der zur ersten Verdrahtungsebene 31′ gehörenden diskreten Einzelverdrahtung 31e sind Isolierstege 41a-41h der gitterförmig ausgeführten ersten Isolierebene 40 angeordnet, so daß die Einzelverdrahtung 31e (allg.: die diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f) der ersten Leiterbahnstruktur 31 von den zur zweiten Verdrahtungsebene zugehörigen diskreten Einzelverdrahtungen 32a-32i isoliert sind. Außerdem ist vorgesehen, daß zwischen der Grundplatte 10 und den diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f der ersten Verdrahtungsebene 31′ sowie über der zweiten Verdrahtungsebene 32 ebenfalls Isolationsschichten 39 und 42 mit gitterförmigen Isolationsstegen 39a-39h und 42a-42h angeordnet sind.

Die zu der zweiten Verdrahtungsebene 32′ gehörenden diskreten Einzelverdrahtungen 32a-32i sind - wie aus der Fig. 3b ersichtlich ist - über Hilfsstege 33′ zu einer mechanisch zusammenhängenden zweiten Leiterbahnstruktur 32 zusammengefaßt. Der Aufbau und die Funktion der zweiten Leiterbahnstruktur entspricht dem der ersten Leiterbahnstruktur 31, so daß hierzu auf die obige Beschreibung der ersten Leiterbahnstruktur 31 verwiesen wird.

Durch die beschriebene Anordnung der diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f und 32a-32i in zwei Verdrahtungsebenen 31′ und 32′ und die Ausbildung dieser Verdrahtungsebenen 31′ und 32′ als im Montagezeitpunkt mechanisch zusammenhängende Leiterbahnstrukturen 31 und 32 ist es also besonders einfach möglich, die Verdrahtung der Kontaktelemente 20aa-20hj der Vorrichtung 1 mit einem hohen Automatisationsgrad und äußerst rasch durchzuführen. Die Leiterbahnstrukturen 31 und 32 können nämlich bereits in einer dem eigentlichen Verdrahtungsvorgang vorangehenden Vorbereitungsphase einfach und kostengünstig als Stanzteile - oder alternativ beispielsweise als auf einer Trägerfolie angeordnete flexible Leiterbahnen - auf Vorrat gefertigt werden. Bei der Implementation der Leiterbahnstrukturen 31 und 32 in die Vorrichtung 1 ist lediglich eine äußerst einfache und besonders vorteilhaft von der zu realisierenden Verdrahtungsstruktur vollkommen unabhängige Bewegung des Handhabungsgeräts erforderlich. Dies ermöglicht in Verbindung mit der Tatsache, daß durch die Montage jeder Leiterbahnstruktur 31, 32 eine Vielzahl von diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f, 32a-32i gleichzeitig installiert werden, eine besonders rasche Verdrahtung der Kontaktelemente 20aa-20hj. Dies bringt wiederum in vorteilhafter Art und Weise mit sich, daß für die Verdrahtung der Kontaktelemente gemäß eines vorgegebenen Verdrahtungsschemas nur äußerst kurze Maschinennutzungszeiten bei einer einfachen Roboteranlage erforderlich sind, da man nun nicht mehr - im Gegensatz zu den eingangs genannten Vorrichtungen - gezwungen ist, sämtliche diskreten Einzelverdrahtungen sukzessive durch des Montagesystems selbst herstellen zu lassen. Vielmehr beschränkt sich bei der beschriebenen Vorrichtung 1 der Einsatz der Roboteranlage auf das Einsetzen einer oder mehrerer vorgefertigter Verdrahtungsebenen 31′, 32′.

Die oben beschriebene Aufteilung der diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f und 32a-32i besitzt - wie bereits erwähnt - nur exemplarischen Charakter. Bei einer derartigen Vorrichtung 1 tritt jedoch oft der Fall auf, daß mit der Vorrichtung 1 eine unterschiedliche Anzahl und/oder eine variable Konfiguration von elektrischen Verbrauchern angesteuert werden soll. Dies ist bspw. bei einer Vorrichtung für Kraftfahrzeuge der Fall, bei denen diese sowohl die in allen Kraftfahrzeugen typen- und variantenneutral vorhandenen elektrischen Verbraucher - wie z. B. Blinker, Scheinwerfer, etc. - als auch nur typen- und/oder variantenspezifisch vorgesehene Sonderausstattungen - wie z. B. Klima- oder eine Audio-Anlage - steuern soll. Diese typen- und/oder variantenspezifische Anforderung an die zentrale Elektrik konnte bis jetzt nur mit einer individuell hierfür ausgelegten Vorrichtung durchgeführt werden. In besonders vorteilhafter Art und Weise ist es nun durch die nachstehend beschriebene Art und Weise der Aufteilung der diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f und 32a-32d auf die einzelnen Verdrahtungsebenen der Vorrichtung 1 möglich, diese Vielfalt von typen- und/oder variantenspezifischen Anforderungen an die speziell vorzusehende Kontaktierung der Kontaktelemente 20aa-20hj hochflexibel mit vorgefertigten Standardkomponenten auszuführen.

Hierzu ist vorgesehen, daß die einzelnen diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f, 32a-32i, welche zur Realisierung des vorgegebenen Gesamtverdrahtungsschemas erforderlich sind, auf eine oder mehrere typen- und variantenneutral ausgelegte Grundverdrahtungsebenen sowie auf eine oder mehrere typen- und variantenspezifisch ausgelegte spezifische Verdrahtungsebenen aufgeteilt werden. Die Grundverdrahtungsebenen umfassen dabei im wesentlichen all diejenigen diskreten Einzelverdrahtungen, welche zum Betrieb und/oder zur Steuerung der typen- und/oder variantenneutral vorgesehenen elektrischen Verbraucher erforderlich sind. Die spezifischen Verdrahtungsebenen enthalten demgemäß all diejenigen diskreten Einzelverdrahtungen, welche erforderlich sind, um die Vorrichtung 1 den typen- und/oder variantenspezifischen, speziellen Anforderungen der aktuell an die Vorrichtung 1 angeschlossenen Konfiguration von elektrischen Verbrauchern anzupassen.

Für das oben aufgeführte Beispiel eines Kraftfahrzeuges bedeutet dies, daß die zum Betrieb und/oder Steuerung der Blinker, Scheinwerfer etc. - also für die elektrischen Verbraucher des Basismodells - erforderlichen diskreten Einzelverdrahtungen zur elektrischen Verbindung der entsprechenden Kontaktelemente 20aa-20hj in einer oder mehreren Grundverdrahtungsebenen angeordnet sind. Die zum Betrieb der Klima- und der Audio-Anlage, etc. - also der Sonderausstattungen - erforderlichen diskreten Einzelverdrahtungen sind dann in der spezifischen Verdrahtungsebene angeordnet. Hierdurch ist es möglich, die Grundverdrahtungsebenen des Verdrahtungssystems im voraus z. B. als kostengünstige Stanzteile zu fertigen und die typen- und/oder variantenspezifisch erforderlichen Kontaktierungen der spezifischen Verdrahtungsebenen durch flexible Techniken (lasern, nibbeln) auf Abruf zu fertigen.

Alternativ hierzu ist es aber auch möglich, anstatt der oben beschriebenen flexiblen Fertigung der spezifischen Verdrahtungsebenen vorzusehen, daß für einen oder mehrere spezielle elektrische Verbraucher eine spezielle Verdrahtungsebene vorgefertigt wird, und daß die Gesamtverdrahtung dann durch die Grundverdrahtungsebene und durch eine spezielle, der aktuellen Konfiguration der elektrischen Verbraucher angepaßte Kombination von vorgefertigten spezifischen Verdrahtungsebenen erfolgt. Eine derartige Realisierung des Verdrahtungsschemas der Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß man auch im typen- und/oder variantenspezifischen Bereich der Verbindungen auf vorgefertigte Standardkomponenten zurückgreifen kann.

Bezogen auf das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel bedeutet dies, daß die diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f, die in der die Grundverdrahtungsebene repräsentierenden Verdrahtungsebene 31′ enthalten sind, dann die typen- und variantenneutrale Verdrahtung der Kontaktelemente 20aa-20hj ausbilden. Die diskreten Einzelverdrahtungen 32a-32i der Verdrahtungsebene 32′ bilden dann die typen- und/oder variantenspezifische Verdrahtung der spezifischen Verdrahtungsebene aus.

Abschließend zu der oben beschriebenen Aufteilung der diskreten Einzelverdrahtungen der Vorrichtung 1 ist anzuführen, daß diese Aufteilung vorzugsweise rechnergestützt und optimiert mittels eines an sich bekannten und daher nicht näher beschriebenen Entflechtungsprogamms durchgeführt wird.

In den Fig. 4 bis 6 sind nun drei unterschiedliche Ausführungsformen der Kontaktelemente 20aa-20hj gezeigt. Das in Fig. 4 dargestellte Kontaktelement ist als ein im Querschnitt abgestufter zylindrischer Kontaktstift 21 ausgeführt. Diese Verjüngung des Querschnitts von der Oberseite 11′ der Grundplatte 10 zur Spitze 21′ des Kontaktstiftes 21 hin besitzt den Vorteil, daß auf den Kontaktstift 21 mehrere Lagen von formschlüssig gehaltenen Verdrahtungsebenen 31′, 32′, 29′ aufgebracht werden können.

In Fig. 5 ist ein zylindrischer Kontaktstift 22 dargestellt, bei dem die Lagefixierung der mit ihm zusammenwirkenden diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f und/oder 32a-32i durch das Anprägen von Senken 22′, 22′′ erfolgt.

Ebenso ist es möglich, die Lagefixierung der diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f und 32a-32i durch federnde Elemente funktionssicher zu realisieren. Hierzu wird auf Fig. 6 verwiesen, in der ein Kontaktstift 23 und eine diskrete Einzelverdrahtung 24 dargestellt sind. In einer Bohrung 25 der diskreten Einzelverdrahtung 24 sind zwei Federelemente 26a, 26b vorgesehen. Diese halten die Einzelverdrahtung 24 kraftschlüssig am Kontaktstift 23 fixiert. Diese Art und Weise der Lagefixierung besitzt den Vorteil, daß der Kontaktstift in kostengünstiger Art und Weise rein zylindrisch ausgebildet werden kann und daß an diesen keine weiteren Arbeitsvorgänge - wie z. B. das Anprägen von Senken - erforderlich sind.

Die oben beschriebene, im wesentlichen zylindrische Form der Kontaktelemente 22-24 ist nicht notwendigerweise zwingend. Vielmehr ist es möglich, diese auch mit quadratischem, rechteckigem oder dreieckförmigem Querschnitt auszuführen.

Abschließend ist noch anzuführen, daß die diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f und 32a-32i jeweils individuell und besonders einfach auf die Stromstärken abgestimmt werden können, welche über sie fließen. Denn es ist bei dem beschriebenen Aufbau der Leiterbahnstrukturen 31 und 32 ohne Komplikationen möglich, den Querschnitt den als Leiterbahnen ausgebildeten diskreten Einzelverdrahtungen 31a-31f und 32a-32i derart zu wählen, daß zwischen der speziellen Einzelverdrahtung und dem von ihr kontaktierten Kontaktelement eine derart große Kontaktfläche vorhanden ist, welche ausreicht, um den über diesen Kontakt fließenden Strom sicher und zuverlässig zu leiten.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Anschließen von mehreren elektrischen Verbrauchern, mit mehreren Kontaktelementen (20aa-20hj), mit der die der Vorrichtung (1) zugeführten Anschlußleitungen der elektrischen Verbraucher verbindbar sind, und die untereinander über eine Vielzahl von diskreten Einzelverdrahtungen (31a-31f, 32a-32i) verbunden sind, welche jeweils mindestens zwei Kontaktelemente (20aa-20hj) gemäß eines vorgegebenen Verdrahtungsschemas elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei mehrere diskrete Verdrahtungen (31a-31f; 32a-32i) auf mindestens zwei Verdrahtungsebenen (31′; 32′) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer Verdrahtungsebene (31′; 32′) zugehörigen diskreten Einzelverdrahtungen (31a-31f; 32a-32i) eine zumindest im Montagezeitpunkt, bei dem die Leiterbahnstruktur (31; 32) mit den Kontaktelementen (20aa-20hj) verbunden werden, mechanisch zusammenhängende Leiterbahnstruktur (31; 32) bilden und nach dem Zusammenfügen die Einzelverdrahtungen (31a-31f, 32a-32i) hergestellt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die diskreten Einzelverdrahtungen (31a-31f; 32a-32i) auf einzelne Verdrahtungsebenen (31′; 32′) der Vorrichtung (1) aufgeteilt sind, wobei in einer Grundverdrahtungsebene (31′) diejenigen diskreten Einzelverdrahtungen (31a-31f) zusammengefaßt sind, welche unabhängig von der aktuellen Konfiguration der an der Vorrichtung (1) angeschlossenen elektrischen Verbraucher ist, und wobei in einer spezifischen Verdrahtungsebene (32′) die diskreten Einzelverdrahtungen (32a-32i) zusammengefaßt sind, welche von der aktuellen Konfiguration der an der Vorrichtung (1) angeschlossenen elektrischen Verbraucher abhängig sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die diskreten Einzelverbindungen (31a-31f; 32a-32i) einer Leiterbahnstruktur (31; 32) durch Hilfsstege (33, 33′) miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die diskreten Einzelverdrahtungen (31a-31f; 32a-32i) und/oder die Hilfsstege (33, 33′) starr ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnstruktur (31; 32) Montagestege (34a-34d) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine diskrete Einzelverbindung (31a-31f; 32a-32i) mindestens einer Leiterbahnstruktur (31; 32) einen Stützsteg (36) aufweist.

7. Zentralelektrik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verdrahtungsebenen (31′, 32′) eine Isolationsschicht (40) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (20aa-20hj) als Kontaktstifte (21) ausgeführt sind, welche einen sich zu ihrer Spitze (21′) hin verjüngenden Querschnitt aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (20aa-20hj) als Kontaktstifte (22) ausgebildet sind, welche mindestens eine Ausprägung (22′, 22′′) zur Lagefixierung einer Verdrahtungsebene (31′, 32′) aufweisen (Fig. 5).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine diskrete Einzelverbindung (24) der Vorrichtung (1) ein zu ihrer Lagefixierung auf einem Kontaktelement (23) dienendes Federelement (26a, 26b) aufweist (Fig. 6).

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der diskreten Einzelverdrahtungen (31a-31f; 32a-32i) in Abhängigkeit von der durch sie fließenden Stromstärke bestimmt ist.

12. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leiterbahnstruktur (31) auf die Kontaktelemente (20aa-20hj) aufgeschoben wird, wobei die über Hilfsstege (33) zusammengehaltenen Einzelverdrahtungen (31a-31f) mit den hierfür vorgesehenen Kontaktelementen (20aa-20hj) kontaktiert werden, daß nach der Verbindung der Leiterbahnstruktur (31) mit den Kontaktelementen (20aa-20hj) die Hilfsstege (33) durchgetrennt oder abgetrennt werden, daß die nächste Leiterbahnstruktur (32) auf die Kontaktelemente (20aa-20hj) aufgeschoben und nach ihrer Verbindung mit den Kontaktelementen (20aa-20hj) die Hilfsstege (33′) durchgetrennt oder abgetrennt werden.