DE19857623A1 - Elektrisches Verbindungsmodul für eine Fahrzeuginstrumententafel - Google Patents

Elektrisches Verbindungsmodul für eine Fahrzeuginstrumententafel

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Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrische Kompo­ nenten einer Instrumententafel eines Autos und insbesondere auf ein Modul für das Liefern von Leistung an die elektri­ schen Komponenten und für das Verbinden dieser Komponenten, wobei es einen integral ausgeformten Verbindungsblock auf­ weist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei einer konventionellen Fahrzeugkonstruktion werden ver­ breitet Kabelbäume verwendet, um die verschiedenen Komponen­ ten, die das elektrische System des Fahrzeuges bilden, mit Leistung zu versorgen und sie zu verbinden. Verschiedene elektrische Komponenten werden in und auf einer Fahrzeugin­ strumententafel montiert, und Kabelbäume werden hinter oder zwischen der Instrumententafel verlegt, um die Komponenten zu verbinden. Die Kabelbäume werden an der Instrumententafel durch verschiedene Arten von Klammern und Bändern befestigt. Die Instrumententafel wird gewöhnlicherweise als eine Unter­ vorrichtung aufgebaut, bevor sie in den Passagierraum des Fahrzeuges eingeschoben und an der Trennwand oder der Feuer­ wand, die den Passagierraum vom Motorraum trennt, befestigt wird. Nachdem die Instrumententafel im Passagierraum instal­ liert wurde, muß ein Arbeiter Verbindungsteile an den Enden des Kabelbaumes mit passenden Verbindungsteilen, die auf oder neben der Feuerwand angeordnet sind, verbinden, um die elek­ trische Verbindung zwischen der Instrumententafel und dem Rest des Fahrzeuges herzustellen.
Die Zahl der elektrischen Komponenten, die in Automobilen vorhanden ist, hat in den letzten paar Jahren rapide zugenom­ men, und somit hat auch die Menge der Verdrahtung, die erfor­ derlich ist, um die Komponenten zu verbinden und sie mit Lei­ stung zu versorgen, zugenommen. Diese Zunahme der Anzahl und Komplexität der elektrischen Komponenten ist insbesondere in der Instrumententafel auffällig. Die Menge der erforderlichen Verdrahtung hat bis zu einen Punkt zugenommen, an dem es schwierig ist, genug Raum zu finden, um den Kabelbaum in und um die Instrumententafel herum zu führen. Das manuelle Befe­ stigen und verlegen der Kabelbäume stellt eine zeitaufwendige und arbeitsintensive Aufgabe dar. Wenn die Kabelbäume nicht korrekt positioniert sind, besteht das sie Risiko, daß sie beschädigt werden können, wenn die Instrumententafel an ihrem Platz im Fahrzeug befestigt wird.
Die zunehmende Zahl der elektrischen Systeme in Autos hat auch zu einer zunehmenden Größe und Komplexität der elektri­ schen Verbindungsblöcke geführt. Verbindungsblöcke werden im allgemeinen in Automobilen verwendet, um die elektrische Sys­ temverdrahtung durch das Eliminieren einer mehrfach ver­ zweigten Verdrahtung und durch das Zusammenlegen von Siche­ rungen, Relais und andere Schaltungskomponenten an einem ein­ zigen Ort zu vereinfachen. Ein Verbindungsblock umfaßt typi­ scherweise ein Gehäuse, das eine Vielzahl von integral ausge­ formten äußeren Aufnahmen für das Aufnehmen von elektrischen Steckern, Sicherungen, Relais und anderen Schaltungskomponen­ ten aufweist. Eine oder mehrere Stromschienen sind innerhalb des Gehäuses enthalten und liefern elektrische Leistung an die verschiedenen Komponenten und dann an die elektrischen Systeme. Die Stromschiene hat eine Vielzahl von klingenarti­ gen Anschlüssen, die sich in die Aufnahmen erstrecken, um ei­ nen Kontakt mit den darin enthaltenen Schaltungskomponenten herzustellen.
Es kann wünschenswert sein, die Verbindungsblöcke für gewisse elektrische Systeme im Passagierraum anzuordnen, so daß die Schaltungskomponenten leicht inspiziert und, wenn notwendig, ersetzt werden können. Mit der zunehmenden Zahl der elektri­ schen Systeme wurde es schwieriger, Raum für die Verbindungs­ blöcke an passenden Stellen innerhalb des Passagierraums zu finden.
Das US-Patent Nr. 5,467,520 beschreibt ein Verfahren für das Verdrahten einer Fahrzeuginstrumententafel, in dem ein System von Rinnen an einer Struktur befestigt wird, die als eine Verdrahtungsplatte dient, und es werden Drähte innerhalb der Rinnen gehalten und erstrecken sich zwischen mindestens zwei Anschlüssen oder Verbindungsteilen, die entfernt voneinander an den Enden der Rinnen angeordnet sind. Die Verdrahtungs­ platte wird an der Rückseite der Instrumententafel befestigt, so daß die Verbindungsteile in passende Verbindungsteile ein­ greifen, die auf den verschiedenen elektrischen Komponenten angeordnet sind, die auf der Instrumententafel montiert sind. Die Drähte werden durch eine automatische Drahtzuführvorrich­ tung in Rinnen plaziert und darin befestigt.
Das US-Patent Nr. 5,442,518 beschreibt ein Verdrahtungssystem für eine Fahrzeuginstrumententafel, bei dem Drähte in Rinnen angeordnet werden, die in der Oberfläche einer Ventilations­ rohrstruktur ausgebildet sind. Die Ventilationsrohrstruktur wird an der Rückseite der Instrumententafel befestigt, und die Drähte stellen eine Verbindung mit elektronischen Unter­ vorrichtungskomponenten her, die auf der Instrumententafel angeordnet sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein vereinfachtes Verdrahtungssystem für eine Instrumententafel eines automobilen Fahrzeuges zu liefern.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verdrah­ tungssystem für die Instrumententafel eines automobilen Fahr­ zeuges zu liefern, die durch ein automatisiertes Verfahren installiert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ver­ drahtungssystem zu liefern, bei dem der Zusammenbau einer In­ strumententafel leichter, schneller und weniger empfindlich gegenüber Installationsfehlern verläuft.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instru­ mententafelverdrahtungsmodul zu liefern, das einen Verbin­ dungsblock aufweist, der in ihm integriert ist, um Raum zu sparen und den Zusammenbau zu erleichtern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instru­ mententafelverdrahtungssystem zu liefern, in dem die Drähte nicht isoliert sein können.
Diese Aufgaben werden durch ein elektrisches Verbindungsmodul gelöst, das einen Teil der Struktur der Instrumententafel bildet. Das Verbindungsmodell hat elektrische Verbindungs­ teile, die auf ihm an verschiedenen Orten angeordnet sind, und eine Vielzahl von Stromschienen sind in einer Gruppe auf der Oberfläche des Moduls angeordnet. Die Stromschienen bil­ den einen Teil eines elektrischen Verbindungsblockes, der mit dem Modul integriert ist. Schmale Rillen erstrecken sich ent­ lang der Oberflächen des Moduls und weisen Drähte auf, die in sie eingebettet sind, um eine elektrische Verbindung zwischen den Verbindungsteilen und den Stromschienen zu liefern.
Die Enden einiger der Stromschienen stehen im wesentlichen rechtwinklig von der Oberfläche des Verbindungsmoduls vor, um Anschlußklingen zu bilden, die sich in ein Verbindungsblock­ gehäuse erstrecken, um eine Verbindung mit Schaltungskompo­ nenten, wie Sicherungen, Schaltungsunterbrechern oder Relais, die am Verbindungsblock befestigt sind, zu bilden. Der Ver­ bindungsblock kann andere Schichten der Stromschienen enthal­ ten, in welchem Fall die Stromschienen, die auf der Oberflä­ che des Moduls angeordnet sind, die unterste Schicht eines mehrschichtigen Stromschienenaufbaus bilden. Das Integrieren des Verbindungsblocks mit dem Verbindungsmodul in dieser Art führt zu einer Verminderung des Gesamtgröße des Verbindungs­ blocks.
Elektrische Komponenten, wie eine Instrumentenanordnung und ein Schaltmodul werden am Verbindungsmodul befestigt, so daß die elektrischen Verbindungsteile auf den Komponenten zu den Verbindungsteilen auf dem Verbindungsmodul passen. Nachdem die Komponenten am Verbindungsmodul befestigt sind, wird das Modul mit dem Instrumententafelgehäuse verbunden. Die Verbin­ dungsoperation kann auch andere Verbindungsteile auf dem Ver­ bindungsmodul in einen passenden Eingriff mit den Verbin­ dungsteilen auf den elektrischen Komponenten bringen, die in den Instrumententafelaufbau eingebaut oder an ihm befestigt sind.
Wenn der Instrumententafelaufbau vollendet wurde, so wird er im Passagierraum des Fahrzeuges durch eine Befestigung an der vorderen Trennwand oder Feuerwand installiert. Diese Befesti­ gungsoperation plaziert Verbindungsteile auf einer vorwärts gerichteten Oberfläche des Verbindungsmoduls in Eingriff mit Verbindungsteilen, die auf der Feuerwand angeordnet sind. Die Leistung für alle elektrischen Komponenten, die in und auf dem Instrumententafelaufbau angeordnet sind, wird durch die Feuerwandverbindungsteile geliefert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die hier beschrieben ist, umfaßt ein Instrumententafelaufbau zwei ge­ trennte elektrische Verbindungsmodule: eines, das auf der Fahrerseite der Instrumententafel angeordnet ist, und das an­ dere, das auf der Passagierseite angeordnet ist. Das Verbin­ dungsmodul der Fahrerseite bildet eine Aufnahme für das Auf­ nehmen einer Instrumentenanordnung, und ein oder mehrere Ver­ bindungsteile sind auf dem Modul angeordnet, so daß sie in passende Verbindungsteile auf der Instrumentenanordnung ein­ greifen, wenn diese in die Aufnahme eingeschoben wird. Nach­ dem die Instrumentenanordnung in die Modulaufnahme eingescho­ ben wurde, so daß die jeweiligen Verbindungsteile auf den zwei Stücken zusammenpassen, wird das Verbindungsmodul am In­ strumententafelgehäuse befestigt. Andere Verbindungsteile können auf der nach hinten weisenden Oberfläche des Verbin­ dungsmoduls angeordnet werden, um so in Verbindung mit pas­ senden Verbindungsteilen auf anderen elektrischen Komponen­ ten, die in oder auf dem Instrumententafelgehäuse angeordnet sind, oder zu Komponenten, die in Verbindung mit dem Instru­ mententafelgehäuse später beim Zusammenfügen gebracht werden, zu treten.
Das Verbindungsmodul der Passagierseite hat auf ihm angeord­ nete Verbindungsteile, die eine Verbindung mit passenden Ver­ bindungsteilen von elektrischen Komponenten, die in den In­ strumententafelaufbau eingebaut oder auf ihm in anderer Weise angeordnet sind, wie eine Handschuhfachlampenschaltung, eine Airbag-Betätigungsschaltung oder ein zentrales Konsolenmodul, herstellen.
Sowohl die Module der Fahrerseite als auch der Passagierseite haben Hauptverbindungsteile, die auf ihren nach vorne weisen­ den Oberflächen angeordnet sind für ein Zusammenpassen mit den Verbindungsteilen auf der Feuerwand des Fahrzeuges, wenn der Instrumententafelaufbau im Passagierraum installiert wird. Ein positives Eingreifen zwischen den Hauptverbindungs­ teilen und ihren jeweiligen Feuerwandverbindungsteilen wird durch einen Hebelverriegelungsmechanismus, der mit den Haupt­ verbindungsteilen integriert ist, erleichtert.
In der bevorzugten Ausführungsform hat das Verbindungsmodul der Fahrerseite Stromschienen, die angeordnet sind, um einen Verbindungsblock zu bilden, der am extrem linken oder äußeren Ende des Moduls liegt. Diese Plazierung gestattet, daß die zu wartenden Schaltkomponenten des Verbindungsblockes (Sicherun­ gen, Schaltungsunterbrecher, Relais, etc.) durch eine Öffnung im Ende des Instrumententafelgehäuse zugänglich sind. Andere Stromschienen sind auf der nach vorne weisenden Oberfläche des Moduls neben dem Verbindungsblock angeordnet und bilden Anschlüsse des Hauptverbindungsteils. In ähnlicher Weise hat das Verbindungsmodul der Passagierseite Stromschienen, die am extrem rechten oder äußeren Ende angeordnet sind, um An­ schlüsse seines Hauptverbindungsteils zu bilden.
Gemäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung sind die Ver­ bindungsteile, die auf dem Verbindungsmodul angeordnet sind, vom selbstandockenden oder "schwimmenden" Typ. Selbstandoc­ kende Verbindungsteile sind auf dem Verbindungsmodul in einer Art montiert, die einen geringen Grad von Bewegung in der Ebene, die rechtwinklig zur Achse, in der die Verbindung er­ folgt, gestattet. Diese Beweglichkeit gestattet eine gewisse Fehlausrichtung zwischen den Verbindungsteilen auf dem Ver­ bindungsmodul und ihren passenden Verbindungsteilen, wenn die elektrischen Komponenten mit dem Verbindungsmodul zusammenge­ fügt werden und das Verbindungsmodul mit der Feuerwand ver­ bunden wird.
Andere Aufgaben, Vorteile und Anwendungen der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute deutlich, wenn sie die fol­ gende Beschreibung, die als beste Art für das Ausführen der Erfindung angesehen wird, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen lesen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Beschreibung hierin nimmt Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen zu gleichen Tei­ len in den verschiedenen Ansichten gehören:
Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Instrumententafelaufbaus, der Verbindungsmodule der Fahrer­ seite und der Passagierseite einschließt, gemäß der Erfin­ dung;
Fig. 2 ist eine schematische Aufsicht auf den Instrumenten­ tafelaufbau und die Feuerwand des Fahrzeuges;
Fig. 3 ist eine Aufsicht auf das Verbindungsmodul der Fah­ rerseite und auf die Instrumentenanordnung der Erfindung;
Fig. 4 ist eine Vorderansicht des Verbindungsmoduls der Fah­ rerseite der Fig. 3;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Verbindungsmoduls der Fah­ rerseite der Fig. 3;
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 der Fig. 4;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht der Anschlüsse der Vorderseite des Verbindungsmoduls der Fahrerseite, die die Anschluß/Draht-Verbindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Detailansicht, die die Drahtrillen auf dem Verbindungsmodul der Fahrerseite zeigt;
Fig. 9 ist eine perspektivische Teilansicht des Verbindungs­ moduls der Fahrerseite;
Fig. 10 ist eine perspektivische Teilansicht des Verbin­ dungsmoduls der Passagierseite; und
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht des Instrumententa­ felaufbaus der Fig. 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, hat ein Instrumenten­ tafel-(IP)-Aufbau 10 für ein (nicht gezeigtes) Automobil als seine Hauptkomponenten ein IP-Gehäuse 12, ein elektrisches Verbindungsmodul 14 der Fahrerseite; ein elektrisches Verbin­ dungsmodul 16 der Passagierseite, eine Instrumentenanordnung 18, ein Schaltmodul 20, eine Abdeckung 22 und eine zentrale Konsole 24. Während der Herstellung des Fahrzeuges wird der IP-Aufbau 10 aus den Komponenten 12-24 aufgebaut, und dann wird der IP-Aufbau innerhalb des Passagierraumes des Automo­ bils plaziert und an der vorderen Feuerwand 26 befestigt (siehe Fig. 2), die Seitenwände einschließen kann, die mit der vorderen Wand verbunden sind, und die den Passagierraum vom Motorraum des Fahrzeuges trennt.
Es sollte beachtet werden, daß alle Bezugnahmen hierin auf Richtungen, wie links, rechts, vorn, hinten, vorwärts, rück­ wärts, sich auf das Fahrzeug als ganzes beziehen. Das heißt, die "vordere" Oberfläche der IP ist die, die zum vorderen Ende des Fahrzeuges gerichtet ist, und die "hintere" Oberflä­ che ist die, die sich einem Insassen des Fahrzeuges präsen­ tiert, wenn die IP im Fahrzeug installiert ist.
Das Verbindungsmodul 14 der Fahrerseite ist so ausgebildet, daß es in einen Eingriff mit der linken Seite des IP-Gehäuses 12 gelangt, und eine kastenartige Hülle 28 aufweist, die aus relativ dünnen Kunststoffplatten hergestellt ist, die eine im wesentlichen rechtwinklige Aufnahme 30 auf der nach hinten zeigenden Oberfläche des Moduls 14 bilden. Die nach vorne weisende Platte des Moduls 14 hat ein Paar mit mehreren An­ schlüssen versehene Verbindungsteile 32, die auf ihm angeord­ net sind. Die Verbindungsteile 32 sind vorzugsweise vom selbstandockenden Typ, der, wie das aus dem Stand der Technik wohl bekannt ist, einen Grad einer Beweglichkeit der Verbin­ dungsteile in der Ebene der Platte gestattet. Die Verbin­ dungsteile 32 sind so ausgerichtet, daß ihre passenden End­ flächen zur hinteren oder offen Seite der Aufnahme 30 zeigen.
Ein mit mehreren Anschlüssen versehenes Konsolenverbindungs­ teil 34 ist auf dem Verbindungsmodul 14 der Fahrerseite in einer Position neben dem rechten oder innerhalb der Tafel liegenden Ende des Moduls 14 angeordnet. Das Konsolenverbin­ dungsteil 34 ist auch vom selbstandockenden Typ und ist so ausgerichtet, daß sein Verbindungsende nach rückwärts zeigt. Ein Hauptverbindungsteil 36 mit mehreren Anschlüssen ist auf der nach vorne weisenden Oberfläche des Moduls 14 neben deren linken oder außerhalb der Tafel befindlichen Ende angeordnet, wobei sein Verbindungsende zur Vorderseite des Moduls 14 zeigt. Ein ausziehbares Verbindungsteil 38 mit mehreren An­ schlüssen ist ebenfalls auf der vorderen Oberfläche des Mo­ duls 14 angeordnet. Das ausziehbare Verbindungsteil 38 umfaßt einen äußeren Rahmen 38a (siehe Fig. 4), der zwei oder mehr Verbindungsöffnungen 38b bildet, wobei eine oder mehrere ein Verbindungsmodul enthalten. Wie viele der Öffnungen 38b des Verbindungsteiles ein Verbindungsmodul enthalten, hängt von den Anforderungen des speziellen Fahrzeuges ab, die variieren können in Abhängigkeit davon, wie viele mit elektrischer Lei­ stung versorgte optionale Einrichtungen im Fahrzeug vorhanden sind. Ein Verbindungsteil dieses Typs ist im US-Patent Nr. 5,328,388 beschrieben, wobei dessen Inhalt hiermit durch Be­ zugnahme eingeschlossen wird.
Eine Vielzahl von Stromschienen 40 sind auf dem Verbindungs­ modul 14 der Fahrerseite auf einer Endplatte 14a neben dem linken oder außerhalb der Tafel befindlichen Ende des Moduls angeordnet. Die Stromschienen 40 sind im wesentlichen flache, schmale Streifen eines elektrisch leitenden Materials, wie Kupfer, und können entweder auf den äußeren oder inneren Oberflächen der Endplatte 14a des Moduls angeordnet sein, oder sie können in flache Kanäle, die auf den Oberflächen ausgebildet sind, eingepaßt sein.
Eine Vielzahl von schmalen Rillen 42 sind in den Oberflächen der Platten ausgeformt, um das Verbindungsmodul 14 der Fah­ rerseite zu bilden. Diese Rillen 42 erstrecken sich zwischen den Stromschienen 40 und den verschiedenen Verbindungsteilen 32, 34, 36, 38. Eine einzelne Litze eines nicht isolierten, elektrischen Drahtes 44 mit massivem Kern ist auf jeder der Rillen 42 angeordnet, und die Enden jedes Drahtes sind mit einem der Anschlüsse verbunden, die die Verbindungsteile 32, 34, 36, 38 umfassen, oder mit einem der Stromschienen 40 in einer Art, die nachfolgend beschrieben werden wird. Die Ril­ len 42 können einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen, oder sie können einen abgerundeten Boden aufweisen, um sich dem Radius der Krümmung des darin eingeschobenen Drahtes 44 anzupassen.
Wie man am besten in Fig. 7 sieht, haben die Verbindungs­ teilanschlüsse 46 Klingenteile 46a, um eine Verbindung mit ihren jeweiligen passenden Verbindungsteilen herzustellen, und sie haben Isolationsverschiebungsverbindungsteile (IDCs) 46b, die integral mit ihnen an ihren Ende gegenüber den Klin­ genteilen ausgeformt sind. Ein IDC, wie es im Stand der Tech­ nik wohl bekannt ist, umfaßt eine kleine V-förmige Kerbe, die in einem elektrisch leitenden Element ausgebildet ist. Das offene Ende der Kerbe ist breit genug, um den Durchmesser des Drahtes aufzunehmen, und die Kerbe verschmälert sich nach un­ ten auf eine Breite an ihrem unteren Ende, die etwas kleiner als der Durchmesser des Kerns des Drahtes ist. Die inneren Kanten der Kerbe sind scharf genug, so daß wenn ein Draht 44 nach unten in die Kerbe gedrückt wird, die Kanten der Kerbe in den Kerndraht 44 einschneiden, um mit ihm eine elektrische Verbindung herzustellen.
Der Ausdruck "Isolationsverschiebungsverbindungsteile" leitet sich von der Tatsache ab, daß die IDCs gewöhnlicherweise mit isolierten Drähten verwendet werden, wobei die scharfe Kante der Kerbe durch die Isolation schneidet, um einen Kontakt mit dem Kern herzustellen. IDCs können jedoch auch mit nicht iso­ lierten massiven Kerndrähten 44 verwendet werden, wie das hier dargestellt und beschrieben ist. Ein Vollkerndraht 44 betrifft einen Draht 44, der ein Leiter aufweist, der aus ei­ nem einzelnen Strang eines leitfähigen Materials besteht, statt aus mehrere dünnen Litzen, die zusammengeflochten sind.
Gewisse Endteile der Stromschienen 40 werden gebogen, um Klingenanschlüsse 40a auszubilden, die sich im wesentlichen rechtwinklig von der Oberfläche des Verbindungsmoduls 14 zur Außenseite des Moduls erstrecken. Die Klingenanschlüsse 40a der Stromschienen, die auf der inneren Oberfläche der Platte angeordnet sind, ragen durch Schlitze in der Platte. Andere Endteile der Stromschienen 40 sind gebogen, um IDCs zu bil­ den, die in oder neben den Rillen 42 angeordnet sind, so daß die Drähte 44, die in den Rillen 42 angeordnet sind, eine Verbindung mit den Stromschienen herstellen.
Ein Verbindungsblock 47 ist am linken Ende des Verbindungsmo­ duls 14 der Fahrerseite durch ein Verbindungsblockgehäuse 48 angeordnet, das über die Oberfläche des Moduls 14 paßt, um die Stromschienen 40, die von ihm vorstehen zu bedecken. Das Verbindungsblockgehäuse 48 hat Aufnahmen 50, die auf einer ersten Oberfläche darauf ausgebildet sind, um die Schaltungs­ komponenten 52, wie Sicherungen, Leitungsunterbrecher und Re­ lais aufzunehmen (siehe Fig. 6). Schlitze sind im Gehäuse 48 ausgebildet, so daß die Anschlüsse der Schaltungskomponenten 52, die in den Aufnahmen 50 angeordnet sind, durch die Schlitze vorstehen können, um einen elektrischen Kontakt mit den Stromschienen 40 auszubilden.
Wenn das Verbindungsblockgehäuse 48 an der Modulendplatte 14a befestigt wird, so daß die Stromschienenklingenanschlüsse 40a in das Gehäuse passen, so dienen die Stromschienen 40, die auf der Endplatte des Moduls 14 der Fahrerseite angeordnet sind, im wesentlichen als die untersten Schichten der Verbin­ dungsblockschaltung. Das Verbindungsblockgehäuse 48 kann auch eine oder mehrere leitende Schichten 51 enthalten, die Wege zwischen und Verbindungen mit den Schaltungskomponenten 52 bilden, wenn dies notwendig ist. Durch die Verwendung der Stromschienen 40, die auf den Oberflächen der Verbindungsmo­ dulendplatte als unterste Schicht der Verbindungsblockschal­ tung angeordnet sind, wird die gesamte Tiefe des sich erge­ benden Verbindungsblocks vermindert. Die Stromschienen 40 vermindern auch die Zahl der benötigten Verbindungsteile, da die Schaltungen in die Kunststoffstruktur eingebettet sind.
Somit steht der Verbindungsblock nach außen von der Oberflä­ che des Moduls in einer kleineren Entfernung hervor als bei einem konventionellen Verbindungsblock, in dem alle Schichten der Stromschienen und der leitenden Schichten in den oberen und unteren Gehäusen enthalten sind, um einen getrennten, selbständigen Verbindungsblock zu bilden, der dann am ge­ wünschten Ort montiert wird.
Mehrere Stromschienen 54 sind auch auf der nach vorne weisen­ den Oberfläche der vordersten Platte des Moduls 14 der Fah­ rerseite angeordnet (siehe Fig. 6). Diese Stromschienen 54 haben Enden, die sich aus der Ebene biegen und nach vorne weg von der Plattenoberfläche vorstehen, und einige haben IDCs, die integral mit ihren Enden ausgebildet und in oder neben den Enden der Rillen 42 in der Platte angeordnet sind, so daß Drähte 44, die darin angeordnet sind, in die IDCs eingreifen. Andere dieser vorne angeordneten Stromschienen 54 haben En­ den, die vorwärts von der Plattenoberfläche vorstehen und die Form von Klingenanschlüssen 54a annehmen.
Das Hauptverbindungsteil 36 wird durch ein Verbindungsgehäuse 56 gebildet, das an der vorderen Platte befestigt ist, um die Stromschienenklingenanschlüsse 54a zu bedecken. Die Strom­ schienenklingenanschlüsse 54a passen in einzelne Anschlußkam­ mern 56a, die im Verbindungsgehäuse 56 ausgeformt sind, und andere Anschlußkammern des Verbindungsgehäuses 56 nehmen An­ schlüsse auf, die mit den Drähten 44 verbunden sind, die in den Rillen 42 neben dem Hauptverbindungsteil 36 angeordnet sind. Das Verbindungsgehäuse 56 hat einen Verriegelungshebel 58, der drehbar an ihm befestigt ist.
Das Verbindungsmodul 16 der Passagierseite ist in seiner Ge­ samtkonstruktion ähnlich dem Verbindungsmodul 14 der Fahrer­ seite, wobei es ein Gehäuse 59 umfaßt, das aus im allgemeinen flachen Platten aus Kunststoffmaterial hergestellt ist und eine Vielzahl von elektrischen Verbindungsteilen aufweist, die an verschiedenen Orten auf den Platten angeordnet sind. Ein Konsolenverbindungsteil 60 ist in einer nach hinten wei­ senden Ausrichtung neben dem linken oder innerhalb der Platte liegenden Ende des Moduls angeordnet, und ein oder mehrere zusätzliche Verbindungsteile 62 sind in einer im allgemeinen zentralen Position auf den nach hinten weisenden Oberflächen des Moduls 16 angeordnet. Ein Hauptverbindungsteil 64 ist auf einer nach vorne weisenden Oberfläche des Verbindungsmoduls 16 der Passagierseite angeordnet. Ein ausziehbares Verbin­ dungsteil 65f mit mehreren Anschlüssen ist auch auf der vor­ deren Oberfläche des Moduls 16 angeordnet.
Stromschienen 66 sind auf den Oberflächen des Verbindungsmo­ duls 16 der Passagierseite neben seinem rechten oder außer­ halb der Platte liegenden Ende angeordnet. Diese Stromschie­ nen 66 sind in der allgemeinen Konfiguration ähnlich denen, die auf dem Verbindungsmodul 14 der Fahrerseite angeordnet sind, wobei einige integral ausgebildete IDCs aufweisen und einigen Enden haben, die nach außen von den Oberflächen vor­ stehen, auf denen die Stromschienen angeordnet sind, um Klin­ genanschlüsse auszubilden.
Rillen 68 sind in den Oberflächen der Platten, die das Modul 16 bilden, ausgebildet und erstrecken sich zwischen elektri­ schen Verbindungsteilen 60, 62, 64 und den Stromschienen 66. Drähte 44 sind in den Rillen 68 angeordnet, um eine Verbin­ dung mit den IDCs der Stromschienen 66 und der Verbindungs­ teile 60, 62, 64 herzustellen, in einer Art, die ähnlich der ist, die in Bezug auf das Modul 14 der Fahrerseite beschrie­ ben wurde.
Ein Hauptverbindungsteil 64 umfaßt ein Verbindungsgehäuse 70, das am Verbindungsmodul 16 der Passagierseite befestigt ist, um im wesentlichen die Stromschienen 66 zu bedecken, so daß die Klingenanschlüsse der Stromschienen in die einzelnen An­ schlußkammern 70a, die im Verbindungsgehäuse ausgebildet sind, passen. Andere Anschlußkammern des Verbindungsgehäuses 70 empfangen Anschlüsse, die mit den Drähten 44 verbunden sind, die in den Rillen 68 neben dem Hauptverbindungsteil 64 angeordnet sind. Ein Verriegelungshebel 72 ist drehbar am Verbindungsgehäuse 70 befestigt.
Die Konstruktion der Verbindungsmodule 14, 16 macht sie für ein ökonomische Herstellung durch ein automatisiertes Verfah­ ren geeignet. Die Gehäuse 28, 59 werden durch Spritzguß her­ gestellt, um die Rillen 42, 68 einzuschließen. Nachdem die Gehäuse 28, 59 aus ihren jeweiligen (nicht gezeigten) Formen entfernt sind, werden die Drähte 44 vorzugsweise entlang der Rillen 42, 68 mittels einer automatischen Vorrichtung, die für diesen Zweck ausgebildet ist, gelegt. Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist im US-Patent Nr. 5,476,520 beschrie­ ben, dessen Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Die Drähte 44 können innerhalb der Rillen 42, 68 durch eine Preßhalterung gehalten werden, die über kleine Laschen 74 er­ zielt wird (siehe Fig. 8), die integral mit den Platten in Intervallen entlang der Rillen ausgeformt sind und sich über deren offene Oberseiten in einem geringen Abstand erstrecken.
Die Laschen 74 sind genügend flexibel, um leicht abzubiegen, um es zu gestatten, daß die Drähte 44 hinter die Laschen ge­ drückt werden können, wenn die Drähte in die Rillen 42, 68 eingeschoben werden.
Alternativ können die Drähte 44 in ihren jeweiligen Rillen 42, 68 mittels eines Ultraschallschweißens befestigt werden. Dies kann erzielt werden, indem ein Ultraschallschweißkopf direkt auf der Vorrichtung, die die Drähte 44 in die Rillen 42, 68 legt, montiert wird, so daß jeder Draht 44 an seinem Platz innerhalb der jeweiligen Rillen, wenn er in diese hin­ eingelegt wird, verschweißt wird. Es ist auch möglich, alle oder die meisten Drähte 44 in ihre Rillen 42, 68 zu legen, und dann viele Ultraschallverschweißungen gleichzeitig an den gewünschten Positionen durchzuführen, um die Drähte an ihrem Platz zu befestigen. Kunststofflaschen, ähnlich denen, die verwendet werden, um die Preßbefestigung zu erzielen, können neben den Kanten der Rillen 42, 68 angeordnet sein, damit sie durch das Ultraschallschweißverfahren geschmolzen werden und um den Draht 44 fließen, um ihn an seinem Platz zu sichern.
Die Stromschienen 40, 66 können in eine Verbindung mit den Modulen 14, 16 durch ein automatisiertes Verfahren unter Ver­ wendung einer Robotervorrichtung, wie sie im Gebiet der Her­ stellung von Autos wohl bekannt ist, eingeschoben werden. Die Stromschienen 40, 66 können in ihrer Position in den passen­ den Kanälen und Schlitzen durch einen Kleber, durch einen Preßsitz oder durch ein Ultraschallschweißen gehalten werden.
Der IP-Aufbau 10 wird zusammengebaut, indem zuerst die In­ strumentenanordnung 18 in die Aufnahme 30 des Verbindungsmo­ duls 14 der Fahrerseite eingeschoben wird, so daß die Verbin­ dungsteile 19 auf der Anordnung 18 in die selbstandockenden Verbindungsteile 32, die innerhalb der Aufnahme 30 angeordnet sind, eingreifen. Das Schaltmodul 20 wird auch in Verbindung mit dem Verbindungsmodul 14 der Fahrerseite plaziert, so daß es mit seinem jeweiligen selbst andockenden Verbindungsteil eingreift. Die Verbindungsmodule 14, 16 der Fahrerseite und der Passagierseite werden dann innerhalb des IP-Gehäuses 12 plaziert und an ihm mittels konventioneller bekannter Vor­ richtungen, wie durch mit einem Gewinde versehene Befesti­ gungsvorrichtungen oder Schnapplaschen, die integral mit dem IP-Gehäuse und den Modulen ausgebildet sind, befestigt. Die Plazierung der Verbindungsmodule 14, 16 der Fahrerseite und der Passagierseite in das IP-Gehäuse 12 bringt die selbstan­ dockenden Verbindungsteile 36, 38, 64, 65 auf den nach hinten weisenden Oberflächen der Module 14, 16 in Eingriff mit den jeweiligen zusammenpassenden Verbindungsteilen 76, 80, 78, 82 innerhalb des IP-Gehäuses. Die Verbindungsteile 38, 65, 80, 82 müssen nicht notwendigerweise von der Schaltungsgestaltung und dem Systeminhalt abhängen. Zusätzliche Verbindungsteile 62 auf dem Modul 16 der Passagierseite greifen in passende Verbindungsteile, die auf dem IP-Gehäuse 12 angeordnet sind, ein, um andere elektrische Systeme, die innerhalb des Gehäu­ ses angeordnet sind, mit Leistung zu versorgen. Beispiele solcher Systeme sind eine Airbag-System-Aufblaseschaltung oder eine Handschuhfachlampenschaltung.
Wenn das Verbindungsmodul 14 der Fahrerseite mit dem IP-Ge­ häuse 12 zusammengepaßt wird, so wird der Verbindungsblock 47 in Ausrichtung mit einem Fenster 90 positioniert, das an ei­ nem entsprechenden Ort am extrem linken Ende des IP-Gehäuses 12 angeordnet ist (siehe Fig. 11). Eine entfernbare oder zu öffnende (nicht gezeigte) Tür, kann am Fenster 90 befestigt werden. Auf den Verbindungsblock 47 kann durch das Fenster 90 zugegriffen werden, um eine Inspektion und, sofern notwendig, einen Austausch von Schaltungkomponenten 52 innerhalb des Verbindungsblockes zu gestatten.
Nachdem die Verbindungsmodule 14, 16 der Fahrerseite und der Passagierseite am IP-Gehäuse 12 befestigt wurden, um einen Teil des gesamten IP-Aufbaus 10 zu bilden, wird der IP-Aufbau 10 in das Passagierabteil des Fahrzeuges eingeschoben und mit der vorderen Feuerwand 26 in Eingriff gebracht. Das Ein­ griffsverfahren umfaßt die Positionierung des IP-Aufbaus 10 so, daß die Hauptverbindungen 36, 64 auf den nach vorne wei­ senden Seiten der Verbindungsmodule 14, 16 sich in Ausrich­ tung mit den passenden Verbindungsteilen 76, 78, die in der Feuerwand 26 angebracht sind, befinden und in sie passen. Der IP-Aufbau 10 wird dann an der Feuerwand 26 durch konventio­ nelle bekannte Vorrichtungen, wie mit Gewinde versehende Be­ festigungsvorrichtungen, Einschubbefestigungsvorrichtungen und/oder Schnapplaschen befestigt. Die ausziehbaren Verbin­ dungsteile 38, 65 auf den Verbindungsmodulen 14, 16 passen auch mit ihren jeweiligen passenden Verbindungsteilen 80, 82 auf der Feuerwand 26 während dieses Schrittes zusammen. Die passenden Verbindungsteile 76, 78, 80, 82, die auf der Feuer­ wand 26 angeordnet sind, sind vorzugsweise vom selbstandoc­ kenden Typ, um die Installation des IP-Aufbaus 10 zu erleich­ tern.
Nachdem der IP-Aufbau korrekt bezüglich der Feuerwand 26 po­ sitioniert ist, so daß die Hauptverbindungsteile 36, 64 sich mindestens teilweise im Eingriff mit ihren passenden Verbin­ dungsteilen 76, 78 der Feuerwand befinden, werden die Verrie­ gelungshebel 58, 72 auf den Hauptverbindungsteilen von Hand in die Verriegelungsposition gedreht, um einen endgültigen Eingriff mit den Verbindungsteilen der Feuerwand herzustel­ len. Die Verriegelungshebel 58, 72 sind zugänglich, wenn man unter den IP-Aufbau 10 greift.
Die zentrale Konsole 24 wird in den Passagierraum des Fahr­ zeuges eingeschoben und mit dem IP-Aufbau 10 in Eingriff ge­ bracht. Verbindungsteile 84 auf der nach vorne weisenden Oberfläche der Konsole 24 passen mit den Verbindungsteilen 34, 60 der Konsole der Verbindungsmodule 14, 16 der Fahrer­ seite und der Passagierseite zusammen, um notwendige elektri­ sche Verbindungen zu liefern, die Leistung an die Systeme, die in der zentralen Konsole 24 eingebaut sind, liefern. Bei­ spiele solcher Systeme, die in die zentrale Konsole eingebaut sind, sind eine Uhr, ein Stereosystem, ein CD-Player und ver­ schiedene Steuerungen für andere Systeme. Alternativ kann die zentrale Konsole 24 in Verbindung mit dem IP-Aufbau 10 pla­ ziert werden, bevor der Aufbau mit der Feuerwand 26 in Ein­ griff gebracht wird.
Während die Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was aktuell als die praktischste und bevorzugte Aus­ führungsform angesehen wird, sollte verständlich sein, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern daß es im Gegenteil beabsichtigt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzu­ decken, die in der Idee und dem Umfang der angefügten Ansprü­ che enthalten sind, deren Umfang gemäß der weitesten Ausle­ gung vorgenommen werden soll, um so alle Modifikationen und äquivalenten Strukturen zu umfassen, wie dies gesetzlich ge­ stattet ist.

Claims (20)

1. Elektrisches Verbindungsmodul für das elektrische Verbin­ den von ersten und zweiten elektrischen Komponenten, umfas­ send:
mindestens eine Platte;
erste und zweite Vorrichtungen, die auf der Platte ange­ ordnet sind, um eine elektrische Verbindung mit elektrischen Verbindungsteilen, die auf den ersten und zweiten elektri­ schen Komponenten angeordnet sind, herzustellen;
eine längliche Rille, die in einer Oberfläche der Platte ausgebildet ist und sich von einem Punkt neben dem ersten elektrischen Verbindungsteil zu einem zweiten Punkt neben dem zweiten elektrischen Verbindungsteil erstreckt;
einen Draht, der in der Rille angeordnet ist und sich längs ihr erstreckt, und der ein erstes Ende aufweist, das in elektrischer Verbindung mit dem ersten elektrischen Verbin­ dungsteil steht, und ein zweites Ende, das in elektrischer Verbindung mit dem zweiten elektrischen Verbindungsteil steht;
mindestens eine Stromschiene, die elektrisch mit dem Draht verbunden ist, und von einer Oberfläche der Platte vor­ steht; und
einen elektrischen Verbindungsblock, der auf der Platte angeordnet ist, so daß die mindestens eine Stromschiene sich in elektrischer Verbindung mit dem Verbindungsblock er­ streckt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Platte eine Auf­ nahme für das Aufnehmen der ersten elektrischen Komponente aufweist, und das erste elektrische Verbindungsteil so ange­ ordnet ist, daß es in das elektrische Verbindungsteil der er­ sten elektrischen Komponente eingreift, wenn die erste elek­ trische Komponente in die Aufnahme eingeschoben wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das elektrische Verbin­ dungsmodul ferner eine Vorrichtung zum Zusammenpassen mit ei­ ner Instrumententafel eines Automobils umfaßt, so daß die er­ ste elektrische Komponente für Insassen eines Passagierraumes des Fahrzeuges sichtbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste elektrische Komponente eine Instrumentenanordnung umfaßt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die zweite elektrische Verbindungsvorrichtung eine Vorrichtung für das verbindende Zusammenfügen mit einem Trennwandverbindungsteil des Automo­ bils umfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Vorrichtung für ein verbindendes Zusammenfügen mit dem Trennwandverbindungsteil ein Hebelverriegelungsverbindungsteil umfaßt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste elektrische Verbindungsteil ein selbstandockendes Verbindungsteil mit mehreren Anschlußstiften umfaßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Stromschiene mit dem Draht durch ein Isolationsverschiebungs­ verbindungsteil, das integral mit der Stromschiene ausgebil­ det ist, verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Draht mit minde­ stens einem Verbindungsteil der ersten und zweiten Verbin­ dungsteile mit einem Isolationsverschiebungsverbindungsteil verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Draht in der Rille durch Ultraschallschweißen befestigt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Draht durch einen Paßsitz in der Rille befestigt wird.
12. Instrumententafelaufbau für die Installation in einem Passagierraum eines Automobils, das eine Trennwand und ein darauf angeordnetes elektrisches Trennwandverbindungsteil aufweist, wobei der Instrumententafelaufbau folgendes umfaßt:
ein Instrumententafelgehäuse;
eine elektrische Komponente;
ein elektrisches Verbindungsmodul, das auf dem Instru­ mententafelgehäuse befestigt ist und eine Vorrichtung für das Aufnehmen der elektrischen Komponente und das Herstellen ei­ ner Verbindung mit der elektrischen Komponente und eine Vor­ richtung für das Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Trennwandverbindungsteil aufweist;
mindestens eine längliche Rille, die in einer Oberfläche des elektrischen Verbindungsmoduls ausgebildet ist und sich von einem Punkt neben der Vorrichtung für das Herstellen der elektrischen Verbindung mit der elektrischen Komponente zu einem zweiten Punkt neben der Vorrichtung für das Herstellen der elektrischen Verbindung mit dem Trennwandverbindungsteil erstreckt; und
einen Draht, der in der Rille angeordnet ist und sich entlang der Rille erstreckt und ein erstes Ende in elektri­ scher Verbindung mit der Vorrichtung für das Herstellen einer elektrischen Verbindung mit der elektrischen Komponente und ein zweites Ende in elektrischer Verbindung mit der Vorrich­ tung für das Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Trennwandverbindungsteil umfaßt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei sie weiter mindestens eine Stromschiene umfaßt, die elektrisch mit dem Draht ver­ bunden ist und von einer Oberfläche des elektrischen Verbin­ dungsmoduls vorsteht; und
einen elektrischen Verbindungsblock, der auf dem elek­ trischen Verbindungsmodul so angeordnet ist, daß die minde­ stens eine Stromschiene sich in elektrischer Verbindung mit dem Verbindungsblock erstreckt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die elektrische Kom­ ponente eine Instrumentenanordnung umfaßt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung für das Herstellen einer elektrischen Verbindung mit der elektri­ schen Komponente ein selbstandockendes Verbindungsteil mit mehreren Anschlußstiften umfaßt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung für das Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Trenn­ wandverbindungsteil eine selbstandockendendes Verbindungsteil mit mehreren Anschlußstiften umfaßt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die mindestens eine Stromschiene mit dem Draht durch ein Isolationsverschiebungs­ verbindungsteil, das integral mit der Stromschiene ausgebil­ det ist, verbunden ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Draht mit der mindestens einen Vorrichtung für das Herstellen einer elek­ trischen Verbindung mit der elektrischen Komponente durch ein Isolationsverschiebungsverbindungsteil verbunden ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Draht in der Rille durch Ultraschallschweißen befestigt ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Draht in der Rille durch einen Paßsitz befestigt ist.
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