Leitungssatzes

Beschreibung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen integralen Leitungssatz und ein Verfahren zur Herstellung eines integralen Leitungssatzes.

Stand der Technik

In Kraftfahrzeugen finden Leitungssätze in Form von Kabelbäumen aus Rundkabeln Verwendung. Die einzelnen Kabel, welche beispielsweise in Kabelsträngen zusammengefasst sind, dienen der Ansteuerung unterschiedlichster Funktionen elektrischer Systeme wie Sitzen, Türen oder ähnlichen Systemen. Um sämtliche Funktionen eines elektrischen Systems fehlerfrei anzusteuern, muss bei der Montage eines solchen Leitungssatzes sehr genau darauf geachtet werden, dass die einzelnen Kabel den richtigen Schnittstellen innerhalb des Kabelbaurrs zugeordnet werden.

Soll ein Kabelbaum um eine Funktion erweitert werden, beispielsweise um ein Fahrzeug mit Serienausstattung mit einer Zusatzfunktion auszustatten, so ist mindestens ein weiteres Kabel und/ oder eine Schnittstelle in ein

bestehendes Bündel unterschiedlicher Kabel einzubringen. Dabei erfolgt die Herstellung eines Leitungssatzes, insbesondere die räumliche Positionierung des hinzugefügten Bauteils, individuell in Abhängigkeit von den Fähigkeiten und Gepflogenheiten des fertigenden Monteurs. Folglich können unterschiedliche Kabel und/ oder zusätzlich eingebrachte Schnittstellen willkürlich verteilt im Leitungssatz positioniert sein. Dies führt zu einem zum Teil sehr unübersichtlichen Aufbau des Leitungssatzes und erschwert dessen Endmontage.

Der Monteur in der nachgeordneten Endmontage des so gefertigten

Leitungssatzes muss die unterschiedlichen Schnittstellen des Leitungssatzes sowohl räumlich als auch funktionell den richtigen Stellen in einer bestehenden räumlichen Anordnung eines elektrischen Systems zuordnen. Je nach Aufbau eines individuell gefertigten Leitungssatzes ist dies mit erheblichen Problemen verbunden, da aufgrund dessen willkürlichen und nicht auf die räumliche Anordnung des elektrischen Systems abgestimmten Aufbaus nicht sichergestellt werden kann, dass dessen Schnittstellen den richtigen Stellen des elektrischen Systems problemlos zuordenbar sind.

Die Verwendung eines solchen Leitungssatzes sowie die Anwendung der bekannten Montageprinzipien sind aufwändig, bergen viele Fehlerquellen und sind folglich nicht kostengünstig.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine problemlose Ausstattung eines Geräts mit Betriebsfunktionen im Hinblick auf ein vorgegebenes technisches Anforderungsprofil zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe hinsichtlich eines integralen Leitungssatzes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Danach umfasst ein integraler Leitungssatz mindestens zwei Leiterplattenschaltungen, welche miteinander durch mindestens eine Verbindungseinrichtung elektrisch wirkverbind bar sind, wobei mindestens eine Leiterplattenschaltung als Basisschaltung fungiert, welche eigenständige Funktionen eines elektrischen Systems ausführt, und mindestens eine weitere Leiterplattenschaltung als Zusatzschaltung fungiert, welche auf den Funktionen aufbauende oder die Funktionen ergänzende Zusatzfunktionen ausführt.

In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass eine Leiterplattenschaltung eine definierte und schematische Anordnung von Leiterstrukturen in einer fixen Abstandsbeziehung erlaubt, so dass sämtliche Leitungen an definierten Positionen festlegbar sind. Hierdurch können Schnittstellen relativ zueinander eindeutig räumlich positioniert und in ihrer Positionierung auf die Anordnung abgestimmt werden, in welcher der Leitungssatz montiert werden soll. Insoweit sind Fehler bei der Endmontage des Leitungssatzes bzw. der einzelnen Schnittstellen in einer bestehenden Anordnung nahezu ausgeschlossen.

Des Weiteren ist erkannt worden, dass ein integraler Leitungssatz, welcher eine Basisschaltung in Form einer Leiterplattenschaltung aufweist, problemlos in modularer Weise um weitere Schaltungen ergänzt werden kann, ohne einen unübersichtlichen Aufbau des Leitungssatzes insgesamt zu bewirken. Dabei können Funktionen einer Basisschaltung um Zusatzfunktionen erweitert werden, die auf den Funktionen der Basisschaltung aufbauen und von der Basisschaltung abhängig sind. Die bestehenden Funktionen der Basisschaltung können jedoch auch um

Zusatzfunktionen ergänzt werden, welche als eigenständige, von der Basisschaltung unabhängige, Zusatzfunktionen fungieren.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Monteur einen werksseitig vorgefertigten Leitungssatz einheitlich montieren, der bereits auf ein technisches Anforderungsprofil im Hinblick auf die durch ihn anzusteuernden Betriebsfunktionen abgestimmt ist. Durch Vorkehrung einer geeigneten Verbindungseinrichtung sind schließlich Fehlerquellen beim elektrischen Anschließen der Leitungen des Leitungssatzes weitgehend minimierbar, da eine Vernetzung der einzelnen Leitungen miteinander bereits werksseitig erfolgt sein kann.

Insoweit ist eine problemlose Ausstattung eines Geräts mit Betriebsfunktionen im Hinblick auf ein vorgegebenes technisches Anforderungsprofil ermöglicht.

Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.

Die Leiterplattenschaltungen könnten zumindest teilweise schichtweise übereinander liegend angeordnet sein. Hierbei ist denkbar, dass so genannte FPCs als Leiterplattenschaltungen Anwendung finden. Die schichtweise Anordnung erlaubt die Realisierung einer besonders Platz sparenden räumlichen Abstandsbeziehung der Leiterplattenschaltungen zueinander.

Direkt auf den Leiterplattenschaltungen könnten elektrische Elemente ausgebildet sind. Hierdurch ist ein integraler Aufbau der Leiterplattenschaltungen realisierbar. Dabei ist insbesondere denkbar, dass an definierten Schnittstellen der Leiterplattenschaltungen Schalter, Stecker oder Leuchtdioden direkt auf der Leiterplattenschaltung ausgebildet sind.

In besonders raffinierter Weise könnten die Leiterplattenschaltungen erste Schnittstellen umfassen, die mit der Verbindungseinrichtung reversibel oder irreversibel einzeln verbunden sind. Die Vorkehrung erster Schnittstellen ermöglicht eine eindeutige Erkennbarkeit und Zuordenbarkeit einzelner Funktionen einer Leiterplattenschaltung. Durch eine reversible Verbindbarkeit ist eine irrtümliche Verbindung mit der Verbindungseinrichtung auf einfache Weise rückgängig zu machen.

Denkbar ist vor diesem Hintergrund auch eine irreversible Verbindung der ersten Schnittstellen mit der Verbindungseinrichtung, wodurch sichergestellt ist, dass ein vorgefertigter Leitungssatz nicht mehr irrtümlich durch Falschanschlüsse Fehlern unterworfen wird. Hierbei ist möglich, dass die ersten Schnittstellen durch Kleben, Löten oder eine Crimptechnik mit der Verbindungseinrichtung verbunden sind. Als Verbindungseinrichtung können verschiedenste elektrische Leiter dienen.

Die Leiterplattenschaltungen könnten zweite Schnittstellen umfassen, die mit elektrischen Elementen einzeln reversibel oder irreversibel verbunden sind. Die Vorkehrung zweiter Schnittstellen erlaubt dem Monteur, auf einfache Weise zu erkennen, wie eine Leiterplattenschaltung in einem Gerät oder einer bestehenden Anordnung vor Ort zu integrieren und zu positionieren ist. Dabei könnten die ersten und/ oder zweiten Schnittstellen farblich oder durch einen Code gekennzeichnet sein.

Die elektrischen Elemente könnten als Schalter ausgebildet sein. Die Vorkehrung von Schaltern, welche reversibel oder irreversibel mit den Leiterplattenschaltungen verbunden sind, ermöglicht auf einfache Weise, dass bei der Montage letztlich nur noch Betätigungselemente auf den Schaltern angebracht werden müssen. Hierdurch ist eine besonders kostengünstige und mit wenig Montagefehlern behaftete Montage möglich.

Vor diesem Hintergrund ist beispielsweise auch denkbar, dass ein Schalter direkt auf einer Leiterplattenschaltung angelötet ist und nur noch mit einem Betätigungselement für den Bediener verbunden werden muss. Denkbar ist auch, dass mindestens ein Schalter direkt in einer Leiterplattenschaltung integriert ist.

Die elektrischen Elemente könnten Leuchtdioden umfassen. Die Vorkehrung von Leuchtdioden ermöglicht die Schaffung von Displays, welche einem Bediener Informationen über den Betriebszustand eines elektrischen Geräts geben können. Bei dieser Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, dass ein Leitungssatz werksseitig komplett mit Leuchtdioden montiert in eine Endmontage vor Ort eingebracht werden kann.

Zumindest einer Schnittstelle könnte ein Stecker zu einer reversiblen Verbindung mit einem nachgeschalteten Gerät oder einem Element zugeordnet sein. Dabei ist denkbar, dass sowohl den ersten Schnittstellen als auch den zweiten Schnittstellen Stecker zugeordnet sind. Die Vorkehrung von Steckern ermöglicht auf einfache Weise, dass die Zuordnung von Schnittstellen an ein nachgeschaltetes Gerät in einfacher Weise veränderbar ist.

Die Verbindungseinrichtung könnte als Steuergerät ausgebildet sein. Hierdurch ist realisierbar, dass das Steuergerät einzelne Betriebsfunktionen sowohl der Basisschaltung als auch der Zusatzschaltungen selektiv zu- oder abschalten kann und insoweit einzelne Leiterplattenschaltungen aktiviert oder deaktiviert.

Die Leiterplattenschaltungen könnten ein Trägermaterial aus einem flexiblen Material umfassen. Die Vorkehrung eines flexiblen Materials ist von Vorteil im Hinblick auf die Montage, da durch ein flexibles Material Unebenheiten einer

Unterlage besonders leicht ausgeglichen werden können. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, als Material Polyester oder Polyimid zu verwenden. Selbstverständlich sind weitere Kunststoffe denkbar, welche sich durch eine geeignete Flexibilität auszeichnen. Insbesondere sind thermoplastische oder elastomere Kunststoffe denkbar.

Das Trägermaterial könnte als metallisch beschichtete Folie ausgebildet sein. Dabei könnten Metalle wie Kupfer, Aluminium oder Silber Anwendung finden. Die Verwendung metallisch beschichteter Folien ist im Hinblick auf die Leitungseigenschaften oder die Resistenz gegen Umwelteinflüsse der zu erzeugenden Leiterstrukturen auf der Leiterplattenschaltung von Vorteil.

Das Trägermaterial könnte als mit Carbonpaste beschichtete Folie ausgebildet sein. Carbonpaste zeichnet sich durch besondere rheologische Eigenschaften aus, die für Druckprozesse vorteilhaft sind.

Die Leiterstrukturen der Leiterplattenschaltungen könnten durch einen Ätzprozess erzeugt sein. Dabei ist denkbar, dass auf eine metallisch beschichtete Folie eine Maske aufgebracht wird, welche die zu schaffenden Leiterstrukturen bedeckt. Im Nachgang hierzu wird dann durch einen

Ätzprozess die gesamte Beschichtung der Folie mit Ausnahme der durch die Maske bedeckten Strukturen gelöst. Dieser Prozess ist im Hinblick auf seine Verfahrensparameter bekannt und erlaubt insoweit eine Herstellung qualitativ hochwertiger Leiterplattenschaltungen.

Die Leiterstrukturen der Leiterplattenschaltungen könnten durch einen Druckprozess erzeugt werden. Hierbei ist denkbar, einen InkJet einzusetzen oder einen klassischen Siebdruckprozess durchzuführen. Druckprozesse ermöglichen die Schaffung besonders filigraner Leiterstrukturen.

Die Leiterplattenschaltungen könnten einem biegesteifen oder formstabilen Grundmaterial zugeordnet sein, welches als Auflage dient. Durch diese konkrete Ausgestaltung wird die Handhabung des Leitungssatzes vereinfacht. Eine Deformierung des Leitungssatzes wird durch das stabilisierende Grundmaterial vermieden. Insoweit ist es für einen Monteur auf einfache Weise möglich, einen Leitungssatz als starres Element ohne Verdrehungen oder Verdrillungen in enge Spalte einzuführen.

Die Leiterplattenschaltungen könnten vor diesem Hintergrund sandwichartig zwischen einem ersten und einem zweiten biegesteifen Grundmaterial angeordnet sein. Durch die sandwichartige Ausgestaltung ist sichergestellt, dass die Leiterplattenschaltungen vor Umwelteinflüssen geschützt werden. Hierbei ist denkbar, zwischen den Leiterplattenschaltungen und/ oder den Grundmaterialien Isolationsschichten und/oder Klebeschichten vorzusehen.

Mindestens eines der Grundmaterialien, welche entweder als Auflage oder als Abdeckung dient, könnte als Vliesstoff ausgebildet sein. Als Vliesstoff könnte Polyester oder Polyamid eingesetzt werden, welcher eine Dicke von 0,1 bis 2 mm aufweist. Die Reißfestigkeit des Vliesstoffes könnte im Bereich 50 bis 250 N / 50 mm liegen und eine Dehnungsfähigkeit von 30 bis 50% besitzen. Durch eine solche Ausgestaltung weist der Vliesstoff eine besondere Stabilität und Gebrauchstauglichkeit auf.

Mindestens ein Grundmaterial könnte als mechanische oder chemische Verbindung aus zwei Werkstoffen ausgebildet sein. Dabei ist unter mechanischer Verbindung eine physikalische Verbindung zwischen zwei Werkstoffen zu verstehen. Beispielsweise könnte an einem Vliesstoff ein Kunststoffteil angeformt, angeklebt oder angespritzt werden. Dabei ist ebenfalls eine kraft- oder formschlüssige Verbindung zwischen zwei Werkstoffen denkbar. Durch diese konkrete Ausgestaltung können tragende

Bauteile aus einem stabilen Werkstoff und lediglich stabilisierende Bauteile aus einem schwächeren und beispielsweise kostengünstigeren Werkstoff gefertigt werden.

Unter chemischer Verbindung ist ein Kompositwerkstoff zu verstehen, der sich aus einem oder mehreren Werkstoffen zusammensetzt. Diese konkrete Ausgestaltung ist von Vorteil im Hinblick auf die Wiederverwertung von Werkstoffen.

Dem Grundmaterial könnten Einrichtungen zur Befestigung zugeordnet sein. Dabei ist denkbar, dass das Grundmaterial Ausnehmungen aufweist, durch die beispielsweise Schrauben hindurchführbar sind. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine besonders sichere Festlegung des Grundmaterials an einem weiteren Körper.

Die Leiterplattenschaltungen könnten gefaltet angeordnet sein. Diese konkrete Ausgestaltung erlaubt einen besonders dünnen Aufbau eines Leitungssatzes. Dabei ist denkbar, dass einzelne Leiterplattenschaltungen eine sehr dünne Folie umfassen und insoweit leicht gefaltet und geknickt werden können. Hierbei ist von Vorteil, dass einzelne

Leiterplattenschaltungsschwänze, denen Schnittstellen zugeordnet sind, in verschiedene Richtungen geklappt werden können. Hierdurch ist ein besonders kompakter und wenig ausladender Aufbau eines Leitungssatzes möglich.

Die Leiterplattenschaltungen könnten in schichtweisem Aufbau dreidimensional plastisch ausgeformt sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist sichergestellt, dass ein Leitungssatz an dreidimensional ausgeformten Strukturen passgenau angelegt werden kann. Dies ist beispielsweise bei Autotüren oder Autositzen hilfreich.

Der erfindungsgemäße Leitungssatz könnte insbesondere bei Geräten in Kraftfahrzeugen Anwendung finden. Denkbar ist jedoch auch, einen solchen Leitungssatz bei anderen elektrischen Geräten zu verwenden. Beim Einsatz in Kraftfahrzeugen könnte der Leitungssatz insbesondere in den Sitzen Anwendung finden. Dabei könnte die Basisschaltung eine Längs- Höhen- und Lehnenverstellung ansteuern, wobei eine Zusatzschaltung die Sitzheizung ansteuert. Ganz in Abhängigkeit von den Wünschen eines Käufers des Kraftfahrzeuges könnte werksseitig ein Leitungssatz zusammengestellt werden, welcher den Zubehörwünschen des Käufers Rechnung trägt.

Des Weiteren ist die eingangs genannte Aufgabe im Hinblick auf ein Verfahren zur Herstellung eines integralen Leitungssatzes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 23 gelöst.

Um Wiederholungen zu vermeiden, sei in Bezug auf die erfinderische Tätigkeit auf die Ausführungen zum integralen Leitungssatz als solchem verwiesen.

Es ist denkbar, einen erfindungsgemäßen integralen Leitungssatz in Kraftfahrzeugen, weißer Ware, wie Küchengroß- und -kleingeraten, brauner Ware, wie Bild- und Tonwiedergabegeräten, zu verwenden, um diese Geräte problemlos mit Grund- und Zusatzfunktionen auszustatten.

Es gibt nun verschiede Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung auf vorteilhafte Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der

Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung zeigt die einzige

Fig. in einer schematischen Ansicht einen integralen Leitungssatz, bestehend aus zwei Leiterplattenschaltungen.

Ausführung der Erfindung

Die einzige Figur zeigt einen integralen Leitungssatz, welcher zwei Leiterplattenschaltungen 1 , 2 umfasst. Die Leiterplattenschaltungen 1 , 2 sind schichtweise übereinanderliegend angeordnet und durch eine Verbindungseinrichtung 3 elektrisch wirkverbunden. Dabei fungiert die Leiterplattenschaltung 1 als Basisschaltung, welche eigenständige Funktionen ausführt. Die Leiterplattenschaltung 2 fungiert als Zusatzschaltung, welche auf den Funktionen aufbauende oder die Funktionen ergänzende Zusatzfunktionen ausführt. Die Leiterplattenschaltung 1 umfasst erste Schnittstellen 4, die mit der Verbindungseinrichtung 3 einzelnen verbunden sind. Die Leiterplattenschaltung 2 umfasst erste Schnittstellen 5, die mit der Verbindungseinrichtung verbunden sind.

Die Leiterplattenschaltung 1 umfasst zweite Schnittstellen 6, die mit nicht gezeigten elektrischen Elementen einzeln verbunden werden können. Die Leiterplattenschaltung 2 umfasst zweite Schnittstellen 7, die mit nicht gezeigten elektrischen Elementen einzeln verbunden werden können.

Die Verbindungseinrichtung 3 ist als Steuergerät ausgebildet und die Leiterplattenschaltungen 1 , 2 umfassen ein Trägermaterial aus einem flexiblen Material. Als flexibles und faltbares Material dient eine metallisch besichtete Folie. Die Leiterplattenschaltungen 1 , 2 sind gefaltet angeordnet und weisen Faltstellen 10 auf.

Die Leiterplattenschaltungen 1 , 2 sind einem biegesteifen Grundmaterial 8 zugeordnet, welches als Auflage dient. Das Grundmaterial 8 ist als Vliesstoff ausgebildet. Das Grundmaterial 8 umfasst Einrichtungen 9 zur Befestigung an einem weiteren Körper. Die Einrichtungen 9 sind als Durchgänge ausgebildet.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.

Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass das zuvor rein willkürlich gewählte Ausführungsbeispiel lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dient, diese jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel einschränkt.