DE10100832A1 - Elektrischer Masseanschluss - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Masseanschluß zur Befestigung an einem Blechteil, z. B. einer Autokarosserie, mit einem an dem Blechteil anschweißbaren Gewindebolzen und einer als Abdeckung dienenden aufgeschraubten Hutmutter, die als Kunststoffspritzteil aus einem leitfähigem Kunststoff gebildet ist und deren Innengewinde gegenüber dem Bolzengewinde mit einem Untermaß versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Masseanschluss zur Befestigung an ei­ nem Blechteil, z. B. einer Autokarosserie oder einem Blechgehäuse, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein elektrischer Masseanschluss besteht aus einem an dem Blechteil anschweiß­ baren Gewindebolzen und einer aufgeschraubten, das Bolzengewinde vollständig abdeckenden Hutmutter. Anschweißbare Gewindebolzen mit einem Außengewin­ de werden bevorzugt dort verwendet, wo eine entsprechende Befestigungsmög­ lichkeit nicht anders oder nicht in der gleichen Kürze der Zeit einer Schweißung mit vergleichbaren Eigenschaften anbringbar ist. Ein derartiger Schweißbolzen kann einerseits als Befestigungs- und Verbindungsmöglichkeit für unterschiedli­ che Materialien und andererseits als Masseanschluss, meist in Verbindung mit einem Kabelschuh zur Erdung entsprechender Aggregate in einem Kraftfahrzeug, dienen.

Aus der EP 0 640 404 B1 ist ein derartiger Masseanschluss bekannt, der eine Ab­ deckkappe aus Metall aufweist. Diese als Hutmutter ausgebildete Abdeckkappe wird auf dem Gewindebolzen vor dem eigentlichen Schweißvorgang aufge­ schraubt und dient während dem Lackiervorgang der Karosserie des Kraftfahr­ zeugs als Lackierschutz für den Gewindebolzen, so daß dieser nach Abnahme der Abdeckkappe noch eine elektrisch leitende Fläche bietet, mit der nachfolgend ein Kabelschuh oder dergleichen in Verbindung gebracht wird. Bei dem aus diesem Stand der Technik bekannten Masseanschluss kann bereits beim Vorgang des Bolzenschweißens der Schweißstrom über die metallische Abdeckkappe in das Gewinde des Gewindebolzens eingeleitet werden.

Durch die Verwendung einer Metallkappe wird für den nachfolgenden Einsatz als Masseanschluss ein größerer Leitungsquerschnitt erzielt, der demzufolge eine geringere Spannung für den Stromfluß benötigt.

Im Zuge weiterer Gewichtsreduzierungen im Kraftfahrzeugbereich ist es erstre­ benswert, Bauteile durch funktionsgleiche Bauteile zu ersetzen, mit denen eine Gewichtseinsparung erzielt werden kann.

Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Masseanschluss zur Befestigung an einem Blechteil einer Autokarosserie mit ei­ nem Gewinde- bzw. Schweißbolzen und einer auf diesem angebrachten Abdeck­ kappe zu bewerkstelligen, der im Vergleich zum aus dem Stand der Technik be­ kannten Ausführungen eine Gewichtsreduzierung gestattet.

Gelöst wird diese Aufgabe nach den Merkmalen des Anspruchs 1.

Somit stellt der elektrische Masseanschluss gemäß der vorliegenden Erfindung eine Abdeckkappe in der Form einer Hutmutter zur Verfügung, die als Kunststoff­ spritzteil aus einem leitfähigen Kunststoff gebildet ist. Hierbei ist das Innenge­ winde dieser Hutmutter gegenüber dem Bolzengewinde des Schweißbolzens mit einem gewissen Untermaß ausgestattet, um eine Selbsthemmung zu gewährleis­ ten.

Durch die aus Kunststoff gespritzte Hutmutter wird zunächst die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, bei dem betreffenden Bauteil eine Gewichtseinspa­ rung zu erzielen, erfüllt, da normalerweise Kunststoff leichter als Metall ist. Auf­ grund der Verwendung eines leitenden Kunststoffs geht dabei der notwendige Effekt der elektrischen Leitfähigkeit der Hutmutter nicht verloren, der, wie nach­ stehend näher erläutert wird, bei angeschlossener Masseleitung von besonderer Bedeutung ist. Um im Vergleich zu einer Abdeckkappe aus Metall trotzdem einen ausreichenden Leitungsquerschnitt für den anschließenden Einsatz als Massean­ schluss zur Verfügung zu stellen, ist der Kunststoff der Hutmutter mit einge­ schlossenen Metallfäden versehen, die sich auf bekannte Art und Weise beim Spritzgießen in die Kunststoffmasse einbringen lassen. Hierbei erzeugt das Un­ termaß, mit dem die Hutmutter auf den Bolzen aufgeschraubt wird, eine vollstän­ dig anliegende Kontaktfläche zwischen dem Innengewinde der Hutmutter und dem Bolzengewinde, was zur Erhöhung des Leitungsquerschnitts erheblich bei­ trägt, wobei der Massestrom neben der direkten Einleitung in den Sockel des Ge­ windebolzens von dem Kabelschuh zusätzlich in die Hutmutter über das Innen- und Bolzengewinde in den Gewindebolzen zu fließen vermag.

Darüber hinaus weist die Hutmutter einen runden Flansch auf, der auf einem run­ den Sockel des Gewindebolzens zur Auflage kommt. Hierbei soll gemäß der Er­ findung der Durchmesser des Flansches den Durchmesser des Sockels nicht über­ schreiten, vorzugsweise jedoch im wesentlichen identisch sein. Auf diese Weise ist stets gewährleistet, daß einerseits der Flansch gänzlich durch die Hutmutter abgedeckt ist und daher beim Lackieren nicht mit einem später die Masseverbin­ dung beeinträchtigenden Lacküberzug am Rande versehen werden kann. Anderer­ seits bleibt der Sockel des Gewindebolzens, der eine zylindrische Oberfläche bie­ tet, gut zugänglich für eine elektrischen Anschluß zur Einleitung des Schweiß­ stroms beim Setzen des Masseanschlusses, wozu normalerweise zangenartige Werkzeuge verwendet werden, die den Sockel stramm umfassen und damit prak­ tisch keinen Übergangswiderstand von dem Setzwerkzeug zum Sockel bieten.

Zweckmäßig weist dabei der Sockel axial eine solche Erstreckung auf, daß eine ausreichend große Kontaktfläche für den Anschluß des Kontaktelementes des Setzwerkzeugs zur Einleitung des Schweißstroms gegeben ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Massenanschlusses ge­ mäß der Erfindung weist die Stirnfläche des Flansches eine im wesentlichen leicht konkave Form auf, so daß sich bei aufgeschraubter Hutmutter zwischen dieser Stirnfläche und der gegenüberliegenden Stirnfläche des Sockels des Gewindebol­ zens eine ausreichend dichte Verbindung ausbildet. Hierdurch soll einerseits ver­ hindert werden, daß beim Lackiervorgang Farbe zwischen die Stirnflächen ein­ dringen kann und so die elektrische Kontaktfläche dieser Stirnfläche für den spä­ teren bestimmungsgemäßen Einsatz reduziert. Andererseits soll nach dem La­ ckiervorgang ein Lösen der Abdeckkappe nicht unnötig erschwert werden, wenn diese zum Einführen eines Kabelschuhs oder dergleichen zwischen die beiden Stirnflächen leicht aufgeschraubt werden muss.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Hutmutter an ihrem dem Flansch abgewandten Ende eine Zentrierspitze und zumindest teilweise eine sol­ che Mantelfläche auf, daß die Gesamtanordnung aus Gewindebolzen und voll­ ständig aufgeschraubter Hutmutter als Einheit von einem Werkzeugautomaten gefördert, zu dem Blechteil geführt und dort mit diesem verschweißt werden kann.

Es wird deutlich, daß durch die Verwendung von Kunststoff als Material für die Hutmutter eine Gewichtsreduzierung erzielt werden kann. Darüber hinaus gehen mit einer Hutmutter aus Kunststoff geringere Herstellungskosten einher.

Die vorliegende Erfindung soll anhand eine in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt die einzige

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht des elektrischen Massean­ schlusses gemäß der Erfindung.

Fig. 1 gibt eine schematische Darstellung des elektrischen Masseanschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung wieder, wobei lediglich die Hutmutter 2 im Querschnitt wiedergegeben ist.

Der elektrische Masseanschluss zur Befestigung an einem Blechteil, beispielswei­ se einer Autokarosserie, besteht aus einem Gewindebolzen 1, der an diesem Blechteil anschweißbar ist, und aus einer auf dem Gewindebolzen 1 aufge­ schraubten Hutmutter 2. Die Hutmutter 2 ist dabei so ausgebildet, daß sie im auf­ geschraubten Zustand das Bolzengewinde 3 des Gewindebolzens 1 vollständig abdeckt, um als Schutz für einen Lackiervorgang zu dienen.

Die Hutmutter 2 weist darüber hinaus einen Flansch 4 auf, der auf einem runden Sockel 5 des Gewindebolzens 1 zur Auflage kommt.

Wie zu erkennen ist, ist der Durchmesser des Flansches 4 mit dem Durchmesser des Sockels 5 identisch.

Die Hutmutter 2 ist als Kunststoffspritzteil ausgebildet, wobei der Kunststoff da­ durch leitfähig ist, daß in ihm (in der Fig. 1 nicht dargestellte) Metallfäden in zu­ fälliger Verteilung eingeschlossen sind.

Das Innengewinde 6 der Hutmutter 2 ist mit einem Untermaß gegenüber dem Bolzengewinde 3 vorgeformt, so daß die Hutmutter 2 im aufgeschraubten Zustand eine über die Verformbarkeit des Kunststoffmaterials erzielbare Selbsthemmung ausbildet. Dies ist notwendig, da die Hutmutter 2 später im Betrieb des Kraftfahr­ zeugs weiter als Abdeckung beibehalten wird. Durch die Selbsthemmung ist ein Lösen infolge der in dem Kraftfahrzeug immanenten Schwingungen ausgeschlos­ sen. Darüber hinaus wird durch die dadurch sich ausbildende direkte Kontaktflä­ che zwischen dem Innengewinde 6 und dem Bolzengewinde 3 ein erhöhter Lei­ tungsquerschnitt des Masseanschlusses erzeugt.

Die Stirnfläche 7 des Flansches 4 der Hutmutter 2 weist gegenüber der Stirnfläche 8 des Sockels 5 des Gewindebolzens 1 eine konkave Form auf. Über eine solche Ausgestaltung wird an der Verbindungsstelle zwischen dem Flansch 4 und dem Sockel S eine ausreichende Dichtwirkung erzielt, so daß beim Lackiervorgang ein Eindringen von Farbe auf die elektrisch leitende Stirnfläche 8 des Sockels 5 aus­ geschlossen ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Masseanschlusses der Erfindung weist die Hutmutter 2 eine Zentrierspitze 9 auf, so daß ein Positionie­ ren über entsprechende Bestückungsautomaten beim Setzen des elektrischen Mas­ seanschlusses bzw. des Gewindebolzens 1 ermöglicht wird. Darüber hinaus weist die Mantelfläche 10 dieser Hutmutter 2 zumindest eine solche Ausgestaltung auf, daß sie von einem formkomplementären Werkzeug greifbar ist. Beispielsweise kann die Mantelfläche 10 hierzu als Vierkant, Sechskant oder dergleichen aus­ gestaltet werden. Zusammen mit der Zentrierspitze 9 gestattet eine dementspre­ chend ausgebildete Mantelfläche 10 die Zuführung über entsprechende Werk­ zeugautomaten, die vorzugsweise gleichzeitig den Schweißstrom über den Sockel S des Gewindebolzens 1, der hierfür eine ausreichende axiale Erstreckung auf­ weist, beim Setzen bereitstellen, so daß eine hohe Prozeßökonomie erzielbar ist.

Demzufolge erfüllt die Hutmutter 2 gemäß der Erfindung drei wesentliche Funk­ tionen, nämlich zum einem als Abdeckungsschutz beim Lackiervorgang, zum anderen als Befestigungsmittel für einen zwischen der Hutmutter 2 und dem So­ ckel 5 des Gewindebolzens 1 einzusetzenden Leitungsanschluss, beispielsweise eines Kabelschuhs, und des weiteren als Greifkörper beim automatisierten Setzen des elektrischen Masseanschluss zu dienen.

Bezugszeichenliste

1

Gewindebolzen

2

Hutmutter

3

Bolzengewinde

4

Flansch

5

Sockel

6

Innengewinde

7

Stirnfläche Flansch

8

Stirnfläche Sockel

9

Zentrierspitze

10

Mantelfläche

Claims (8)

1. Elektrischer Masseanschluss zur Befestigung an einem Blechteil, z. B. ei­ ner Autokarosserie oder einem Blechgehäuse, mit einem an dem Blechteil anschweißbaren Gewindebolzen und einer aufgeschraubten, das Bolzen­ gewinde vollständig abdeckenden Hutmutter, die mit einem runden Flansch an einem runden Sockel des Bolzens anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hutmutter (2) durch ein Kunststoffspritzteil aus leitfähigem Kunststoff gebildet ist, das ein mit Untermaß gegenüber dem Bolzenge­ winde (3) vorgeformtes Innengewinde (6) aufweist und der Durchmesser des Flansches (4) den Durchmesser des Sockels (5) nicht überschreitet.

2. Masseanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Flansches (4) im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Sockels (5) ist.

3. Masseanschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (8) des Flansches (4) eine konkave Form aufweist.

4. Masseanschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfähigkeit des Kunststoffs durch eingeschlossene Metallkörper geschaffen ist.

5. Masseanschluss nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkörper als Metallfäden ausgebildet sind.

6. Masseanschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hutmutter (2) an ihrem dem Flansch (4) abgewandten Ende mit einer Zentrierspitze (9) versehen ist.

7. Masseanschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hutmutter (2) zumindest teilweise eine solche Mantelfläche (10) aufweist, die von einem formkomplementären Werkzeug greifbar ist.

8. Masseanschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (5) des Bolzens zur Ausbildung einer Kontaktfläche für die Einleitung des Schweißstroms eine ausreichende axiale Erstreckung aufweist.