DE102006015632A1

DE102006015632A1 - Schraubvorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Massekontaktes im Kraftfahrzeugbereich

Info

Publication number: DE102006015632A1
Application number: DE200610015632
Authority: DE
Inventors: Heinrich NIEWÖHNER; Michael Heidemann; Eric Heiser
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2007-10-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine zur Herstellung eines Massekontaktes (2) im Kraftfahrzeugbereich vorgesehene Schraubvorrichtung (1). Die Schraubvorrichtung (1) weist zur Fixierung von zumindest einem Massekabel (5) auf einem karosserieseitig angeordneten Gewindebolzen (4) ein Drehmoment erzeugendes Schraubwerkzeug auf, mittels welchem eine Mutter (7) das zumindest eine Massekabel (5) fixierend auf den Gewindebolzen (4) aufgeschraubt werden kann. An der Schraubvorrichtung (1) ist eine Verdrehschutzeinrichtung (8) angeordnet. Die Verdrehschutzeinrichtung (8) weist eine Hülse (12) mit mehreren Aussparungen (14) auf. Während des Aufschraubens der Mutter (7) auf den Gewindebolzen (4) werden die in den Aussparungen (14) angeordneten Massekabel (5) vorübergehend in einer vorbestimmten Lage fixiert und dadurch gegen ein Verdrehen gesichert.

Description

Die Erfindung betrifft eine zur Herstellung eines Massekontaktes im Kraftfahrzeugbereich vorgesehene Schraubvorrichtung, welche zur Fixierung von zumindest einem Massekabel auf einem karosserieseitig angeordneten Gewindebolzen ein ein Drehmoment erzeugendes Schraubwerkzeug aufweist, mittels welchem eine Mutter das zumindest eine Massekabel fixierend auf den Gewindebolzen aufschraubbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.
Elektrische Systeme in Kraftfahrzeugen basieren auf der Zuführung von elektrischem Strom aus einer Fahrzeugbatterie bzw. einem Generator. Dabei wird der Strom über zwei Pole, den Plus-Pol und den Minus-Pol übertragen. Während die Zuführungen der Plus-Leitungen zu jedem Verbraucher einzeln bewerkstelligt werden, wird der Minus-Pol mit der Kraftfahrzeugmasse verbunden und beispielsweise über die Karosserie des Kraftfahrzeuges an nahezu jede beliebige Stelle übertragen. Für den Zugriff der einzelnen Verbraucher auf den Minus-Pol werden karosserieseitig so genannte Massestellen bzw. Massekontaktes eingerichtet, die eine einfache Kontaktierbarkeit gewährleisten.
Im Kraftfahrzeug-Bereich wird für die Verbindung des Minus-Pols mit der Kraftfahrzeug-Masse üblicherweise ein Gewindebolzen beispielsweise mittels Bolzenschweißen, Nieten, Punktschweißen etc. auf der Karosserie bzw. dem Karosserieblech befestigt. Über diesen Gewindebolzen werden dann mehrere Ringkabelschuhe angeordnet, welche mit den von den Verbrauchern kommenden Kabeln, die auf das Masse-Potential gelegt werden sollen, kontaktiert werden. Zur Fixierung der Ringkabelschuhe auf dem Gewindebolzen wird anschließend eine Mutter, mittels einer als Drehmomentschrauber ausgebildeten Schraubvorrichtung auf den Gewindebolzen aufgeschraubt. Derartige Massekontakte werden entweder an geeigneten Stellen über das Kraftfahrzeug verteilt oder aber an einem zentralen Basispunkt, beispielsweise im Motorraum, angeordnet.
Dabei hat es sich als nachteilig erwiesen, dass sich die Massekabel bzw. die auf den Massekabelenden angeordneten Ringkabelschuhe bereits während des Aufschraubens der Mutter auf den Gewindebolzen aufgrund des von der Mutter übertragenden Drehmomentes verdrehen. Durch die hieraus bedingten Lage- und Positionsveränderungen der Massekabel können diese unter Umständen ihre Funktion nicht mehr optimal erfüllen. Hierbei kann es durch eine extreme Verdrehung zu einer Zerstörung, insbesondere einem Reißen der Massekabel kommen. Wenn die Massekabel durch das Verdrehen in Kontakt mit benachbarten elektrischen Geräten geraten, kann es außerdem zu Kurzschlüssen kommen. Außerdem ergibt sich durch das Verdrehen der Kabel ein unüberschaubares Gewirr aus diversen Kabeln, durch welches eine Kontrolle der Kontaktierung der einzelnen Massekabel praktisch nicht möglich ist. Weiterhin werden durch diese Unübersichtlichkeit anfallende Reparatur- und Wartungsarbeiten erheblich behindert werden.
Zur Vermeidung einer Verdrehung der Massekabel bzw. der Ringkabelschuhe während der Montage ist bereits daran gedacht worden, auf den Gewindebolzen eine Verdrehschutzeinrichtung aufzusetzen, welches mehrere Ausnehmungen zur Aufnahme der Massekabel aufweist. Diese als zylinderförmiges Kabelhalteelement ausgebildete Verdrehschutzeinrichtung ist oben offen und weist einen Boden mit einer mittigen Bohrung auf, welche vorzugsweise einen Durchmesser besitzt, der auf den Außenumfang des Gewindebolzens abgestimmt ist. Nach dem Aufsetzen der Verdrehschutzeinrichtung auf den Schaft des Gewindebolzens werden die Massekabel der einzelnen Verbraucher in diese Ausnehmungen eingefädelt. Anschließend werden die Massekabel bzw. die Verdrehschutzeinrichtung durch eine Mutter auf dem Gewindebolzen fixiert und gegen eine Verdrehung gesichert. Das Aufschrauben der Mutter auf den Gewindebolzen erfolgt ebenfalls mittels einer eingangs erwähnten Schraubvorrichtung, beispielsweise mittels eines druckluftbetätigten Drehmomentschraubers.
Hierbei erweist es sich als besonders nachteilig, dass der Verdrehschutz für die Massekabel durch eine zusätzliche Kosten verursachende Zusatzeinrichtung realisiert wird. Weiterhin sind zusätzliche zeit- und kostenaufwändige Arbeitsschritte, wie beispielsweise die Montage des Zusatzbauteiles und das manuelle Einfädeln der Massekabel in die Ausnehmungen des Zusatzbauteiles, erforderlich.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine verbesserte Verdrehschutzeinrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung zu stellen. Dabei soll insbesondere der Kosten- und der Montageaufwand reduziert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Schraubvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst mit einem Schraubverfahren mit den Maßnahmen des Patentanspruchs 11.
Erfindungsgemäß ist also eine Schraubvorrichtung zur Herstellung eines Massekontaktes im Kraftfahrzeugbereich vorgesehen, wobei an der Schraubvorrichtung eine Verdrehschutzeinrichtung angeordnet ist, welche das Massekabel während des Aufschraubens der Mutter auf den Gewindebolzen vorübergehend in einer vorbestimmten Lage fixiert. Hierdurch wird die Übertragung des Drehmomentes der Mutter auf das Massekabel wirksam verhindert, so dass sich das vor dem Aufschraubvorgang in einer vorbestimmten Lage angeordnete Massekabel auch nach dem Aufschrauben der Mutter noch in dieser vorbestimmten Lage befindet. Hierdurch kann eine Zerstörung des Massekabels und ein Kontakt mit benachbarten elektrischen Geräten, sowie hieraus resultierende Kurzschlüsse, verhindert werden. Durch die Anordnung des Verdrehschutzes direkt an die Schraubvorrichtung kann der Kosten- und Montageaufwand, insbesondere im Vergleich zum Stand der Technik erheblich reduziert werden, da lediglich ein Zusatzbauteil für die Schraubvorrichtung und nicht jeweils ein Zusatzbauteil für jeden Massekontakt erforderlich sind.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch geschaffen, dass die Verdrehschutzeinrichtung eine das Schraubwerkzeug zumindest teilweise aufnehmende Hülse aufweist. Hierdurch wird eine kompakte Baueinheit geschaffen, welche auch bei beengten räumlichen Verhältnissen einsetzbar ist.
Dabei erweist es sich aus fertigungstechnischen Gründen als besonders zweckmäßig, dass eine Mittelachse der Hülse konzentrisch zu einer Drehachse des Schraubwerkzeuges angeordnet ist. Hierdurch wird ein über den Umfang der Hülse gleich bleibender Abstand zwischen dem sich um die Drehachse bewegenden Schraubwerkzeug und der das Schraubwerkzeug umgebenden und sich nicht mitdrehenden Hülse gewährleistet.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich auch dadurch, dass in einem Stirnbereich der Hülse zumindest eine Aussparung zur Aufnahme und Fixierung des Massekabels vorgesehen ist. Hierbei wird auf eine verblüffend einfache und kostengünstige Art und Weise eine Halteeinrichtung für das Massekabel zur Verfügung gestellt, welche das Massekabel einerseits wirksam an einem Verdrehen hindert und andererseits das Kabel nicht die Funktion beeinträchtigend beschädigt.
Eine weitere besonders zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch geschaffen, dass die Hülse mehrere Aussparungen zur Aufnahme von jeweils einem oder mehreren Massekabeln aufweist, wobei die Aussparungen auf dem Umfang der Hülse gleich verteilt angeordnet sind. Durch die Gleichverteilung der Aussparungen auf dem Umfang der Hülse wird eine gute Übersichtlichkeit des Massekontaktes gewährleistet, durch welche die Überprüfung der Kontaktierung nach der Montage ohne Problem durchführbar ist und auch Wartungs- und Reparaturarbeiten nicht behindert werden.
Nach einer anderen kostengünstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Verdrehschutzeinrichtung eine Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Fixierung an der Schraubvorrichtung aufweist. Hierdurch lassen sich bereits vorhandene Schraubvorrichtungen leicht und problemlos mit der Verdrehschutzeinrichtung nachrüsten, wodurch insbesondere die Kosten erheblich reduziert werden.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die Hülse verschiebbar auf einem Führungsabschnitt der Verdrehschutzeinrichtung gelagert ist. Durch die Verschiebbarkeit lässt sich die Verdrehschutzeinrichtung an unterschiedliche Einsatzorte bzw. unterschiedliche Bauteillängen, insbesondere des Gewindezapfens und der Mutter anpassen.
Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Hülse lösbar auf dem Führungsabschnitt fixiert. Hierdurch können unterschiedlich ausgebildete Hülsen, welche sich beispielsweise durch die Größe und Anzahl der Aussparungen in der Hülse unterscheiden, auf dem Führungsabschnitt fixiert werden.
Dabei erweist es sich als besonders praxisnah, wenn eine Kulissenführung zur verschiebbaren Befestigung der Hülse auf dem Führungsabschnitt vorgesehen ist. Durch die Ausbildung und Länge der in die Hülse angeordneten Kulissenöffnung wird der Verschiebeweg definiert und begrenzt.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass die Hülse gegen die Kraft einer auf dem Führungsabschnitt gelagerten Feder von einer Ruhestellung in eine Funktionsstellung verschiebbar ist. Hierbei wird die Hülse der an der Schraubvorrichtung angeordneten Verdrehschutzeinrichtung derart über der auf dem Gewindezapfen angeordneten Mutter angeordnet, dass die Stirnseite der Hülse in Kontakt mit dem den Gewindezapfen umgebenen Ka rosserieblech gelangt und die zu fixierenden Massekabel in den dafür vorgesehenen Aussparungen angeordnet sind. Erst wenn dies der Fall ist wird eine Druckkraft auf die Verdrehschutzeinrichtung ausgeübt, in Folge welcher sich das Schraubwerkzeug durch eine Relativbewegung zwischen Führungsabschnitt und Hülse in eine Funktionsstellung bewegt. Das Schraubwerkzeug umschließt die Mutter und kann diese auf den Gewindebolzen aufschrauben. Nach dem Aufschraubvorgang wird die Hülse durch die Kraft der Feder wieder in die Ausgangslage bzw. Ruhestellung überführt.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung;
2 einen mit der erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung hergestellten Massekontakt;
3 eine erfindungsgemäße Schraubvorrichtung mit einer Verdrehschutzeinrichtung in einer Funktiorsstellung.
1 zeigt eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung 1, zur Herstellung eines Massekontaktes 2 und die 2 einen mit der erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung 1 hergestellten Massekontakt 2. Der Massekontakt 2 weist einen auf einem Blech 3, welches beispielsweise als Karosserieblech ausgebildet ist, angeordneten Gewindebolzen 4 auf. Zur Herstellung dieses Massekontaktes 2 werden mehrere Massekabel 5, deren Enden vorzugsweise mit Ringkabelschuhen 6 ausgestattet sind auf dem Gewindebolzen 4 angeordnet. Zur Fixierung der Massekabel 5 bzw. der Ringkabelschuhe 6 wird auf den Gewindebolzen 4 mittels der Schraubvorrichtung 1 bzw. eines nicht dargestellten Schraubwerkzeuges der Schraubvorrichtung 1 eine Mutter 7 aufgeschraubt. An der Schraubvorrichtung 1 ist eine Verdrehschutzeinrichtung 8 mittels einer Befestigungsvorrichtung 9 und zwei Schrauben 10 lösbar fixiert. Die Verdrehschutzeinrichtung 8 weist weiterhin eine auf einem Führungsabschnitt 11 verschiebbar gelagerte Hülse 12 auf, welche in einem dem Massekontakt 2 zugewandten Stirnbereich 13 mehrere Aussparungen 14 zur Aufnahme der Massekabel 5 aufweist. Mittels einer auf dem Rohrabschnitt 11 gelagerten Feder 15 wird eine Kraft F erzeugt, welche auf die Hülse 12 wirkt. Die verschiebliche Lagerung der Hülse 12 auf dem Rohrabschnitt 11 erfolgt mittels einer Kulissenführung 16. In der Hülse 12 ist ein in der 1 nicht dargestelltes und ein Drehmoment erzeugendes Schraubwerkzeug angeordnet, mittels welchem die Mutter 7 auf dem Gewindebolzen 4 aufgeschraubt werden kann. Die Verdrehschutzeinrichtung 8 bzw. die Hülse 12 befindet sich in der in 1 gezeigten Darstellung in einer Ruhestellung, während die 3 die Verdrehschutzeinrichtung 8 bzw. die Hülse 12 in einer Funktionsstellung abbildet. Während des Aufschraubvorganges werden die Massekabel 5 durch die Aussparungen 14 der Hülse 12 in ihrer definierten Sollposition bzw. Lage festgehalten und gegen ein Verdrehen gesichert.

1: Schraubvorrichtung
2: Massekontakt
3: Blech
4: Gewindebolzen
5: Massekabel
6: Ringkabelschuh
7: Mutter
8: Verdrehschutzeinrichtung
9: Befestigungsvorrichtung
10: Schraube
11: Führungsabschnitt
12: Hülse
13: Stirnbereich
14: Aussparung
15: Feder
16: Kulissenführung

Claims

Eine zur Herstellung eines Massekontaktes (2) in einem Kraftfahrzeug vorgesehene Schraubvorrichtung (1) weist zur Fixierung von zumindest einem Massekabel (5) mittels eines Gewindebolzen (4) ein ein Drehmoment erzeugendes Schraubwerkzeug auf, mittels welchem durch Verschraubung das Massekabel (5) fixiert auf den Gewindebolzen (4) aufschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schraubvorrichtung (1) eine Verdrehschutzeinrichtung (8) angeordnet ist, welche das Massekabel (5) während des Aufschraubens auf den Gewindebolzen (4) in einer vorbestimmten Lage fixiert.
Schraubvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehschutzeinrichtung (8) eine das Schraubwerkzeug zumindest teilweise aufnehmende Hülse (12) aufweist.
Schraubvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelachse der Hülse (12) konzentrisch zu der Drehachse des Schraubwerkzeuges angeordnet ist.
Schraubvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Stirnbereich (13) der Verdrehschutzeinrichtung (8) zumindest eine Aussparung (14) zur Aufnahme und Fixierung des Massekabels (5) vorgesehen ist.
Schraubvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehschutzeinrichtung (8) mehrere Aussparungen (14) zur Aufnahme von jeweils einem oder mehreren Massekabeln (5) aufweist, wobei die Aussparungen (14) auf dem Umfang der Hülse (12) verteilt angeordnet sind.
Schraubvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehschutzeinrichtung (8) eine Befestigungsvorrichtung (9) zur lösbaren Fixierung an der Schraubvorrichtung (1) aufweist.
Schraubvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) verschiebbar auf einem Führungsabschnitt (11) der Verdrehschutzeinrichtung (8) gelagert ist.
Schraubvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) lösbar auf dem Führungsabschnitt (11) fixiert ist.
Schraubvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kulissenführung (16) zur verschiebbaren Befestigung der Hülse (12) auf dem Führungsabschnitt (11) vorgesehen ist.
Schraubvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) gegen die Kraft einer auf dem Führungsabschnitt (11) gelagerten Feder (15) von einer Ruhestellung in eine Funktionsstellung verschiebbar ist.
Verfahren zum Herstellen eines Massekontaktes (2) in einem Kraftfahrzeug mittels einer Schraubvorrichtung (1) wobei zur Fixierung von zumindest einem Massekabel (5) mittels eines Gewindebolzen (4) mit einem ein Drehmoment erzeugenden Schraubwerkzeug das Massekabel (5) fixiert auf den Gewindebolzen (4) aufgeschraubt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Schraubvorrichtung (1) während des Aufschraubens eine Verdrehschutzeinrichtung (8) über dem Massekabel (5) gehalten wird, mittels der. das Massekabel (5) während des Aufschraubens auf den Gewindebolzen (4) in einer vorbestimmten Lage fixiert wird.