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Die
Erfindung betrifft ein Fixierelement zur lösbaren Befestigung eines elektrischen
Anschlusses an einem Massebolzen in einer Fahrzeugkaroserie.
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Zur
Darstellung einer definierten elektrischen Masse für Aggregate,
Einbauteile etc. in einer Fahrzeugkarosserie (und somit zur Zusammenführung der
elektrischen Rückleitungen über die
Karosserie) sind Fahrzeugkarosserien mit so genannten elektrischen
Massebolzen ausgestattet. Dies sind Massebolzen, die – mit einer
Mutter bestückt – in der
Rohbau-Karosserie angebracht, insbesondere angeschweißt werden.
Bei der Lackierung der Rohkarosserie deckt die auf den Massebolzen
aufgeschraubte Mutter einen Teil des Massebolzens ab; auf diese Weise
soll sichergestellt werden, dass der von der Mutter bedeckte Teil
des Massebolzens während
des Lackiervorgangs frei von Farbe bleibt und in diesem Kontaktbereich
ein guter elektrischer Kontakt zur Karosserie hergestellt werden
kann. Im Anschluss an die Lackierung wird die Mutter abgeschraubt,
um den geschützten
Kontaktbereich freizugeben, auf den dann im Zuge der Montage ein
Fixierelement aufgeschraubt wird, das den zu verbindenden elektrischen Anschluss
am Massebolzen befestigt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fixierelement vorzuschlagen,
das eine besonders einfache und kostengünstige Befestigung eines elektrischen
Anschlusses an einem Massebolzen ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach
umfasst der elektrische Anschluss einen ringförmigen Kabelschuh, der unverlierbar
mit dem Fixierelement verbunden ist. Insbesondere kann der Kabelschuh über eine
Bördelverbindung
drehbar am Fixierelement befestigt sein. Anstelle zweier separater
Bauteile (Fixierelement und Kabelschuh), die herkömmlicherweise
auf das Gewinde des Massebolzens aufgefädelt bzw. aufgeschraubt werden müssen, braucht
hier nur noch ein einziges Element (Fixierelement mit daran befestigtem
Kabelschuh) mit dem Massebolzen verbunden werden. Dadurch wird die
Montage erleichtert.
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Vorzugsweise
ist der Kabelschuh in einer solchen Weise mit dem Fixierelement
verbunden, dass ein Bereich des Fixierelements den Kabelschuh in
einer solchen Weise umgreift, dass der Kabelschuh gegenüber dem
Innengewinde des Fixierelements abgeschirmt ist. Das hat zur Folge,
dass keine Verschmutzungen, Lackreste etc. vom Gewinde des Fixierelements
auf die Kontaktfläche
zwischen Fixierelement und Kabelschuh gelangen können und somit – unabhängig von
solchen Verschmutzungen – immer
ein guter Kontakt zwischen diesen beiden Elementen sichergestellt
ist. Ein solches Fixierelement kann auf einen lackierten Massebolzen
aufgeschraubt werden, ohne dass dieser – wie herkömmlicherweise üblich – während der
Lackierung mit einem Lackierschutz versehen werden muss, der den Kontaktbereich
des Massebolzen vor einer Lackbenetzung schützt. Das ist von großem Vorteil,
da der herkömmlicherweise
verwendete Lackierschutz während
der Lackierung erfahrungsgemäß durch eindringende
Farbe unterwandert werden kann, was einen zusätzlichen Aufwand zur Folge
hat, da ein derart verunreinigter Kontaktbereich mechanisch nachgearbeitet
werden muss, um die elektrische Leitfähigkeit wiederherzustellen.
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Wird
das erfindungsgemäße Fixierelement auf
einen lackierten Massebolzen aufgeschraubt, so schabt das Innengewinde
des Fixierelements den Lack von dem Gewinde des Massebolzens ab
und stellt somit einen niederohmigen Kontakt zwischen dem elektrisch
leitfähigen
Fixierelement und dem Massebolzen sicher. Der dabei entstehende
Lackabrieb wird aus diesem Verbindungsbereich herausgedrängt, kann
jedoch – aufgrund
der unverlierbaren Anbindung des Kabelschuhs an das Fixierelement – nicht
in den Kontaktbereich zwischen Kabelschuh und Fixierelement geraten.
Auf diese Weise wird auf einfache Weise ein guter elektrischer Kontakt
zwischen dem Massebolzen, dem Fixierelement und dem elektrischen
Anschluss sichergestellt. Beim Befestigen des Fixierelements auf
dem Massebolzen wird der Kabelschuh dabei zwischen einer Stirnfläche des
Fixierelements und einer Deckfläche
des Massebolzens verdrehsicher eingeklemmt. Um dies zu erreichen,
kann eine Unterseite des Kabelschuhs und/oder die Deckfläche des
Massebolzens mit einer Oberflächenstrukturierung
(z.B. einer Riffelung) versehen sein, die ein Verdrehen des Kabelschuhs
gegenüber
dem Massebolzen beim Anziehen des Fixierelements verhindert.
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Üblicherweise
wird der Massebolzen vor dem Einschweißen in die Karosserie mit einer
Antikorrosionsbeschichtung, beispielsweise einer Beschichtung auf
Zink- oder Zinnbasis, versehen. Eine solche metallische Beschichtung
wird beim Aufschrauben des Fixierelements – bei dem nur die Lackbeschichtung
des Gewindes abgetragen wird – nicht verletzt,
so dass in Zusammenbaulage des Fixierelements mit dem Massebolzen
in der lackierten Fahrzeugkarosserie ein wirksamer Korrosionsschutz des
Massebolzens gewährleistet
ist. Durch die feste Verschraubung des Fixierelements mit dem Massebolzen
wird außerdem
ein zusätzlicher
Korrosionsschutz des elektrischen Kontaktbereichs auf dem Massebolzen
bewirkt.
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Zur
Aufnahme des beim Aufschrauben auf einen lackierten Massebolzen
entstehenden Lackabriebs kann das Gewinde des Fixierelements mit
(mindestens) einer Nut versehen sein, die vorzugsweise parallel
zur Symmetrieachse des Fixierelements verläuft. Der Abrieb wird in dieser
Nut aufgefangen und kontrolliert abgeführt. Aus fertigungstechnischen
und funktionalen Gründen
sind weiterhin zweckmäßigerweise
mehrere Nuten vorgesehen, die symmetrisch auf dem Innen- bzw. Außengewinde
angeordnet sind. Solche Nuten können
besonders einfach und kostengünstig,
beispielsweise durch Räumen,
in herkömmliche
Bolzen- bzw. Mutterngewinde eingebracht werden. Alternativ bzw.
zusätzlich
kann das Gewinde des Massebolzens mit eine parallel zur Symmetrieachse
verlaufenden Nut versehen sein, die den Lackabrieb aufnimmt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf dem Massebolzen
mindestens eine Nut zur Aufnahme des Lackabriebs vorgesehen, die weiterhin
zur Winkelfixierung des Kabelschuhs verwendet wird. Hierzu ist der
drehbar am Fixierelement befestigte Kabelschuh im Bereich seiner
inneren Ausnehmung mit einer Nase versehen, die in die Nut des Massebolzens
eingreift. Wird im Zuge der Montage das Fixierelement auf den Massebolzen
aufgeschraubt, so wird die Winkelausrichtung des Kabelschuh durch
die Orientierung der Nase gegenüber der
Nut des Massebolzens bestimmt; durch Festschrauben des Fixierelements
wird der Kabelschuh in dieser Lage fixiert. Der Kabelschuh kann
somit ohne zusätzliche
Maßnahmen
reproduzierbar in einer definierten Winkellage auf dem Massebolzen montiert
werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels
erläutert.
Dabei zeigen
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1 ein Fixierelement zur Fixierung eines elektrischen
Anschlusses an einem Massebolzen in einer Fahrzeugkarosserie ...
- 1a in einer perspektivischen
Darstellung;
- 1b in einer Aufsicht;
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2 eine
Schnittdarstellung des Fixierelements und des Massebolzens;
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3 eine Detaildarstellung (Schnittdarstellung)
des Massebolzens der Massekontaktanordnung ...
- 3a ...
vor Aufschrauben eines Fixierelements;
- 3b ... nach Aufschrauben des Fixierelements;
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4 eine
Explosivdarstellung des Fixierelements und des Massebolzens in einer
alternativen Ausgestaltung;
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5 eine alternative Gestaltung der Anbindung
des elektrischen Anschlusses an das Fixierelement:
- 5a perspektivische Ansicht des Kabelschuhs;
- 5b Schnittansicht des Zusammenbaus aus Kabelschuh
und Fixierelement;
- 5c Aufsicht auf ein gestanztes Bauteil, aus dem
durch Biegeverformung der Kabelschuh der 5a geformt
wird.
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2 zeigt
in einer Schnittdarstellung einen Bereich einer Fahrzeugkarosserie 1,
in dem eine Massekontaktierung, d.h. eine elektrische Anbindung eines
elektrischen Anschlusses 12 an die Karosserie 1 vorgesehen
ist. Die zugehörige
Massekontaktanordnung 2 umfasst einen Massebolzen 3 mit
einem Außengewinde 4 und
ein Fixierelement 8 in Form einer Gewindemutter 9 mit
einem Innengewinde 10, welches dem Außengewinde 4 des Bolzens 3 in
einer solchen Weise angepasst ist, dass das Fixierelement 8 auf
den Bolzen 3 aufgeschraubt werden kann. Der elektrische
Anschluss 12 umfasst ein Kabel 14, das endseitig
mit einem ringförmigen
Kabelschuh 13 aus einem metallischen Werkstoff versehen
ist, der seinerseits unverlierbar mit dem Fixierelement 8 verbunden
ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Kabelschuh 13 über
eine Bördelverbindung 34 drehbar
an dem Fixierelement 8 befestigt.
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Der
Massebolzen 3 umfasst einen Fußbereich 11, in dem
er (beispielsweise mittels Bolzenschweißen) an der Fahrzeugkarosserie 1 angeschweißt ist.
Im Fußbereich 11 ist
der Massebolzen 3 mit einem ringförmig umlaufenden Teller 5 versehen. Sowohl
der Massebolzen 3 als auch das Fixierelement 8 bestehen – zumindest
im Bereich ihrer Gewinde 4, 10 – aus einem
metallischen (d.h. elektrisch leitfähigen) Werkstoff und sind mit
einer Antikorrosionsbeschichtung versehen.
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Die
Karosserie 1 wurde einem Lackierungsprozess unterzogen,
weswegen der Massebolzen 3 und der ihn umgebende Oberflächenbereich 6 der Karosserie 1 mit
einer Lackschicht 7 überzogen
ist (siehe die Detaildarstellung der 3a). Diese
Lackschicht 7 stellt eine elektrische Isolationsschicht
dar und muss daher – zumindest
bereichsweise – entfernt
werden, um den elektrischen Anschluss 12 niedrigohmig an
den als Massebolzen dienenden Massebolzen 3 (und somit
an die Karosserie 1) anzuschließen. Das Abtragen der Lackschicht 7 erfolgt durch
Aufschrauben des Fixierelements 8 auf den Massebolzen 3;
dabei wird durch das Innengewinde 10 des Fixierelements 8 Lack 7 vom
Massebolzen 3 abgeschabt. Dies erfolgt in einer solchen
Weise, dass unter der Last der Aufschraubbewegung die Lackschicht 7 von
den Unterseiten 15 der Gewindegänge des Bolzengewindes 4 verdrängt bzw. abgeschabt
wird, so dass diese Unterseiten 15 lackfrei (blank) werden
(siehe die Detailansicht der 3b). Zwischen
diesen lackfreien Unterseiten 15 des Bolzengewindes 4 und
den ihnen gegenüberliegenden Oberseiten 16 des
Fixierelement-Innengewindes 10 wird daher ein niedrigohmiger
elektrischer Kontaktbereich 17 hergestellt. Der am Fixierelement 8 drehbar
befestigte Kabelschuh 13 des anzubindenden elektrischen
Anschlusses 12 wird beim Festziehen des Fixierelements 8 zwischen
dem Fixierelement 8 und einer Deckfläche 18 des Bolzentellers 5 festgeklemmt
(siehe 3b). Auf diese Weise wird über die
Schweißverbindung
des Bolzens 3 an der Karosserie 1, den Kontaktbereich 17 zwischen
den freigeschabten Bolzen-Gewindebereichen 15 und
dem Mutterngewinde 10 und einem Kontaktbereich 20 zwischen
der Stirnfläche 19 des
Fixierelements 8 und der dieser Stirnfläche 19 gegenüberliegenden
Oberseite 21 des Kabelschuhs ein niederohmiger Massekontakt
zwischen dem elektrischen Anschluss 12 und der Karosserie 1 hergestellt.
Die in 3b gezeigte drehbare Befestigung
des Kabelschuhs 13 am Fixierelement 8 über eine
Bördelverbindung 34 hat
den Vorteil, dass der elektrische Kontaktbereich 20 zwischen
Kabelschuh 13 und Fixierelement 8 durch die Bördelung 34 gegenüber dem
Innengewinde 10 des Fixierelements 8 abgeschirmt
ist, so kein Schmutz vom Innengewinde 10 in den Kontaktbereich 20 eindringen
kann.
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Zur
Aufnahme des beim Aufschrauben entstehenden Lackabriebs sind im
Fixierelement 8 Nuten 22 vorgesehen, die parallel
zu einer Symmetrieachse 23 des Fixierelement-Gewindes 10 verlaufen. Im
Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 sind drei äquidistant
auf dem Umfang verteilte Nuten 22 vorgesehen, die die gesamte
Höhe 26 des
Innengewindes 10 auf dem Fixierelement 8 überstreichen und
das Innengewinde 10 in drei Gewindeabschnitte 29 aufteilen.
Beim Aufschrauben (Montieren) des Fixierelements 8 auf
den lackierten Massebolzen 3 schiebt an jeder Nut 22 ein
in Aufschraubrichtung 27 des Fixierelements 8 vorauseilender,
an die Nut 22 anschließender
Frontbereich 28 des Gewindeabschnitts 29 den (vergleichsweise
weichen) Lack 7 auf und wölbt ihn in die benachbarte
Nut 22 hinein, wo er als Abrieb aufgefangen wird. Die (vergleichsweise harte)
Antikorrosionsbeschichtung auf dem Massebolzen 3 bleibt
dabei unverletzt; das Abtragen der Lackschicht 7 erfolgt
daher ohne wesentliches Abtragen der Antikorrosionsbeschichtung
des Massebolzens 3.
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Die
Unterseite 32 des Kabelschuhs 13 und/oder die
Deckfläche 18 des
Bolzentellers 5 können
mit einer Oberflächenstruktur,
beispielsweise einer Riffelung 33, versehen sein, um bei
der Montage der Massekontaktanordnung 2 Drehbewegungen des
Kabelschuhs 13 gegenüber
dem Bolzenteller 5 zu vermeiden.
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Alternativ
zu dem in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
einer Massekontaktanordnungen 2, bei der die Nuten 22 zur
Aufnahme des Lackabriebs am Fixierelement 8 vorgesehen
sind, können
solche Nuten 22'' zusätzlich oder
alternativ auch am Außengewinde 4'' des Massebolzens 3'' vorgesehen sein (siehe die Massekontaktanordnung 2'' der 4). Im Ausführungsbeispiel
der 4 ist eine solche Nut 22'' auf
dem Bolzen 3'' dargestellt, die
parallel zur Symmetrieachse 23'' des
Bolzens 3'' verläuft. Solche
Nuten 22'' auf dem Massebolzen 3'' können neben der Aufnahme von
Lackabrieb auch als Ausrichtungselemente für den elektrischen Anschluss 12'' verwendet werden: Dazu ist der
Kabelschuh 13'' des elektrischen
Anschlusses 12'' in dem das
Bolzengewinde 4'' umgebenden
Innenraum 35 mit einer radial nach innen abragenden Nase 36 versehen,
die in Zusammenbaulage des Fixierelements 8'' mit
dem Massebolzen 3'' in die Nut 22'' des Massebolzens 3'' eingreift. Die Winkellage der
Nase 36 gegenüber
dem Kabelabgang 14'' des elektrischen Anschlusses 12'' und die Winkellage der Nut 22'' bestimmt, in welcher Winkellage
der elektrische Anschluss 12'' an dem Bolzen 3'' (und somit in der Karosserie 1)
befestigt wird. Die Nut 22'' auf dem Massebolzen 3'' wirkt als Verdrehschutz beim Festklemmen
des Kabelschuhs 13'' zwischen dem
Fixierelement 8'' und der Deckfläche 18'' des Massebolzentellers 5''.
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Zusätzlich zu
dem elektrischen Anschluss 12'',
dessen Kabelschuh 13, 13'' drehbar
am Fixierelement 8, 8'' befestigt
ist, können
weitere elektrische Anschlüsse 12' mit ringförmigen Kabelschuhen 13' vorgesehen
sein, die vor dem Aufschrauben des Fixierelements 8, 8'' auf den Massebolzen 3 aufgefädelt und
beim Festziehen des Fixierelements 8, 8'' drehfixiert werden. Auch diese
Kabelschuhe 13' können mit
nach innen abragenden Nasen 36' versehen sein, die eine Winkelfestlegung
dieser Kabelschuhe 13' relativ
zur Karosserie 1 ermöglichen.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 1 – 3 ist
die Verbindung des Kabelschuhs 13 mit dem Fixierelement 8 in
einer solchen Weise gestaltet, dass das Fixierelement 8 einen
gebördelten
Bereich 34 aufweist, der den Kabelschuh 13 im
Bereich seines Innenraums 35 hintergreift. Eine alternative
Gestaltung der Anbindung eines Kabelschuhs 113 an ein Fixierelement 108 ist
in 5a – 5c gezeigt:
In diesem Ausführungsbeispiel
ist der Kabelschuh 113 mit Krallen 134 versehen,
die vom Kabelschuh 113 in Richtung Fixierelement 108 abragen
und in Zusammenbaulage des Kabelschuhs 113 mit dem Fixierelement 108 in
Hinterschneidungen 140 des Fixierelements 108 eingreifen
(siehe 5a und 5b). Wie 5c zeigt,
können
die Krallen 134 aus Blechstreifen 141 geformt
sein, die bei der Herstellung des Kabelschuhs 113 (z.B.
durch Ausstanzen des Kabelschuhs 113 aus einem Metallblech)
im Innenraum 135 des Kabelschuhs 113 vorgesehen
werden und vor dem Verbinden mit dem Fixierelement 108 nach oben
bzw. außen
gebogen werden.