DE102008006183A1

DE102008006183A1 - Vorrichtung zur Strommessung

Info

Publication number: DE102008006183A1
Application number: DE102008006183A
Authority: DE
Inventors: Peter Opgen-Rhein; Marco Unterhalt; Matthias Dr. Schöllmann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2008-01-26
Filing date: 2008-01-26
Publication date: 2009-07-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Strommessung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Akkumulators in Kraftfahrzeugen. Die Vorrichtung soll unabhängig von dem Einbauort des Akkumulators angeordnet werden können und hierbei preiswert herzustellen sowie einfach zu montieren sein. Hierfür wird vorgeschlagen, das Massekabel und den Messwiderstand über einen Bolzen an dem Kraftfahrzeug zu befestigen, wobei ein zweiter Anschluss des Messwiderstands den Bolzen elektrisch kontaktiert und das Massekabel gegen den Bolzen isoliert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Strommessung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Vorrichtungen werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um einen Zustand eines Akkumulators zu prüfen sowie zu überwachen. Sie sind an sich bekannt. Sie weisen z. B. einen Shunt, das ist ein niederohmiger Messwiderstand, und eine Auswerteelektronik mit Ausgängen auf.
Die DE 103 33 035 A1 beschreibt eine Sensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei der mindestens ein Anschlusskabel über ein Gehäuse eingeführt ist. Das Anschlusskabel erlaubt eine Befestigung des Gehäuses. Die Sensoreinrichtung und die Montage des mindestens einen Anschlusskabels sind aufwändig.
Aus der DE 203 18 266 U1 ist eine Vorrichtung zur Strommessung bekannt, bei der ein Shunt und eine Auswerteelektronik durch federnde Kontaktelemente über eine Lötverbindung elektrisch miteinander verbunden sind. Eine Montage des Shunts in ein Kraftfahrzeug ist nur mit verhältnismäßig großem Aufwand möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Strommessung so zu verbessern, dass sie preiswert herstell- und montierbar ist und dabei unabhängig von einer Einbausituation eines Akkumulators im Kraftfahrzeug ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das Massekabel und der Messwiderstand sind über einen Bolzen in dem Kraftfahrzeug befestigbar, wobei der der zweite Anschluss des Messwiderstands den Bolzen elektrisch kontaktiert und das Massekabel gegen den Bolzen isoliert ist. Diese Vorrichtung zur Strommessung besteht aus einfachen Komponenten, die preiswert herstellbar sind. Die Vorrichtung kann an einer beliebigen geeigneten Stelle mit Massekontakt am Kraftfahrzeug befes tigt werden; die Montage ist hierbei äußerst einfach durch Aufstecken auf den Bolzen und Sichern durch z. B. eine Mutter möglich. Der Bolzen kann mit geringem Aufwand an z. B. einer Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt werden. Insgesamt werden der Einbauort der Vorrichtung zur Strommessung und des Akkumulators entkoppelt.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
Die Verbindung des Massekabels mit dem ersten Anschluss über einen Bügel ist einfach und kurzschlusssicher herstellbar.
Eine Hülse und eine Scheibe als Isolierung zwischen dem Bolzen und ein zugehöriges Befestigungsmittel – z. B. eine Mutter – sind leicht zu montieren und preiswert. Die Hülse verleiht der Vorrichtung zusätzliche Stabilität.
Zwei unterschiedliche Außendurchmesser der Hülse bewirken eine sichere Abstützung und Führung des Bügels und eines Kabelschuhs des Massekabels.
Die Befestigung des Gehäuses an dem Messwiderstand erleichtert die Montage der Vorrichtung im Kraftfahrzeug.
Die einstückige Ausbildung des Gehäuses mit der Hülse verringert die Anzahl der vorzuhaltenden Teile und ist insgesamt günstiger herzustellen.
Der Korrosionsschutz des Messwiderstands im Kontaktbereich zu dem Bolzen verringert den elektrischen Widerstand.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Die einzige Figur zeigt: einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
Beispiel 1
Wie aus der Figur ersichtlich umfasst eine Vorrichtung zur Strommessung eines ersten Ausführungsbeispiels einen Messwiderstand 1 und eine nicht dargestellte Leiterplatte, die mit auf ihr angeordneten elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen eine Auswerteelektronik bildet. Der quaderförmige Messwiderstand 1 und die Leiterplatte sind an zwei in Längsrichtung des Messwiderstands 1 beabstandeten Stellen elektrisch verbunden. Eine Steckbuchse, die nicht dargestellt ist, bildet einen Ausgang von der Leiterplatte zu einem übergeordneten Bordcomputer eines Kraftfahrzeugs. Die Auswerteelektronik ist von einem Gehäuse 9 umgeben, das vorzugsweise an dem Messwiderstand 1 befestigt ist und diesen teilweise umschließt. Die Vorrichtung zur Strommessung insgesamt ist an einem Bolzen 2 befestigbar, der an eine Karosserie des Kraftfahrzeugs angeschweißt ist und nur in einem Bereich an seinem freien Ende ein Gewinde aufweist.
An einem ersten, nach der Figur rechten Ende des Messwiderstands 1 ist als erster Anschluss 3 ein Bügel 7 elektrisch leitend befestigt. Der Bügel 7 ist im Wesentlichen quaderförmig, wobei am rechten Ende im Bereich der Befestigung eine kleine Stufe ausgebildet ist. Durch diese Stufe ist der Bügel 7 im Bereich der Befestigung in direktem Kontakt mit dem Messwiderstand 1, während im Übrigen ein im Wesentlichen konstanter Abstand zwischen beiden eingehalten ist. Im Bereich des linken Endes des Bügels 7 ist eine erste Durchgangsbohrung 10 eingelassen. Der Durchmesser der ersten Durchgangsbohrung 10 entspricht dem Durchmesser des Bolzens 2 zuzüglich einem vorbestimmten Spiel.
An einem zweiten Ende des Messwiderstands 1, das dem ersten gegenüber liegt und in der Figur links ist, ist eine zweite Durchgangsbohrung 11 eingelassen. Diese hat einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser des Bolzens 2. Die erste und die zweite Durchgangsbohrung 10, 11 sind zentrisch fluchtend. Zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit ist eine Innenwand der zweiten Durchgangsbohrung 11 verzinnt.
Im Bereich der Durchgangsbohrungen 10, 11 ist eine Hülse 6 aus elektrisch isolierendem Material mit kreisringförmigem Querschnitt angeordnet. Der Innendurchmesser der Hülse 6 entspricht dem Durchmesser des Bolzens 2 zuzüglich einem geringen Spiel und fluchtet zentrisch mit den Durchgangsbohrungen 10, 11. Die Hülse 6 weist zwei unterschiedliche Außendurchmesser auf, so dass zwischen diesen ein Absatz 12 gebildet ist. Hierbei ist ein Teil der Hülse 6, der einen größeren der Außendurchmesser aufweist, zwischen dem Messwiderstand 1 und dem Bügel 7 angeordnet, während der übrige Teil der Hülse 6 die erste Durchgangsbohrung 10 durchdringt und einen vorbestimmten Überstand über den Bügel 7 zur Aufnahme eines Kabelschuhs 5A aufweist. Der Kabelschuh 5A ist mit einem Massekabel 5 elektrisch und mechanisch verbunden und weist eine kreisförmige Öse auf, deren Durchmesser dem kleineren Außendurchmesser der Hülse 6 zuzüglich einem geringen Spiel entspricht. Der kleinere Außendurchmesser der Hülse 6 entspricht dem Innendurchmesser der ersten Durchgangsbohrung 10 zuzüglich einem geringen Spiel. Die Höhe der Hülse 6 entspricht in dem Bereich mit dem kleineren Außendurchmesser der Summe der Dicken des Bügels 7 und des Kabelschuhs 5A abzüglich einer vorbestimmten geringen Differenz.
Die Vorrichtung zur Strommessung wird wie folgt gefertigt:
An den Messwiderstand 1 wird ein Unterteil des Gehäuses 9 aus geeignetem, elektrisch isolierendem Material angespritzt, wobei die elektrische Verbindung von dem Messwiderstand 1 zu der Leiterplatte in dem Unterteil integriert ist. Anschließend wird die Leiterplatte in dem Unterteil befestigt und dieses mit einem Deckel verschlossen. Das Gehäuse 9 ist hier also aus dem Unterteil und dem Deckel gebildet.
Anschließend werden die Hülse 6 und der Bügel 7 an dem Messwiderstand 1 befestigt. Hierfür wird die Hülse 6 so mit dem Ende, das den größeren Außendurchmesser aufweist, auf den Messwiderstand 1 gelegt, dass sie mit der zweiten Durchgangsbohrung 10 fluchtet. Der Bügel 7 wird mit der ersten Durchgangsbohrung 11 über den kleineren Außendurchmesser der Hülse 6 gestülpt, so dass er hier auf dem Absatz 12 aufliegt. Das rechte Ende des Bügels 7 wird elektrisch leitend an dem Messwiderstand 1 durch z. B. Löten oder Schweißen befestigt; auf diese Weise ist gleichzeitig die Hülse 6 unverrückbar gehalten.
Zur Montage in das Kraftfahrzeug wird der wie oben beschrieben vormontierte Messwiderstand 1 mit der zweiten Durchgangsbohrung 11 zuerst bis zum Anschlag über den Bolzen 2 gestülpt und so der zweite Anschluss 4 gebildet. Hierbei ist der Messwiderstand 1 durch die Verzinnung gegen Korrosion geschützt und in gutem elektrischen Kontakt mit dem Bolzen 2. Der Kabelschuh 5A wird über das freie Ende der Hülse 5 gestülpt, eine Isolierringscheibe 8 aus elektrisch isolierendem Material, eine Unterlegscheibe 13 und eine Tellerfeder 14 über das freie Ende des Bolzens 2 gestülpt und durch Aufschrauben einer entsprechenden Mutter 15 auf das Gewinde befestigt. Der Bügel 7 und der Kabelschuh 5A werden hierbei aufeinander gepresst und sind so in elektrischem Kontakt. Der Innendurchmesser der Scheiben 13, 14 und der Tellerfeder 15 entsprechen dem Durchmesser des Bolzens 2 zuzüglich einem geringen Spiel. Zur Verbindung mit dem Bordcomputer wird ein entsprechender Stecker in die Steckbuchse gesteckt.
Beispiel 2
Ein zweites Ausführungsbeispiel, das nicht dargestellt ist, unterscheidet sich von dem ersten durch Folgendes:
Das Gehäuse 9 und die Hülse 6 sind einstückig hergestellt. Hierfür ist das Gehäuse 9 um die Leiterplatte und teilweise um den Messwiderstand 1 gespritzt und zur Ausbildung der Hülse 6 zwischen dem Messwiderstand 1 und dem Bügel 7 bis über die Durchgangsbohrungen 10, 11 hinausreichend verlängert; die Hülse 6 weist in diesem Bereich keinen kreisförmigen Querschnitt auf. Der Teil der Hülse 6 mit dem kleineren Außendurchmesser ragt aus der ersten Durchgangsbohrung 10 heraus.
Für die Fertigung werden die Leiterplatte und der Bügel 7 an dem Messwiderstand 1 befestigt. Anschließend wird das Gehäuse 9 gespritzt und hierbei gleichzeitig und einstückig die Hülse 6 ausgebildet.
Die Montage in das Kraftfahrzeug erfolgt wie beim Beispiel 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10333035 A1 [0003]
- DE 20318266 U1 [0004]

Claims

Vorrichtung zur Strommessung eines Akkumulators eines Kraftfahrzeugs, mit einem Messwiderstand (1), mit einer Auswerteelektronik, die mit dem Messwiderstand (1) elektrisch verbunden und von einem Gehäuse (6) umgeben ist, mit einem ersten Anschluss (3) des Messwiderstands (1) über ein Massekabel (5) zu einem Minuspol des Akkumulators und mit einem zweiten Anschluss (4) des Messwiderstands (1) zu einer elektrischen Masse des Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Massekabel (5) und der Messwiderstand (1) über einen Bolzen (2) an dem Kraftfahrzeug befestigbar sind, wobei der zweite Anschluss (4) des Messwiderstands (1) den Bolzen (2) elektrisch kontaktiert und das Massekabel (5) gegen den Bolzen (2) isoliert ist.
Vorrichtung zur Strommessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Massekabel (5) über einen elektrisch leitenden Bügel (7) mit dem ersten Anschluss (3) verbunden ist.
Vorrichtung zur Strommessung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierung eine Hülse (6) und eine Isolierringscheibe (8) angeordnet sind.
Vorrichtung zur Strommessung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) zwei unterschiedliche Außendurchmesser aufweist.
Vorrichtung zur Strommessung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) an dem Messwiderstand (1) befestigt ist.
Vorrichtung zur Strommessung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) und die Hülse (6) einstückig im Spritzguss ausgebildet sind.
Vorrichtung zur Strommessung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand (1) im Kontaktbereich zu dem Bolzen (2) gegen Korrosion geschützt, z. B. verzinnt ist.