DE102008049377A1

DE102008049377A1 - Massekontaktbaugruppe zur Anordnung an einem Massebolzen

Info

Publication number: DE102008049377A1
Application number: DE102008049377A
Authority: DE
Inventors: Frank Golisch; Manfred Schaare
Original assignee: Kromberg and Schubert GmbH and Co KG; Volkswagen AG
Current assignee: Kromberg and Schubert GmbH and Co KG; Volkswagen AG
Priority date: 2008-09-27
Filing date: 2008-09-27
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2028-09-28
Also published as: DE102008049377B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Massekontaktbaugruppe zur Anordnung an einem Massebolzen, der einen Gewindeschaft und einen Befestigungsflansch sowie eine auf den Gewindeschaft aufgeschraubte Mutter aufweist, wobei die Massekontaktbaugruppe als vorgefertigter Verbund auf dem Befestigungsflansch anordbar ist und durch die Mutter auf diesen gepresst wird. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Massekontaktbaugruppe aufwands- und gewichtsreduziert zu gestalten. Dazu ist die Massekontaktbaugruppe (1) aus einem Massekabelschuh (2) mit einer Öffnung (3) zur Anordnung am Gewindeschaft (17) und mit einer Anlagefläche (4) für den Befestigungsflansch (18) und mehreren mit dem Massekabelschuh (2) stoffschlüssig verbundenen Masseanschlüssen (7 bis 11) einer vorbestimmten Länge gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Massekontaktbaugruppe zur Anordnung an einem Massebolzen und zur Herstellung von elektrischen Verbindungen mit letzterem, insbesondere für Masseanschlüsse an einer Fahrzeugkarosserie.
Massebolzen für einen elektrischen Kontakt bestehen üblicherweise aus einem Gewindeschaft mit einem Befestigungsflansch zum Verschweißen mit einem Bauteil, beispielsweise mit einer als Masseleiter für das Bordnetz eines Fahrzeugs dienenden Fahrzeugkarosserie, und zur Auflage wenigstens eines Ringkabelschuhs und einer auf den Gewindeschaft geschraubten Mutter, insbesondere Hutmutter. Diese weist einen Spannflansch, zumindest jedoch eine Spannfläche auf der dem Befestigungsflansch des Massebolzens zugewandten Seite auf. Zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit dem an einer elektrischen Leitung angeordneten Ringkabelschuh wird letzterer an dem Gewindeschaft des Massebolzens angeordnet und durch Aufschrauben der Mutter auf diesen mit deren Spannfläche gegen den Befestigungsflansch gepresst.
Auf dem Massebolzen können mehrere Ringkabelschuhe übereinander angeordnet und mit diesem verpresst werden, wobei die Ringkabelschuhe vor ihrer Anordnung auf dem Massebolzen zu einer Massekontaktbaugruppe miteinander verbunden werden. Dazu ist es aus der DE 10 2004 050 675 A1 bekannt, die Ringkabelschuhe in einem vorbestimmten Winkelabstand voneinander mit einem Hohlniet verdrehfest zu verpressen, den hergestellten Ringkabelschuhverbund mit dem Hohlniet als Massekontaktbaugruppe auf dem Massebolzen anzuordnen und den Hohlniet durch die Hutmutter auf den Befestigungsflansch zu pressen. Ein Verdrehschutzelement für die einzelnen Ringkabelschuhe inklusive seiner Montage kann dadurch entfallen. Damit diese Massekontaktbaugruppe auch zuverlässig verdrehfest am Massebolzen festgelegt wird, kann der Befestigungsflansch gewindeschaftseitig mit einem kegelförmigen Kragen mit nach dem Gewindeschaft weisender Verjüngung und mit einer Rändelung versehen sein, gegen den der Hohlniet mit den Ringkabelschuhen gepresst wird. Alternativ dazu ist es aus der DE 10 2006 012 761 A1 bekannt, dass am Hohlniet befestigungsflanschseitig ein im Durchmesser erweiterter Ansatz ausgebildet ist, mit dem dieser durch die Hutmutter über einen mit einem mehrkantigen Umfang versehenen Befestigungsflansch gepresst wird und in einen formschlüssigen Eingriff gelangt. Dadurch, dass die Ringkabelschuhe nicht direkt am Massebolzen angeordnet werden, sondern am Hohlniet, sind Ringkabelschuhe mit einem größeren Durchmesser der Ösenöffnung erforderlich, was wiederum einen im Umfang größeren Kabelschuh notwendig macht. Das geht mit einem erhöhten Gewicht des einzelnen Kabelschuhs und auch des Ringkabelschuhverbundes einher. Zudem wird ein zusätzliches, gewichtserhöhendes Bauteil, nämlich der Hohlniet, benötigt.
Ferner hat die DE 10 2005 027 327 eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere Schweiß- oder Lötverbindung, zwischen einem mehradrigen elektrischen Leiter und einem Kabelschuh und die Herstellung dieser Verbindung zum Gegenstand. Zudem werden in der DE 10 2004 044 480 ein Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung und eine solche zwischen elektrischen Leitern und einem flächigen eigensteifen Träger beschrieben. Gegenstand sind dabei ein Verfahren und eine Anordnung zum Ultraschall-/Widerstandsschweißen der Leiter, beispielsweise Litzen, mit einem quaderförmigen eigensteifen Träger, insbesondere einem Kabelschuh. Dieser ist mit einer Anordnungsfläche für die Leiter versehen, die, auf dieser angeordnet, mit dem Träger in einem rechteckigen Verdichtungsraum verschweißt werden. Die hergestellte Schweißverbindung weist Quaderform auf und setzt sich aus dem Träger und den Leitern zusammen. In der genannten Schrift ist auch ein Stand der Technik beschrieben, nach dem Litzen mit einem Ringkabelschuh mittels Ultraschallschweißens verbunden werden/sind, wobei der Ringkabelschuh zur Aufnahme der Litzen U-förmig gestaltet ist und die Litzen mit der Innenfläche des Querschenkels desselben verschweißt werden/sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Massekontaktbaugruppe zur Anordnung an einem Massebolzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufwands- und gewichtsreduziert zu gestalten.
Diese Aufgabe wird bei einer Massekontaktbaugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung besteht in einer an einem Massebolzen anzuordnenden Massekontaktbaugruppe, wobei ersterer einen Gewindeschaft und einen Befestigungsflansch aufweist und wobei die Massekontaktbaugruppe als vorgefertigter Verbund am Gewindeschaft und auf dem Befestigungsflansch angeordnet und im montierten Zustand durch eine Mutter auf diesen gepresst ist. Dabei ist die Massekontaktbaugruppe aus einem Massekabelschuh mit einer Öffnung zur Anordnung am Gewindeschaft und mit einer Anlagefläche für den Befestigungsflansch und mehreren mit dem Massekabelschuh stoffschlüssig verbundenen Masseanschlüssen einer vorbestimmten Länge gebildet, deren Splice bordnetzseitig mit Massekabeln verbindbar sind und in zweckmäßiger Weise bereits vor der Montage der Massekontaktbaugruppe am Massebolzen verbunden werden. Die Vorteile liegen darin, dass auf diese Weise lediglich nur noch ein Kabelschuh erforderlich ist, wenn mehrere Bordnetz-Massekabel mit dem Massebolzen verbunden werden müssen, und dass ein Niet zur Bildung eines vorgefertigten Massekontaktverbundes entfällt. Ringkabelschuhe mit einem größeren Durchmesser der Ösenöffnung, der auch eine größere Öse notwendig macht, sind somit nicht mehr erforderlich. Insgesamt ergeben sich dadurch eine erhebliche Material- und Gewichtseinsparung, sowie eine Fertigungsoptimierung und eine Kostenreduzierung. Die stoffschlüssige Verbindung der Masseanschlüsse mit dem Kabelschuh erfolgt bevorzugt durch eine Widerstandsschweißung beim Zulieferer, insbesondere in einem einzigen Arbeitsgang. Die Massekontaktbaugruppe ist in mehreren Fahrzeugtypen einsetzbar.
Der Kabelschuh kann zur Anordnung der Masseanschlüsse eine flächenartig ausgedehnte steife Anschlussfahne aufweisen, an der diese parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander am Massekabelschuh angeordnet sind. Diese Ausbildung und Anordnung erleichtert die Handhabung der Massekontaktbaugruppe bei deren Montage und trägt bei letzterer zur Verhinderung einer Kollision mit anderen Modulen und Komponenten bei.
Die Masseanschlüsse können in ihrer Länge gestuft sein, so dass die Splice versetzt zueinander angeordnet sind und zugleich eine (Längen-)Kodierung mit sich bringen, die zur Prozesssicherheit beiträgt. Die in ihrer Länge gestuften Splice der Massekontaktbaugruppe werden mit bordnetzseitigen Splicen verbunden, vorzugsweise ultraschallverschweißt. Die jeweilige Verbindungsstelle muss isoliert werden und wird somit verdickt. Durch die versetzte Anordnung der Verbindungsstellen behindern sich die verdickten Verbindungsstellen nicht, und die Parallelanordnung der Masseanschlüsse bleibt erhalten.
Die Querschnitte der einzelnen Masseanschlüsse sind in Abhängigkeit vom angeschlossenen Verbraucher und der sich durch diesen ergebenden Belastung unterschiedlich groß.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1: eine Massekontaktbaugruppe in der Draufsicht,
2: diese in einem Schnitt II-II,
3: einen Schweißbolzen mit einer zugeordneten und mit dem Bordnetz verbundenen Massekontaktbaugruppe in einer perspektivischen Darstellung und
4: einen Schnitt durch die Verbindungsanordnung der Massekontaktbaugruppe am Schweißbolzen.
Die in den 1 und 2 gezeigte Massekontaktbaugruppe 1 weist einen steifen Massekabelschuh 2 aus Kupfer mit einer Bohrung 3, einer Anlagefläche 4 (2) für den Befestigungsflansch eines Massebolzens, einer Spannfläche 5 und einer abgesetzten, flächenartig ausgedehnten Anschlussfahne 6 sowie fünf mit dieser widerstandsverschweißte, parallel angeordnete Masseanschlusskabel 7 bis 11, ebenfalls aus Kupfer, auf. Diese (7 bis 11) sind außerhalb der Anschlussfahne 6 mit einer Isolationshülle 12 versehen, haben gestufte Längen und unterschiedliche, jeweils an die maximale Belastung angepasste Querschnitte, wobei die Masseanschlusskabel 11 und 10 jeweils einen Leitungsquerschnitt von 2,5 mm², das Masseanschlusskabel 9 einen Leitungsquerschnitt von 4 mm² und die beiden Masseanschlusskabel 8 und 7 jeweils einen Leitungsquerschnitt von 6 mm² haben. Das Spliceende des Masseanschlusskabels 11 hat einen Abstand zur Befestigungsfahne 6 an eine Länge von 350 mm, und das Spliceende der Masseanschlussleitung 7 von 230 mm.
In 2 ist die abgesetzte Anschlussfahne 6 mit einem angeschweißten Masseanschlusskabel (8) im Schnitt dargestellt. Das Absetzen der Anschlussfahne 6 gegenüber der Öse 13 des Massekabelschuhs 2 hat den Vorteil, dass das Aufschrauben einer Mutter (14, 3) mit einem Werkzeug unbehindert erfolgen kann.
3 zeigt die Vormontageanordnung für die mit den vorbestimmten Splicen eines Kraftfahrzeugbordnetzes ultraschallverschweißte Massekontaktbaugruppe 1. Die Spliceverbindungen sind jeweils mit einem Schrumpfschlauch 15 versehen und somit isoliert. Die Schweissverbindung S des Splices des Masseanschlusskabels 7 mit dem Splice eines Verbrauchermassekabels ist im Schnitt dargestellt, die der anderen im ungeschnittenen Zustand. Die versetzte Anordnung der Splice und auch die Wahl der Abstände der Masseanschlussleitungen 7 bis 11 untereinander führen dazu, dass die durch die Schrumpfschlauchabschnitte isolierten Schweissverbindungsstellen die Parallelanordnung nicht stören. Der die Massekontaktbaugruppe 1 aufnehmende Schweißbolzen 16 weist einen Gewindeschaft 17 und einen Befestigungsflansch 18 sowie eine auf den Gewindeschaft 17 aufschraubbare Hutmutter 14 auf.
Die mit den Verbrauchermassekabeln verbundene Massekontaktbaugruppe 1 wird zum Anschließen der Verbraucher an Masse mit dem an der Fahrzeugkarosserie (19, 4) angeschweißten Schweißbolzen 16 zuverlässig elektrisch kontaktiert, indem der Massekabelschuh 2 mit der Bohrung 3 auf dem Schweißbolzen 16 in einer vorbestimmten Winkelposition angeordnet und die Hutmutter 14 auf diesen (16) geschraubt wird. Dabei drückt die Hutmutter 14 gegen die Anlagefläche 5 des Massekabelschuhs 2, und dessen Anlagefläche 4 kommt zur Anlage am Befestigungsflansch 18 des Schweißbolzens 16. Der Schraubvorgang wird so lange fortgesetzt, bis die Massekontaktbaugruppe 1 gegen den Befestigungsflansch 18 gepresst und verdrehfest mit dem Schweißbolzen 16 verspannt ist. 4 verdeutlicht die Verbindungsanordnung zwi schen der Massekontaktbaugruppe 1 und dem an der Fahrzeugkarosserie 19 angeschweißten Schweißbolzen 16 und damit die Anbindung von fünf Verbrauchern mit einem einzigen Massekabelschuh 2.

1: Massekontaktbaugruppe
2: Massekabelschuh
3: Bohrung
4: Anlagefläche
5: Spannfläche
6: Anschlussfahne
7 bis 11: Masseanschlusskabel
12: Isolationshülle
13: Öse
14: Hutmutter
15: Schrumpfschlauch
16: Schweißbolzen
17: Gewindeschaft
18: Befestigungsflansch
19: Fahrzeugkarosserie
S: Schweissverbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004050675 A1 [0003]
- DE 102006012761 A1 [0003]
- DE 102005027327 [0004]
- DE 102004044480 [0004]

Claims

Massekontaktbaugruppe zur Anordnung an einem Massebolzen, der einen Gewindeschaft und einen Befestigungsflansch sowie eine auf den Gewindeschaft aufgeschraubte Mutter aufweist, wobei die Massekontaktbaugruppe als vorgefertigter Verbund auf dem Befestigungsflansch anordbar und durch die Mutter auf diesen pressbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Massekontaktbaugruppe (1) aus einem Massekabelschuh (2) mit einer Öffnung (3) zur Anordnung am Gewindeschaft (17) und mit einer Anlagefläche (4) für den Befestigungsflansch (18) und mehreren mit dem Massekabelschuh 2 stoffschlüssig verbundenen Masseanschlüssen (7 bis 11) einer vorbestimmten Länge gebildet ist.
Massekontaktbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseanschlüsse (7 bis 11) parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander am Massekabelschuh (2) angeordnet sind.
Massekontaktbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekabelschuh (2) zur Anordnung der Masseanschlüsse (7 bis 11) eine flächenartig ausgedehnte steife Anschlussfahne (6) aufweist.
Massekontaktbaugruppe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseanschlüsse (7 bis 11) in ihrer Länge unterschiedlich und dabei gestuft sind, wobei die Längen im Bereich von maximal 300 bis 400 mm, vorzugsweise 350 mm, und minimal 200 bis 250 mm, vorzugsweise 230 mm, liegen.
Massekontaktbaugruppe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseanschlüsse (7 bis 11) in Abhängigkeit von ihrer maximalen Belastung unterschiedliche Leiterquerschnitte aufweisen, wobei wenigstens ein Masseanschluss (11, 10) einen Leiterquerschnitt von 2, 5 mm², wenigstens ein Masseanschluss (9) einen Leiterquerschnitt von 4 mm² und wenigstens ein Masseanschluss (8, 7) einen Leiterquerschnitt von 6 mm² hat.
Massekontaktbaugruppe nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Masseanschlüsse (7 bis 11) voneinander in Abhängigkeit von ihrem Querschnitt gewählt sind.
Massekontaktbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseanschlüsse (7 bis 11) und der Massekabelschuh (2) miteinander verschweißt, insbesondere widerstandsgeschweißt, sind.
Massekontaktbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekabelschuh (2) und die Masseanschlüsse (7 bis 11) aus Kupfer gefertigt sind.
Massekontaktbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseanschlüsse (7 bis 11) mit den für diese vorgesehenen bordnetzseitigen Splicen durch Ultraschallschweißen verbunden werden, und dass die jeweilige Verbindungsstelle isoliert wird.
Verfahren zur Festlegung mehrerer, jeweils mit einem Verbraucher verbundener Masseanschlüsse an einem Massebolzen, der Massebolzen einen Gewindeschaft und einen Befestigungsflansch aufweist und mit einer Mutter versehen ist, bei dem die Masseanschlüsse massebolzenseitig zu einer Massekontaktbaugruppe zusammengefasst und als solche am Gewindeschaft angeordnet und anschließend durch die Mutter gegen den Befestigungsflansch gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Massekontaktbaugruppe aus einem Massekabelschuh (2) und mehreren mit diesem (2) stoffschlüssig verbundenen Masseanschlüssen (7 bis 11) einer vorbestimmten Länge gebildet wird, und dass die verbraucherseitigen Masseanschlüsse mit den kabelschuhseitigen Masseanschlüssen (7 bis 11) stoffschlüssig verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseanschlüsse (7 bis 11) in einem einzigen Arbeitsgang mit dem Massekabelschuh (2) verbunden, insbesondere verschweißt werden.