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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Masseverbindung zur elektrischen und mechanischen Verbindung einer Mehrzahl von Masseleitungen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Flugzeug mit der erfindungsgemäßen Masseverbindung.
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Es ist bekannt, ein Winkelelement mit Hilfe von Niet- oder Schraubverbindungen an einer Struktur zu befestigen. Die an die Struktur anzuschließenden Masseleitungen weisen Kabelschuhe auf, die unter Verwendung von Schrauben, Scheiben und Gewindemuttern an einem zugeordneten Befestigungsabschnitt des Winkelelements befestigt sind. Hierzu sind beispielsweise innerhalb des Befestigungsabschnitts des Winkelelements Durchgangsbohrungen vorhanden, die von den Schrauben durchsetzt sind. Von Nachteil ist, dass jede Durchgangsbohrung nur eine begrenzte Anzahl von Kabelschuhen aufnehmen kann, bei denen zudem aufgrund von unterschiedlichen Anzugsmomenten einheitliche Übergangswiderstände nicht vorliegen. Bei Verwendung von Winkelelementen aus Aluminium muss nachteiliger Weise die im Anschlussbereich der Kabelschuhe vorhandene Oxidschicht entfernt werden, z. B. durch einen zusätzlichen mechanischen Arbeitsvorgang. Außerdem müssen Kabelschuhe für Gleich- und Wechselstrom getrennt angeschlossen werden. Somit muss die Anzahl der Anschlüsse und die Art des Stroms an jeder Anschlussbohrung vorgemerkt werden.
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Des Weiteren ist aus der
DE 195 36 641 C1 bekannt, eine Masseverbindung zur elektrischen und mechanischen Befestigung von mehreren Masseleitungen an einer Struktur vorzusehen, mit einem Winkelelement aus Metall, das zwei Befestigungsabschnitte aufweist, von denen einer an der Struktur befestigt ist und der andere zum elektrischen Anschluss der Masseleitungen dient, wobei die elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Befestigungsabschnitt und den Masseleitungen durch Stift- und Buchsenkontaktelemente erfolgt.
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Ferner ist der mit den Masseleitungen verbundene Befestigungsabschnitt als von Bohrungen durchsetzter Flansch ausgebildet, wobei in jeder Flanschbohrung jeweils ein Stift- oder Buchsenkontaktelement elektrisch leitend befestigt ist. Der Flansch ist von einem aus einem Gehäuseunterteil und aus einem Gehäuseoberteil bestehenden Gehäuse umschlossen, wobei das Gehäuseunterteil eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen und das Gehäuseoberteil eine Mehrzahl von Befestigungsbolzen aufweisen, um eine mechanische Verbindung der Gehäuseteile miteinander und eine gleichzeitige Befestigung des Gehäuses an dem Flansch des Winkelelementes vorzusehen.
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Aufgrund der Mehrzahl unterschiedlicher Komponenten der Masseverbindung kommt es jedoch zu einem erhöhten Übergangswiderstand. Zusätzlich weist das als Flansch mit einer Mehrzahl von Durchgangsbohrungen ausgebildete Gehäuse ein hohes Gewicht auf.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Masseverbindung zur elektrischen und mechanischen Verbindung einer Mehrzahl von Masseleitungen an einer Struktur vorzusehen, welche ein geringeres Gewicht sowie einen niedrigeren Übergangswiderstand aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Masseverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung schafft eine Masseverbindung zur elektrischen und mechanischen Verbindung einer Mehrzahl von Masseleitungen an einer Struktur, insbesondere an einer Flugzeugstruktur, mit einem einstückig ausgebildeten Winkelelement aus einem elektrisch leitfähigen Material. Das Winkelelement weist einen ersten und einen zweiten Befestigungsabschnitt auf, wobei der erste Befestigungsabschnitt an der Struktur befestigbar ist und wobei der zweite Befestigungsabschnitt eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen zum Anschluss der Masseleitungen aufweist. Die elektrischen Anschlüsse weisen Buchsenkontaktelemente auf, die zum Aufnehmen von Stiftkontaktelementen der Masseleitungen ausgebildet sind.
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Aufgrund der einstückigen Ausbildung des Winkelelements, d. h. von dem ersten an der Struktur befestigbaren Befestigungsabschnitt bis zu dem zweiten, eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen in Form von Buchsenkontaktelementen aufweisenden zweiten Befestigungsabschnitt, kann ein Übergangswiderstand beträchtlich verringert werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Winkelelement aus einem Metallblech, insbesondere einem Aluminiumblech ausgebildet ist. Aufgrund dessen, dass das Winkelelement einstückig ausgebildet und sowohl den ersten Befestigungsabschnitt zur Befestigung des Winkelelements an der Struktur als auch den zweiten Befestigungsabschnitt zum Anschluss der Masseleitungen aufweist, ergibt sich im Gegensatz zu dem Vorsehen eines von Durchgangsbohrungen durchsetzten Flansches eine beträchtliche Gewichtsersparnis.
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In vorteilhafter Weise weist die Masseverbindung zudem ein Gehäuse auf, welches zumindest den zweiten Befestigungsabschnitt umgibt. Somit ist der zweite Befestigungsabschnitt, welcher die Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen zum Anschluss der Masseleitungen aufweist, von äußeren Einflüssen geschützt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine aus einem Elastomermaterial ausgebildete Abdeckung aufweist, welche eine Mehrzahl von Öffnungen enthält. Durch die Ausbildung der Abdeckung aus einem Elastomermaterial ist eine gute Dichtigkeit des Gehäuses gewährleistet.
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In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Öffnungen derart angeordnet sind, dass die Stiftkontaktelemente der Masseleitungen durch die Öffnungen in die Buchsenkontaktelemente der elektrischen Anschlüsse einfügbar sind. Somit können die Stiftkontaktelemente der Masseleitungen auf einfache Art in die Buchsenkontaktelemente der elektrischen Anschlüsse des Winkelelements eingefügt werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Abdeckung bei in die Öffnungen eingefügten Masseleitungen eine luft- und wasserdichte Verbindung zwischen Gehäuse und Masseleitungen aufweist. Somit ist das Innere des Gehäuses, insbesondere die elektrischen Anschlüsse vor äußeren Einflüssen geschützt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine Zugentlastung zur Zugentlastung der an dem Winkelelement angeschlossenen Masseleitungen aufweist. Dadurch kann auf das Vorsehen externer Halterungen zur Befestigung von Kabelsträngen verzichtet werden. Solche externen Halterungen müssen ebenfalls in geeigneter Weise an der Struktur angebracht werden. Der Wegfall von externen Halterungen führt somit zu einer Verringerung der Komplexität der Kabelführung sowie zu einer Verringerung der Befestigungspunkte an der Struktur.
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In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass nicht belegte Öffnungen mit Blindstopfen füllbar sind, welche eine luft- und wasserdichte Verbindung mit dem Gehäuse aufweisen. Somit ist das Gehäuse luft- und wasserdicht auch wenn nur ein Teil der elektrischen Anschlüsse mit Masseleitungen versehen ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse aus einem Kunststoff oder einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist. Dies führt zu einer weiteren Gewichtsersparnis der Masseverbindung.
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Die Erfindung sieht des Weiteren ein Flugzeug mit der erfindungsgemäßen Masseverbindung vor.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Von den Figuren zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Masseverbindung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel; und
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2 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Masseverbindung, insbesondere des zweiten Befestigungsabschnitts des Winkelelements gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Masseverbindung 10 zur elektrischen und mechanischen Verbindung einer Mehrzahl von (nicht gezeigten) Masseleitungen an einer (nicht gezeigten) Struktur. Die Masseverbindung 10 weist ein Winkelelement 12 und ein Gehäuse 20 auf. Das Winkelelement 12 ist aus einem Aluminiumblech ausgebildet und weist einen ersten sowie einen (nicht gezeigten) zweiten Befestigungsabschnitt auf. Das Winkelelement 12 weist in einem zu dem ersten Befestigungsabschnitt 15 benachbarten Bereich eine 90°-Biegung auf. Die Dimension sowie die Biegung des Winkelelements 12 ist abhängig von der Anbringungsposition sowie einer Traglast des Winkelelements 12. Die Biegung kann jedoch ebenfalls einen anderen geeigneten Winkel aufweisen. Anstatt einem L-Winkel kann die Biegung beispielsweise in Form eines Z-Winkels ausgebildet sein.
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Der erste Befestigungsabschnitt 15 ist ausgebildet, an einer Struktur, insbesondere an einer Flugzeugstruktur befestigt zu werden. Hierfür weist der erste Befestigungsabschnitt 15 eine Mehrzahl von Löchern 15a auf. Bei der Verbindung zwischen dem ersten Befestigungselement 15 und der Struktur handelt es sich um eine Nietverbindung. Es kann jedoch ebenfalls eine andere geeignete Verbindung vorgesehen sein. Der (nicht gezeigte) zweite Befestigungsabschnitt weist eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen zum Anschluss der Masseleitungen auf.
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Das Gehäuse 20 ist in Form eines Würfels ausgebildet und derart angeordnet, dass das Gehäuse 20 einen Teilabschnitt des Winkelelements 12, insbesondere den (nicht gezeigten) zweiten Befestigungsabschnitt umgibt. Das Gehäuse 20 weist an einem distalen Ende eine Abdeckung 22 bzw. Abdeckplatte aus einem Elastomermaterial auf, welche eine Mehrzahl von Öffnungen 23 enthält. Die Öffnungen 23 sind derart angeordnet, dass die elektrischen Anschlüsse des (nicht gezeigten) zweiten Befestigungsabschnitts dahinter angeordnet sind. Nicht gezeigte Masseleitungen, welche Stiftkontaktelemente aufweisen, sind durch die Öffnungen 23 der Abdeckung 22 in das Gehäuse 20 einfügbar, so dass die Stiftkontaktelemente der Masseleitungen mit Buchsenkontaktelementen der elektrischen Anschlüsse Kontakt bilden. Die Verbindung zwischen den (nicht gezeigten) Masseleitungen und den Öffnungen 23 der Abdeckung 22 ist luft- und wasserdicht.
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Auf einer Oberseite des Gehäuses 20 ist zudem eine Zugentlastung 25 zur Zugentlastung der an dem Winkelelement 12 angeschlossenen (nicht gezeigten) Masseleitungen. angeordnet. Die Zugentlastung 25 ist aus einem kunststoff- oder einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff ausgebildet. Die Zugentlastung 25 ist beispielsweise mit dem Gehäuse 20 verklebt. Alternativ kann die Zugentlastung 25 ebenfalls eine andere geeignete Verbindung zu dem Gehäuse 20 aufweisen. Die Zugentlastung 25 ist durch ein Formteil ausgebildet, welches eine ebene Unterseite und eine bogenförmige gekrümmte Oberseite zur Aufnahme eines Kabelstrangs der Masseleitungen aufweist. Die Zugentlastung 25 weist in einem mittigen Bereich einer Seitenwand eine Öffnung auf, durch welche ein Kabelbinder durchführbar ist. Der Kabelstrang der Masseleitungen wird somit durch einen Kabelbinder an dem Formteil der Zugentlastung 25 fixiert. Das Gehäuse 20 ist ebenfalls aus einem kunststoff- oder einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff ausgebildet.
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2 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Masseverbindung 10 zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Mehrzahl von Masseleitungen an der Struktur, insbesondere des zweiten Befestigungsabschnitts 16, welcher die Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen 17 zum Anschluss der Masseleitungen aufweist.
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Das Winkelelement 12 ist einstückig ausgebildet, d. h. es umfasst den ersten Befestigungsabschnitt 15, den horizontalen Abschnitt des Winkelelements 12 und den zweiten Befestigungsabschnitt 16. Der zweite Befestigungsabschnitt 16, welcher gestrichelt dargestellt ist, ist im Inneren des Gehäuses 20 angeordnet. An einem distalen Ende des horizontalen Abschnitts des Winkelelements 12 sind jeweils sich vertikal erstreckende Abschnitte des Aluminiumblechs angeordnet. Von diesen vertikalen Abschnitten erstrecken sich jeweils ein Paar von elektrischen Anschlüssen 17, wobei die elektrischen Anschlüsse in Form von Buchsenkontaktelementen ausgebildet sind. Die Buchsenkontaktelemente weisen eine zylindrische Form auf, mit einer Öffnung 23 an einem distalen Ende des jeweiligen Buchsenkontaktelements.
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Der zweite Befestigungsabschnitt 16 kann jedoch ebenfalls andersartig ausgebildet sein. Insbesondere kann der zweite Befestigungsabschnitt 16 eine andere geeignete Verbindung der Buchsenkontaktelemente zu dem horizontalen Teilabschnitt des Winkelelements 12 aufweisen.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der zweite Befestigungsabschnitt 16 insgesamt zehn elektrische Anschlüsse in Form der Buchsenkontaktelemente auf, wobei eine obere Reihe und eine untere Reihe von jeweils fünf Buchsenkontaktelementen vorgesehen ist. Die (nicht gezeigten) Masseleitungen sind derart ausgebildet, dass jede Masseleitung an einem Ende ein Stiftkontaktelement aufweist, welches ausgebildet ist, dass dieses in ein jeweiliges Buchsenkontaktelement einfügbar ist. Die Stiftkontaktelemente der Masseleitungen sind derart ausgebildet, dass wenn diese durch die Öffnungen 23 der Abdeckung 22 in das Gehäuse 20 eingefügt sind, eine luft- und wasserdichte Verbindung zwischen Gehäuse 20 und Masseleitungen vorliegt. Nicht belegte Öffnungen 23 des Gehäuses 20 sind mit (nicht dargestellten) Blindstopfen füllbar, so dass ebenfalls eine luft- und wasserdichte Verbindung mit dem Gehäuse vorgesehen ist. Die Steckverbindung zwischen den Masseleitungen und dem Gehäuse 20 erfüllt hierbei die entsprechende MIL-Norm.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Masseverbindung
- 12
- Winkelelement
- 15
- erster Befestigungsabschnitt
- 15a
- Löcher
- 16
- zweiter Befestigungsabschnitt
- 17
- elektrischer Anschluss
- 20
- Gehäuse
- 22
- Abdeckung
- 23
- Öffnungen
- 25
- Zugentlastung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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