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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen eines ersten Blechelements, beispielsweise eines Kabelschuhs, an einem zweiten Blechelement, beispielsweise einer elektrischen Sicherung. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen elektrischen Stromverteiler für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, Hybridfahrzeug- oder Elektrofahrzeug oder ein Nutzfahrzeug, mit einer solchen Befestigungseinrichtung.
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Stand der Technik
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Aus der Praxis ist bekannt, dass in der Fahrzeugtechnik eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern eingesetzt wird, die in einem Fahrzeug jeweils mit elektrischer Energie versorgt werden sollen. Hierfür weist ein modernes Fahrzeug zum Beispiel ein elektrisches und/oder elektronisches Bordnetz und/oder ein im Wesentlichen zentrales Energieversorgungssystem auf. Im Allgemeinen sind dabei zum Absichern der elektrischen Verbraucher auch im Wesentlichen blechförmige elektrische Sicherungen als Überstromschutzeinrichtungen vorgesehen, die einen elektrischen Stromkreis unterbrechen, wenn der darin fließende elektrische Strom eine vorbestimmte Stromstärke über eine vorbestimmte Zeit hinaus überschreitet. Diese elektrischen Sicherungen können beispielsweise in einem elektrischen Stromverteiler, wie etwa einem Sicherungsträger, einem Sicherungskasten oder dergleichen, des Fahrzeugs zusammengefasst beziehungsweise angeordnet sein.
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Um einen jeweiligen elektrischen Verbraucher mit einer jeweiligen elektrischen Sicherung elektrisch leitfähig zu verbinden, hat es sich in der Praxis bewährt, eine mit dem elektrischen Verbraucher leitfähig verbundene elektrische Leitung an die elektrische Sicherung heranzuführen und daran durch eine Schraubverbindung zu befestigen. Hierfür kann an der elektrischen Leitung beispielsweise ein im Wesentlichen blechförmiger Kabelschuh vorgesehen sein, der gemeinsam mit der elektrischen Sicherung auf eine Schraube oder einen Gewindebolzen aufgesteckt beziehungsweise aufgeschoben wird. Diese Anordnung aus Schraube oder Gewindebolzen, elektrischer Sicherung und Kabelschuh kann dann durch eine auf die Schraube oder auf den Gewindebolzen aufgeschraubte Schraubenmutter zusammengehalten werden.
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Um die Anordnung bestehend aus Schraube oder Gewindebolzen, elektrischer Sicherung, Kabelschuh und Schraubenmutter relativ zueinander in einer vorbestimmten Position zu halten, ist im Allgemeinen eine Verdrehsicherung vorgesehen. Diese Verdrehsicherung ist üblicherweise in die Schraube oder den Gewindebolzen integriert beziehungsweise einstückig mit diesen ausgebildet.
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Bei der Montage der aus Schraube oder Gewindebolzen, Verdrehsicherung, blechförmiger elektrischer Sicherung, blechförmigem Kabelschuh und Schraubenmutter bestehenden Anordnung hat es sich als erforderlich herausgestellt, eine vorab bestimmbare Montagevorspannkraft möglichst genau einzuhalten. Unter Montagevorspannkraft kann die in axialer Richtung der Schraube oder des Gewindebolzens erforderliche Kraft verstanden werden, die für den Einbau der Schraube oder des Gewindebolzens notwendig ist, um einen funktionssicheren Betrieb der Anordnung zu gewährleisten. Denn im Zusammenhang mit Schraubverbindungen ist bekannt, dass sich diese infolge Setzens lockern können, so dass das Setzen bereits vorab bei der Montage berücksichtigt werden muss. Eine wichtige rechnerische Größe für das Bestimmen der hierfür notwendigen Montagevorspannkraft ist die so genannte Klemmlänge der Schraubverbindung. Unter Klemmlänge kann in diesem Zusammenhang die Länge des Gewindebolzenabschnitts verstanden werden, der der (Bauteil-)Dicke der zu verbindenden Elemente und Zwischenelemente, also hier beispielsweise die Dicke der elektrischen Sicherung, des Kabelschuhs und eventuell zusätzlich eingebrachter (Distanz-)Buchsen, Distanzscheiben oder dergleichen entspricht, also beim Anziehen der Mutter gedehnt wird.
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Die realisierbare Klemmlänge ist jedoch durch die vergleichsweise geringe Dicke der zu verschraubenden Blechelemente begrenzt. Dadurch ist aber auch ein elastischer Bereich einer Dehnung beziehungsweise Spannung der Schraubverbindung vergleichsweise eng begrenzt, wobei innerhalb des elastischen Bereichs ein Ausgleich des Setzens der Schraubverbindung möglich ist. Infolgedessen lässt sich das Setzen der Schraubverbindung nur in vergleichsweise engen Grenzen ausgleichen. Deshalb ist es erforderlich, die vorbestimmte Montagevorspannkraft möglichst genau einzuhalten, wodurch sich die Montage der oben beschriebenen Anordnung hinsichtlich des erforderlichen Montagewerkzeugs sowie der erforderlichen Sorgfalt vergleichsweise aufwändig gestaltet. Zudem besteht bei Nichteinhalten der Montagevorspannkraft die Gefahr einer Lockerung der Schraubverbindung, wodurch die Funktionssicherheit des Fahrzeugs gefährdet wird. Es besteht deshalb im Allgemeinen der Wunsch nach einer verbesserten Befestigungsmöglichkeit von wenigstens zwei Blechelementen beziehungsweise Blechformteilen aneinander. Zudem besteht der Wunsch nach einer Vereinfachung des Herstellungs- beziehungsweise Montageprozesses bei gleichzeitig hoher Funktionssicherheit.
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Die
DE 33 27 587 A1 offenbart ein Schraubelement mit einem für den Eingriff eines Werkzeugs ausgelegten Körper, an dessen Endabschnitt ein Flansch angeordnet ist, der aus einem fest mit dem Körper verbundenen starren Flanschteil und einem schraubenförmig verlaufenden elastischen Teil besteht, der mit einem Ende an dem starren Flanschteil ansetzt und an dessen Umfang mit einer Neigung zum Gegenstand benachbart verläuft, sodass aufgrund der elastischen Wirkung zwischen dem Schraubelement und dem Gegenstand eine Sicherung gegen Lösen gegeben ist.
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Die
US 6 776 565 B2 offenbart eine verbesserte Struktur eines einbruchsicheren Schraubenbolzens mit einem Kissen und einer Mutter, wobei der Bolzen einen Bolzenkopf und einen Bolzenschaft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzenkopf sechseckig ist, wobei die Innenkanten mit gleichem Winkel angeordnet und mit schrägen Flächen versehen sind, die sich von einer zur anderen fortsetzen, und wobei der Verbindungsbereich jeder der schrägen Flächen eine Sperrfläche mit einer Hoch-Tief-Vertiefung ist, wobei das Kissen flach und kreisförmig ist und einen Durchmesser aufweist, der dem größten Durchmesser des Bolzenkopfes entspricht, wobei die Mitte des Kissens mit einem Durchgangsloch versehen ist, das einen Lochdurchmesser aufweist, der größer ist als der des Bolzenschafts, eine Fläche des Polsters zu einer fortlaufenden schrägen Fläche geformt ist, die der schrägen Fläche des einzelnen Schraubenkopfes entspricht, wobei die andere Fläche des Polsters mit einer Vielzahl von gleichmäßig angeordneten scharfen Eingriffslaschen versehen ist, wobei jede der Laschen eine aufrechte Fläche und eine schräge Fläche aufweist, wobei die Neigungsrichtung der schrägen Fläche derjenigen der durchgehenden schrägen Fläche des Polsters ähnlich ist, wobei die Mutter sechseckig ist, wobei der innere Rand jeder Seite davon mit einer schrägen Fläche versehen ist, die der durchgehenden schrägen Fläche entspricht, und wobei der Verbindungsbereich jeder schrägen Fläche auch zu einer Blockierfläche mit einer Hoch-Tief-Vertiefung geformt ist.
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Die
DE 10 2012 008 223 A1 offenbart ein demontageresistentes Befestigungsgerät zur Befestigung eines ersten Körpers an einem zweiten Körper, das ein Schraubenelement umfasst, das einen Schraubenkopf mit einer Schraubenkopfseitenwandung und einem Schaft umfasst; eine abgeschrägte Schraubenfeder, die eine Mehrzahl an Windungen aufweist; ein Gehäuse, das ein Bohrloch mit einer Seitenwandung, die eine erste Öffnung mit einem ersten Durchmesser und eine zweite Öffnung mit einem zweiten, kleineren Durchmesser, definiert, umfasst; wobei in der ersten Öffnung ein Schraubenkopf aufgenommen ist und die zweite Öffnung ein durchgehendes Loch ist, durch das der Schaft verläuft; wobei wenigstens einer vom Schraubenkopf und dem Bohrloch des Gehäuses Oberflächen mit Verzahnungen umfasst; und wobei wenigstens zehn Windungen der Mehrzahl an Windungen in die Verzahnungen greifen.
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Die
US 7 056 162 B2 offenbart eine Lockerungsschutzvorrichtung zur Verriegelung des Kopfes einer Sicherungsschraube oder -mutter, insbesondere zur Verbindung eines elektrischen Anschlusses mit einer Kontaktfahne, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung im Wesentlichen aus einer Platte besteht, die mindestens ein Rastelement aufweist, das bei der Befestigung der Verriegelungsmittel in Bezug auf die Kontaktfahne drehfest ist, und ein gezahntes Element umfasst, das am Ende des Schraubvorgangs mit dem Rastelement ineinandergreift, um ein Herausdrehen der Sicherungsschraube oder -mutter zu verhindern.
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Die
DE 199 54 912 C2 offenbart eine Vorrichtung aus Platte und Bolzen zur Sicherung eines Fahrzeugstoßdämpfers an seinem Rahmen. Die Metallplatte weist zwei vorstehende, mit einem Kragen versehene Öffnungen auf, die die hexagonalen Köpfe von Bolzen aufnehmen. Die Bolzenköpfe werden anschließend mit einem runden Werkzeug umgeprägt, um das Metall des Bolzens mit dem der Platte zu verbinden.
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Die
DE 42 19 192 A1 bezieht sich auf eine Befestigungsanordnung eines Gewindebolzens im zugehörigen Durchgangsloch eines flachen Metallprofils unter axialer Abstützung des Gewindebolzens über einen Bolzenkopf, wobei der Bolzenkopf bei festgelegtem Gewindebolzen flächenbündig in einer das Durchgangsloch erweiternden, an die Form des Bolzenkopfes angepassten Vertiefung versenkt ist. Die axial am Flachprofil abgestützte Ringstirnfläche ist mit mehreren zahnartig geformten Erhebungen versehen, die unter im wesentlichen radialer Erstreckung gleichmäßig über die Ringstirnfläche verteilt angeordnet sind, und der Bolzenkopf ist in den zugeordneten Endbereich eines auf den Durchmesser des Gewindebolzens abgestimmten Durchgangsloches einpressbar, wobei sich der Bolzenkopf unter Querstauchung des Flachprofils mittels seiner die Erhebungen aufweisenden Ringstirnfläche seine formangepasste Vertiefung gräbt.
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Die 20 2010 018 068 U1 offenbart ein selbststanzendes hohles Einpresselement, insbesondere Mutterelement zur Anbringung an ein Blechteil, wobei das Einpresselement einen Flanschteil größeren Durchmessers und einen Schaftteil kleineren Durchmessers aufweist, wobei der Schaftteil sich vom Flanschteil weg erstreckt und an seinem dem Flanschteil abgewandten Stirnende eine kreisförmige Stanzkante aufweist, wobei die dem Schaftteil zugewandte Seite des Flanschteils eine ringförmige Blechanlagefläche bildet und Verdrehsicherungsmerkmale am Schaftteil vorgesehen sind, die sich von etwa der Höhe der Blechanlagefläche über einen Teil der Länge des Schaftteils an diesem entlang erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb der ringförmigen Blechanlagefläche eine ringförmige Vertiefung im Flanschteil vorgesehen ist und dass überschüssiges Material des Schaftteils, das durch Herstellung der Verdrehsicherungsrippen entsteht, sich innerhalb der ringförmigen Vertiefung befindet.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine einfach montierbare Möglichkeit zum Befestigen eines Blechelements an einem anderen Blechelement zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung zum Befestigen eines ersten Blechelements oder Blechformteils an einem zweiten Blechelement oder Blechformteil weist einen Gewindebolzen, oder als Alternative dazu eine Schraube, mit einem Bund auf, wobei sich der Gewindebolzen im montierten Zustand durch das erste Blechelement und das in Nachbarschaft dazu angeordnete zweite Blechelement hindurch erstreckt. Des Weiteren verfügt die Befestigungseinrichtung über eine Schraubenmutter, die das erste Blechelement sowie das zweite Blechelement an dem Gewindebolzen hält. Erfindungsgemäß weist die Befestigungseinrichtung ein zu dem Gewindebolzen separat ausgebildetes Bolzeneingriffselement auf. Vorzugsweise ist das Bolzeneingriffselement in eine dieses verdrehsicher haltende Struktur, zum Beispiel durch Umspritzen mit Kunststoff, integriert. Das Bolzeneingriffselement verfügt über eine erste Stirnfläche, die in Nachbarschaft zu dem zweiten Blechelement angeordnet ist, eine Durchgangsöffnung, durch die der Gewindebolzen vorzugsweise lose, gleitend oder mit Spiel hindurch gesteckt ist, und eine der ersten Stirnfläche gegenüberliegende, zweite Stirnfläche, die eine Eingriffsaufnahme aufweist, mit der der Gewindebolzen im montierten Zustand in Eingriff steht. Im einfachsten Fall kann die Eingriffsaufnahme als Mehr- oder Vielkant, also beispielsweise als Sechskant, ausgeführt sein, der mit dem ebenfalls als Mehr- oder Vierkant ausgeführten Kopf oder dem Bund einen Formschluss bildet.
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In anderen Worten sind der Gewindebolzen und das Bolzeneingriffselement zweiteilig, also getrennt voneinander ausgebildet. Der Gewindebolzen ist in das Bolzeneingriffselement lose, gleitend oder mit Spiel (ein-)gesteckt, wodurch das Bolzeneingriffselement dadurch unmittelbar zur Erhöhung der Klemmlänge der Befestigungseinrichtung beträgt, ohne dass sich die Dicke der Blechelemente verändert.
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Durch die erfindungsgemäße Konfiguration kann somit der elastische Bereich der durch die Befestigungseinrichtung ausgebildeten Schraubverbindung gegenüber einer Schraubverbindung mit integrierter Verdrehsicherung vergrößert werden. Damit kann diese Befestigungseinrichtung den Vorteil bieten, dass sich die für einen funktionssicheren Betrieb eines beispielsweise damit ausgestatteten Fahrzeugs notwendige Montagevorspannkraft vergleichsweise einfach bestimmen und bei der Montage realisieren lässt. Dadurch kann ein Setzen der Schraubverbindung gut ausgeglichen werden. Zudem kann der Schraubprozess während der Montage des ersten Blechelements an dem zweiten Blechelement vereinfacht werden, da nur wenige Bauelemente notwendig sind. Des Weiteren kann der Gewindebolzen ohne das Integrieren der Verdrehsicherung geometrisch beziehungsweise konstruktiv vergleichsweise einfach gestaltet werden. Insgesamt zeichnet sich die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung durch die Schaffung einer vergleichsweise einfach montierbaren Möglichkeit zum Befestigen eines ersten Blechelements an einem zweiten Blechelement aus.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Durchgangsöffnung und/oder der Gewindebolzen so ausgelegt sind, dass zwischen dem Gewindebolzen und dem Bolzeneingriffselement ein Spiel, insbesondere eine Spielpassung, besteht. Das Spiel beziehungsweise die Spielpassung können so bemessen sein, dass sich der Gewindebolzen (gerade) noch innerhalb seines elastischen Bereichs hinsichtlich Dehnung / Spannung bewegen kann. Der Gewindebolzen steht also ausschließlich mit der Schraubenmutter in Gewindeeingriff. Dadurch wird eine möglichst große Klemmlänge sichergestellt.
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Für eine konstruktiv möglichst einfache Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Bund des Gewindebolzens wenigstens ein sich in Längsrichtung des Gewindebolzens weg erstreckendes Eingriffselement zum in Eingriff bringen mit dem Bolzeneingriffselement aufweist. Beispielsweise kann das wenigstens eine Eingriffselement in Form eines Zahnkranzes ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass eine oder mehrere Eingriffsnasen an dem Bund des Gewindebolzens ausgebildet sind. Dabei kann das wenigstens eine Eingriffselement an einer Innenseite des Bundes, also einer Seite des Bundes angeordnet sein, die im montierten Zustand dem Bolzeneingriffselement zugewandt ist.
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Um die Befestigungseinrichtung möglichst kostengünstig bereitstellen zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn der Gewindebolzen ein Einpressbolzen ist. Derartige Einpressbolzen sind auch als Normteile in unterschiedlichen Längen und mit unterschiedlichen (Gewinde-)Durchmessern auf dem Markt erhältlich.
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Um die Funktionssicherheit der oben beschriebenen Anordnung durch die Befestigungseinrichtung noch weiter zu erhöhen, können der Gewindebolzen und das Bolzeneingriffselement miteinander verschweißt sein. Beispielsweise können das Bolzeneingriffselement und der Gewindebolzen im Bereich der zweiten Stirnfläche und/oder im Bereich des Bundes oder Kopfes des Gewindebolzens miteinander verschweißt sein. Das Verschweißen kann durch Kaltverschweißen oder durch stoffschlüssiges Verschweißen erfolgen.
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Für eine konstruktiv möglichst einfache Ausgestaltung des Bolzeneingriffselements kann vorgesehen sein, dass das Bolzeneingriffselement im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist.
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Um ein Verdrehen des zweiten Blechelements relativ zu dem Bolzeneingriffselements zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, wenn das Bolzeneingriffselement durch wenigstens zwei Haltelaschen des zweiten Blechelements im Wesentlichen verdrehsicher gehalten beziehungsweise gegen eine Verdrehung fixiert ist. Dazu kann beispielsweise ein blechförmig ausgebildeter Grundkörper des zweiten Blechelements in Richtung des Bolzeneingriffselements gebogen sein. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die beiden insbesondere gebogenen Laschen auf sich gegenüberliegenden Seiten der elektrischen Sicherung und/oder des Bolzeneingriffselement angeordnet sind.
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Durch die zweiteilige Ausgestaltung des Bolzeneingriffselement und des Gewindebolzens ist es möglich, dass der Gewindebolzen und das Bolzeneingriffselement aus zueinander unterschiedlichen Materialien gefertigt sind. Je nach Einsatzzweck und daraus resultierenden Anforderungen an die Befestigungseinrichtung können so die Materialien unabhängig voneinander gewählt werden. Beispielsweise sind unterschiedliche metallische Materialien mit unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit oder unterschiedliche Stahlarten, eine Metall-Kunststoff-Paarung oder dergleichen denkbar.
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Für den vorgesehenen Einsatzzweck in Nachbarschaft zu elektrisch leitenden Bauelementen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Bolzeneingriffselement mit einem hierfür geeigneten Kunststoff umspritzt ist. Beispielsweise eignen sich hierfür thermoplastische Kunststoffe.
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Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass das erste Blechelement ein (elektrischer) Kabelschuh eines Fahrzeugs ist.
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In einer anderen, vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann dass das zweite Blechelement eine elektrische Sicherung für ein Fahrzeug sein.
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Somit kann die Befestigungseinrichtung auch zum Befestigen eines Kabelschuhs an einer elektrischen Sicherung für ein Fahrzeug eingerichtet sein.
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Besonders vorteilhaft lässt sich die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung einsetzen, wenn die als zweites Blechelement dienende elektrische Sicherung eine Schmelzsicherung ist, wie sie aus der Fahrzeugtechnik funktionell bekannt ist. Idealerweise können an der Schmelzsicherung wenigstens zwei Haltelaschen ausgebildet sein, um das Bolzeneingriffselement so zu halten beziehungsweise zu fixieren, dass sich die elektrische Sicherung gegenüber dem Bolzeneingriffselement nicht verdrehen kann.
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Die Erfindung betrifft auch einen Stromverteiler eines Fahrzeugs, mit wenigstens einer elektrischen Sicherung, an der ein Kabelschuh durch eine Befestigungseinrichtung in einer oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten angebracht ist.
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Kurze Figurenbeschreibung
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Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung, durch die ein erstes Blechelement mit einem zweiten Blechelement verbunden ist,
- 2 eine seitliche Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung, durch die ein erstes Blechelement mit einem zweiten Blechelement verbunden ist,
- 3 eine seitliche, perspektivische Teilschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung, durch die ein erstes Blechelement mit einem zweiten Blechelement verbunden ist,
- 4 eine perspektivische Seitenansicht eines Gewindebolzens mit Eingriffselement der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung als Einzelteil,
- 5 eine perspektivischen Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung, durch die ein erstes Blechelement in Form eines elektrisch leitfähigen Kabelschuhs mit einem zweiten Blechelement in Form einer elektrischen Sicherung elektrisch leitfähig durch einen Gewindebolzen und eine Schraubenmutter verbunden ist,
- 6 eine seitliche Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung, mit einem Gewindebolzen, einem Bolzeneingriffselement und mit einer Schraubenmutter, durch die ein erstes Blechelement in Form eines Kabelschuhs an einem zweiten Blechelement in Form einer elektrischen Sicherung verdrehsicher befestigt ist, und
- 7 eine vergrößerte, seitliche Schnittansicht der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung entlang der Schnittlinie VII-VII in 6.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer perspektivischen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer Befestigungseinrichtung 1 zum funktionssicheren Verbinden eines ersten Blechelements 2 an einem zweiten Blechelement 3. Mit dieser Befestigungseinrichtung 1 lässt sich das Setzen der Verbindung zwischen dem ersten Blechelement 2 und dem zweiten Blechelement 3 ausgleichen.
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Aus 1 geht hervor, dass die Befestigungseinrichtung 1 im Wesentlichen einen Gewindebolzen 4, der sich durch das erste Blechelement 2 sowie das zweite Blechelement 3 hindurch erstreckt, ein zu dem Gewindebolzen 4 separat ausgebildetes Bolzeneingriffselement 5 und eine auf den Gewindebolzen 4 aufgeschraubte Schraubenmutter 6 umfasst. Funktional betrachtet, halten der Gewindebolzen 4 und die auf diesem aufgeschraubte Schraubenmutter 6 als Schraubverbindung das dazwischen angeordnete erste Blechelement 2, das zweite Blechelement 3 sowie das Bolzeneingriffselement 5 zusammen.
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In 2, die eine seitliche Schnittansicht der Befestigungseinrichtung 1 zeigt, ist zu erkennen, dass der Gewindebolzen 4 an einem axialen Ende einen Bund 7 und einen Gewindeabschnitt 8 aufweist. Der Gewindebolzen 4 erstreckt sich im gezeigten, montierten Zustand durch das erste Blechelement 2 und das zweite Blechelement 3 hindurch, die dafür jeweils in einem Teilabschnitt über eine sich in Dickenrichtung erstreckende Durchgangsöffnung 9 und 10 verfügen.
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Zwischen dem Bund 7 des Gewindebolzens 4 und einer (in 2) unteren Fläche 11 des zweiten Blechelements 3 ist das Bolzeneingriffselement 5 angeordnet. Das Bolzeneingriffselement 5 weist einen im Wesentlichen als Sechskant ausgeführten Grundkörper 12 mit einem sich daran anschließenden Zylinderabschnitt 13 und einer Durchgangsöffnung 14 auf, durch die sich der Gewindeabschnitt 8 des Gewindebolzens 4 im montierten Zustand hindurch erstreckt. Das Bolzeneingriffselement 5 ist aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, bei dem sich beispielsweise um einen Stahl handelt. Das Bolzeneingriffselement 5 ist mit einem hier thermoplastischen Kunststoff umspritzt und dazu eingerichtet, als Verdrehsicherung in eine das Bolzeneingriffselement 5 verdrehsicher haltende (hier nicht dargestellte) Struktur, insbesondere in (einen hier nicht dargestellten) Stromverteiler für ein Fahrzeug, eingespritzt zu sein.
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Mit einer ersten Stirnfläche 15 liegt das mit Kunststoff umspritzte Bolzeneingriffselement 5 an der unteren Fläche 11 des zweiten Blechelements 3 an. An einer der ersten Stirnfläche 15 gegenüberliegenden, zweiten Stirnfläche 16 befindet sich das Bolzeneingriffselement 5 in formschlüssigem Eingriff mit dem Bund 7 des Gewindebolzens 4. Die Durchgangsöffnung 14 des Bolzeneingriffselements 5 in Form einer Bohrung erstreckt sich zwischen der ersten Stirnfläche 15 und der zweiten Stirnfläche 16. Wie in 2 ansatzweise erkennbar, sind der Durchmesser der Durchgangsöffnung 14 und der Durchmesser des Gewindebolzens 4 geometrisch so aufeinander abgestimmt, dass sich zwischen diesen ein Spiel, insbesondere eine Spielpassung ergibt.
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Für den formschlüssigen Eingriff mit dem Bund 7 des Gewindebolzens 4 ist an der zweiten Stirnfläche 16 des Bolzeneingriffselements 5 eine Eingriffsaufnahme 17 ausgebildet. Die Eingriffsaufnahme 17 ist hier in Form von sich in Längsrichtung des Bolzeneingriffselements 5 erstreckenden Aussparungen ausgebildet. Mit der Eingriffsaufnahme 17 lässt sich zum einen der Bund 7 beziehungsweise der Kopf des Gewindebolzens 4 mit der zweiten Stirnfläche 16 im Wesentlichen bündig versenken und zum anderen eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Gewindebolzen 4 und dem Bolzeneingriffselement 5 bewerkstelligen. Hierfür weist der Bund 7 des Gewindebolzens 4 ein Eingriffselement 18 in Form von einer Art Zahnkranz mit einer Vielzahl von sich in Längsrichtung des Gewindebolzens 4 vom Bund 7 weg erstreckenden Eingriffsnasen 19 zum verdrehsicheren in Eingriff bringen mit dem Bolzeneingriffselement 5, insbesondere mit der Eingriffsaufnahme 17 desselben, auf. Wenn also das Bolzeneingriffselement 5 in eine (hier nicht dargestellte) Struktur, beispielsweise in einen Stromverteiler für ein Fahrzeug, eingespritzt ist, werden die Blechelemente 2 und 3 durch die Befestigungseinrichtung 1 verdrehsicher zusammen gehalten.
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Aus 2 geht weiter hervor, dass die Schraubenmutter 6 auf ein dem Bund 7 gegenüberliegendes axiales Ende des Gewindebolzens 4 aufgeschraubt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schraubenmutter 6 eine Sechskantmutter in Form einer Sicherungsmutter. Es ist erkennbar, dass zwischen dem Bund 7 des Gewindebolzens 4 und der Schraubenmutter 6 das Bolzeneingriffselement 5, das erste Blechelement 2 sowie das zweite Blechelement 3 angeordnet und auf diese Weise miteinander verklemmt sind.
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3 zeigt in einer seitlichen, perspektivischen Teilschnittansicht die Befestigungseinrichtung 1. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass sich das am Bund 7 des Gewindebolzens 4 angeordnete, als Eingriffsnasen 19 ausgebildete Eingriffselement 18 in Eingriff mit der Eingriffsaufnahme 17 des Bolzeneingriffselements 5 befindet.
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4 zeigt den Gewindebolzen 4 als Einzelteil in einer perspektivischen Seitenansicht. Darin ist zu erkennen, dass sich das als Eingriffsnasen 19 ausgebildete Eingriffselement 18 in Längsrichtung des Gewindebolzens 4 von dessen Bund 7 weg erstrecken. Es handelt sich bei dem Gewindebolzen 4 hier um einen so genannten Einpressbolzen, der als Normteil erhältlich ist. Für den beschriebenen Einsatzzweck eignen sich beispielsweise metrische Gewinde, insbesondere M6-Gewinde.
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5 zeigt in einer perspektivischen Seitenansicht ein weiteres, zweites Ausführungsbeispiel einer Befestigungseinrichtung 1 zum funktionssicheren Befestigen des ersten Blechelements 2 an dem zweiten Blechelement 3. In konstruktiver und funktionaler Hinsicht entspricht das zweite Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass im Folgenden nur die Unterschiede erläutert werden.
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In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist das erste Blechelement 2 in Form eines elektrisch leitfähigen Kabelschuhs ausgeführt und wird im Folgenden daher als Kabelschuh bezeichnet. Das zweite Blechelement 3 ist in Form einer elektrischen Sicherung für ein (nicht dargestelltes) Fahrzeug ausgeführt und wird im Folgenden deshalb als elektrische Sicherung bezeichnet. Die Befestigungseinrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel lässt sich beispielsweise in einem (nicht dargestellten) elektrischen Stromverteiler, wie etwa einem Sicherungskasten oder -träger, für ein Fahrzeug unterbringen.
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An dem Kabelschuh ist üblicherweise eine (hier nicht dargestellte) elektrische Leitung angebracht, die direkt oder indirekt mit einem elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs elektrisch leitfähig verbunden ist. Da der Kabelschuh mittels der Befestigungseinrichtung 1 elektrisch leitfähig mit der elektrischen Sicherung verbunden ist, lässt sich so der elektrische Verbraucher durch die elektrische Sicherung gegen elektrische Überströme und dergleichen absichern. Es ist zu erkennen, dass die elektrische Sicherung hier als Schmelzsicherung mit einem im Wesentlichen blechförmig ausgestalteten Grundkörper ausgebildet ist.
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Aus 5 geht auch hervor, dass das Bolzeneingriffselement 5 abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel in diesem zweiten Ausführungsbeispiel einen im Wesentlichen quaderförmigen Grundkörper hat. Um den Kabelschuh und die elektrische Sicherung aber ebenso wie im ersten Ausführungsbeispiel verdrehsicher auch ohne ein Einspritzen in eine Struktur, beispielsweise in den Stromverteiler, zusammenzuhalten, weist die elektrische Sicherung in einem mit dem Bolzeneingriffselement 5 in Nachbarschaft befindlichen Abschnitt zwei sich gegenüberliegende Haltelaschen 20 und 21 auf, von denen in 5 aber nur die Haltelasche 20 zu erkennen ist. Die Haltelaschen 20 und 21 liegen an zwei sich gegenüberliegenden Seitenflächen des quaderförmigen Grundkörpers des Bolzeneingriffselements 5 an, so dass dieses die elektrische Sicherung formschlüssig gehalten ist.
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In 6 ist die Befestigungseinrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt. Darin ist zu erkennen, dass sich das hier gezeigte zweite Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass die Blechelemente 2 und 3 als Kabelschuh und elektrische Sicherung ausgeführt sind, und dass das Bolzeneingriffselement 5 quaderförmig ausgebildet ist.
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In 7, die eine vergrößerte, seitliche Schnittansicht der Befestigungseinrichtung 1 aus 6 entlang der Schnittlinie VI-VI in 6 zeigt, sind die zwei (Blech-) Haltelaschen 20 und 21 der elektrischen Sicherung zu erkennen. Die Haltelaschen 20 und 21 sind in Richtung des in 7 unter der elektrischen Sicherung angeordneten Bolzeneingriffselements 5 so gebogen, dass das Bolzeneingriffselement 5 zwischen den Haltelaschen 20 und 21 formschlüssig sowie verdrehsicher gehalten ist. Auf diese Weise bilden der Gewindebolzen 4, die elektrische Sicherung und das Bolzeneingriffselement 5 gemeinsam eine Verdrehsicherung aus.
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Anhand von 6, die eine seitliche Schnittansicht der Befestigungseinrichtung 1 zeigt, sollen nachfolgend die Montage der Befestigungseinrichtung 1 gemäß dem ersten oder dem zweiten Ausführungsbeispiel und die sich daraus ergebenden Vorteile erläutert werden.
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Der Gewindebolzen 4 wird durch die Durchgangsöffnung 14 des separat zu dem Gewindebolzen 4 ausgebildeten Bolzeneingriffselements 5 eingesteckt beziehungsweise hindurch gesteckt. Dabei wird das Eingriffselement 18 des Gewindebolzens 4 mit der Eingriffsaufnahme 17 des Bolzeneingriffselements 5 in formschlüssigen Eingriff gebracht. Aufgrund des sich zwischen dem Gewindeabschnitt 8 des Gewindebolzens 4 und der Durchgangsöffnung 14 des Bolzeneingriffselements 5 befindlichen Spiels kann sich der Gewindebolzen 4 zumindest in Grenzen elastisch (aus-)dehnen. Der Gewindebolzen 4 mit Bolzeneingriffselement 5 wird mit der elektrischen Sicherung (oder allgemein dem zweiten Blechelement 3) sowie dem Kabelschuh (oder allgemein dem ersten Blechelement 2) so verbunden, dass sich der Gewindebolzen 4 durch diese hindurch erstreckt.
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Insbesondere durch die zweiteilige Ausgestaltung des Gewindebolzens 4 und des Bolzeneingriffselements 5 sowie durch das dazwischen vorgesehene Spiel wird erreicht, dass sich in der Befestigungseinrichtung 1 eine Klemmlänge L ergibt, die sich aus drei Klemmlängenabschnitten zusammensetzt, nämlich einem ersten Klemmlängenabschnitt La, einem zweiten Klemmlängenabschnitt Lb und einem dritten Klemmlängenabschnitt Lc. Diese Klemmlänge L ist durch das Zusammenwirken des Gewindebolzens 4 und des Bolzeneingriffselements 5 groß und erlaubt beim Setzen der Schraubverbindung eine vergleichsweise große freie Weglängenänderung innerhalb des elastischen Bereichs des Gewindebolzens 4.
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Ausgehend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung 1 in vielerlei Hinsicht abgewandelt werden. Beispielsweise ist denkbar, dass der Gewindebolzen 4 und das Bolzeneingriffselement 5 miteinander verschweißt sind, wobei das Schweißverfahren je nach Einsatzzweck gewählt werden kann. Es ist auch möglich, dass der Gewindebolzen 4 und das Bolzeneingriffselement 5 aus zueinander unterschiedlichen Materialien gefertigt sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungseinrichtung
- 2
- erstes Blechelement (z.B. elektrischer Kabelschuh)
- 3
- zweites Blechelement (z.B. elektrische Sicherung)
- 4
- Gewindebolzen
- 5
- Bolzeneingriffselement
- 6
- Schraubenmutter
- 7
- Bund
- 8
- Gewindeabschnitt
- 9
- Durchgangsöffnung
- 10
- Durchgangsöffnung
- 11
- untere Fläche (des zweiten Blechelements)
- 12
- Grundkörper
- 13
- Zylinderabschnitt
- 14
- Durchgangsöffnung (des Bolzeneingriffselements)
- 15
- erste Stirnfläche (des Bolzeneingriffselements)
- 16
- zweite Stirnfläche (des Bolzeneingriffselements)
- 17
- Eingriffsaufnahme
- 18
- Eingriffselement
- 19
- Eingriffsnasen
- 20
- Haltelasche
- 21
- Haltelasche
- L
- Klemmlänge
- La
- erster Klemmlängenabschnitt
- Lb
- zweiter Klemmlängenabschnitt
- Lc
- dritter Klemmlängenabschnitt
