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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, das mit dem System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle für energieverbrauchende Einheiten des Fahrzeugs ausgestattet ist.
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HINTERGRUND
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Moderne Fahrzeuge, wie etwa Lastwagen, sind mit diversen elektronischen Vorrichtungen oder elektrischen Vorrichtungen, die auch als energieverbrauchende Vorrichtungen bezeichnet werden, wie etwa mit Stellgliedern, Steuereinheiten usw. ausgestattet. Weitere Beispiele derartiger energieverbrauchender Vorrichtungen wären ein Motorgebläse oder eine elektrische Windschutzscheibenheizung. Diese energieverbrauchenden Vorrichtungen des Fahrzeugs können durch eine elektrische Maschine, die an einen Motor des Fahrzeugs angeschlossen ist, mit Energie versorgt werden. Die energieverbrauchenden Vorrichtungen können alternativ von einem Energiespeichermittel, wie etwa einer getrennten Batterie oder einem elektrischen Speichermittel einer hybriden Konfiguration, die zum Antrieb des Fahrzeugs eingerichtet ist, mit Energie versorgt werden.
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Die energieverbrauchenden Vorrichtungen sind heutzutage an eine gewisse Anzahl von verschiedenen Erdungsquellen angeschlossen, um eine Referenzspannung für die Vorrichtungen bereitzustellen. Heutzutage wird eine gewisse Anzahl von Erdungspunkten innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt. Typischerweise wird eine gewisse Anzahl von elektrischen Verbindungsstücken an vorbestimmten Stellen innerhalb einer Kabine des Fahrzeugs bereitgestellt. Jedes der elektrischen Verbindungsstücke ist mit einer festen Anzahl von Klemmen versehen, wobei jede Klemme wiederum anhand eines geeigneten Drahts an eine spezifische energieverbrauchende Vorrichtung angeschlossen ist.
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Die Notwendigkeit, weitere Erdungsklemmen bereitzustellen, um Erdungszugangspunkten bereitzustellen, nimmt ständig zu. Dies ist auf die fortlaufende Entwicklung der Fahrzeuge zurückzuführen, wobei immer mehr elektronische Geräte für jede neue Generation/ jedes neue Modell von Fahrzeugen installiert werden. Da jedes der elektrischen Verbindungsstücke nur mit einer begrenzten Anzahl von Erdungsklemmen versehen ist, z.B. 21 Erdungsklemmen, wobei diese Klemmen ferner einer spezifischen elektronischen Vorrichtung gewidmet sind, wird eine relativ geringe Flexibilität und Konfigurationsfähigkeit erreicht. Es kann in der Tat manchmal vorkommen, dass alle Klemmen der elektrischen Verbindungsstücke belegt sind.
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Es sei zu beachten, dass die elektrischen Verbindungsstücke oft in Form eines Kunststoffgehäuses vorliegen, das die Klemmen umfasst, und somit recht unhandlich sind. Dadurch dass die elektrischen Klemmen an vorbestimmten Stellen bereitgestellt werden, die innerhalb der Kabine des Fahrzeugs verteilt sind, ist eine erhebliche Verkabelung notwendig, um jede der Klemmen und eine jeweilige energieverbrauchende Vorrichtung zu verbinden. Diese Lösung ist unhandlich, insbesondere in einem Bereich an einem Armaturenbrett der Kabine. Diese Lösung ist auch recht kostspielig, da relativ lange Drähte notwendig sind, um die Klemmen mit den energieverbrauchenden Vorrichtungen zu verbinden.
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Im Verlauf der Zeit können sich die elektrischen Verbindungen zwischen den Klemmen und den Drähten auf Grund von Verschleiß, einer vibrierenden Umgebung usw. lockern. Dies kann zu beeinträchtigter Betriebsleistung und möglicherweise Fehlfunktion oder Ausfall einiger der energieverbrauchenden Vorrichtungen führen.
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Die
US 6 249 060 B1 betrifft ein elektrisches System zur Kraftfahrzeugsteuerung, das einen Steuerprozessor umfasst, der den Betrieb von elektrisch betätigten Bauteilen des Fahrzeugs steuert.
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Die Druckschrift
DE 10 2013 101 801 A1 beschreibt eine elektrische Leitungsanordnung, die in einem Laminatverbund eines Rahmenelements eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Es sind Durchkontaktierungen in dem Laminatverbund vorgesehen, um die Leitungsanordnung elektrisch zu kontaktieren.
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Das Dokument
CH 348 736 A offenbart ein elektrisch leitendes Metallband, das über seine ganze Länge in regelmäßigen Abständen Löcher aufweist, welche bestimmt sind, Schrauben von zu Erdungsmaterial gehörenden Befestigungsmitteln aufzunehmen. Das Metallband soll also als Erdleiter dienen.
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Die Offenlegungsschrift
US 2004 / 0 158 413 A1 beschreibt ein Armaturenbrett mit einem Verkabelungsträgerteil. Ein in einzelne Segmente unterteilter Kabelbaum zur Verdrahtung einzelner elektrischer Elemente wird auf dem Verkabelungsträgerteil befestigt.
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Das Dokument
JP 2003- 178 824 A offenbart einen Erdungsanschluss mit mehreren Drahtanschlussstellen.
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Die
DE 10 2011 054 432 A1 beschreibt ein Verkabelungssystem für Fahrzeuge mit einem Rumpf aus Verbundmaterial. Masseverbindungsleitungen sind in das Verbundmaterial integriert und verbinden jeweils zwei Inserts miteinander. Gemäß diesem Dokument ist eine Verkabelung vorgesehen, welche außerhalb des Verbundmaterials verläuft und an einem Ende einen Massestecker umfasst, der an ein Steuergerät angeschlossen ist.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Mit Bezug auf das Vorstehende besteht somit ein Bedarf daran, ein kostengünstiges System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs bereitzustellen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neuartiges und vorteilhaftes System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs vorzuschlagen.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neuartiges und vorteilhaftes System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs vorzuschlagen, wobei dieses System nicht so unhandlich ist und die notwendige Verkabelung zum Anschließen einer Erdungsquelle an die elektrische Konfiguration weiter reduziert.
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Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zum Bereitstellen einer robusten Erdungsquelle eines Fahrzeugs vorzuschlagen, wobei die Erdungsquelle während eines Herstellungsprozesses des Fahrzeugs einfach einzubauen ist.
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Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein vielseitiges, anpassbares und konfigurierbares System zum Bereitstellen einer robusten Erdungsquelle eines Fahrzeugs vorzuschlagen. Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein alternatives System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs vorzuschlagen.
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Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neuartiges und vorteilhaftes Fahrzeug, das ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration aufweist, vorzuschlagen.
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Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neuartiges und vorteilhaftes Fahrzeug vorzuschlagen, das eine einfache und dadurch relativ kostengünstige Installation eines Systems zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration einer Kabine des Fahrzeugs ermöglicht.
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Einige dieser Aufgaben werden mit dem erfindungsgemäßen System nach Anspruch 1 erreicht. Andere Aufgaben werden mit einem Fahrzeug nach Anspruch 9 erreicht, das mit dem erfindungsgemäßen System ausgestattet ist. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen erläutert.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs bereitgestellt. Die Erdungsquelle umfasst ein längliches Erdungselement, das angeordnet ist, um anhand mindestens eines Befestigungsmittels an die Erdung des Fahrzeugs angeschlossen zu werden, wobei die Erdungsquelle angeordnet ist, um mindestens einen Zugangspunkt entlang des länglichen Erdungselements bereitzustellen, wobei der mindestens eine Zugangspunkt angepasst ist, um an eine Drahtkonfiguration angeschlossen zu werden, um einem elektrischen Bauteil der elektrischen Konfiguration des Fahrzeugs eine Erdung bereitzustellen.
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Dabei sorgt das System für hohe Zuverlässigkeit, kostengünstige Herstellung und Installation und bietet auch eine platzsparende Konfiguration. Die Gesamtlänge der Drahtkonfiguration kann möglichst gering bleiben, was wiederum für eine platzsparende Konfiguration und reduzierte Kosten für Drahtmaterial sorgt. Das elektrische Bauteil kann ein elektronisches Bauteil sein. Das elektrische Bauteil kann als energieverbrauchende Einheit bezeichnet werden.
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Das erfindungsgemäße System kann auf Grund der typischerweise großen Vielzahl von Fahrzeugkonfigurationen, die von den Herstellern bereitgestellt werden, vorteilhaft in einem Lastwagen bzw. LKS installiert werden. Das System ist leicht in einer beliebigen Art von Lastwagen- bzw. LKW-Konfiguration umzusetzen.
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Das längliche Erdungselement kann in einer Fahrzeugkabine angeordnet sein und an einen Kabinenrahmen angeschlossen sein.
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Das längliche Erdungselement kann angeordnet sein, um an die Erdung des Fahrzeugs anhand eines Befestigungsmittels, eines an jedem Endteil des länglichen Erdungselements, angeschlossen zu werden. Das längliche Erdungselement ist leicht und schnell in einer Fahrzeugkabine während eines Herstellungsprozesses des Fahrzeugs zu installieren, wodurch es im Hinblick auf die reduzierte notwendige Arbeit in einem Montagewerk ein kostengünstiges System gemäß einem Aspekt der Erfindung bereitstellt. Das Befestigungsmittel kann ein beliebiges geeignetes Befestigungsmittel sein.
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Das längliche Erdungselement kann gemäß einem Ausführungsbeispiel beispielsweise an einem Rahmen der Kabine ortsfest befestigt werden, um eine zuverlässige Erdverbindung bereitzustellen. Dies kann durch einen Schweißprozess erfolgen. Das längliche Erdungselement kann beispielsweise an einem Rahmen der Kabine anhand eines beliebigen geeigneten Klebstoffs ortsfest befestigt werden.
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Das längliche Erdungselement kann gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einem Rahmen der Kabine lösbar verbunden werden, um eine zuverlässige Erdungsverbindung bereitzustellen. Gemäß einem Beispiel wird das längliche Erdungselement an der Erdung des Fahrzeugs anhand eines beliebigen geeigneten Kopplungselements lösbar befestigt.
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Das längliche Erdungselement kann entlang eines Armaturenbretts der Fahrzeugkabine angeordnet und mit einem Kabinenrahmen verbunden sein. Dabei wird ein nicht so unhandliches und leicht zu installierendes Erdungselement bereitgestellt. Dabei kann eine gewisse Anzahl von elektrischen Bauteilen der elektrischen Konfiguration des Fahrzeugs an das längliche Erdungselement angeschlossen werden und dabei kann eine notwendige Gesamtlänge der Drähte zum Bereitstellen einer Erdung für die elektrischen Bauteile reduziert oder minimiert werden.
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Die Drahtkonfiguration kann mit dem länglichen Erdungselement anhand einer Ultraschall-Schweißverbindung verbunden sein. Durch die Bereitstellung so genannter Ultraschall-Verbindungsstellen wird vorteilhaft eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen der Drahtkonfiguration und dem Erdungselement erreicht. Dabei kann eine zuverlässige Verbindung kostengünstig erreicht werden. Dabei wird eine langfristige, angemessene und zuverlässige Funktionsweise des Systems sichergestellt. Die Bereitstellung der Ultraschall-Schweißverbindung reduziert vorteilhaft das Risiko einer Fehlfunktion auf Grund von Verschleiß.
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Jeder Zugangspunkt kann einen Teil des länglichen Erdungselements umfassen, an dem eine Isolierschicht von dem Erdungselement entfernt wird. Das Entfernen der Isolierschicht von dem Erdungselement ist relativ leicht zu erreichen. Dabei können geeignete Teile des länglichen Erdungselements als Zugangspunkte für die Drahtkonfiguration ausgewählt werden. Dies stellt vorteilhaft ein flexibles und vielseitiges System gemäß einer Ausführungsform bereit. Das Entfernen der Isolierschicht kann manuell durch einen Bediener und geeignetes Werkzeug erfolgen. Das Entfernen der Isolierschicht kann anhand eines beliebigen geeigneten Industrieroboters automatisch erfolgen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann mindestens ein mehrpoliges Verbindungsstückelement mit dem länglichen Erdungselement an einem Zugangspunkt verbunden werden. Dabei wird vorteilhaft eine Möglichkeit erreicht, ein elektrisches Verbindungsstück zu installieren, der eine feste Anzahl von Klemmen zum Bereitstellen einer Erdung für weitere elektrische Bauteile aufweist. Das elektrische Verbindungsstück kann nach der Herstellung des Fahrzeugs installiert werden. Das mehrpolige Verbindungsstückelement kann gegebenenfalls in der Kabine des Fahrzeugs installiert werden. Dies stellt vorteilhaft ein vielseitiges System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bereit.
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Das längliche Erdungselement kann eine erhebliche Querschnittsfläche, beispielsweise in dem Bereich von 10 bis 50 mm2, aus gut elektrisch leitfähigem Material bereitstellen. Das längliche Erdungselement kann mit einer Isolierschicht versehen sein, die beispielsweise aus Kunststoff oder einem beliebigen anderen geeigneten Material besteht. Das längliche Element kann beispielsweise aus Kupfer oder einer beliebigen geeigneten Legierung bestehen. Die Querschnittsfläche kann kleiner als 10 mm2 sein. Die Querschnittsfläche kann größer als 50 mm2 sein. Dabei kann eine geeignete Querschnittsfläche des länglichen Erdungselements bereitgestellt werden. Dabei können optimale Abmessungen des länglichen Erdungselements mit Bezug auf Platz, Gewicht, Kosten und Leistung gewählt werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs bereitgestellt. Die Erdungsquelle umfasst ein Erdungselement, das angeordnet ist, um anhand mindestens eines Befestigungsmittels mit der Erdung des Fahrzeugs verbunden zu sein, wobei die Erdungsquelle angeordnet ist, um mindestens einen Zugangspunkt entlang des länglichen Erdungselements bereitzustellen, wobei der mindestens eine Zugangspunkt angepasst ist, um mit einer Drahtkonfiguration zum Bereitstellen einer Erdung für ein elektrisches Bauteil der elektrischen Bauteile des Fahrzeugs verbunden zu sein. Dabei kann das Erdungselement ein längliches Erdungselement, wie etwa ein Kabel, umfassen. Dabei kann der mindestens eine Zugangspunkt eine Vielzahl von Zugangspunkten sein, die entlang des länglichen Erdungselements verteilt sind. Dabei kann die Drahtkonfiguration zum Bereitstellen einer Erdung für eine Vielzahl von elektrischen Bauteilen der elektrischen Konfiguration des Fahrzeugs angeordnet sein.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches das System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration einer Fahrzeugkabine umfasst. Das Fahrzeug kann ein Lastwagen oder ein Bus sein.
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Weitere Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus den folgenden Einzelheiten sowie durch das Umsetzen der Erfindung in die Praxis hervorgehen. Obwohl die Erfindung nachstehend beschrieben wird, sei zu beachten, dass sie nicht auf die beschriebenen spezifischen Einzelheiten eingeschränkt ist. Der Fachmann, der Zugriff auf die vorliegenden Lehren hat, wird weitere Anwendungen, Modifikationen und Integrationen in anderen Gebieten, die zum Umfang der Erfindung gehören, erkennen.
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Figurenliste
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer weiteren Aufgaben und Vorteile ist die nachstehend dargelegte ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen, wobei sich die gleichen Bezugszeichen in den mehreren Ansichten auf die gleichen Teile beziehen. Es zeigen:
- 1 schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2a schematisch ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß einem Aspekt der Erfindung;
- 2b schematisch ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß einem Aspekt der Erfindung;
- 2c schematisch ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß einem Aspekt der Erfindung;
- 2d schematisch ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß einem Aspekt der Erfindung;
- 3 schematisch einen elektrischen Zugangspunkt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
- 4 schematisch eine Kabine eines Fahrzeugs, die mit einer Erdungsquelle für eine elektrische Konfiguration versehen ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 bildet eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 100 ab. Das beispielhafte Fahrzeug 100 umfasst eine Zugeinheit 110 und einen Anhänger 112. Das Fahrzeug kann ein schweres Fahrzeug sein, beispielsweise ein Lastwagen oder ein Bus. Alternativ kann es ein Auto sein.
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Es sei zu beachten, dass das erfindungsgemäße System zum Bereitstellen einer Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration auf diverse Fahrzeuge anwendbar ist, wie beispielsweise auf eine Bergwerksmaschine, einen Traktor, einen Muldenkipper, einen Radlader, eine Plattform mit einem Industrieroboter, eine Forstmaschine, eine Erdbaumaschine, ein Straßenbaufahrzeug, einen Straßenplanierer, ein Rettungsfahrzeug oder ein Raupenfahrzeug. Das Fahrzeug kann gemäß einem Beispiel ein selbstständiges Fahrzeug sein.
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2a bildet schematisch einen Teil eines Systems zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle 200 einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel ab.
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Das System umfasst ein längliche Erdungselement 200. Das längliche Erdungselement 200 ist angeordnet, um mit einem ersten Teil einer Kabine des Fahrzeugs 100 an einem ersten Endteil E1 verbunden zu sein. Ein erstes Befestigungsmittel 201 ist an dem ersten Endteil E1 des länglichen Erdungselements 200 und/oder an dem ersten Teil der Kabine des Fahrzeugs 100 angeordnet. Das erste Befestigungsmittel 201 ist angeordnet, um das längliche Erdungselement 200 mit der Erdung des Fahrzeugs 100 elektrisch zu verbinden. Das längliche Erdungselement 200 ist angeordnet, um an dem ersten Endteil E1 an dem ersten Teil der Kabine des Fahrzeugs 100 ortsfest gesichert zu sein. Alternativ ist das längliche Erdungselement 200 angeordnet, um an dem ersten Endteil E1 mit dem ersten Teil der Kabine des Fahrzeugs 100 lösbar verbunden zu sein.
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Das längliche Erdungselement 200 ist angeordnet, um mit einem zweiten Teil einer Kabine des Fahrzeugs 100 an einem zweiten Endteil E2 verbunden zu sein. Ein zweites Befestigungsmittel 202 ist an dem zweiten Endteil E2 des länglichen Erdungselements 200 und/oder an dem zweiten Teil der Kabine des Fahrzeugs 100 angeordnet. Das zweite Befestigungsmittel 202 ist angeordnet, um das längliche Erdungselement 200 mit der Erdung des Fahrzeugs 100 elektrisch zu verbinden. Das längliche Erdungselement 200 ist angeordnet, um an dem zweiten Endteil E2 an dem zweiten Teil der Kabine des Fahrzeugs 100 ortsfest gesichert zu sein. Alternativ ist das längliche Erdungselement 200 angeordnet, um an dem zweiten Endteil E2 mit dem zweiten Teil der Kabine des Fahrzeugs 100 lösbar verbunden zu sein.
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Das erste Befestigungsmittel 201 und das zweite Befestigungsmittel 202 können beliebige geeignete Befestigungsmittel sein. Gemäß einem Beispiel können das erste Befestigungsmittel 201 und das zweite Befestigungsmittel 202 eine Schraube umfassen. Gemäß einem Beispiel können das erste Befestigungsmittel 201 und das zweite Befestigungsmittel 202 einen Klebstoff umfassen. Gemäß noch einem Beispiel können der erste Endteil E1 und der zweite Endteil E2 jeweils mit dem ersten Teil der Kabine und dem zweiten Teil der Kabine verschweißt sein.
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Das längliche Erdungselement 200 ist mit der Kabine des Fahrzeugs 100 verbunden, so dass es geerdet ist. Dabei kann das längliche Erdungselement 200 mit einem Rahmen der Kabine des Fahrzeugs 100 verbunden sein.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das längliche Erdungselement 200 an zwei Endteilen desselben derart angebracht, dass es eine Erdungsquelle bildet. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist nur ein Endteil, z.B. der erste Endteil E1, mit einem Erdungsteil der Kabine, z.B. dem ersten Teil der Kabine, verbunden.
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Das längliche Erdungselement 200 ist mit einer gewissen Anzahl von Zugangspunkten versehen. Gemäß dieser Ausführungsform ist das längliche Erdungselement 200 mit vier Zugangspunkten versehen, nämlich mit einem ersten Zugangspunkt P1, einem zweiten Zugangspunkt P2, einem dritten Zugangspunkt P3 und einem vierten Zugangspunkt P4. Gemäß diesem Beispiel sind die vier Zugangspunkte P1 bis P4 im Wesentlichen gleichmäßig entlang des länglichen Erdungselements 200 verteilt. Das längliche Erdungselement 200 kann eine beliebige geeignete Anzahl von Zugangspunkten aufweisen. Die Zugangspunkte können beliebig verteilt sein. Gemäß einem Beispiel können 10 oder 25 Zugangspunkte an dem länglichen Erdungselement 200 bereitgestellt werden. Die Anzahl von Zugangspunkten und eine Verteilung der Zugangspunkte entlang des länglichen Erdungselements sind angesichts der energieverbrauchenden Einheiten, die mit dem länglichen Erdungselement 200 verbunden werden sollen, Bauformoptionen.
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Jeder der Zugangspunkte weist eine gewisse Anzahl von elektrischen Drähten auf, die zwischen dem länglichen Erdungselement 200 und einer gewissen Anzahl von energieverbrauchenden Einheiten verbunden sind, um eine Erdung für die energieverbrauchende Einheiten bereitzustellen. Gemäß diesem Beispiel weist der erste Zugangspunkt P1 zwei elektrische Drähte auf, nämlich einen ersten elektrischen Draht W1a und einen zweiten elektrischen Draht W1b. Dabei ist der zweite Zugangspunkt P2 mit zwei elektrischen Drähten versehen, nämlich einem ersten elektrischen Draht W2a und einem zweiten elektrischen Draht W2b. Der dritte Zugangspunkt P3 ist mit zwei elektrischen Drähten versehen, nämlich einem ersten elektrischen Draht W3a und einem zweiten elektrischen Draht W3b. Der vierte Zugangspunkt P4 ist mit zwei elektrischen Drähten versehen, nämlich einem ersten elektrischen Draht W4a und einem zweiten elektrischen Draht W4b. Es sei zu beachten, dass jeder der Zugangspunkte P1 bis P4 mit einer geeigneten Anzahl von elektrischen Drähten versehen sein kann, die jeweils mit einer jeweiligen energieverbrauchenden Einheit elektrisch verbunden sind. Gemäß einem Beispiel kann jeder der Zugangspunkte P1 bis P4 mit mehr als 10 getrennten elektrischen Drähten versehen sein. Gemäß einem Beispiel kann jeder der Zugangspunkte P1 bis P4 mit mehr als 50 getrennten elektrischen Drähten versehen sein. Jeder der Zugangspunkte kann derart verteilt sein, dass die notwendige Gesamtlänge der elektrischen Drähte, welche die bereitgestellten energieverbrauchenden Einheiten mit dem länglichen Erdungselement verbinden, minimiert wird. Dabei bezieht sich die Drahtkonfiguration auf die bereitgestellten elektrischen Drähten, die das längliche Erdungselement und die energieverbrauchenden Einheiten verbinden. Die elektrischen Drähten der Drahtkonfiguration können aus beliebigen geeigneten elektrischen Drähten bestehen, wie beispielsweise aus isolierten Kupferdrähten.
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Der Übersichtlichkeit halber werden in 2a nur vier energieverbrauchende Einheiten gezeigt. Es wird abgebildet, dass der erste Zugangspunkt P1 mit dem ersten elektrischen Draht W1a und dem zweiten elektrischen Draht W1b versehen ist. Der erste elektrische Draht W1a ist mit einer ersten energieverbrauchenden Einheit 110a verbunden. Der zweite elektrische Draht W1b ist mit einer zweiten energieverbrauchenden Einheit 110b verbunden. Es wird ferner abgebildet, dass der zweite Zugangspunkt P2 mit dem ersten elektrischen Draht W2a und dem zweiten elektrischen Draht W2b versehen ist. Der erste elektrische Draht W2a ist mit einer ersten energieverbrauchenden Einheit 120a verbunden. Der zweite elektrische Draht W2b ist mit einer zweiten energieverbrauchenden Einheit 120b verbunden. Dabei sind die energieverbrauchenden Einheiten 110a, 110b, 120a und 120b mit dem länglichen Erdungselement 200 jeweils anhand der elektrischen Drähte W1a, W1b, W2a und W2b verbunden. Die energieverbrauchenden Einheiten können als energieverbrauchende Vorrichtungen bezeichnet werden.
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Es versteht sich, dass die elektrischen Drähte des dritten Zugangspunkts P3 und des vierten Zugangspunkts P4 auch mit einer jeweiligen dedizierten energieverbrauchenden Einheit verbunden sind, obwohl dies in 2a nicht abgebildet ist.
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Gemäß einem Beispiel kann mindestens ein elektrischer Draht eines beliebigen Zugangspunkts nicht mit einer energieverbrauchenden Einheit verbunden sein, kann jedoch als Reserve dienen, falls noch eine andere energieverbrauchende Einheit in dem Fahrzeug 100 installiert werden sollte.
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Die energieverbrauchenden Einheiten können beliebige geeignete energieverbrauchende Einheiten sein. Die energieverbrauchenden Einheiten können beispielsweise beliebig aus einer Gruppe gewählt werden, die Folgendes umfasst: eine elektronische Steuereinheit, ein elektrisches Instrument, eine elektrische Maschine, eine E/A-Einheit, ein Stellglied, eine Hilfsvorrichtung usw. Die energieverbrauchenden Einheiten können beliebige energieverbrauchende Einheiten sein, welche die Bereitstellung einer elektrischen Erdung benötigen. Die elektrische Konfiguration kann die energieverbrauchenden Einheiten umfassen.
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Dabei werden die energieverbrauchenden Einheiten von mindestens einer Energiequelle, wie etwa einem Batterieblock oder eine elektrische Maschine, mit Energie versorgt. Der Einfachheit halber sind die Energiequellen zur elektrischen Energieversorgung der energieverbrauchenden Einheiten nicht abgebildet oder hier ausführlicher erläutert. Die Beschreibung von diversen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung konzentriert sich auf die Bereitstellung einer Erdung (GND) für die energieverbrauchenden Einheiten. Gemäß einem Beispiel soll die „Erdung“ dabei eine Referenzspannung, wie beispielsweise 0 Volt, sein.
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2b bildet schematisch ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß einem Aspekt der Erfindung ab.
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Dabei wird eine alternative Konfiguration des länglichen Elements 200 gezeigt. Dabei werden zwei Zugangspunkte P1 und P2 bereitgestellt. Die Zugangspunkte P1 und P2, welche die Drähte W1a, W1b, W2a und W2b sowie die Endteile E1 und E2 aufweisen, werden mit Bezug auf 2a erläutert.
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Gemäß diesem Beispiel wird ein fünfter Zugangspunkt P5 bereitgestellt. Ein fünfter elektrischer Draht W5 ist zwischen dem länglichen Erdungselement und einer elektrischen Verbindungsstückvorrichtung 250 angeordnet. Die elektrische Verbindungsstückvorrichtung 250 ist mit n Klemmen versehen, wobei n eine positive Ganzzahl ist, wie etwa 10, 20 oder 30. Jede der n Klemmen kann mit einer energieverbrauchenden Einheit verbunden sein. Dabei wird gezeigt, dass eine erste Klemme 250:1 mit einer energieverbrauchenden Einheit 150a anhand eines elektrischen Drahts W5:1 verbunden ist. Die Klemme Nummer n ist dabei mit einer energieverbrauchenden Einheit 250:n anhand eines elektrischen Drahts W5:n verbunden. Es sei zu beachten, dass eine gewisse Anzahl von Klemmen, möglicherweise alle Klemmen, mit einer dedizierten energieverbrauchenden Einheit über einen jeweiligen elektrischen Draht verbunden sein kann. Dabei kann eine Erdung für eine gewisse Anzahl von energieverbrauchenden Elementen anhand der Verbindungsstückvorrichtung 250 und geeigneter elektrischer Drähten von dem fünften Zugangspunkt bereitgestellt werden.
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Die elektrische Verbindungsstückvorrichtung 250 kann als mehrpoliges Verbindungsstückelement bezeichnet werden. Dabei ist die elektrische Verbindungsstückvorrichtung 250 angeordnet, um an jeder Klemme eine Erdung bereitzustellen.
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Gemäß einem Beispiel kann mehr als eine Verbindungsstückvorrichtung bereitgestellt werden, ähnlich wie zuvor erläutert.
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2c bildet schematisch ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs 100 gemäß einem Aspekt der Erfindung ab.
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Das System umfasst das längliche Erdungselement 200. Das längliche Erdungselement 200 ist angeordnet, um mit einem ersten Teil einer Kabine des Fahrzeugs 100 an dem ersten Endteil E1 anhand des ersten Befestigungsmittels 201 verbunden zu sein. Das längliche Erdungselement 200 ist angeordnet, um mit einem zweiten Teil einer Kabine des Fahrzeugs 100 an dem zweiten Endteil E2 anhand des zweiten Befestigungsmittels 202 verbunden zu sein.
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Gemäß diesem Beispiel wird ein dritter Endteil E3 des länglichen Erdungselements bereitgestellt. Das längliche Erdungselement 200 ist dadurch angeordnet, um mit einem dritten Teil einer Kabine des Fahrzeugs 100 an dem dritten Endteil E3 anhand eines dritten geeigneten Befestigungsmittels 203 verbunden zu sein. Das dritte Befestigungsmittel 203 ist angeordnet, um das längliche Erdungselement 200 mit der Erdung des Fahrzeugs 100 elektrisch zu verbinden, um die Stabilität und Zuverlässigkeit des länglichen Erdungselements 200 weiter zu steigern. Das längliche Erdungselement 200 kann angeordnet sein, um an dem dritten Endteil E3 an dem dritten Teil der Kabine des Fahrzeugs 100 ortsfest gesichert zu sein. Alternativ kann das längliche Erdungselement 200 angeordnet sein, um mit dem dritten Endteil E3 an dem dritten Teil der Kabine des Fahrzeugs 100 lösbar verbunden zu sein. Dabei ist das längliche Erdungselement 200 im Allgemeinen Y-förmig.
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2d bildet schematisch ein System zum Bereitstellen einer zuverlässigen Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß einem Aspekt der Erfindung ab.
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Dabei wird eine Ausführungsform des Systems gezeigt, die mit Bezug auf 2c gezeigt wird. Dabei ist das längliche Erdungselement 200 mit drei Zugangspunkten zwischen dem ersten Endteil E1 und dem zweiten Endteil E2 versehen, nämlich dem ersten Zugangspunkt P1, dem zweiten Zugangspunkt P2 und dem dritten Zugangspunkt P3. Ferner wird der vierte Zugangspunkt P4 in der Nähe des dritten Endteils E2 bereitgestellt. Dabei ist das längliche Erdungselement 200 im Allgemeinen Y-förmig.
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3 bildet schematisch den ersten elektrischen Zugangspunkt P1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab.
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Dabei wird eine Anzahl von elektrischen Drähten zwischen einer jeweiligen energieverbrauchenden Einheit und dem länglichen Erdungselement 200 bereitgestellt. Eine beliebige geeignete Anzahl von elektrischen Drähten kann mit dem länglichen Erdungselement 200 an jedem Zugangspunkt desselben verbunden sein. Gemäß diesem Beispiel sind m elektrische Drähte mit dem länglichen Erdungselement 200 verbunden, wobei m eine positive Ganzzahl ist, wie beispielsweise 10, 20 oder 30. Dabei ist der erste elektrische Draht W1a mit der ersten energieverbrauchenden Einheit 110a usw. verbunden. Dabei sind die energieverbrauchenden Einheiten mit der Erdung für die richtige Leistung und Funktionsweise verbunden.
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Diverse Techniken zum Verbinden der elektrischen Drähte W1a bis W1m mit dem länglichen Erdungselement können angewendet werden. Gemäß diesem Beispiel werden die elektrischen Drähte W1a bis W1m anhand eines Crimp-Elements 300 an dem länglichen Erdungselement 200 gecrimpt. Dies kann anhand von geeignetem Werkzeug manuell erfolgen. Alternativ kann der Crimp-Prozess anhand eines beliebigen geeigneten Industrieroboters in einem Montagewerk erfolgen. Eine beliebige geeignete Anzahl von elektrischen Drähten kann mit einem Zugangspunkt des länglichen Elements 200 verbunden werden. Es sei auch zu beachten, dass die verbundenen elektrischen Drähte voneinander unabhängige Längen aufweisen können. Die jeweiligen Längen des elektrischen Drahts können somit voneinander unterschiedlich sein. Die Länge jedes der elektrischen Drähte wird auf der Grundlage einer relativen Position einer jeweiligen energieverbrauchenden Einheit gewählt.
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Eine vorteilhafte Technik zum Verbinden der elektrischen Drähte mit dem länglichen Erdungselement 200 ist das so genannte Ultraschall-Schweißen. Dabei werden zuverlässige Verbindungen der elektrischen Drähten mit dem länglichen Erdungselement erreicht. Das Ultraschall-Schweißen ist eine Technik, durch die hochfrequente akustische Ultraschallvibrationen auf Elemente, die unter Druck zusammengehalten werden, ausgeübt werden. Dabei entsteht eine monolithische Schweißverbindung, um die elektrischen Drähte an dem länglichen Erdungselement zu befestigen. Gemäß dieser Technik gibt es keine Verbindungsbolzen, Nägel, Lötmittel oder Klebstoffe, die notwendig wären, um die Werkstoffe zu verbinden.
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Gemäß einer anderen Technik zum Verbinden der elektrischen Drähte mit dem länglichen Erdungselement 200 kann ein beliebiger geeigneter Klebstoff verwendet werden. Alternativ kann ein beliebiges geeignetes Verbindungselement verwendet werden, um die elektrischen Drähte mit dem länglichen Erdungselement 200 zu verbinden. Gemäß einem Beispiel können diverse Verbindungstechniken an verschiedenen Zugangspunkten verwendet werden.
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4 bildet schematisch eine Kabine 410 des Fahrzeugs 110 ab, die mit einer Erdungsquelle einer elektrischen Konfiguration gemäß einer Ausführungsform der Erfindung versehen ist.
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Dabei ist abgebildet, dass das längliche Erdungselement 200 entlang eines Armaturenbretts einer Kabine 410 des Fahrzeugs 110 angeordnet ist. Das längliche Erdungselement 200 ist dabei unterhalb des Armaturenbretts angeordnet. Das längliche Erdungselement 200 ist somit aus Sicht des Fahrers in der Kabine nicht zu sehen.
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Das längliche Erdungselement 200 ist mit Erdungsteilen der Kabine an dem ersten Endteil E1 und dem zweiten Endteil E2 verbunden. Dabei ist das längliche Erdungselement 200 mit der Erdung des Fahrzeugs 110 verbunden.
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Zum Zweck der Erläuterung sind eine Windschutzscheibe 420 und ein Lenkrad 430 der Kabine schematisch abgebildet.
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Dabei ist das längliche Erdungselement 200 angeordnet, um eine Erdung für eine gewisse Anzahl von energieverbrauchenden Einheiten des Fahrzeugs 110 über eine elektrische Drahtkonfiguration (nicht gezeigt) bereitzustellen.
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Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird zur Erläuterung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die beschriebenen Varianten einzuschränken. Zahlreiche Modifikationen und Variationen werden für den Fachmann offensichtlich sein. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Grundlagen der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen möglichst gut zu erklären und es dem Fachmann dadurch zu ermöglichen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen und mit den diversen Modifikationen, die für die bestimmte Verwendung geeignet sind, zu verstehen.
