DE102016119498A1 - Anschlusseinheit für eine Vorrichtung zur Lichtbogenerkennung in einem Fahrzeugbordnetz - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anschlusseinheit für eine Vorrichtung zur Lichtbogenerkennung in einem Fahrzeugbordnetz (20) mit einer Koppeleinheit (12), welche an einer Kontaktierungsstelle (50) eines elektrischen Verbrauchers (30) anbringbar ist und mit einem Detektionsleiter (11) verbunden oder verbindbar ist. Für die Erfassung eines Lichtbogens im Bereich der Kontaktierungsstelle ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Koppeleinheit (12) einen einstückigen oder zweistückigen Kontaktträger (120) aufweist, welcher mit einem Befestigungsabschnitt (126) zum Festlegen an einem Halteteil im Bereich der Kontaktierungsstelle (50) versehen ist und einen Detektionsleiterabschnitt (113) umfasst, der so angeordnet ist, dass er nach Anbringen der Koppeleinheit (12) an der Kontaktierungsstelle (50) in geringem Abstand von dieser verläuft (2A ).
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Anschlusseinheit für eine Vorrichtung zur Lichtbogenerkennung in einem Fahrzeugbordnetz mit einer Koppeleinheit, welche an einer Kontaktierungsstelle eines elektrischen Verbrauchers anbringbar ist und mit einem Detektionsleiter verbunden oder verbindbar ist.
- Eine Vorrichtung zur Lichtbogenerkennung in einem Fahrzeugbordnetz ist in der
DE 10 2014 108 870 A1 angegeben, wobei auch Kontaktstellen gezeigt sind, an denen die Vorrichtung zur Lichtbogenerkennung mit Detektionsleitern angeschlossen ist. Gerade auch an nicht einwandfreien, fehlerhaften Kontaktstellen können sich bei dem entstehenden Spannungsabfall hohe Temperaturen entwickeln, insbesondere wenn es sich um Anschlusskontakte von Verbrauchern mit hohem Leistungsbedarf handelt, wobei die Kontaktstellen in vielen Fällen als Schraubkontakte ausgeführt sind. Liegt die Versorgungsspannung des Bordnetzes im Bereich von 18 V bis 60V, beispielsweise bei 36 V bzw. 48 V, kann sich an fehlerhaften Kontaktstellen eine genügend hohe Zündspannung für die Entstehung eines seriellen Lichtbogens ausbilden, der zu Brand führt. Mittels der aus derDE 10 2014 108 870 A1 bekannten Vorrichtung kann die Ausbildung eines Lichtbogens frühzeitig erkannt und ein Brand durch entsprechende Gegenmaßnahme, wie Unterbrechen des Versorgungsstroms, vermieden werden. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlusseinheit der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels deren im Bereich einer Kontaktierungsstelle eines Bordnetzes die Entstehung eines Lichtbogens möglichst zuverlässig erfassbar ist.
- Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Koppeleinheit einen einstückigen oder zweistückigen Kontaktträger aufweist, welcher mit einem Befestigungsabschnitt zum Festlegen an einem Halteteil im Bereich der Kontaktierungsstelle versehen ist und einen Detektionsleiterabschnitt umfasst, der so angeordnet ist, dass er nach Anbringen der Koppeleinheit an der Kontaktierungsstelle in geringem Abstand von dieser verläuft.
- Durch die damit erreichte eindeutige Festlegung der Koppeleinheit mit dem Kontaktträger an der Kontaktierungsstelle und die enge Führung des Detektionsleiterabschnitts entlang der Kontaktierungsstelle wird ein an der Kontaktierungsstelle auftretender Lichtbogen frühzeitig zuverlässig mittels der Vorrichtung zur Lichtbogenerkennung erfassbar, so dass zur Unterbindung des Lichtbogens schnell adäquate Gegenmaßnahmen, wie z. B. Abschalten des Versorgungsstroms, Fehlerregistrierung und/oder Fehlerbehebung, ergriffen werden können.
- Eine für die sichere Erfassung vorteilhafte Maßnahme besteht darin, dass der Detektionsleiterabschnitt in der Koppeleinheit so angeordnet ist, dass er nach Anschluss um die Kontaktierungsstelle herum verläuft.
- Für die Installation bzw. Wartung und Überprüfung vorteilhafte weitere Maßnahmen bestehen darin, dass die Koppeleinheit mit einem Kupplungsteil versehen ist, über das der Detektionsleiterabschnitt mit einem ankommenden und einem abgehenden Leiterabschnitt des Detektionsleiters verbunden oder verbindbar ist.
- Der Aufbau und die Anbringung der Anschlusseinheit an der Kontaktierungsstelle werden des Weiteren dadurch begünstigt, dass der Befestigungsabschnitt einen Durchbruch aufweist, in den zum Festlegen ein Zapfen, insbesondere ein Schraubbolzen, der Kontaktierungsstelle einsetzbar ist. Da der Schraubbolzen gleichzeitig einen Anschlusskontakt für hohe Ströme eines Verbrauchers mit hohem Leistungsbedarf darstellt, ist eine mechanisch stabile und elektrisch sichere Anbringung gegeben.
- Dabei ist für die Anbringung und Kontaktierung weiterhin vorteilhaft vorgesehen, dass der Befestigungsabschnitt eine ringförmige Unterlegscheibe aufweist, deren zentrale Aussparung den Durchbruch bildet und deren radial außen liegender Umfangsrand von einem Isolationskörper eingefasst ist.
- Eine für den Aufbau, die Installation und die Funktion weiterhin vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die Unterlegscheibe aus Metall besteht und an der Kontaktierungsstelle elektrisch leitend und mechanisch mittels einer Kontaktmutter festklemmbar ist.
- Für eine zuverlässige Erfassung sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass der Detektionsleiterabschnitt um den Durchbruch geführt ist.
- Zu einer sicheren Funktion und einem dauerhaft stabilen Aufbau tragen des Weiteren die Maßnahmen bei, dass der Detektionsleiterabschnitt in dem Isolationskörper eingebettet ist.
- Eine für eine zusätzliche Sicherheit vorteilhafte Maßnahme besteht ferner darin, dass dem Detektionsleiterabschnitt eine Temperatursicherung, insbesondere Temperaturschalter, zugeordnet ist. Mit dieser Ausbildung kann mit derselben Einheit, mit der ein Lichtbogen detektiert wird, auch bereits frühzeitig (bevor sich eventuell ein Lichtbogen entwickelt) ein zu einer Temperaturerhöhung führender fehlerhafter Kontakt festgestellt bzw. eine sicherheitsgefährdende Temperaturerhöhung unterbunden werden und mit einer gegebenenfalls weiter ausgebildeten Temperatursensorvorrichtung signalisiert werden.
- Für die Installation und den Aufbau ist weiterhin vorteilhaft, dass an dem Kontaktträger ein Halteabschnitt mit einer eingelassenen Haltebuchse, insbesondere Metallbuchse, angegossen ist.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale für den Aufbau und die Funktion bestehen darin, dass der Kontaktträger ein eingegossenes Stanzteil aufweist, welches den Detektionsleiterabschnitt bildet, insbesondere ausgeführt als Stanzgitter.
- Ist vorgesehen, dass der Kontaktträger mit einem Verbindungsteil für eine Anschlussleitung versehen ist, kann beispielsweise auch eine in einem Verbraucher angeordnete Leitungsführung für einen Versorgungsstrom auf die Entstehung eines Lichtbogens hin überwacht werden.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Lichtbogenerkennung in einem Fahrzeugbordnetz, -
2A ein Ausführungsbeispiel für eine Anschlusseinheit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung in zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten, -
2B eine Koppeleinheit der Anschlusseinheit nach2A in perspektivischer Ansicht, -
3A ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anschlusseinheit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung in zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten, -
3B eine Koppeleinheit der Anschlusseinheit nach2A in einer perspektivischen Ansicht von oben und von unten und -
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Anschlusseinheit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung in perspektivischer Ansicht. -
1 zeigt in schematischer Ansicht eine Vorrichtung1 zur Lichtbogenerkennung im Bordnetz eines Kraftfahrzeuges, wie sie in der eingangs genanntenDE 10 2014 108 870 A1 angegeben ist. Zum Überwachen einer elektrischen Versorgungseinrichtung in einem Fahrzeugbordnetz20 auf Entstehung eines Lichtbogens an einer Versorgungsleitung einschließlich Kontaktierungsstellen50 desselben weist die Vorrichtung1 eine Erkennungsschaltung10 und eine daran über eine Einkoppelstelle103 und über eine Auskoppelstelle104 angeschlossene Detektionsleiteranordnung mit einem entlang der Versorgungsleitungen mit Plusleitung22 bzw. Minusleitung23 geführten Detektionsleiter11 auf, welcher eine Zuführung110 und eine Rückführung111 sowie eine entlang einem elektrischen Verbraucher30 führende Schleife112 umfasst. Der Detektionsleiter11 ist auch entlang der Kontaktierungsstelle50 (bzw. in entsprechender Weise entlang mehrerer Kontaktierungsstellen50 ) mit einem Detektionsleiterabschnitt113 geführt, wie weiter unten anhand der2A bis4 näher erläutert wird. - Die elektrische Versorgungseinrichtung des Fahrzeugbordnetzes
20 umfasst, wie aus1 weiter ersichtlich, eine Versorgungsspannung21 zwischen einem Pluspol und einem Minuspol24 , der beispielsweise durch die Fahrzeugkarosserie gebildet wird. Die Minusleitung23 kann bei einer solchen Versorgungseinrichtung auch entfallen bzw. durch andere Massepunkte gebildet sein. Insbesondere bei Versorgungsspannungen im Bereich von etwa 18 V bis 60V können sich an fehlerhaften Stellen der Versorgungseinrichtung infolge eines Spannungsabfalls Zündspannungen aufbauen, die zu einem Lichtbogen führen und einen Brand auslösen können. - Die Erkennungsschaltung
10 , an die der Detektionsleiter11 mit seiner Zuführung110 und Rückführung111 angeschlossen ist, weist eine Signalquelle100 auf, aus der über einen Vorwiderstand101 in der Größenordnung von 100 Ohm bis einige kOhm ein definiertes Signal in den Detektionsleiter eingekoppelt wird. Mittels eines in der Erkennungsschaltung10 weiterhin vorhandenen Vergleichers106 wird das Signal zwischen zwei Messpunkten102 und105 verglichen und bei einer charakteristischen Abweichung, die infolge eines Lichtbogens in der Versorgungseinrichtung20 entsteht, wird dieser signalisiert, sodass geeignete Maßnahmen zur Unterbindung und/oder Anzeige ausgelöst werden.1 zeigt auch, dass das Signal der Signalquelle100 auf ein Bezugspotential bezogen ist, welches wiederum mit dem Potential der Versorgungseinrichtung20 in festem Bezug steht. Der Vergleicher106 steht über eine betreffende Signalleitung108 mit dem Messpunkt102 zwischen der Signalquelle100 und dem Vorwiderstand101 in Verbindung. Nähere Angaben zu Ausgestaltungsmerkmalen und Wirkungsweise der Vorrichtung1 zur Lichtbogenerkennung sind in der genanntenDE 10 2014 108 870 A1 gemacht, die vorliegend insoweit ergänzend in Bezug genommen wird. - Insbesondere auch an den Kontaktierungsstellen
50 der elektrischen Versorgungseinrichtung des Fahrzeugbordnetzes20 können infolge nicht einwandfreier bzw. fehlerhafter Kontaktierung Spannungsabfälle entstehen, die zu Zündspannungen mit Lichtbogenentstehung führen und einen Brand verursachen können. In den2A bis4 sind Anschlusseinheiten2 für die Vorrichtung1 zur Lichtbogenerkennung im Bereich von Kontaktierungsstellen50 gezeigt, die insbesondere für dort angeschlossene Verbraucher mit hohem Leistungsbedarf bzw. hohen Strömen ausgebildet sind. Derartige Kontaktierungsstellen50 von mit hohem Strom beaufschlagten Verbrauchern30 besitzen meist Kontaktierungseinheiten mit Schraubverbindungen, wie etwa Komponenten mit Motor oder elektrische Heizeinrichtungen. An der betreffenden Kontaktierungsstelle50 des Verbrauchers30 ist dann in er Regel ein Kontaktstift51 bzw. Schraubbolzen und eine Kontaktmutter52 zum Festklemmen eines an einer Versorgungsleitung bzw. einem Kabel40 angeschlossenen Kabelschuhs25 vorhanden, wie die2A ,3A und4 zeigen. Die Verschraubungen an den Kontaktierungsstellen50 können dabei offene oder dicht geschlossene Ausführungen sein. - Bei dem in
2A und2B gezeigten Ausführungsbeispiel weist die an der Kontaktierungsstelle50 anzubringende bzw. angebrachte Koppeleinheit12 einen einstückigen Kontaktträger120 auf, an dem eine Kupplung121 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung eines zuführenden und eines abführenden Abschnitts des Detektionsleiters11 mit einem Detektionsleiterabschnitt113 angebracht ist, welcher in dem Kontaktträger120 geführt ist. Die Kupplung121 ist mit einem an dem Kontaktträger120 angebundenen bzw. angeformten Kupplungsteil121.1 versehen, in dem zu dem in dem Kontaktträger120 eingebetteten Detektionsleiterabschnitt113 führende Kontaktbuchsen oder Kontaktstifte angeordnet sind, um einen Steckkontakt für den zuführenden und abgehenden Abschnitt des Detektionsleiters11 zu bilden. Der Detektionsleiterabschnitt113 kann dabei als Stanzteil123 , insbesondere ausgebildet als Stanzgitter, ausgeführt sein und auf einem Halteelement122 angeordnet und mittels einer Umspritzung124 elektrisch isoliert sein, wodurch auch mechanisch eine hohe Stabilität erhalten wird. Alternativ kann die Kupplung121 auch zur festen Verbindung zwischen dem zuführenden und abgehenden Abschnitt des Detektionsleiters11 mit den betreffenden Endabschnitten des Detektionsleiterabschnitts113 ausgebildet sein. - Wie die
2A und insbesondere auch die2B weiter zeigen, ist der Kontaktträger121 mit einem Durchbruch versehen, in dem eine Unterlegscheibe125 mit einer zentralen Durchgangsöffnung angeordnet ist, welche an ihrem äußeren Umfangsrand in dem Kontaktträger120 eingefasst und stabil gehalten ist. Mittels der metallenen Unterlegscheibe125 kann der Kontaktträger120 fest an dem Kontaktstift51 bzw. Schraubbolzen mittels der Kontaktmutter52 festgeklemmt werden, sodass sich eine elektrisch gut leitende Verbindung an der Kontaktierungsstelle50 ergibt. Der an dem Kabel40 der Versorgungseinrichtung angebrachte Kabelschuh25 kann bezüglich der Kontaktmutter52 unterhalb der Unterlegscheibe125 oder alternativ oberhalb derselben angeordnet werden, wobei in jedem Falle die Ausgestaltung für eine sichere Kontaktierung ausgelegt ist. Der Detektionsleiterabschnitt113 in dem Kontaktträger120 ist in geringer Entfernung um den Kontaktstift bzw. Schraubbolzen51 geführt, sodass ein entstehender Lichtbogen im Bereich der Kontaktierungsstelle50 frühzeitig zu einer Änderung des mittels der Erkennungsschaltung10 erfassten Signals führt und erkannt wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Detektionsleiterabschnitt113 beabstandet um den äußeren Rand der Unterlegscheibe125 geführt. Wie aus2B ersichtlich, kann dem Detektionsleiterabschnitt113 eine Temperatursicherung bzw. ein Temperaturschalter14 zugeordnet sein, um neben dem Lichtbogen auch eine Temperaturerhöhung an der Kontaktierungsstelle50 zu erfassen, die eine vorgegebene Temperaturschwelle übersteigt. Die Umspritzung124 kann dann auch die Temperatursicherung bzw. den Temperaturschalter14 umfassen und sich auch vorteilhaft bis zu dem Kupplungsteil121.1 erstrecken, um dieses zu halten und die dortigen Enden des Detektionsleiterabschnitts113 einzubetten. Der Temperaturschalter14 kann dabei z. B. so ausgebildet sein, dass er öffnet, wenn eine zu hohe, die Temperaturschwelle überschreitende Temperatur (von beispielsweise zwischen 200°C und 300°C, z. B. von 250°C) auftritt, wobei zur Erfassung, Signalisierung, Bewertung und/oder Speicherung auch eine Temperatursensorvorrichtung vorhanden sein kann. - Bei dem in den
3A und3B gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel der Anschlusseinheit2 ist an dem Kontaktträger120 der Koppeleinheit12 seitlich ein Halteabschnitt15 angeordnet, der ebenfalls von der Umspritzung124 umfasst ist und einen Haltedurchbruch mit einer Metallbuchse150 aufweist. Mittels des Halteabschnitts15 kann der auch hierbei einstückig ausgebildete Kontaktträger120 an einer zugeordneten Fahrzeugkomponente festgelegt werden. Wie auch bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ist der Detektionsleiterabschnitt113 in geringem Abstand um die Kontaktierungsstelle50 geführt, um einen im Bereich der Kontaktierungsstelle50 entstehenden Lichtbogen zuverlässig und frühzeitig zu detektieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kabelschuh25 zwischen dem Kontaktträger120 und der Kontaktmutter52 angeordnet, wodurch Montage bzw. Wartungsarbeiten begünstigt sein können. - Wie aus
3B ersichtlich, ist bei diesem Ausführungsbeispiel an der einer betreffenden Fahrzeugkomponente zugewandten Unterseite des Kontaktträgers120 eine Anschlussleitung16 mit einem Verbindungsteil161 und einer Dichtung162 angeordnet. Über die Anschlussleitung16 kann beispielsweise auch ein weiterer Detektionsleiterabschnitt113 in die betreffende Fahrzeugkomponente geführt werden, um darin die Ausbildung eines Lichtbogens zu erfassen. Weitere Ausgestaltungsmerkmale der in den3A ,3B gezeigten Anschlusseinheit2 entsprechen im Wesentlichen denjenigen des vorangehenden Ausführungsbeispiels. - Auch bei dem in
4 gezeigten noch weiteren Ausführungsbeispiel für eine Anschlusseinheit2 entsprechen die mit gleichen Bezugszeichen versehenen Bestandteile den vorhergehend beschriebenen Ausführungen. Im Unterschied zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist an der Kupplung121 eine Einspeisestelle13 für ein Einspeiseteil60 angeordnet, welches an der Kupplung121 einsteckbar ist, um z. B. ein Messsignal einzuspeisen bzw. abzunehmen. Über das Einspeiseteil60 kann eine zusätzliche Auswertung der Kontaktierungsstelle50 individuell vorgenommen werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014108870 A1 [0002, 0018, 0020]
Claims (12)
- Anschlusseinheit für eine Vorrichtung zur Lichtbogenerkennung in einem Fahrzeugbordnetz (20) mit einer Koppeleinheit (12), welche an einer Kontaktierungsstelle (50) eines elektrischen Verbrauchers (30) anbringbar ist und mit einem Detektionsleiter (11) verbunden oder verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (12) einen einstückigen oder zweistückigen Kontaktträger (120) aufweist, welcher mit einem Befestigungsabschnitt (126) zum Festlegen an einem Halteteil im Bereich der Kontaktierungsstelle (50) versehen ist und einen Detektionsleiterabschnitt (113) umfasst, der so angeordnet ist, dass er nach Anbringen der Koppeleinheit (12) an der Kontaktierungsstelle (50) in geringem Abstand von dieser verläuft.
- Anschlusseinheit nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Detektionsleiterabschnitt (113) in der Koppeleinheit (12) so angeordnet ist, dass er nach Anschluss um die Kontaktierungsstelle (50) herum verläuft. - Anschlusseinheit nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (12) mit einem Kupplungsteil (121.1) versehen ist, über das der Detektionsleiterabschnitt (113) mit einem ankommenden und einem abgehenden Leiterabschnitt des Detektionsleiters (11) verbunden oder verbindbar ist. - Anschlusseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (126) einen Durchbruch aufweist, in den zum Festlegen ein Zapfen, insbesondere ein Schraubbolzen, der Kontaktierungsstelle (50) einsetzbar ist.
- Anschlusseinheit nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (126) eine ringförmige Unterlegscheibe (125) aufweist, deren zentrale Aussparung den Durchbruch bildet und deren radial außen liegender Umfangsrand von einem Isolationskörper eingefasst ist. - Anschlusseinheit nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe (125) aus Metall besteht und an der Kontaktierungsstelle (50) elektrisch leitend und mechanisch mittels einer Kontaktmutter (52) festklemmbar ist. - Anschlusseinheit nach einem der
Ansprüche 4 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass der Detektionsleiterabschnitt (113) um den Durchbruch geführt ist. - Anschlusseinheit nach deinem der
Ansprüche 5 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass der Detektionsleiterabschnitt (113) in dem Isolationskörper eingebettet ist. - Anschlusseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Detektionsleiterabschnitt (113) eine Temperatursicherung, insbesondere Temperaturschalter (14), zugeordnet ist.
- Anschlusseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kontaktträger (120) ein Halteabschnitt (15) mit einer eingelassenen Haltebuchse, insbesondere Metallbuchse (150) angegossen ist.
- Anschlusseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (120) ein eingegossenes Stanzteil (123) aufweist, welches den Detektionsleiterabschnitt (113) bildet, insbesondere ausgeführt als Stanzgitter.
- Anschlusseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (120) mit einem Verbindungsteil (161) für eine Anschlussleitung versehen ist.
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DE102014217851A1 (de) * | 2014-09-08 | 2016-03-10 | Robert Bosch Gmbh | Lichtbogendetektionseinrichtung, Ladesystem zum Gleichstromladen eines Akkumulators, Fahrzeug mit elektrischem Antriebsmotor und Verfahren zur Detektion eines Lichtbogens |
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