DE102017108823A1

DE102017108823A1 - Aggregatanschluss für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE102017108823A1
Application number: DE102017108823.7A
Authority: DE
Inventors: Klaus Halbedl; Thorsten Halfpap
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2018-10-25
Also published as: DE202017006808U1

Abstract

Ein Aggregatanschluss (100) für ein Fahrzeug umfasst ein elektrisch isolierendes, einseitig offenes Gehäuse (104) und ein elektrisch leitfähiges Kontaktblech (102), das eine aus dem Gehäuse (104) herausragende Kontaktzunge (110), eine Anzahl im Gehäuse (104) angeordneter Pins (112) und einen die Kontaktzunge (110) und die Anzahl Pins (112) verbindenden Verbindungsabschnitt (114) aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt (114) fluiddicht mit dem Gehäuse (104) verbunden ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aggregatanschluss für ein Fahrzeug sowie ein Herstellungsverfahren für einen Aggregatanschluss.
Stand der Technik
In modernen Kraftfahrzeugen wird eine Vielzahl von Kabeln benötigt, um die einzelnen Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen und einen Datenaustausch zwischen Komponenten zu ermöglichen. An vielen Orten werden Kabelschächte verwendet, um die Kabel zu bündeln und gegen Abnützung zu schützen. Dabei werden die Vielzahl von Kabeln in der Regel zu einem Kabelbaum vorkonfektioniert. Zum Verlegen von mehreren Bündeln elektrischer Leiter umfasst der oft aus hartelastischem Kunststoff gefertigte Kabelschacht U-förmige Kanäle, die örtlich durch Querbügel verschließbar sein können. An den Kabelenden sind Stecker oder Kabelschuhe angeordnet. Bei der Montage im Fahrzeug können Stecker direkt und einfach mit entsprechenden Gegenstücken durch eine einfache Steckverbindung verbunden werden. Die Erdung des Kabelbaums erfolgt über eine separate Verbindung eines Erdungskabels mit einem elektrisch leitenden Bauteil, beispielsweise dem Motorgehäuse. Masseanschlüsse sind im Fahrzeug in der Regel als ein Bolzen vorgesehen, mit dem ein Kabelschuh verbunden werden kann. Die Kabelschuhe werden an den jeweiligen Kabelenden gecrimpt und zusätzlich, um das Kabelende fluiddicht abzudichten, verlötet. Einige OEMs fordern einen zusätzlichen Schutz gegen Feuchtigkeit mittels eines Strumpfschlauches. Die Schritte des Crimpen, Löten sowie Anbringen eines Strumpfschlauches sind auf verschiedenen Arbeitsstationen durchzuführen. Für die Vercrimpung wird ein extra Werkzeug sowie eine zusätzliche Prüfstation beschafft. Der Kabelschuh muss für jeden Querschnitt neu beschafft und entwickelt werden. Der Kabelschuh wird somit auch extra für die Anwendung validiert, wobei auch wieder Prüfkosten für das Testing anfallen. Somit ist das Anordnen von Kabelschuhen am Leitungssatz an den Kabelenden zeit- und kostenintensiv.
Der aktuelle Stand der Technik findet sich also in der Verwendung eines Kabelschuhs zur Massebildung an einer vorhandenen Befestigungsmöglichkeit an einem leitenden Motorbauteil mittels Schraube und Gewindebohrung oder alternativ mittels Mutter an Gewindebolzen. Dabei gibt es sowohl in der Kabelbaum-Fertigung die Herausforderung der Vercrimpung und Verlötung des Kabelschuhs, sowie die korrekte Montage des Kabelschuhs am Massepunkt durch den Kunden. Zusätzlich werden weitere Befestigungspunkte für die verwendeten Kabelführungen und Schächte benötigt.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel einen kostengünstigen Anschluss eines Kabels an einen Kontaktbolzen wie beispielsweise einen Massebolzen in einem Fahrzeug zu schaffen. Der Anschluss an den Kontaktbolzen soll somit eine im Stand der Technik bestehende elektrische Masse-Anbindung ersetzen.
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.
Ein erfindungsgemäßer Aggregatanschluss für ein Fahrzeug umfasst ein Kontaktblech und ein einseitig offenes Gehäuse. Das Gehäuse ist derart ausgeformt, dass durch eine Öffnung ein Stecker einführbar ist. Das einseitig offene Gehäuse schafft mit den darin angeordneten Pins ein Steckerteil oder eine Buchse als Gegenstück zu einem Steckerteil oder Stecker, welches an einem Kabelbaum oder ähnlichem wie einem Kabelende angeordnet ist. Dabei kann die Kombination aus dem als Teil des Aggregatanschlusses ausgebildetem Steckerteil und einem an dem Kabel oder Kabelbaum ausgebildeten Steckerteil fluiddicht ausgebildet sein und aktuellen Standards und Vorgaben für Dichtigkeit entsprechen. Das Kontaktblech weist drei Abschnitte auf: eine Kontaktzunge, eine Anzahl Pins sowie einen die Kontaktzunge und die Anzahl Pins verbindenden Verbindungsabschnitt. Die Anzahl Pins sind im Innenraum des Gehäuses angeordnet. Die Kontaktzunge ragt aus dem Gehäuse heraus. Das Gehäuse ist fluiddicht mit dem Verbindungsabschnitt verbunden. Das Gehäuse trennt somit fluiddicht die Kontaktzunge von den Pins. Das Gehäuse weist einen Boden sowie einen Kragen auf. Die dem Boden gegenüberliegende Seite des Gehäuses ist offen. Die offene Seite des Gehäuses wird auch als Öffnung bezeichnet. Je nach Gestaltung des Kontaktblechs durchdringt dieses das Gehäuse im Bereich des Bodens oder im Bereich des Kragens. Der Boden kann eine im Wesentlichen rechteckige, ovale oder runde Form aufweisen. Der Kragen weist eine zylindrische Form auf, deren Kontur an die Form bzw. eine Außenkontur des Bodens angepasst ist. Unter einem Kontaktblech kann ein Kabelschuh verstanden werden, der jedoch nicht mit einer oder mehreren Leitungen vercrimpt wird, sondern vielmehr je Leitung einen Pin vorsieht, wobei eine Anzahl von Leitungen in einem Stecker zusammengefasst werden können. In dem Stecker ist dann je Pin ein mit einer Leitung verbundenes Kontaktelement vorgesehen, wobei die Kontaktelemente des Steckers jeweils einen Pin kontaktieren, wenn der Stecker in das Gehäuse des Aggregatanschlusses eingesteckt wird.
Insbesondere handelt es sich bei dem Aggregatanschluss um einen Aggregatanschluss und/oder Masseanschluss für einen motorseitigen Kabelsatz in einem Kraftfahrzeug. Die Dichtigkeitsanforderung des Kabelsatzes mit aktuell gängigen Steckverbindungen kann dabei berücksichtigt werden.
Vorteilhafterweise können bei einem Kabelbaum abgedichtete Stecker vorgesehen sein, die bei einer Montage unkompliziert mit entsprechenden Gegenstücken (Buchsen) gekoppelt werden. Eine derartige Steckermontage ist auch hochautomatisiert möglich, wodurch eine gleichbleibende Qualität gesichert werden kann und gleichzeitig kostengünstig produziert werden kann. Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von Steckern auch im Bereich eines Masseanschlusses ist, dass keine Schraubverbindung notwendig ist, sodass eine einfache werkzeugfreie Montage und Demontage möglich ist. So lassen sich weitere Vorteile auch im Servicefall darstellen.
Der vorgestellte Aggregatanschluss kombiniert somit einen Kabelschuh mit einer Steckverbindung, wobei ein abgedichteter Anschluss beispielsweise einer Anzahl von Massekabeln an einen Masseanschluss erreicht wird.
Der hier vorgestellte Aggregatanschluss schafft eine Integration eines Steckanschlusses in eine Kabelführung, auch als Kabelschacht bezeichnet, mittels eines als Kontaktblech ausgeformten Blechteils, welches in seiner Funktion dem Aggregatanschluss entspricht und die Befestigung der Kabelführung mit darstellt.
Durch die Integration des Steckanschlusses in die Kabelführungsgeometrie kann anstelle eines normierten Kabelschuhs ein standardisierter Stecker verwendet werden, dessen Montage in der Kabelbaum-Fertigung automatisiert werden kann - was zu Kostenersparnissen und Fehlerreduzierungen führt und auch den Montageaufwand beim OEM verringert. Des Weiteren verringert sich der Demontageaufwand der Masse im Servicefall, da lediglich ein Steckkontakt abgezogen und später wieder angesteckt werden muss, statt eine Schraubverbindung zu lösen und später wieder mit Drehmoment anzuziehen. Alternativ wird der Aggregatanschluss mit einem Bolzen oder einer Schraubverbindung an der Masse befestigt, so dass eine elektrische und mechanische Verbindung entsteht.
Der Aggregatanschluss ist vorteilhafterweise gegen Feuchtigkeit (fluiddicht) ausgebildet. So kann der Verbindungsabschnitt insbesondere entsprechend IPX9K, wie diese in der ISO20653 definiert ist, fluiddicht mit dem Gehäuse verbunden sein. Auch kann eine Verbindung zwischen einem in den Aggregatanschluss eingesteckten Stecker und dem Aggregatanschluss entsprechend IPX9K, wie diese in der ISO20653 definiert ist, fluiddicht mit dem Gehäuse verbunden sein. Dabei kann die Dichtigkeitsanforderung des Kabelsatzes mit aktuell gängigen Steckverbindungen berücksichtigt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kontaktzunge einen Durchbruch auf, durch den beispielsweise ein Massebolzen hindurchführbar ist. Ferner ist in einer Ausführungsform die Kontaktzunge als ein Messerkontakt ausgebildet. Dabei kann die Kontaktzunge als ein Messerkontakt mit einem Durchbruch ausgebildet sein. So kann ein Massebolzen durch den Durchbruch hindurchgeführt werden, und dann die Kontaktzunge mit dem Massebolzen verschraubt werden. Oder mit anderen Worten wird nach dem anordnen der Kontaktzunge an dem Massebolzen auf diesen ein Schraubelement aufgeschraubt, um die Kontaktzunge elektrisch und mechanisch zu fixieren.
Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff. Dabei kann das Gehäuse konstruktiv derart gestaltet sein, dass das Gehäuse oder Einzelteile des Gehäuses mit möglichst wenig Aufwand und bevorzugt ohne den Einsatz von Schiebern in Spritzgusswerkzeugen herstellbar sind. So kann das Gehäuse auch zweiteilig ausgebildet sein, wenn die beiden Teile fluiddicht miteinander verbindbar sind.
Optional ist vorgesehen, dass das Kontaktblech im Bereich des Verbindungsabschnitts derart vorbehandelt ist, dass die fluiddichte Verbindung zu dem Gehäuse hergestellt wird. So kann das Kontaktblech im Bereich des Verbindungsabschnitts Rippen oder Rillen aufweisen und zusätzlich oder alternativ die Oberfläche des Verbindungsabschnitts für eine verbesserte Haftung oberflächenbehandelt sein, wie beispielsweise sandgestrahlt, Plasma behandelt oder sonstige haftungsverlagernde Maßnahmen durchgeführt worden sein.
Ferner kann zwischen dem Gehäuse und dem Kontaktblech ein Dichtungselement beispielsweise aus Gummi oder Silikon angeordnet sein. Ein derartiges Dichtungselement kann in einer weiteren Variante auch nur teilweise zwischen dem Kontaktblech und dem Gehäuse angeordnet sein, um die fluiddichte Verbindung zu verbessern oder zu gewährleisten.
Bevorzugt sind die Pins des Kontaktblechs in Richtung der Öffnung des Gehäuses ausgerichtet, um bei einem Einstecken eines entsprechenden Steckers einfach und sicher kontaktiert zu werden.
In einer Ausführungsform ragt die Kontaktzunge aus dem Boden des Gehäuses heraus. Mit anderen Worten ragt die Kontaktzunge in dieser Ausführungsform auf der der Öffnung des Gehäuses gegenüberliegenden Seite aus dem Gehäuse heraus. Vorteilhafterweise kann in einer derartigen Ausführungsform das Kontaktblech einfach und kostengünstig durch Stanzen ohne zusätzliches Biegen hergestellt werden.
Ferner kann an einer Innenwand des Gehäuses eine Dichtlippe angeordnet sein. Die Dichtlippe kann derart ausgebildet sein, um eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Gehäuse und einem die Pins kontaktierenden Stecker zu schaffen. Weiterhin kann an einer Innenwand des Gehäuses eine erste Rasteinrichtung vorgesehen sein, die ausgebildet ist, mit einer zweiten Rasteinrichtung an dem die Pins kontaktierenden Stecker zu verrasten, um den Stecker in dem Aggregatanschluss zu halten.
Das Gehäuse kann an einer Außenseite eine Befestigungseinrichtung aufweisen. So kann das Gehäuse als Befestigungseinrichtung eine Anzahl Klipse, Rasthaken oder Durchbrüche zur Schraubbefestigung aufweisen, um das Gehäuse an einem Aggregat des Fahrzeugs wie beispielsweise dem Motor zu befestigen.
Das Gehäuse kann mit einem Kabelschacht einstückig verbunden sein. So können Befestigungseinrichtungen des Kabelschachts den Aggregatsanschluss an einem Aggregat des Fahrzeugs wie beispielsweise dem Motor befestigen.
Der Aggregatsanschluss kann einen Trägerabschnitt aufweisen. Vorteilhafterweise ist der Trägerabschnitt mit dem Gehäuse mechanisch verbunden. Dabei kann der Trägerabschnitt einen Durchbruch aufweisen, der derart angeordnet ist, dass der Durchbruch in der Kontaktzunge des Kontaktblechs hierzu überlappend angeordnet ist, sodass ein durchgehender Durchbruch entsteht. So ist ein Massebolzen oder eine Schraube durch beide Durchbrüche führbar.
Ein Herstellungsverfahren für einen Aggregatsanschluss für ein Fahrzeug umfasst zumindest einen Schritt des Bereitstellens und einen Schritt des Anordnens. Im Schritt des Bereitstellens wird ein elektrisch leitfähiges Kontaktblech bereitgestellt. Das Kontaktblech weist eine Kontaktzunge und eine Anzahl Pins auf, wobei die Kontaktzunge und die Anzahl Pins über einen Verbindungsabschnitt verbunden sind. Im Schritt des Anordnens wird ein elektrisch isolierendes Gehäuse zu dem Kontaktblech angeordnet. Das Gehäuse weist eine Öffnung auf. Dabei sieht die Anordnung vor, dass die Kontaktzunge aus dem Gehäuse herausragt, die Pins sind in dem Gehäuse angeordnet. Weiterhin ist das Kontaktblech im Bereich des Verbindungsabschnitts fluiddicht mit dem Gehäuse verbunden. So durchdringt quasi das Kontaktblech das Gehäuse und auf einer Seite der durchdrungenen Wand ragt die Kontaktzunge aus dem Gehäuse heraus und auf der anderen Seite die Anzahl Pins in das Gehäuse hinein.
Bevorzugt sieht das Herstellungsverfahren vor, dass der Schritt des Anordnens als Spritzgießen eingerichtet ist. So wird in einer bevorzugten Ausführungsform das Gehäuse in einem Spritzgussverfahren derart geformt, dass es fluiddicht mit dem Verbindungsabschnitt verbunden ist. Dabei ist optional vorgesehen, dass ein 2K-Verfahren angewendet wird, um die fluiddichte Verbindung herzustellen.
Im Schritt des Anordnens kann in einem ersten Teilschritt ein Vorspritzling fluiddicht mit dem Verbindungsabschnitt verbunden werden, wobei der Vorspritzling einen Boden des Gehäuses ausbildet, und in einem zweiten Teilschritt ein Kragen des Gehäuses ausgebildet wird. Der Kragen stellt die dichte Schnittstelle zwischen dem Aggregatsanschluss und einem Steckverbinder dar. Dabei können der Boden des Gehäuses und der Kragen des Gehäuses aus dem gleichen Kunststoff gefertigt werden. Optional kann der Boden in einem 2K-Verfahren hergestellt werden. Sowohl der Boden als auch der Kragen können bei einer zweiteiligen Fertigung Rippen oder Rillen aufweisen, um die formschlüssige und/oder materialschlüssige Verbindung der zwei Elemente zu verbessern. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, den Boden nach dem Spritzgießen zu temperieren, um eine materialschlüssige Verbindung zwischen dem Boden und dem Kragen zu verbessern oder zu ermöglichen.
Ferner kann im Schritt des Anordnens während des Spritzgießens des Kragens zusätzlich ein Kabelschacht und ergänzend oder zusätzlich eine Halteeinrichtung für den Aggregatanschluss oder der den Aggregatanschluss umfassenden Kabelschacht spritzgegossen werden. Unter einem Kabelschacht kann eine Kabelführung verstanden werden.
Der gesamte Aggregatanschluss kann auch als einzelnes Assemblier-Teil in einen nachgeschalteten Montageprozess formschlüssig an der Kabelführung assembliert werden. Der Aggregatanschluss dient in diesem Fall immer auch der Befestigung des Kabelsatzes (Kabelbaum) am Fahrzeug bzw. Motor. Die Halteeinrichtung kann als ein Montageelement wie beispielsweise ein Schwalbenschwanz ausgebildet sein. An der Kabelführung kann ein entsprechendes Gegenstück ausgebildet sein, um den Aggregatanschluss mit der Kabelführung zu verbinden und/oder zu verrasten. Alternativ kann die Halteeinrichtung eine Durchführung oder Bohrung aufweisen, um mit der Kabelführung, einem Masseanschluss des Fahrzeugs oder einem Befestigungspunkt des Fahrzeugs verschraubt zu werden. In einer weiteren optionalen Ausführungsform kann die Halteeinrichtung einstückig mit der Kabelführung verbunden sein.
Figurenliste
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 einen Aggregatanschluss gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 einen Aggregatanschluss gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ein Kontaktblech gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 einen Aggregatanschluss gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ein Kontaktblech gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ein Kontaktblech mit einem Stecker gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
7 ein Herstellungsverfahren für einen Aggregatanschluss gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden werden die Bezugszeichen der leichteren Lesbarkeit halber weiterverwendet, auch wenn die Elemente nicht in den Figuren dargestellt sind. Dies trifft insbesondere auf das Herstellungsverfahren in 7 für den hier beschriebenen Aggregatanschluss zu.
1 zeigt einen Aggregatanschluss 100 für ein Fahrzeug. Der Aggregatanschluss 100 umfasst ein elektrisch leitfähiges Kontaktblech 102 sowie ein Gehäuse 104. Das Gehäuse 104 weist an einer Seite eine Öffnung 106 auf. Auf der der Öffnung 106 gegenüberliegenden Seite, im folgenden auch als Boden 108 des Gehäuses bezeichnet, durchdringt das Kontaktblech 102 das Gehäuse 104. Das Kontaktblech 102 weist drei Teilabschnitte auf:

eine Kontaktzunge 110, eine Anzahl Pins 112 sowie einen die Kontaktzunge 110 und die Anzahl Pins 112 verbindenden Verbindungsabschnitt 114. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Kontaktblech 102 zwei Pins 112 auf. Wenn der Aggregatanschluss 100 als Masseanschluss in einem Motorkabelbaum vorgesehen ist, so entspricht beispielsweise die Anzahl der Pins 112 der Anzahl der Zylinder des Motors, sodass typischerweise drei oder vier Pins 112 vorgesehen sind, oder beispielsweise bei einem 6-Zylinder-Motor dann entsprechend sechs Pins 112. Im Rahmen eines Gleichteilekonzepts kann es vorteilhaft sein sowohl für 3-Zylinder- als auch 4-Zylinder-Motoren jeweils das Kontaktblech 102 mit vier Pins 112 vorzusehen, wobei dann in einem den Aggregatanschluss 100 kontaktierenden Stecker im Falle des 3-Zylinder-Motors eine Buchse unbelegt ist oder als Blindkontakt ausgeführt ist.

Die Kontaktzunge 110 weist optional wie in 1 dargestellt einen Durchbruch 116 auf. Dieser ist ausgeformt, um über einen (nicht explizit) dargestellten Massebolzen 132 das Kontaktblech 102 mit einer Fahrzeugmasse zu verbinden.
Das Gehäuse 104 wird gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gebildet aus dem Boden 108 sowie dem Kragen 118. Der Kragen 118 weist eine zylindrische Form auf. Der Kragen 118 ist derart ausgeformt, um einen korrespondierenden Stecker (in 2 dargestellt) aufzunehmen, wobei eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Gehäuse 104 und dem hier nicht explizit dargestellten Stecker geschaffen wird. Die in den Innenraum des Gehäuses 104 weisende Oberfläche des Kragens 118 wird auch als Innenwand 120 bezeichnet. Um die beschriebene fluiddichte Verbindung zwischen dem Gehäuse 104 und einem einzustecken den Stecker zu schaffen, ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel an der Innenwand 120 zumindest eine Dichtlippe 122 vorgesehen. Die Dichtlippe 122 ist in einer ersten Variante einstückig mit dem Kragen 118 ausgebildet. In einer alternativen Variante ist die Dichtlippe 122 aus einem weicheren Material wie beispielsweise im Wesentlichen Silikon oder Gummi hergestellt und formschlüssig mit dem Kragen 118 verbunden. So kann nach dem einstecken des Steckers eine form - und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Kragen 118 und der Dichtlippe 122 geschaffen werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist an einer Außenseite 124 des Aggregatanschluss 100 eine Befestigungseinrichtung 126 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Befestigungseinrichtung 126 als ein Trägerabschnitt 128 ausgeformt. Der Trägerabschnitt 128 steht hierbei senkrecht zu dem Boden 108. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiterhin der Trägerabschnitt 128 einstückig mit dem Boden 108 ausgeformt. Dabei wird ein Randbereich der Kontaktzunge 110 von dem Trägerabschnitt 128 umschlossen. Weiterhin weist der Trägerabschnitt 128 einen Durchbruch 130 auf, der in Flucht zu dem Durchbruch 116 der Kontaktzunge 100 ausgerichtet ist, sodass ein Bolzen 132 hindurchführbar ist.
Wenn es sich bei dem Bolzen 132 um einen Schraubbolzen handelt, so kann beispielsweise der Aggregatanschluss 100 mittels einer Schraubenmutter hieran befestigt werden, wodurch sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung hergestellt wird.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Boden 108 als ein Vorspritzling 134 an das Kontaktblech 102 angespritzt. Um die fluiddichte Verbindung zwischen dem Kontaktblech 102 und dem Vorspritzling 134 zu schaffen, weist das Kontaktblech 102 im Bereich des Verbindungsabschnitts 114 Rippen 136 auf. Zusätzlich oder alternativ weist der Verbindungsabschnitt 114 eine Oberflächenvorbehandlung beispielsweise in Form von Sandstrahlen auf, um einen Kontakt zu dem Vorspritzling derart zu verbessern, dass eine fluiddichte Verbindung entsteht.
Der Fachmann wird weiterhin das Material des Vorspritzlings 134 derart wählen, dass es ein gleiches oder stärkeres Schrumpfungsverhalten während des Abkühlens nach dem Spritzgießen des Vorspritzlings 134 im Verhältnis zum Kontaktblech 102 im Bereich des Verbindungsabschnitts 114 aufweist. Auf diese Art wird der Vorspritzling 134 quasi auf das Kontaktblech 102 aufgeschrumpft, um die geforderte fluiddichte Verbindung herzustellen.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an einer Masse 138 welche beispielsweise einen Teil eines Motorblocks eines Fahrzeugs repräsentiert, ein Massebolzen 132 ausgebildet, welcher durch den Durchbruch 130 des Trägerabschnitt 128 und den Durchbruch 116 der Kontaktzunge 110 ragt, um dann von der der Masse 138 gegenüberliegenden Seite der Kontaktzunge 110 mittels einer nicht dargestellten Mutter befestigt zu werden.
Der Aggregatanschluss 100 besteht als schachtintegrierte Steckanschluss aus einem als Kontaktblech 102 ausgeformten Blechteil, welches auf einer Seite in eine definierte Schachtkontur eingepasst ist und auf der anderen Seite über die Darstellung der standardisierten Pins 112 verfügt.
2 zeigt eine weitere Variante eines Aggregatanschluss es 100. Zusätzlich ist hierbei ein Stecker 240 mit zwei Buchsen 242 mit darin angeordneten Federkontakten 244 dargestellt. Über die Federkontakte 244 wird ein elektrischer Kontakt von den Pins 112 zu mit dem Stecker 240 verbundenen Leitungen 246 hergestellt. Zwischen dem Steckergehäuse 248 und dem Gehäuse 104 des Aggregatanschlusses 100 ist eine Dichtlippe 122 angeordnet. Die an dieser Stelle geforderte fluiddichte Verbindung zwischen dem Gehäuse 104 und dem Stecker 240 kann auch durch eine passende Passung hergestellt werden.
In 2 wird der Stecker 240 durch Reibung über die Dichtlippe 122 in dem Gehäuse 104 gehalten. Optional ist eine nicht dargestellte Verrastung zwischen dem Stecker 240 und dem Gehäuse 104 vorgesehen. Weiterhin ist optional vorgesehen, dass eine derartige Verrastung als Doppelverrastung ausgebildet ist, um erhöhten Sicherheitsanforderungen seitens eines OEMs gerecht zu werden oder um entsprechende Regularien zu erfüllen.
3 zeigt eine Variante, bei der ein Kontaktblech 102 eines Aggregatanschlusses 100 in Führungen eines Kabelschachts 350 eingeführt ist und dann mit dem Kabelschacht 350 verrastet. Hierfür weist das Kontaktblech 102 eine weitere Aussparung 352 auf, in die eine Rastnase 354 des Kabelschachts 350 einrastet. Der Aggregatanschluss 100 wird mit dem Kabelschacht 350 also über eine Rastverbindung mit Anreihelement Nut und Feder verbunden. Weiterhin weist das Kontaktblech 102 vier Pins 112 auf, die senkrecht zur Haupterstreckung Richtung des Kontaktblech es 102 angeordnet sind. In diesem Fall sind die Pins 112 durch entsprechende Aufnahmen des Kontaktblechs 102 gesteckt. Auch in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Kontaktblech 102 einen Durchbruch 116 auf, um beispielsweise einen Masseanschluss entsprechend der bereits beschriebenen Lösungen mittels einer Schraube oder eines Bolzens herzustellen.
In 3 ist kein Gehäuse 104 dargestellt, da dieses sonst das Einrasten des Kontaktblechs 102 im Kabelschacht 350 verdecken würde. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 104 derart ausgeformt, dass die Kontaktzunge 110 aus dem Kragen 118 des Gehäuses 104 heraus steht.
4 zeigt eine vollintegrierte Lösung eines Aggregatanschlusses 100 in einen Kabelschacht 350 stellvertretend allgemein für einen Schacht oder eine Kabelführung. In einer Aufsicht ist die Kontaktzunge 110 des Kontaktblechs 102 sowie die hierzu senkrecht ausgerichteten Pins 112 im Inneren eines einseitig offenen Gehäuses 104 zu erkennen. Der Boden 108 des Gehäuses 104 weist eine ovale Form auf. Das Gehäuse 104 ist einstückig mit dem Kabelschacht 350 verbunden. Eine Steckrichtung für einen Stecker zum Kontaktieren der Pins 112 ist senkrecht zur Kontaktzunge 110 bzw. in Erstreckungsrichtung der Pins 112.
Bisherige Anbindungskonzepte für Masseschlüsse sahen lediglich die Befestigung des Kabelschuhs vor. Für die benötigten Kabelführungen und -schächte mussten zusätzliche Befestigungspunkte zur Verfügung gestellt werden. Bei den hier verwendeten als Kontaktblech 102 ausgeformten Blecheinlegeteilen wird der Masseschluss über die gleichzeitige Befestigung des Gesamtbauteils Kabelschacht/Kabelführung gewährleistet und somit eine Verringerung des Montageaufwandes erreicht und eine Kombination aus Befestigung und Masseschluss hergestellt. Dazu wird in dem Aggregatanschluss 100 eine entsprechende Bohrung/Durchbruch 116, 130 eingefügt, welche als Durchgangsloch für wahlweise eine Schraube (bei vorhandener Bohrung im Nachbarbauteil) oder einen am Nachbarteil vorhandenen Bolzen dient. Bei einem vorhandenen Bolzen erfolgt die Befestigung und Sicherstellung des Masseschlusses mittels einer Schraubmutter.
5 zeigt ein Kontaktblech 102. Bei dem Kontaktblech kann es sich um ein Kontaktblech 102 für das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel handeln. Das Kontaktblech 102 umfasst eine Kontaktzunge 110 einen Verbindungsabschnitt 114 und vier Pins 112. Weiterhin ist eine Haltelasche 560 ausgeformt. Bei dem Kontaktblech 102 handelt es sich um ein Stanzteil, bei dem nach dem Stanzen der Pins 112 sowie der Haltelasche 560 diese senkrecht zur Haupterstreckung des Kontaktblechs 102 bzw. der Kontaktzunge 110 gebogen wurden. Um die Festigkeit der Pins 112 zu gewährleisten und ein Bruchrisiko zu vermindern ist dabei im Fußbereich der Pins 112 ein Biegeabschnitt 562 vorgesehen. 6 zeigt das in 5 dargestellte Kontaktblech 102 mit einem aufgesteckten Stecker 240, jedoch ohne ein Gehäuse 104 des hier beschriebenen Aggregatanschlusses 100. Deutlich ausgearbeitet ist eine Rasteinrichtung 662 an dem Stecker 240, welche eine Aussparung für eine Lasche und eine Rastnase des nicht dargestellten Gehäuses 104 aufweist.
Es kann eine beliebige Anzahl von Pins 112 im Blechfertigungsverfahren dargestellt werden. Am gebräuchlichsten werden Varianten mit drei oder vier Pins 112 sein. Die Geometrie der Pins 112 ist ein jede Art von Steckergeometrie anpassbar, da es sich um standardisierte Schnittstellen handelt. So wird die Funktionalität entsprechend der Gegensteckerbauteile gewährleistet. Ausschlaggebend hierfür sind die Definitionen des Aggregatanschlusses, der sowohl die Verrastung für die Steckerverriegelung definiert, als auch die notwendigen Parameter für die Pindarstellung und die nötigen Anforderungen für die Dichtheit des Anschlusses, sowie des Steckers beinhaltet und sicherstellt. Je nach Variante sind die Pins in abgewinkeltem Zustand als auch ohne Winkelung gefertigt und werden entsprechend verwendet. Dies führt zur Flexibilität im Einsatzbauraum.
Das Kontaktblech 102 wird fertigungstechnisch und konstruktiv so ausgeführt, dass es in eine vorhandene Schnittstelle an einem Schacht oder einer Führung eingeführt und verrastet wird, wobei die Verrastung entweder auf Seiten des Schachts/der Führung liegen kann oder auch in das Kontaktblech 102 integriert werden kann.
Das Kontaktblech 102 kann in seiner Ausführung auch so gestaltet werden, dass es bereits im Kunststoffspritzwerkzeug eingelegt und umspritzt wird. Bei dieser Variante wird durch die Umschließung der Anschlüsse mit Kunststoff sowie einer den Anforderungen eines üblichen Aggregateanschlusses gerechten Prüfung (z.B. Klimaprüfung, Schwallwasser, Schock- und Sturztest) und Fertigungstoleranz die Dichtheit des Bauteils, sowie auch des dort später angebrachten Steckkontaktes gewährleistet und eine Schädigung der Leitung bzw. von weiteren Aggregateanschlüssen am anderen Ende der Leitung verhindert. Dies ersetzt vorteilhafterweise die bisherige Vorgehensweise des Aufbringens von Schrumpfschläuchen auf die Leitungsenden bzw. der Verlötung der Leitungen im Crimpbereich bei Verwendung eines Kabelschuhs.
7 zeigt einen Ablaufplan eines Herstellungsverfahrens für einen Aggregatanschluss 100. Das Verfahren umfasst zumindest einen Schritt S1 des Bereitstellens sowie einen Schritt S2 des Anordnens. Im Schritt S1 des Bereitstellens wird ein elektrisch leitfähiges Kontaktblech 102 bereitgestellt. Das Kontaktblech umfasst eine Kontaktzunge 110 und eine Anzahl Pins 112 die über einen Verbindungsabschnitt 114 miteinander verbunden sind. Im Schritt S2 des Anordnens wird ein elektrisch-isolierendes Gehäuse 104 derart angeordnet, dass die Kontaktzunge 110 aus dem Gehäuse 104 herausragt und die Pins 112 in einem Innenraum des Gehäuses 104 angeordnet sind. Im Bereich des Verbindungsabschnitts 114 durchdringt das Kontaktblech das Gehäuse 104, wobei eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Kontaktblech 102 und dem Gehäuse 104 ausgebildet ist.
In einer Variante des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens wird das Gehäuse 104 im Schritt S2 des Anordnens in einem Spritzgussverfahren geformt.
Um die beschriebene fluiddichte Verbindung zwischen dem Kontaktblech 102 und dem Gehäuse 104 auszubilden, sind verschiedene Varianten vorgesehen. In einer ersten Variante wird auf dem Verbindungsabschnitt 114 in einem ersten Teilschritt des Schritts S2 des Anordnens ein Vorspritzling 134 fluiddicht angeordnet. Der Vorspritzling 134 wird mit dem Kontaktblech 102 quasi verklebt. Dabei weist der Vorspritzling 134 in einer Variante eine von dem restlichen Gehäuse 104 abweichende Viskosität auf. So kann der Vorspritzling 134 Silikon, Gummi oder Kunststoff aufweisen. In einem zweiten Teilschritt des Schritts S2 des Anordnens wird ein Kragen 118 des Gehäuses 104 ausgeformt.
Weiterhin wird optional in einem dritten Teilschritt des Schritts S2 des Anordnens eine Dichtlippe 122 im Inneren des Gehäuses 104 angeordnet.
In einem Ausführungsbeispiel wird das Gehäuse 104 in einem 2K-Verfahren hergestellt.
Bezugszeichenliste

100: Aggregatanschluss
102: Kontaktblech
104: Gehäuse
106: Öffnung
108: Boden
110: Kontaktzunge
112: Pin
114: Verbindungsabschnitt
116: Durchbruch
118: Kragen
120: Innenwand
122: Dichtlippe
124: Außenseite
126: Befestigungseinrichtung
128: Trägerabschnitt
130: Durchbruch
132: Bolzen, Massebolzen
134: Vorspritzling
136: Rippe
138: Masse
240: Stecker, Steckverbinder
242: Buchse
244: Federkontakt
246: Leitung
248: Steckergehäuse
350: Kabelschacht
352: Aussparung
560: Haltelasche
562: Biegeabschnitt

Claims

Aggregatanschluss (100) für ein Fahrzeug, mit einem elektrisch isolierenden, einseitig offenen Gehäuse (104) und einem elektrisch leitfähigem Kontaktblech (102), das eine aus dem Gehäuse (104) herausragende Kontaktzunge (110), eine Anzahl im Gehäuse (104) angeordneter Pins (112) und einen die Kontaktzunge (110) und die Anzahl Pins (112) verbindenden Verbindungsabschnitt (114) umfasst, wobei der Verbindungsabschnitt (114) fluiddicht mit dem Gehäuse (104) verbunden ist.
Aggregatanschluss (100) gemäß Anspruch 1, bei dem der Verbindungsabschnitt (114) fluiddicht mit dem Gehäuse (104) entsprechend IPX9K nach ISO 20653 verbunden ist.
Aggregatanschluss (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Kontaktzunge (110) als ein Messerkontakt ausgebildet ist und/oder einen Durchbruch (116) aufweist.
Aggregatanschluss (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Gehäuse (104) Kunststoff umfasst und/oder spritzgegossen ist.
Aggregatsanschluss (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Kontaktzunge (110) auf einer einer Öffnung (106) des einseitig offenen Gehäuses (104) gegenüber liegenden Seite (108) aus dem Gehäuse (104) herausragt.
Aggregatsanschluss (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Pins (112) in Richtung der Öffnung (106) des Gehäuses (104) ausgerichtet sind.
Aggregatsanschluss (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem an einer Innenwand (120) des Gehäuses (104) eine Dichtlippe (122) angeordnet ist, um eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Gehäuse (104) und einem die Pins (112) kontaktierenden Stecker (240) zu schaffen.
Aggregatsanschluss (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Gehäuse (104) an einer Außenseite (124) eine Befestigungseinrichtung (126) aufweist.
Aggregatsanschluss (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Gehäuse (104) mit einem Kabelschacht (350) einstückig verbunden ist.
Aggregatsanschluss (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei dem die Kontaktzunge (110) in einem Trägerabschnitt (128) angeordnet ist, wobei der Trägerabschnitt (128) einen Durchbruch (130) aufweist, der zu dem Durchbruch (116) in der Kontaktzunge (110) derart angeordnet ist, dass ein Bolzen (132) und/oder eine Schraube durch beide Durchbrüche (116, 130) hindurchführbar ist.
Herstellungsverfahren für einen Aggregatsanschluss (100) für ein Fahrzeug mit den folgenden Schritten: a. Bereitstellen (S1) eines elektrisch leitfähigen Kontaktblechs (102), dass eine Kontaktzunge (110), eine Anzahl Pins (112) und einen die Anzahl Pins (112) verbindenden Verbindungsabschnitt (114) umfasst, b. Anordnen (S2) eines elektrisch isolierenden Gehäuses (104), sodass die Kontaktzunge (110) aus dem Gehäuse (104) herausragt, die Pins (112) in dem Gehäuse (104) angeordnet sind sowie das Kontaktblech (102) im Bereich des Verbindungsabschnitts (114) fluiddicht mit dem Gehäuse (104) verbunden ist.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 11, bei dem im Schritt (S2) des Anordnens das Gehäuse (104) in einem Spritzgussverfahren geformt und fluiddicht mit dem Verbindungsabschnitt (114) verbunden wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, bei dem im Schritt (S2) des Anordnens in einem ersten Teilschritt ein Vorspritzling (134) fluiddicht mit dem Verbindungsabschnitt (114) verbunden wird, wobei der Vorspritzling (134) einen Boden (108) des Gehäuses (104) zumindest teilweise ausbildet, und in einem zweiten Teilschritt zumindest ein Kragen (118) des Gehäuses (104) ausgebildet wird.