DE102017204197B4

DE102017204197B4 - Massebolzen für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017204197B4
Application number: DE102017204197.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Klein; Frederik von der Halben; Susanne Wolfinger; Wolfgang Frank
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2037-03-15
Also published as: CN110419147B; WO2018166817A1; US20200006871A1; DE102017204197A1; US10777914B2; CN110419147A

Abstract

Massebolzen (10; 110) zum Verbinden einer Fahrzeugkarosserie mit einem Pol einer Fahrzeugbatterie, miteinem Bolzenteller (11; 111) und einem von diesem abstehenden Bolzenschaft (12), der mit einem Außengewinde versehen ist und dessen Längsachse eine Mittellinie (13) des Massebolzens (10; 110) bildet,wobei der Bolzenteller (11; 111) eine einzige oder zwei radial nach Außen weisende Verbausicherungsflächen (14; 114) aufweist, die jeweils parallel zu einer durch die Mittellinie (13) führenden Fläche ist,wobei ein minimaler Abstand zwischen einer Umfangsfläche des Bolzentellers (11; 111) und der Mittellinie (13) im Bereich der Verbausicherungsfläche(n) (14; 114) liegt,wobei der Bolzenteller (11; 111) mit einer Verbindungsfläche (19) versehen ist, die von dem Bolzenschaft (12) weg weist und zum Anschweißen an die Fahrzeugkarosserie angepasst ist, undwobei der Bolzenteller (11; 111) auf der zu dem Bolzenschaft (12) gewandten Seite zwei parallele Flächen aufweist, von denen eine äußere Fläche (15) eine innere Fläche (16) ringförmig umgibt und die innere Fläche (16) entlang der Mittellinie (13) näher am Bolzenschaft (12) angeordnet ist als die äußere Fläche (15).

Description

Die Erfindung betrifft einen Massebolzen zum Verbinden einer Fahrzeugkarosserie mit einem Pol einer Fahrzeugbatterie, einen Massebolzenanschluss mit solch einem Massebolzen sowie ein Kraftfahrzeug mit solch einem Massebolzen oder Massebolzenanschluss.
1 zeigt einen bekannten Massebolzen 1 zum Verbinden einer Fahrzeugkarosserie mit einem Minuspol einer Fahrzeugbatterie. Der Massebolzen 1 hat einen Bolzenteller 2 von dem ein Bolzenschaft 3 absteht, welcher mit einem Außengewinde versehen ist. An dem Massebolzen 1 ist ein Kabelschuh einer zur Fahrzeugbatterie führenden Leitung befestigbar. Genauer wird der Kabelschuh so auf den Massebolzen 1 aufgesetzt, dass sich der Bolzenschaft 3 durch die Öffnung des Kabelschuhs erstreckt und anschließend mittels einer Mutter auf dem Bolzenschaft 3 am Massebolzen 1 festgeschraubt. Ein der Leitung entgegengesetztes Ende des Kabelschuhs ist mit einem Winkelabschnitt versehen, welcher den Bolzenteller 2 umgreift, so dass der Kabelschuh nur in einer der vier vorgegebenen Positionen, die jeweils um 90° versetzt sind, ausrichtbar ist. Bei der Anbringung der Masseleitung ist zu beachten, dass eine bestimmte Ausrichtung des Kabelschuhs erforderlich ist, weil ansonsten die Kabelführung der Masseleitung nicht optimal oder nicht wie vorgesehen möglich ist. Diese bestimmte Ausrichtung kann je nach Fahrzeugmodell variieren. Aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtungsmöglichkeit ist jedoch eine falsche Ausrichtung bzw. eine Falschmontage möglich, was zwar dann beispielsweise bei der Leitungsverlegung bemerkt werden könnte, jedoch unnötig Arbeitszeit vergeudet.
Aus der US 2015 / 0 155 642 A1 ist eine anschweißbare Auflage für eine Fahrzeugerdung bekannt. Die Auflage hat ein Innengewinde und eine Nut, zur Ausrichtung eines darauf anzubringenden Erdungsschuhs.
Die US 2003 / 0 017 391 A1 beschreibt einen anschweißbaren Massebolzen für eine Fahrzeugerdung. Dieser Massebolzen hat einen Bolzenteller, über dem ein Sechskant angeordnet ist, welcher in Zusammenspiel mit einem Erdungsschuh, welcher einen Innensechskant aufweist, eine Rotation des Erdungsschuhs während der Befestigung verhindern soll.
Weitere Anschlussbolzen sind aus der JP 2011 - 108 633 A , der DE 44 25 839 A1 und der US 2008 / 0 032 570 A1 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Massebolzen zum Verbinden einer Fahrzeugkarosserie mit einem Pol einer Fahrzeugbatterie bereitzustellen, der die Verbausicherheit erhöht. Diese Aufgabe wird durch einen Massebolzen gemäß Anspruch 1, einen Massebolzenanschluss gemäß Anspruch 8 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Massebolzen zum Verbinden einer Fahrzeugkarosserie mit einem Pol einer Fahrzeugbatterie bereitgestellt, mit einem Bolzenteller und einem von diesem abstehenden Bolzenschaft, der mit einem Außengewinde versehen ist und dessen Längsachse eine Mittellinie des Massebolzens bildet, wobei der Bolzenteller eine einzige oder zwei radial nach Außen weisende Verbausicherungsflächen aufweist, die jeweils parallel zu einer durch die Mittellinie führenden Fläche ist, wobei ein minimaler Abstand zwischen einer Umfangsfläche des Bolzentellers und der Mittellinie im Bereich der Verbausicherungsfläche(n) liegt, wobei der Bolzenteller mit einer Verbindungsfläche versehen ist, die von dem Bolzenschaft weg weist und zum Anschweißen an die Fahrzeugkarosserie angepasst ist, und wobei der Bolzenteller auf der zu dem Bolzenschaft gewandten Seite zwei parallele Flächen aufweist, von denen eine äußere Fläche eine innere Fläche ringförmig umgibt und die innere Fläche entlang der Mittellinie näher am Bolzenschaft angeordnet ist als die äußere Fläche. Dadurch, dass die Verbausicherungsfläche einen Bereich schafft, der den Umfangsbereich mit dem kleinsten Abstand bezogen auf die gesamte Umfangsfläche bildet, kann ein Kabelschuh nur in einer vordefinierten Ausrichtung am Massebolzen montiert werden, was Verbausicherheit schafft.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Umfangsfläche des Bolzentellers außerhalb der Verbausicherungsfläche(n) rund.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind um den Bolzenschaft herum Kontaktkeilelemente vorgesehen, die jeweils eine Kante aufweisen, welche sich ausgehend von der radial nach außen weisenden Fläche des Bolzenschafts schräg weg von dem Bolzenschaft und hin zum Bolzenteller erstreckt. Durch diese Kontaktkeilelemente wird der Übergangswiderstand zwischen dem Kabelschuh und dem Massebolzen verkleinert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Bolzenschaft mit einem Außengewinde, insbesondere einem M8-Gewinde oder größer, versehen. Es hat sich herausgestellt, dass sich ein Gewinde der Größe M8 am besten für die Funktion des Massebolzens bei Kraftfahrzeugen eignet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verbindungsfläche mit Schweißerhebungen versehen, insbesondere Schweißerhebungen, die für ein Buckelschweißen angepasst sind.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich die Verbausicherungsfläche geradlinig und vollständig durch den Bolzenteller. Diese den Bolzenteller vollständig durchquerende Verbausicherungsfläche ist einfach und damit kostengünstig herzustellen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verbausicherungsfläche die Fläche einer Nut, so dass beidseitig der Verbausicherungsfläche Seitenflanken der Nut angeordnet sind.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung einen Massebolzenanschluss bereit, mit einem Massebolzen gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele und einem Kabelschuh, der an ein Kabelende befestigbar ist und der an seinem dem Kabel entgegengesetzten Ende einen Winkelabschnitt aufweist, welcher an die Verbausicherungsfläche anliegt.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Massebolzen oder einem solchen Massebolzenanschluss bereit.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:

1 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Massebolzens vom Stand der Technik;
2 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Massebolzens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Massebolzenanschlusses mit einem Massebolzen und einem Kabelschuh, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Massebolzens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
5 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Massebolzenanschlusses mit einem Massebolzen und einem Kabelschuh, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

2 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Massebolzens 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Massebolzen 10 weist einen Bolzenteller 11 und einen von diesem abstehenden Bolzenschaft 12 auf. Der Bolzenschaft 12 ist mit einem Außengewinde versehen. Eine Längsachse bzw. eine Mittellinie des Bolzenschafts 12 bildet eine Mittellinie 13 des Massebolzens 10. Der Bolzenteller 11 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel eine einzige Verbausicherungsfläche 14. Die Verbausicherungsfläche 14 ist eine ebene Fläche die sich parallel zu einer Ebene erstreckt, welche durch die Mittellinie 13 hindurchführt. Es könnten aus zwei solcher Verbausicherungsflächen 14 vorgesehen sein, die vorzugsweise direkt benachbart zueinander angeordnet sind. Außerhalb der Verbausicherungsflächen 14 hat der Bolzenteller 11 einen runden Umfang. Die Verbausicherungsfläche 14 erstreckt sich vollständig durch den Bolzenteller 11 hindurch und zwar parallel zu einer durch die Mittellinie führenden Ebene und beabstandet zu dieser. Die dem Bolzenschaft 12 zugewandte Seite des Bolzentellers 11 weist zwei parallele Flächen auf, die im Wesentlichen senkrecht zur Mittellinie 13 verlaufen, dabei umgibt eine äußere Fläche 15 eine innere Fläche 16 ringförmig. Die innere Fläche 16 liegt, bezogen auf die Mittellinie 15, näher am Bolzenschaft 12 als die äußere Fläche 15. Im Verbindungsbereich des Bolzenschafts 12 mit dem Bolzenteller 11 sind Kontaktzähne 17 (nur einige mit Bezugszeichen versehen) vorgesehen. Die Kontaktzähne 17 sind aneinandergereiht um das Bolzenteller-seitige Ende des Bolzenschafts 12 herum angeordnet. Eine Kante jedes Kontaktzahns 17 erstreckt sich ausgehend von der radial nach außen weisenden Seite des Kontaktbolzens 12 geradlinig weg vom Bolzenschaft 12 und hin zum Bolzenteller 12, so dass diese Kante beispielsweise mit 45° bezüglich der Mittellinie 13 ausgerichtet ist. Ausgehend von dieser Kante weitet sich der Kontaktzahn 17 keilförmig hin zum Bolzenteller 11 auf. Der Abstand (wird entlang einer Normalen der Verbausicherungsfläche 14 gemessen, die durch die Mittellinie 15 führt) zwischen der Verbausicherungsfläche 14 und der Mittellinie 15 ist kürzer als der Abstand der übrigen Umfangsfläche, außerhalb der Verbausicherungsfläche(n) 14, und der Mittellinie 15.
Der Massebolzen 10 ist vorzugsweise aus Stahl und wird insbesondere durch Pressen in die beschriebene Form gebracht. Die Verbausicherungsfläche 14 kann bereits durch das Pressverfahren ausgebildet werden, jedoch wird diese bevorzugt nach dem Pressen durch Abfräsen oder Abschneiden ausgebildet. Das Außengewinde des Bolzenschafts 12 wird nach dem Pressverfahren auf dem Bolzenschaft 12 ausgebildet.
3 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Massebolzenanschlusses mit dem Massebolzen 10 aus 2 und einem Kabelschuh 18. Die Seite des Bolzentellers 11, welche von dem Bolzenschaft 12 abgewandt ist, ist als eine Verbindungsfläche 19 ausgebildet. Diese Verbindungsfläche 19 ist dafür angepasst an eine Fahrzeugkarosserie geschweißt zu werden. Genauer sind hierfür mehrere Schweißerhebungen 20 vorgesehen, die sich in Form von Erhebungen in Richtung weg von der Verbindungsfläche 19 verjüngen. Zum Anschweißen des Massebolzens 10 wird an den Stellen der Schweißerhebungen 20, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite zur Verbindungsfläche 19, eine Elektrode eines Schweißgeräts angelegt und der Massebolzen 10 mit Strom beaufschlagt. Der durch die Schweißerhebungen 20 strömende Strom bringt die Schweißerhebungen 20 zumindest teilweise zum Schmelzen, so dass die Verbindungsfläche 19 an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
Der Kabelschuh 18 hat eine Manschette 21, in der ein Ende der zu einer Fahrzeugbatterie (genauer zu einem Minuspol der Fahrzeugbatterie) führenden Masseleitung festklemmbar ist. Von der Manschette 21 erstreckt sich ein Befestigungsabschnitt 22 des Kabelschuhs 18, welcher eine Durchgangsöffnung aufweist. Im befestigten Zustand erstreckt sich der Bolzenschaft 12 durch die Durchgangsöffnung und der Befestigungsabschnitt 22 ist mittels einer auf das Außengewinde des Bolzenschafts 12 aufgedrehten Mutter festgeschraubt, wobei die Kontaktzähne 17 in das Material des Kabelschuhs 18 gedrückt werden und somit für einen besseren Kontakt sorgen. Um die Befestigung des Kabelschuhs 18 am Massebolzen 10 verbausicher zu gestalten ist die Verbausicherungsfläche 14 vorgesehen. Am Ende des Kabelschuhs 18, welches der Manschette 21 entgegengesetzt ist, ist der Kabelschuh 18 mit einem Winkelabschnitt 23 versehen. Genauer bilden der Winkelabschnitt 23 und der Befestigungsabschnitt 22 im Wesentlichen einen 90° Winkel, wobei sich der Winkelabschnitt in Richtung weg vom Bolzenschaft 12 erstreckt. Im montierten Zustand des Kabelschuhs 18 liegt der Winkelabschnitt 23 an der Verbausicherungsfläche 14 an. Da die Verbausicherungsfläche 14 näher an der Mittellinie 13 angeordnet ist als die übrige Umfangsfläche des Bolzentellers 11, kann aufgrund des Zusammenwirkens von Winkelabschnitt 23 und Verbausicherungsfläche 14 der Kabelschuh 18 nur in dieser, durch die Ausrichtung der Verbausicherungsfläche 14 beim automatisierten Anschweißen, vorgegebenen Lage befestigt werden. Auch ein Verdrehen des montierten Kabelschuhs 18 ist nach dem Anliegen des Winkelabschnitts 23 an die Verbausicherungsfläche 14 nicht mehr möglich (außer einer gewissen Toleranz).
4 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Massebolzens 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 5 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Massebolzenanschlusses mit dem Massebolzen 100 und einem Kabelschuh 118. Um Wiederholung zu vermeiden, werden im Zusammenhang mit diesem zweiten Ausführungsbeispiels nur Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben und abgesehen von diesen Unterschieden auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen.
Der Bolzenteller 111 des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich vom Bolzenteller 11 des ersten Ausführungsbeispiels nur dadurch, dass sich die Verbausicherungsfläche 114 nicht vollständig durch den Bolzenteller 111 hindurch erstreckt, sondern eine Fläche einer Nut 124 ist. Das heißt beidseitig der Verbausicherungsfläche 114 sind im 90° Winkel Seitenflanken der Nut 124 vorgesehen. Die Aussagen bezüglich des kleinsten Abstandes der Verbausicherungsfläche 114, wie im ersten Ausführungsbeispiel, treffen trotzdem zu. Der Winkelabschnitt 123 unterscheidet sich vom Winkelabschnitt 23 des Kabelschuhs 118 dadurch, dass er schmäler ist, so dass er in die Nut 124 passt. Die Abmessung des Winkelabschnitts 123 in einer Richtung parallel zur Verbausicherungsfläche 114 entspricht im Wesentlichen der Abmessung der Verbausicherungsfläche 114 in gleicher Richtung.
Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.

Claims

Massebolzen (10; 110) zum Verbinden einer Fahrzeugkarosserie mit einem Pol einer Fahrzeugbatterie, mit einem Bolzenteller (11; 111) und einem von diesem abstehenden Bolzenschaft (12), der mit einem Außengewinde versehen ist und dessen Längsachse eine Mittellinie (13) des Massebolzens (10; 110) bildet, wobei der Bolzenteller (11; 111) eine einzige oder zwei radial nach Außen weisende Verbausicherungsflächen (14; 114) aufweist, die jeweils parallel zu einer durch die Mittellinie (13) führenden Fläche ist, wobei ein minimaler Abstand zwischen einer Umfangsfläche des Bolzentellers (11; 111) und der Mittellinie (13) im Bereich der Verbausicherungsfläche(n) (14; 114) liegt, wobei der Bolzenteller (11; 111) mit einer Verbindungsfläche (19) versehen ist, die von dem Bolzenschaft (12) weg weist und zum Anschweißen an die Fahrzeugkarosserie angepasst ist, und wobei der Bolzenteller (11; 111) auf der zu dem Bolzenschaft (12) gewandten Seite zwei parallele Flächen aufweist, von denen eine äußere Fläche (15) eine innere Fläche (16) ringförmig umgibt und die innere Fläche (16) entlang der Mittellinie (13) näher am Bolzenschaft (12) angeordnet ist als die äußere Fläche (15).
Massebolzen (10; 110) gemäß Anspruch 1, wobei die Umfangsfläche des Bolzentellers (11; 111) außerhalb der Verbausicherungsfläche(n) (14; 114) rund ist.
Massebolzen (10; 110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei um den Bolzenschaft (12) herum Kontaktkeilelemente (17) vorgesehen sind, die jeweils eine Kante aufweisen, welche sich ausgehend von der radial nach außen weisenden Fläche des Bolzenschafts (12) schräg weg von dem Bolzenschaft (12) und hin zum Bolzenteller (11; 111) erstreckt.
Massebolzen (10; 110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bolzenschaft (12) mit einem M8-Gewinde oder größer versehen ist.
Massebolzen (10; 110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsfläche mit Schweißerhebungen (20) versehen ist, insbesondere Schweißerhebungen, die für ein Buckelschweißen angepasst sind.
Massebolzen (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Verbausicherungsfläche (14) geradlinig und vollständig durch den Bolzenteller (11) erstreckt.
Massebolzen (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbausicherungsfläche (114) die Fläche einer Nut (124) ist, so dass beidseitig der Verbausicherungsfläche (114) Seitenflanken der Nut (124) angeordnet sind.
Massebolzenanschluss mit einem Massebolzen (10; 110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und einem Kabelschuh (18; 118), der an ein Kabelende befestigbar ist und der an seinem dem Kabel entgegengesetzten Ende einen Winkelabschnitt (23; 123) aufweist, welcher an die Verbausicherungsfläche (14; 114) anliegt.
Kraftfahrzeug mit einem Massebolzen (10; 110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder einem Massebolzenanschluss gemäß Anspruch 8.