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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ableiten eines Schirmstroms eines Leitungsbündels für ein Kraftfahrzeug, die auf einfache und kostengünstige Weise zu einem zuverlässigen und störungsarmen Signaltransfer mittels des Leitungsbündels beitragen kann. Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
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Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von elektrischen Kabelanordnungen auf, die zum Beispiel einen Signaltransfer und ein Leiten von elektrischen Strömen ermöglichen. Bei einem Signaltransfer können Störungen in Form von Mantelwellen auftreten, die sich beispielsweise nachteilig auf den Wirkungsgrad von Sendeanlagen auswirken und ungewollte Störungen benachbarter elektronischer Geräte verursachen können. Ein Unterdrücken solcher Mantelwellen ist daher erstrebenswert.
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Es ist eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, eine Vorrichtung zum Ableiten eines Schirmstroms zumindest einer Einzelleitung eines Leitungsbündels für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf einfache und kostengünstige Weise zu einem zuverlässigen und störungsarmen Signaltransfer mittels zumindest einer Einzelleitung des Leitungsbündels beitragen kann.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Ableiten eines Schirmstroms eines Leitungsbündels oder zumindest einer Einzelleitung des Leitungsbündels für ein Kraftfahrzeug das Leitungsbündel, welches eine Mehrzahl von Einzelleitungen umfasst und welches einen isolierungsfreien Bereich aufweist, in dem eine jeweilige Schirmung einer jeweiligen Einzelleitung frei zugänglich ist. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Schirmschelle mit einer Massekopplung und einem elektrisch leitfähigen, ringförmigen Presselement, welches die Einzelleitungen in dem isolierungsfreien Bereich umgibt. Die Schirmschelle ist derart eingerichtet, dass ein Durchmesser des ringförmigen Presselements variabel einstellbar und dadurch ein stromableitender Zustand der Schirmschelle ausbildbar ist, in dem das ringförmige Presselement eine Mehrzahl von Einzelleitungen in dem isolierungsfreien Bereich kontaktiert und die Einzelleitungen des Leitungsbündels gegeneinander verpresst, sodass eine elektrische Kopplung zwischen den Einzelleitungen eingerichtet ist und ein Schirmstrom entlang zumindest einer der Einzelleitungen über die Massekopplung ableitbar ist.
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Mittels der beschriebenen Vorrichtung ist auf einfache und kostengünstige Weise ein Ableiten eines Schirmstroms eines Leitungsbündels beziehungsweise einer Einzelleitung des Leitungsbündels für ein Kraftfahrzeug realisierbar, sodass zu einem zuverlässigen und störungsarmen Signaltransfer mittels der zumindest einen Einzelleitung des Leitungsbündels beigetragen werden kann. Die Vorrichtung realisiert zum Beispiel eine an einem abisolierten Abschnitt eines Leitungsbündels angeordnete Mantelwellensperre in Form eines runden oder ringförmigen Bauteils, welches eine Aufnahme von mehreren Schirmleitungen jeweiliger Einzelleitungen in einem Bündel ermöglicht, sodass keine aufwendige Auffächerung einzelner elektrischer Leitungen erforderlich ist. Darüber hinaus ermöglicht die Vorrichtung mittels der Schirmschelle und dem einstellbaren ringförmigen Presselement ein variables Einrichten eines Anpressdrucks, um eine gewünschte Presskraft auf die Einzelleitungen auszuüben und eine zuverlässige elektrische Kopplung zwischen diesen auszubilden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung weist die Schirmschelle ferner einen Fördermechanismus auf, welcher zum Einstellen des Durchmessers und Verriegeln des ringförmigen Presselements eingerichtet ist. Zum Beispiel umfasst der Fördermechanismus einen Schneckenantrieb gemäß dem einer Wasserrohrschelle, mittels dessen der Durchmesser des ringförmigen Presselements mechanisch reversibel einstellbar ist. Alternativ kann das ringförmige Presselement in Form eines metallischen Kabelbinders realisiert sein oder einen solchen aufweisen, welcher mittels des Fördermechanismus einstellbar und verriegelbar ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung ist eine Breite des ringförmigen Presselements entlang einer Haupterstreckungsrichtung der Einzelleitungen auf eine Anzahl an zu verpressenden Einzelleitungen abgestimmt ausgebildet. Auf diese Weise kann die Vorrichtung beziehungsweise die Schirmschelle der Vorrichtung gezielt auf das zu verpressende Leitungsbündel angepasst werden, um eine zuverlässige elektrische Kopplung zwischen den Leitungsschirmen der Einzelleitungen einzurichten und unerwünschte Schirmströme mittels der Massekopplung gezielt auf Masse zu ziehen. Die Massekopplung weist beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Plättchen mit einer erdenden Anbindung auf und ist direkt mit dem ringförmigen Presselement gekoppelt, sodass Schirmströme unkompliziert und zuverlässig abgeleitet werden können und die Einzelleitungen elektrisch sauber gehalten werden können.
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Mittels der Vorrichtung ist insbesondere ein Montageaufwand eines störungsarmen Leitungsbündels in einem Kraftfahrzeug deutlich reduzierbar und es wird ein einfaches und kostengünstiges Fertigungskonzept ermöglicht, welches zudem eine nutzbringende Variabilität in Bezug auf eine Anzahl der anzubringenden Einzelleitungen bereitstellt.
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Die Schirmschelle der Vorrichtung ist in dem stromableitenden Zustand so eingestellt, dass das ringförmige Presselement die Einzelleitungen so miteinander verpresst, dass es eine Mehrzahl von Einzelleitungen direkt kontaktiert und mittels dieser direkt kontaktierenden Einzelleitungen mit weiteren Einzelleitungen indirekt elektrisch gekoppelt ist und dadurch ein zuverlässiges Ableiten eines Schirmstroms einer oder mehrerer Einzelleitungen ermöglicht. Es ist daher nicht notwendig, jede Einzelleitung mit einer eigenen Schirmschelle zu versehen und einzeln zu positionieren, sodass die beschrieben Vorrichtung zu einer zeitsparenden, aufwandsarmen und kostengünstigen Montage beiträgt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Vorrichtung zum Ableiten eines Schirmstroms eines Leitungsbündels aufweist, die in oder an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Insbesondere kann die Vorrichtung mittels der Massekopplung mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein, um unerwünschte Schirmströme auf Masse abzuleiten.
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Da das Kraftfahrzeug eine Ausführungsform der zuvor beschriebenen Vorrichtung aufweist, sind, sofern zutreffend, Eigenschaften und Merkmale, die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben sind, auch für das Kraftfahrzeug offenbart und umgekehrt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein schematisches Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs,
- 2A-2B ein schematisches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Ableiten eines Schirmstroms eines Leitungsbündels in dem Kraftfahrzeug nach 1,
- 3A-3B schematische Ausführungsbeispiele einer Schirmschelle der Vorrichtung nach den 2A-2B.
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Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gegebenenfalls nicht alle illustrierten Elemente in sämtlichen Figuren mit den zugehörigen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 illustriert in einer schematischen Aufsicht ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 1, welches eine Kommunikationsschnittstelle 5 und eine Steuereinheit 3 umfasst, die signaltechnisch miteinander gekoppelt sind. Eine solche Kopplung kann durch eine Vorrichtung 10 ausgestaltet sein, welche ein Leitungsbündel 11 mit einer Mehrzahl von Einzelleitungen 12, 13 umfasst, die zum Beispiel einen jeweiligen signaltechnischen Transfer ermöglichen. Wie anhand der nachfolgenden 2A-3B erläutert wird, ermöglicht die Vorrichtung 10 auf einfache und kostengünstige Weise ein zuverlässiges Ableiten eines Schirmstroms des Leitungsbündels 11 und trägt somit zu einem störungsarmen elektrischen Signaltransfer mittels des Leitungsbündels 11 bei.
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Die 2A und 2B illustrieren die Vorrichtung 10 in einer schematischen Aufsicht und Seitenansicht, anhand derer zu erkennen ist, dass die Vorrichtung 10 zum Ableiten eines Schirmstroms des Leitungsbündels 11 einen isolierungsfreien Bereich L aufweist, in dem eine jeweilige Schirmung einer jeweiligen Einzelleitung 13 frei zugänglich ist. Die Vorrichtung 10 umfasst ferner eine Schirmschelle 15 mit einer Massekopplung 17 und einem elektrisch leitfähigen, ringförmigen Presselement 16, welches die Einzelleitungen 13 in dem isolierungsfreien Bereich L umgibt. Die Schirmschelle 15 ist derart eingerichtet, dass ein Durchmesser D des ringförmigen Presselements 16 variabel einstellbar und dadurch ein stromableitender Zustand ausbildbar ist, in dem das ringförmige Presselement 16 eine Mehrzahl von Einzelleitungen 13 in dem isolierungsfreien Bereich L kontaktiert und die Einzelleitungen 13 des Leitungsbündels 11 kontrolliert gegeneinander verpresst, sodass eine elektrische Kopplung zwischen den Einzelleitungen 13 eingerichtet ist und ein Schirmstrom entlang zumindest einer der Einzelleitungen 13 über die Massekopplung 17 ableitbar ist.
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Auf diese Weise können bei einem Signaltransfer auftretende Störungen in Form von Mantelwellen gezielt unterdrückt beziehungsweise kontrolliert abgeführt werden, sodass zu einer zuverlässigen Funktionalität und störungsarmen Betrieb des Leitungsbündels 11 beigetragen wird.
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Die Schirmschelle 15 realisiert eine an dem Leitungsbündel 11 angeordnete Mantelwellensperre, welche eine Aufnahme von mehreren Schirmleitungen jeweiliger Einzelleitungen 13 in einem Bündel ermöglicht, sodass keine aufwendige Auffächerung und Positionierung einzelner elektrischer Leitungen erforderlich ist. Darüber hinaus ermöglicht die Vorrichtung 10 mittels der Schirmschelle 15 und dem einstellbaren ringförmigen Presselement 16 ein variables Einrichten eines Anpressdrucks, um eine gewünschte Presskraft auf die Einzelleitungen 13 auszuüben und eine zuverlässige elektrische Kopplung zwischen diesen auszubilden.
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Die 2A und 2B zeigen die Schirmschelle in Ausgestaltung einer Mantelwellensperre mit einer Breite B, welche in dem abisolierten beziehungsweise in dem isolierungsfreien Bereich L die Einzelleitungen 13 mit ihrer jeweiligen Schirmung bündelt, sodass ein Schirmstrom durch die Massekopplung 17 ableitbar ist. Die Massekopplung 17 weist zum Beispiel eine Lasche und einen Massebolzen auf, welche eine Masseverbindung zu einer elektrischen Masse, zum Beispiel der Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 ermöglichen.
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Darüber hinaus weist die Schirmschelle 15 einen Fördermechanismus 18 auf, welcher zum Einstellen des Durchmessers beziehungsweise einer Ausdehnung D des ringförmigen Presselements 16 und Verriegeln des ringförmigen Presselements 16 eingerichtet ist. Gemäß 3A ist der Fördermechanismus 18 zum Beispiel als Schneckenantrieb realisiert, mittels dessen ein reversibles Verstellen des Durchmessers D des ringförmigen Presselements 16 möglich ist. Überschüssiges Ringmaterial kann sich als Überstand 161 des ringförmigen Presselements 16 aus dem Fördermechanismus 18 heraus erstrecken und zum Entspannen der verpressten Einzelleitungen 13 wieder in entgegengesetzter Richtung eingefahren werden.
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3A illustriert eine alternative Ausgestaltung des Fördermechanismus 18 im Zusammenwirken mit einem metallischen Kabelbinder, welcher gemäß diesem Ausführungsbeispiel das ringförmige Presselement 16 ausbildet. In den Ausführungsbeispielen nach 3A und 3B ist das ringförmige Presselement 16 jeweils mit der Massekopplung 17 verbunden, welche mittels eines Anschlusssystems, wie zum Beispiel einer Masseschraube oder eines Massebolzens, eine Anbindung zu einer erdenden Anschlussstelle ermöglicht.
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Mittels der beschriebenen Vorrichtung 10 wird ein abisolierter oder isolierungsfreier Bereich L des Leitungsbündels 11, in dem eine jeweilige Schirmung zumindest der äußeren Einzelleitung 13 sichtbar ist, mit dem ringförmigen Presselement 16 als Klemmelement zusammengedrückt. Eine gewünschte Klemmkraft zum zuverlässigen Ausbilden einer elektrischen Kopplung zwischen den Einzelleitungen 13 ist variabel einstellbar. Die offenen beziehungsweise sichtbaren Schirmungen der Einzelleitungen 13 werden durch die Flächenklemmung mittels des Presselements 16 elektrisch miteinander verbunden, sodass mittels des leitfähigen Presselements 16 und der Massekopplung 17 Schirmströme zum Beispiel kontrolliert auf die Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 geleitet und somit auf Masse gezogen werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 3
- Steuereinheit des Kraftfahrzeugs
- 5
- Kommunikationsschnittstelle des Kraftfahrzeugs
- 10
- Vorrichtung
- 11
- isoliertes Leitungsbündel mit Einzelleitungen
- 12
- Einzelleitung
- 13
- isolierungsfreie Einzelleitung
- 15
- Schirmschelle
- 16
- ringförmiges Presselement der Schirmschelle
- 161
- Überstand des Presselements
- 17
- Massekopplung der Schirmschelle
- 18
- Fördermechanismus der Schirmschelle
- B
- Breite des Presselements
- L
- isolierungsfreier Bereich der Einzelleitungen
