DE102018128094A1

DE102018128094A1 - Baugruppe für ein bordnetz eines kraftfahrzeugs und verfahren zum herstellen einer baugruppe für ein bordnetz eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018128094A1
Application number: DE102018128094.7A
Authority: DE
Inventors: Lars-Erik Pudwel
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2018-11-09
Publication date: 2020-05-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe (10) für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, umfassend: wenigstens eine Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34); wenigstens ein Trägerelement (26, 42), an welchem die Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) zumindest mittelbar fixiert ist; wenigstens ein druckvermittelndes Element (18) mit einer Vertiefung (36), in welcher zumindest ein Teilbereich der wenigstens einen Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) formschlüssig angeordnet ist; eine Spanneinrichtung (20), mittels welcher die Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) zwischen dem druckvermittelnden Element (18) und dem Trägerelement (26, 42) eingespannt und dadurch zumindest mittelbar am Trägerelement (26, 42) fixiert ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe (10) für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs.
Stand der Technik
Zur Zustandsüberwachung und zum Schalten beziehungsweise Absichern von Betriebszuständen werden Hochvolt-Batterien üblicherweise mit sogenannten Schaltsicherungsboxen ausgestattet. Innerhalb dieser Schaltsicherungsboxen muss eine Vielzahl von Komponenten, wie beispielsweise Stromschienen, Schütze, Sicherungen, wärmeableitende Bleche, Leitungsnetze und dergleichen, an einem Komponententräger, Kabelträger oder beispielsweise Bodenbauteil befestigt werden. Die Befestigung dieser Bordnetzkomponenten erfolgt üblicherweise durch sehr viele Verbindungselemente, wie beispielsweise Schrauben, Nieten oder Rasthaken. Somit müssen üblicherweise sehr viele einzelne Verbindungselemente befestigt werden. Wird beispielsweise ein Aluminiumdruckguss-Gehäuse verwendet, so kann es sein, dass für die Verbindungselemente Schraubdome ausgeformt und je nach Schraubentyp auch noch spanend bearbeitet werden müssen. Im Falle von Verschraubungen sind diese auch noch zu überwachen und zu dokumentieren. Die Überwachung und Dokumentationspflicht gilt nicht nur für Schrauben, sondern üblicherweise für alle Arten von Verbindungselementen.
Beschreibung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher wenigstens eine Bordnetzkomponente für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs besonders einfach und zuverlässig fixiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Baugruppe für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Baugruppe mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Baugruppe für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs umfasst wenigstens eine Bordnetzkomponente und wenigstens ein Trägerelement, an welchem die Bordnetzkomponente zumindest mittelbar fixiert wird. Des Weiteren umfasst die Baugruppe wenigstens ein druckvermittelndes Element mit einer Vertiefung, in welcher zumindest ein Teilbereich der wenigstens einen Bordnetzkomponente formschlüssig angeordnet ist. Zudem umfasst die erfindungsgemäße Baugruppe noch eine Spanneinrichtung, mittels welcher die Bordnetzkomponente zwischen dem druckvermittelnden Element und dem Trägerelement eingespannt und dadurch zumindest mittelbar am Trägerelement fixiert ist.
Bei der erfindungsgemäßen Baugruppe kann es sich beispielsweise um eine Schaltsicherungsbox handeln. Grundsätzlich kann es sich bei der Baugruppe um beliebige Baugruppen für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs handeln. Das druckvermittelnde Element weist insbesondere eine höhere Festigkeit bei einer Druckbelastung als bei einer Zugbelastung auf. Da das druckvermittelnde Element zumindest im Wesentlichen nur auf Druck beansprucht wird, kann es ein besonders geringes Gewicht aufweisen. Durch die formschlüssige Anordnung der wenigstens einen Bordnetzkomponente mit zumindest einem Teilbereich innerhalb der besagten Vertiefung des druckvermittelnden Elements kann die Bordnetzkomponente besonders sicher mittels des druckvermittelnden Elements gehalten beziehungsweise befestigt werden, und zwar so, dass keine Relativbewegung zwischen dem Trägerteil und der Bordnetzkomponente auftritt.
Vorzugsweise liegt das druckvermittelnde Element großflächig an der wenigstens einen Bordnetzkomponente an, sodass mittels des druckvermittelnden Elements und unter Zuhilfenahme der Spanneinrichtung die wenigstens eine Bordnetzkomponente besonders zuverlässig in ihrer bestimmungsgemäßen Lage unmittelbar oder zumindest mittelbar am Trägerelement fixiert werden kann. Die Kraft zum Einspannen beziehungsweise Verpressen der Bordnetzkomponente zwischen dem druckvermittelnden Element und dem Trägerelement erfolgt also mittels der Spanneinrichtung.
Insbesondere lässt sich die erfindungsgemäße Baugruppe auch besonders einfach montieren. Die wenigstens eine Bordnetzkomponente selbst muss dabei nicht einmal mit einer einzigen Schraube oder einem anderen Verbindungsmittel durchsetzt werden, um diese zuverlässig gegenüber dem Trägerelement zu fixieren. Eine aufwendige Überprüfung von einer Vielzahl von Verbindungen, z.B. Verschraubungen, kann bei der erfindungsgemäßen Baugruppe entfallen. Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Baugruppe auf selbstfurchende Verschraubungen verzichtet werden, sodass das Risiko der Partikelverschleppung während der Herstellung der Baugruppe erheblich reduziert werden kann. Durch den einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Baugruppe, insbesondere hinsichtlich des druckvermittelnden Elements, kann eine erhebliche Gewichtsreduzierung bei der Baugruppe erzielt werden. Einzelne Verbindungselemente, wie Nieten oder Schrauben, können also bei der erfindungsgemäßen Baugruppe zumindest im Wesentlichen entfallen. Durch den Wegfall solcher einzelnen Verbindungselemente können Montagezeiten und Zeiten für die Überprüfung von Schraubverbindungen oder Nietverbindungen entfallen. Zudem weist die erfindungsgemäße Baugruppe eine relativ geringe Teileanzahl und somit ein relativ geringes Gewicht auf. Insgesamt ist es mittels der erfindungsgemäßen Baugruppe also möglich, auf besonders einfache und gewichtssparende Weise eine Fixierung von wenigstens einer Bordnetzkomponente der Baugruppe zu realisieren.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Baugruppe weitere Bordnetzkomponenten aufweist, welche zumindest an jeweiligen Teilbereichen in jeweiligen weiteren Vertiefungen des druckvermittelnden Elements formschlüssig angeordnet und mittels der Spanneinrichtung zwischen dem druckvermittelnden Element und dem Trägerelement eingespannt und dadurch zumindest mittelbar am Trägerelement befestigt sind. Bei der wenigstens einen Bordnetzkomponente oder den weiteren Bordnetzkomponenten kann es sich beispielsweise um eine Stromschiene, einen Schütz, eine Sicherung, eine Wärmeableitblech, einen Leitungssatz oder dergleichen handeln. Bei den Bordnetzkomponenten kann es sich reinfunktional betrachtet also u.a. um stromschaltende oder stromabsichernde Elemente handeln. Grundsätzlich kann es sich bei den Bordnetzkomponenten um beliebige Komponenten für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs handeln. Wenn das druckvermittelnde Element eine Vielzahl von Vertiefungen für eine Vielzahl von Bordnetzkomponenten aufweist, können diese besonders einfach formschlüssig in den Vertiefungen angeordnet und fixiert werden. So ist es beispielsweise auch während der Montage der Baugruppe möglich, mittels des druckvermittelnden Elements und den einzelnen Bordnetzkomponenten eine Vormontagebaugruppe zu bilden, bei welcher die Bordnetzkomponenten zunächst einmal in den jeweiligen Vertiefungen des druckvermittelnden Elements formschlüssig und vorzugsweise mit einer Presspassung angeordnet und somit fixiert werden. Anschließend kann diese Vormontagebaugruppe zu der Baugruppe fertig montiert werden. Zudem weist das wenigstens eine druckvermittelnde Element solche Eigenschaften auf, dass es bei im Fahrzeugbereich üblichen Druckbelastungen lediglich eine elastische Verformung erfährt. Wird die Druckbelastung aufgehoben, sorgt das druckvermittelnde Element selbstständig dafür, dass die wenigstens eine Bordnetzkomponente oder auch die weiteren Bordnetzkomponenten in ihrer bestimmungsgemäßen Einbaulage fixiert gehalten werden. Mittels des druckvermittelnden Elements ist es also besonders bevorzugt möglich, mehrere solcher Bordnetzkomponenten in ihrer bestimmungsgemäßen Lage fixiert zu halten. Einzelne Verschrauben oder beispielsweise Vernietungen der Bordnetzkomponenten sind dabei nicht mehr erforderlich. Das druckvermittelnde Element muss lediglich mittels der Spanneinrichtung so fixiert werden, dass die Bordnetzkomponenten zwischen dem druckvermittelnden Element und dem Trägerelement eingespannt und dadurch zumindest mittelbar am Trägerelement fixiert sind.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine druckvermittelnde Element aus einem geschäumten Kunststoff, insbesondere aus einem expandierten Polypropylen oder aus einem expandierten Polystyrol hergestellt ist. Vorzugsweise weist das wenigstens eine druckvermittelnde Element eine Dichte von mehr als 100 Gramm pro Liter auf. Dadurch, dass das druckvermittelnde Element vorzugsweise nur Druckbelastungen aushalten muss, kann dieses aus einem geschäumten Kunststoff hergestellt werden, was erhebliches Gewichtseinsparungspotential mit sich bringt. So weist das druckvermittelnde Element bei einer relativ hohen Druckfestigkeit ein sehr geringes Gewicht auf. Unabhängig davon, ob das druckvermittelnde Element aus einem geschäumten Kunststoff hergestellt ist oder nicht, ist es im Wartungsfall sehr einfach möglich, einzelne Bordnetzkomponenten auszutauschen, da keine oder zumindest nur sehr wenige Verbindungselemente, wie beispielsweise Schrauben oder Nieten, gelöst werden müssen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine druckvermittelnde Element im Inneren einen Leitungssatz umschließt. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass das wenigstens eine druckvermittelnde Element im Inneren zumindest einen Kühlkanal umschließt. Handelt es sich bei dem druckvermittelnden Element beispielsweise um einen geschäumten Kunststoff, so ist es während der Herstellung des druckvermittelnden Elements, also insbesondere während des Schäumungsvorgangs, möglich, einen Leitungssatz oder auch einen Kühlkanal zu umschäumen. Ein Leitungssatz und/oder ein Kühlkanal kann so besonders einfach innerhalb des druckvermittelnden Elements untergebracht und in einer bestimmungsgemäßen Lage fixiert werden. Eine ansonsten unter Umständen aufwendige Montage eines Leitungssatzes und/oder eines Kühlkanals innerhalb der Baugruppe kann so entfallen, da der Leitungssatz und/oder der Kühlkanal bereits während der Herstellung des druckvermittelnden Elements in diesem integriert wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Baugruppe wenigstens ein wärmeabführendes Element aufweist, welches zwischen der wenigstens einen Bordnetzkomponente und dem Trägerelement angeordnet ist. Bei der wenigstens einen Bordnetzkomponente kann es sich z.B. um eine Stromschiene handeln, welche unter Vermittlung des druckvermittelnden Elements an das wärmeabführende Element, beispielsweise ein Wärmeableitblech oder dergleichen, angepresst wird. Wichtig ist, dass das wärmeabführende Element elektrisch isolierend ist. Im Falle eines Blechs, ist dieses dann beispielsweise mit einer Isolierung überzogen. So kann überschüssige Wärme von der Stromschiene ganz einfach aus der Baugruppe unter Vermittlung des wärmeabführenden Elements abgeleitet werden. Durchaus kann es sich bei der Bordnetzkomponente auch um andere Komponenten als um eine Stromschiene handeln, welche direkt am wärmeabführenden Element anliegen, um überschüssige Wärme abzuführen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Spanneinrichtung ein im Wesentlichen plattenförmiges Element und wenigstens ein Spannelement aufweist, mittels welchem das an einer von der Vertiefung des druckvermittelnden Elements abgewandten Außenseite angeordnete und im Wesentlichen plattenförmige Element mit einer Spannkraft beaufschlagt ist. Das plattenförmige Element weist vorzugsweise eine besonders hohe Steifigkeit, insbesondere eine höhere Steifigkeit als das druckvermittelnde Element, auf. Durch Anziehen des Spannelements wird eine Druckkraft auf das plattenförmige Element und mittels diesem wiederum auf das druckvermittelnde Element ausgeübt. Infolgedessen wird die wenigstens eine Bordnetzkomponente, welche in wenigstens einer Vertiefung des druckvermittelnden Elements angeordnet ist, zwischen dem druckvermittelnden Element und dem Trägerelement eingespannt und dadurch sicher gehalten beziehungsweise fixiert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das plattenförmige Element, das druckvermittelnde Element und das Trägerelement jeweilige miteinander fluchtende Durchgangsöffnungen aufweisen, durch welche das als Schraube ausgebildete Spannelement hindurchgeführt ist. So müssen das plattenförmige Element, das druckvermittelnde Element und das Trägerelement also einfach nur so zueinander angeordnet werden, dass die Durchgangsöffnungen der jeweiligen Elemente miteinander fluchten, wonach das als Schraube ausgebildete Spannelement durch diese Durchgangsöffnung hindurchgeführt und angezogen werden kann. So ist es mittels einer einzigen Schraube möglich, die Bordnetzkomponente zwischen dem druckvermittelnden Element und dem Trägerelement einzuspannen und somit sicher zumindest mittelbar am Trägerelement zu fixieren. Auf diese Weise ist es auch möglich, mehrere der Bordnetzkomponenten mit wenigen Montagehandgriffen zuverlässig zu fixieren.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das plattenförmige Element ein Gehäusedeckel der Baugruppe und das Trägerelement ein Gehäuseunterteil ist, wobei das wenigstens eine Spannelement eine Schraube ist, mittels welcher der Gehäusedeckel und das Gehäuseunterteil miteinander verschraubt sind. Durch diese Funktionsintegration ist es möglich, Bauteile bei der Baugruppe einzusparen und dennoch die Bordnetzkomponente zuverlässig zwischen dem druckvermittelnden Element und dem Trägerelement, in dem Fall in Form des Gehäuseunterteils, einzuspannen und zu fixieren.
Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Spanneinrichtung einen Spanngurt aufweist, welcher mit seinen Längsenden am Trägerelement befestigt ist und das wenigstens eine druckvermittelnde Element umspannt. Mittels des Spanngurts ist es während der Montage der Baugruppe auf einfache Weise möglich, das wenigstens eine druckvermittelnde Element außenseitig zu umspannen und dadurch die Bordnetzkomponente zwischen dem druckvermittelnden Element und dem Trägerelement einzuspannen und sicher zu fixieren. Mittels dieses Spanngurtprinzips ergibt sich zum einen eine besonders einfache und schnelle Montage und zum anderen auch eine besonders sichere und zuverlässige Fixierung der einzelnen Komponenten der Baugruppe.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Baugruppe ein weiteres druckvermittelndes Element mit einer Vertiefung aufweist, in welcher zumindest ein Teilbereich der wenigstens einen Bordnetzkomponente formschlüssig angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Bordnetzkomponente zwischen den beiden druckvermittelnden Elementen angeordnet ist. Dadurch wird die wenigstens eine Bordnetzkomponente besonders sicher zwischen den beiden druckvermittelnden Elementen gehalten und fixiert. Die Bordnetzkomponente wird so vor Erschütterungen und Beschädigungen durch die druckvermittelnden Elemente geschützt, welche zumindest oberseitig und unterseitig von der Bordnetzkomponente angeordnet sind. Auch ist es möglich, die wenigstens eine Bordnetzkomponente vollständig mittels der beiden druckvermittelnden Elemente zu umschließen. Dadurch ergibt sich eine besonders sichere Aufbewahrung und Fixierung der Bordnetzkomponente innerhalb der Baugruppe.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs wird wenigstens eine Bordnetzkomponente an wenigstens einem Trägerelement zumindest mittelbar fixiert, indem die Bordnetzkomponente in einer Vertiefung von wenigstens einem druckvermittelnden Element formschlüssig angeordnet und mittels einer Spanneinrichtung zwischen dem druckvermittelnden Element und dem wenigstens einen Trägerelement eingespannt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Baugruppe sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt anzusehen, wobei die Baugruppe insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
Insbesondere ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die wenigstens eine Bordnetzkomponente durch formschlüssige Anordnung in der Vertiefung des wenigstens einen druckvermittelnden Elements zu fixieren und so eine Vormontagebaugruppe umfassend die Bordnetzkomponente und das druckvermittelnde Element zu bilden. In einem oder mehreren nachfolgenden Montageschritten kann dann die restliche Baugruppe fertigmontiert werden, insbesondere die Spanneinrichtung bestimmungsgemäß verwendet werden, um die Bordnetzkomponente zuverlässig zwischen dem druckvermittelnden Element und dem Trägerelement einzuspannen und dadurch zumindest mittelbar am Trägerelement zu fixieren.
Figurenliste
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine Draufsicht auf eine teilweise dargestellte erste Ausführungsform einer Baugruppe für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, welche mehrere Stromschienen, eine Sicherung und zwei Schütze umfasst;
2 eine weitere Draufsicht auf die erste Ausführungsform der Baugruppe, wobei die Stromschienen, die Sicherung und die Schütze mittels eines druckvermittelnden Elements fixiert sind;
3 eine Schnittdarstellung durch die in 2 gekennzeichnete Schnittebene A-A;
4 eine Schnittdarstellung durch die in 2 gekennzeichnete Schnittebene B-B;
5 die gleiche Schnittansicht wie in 4, wobei eine zweite Ausführungsform der Baugruppe dargestellt ist, welche zusätzlich ein wärmeabführendes Element aufweist;
6 eine rückwärtige Perspektivansicht einer möglichen Ausführungsform des druckvermittelnden Elements, wobei dieses mehrere Vertiefungen zum Aufnehmen verschiedener Bordnetzkomponenten aufweist;
7 eine schematische Seitenschnittansicht einer dritten Ausführungsform der Baugruppe;
8 eine schematische Seitenschnittansicht einer vierten Ausführungsform der Baugruppe;
9 eine schematische Seitenschnittansicht einer fünften Ausführungsform der Baugruppe;
10 eine schematische Seitenschnittansicht einer sechsten Ausführungsform der Baugruppe; und in
11 eine Seitenschnittansicht einer siebten Ausführungsform der Baugruppe.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden.
Eine Baugruppe 10 für ein nicht näher bezeichnetes Bordnetz eines Kraftfahrzeugs ist in einer schematischen Draufsicht teilweise in 1 dargestellt. Die Baugruppe 10 umfasst verschiedene Bordnetzkomponenten, konkret mehrere Stromschienen 12, eine Sicherung 14, einen Schütz 16a und einen Schütz 16b. Bei der Baugruppe 10 kann es sich beispielsweise um eine sogenannte Schaltsicherungsbox handeln, welche zum Absichern der Betriebszustände einer Hochvolt-Batterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs dient. Grundsätzlich kann es sich bei der Baugruppe 10 aber um beliebige Baugruppen für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit unterschiedlichsten Bordnetzkomponenten handeln. Eine Herausforderung bei der Montage einer solchen Baugruppe 10 besteht darin, die einzelnen Bordnetzkomponenten 12, 14, 16a, 16b möglichst einfach und zuverlässig zu fixieren.
In 2 ist die Baugruppe 10 in einer weiteren schematischen Draufsicht gezeigt, wobei die einzelnen Bordnetzkomponenten 12, 14, 16a, 16b mittels einer Spanneinrichtung 20 fixiert sind. Die Spanneinrichtung 20 umfasst vorliegend ein druckvermittelndes Element 18 mit mehreren hier nicht erkennbaren Vertiefungen, in welchen die jeweiligen Bordnetzkomponenten 12, 14, 16a, 16b zumindest teilweise formschlüssig angeordnet und dadurch fixiert sind. Zudem umfasst die Spanneinrichtung 20 noch ein im Wesentlichen plattenförmiges Element in Form eines Drucktellers 22, welcher auf das druckvermittelnde Element 18 aufgesetzt und mit einer als Spannelement dienenden Zentralschraube 24 mit einer Spannkraft beaufschlagt wird.
Die Stromschienen 12, die Sicherung 14 und die Schütze 16a, 16b sind also in hier nicht erkennbaren Vertiefungen des druckvermittelnden Elements 18 angeordnet und dadurch unbeweglich gegenüber dem druckvermittelnden Element 18 fixiert. Die einzelnen Bordnetzkomponenten 12, 14, 16a, 16b werden dabei durch Druckbeaufschlagung mittels des Drucktellers 22 zwischen dem druckvermittelnden Element 18 und einem hier nicht erkennbaren Trägerelement eingespannt und dadurch an diesem zumindest mittelbar fixiert. Das druckvermittelnde Element 18 ist vorzugsweise aus einem geschäumten bzw. expandierten Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus einem expandierten Polypropylen oder aus einem expandierten Polystyrol. Das druckvermittelnde Element 18 weist dabei vorzugsweise eine wesentlich höhere Festigkeit bei Druckbeaufschlagung als bei Zugbeanspruchung auf. Geschäumte Kunststoffe sind zum Aufnehmen von Druckkräften beziehungsweise Druckspannungen besonders gut geeignet. Dadurch, dass das druckvermittelnde Element beispielsweise aus expandiertem Polypropylen oder expandiertem Polystyrol hergestellt ist, weist es einerseits eine besonders gute Druckstabilität und andererseits ein besonders geringes Gewicht auf.
In 3 ist die Baugruppe 10 entlang der in 2 gekennzeichneten Schnittebene A-A gezeigt. In dieser Schnittebene sind die Sicherung 14 und eines der beiden Schütze 16b zu erkennen. Wie man hier sieht, sind der Schütz 16b und die Sicherung 14 unterseitig an einem Trägerelement 26 angeordnet. Das druckvermittelnde Element 18 weist hier die nicht näher bezeichneten, aber erkennbaren Vertiefungen auf, in welchem die Sicherung 14 und der Schütz 16b teilweise formschlüssig und vorzugsweise als Presspassung aufgenommen sind.
Der Druckteller 22, das druckvermittelnde Element 18 und das Trägerelement 26 weisen jeweilige Durchgangsöffnungen 28, 30, 32 auf, durch welche die hier nicht erkennbare Zentralschraube 24 (siehe 2) hindurchgeführt ist. Durch Anziehen dieser Zentralschraube 24 übt der Druckteller 22 eine Druckkraft auf das druckvermittelnde Element 18 aus, wodurch wiederum die Sicherung 14 und der Schütz 16b zwischen dem druckvermittelnden Element 18 und dem Trägerelement 26 verpresst und somit fixiert werden. Auf der von dem Druckteller 22 abgewandten Außenseite des Trägerelements 26 kann beispielsweise noch eine hier nicht dargestellte Mutter auf den Schaft der Zentralschraube 24 geschraubt werden, um die besagte Druckkraft beziehungsweise Spannkraft zu realisieren.
In 4 ist die Baugruppe 10 entlang der in 2 gekennzeichneten Schnittebene B-B dargestellt. In der vorliegenden Darstellung kann man zwei der Stromschienen 12 gut erkennen, welche in entsprechenden Vertiefungen des druckvermittelnden Elements 18 teilweise angeordnet und dadurch fixiert sind. Durch Anziehen der hier nicht erkennbaren Zentralschraube 24 drückt wiederum der Druckteller 22 von oben auf das druckvermittelnde Element 18, infolgedessen die Stromschienen 12 zwischen dem Trägerelement 26 und dem druckvermittelnden Element 18 eingespannt und somit fixiert werden. Der Druckteller 22 weist dabei vorzugsweise eine besonders große Steifigkeit auf, sodass lediglich die Zentralschraube 24 angezogen werden muss, um die einzelnen Finger des Drucktellers 22 (siehe 2) auf das druckvermittelnde Element 18 zu drücken, sodass die einzelnen Bordnetzkomponenten 12, 14, 16a, 16b zwischen dem druckvermittelnden Element 18 und dem Trägerelement 26 eingespannt und somit fixiert werden.
In 5 ist eine zweite Ausführungsform der Baugruppe 10 wiederum entlang der Schnittebene B-B dargestellt. Die hier gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 4 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass zwischen einer der Stromschienen 12 und dem Trägerelement 26 noch ein wärmeabführendes Element 34 vorgesehen ist, bei welchem es sich beispielsweise um ein wärmeableitendes Blech oder dergleichen handeln kann. Wesentlich ist, dass das wärmeabführende Element 34 elektrisch isoliert ist. Im Falle eines Blechs kann dieses z.B. mit einer elektrischen Isolierung überzogen sein. Während des Betriebs der Baugruppe 10 können relativ hohe Ströme durch die Stromschienen 12 fließen, infolgedessen sich die Stromschienen 12 entsprechend erhitzen können. Dadurch, dass - gemäß der vorliegenden Darstellung - die linke der beiden Stromschienen 12 mittels des druckvermittelnden Elements 18 auf das wärmeabführende Element 34 gepresst beziehungsweise gedrückt wird, kann überschüssige Wärme auf einfache Weise von der Stromschiene 12 auf das wärmeabführende Element 34 übertragen und somit aus der Baugruppe 10 abgeführt werden. Natürlich können auch noch weitere solcher wärmeabführenden Elemente 34 vorgesehen sein.
In 6 ist eine mögliche Ausführungsform des druckvermittelnden Elements 18 in einer perspektivischen Rückansicht gezeigt. Wie zu erkennen, kann das druckvermittelnde Element 18 eine Vielzahl unterschiedlich ausgeformter Vertiefungen 36 aufweisen, in denen unterschiedlichste Bordnetzkomponenten, wie beispielsweise die erwähnten Stromschienen 12, die Sicherung 14, die Schütze 16a, 16b oder dergleichen formschlüssig Platz finden können. So ist es möglich, bei der Montage beziehungsweise Herstellung der Baugruppe 10 die einzelnen Bordnetzkomponenten 12, 14, 16a, 16b schon einmal formschlüssig, also als Presspassung, in den einzelnen Vertiefungen 36 des druckvermittelnden Elements 18 anzuordnen. Dadurch wird eine einfach handhabbare Vormontagegruppe gebildet, welche in nachfolgenden Montageschritten beziehungsweise Herstellschritten zur Baugruppe 10 fertig montiert werden kann.
In 7 ist eine dritte Ausführungsform der Baugruppe 10 in einer schematischen Seitenschnittansicht gezeigt. Eine Sicherung 14 und eine Stromschiene 12 sind in der vorliegenden Ansicht zu erkennen, welche wiederum in entsprechenden Vertiefungen eines druckvermittelnden Elements 18 angeordnet sind. Die Spanneinrichtung 20 umfasst wiederum ein plattenförmiges Element, vorliegend in Form eines Gehäusedeckels 38, wobei als das Trägerelement ein Gehäuseunterteil 42 fungiert. Die Spanneinrichtung 20 umfasst vorliegend zwei als Schrauben 40 ausgebildete Spannelemente, mittels welchen der Gehäusedeckel 38 am Gehäuseunterteil 42 befestigt ist. Das druckvermittelnde Element 18, die Sicherung 14, die Stromschiene 12, das Gehäuseunterteil 42 und der Gehäusedeckel 38 sind dabei so dimensioniert, dass beim Anziehen der Schrauben 40 die Sicherung 14 und die Stromschiene 12 zwischen dem druckvermittelnden Element 18 und dem als Trägerelement dienenden Gehäuseunterteil 42 eingespannt und dadurch fixiert werden.
In 8 ist eine vierte Ausführungsform der Baugruppe 10 in einer schematischen Seitenschnittansicht gezeigt. Diese vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform lediglich dadurch, dass im Inneren des druckvermittelnden Elements 18 mehrere Kühlkanäle 46 vorgesehen sind, welche das Material des druckvermittelnden Elements 18 umschließt. Die Kühlkanäle 46 können bereits bei der Herstellung des druckvermittelnden Elements 18 als integraler Bestandteil des druckvermittelnden Elements 18 hergestellt werden. Beispielsweise können die einzelnen Kühlkanäle 46 mittels des Materials des druckvermittelnden Elements 18 während dessen Herstellung umschäumt werden. Die Kühlkanäle 46 sind hier nur schematisch angedeutet. Vorzugsweise sind die Kühlkanäle 46 so angeordnet, dass sie besonders dicht an einzelnen Bordnetzkomponenten, wie beispielsweise der Sicherung 14 oder der Stromschiene 12, angeordnet sind, sodass besonders einfach Wärme mittels der Kühlkanäle 46 abgeführt werden kann, welche beispielsweise von einem flüssigen Kühlmedium durchströmt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass ein hier nicht dargestellter Leitungssatz zudem noch im Inneren des druckvermittelnden Elements 18 integriert ist. Solch ein Leitungssatz kann wiederum während der Herstellung des druckvermittelnden Elements 18 durch Umschäumen innerhalb des druckvermittelnden Elements 18 angeordnet und fixiert werden. Solch ein Leitungssatz kann beispielsweise dazu dienen, elektrisch leitend mit der Sicherung 14, der Stromschiene 12 oder anderen hier nicht dargestellten Bordnetzkomponenten der Baugruppe 10 verbunden zu werden.
In 9 ist eine fünfte Ausführungsform der Baugruppe 10 in einer schematischen Seitenschnittansicht gezeigt. Die hier gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von den vorangegangenen Ausführungsformen insbesondere dadurch, dass die Baugruppe 10 zwei der druckvermittelnden Elemente 18 aufweist, welche jeweilige Vertiefungen aufweisen, in welchen die einzelnen Bordnetzkomponenten, im vorliegend dargestellten Fall die Sicherung 14 und die Stromschiene 12, formschlüssig und vorzugsweise in Form einer Presspassung aufgenommen sind. Die Sicherung 14 und die Stromschiene 12 sind also oberseitig und unterseitig von den jeweiligen druckvermittelnden Elementen 18 umhaust und somit nicht in direktem Kontakt mit dem Gehäuseunterteil 42. Im vorliegenden Fall dient der Gehäusedeckel 38 nicht zur Druckbeaufschlagung der beiden druckvermittelnden Elemente 18. Stattdessen umfasst die Spanneinrichtung 20 bei dieser Ausführungsform einen Spanngurt 44, welcher mit seinen nicht näher bezeichneten Längsenden am wiederum als Trägerelement dienenden Gehäuseunterteil 42 befestigt ist, wobei der Spanngurt 44 das obere der beiden druckvermittelnden Elemente 18 umspannt. Durch Anziehen des Spanngurts 44 werden die beiden druckvermittelnden Elemente 18 aufeinander gepresst und zudem als Verbund an das Gehäuseunterteil 42 gedrückt. Dadurch werden die in den hier nicht näher bezeichneten Vertiefungen aufgenommenen Bordnetzkomponenten 14, 18 zuverlässig zwischen den druckvermittelnden Elementen 18 und relativ zum Gehäuseunterteil 42 fixiert.
In 10 ist eine sechste Ausführungsform der Baugruppe 10 in einer schematischen Seitenschnittansicht gezeigt. Wie bei der dritten und vierten Ausführungsform dient hier wiederum der Gehäusedeckel 38 im Zusammenspiel mit den Schrauben 40 und dem Gehäuseunterteil 42 als Spanneinrichtung 20, mittels welcher die unterschiedlichen Bordnetzkomponenten - konkret hier die sichtbare Sicherung 14 und die Stromschienen 12 - eingespannt und fixiert werden. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten und vierten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass die Stromschiene 12 wiederum an einem wärmeabführenden Element 34 - ähnlich wie bei der in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform - anliegt. Zudem sind im Gegensatz zur dritten und vierten Ausführungsform wiederum zwei der druckvermittelnden Elemente 18 vorgesehen, zwischen welchen die Bordnetzkomponenten 12, 14, 34 eingespannt und verpresst sind.
Schließlich ist in 11 in einer schematischen Seitenschnittansicht eine siebte Ausführungsform der Baugruppe 10 gezeigt. Hierbei weist die Spanneinrichtung 20 wiederum den Druckteller 22 und die Zentralschraube 24 auf, mittels welcher der Druckteller 22 auf das druckvermittelnde Element 18 gedrückt beziehungsweise gepresst wird, infolgedessen die hier erkennbaren Bordnetzkomponenten 12, 14 zwischen dem druckvermittelnden Element 18 und dem als Trägerelement dienenden Gehäuseunterteil 42 eingespannt und dadurch fixiert sind.
Allen Ausführungsformen der Baugruppe 10 ist gemein, dass diese wenigstens eines der druckvermittelnden Elemente 18 aufweisen, welches jeweilige Vertiefungen 36 umfasst, in welchen die unterschiedlichen Bordnetzkomponenten 12, 14, 16a, 16b, 34 formschlüssig, besonders bevorzugt mit einer Presspassung, Platz finden. Die einzelnen Bordnetzkomponenten 12, 14, 16a, 16b, 34 müssen dabei nicht einzeln mit Verbindungselementen, wie zum Beispiel Schrauben oder Nieten, fixiert werden. Durch die formschlüssige Anordnung der einzelnen Bordnetzkomponenten 12, 14, 16a, 16b, 34 in den jeweiligen Vertiefungen 36 des wenigstens einen druckvermittelnden Elements 18 können die Bordnetzkomponenten 12, 14, 16a, 16b, 34 einfach mittels der Spanneinrichtung 20 zwischen dem wenigstens einen druckvermittelnden Element 18 und dem Trägerelement 26, 42 eingespannt und dadurch zumindest mittelbar am Trägerelement 26, 42 fixiert werden. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache und zuverlässige Montage der gesamten Baugruppe 10.
Bezugszeichenliste

10: Baugruppe
12: Stromschiene
14: Sicherung
16a: Schütz
16b: Schütz
18: druckvermittelndes Element
20: Spanneinrichtung
22: Druckteller
24: Zentralschraube
26: Trägerelement
28: Durchgangsöffnung in Druckteller
30: Durchgangsöffnung in druckvermittelndem Element
32: Durchgangsöffnung in Trägerelement
34: Wärme abführendes Element
36: Vertiefungen im druckvermittelndem Element
38: Gehäusedeckel
40: Schraube
42: Gehäuseunterteil
44: Spanngurt
46: Kühlkanal

Claims

Baugruppe (10) für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, umfassend: - wenigstens eine Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34); - wenigstens ein Trägerelement (26, 42), an welchem die Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) zumindest mittelbar fixiert ist; - wenigstens ein druckvermittelndes Element (18) mit einer Vertiefung (36), in welcher zumindest ein Teilbereich der wenigstens einen Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) formschlüssig angeordnet ist; - eine Spanneinrichtung (20), mittels welcher die Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) zwischen dem druckvermittelnden Element (18) und dem Trägerelement (26, 42) eingespannt und dadurch zumindest mittelbar am Trägerelement (26, 42) fixiert ist.
Baugruppe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) weitere Bordnetzkomponenten (12, 14, 16a, 16b, 34) aufweist, welche zumindest mit jeweiligen Teilbereichen in jeweiligen weiteren Vertiefungen (36) des druckvermittelnden Elements (18) formschlüssig angeordnet und mittels der Spanneinrichtung (20) zwischen dem druckvermittelnden Element (18) und dem Trägerelement (26, 42) eingespannt und dadurch zumindest mittelbar am Trägerelement (26, 42) befestigt sind.
Baugruppe (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) eine Stromschiene, ein Schütz, eine Sicherung, ein Wärmeableitblech oder ein Leitungssatz ist.
Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine druckvermittelnde Element (18) aus einem geschäumtem Kunststoff, insbesondere aus einem expandierten Polypropylen oder aus einem expandierten Polystyrol, hergestellt ist.
Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine druckvermittelnde Element (18) im Inneren einen Leitungssatz umschließt.
Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine druckvermittelnde Element (18) im Inneren zumindest einen Kühlkanal (46) umschließt.
Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) wenigstens ein wärmeabführendes Element (34) aufweist, welches zwischen der wenigstes einen Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) und dem Trägerelement (26, 42) angeordnet ist.
Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (20) ein im Wesentlichen plattenförmiges Element (22, 38) und wenigstens ein Spannelement (24, 40) aufweist, mittels welchem das an einer von der Vertiefung des druckvermittelnden Elements (18) abgewandten Außenseite angeordnete im Wesentlichen plattenförmige Element (22, 38) mit einer Spannkraft beaufschlagt ist.
Baugruppe (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Element (22), das druckvermittelnde Element (18) und das Trägerelement (26) jeweilige miteinander fluchtende Durchgangsöffnungen (28, 30, 32) aufweisen, durch welche das als Schraube ausgebildete Spannelement (24) hindurchgeführt ist.
Baugruppe (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Element (38) ein Gehäusedeckel der Baugruppe (10) und das Trägerelement (42) ein Gehäuseunterteil ist, wobei das wenigstens eine Spannelement (40) eine Schraube ist, mittels welcher der Gehäusedeckel und das Gehäuseunterteil miteinander verschraubt sind.
Baugruppe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (20) einen Spanngurt (44) aufweist, welcher mit seinen Längsenden am Trägerelement (26, 42) befestigt ist und das wenigstens eine druckvermittelnde Element (18) umspannt.
Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) ein weiteres druckvermittelndes Element (18) mit einer Vertiefung (36) aufweist, in welcher zumindest ein Teilbereich der wenigstens einen Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) formschlüssig angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) zwischen den beiden druckvermittelnden Elementen (18) angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe (10) für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, bei welchem wenigstens eine Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) an wenigstens einem Trägerelement (26, 42) zumindest mittelbar fixiert wird, indem die Bordnetzkomponente (12, 14, 16a, 16b, 34) in einer Vertiefung (36) von wenigstens einem druckvermittelnden Element (18) formschlüssig angeordnet und mittels einer Spanneinrichtung (20) zwischen dem druckvermittelnden Element (18) und dem wenigstens einen Trägerelement (26, 42) eingespannt wird.