-
Die Erfindung betrifft einen Kabelschuh und eine Anordnung eines Kabelschuhs.
-
Die Druckschrift
DE 298 06 397 U1 betrifft einen Kabelschuh aus einem Blechstanzteil mit einendig einem Kabelanschlussbereich und anderendig einer ein Befestigungsloch aufweisenden Befestigungsöse als Kontaktbereich sowie einen Übergangsbereich zwischen Kabelanschlussbereich und Kontaktbereich. Interessant ist, dass das Blechstanzteil eine Stanzkante aufweist, wobei Komponenten des Kabelschuhs mit einer geringen, in die Stanzkante eingebrachten Hinterschnittausnehmung an dem Kabelschuh angebunden sind, wodurch die Abbiegung der Komponenten - die als Lappen bezeichnet werden - erleichtert wird.
-
Die Druckschrift
DE 196 02 523 C1 offenbart einen typischen Kabelschuh mit einer Verschraubung, der einstückig aus einem gestanzten Blechteil gebogen ist, und ein U-förmiges Halteelement und ein flaches, eine Öse mit Lochung bildendes Befestigungsteil aufweist, wobei die Verschraubung an der Lochung angreift. Eine Mutter liegt in Gebrauchsstellung auf der Öse auf und sorgt für eine Befestigung an einem Kontaktteil.
-
Die Druckschrift
DE 10 2008 015 553 A1 erläutert einen Kabelschuh in Gabelform mit einem im Wesentlichen flachen Anschlusskopf und mit zwei Schenkeln, wobei zumindest einer der beiden Schenkel eine Aussparung und/oder ein Einrastelement zur Anordnung an einem Klemmbrett aufweist.
-
Zudem stellen die Druckschriften
JP 2011 - 49 106 A ,
DE 11 2014 002 495 T5 ,
US 2008/0 182 462 A1 und
DE 11 2012 003 910 T5 gattungsgemäßen Stand der Technik dar, die jeweils Sollbruchstellen in einem Kabelschuh offenbaren.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kabelschuh zu entwickeln, der in seiner Gebrauchsposition eine Funktion aufweist, welche die Funktionssicherheit des Kabelschuhs, insbesondere in einem Crashfall, erhöht.
-
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein herkömmlicher Kabelschuh, wobei der Kabelschuh eine Sollbruchstelle aufweist, deren Sollbruchlinie entlang einer Y-Achse verläuft, die quer zu der Längsachse des Kabelschuhs angeordnet ist.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sollbruchstelle als Kombination aus einer Aussparung und einer Materialverdünnung ausgebildet ist, wobei die Aussparung der Sollbruchstelle eine v-förmige Nut ist, deren Tal fluchtend zu der Y-Achse in die hinsichtlich des Materials reduzierte Sollbruchlinie der Materialverdünnung der Sollbruchstelle übergeht.
-
Die Ausrichtung der Sollbruchlinie der Sollbruchstelle bezüglich der Längsachse des Kabelschuhs ergibt sich aus der Geometrie der im Crashfall auf den Kabelschuh wirkenden Kräfte, wie in der Beschreibung näher erläutert wird.
-
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Sollbruchstelle bezogen auf eine Längserstreckung entlang der Längsachse des Kabelschuhs zwischen einem Verdrehsicherungselement des Kabelschuhs und einem Befestigungselement des Kabelschuhs angeordnet ist.
-
Vorgesehen ist ferner bevorzugt, dass auf der einen Seite der Sollbruchstelle in Längserstreckung entlang der Längsachse des Kabelschuhs gesehen, nahe der Sollbruchstelle im Verdrehsicherungselement ein Materialstabilisierungselement, insbesondere eine Sicke ausgebildet ist, während auf der anderen Seite der Sollbruchstelle in Längserstreckung entlang der Längsachse des Kabelschuhs gesehen, nahe der Sollbruchstelle im Befestigungselement eine Öffnung in Form einer gelochten Öse angeordnet ist.
-
Die Erfindung betrifft zudem eine Anordnung des Kabelschuhs nach einem der vorhergehenden Absätze, der mit einem kabelschuhseitigen Ende eines Kabels verbunden ist, wobei der Kabelschuh mittels einer Befestigungsverbindung, welche am Befestigungselement angeordnet ist, und dem Verdrehsicherungselement verdrehsicher gegenüber einer Z-Achse an einem Kontaktteil angeordnet ist, wobei die Z-Achse quer zu der Längsachse und der Y-Achse des Kabelschuhs verläuft.
-
Vorgesehen ist hinsichtlich der Anordnung erfindungsgemäß, dass das andere Ende des Kabels an einem Anbindungspunkt mit einem anderen Teil in Verbindung steht, wobei eine Relativbewegung des Kontaktteils und des anderen Teils zueinander, in Abhängigkeit der Kabellänge des Kabels über das kabelschuhseitige Ende zu einer Zugkraft des Kabels auf den Kabelschuh führt, wobei die Zugkraft auf das Ende des Kabelschuhs ausgeübt wird, an dem das kabelschuhseitige Ende des Kabels mit dem Kabelschuh verbunden ist, sodass es bei Überschreiten eines vorbestimmten Betrages der einwirkenden Zugkraft zu einer definierten Verformung des Kabelschuhs im Bereich der Sollbruchstelle kommt.
-
Dabei ist erfindungsgemäß in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Verdrehsicherungselement des Kabelschuhs in eine Vertiefung des Kontaktteils verdrehsicher eingreift.
-
Die Sollbruchstelle erlaubt im Crashfall in vorteilhafter Weise, dass sich der Kabelschuh und in vorteilhafter Weise auch das mit dem Kabelschuh in Verbindung stehende Kabel um die Achse der beschriebenen Befestigungsverbindung trotz der in Gebrauchsposition vorhandenen Verdrehsicherung um die Achse der beschriebenen Befestigungsverbindung dreht. Mit anderen Worten, im normalen Gebrauch außerhalb eines Crashfalls wirkt die Verdrehsicherung, wie in der Beschreibung noch näher erläutert ist. Im Crashfall jedoch wird die Verdrehsicherung unwirksam, da die in der Beschreibung näher erläuterte Verformung beziehungsweise der Bruch des Kabelschuhs zwischen dem Verdrehsicherungselement und dem Befestigungselement des Kabelschuhs an der Sollbruchstelle bewirkt wird, worin ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht.
-
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1A ein Kabelschuh in einer Unteransicht;
- 1B den Kabelschuh in einer Seitenansicht;
- 1C den Kabelschuh in einer Draufsicht
- 1D eine Ansicht A des Kabelschuhs gemäß 1 B;
- 1E eine perspektivische Draufsicht schräg von oben auf den Kabelschuh;
- 2 eine Anordnung eines Kabelschuhs in einem Motorraum eines Fahrzeugs; und
- 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Kabelschuhs zur Verdeutlichung einer Sollbruchstelle des Kabelschuhs.
-
Die 1A bis 1E und 3 zeigen in einer Zusammenschau einen Kabelschuh 1, dessen Aufbau nachfolgend erläutert wird. Die Anordnung des Kabelschuhs 1 ist beispielhaft in einem Motorraum 10 eines nicht näher dargestellten Fahrzeuges in 2 gezeigt.
-
Der Kabelschuh 1 weist eine Längsachse X auf, die in den 1A, 1C und 1E angetragen ist. Als zentrales Element des Kabelschuhs 1 ist ein Befestigungselement 8 ausgebildet. In dem flachen beziehungsweise ebenen Befestigungselement 8 ist eine Öffnung 9 in Form einer gelochten kreisrunden Öse angeordnet.
-
Das Befestigungselement 8 ist in Gebrauchsposition (vgl. 2) des Kabelschuhs 1 mittels einer die Öffnung 9 durchsetzenden Befestigungsverbindung 3, insbesondere einer Verschraubung an einem Gegenkontakt 21 (vgl. 2) eines Kontaktteils 20 kontaktiert, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Verschraubung 3 aus einem Bolzen 11 und einer diesen erfassenden, die Öse übergreifenden Mutter 12 (nur in 2 dargestellt) besteht. Denkbar wäre aber auch eine Schraube, die mit ihrem Kopf das Befestigungselement 8, also die Öse 9 durchsetzt.
-
Der Bolzen 11 (wie in 2 dargestellt) oder die Schraube ist in Gebrauchsposition (vgl. 2) fest mit dem Kontaktteil 20 verbunden.
-
Im Ausführungsbeispiel ist das Kontaktteil 20 ein Motorlager eines Motors, der aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt ist.
-
Der Kabelschuh 1 umfasst auf seiner einen Längsseite ein Verdrehsicherungselement 15, welches als Abwinklung ausgebildet ist, wobei die Abwinklung im Wesentlichen orthogonal ausgebildet ist. Ein erster Schenkel 15A liegt in der x/y-Ebene (vgl. 1E) des Befestigungselementes 8 und ein zweiter orthogonal abgewinkelter Schenkel 15B liegt in einer zu der x/y-Ebene orthogonal verlaufenden y/z-Ebene.
-
In der Fläche des ersten Schenkels 15A ist ein Stabilisierungselement 15A-1 ausgebildet, welches als Sicke ausgebildet ist. Das Stabilisierungselement 15A-1 sorgt dafür, dass bei einer Krafteinwirkung auf den Kabelschuh 1, bei dem eine Kraft F (vgl. 3) auf den ersten Schenkel 15A wirkt, ein Abreißen oder Verbiegen des ersten Schenkels 15A weitestgehend verhindert wird.
-
Das Ende des zweiten orthogonal abgewinkelten Schenkels 15B stützt sich in Gebrauchsposition (vgl. 2) in/an dem Kontaktteil 20 ab, wobei im Ausführungsbeispiel eine Vertiefung 22 in dem Kontaktteil 20 angeordnet ist, in der das Ende des zweiten orthogonal abgewinkelten Schenkels 15B eingreift, sodass die Längsachse X des Kabelschuhs 1 in Gebrauchsposition des Kabelschuhs 1 gegen ein Verdrehen um die vertikale Achse Z (vgl. 1E) der Verschraubung 3 gesichert ist.
-
Der Kabelschuh 1 umfasst auf seiner anderen der Längsseite des Verdrehsicherungselements 15 gegenüberliegenden Längsseite ein Halteelement 4. Der Kabelschuh 1 umfasst im Ausführungsbeispiel eine zweifach U-förmig vorgebogenes Halteelement 4 mit zwei Aufnahmen, wobei ein erstes Aufnahmeelement im Zusammenbauzustand das leitfähige Ende eines Kabels 2 (vgl. 2) durch Zusammendrücken des U-Querschnittes der U-Schenkel 6.1 klemmend aufnimmt. Es ist bekannt, dass die U-Schenkel 6 dabei an die in der Regel runde Querschnittsform des Kabels 2 und seines leitfähigen Endes angepasst werden. Das Halteelement 4 umfasst den weiteren U-Schenkel 6.2 und somit ein weiteres zweites Aufnahmeelement, das im Zusammenbauzustand einen isolierten Bereich des Kabels 2 umgreift, wobei dieses zusätzliche zweite Aufnahmeelement 6.2 nicht unbedingt erforderlich ist, jedoch zumeist aus Stabilitätsgründen ausgeführt ist.
-
Vor der Beschreibung weiterer erfindungswesentlicher Merkmale wird die hinsichtlich der erfindungsgemäßen Funktion vorliegende Anordnung des Kabels 2 erläutert.
-
Das Kabel 2 ist im Ausführungsbeispiel ein Massekabel, welches, wie bereits erläutert einendseitig (vgl. 2) ortsfest an einem ersten Ende 2A mit dem Kabelschuh 1 und anderenends mit einem zweiten Ende 2B (vgl. 2) mit einem elektrisch leitenden Element, insbesondere der Karosserie K eines Fahrzeuges ortsfest verbunden ist.
-
Das Kabel 2 ist mit seinem karosserieseitigen Ende 2B ortsfest in einem Anbindungspunkt KP und einem nicht näher erläuterten Anbindungselement mit der Karosserie K verbunden.
-
Der Anbindungspunkt KP liegt dabei in einer Ebene, die unterhalb einer Ebene des Kontaktteils 20 (vgl. 2), insbesondere des Motorlagers 20 liegt.
-
In 2 ist ein Pfeil P dargestellt, der die Kraftrichtung eines Crashs auf ein Frontteil eines Fahrzeuges verdeutlicht. Ein solcher Crash findet zumeist in einer Ebene statt, bei der die Crashkraft auf den Motor 21 und damit auf das Motorlager 20 einwirkt.
-
Gemäß der beschriebenen und in 2 gezeigten Anordnung des Kabels 2 als Masseleitung am Motorlager 20 und an dem karosserieseitigen Anbindungspunkt KP liegt das Kabel 2 relativ nahe an einer weiteren Komponente des Fahrzeuges innerhalb des Motorraum, wobei sich im Ausführungsbeispiel um Versorgungsleitungen 30 einer nicht näher dargestellten Klimaanlage handelt. Insbesondere im Crashfall soll bei einer Bewegung des Motorlagers 20 in Pfeilrichtung des Pfeiles P entlang der x-Achse in +x-Richtung vermieden werden, dass das Kabel 2 mit den Versorgungsleitungen 30 der Klimaanlage kollidiert.
-
Außerdem ist in 2 ein Bauraum B dargestellt, in dem innerhalb des Motorraumes weitere Komponenten angeordnet sind, wobei in diesem Bauraum B beispielsweise ein Bremskraftverstärker oder mindestens ein anderes Aggregat angeordnet ist. Auch in Bezug auf diesen im Crashfall somit als Ausweichmöglichkeit nicht zur Verfügung stehende Bauraum soll bei einer Bewegung des Motorlagers 20 in Pfeilrichtung des Pfeiles P entlang der x-Achse in +x-Richtung vermieden werden, sodass das Kabel 2 mit einem anderen Aggregat kollidiert.
-
Die im Crashfall in +x-Richtung stattfindende Bewegung des Motors, insbesondere des Motorlagers 20 stellt jedoch eine erlaubte Eintauchbewegung dar, die nicht verhindert werden kann beziehungsweise verhindert werden soll.
-
Insofern wird eine andere Lösung geschaffen, um solche möglichen Kollisionen des Kabels 2 mit in seiner Umgebung liegenden Komponenten zu verhindern.
-
Wie erläutert, weist der Kabelschuh 1 in Gebrauchsposition eine Verdrehsicherung auf, die durch das Verdrehsicherungselement 15 bewirkt wird, wobei dabei gleichzeitig sichergestellt ist, dass der Kabelschuh 1 vom Werker stets korrekt, wie in der 2 dargestellt ist, montiert wird.
-
Dadurch wird der Kabelschuh 1 im Crash in einer definierten Position gehalten. Mit anderen Worten folgt der Kabelschuh 1 im Crashfall durch die positionsgetreue Anordnung mittels dem Verdrehsicherungselement 15 einer Eintauchbewegung des Motorlager 20 in +x-Richtung. Diese Bewegung soll jedoch vermieden werden, da das Kabel 2 dadurch unweigerlich in die unerwünschte Richtung geschoben wird.
-
Um diese Bewegung des Kabels 2 zu verhindern, wurde zunächst erkannt, dass durch den karosserieseitigen Anbindungspunkt KP des Kabels 2 eine Ausweichbewegung des Kabels 2 nur um einen geringen Betrag möglich ist, da der karosserieseitige Anbindungspunkt KP des Kabels 2 im Crashfall das Kabel 2 zurückhält. Hierdurch besteht jedoch die Gefahr, dass das als Masseleitung ausgebildete Kabel 2 abreißt, wodurch elektrische Funktionen im Crashfall gegebenenfalls aufgrund der fehlenden Masseverbindung nicht mehr aufrechterhalten werden können.
-
Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, an einer definierten Stelle des Kabelschuhs 1 eine Sollbruchstelle S (vgl. 1A bis 1E und 2) vorzusehen, welche wirkkraftabhängig eine Rotation des Kabelschuhs 1 um die Z-Achse zulässt, wie nachfolgend anhand der 1A bis 1E und 2 und insbesondere anhand der vergrößerten Darstellung der Sollbruchstelle S des Kabelschuhs 1 gemäß 3 unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen erläutert wird.
-
Wie 3 verdeutlicht, wird die Sollbruchstelle S zwischen dem Verdrehsicherungselement 15 und dem Befestigungselement 8 ausgebildet. Erfindungsgemäß verläuft die Sollbruchlinie Y der Sollbruchstelle S orthogonal zu der Längsachse X des Kabelschuhs 1.
-
Die Sollbruchstelle S wird erfindungsgemäß an der in den Figuren gezeigten Position angeordnet, wobei auf die Auswahl dieser Position noch eingegangen wird.
-
Die Sollbruchstelle S wird als Aussparung S1 und/oder als Materialverdünnung S2 ausgebildet, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kombination aus Aussparung S1 und Materialverdünnung S2 erläutert wird.
-
Generell besteht die Möglichkeit, worauf noch einmal explizit hingewiesen wird, dass die Sollbruchstelle S auch mittels der Materialverdünnung S2 oder der Aussparung S1 ausbildbar ist.
-
Prinzipiell wird erfindungsgemäß dafür gesorgt, dass durch die genannten Maßnahmen (Aussparung S1 und/oder Materialverdünnung S2) im Crashfall, insbesondere bei einer Relativbewegung der Karosserie K gegenüberliegendem Kontaktteil 20 oder umgekehrt wirkkraftabhängig zumindest eine definierte Verformung des Kabelschuhs 1 im Bereich der Sollbruchstelle S oder sogar ein Abreißen des Verdrehsicherungselements 15 von dem Befestigungselement 8 im Bereich der Sollbruchstelle S stattfindet, wie nachfolgend erläutert wird.
-
Um die gewünschte Funktion zu gewährleisten, wird dafür gesorgt, dass die Kabellänge des Kabels 2 zwischen dem Anbindungspunkt KP an der Karosserie K und dem Kabelschuh 1 so gehalten ist, dass bei der schon erläuterten Relativbewegung des Kontaktteils 20, insbesondere des Motorlagers gemäß dem Pfeil P in den Motorraum hinein, von dem Anbindungspunkt KP des Kabels ausgehend eine Zugkraft F (vgl. 3) auf das Halteelement 4 des Kabelschuhs 1 ausgeübt wird, die bezogen auf die Längsachse X des Kabelschuhs 1 seitlich angeregt ist, sodass der Kabelschuh 1 gemäß den in den 2 und 3 dargestellten Pfeilen P1 seitlich auf Zug beansprucht wird, wodurch das Halteelement 4 sowie das Befestigungselement 8 sowie das Verdrehsicherungselement 15 um die Z-Achse gegenüber dem Bolzen 11 zu einer Rotation angeregt werden.
-
Die Anpresskraft der Verschraubung A3 am Kontaktteil 20 und die Verdrehsicherung gegenüber dem Kontaktteil 20 mittels des Verdrehsicherungselements 15 verhindert jedoch wirkkraftabhängig eine Rotation.
-
Bei Überschreiten eines vorbestimmten Betrages der einwirkenden Zugkraft F, welche die Rotation des Kabelschuhs 1 - unter teilweiser Überwindung des Anzugmomentes der Mutter 12 der Verschraubung 3 am Kontaktteil 20 - um die Z-Achse gegenüber dem Bolzen 11 hervorruft, kommt es jedoch zu der definierten Verformung des Kabelschuhs 1 im Bereich der Sollbruchstelle S oder sogar zu dem Abreißen des Verdrehsicherungselements 15 von dem Befestigungselement 8 im Bereich der Sollbruchstelle S.
-
An dieser Stelle noch einmal auf die Sicke 15A-1 eingegangen, deren Bedeutung hinsichtlich der gewünschten definierten Verformung der Sollbruchstelle S jetzt noch deutlicher wird, da die Sicke 15A-1 das Verdrehsicherungselement 15 dahingehend stabilisiert, dass die Verformung im Bereich der Sollbruchstelle S stattfindet. Die Sicke 15A-1 vermeidet somit, dass die Verformung im Bereich des ersten Schenkels 15A erfolgt.
-
Dabei wird weiter deutlich, dass die Auswahl der Position der Sollbruchstelle S den Effekt erzeugt, dass die definierte Verformung des Kabelschuhs 1 im Bereich der Sollbruchstelle S oder dem Abreißen des Verdrehsicherungselements 15 von dem Befestigungselement 8 im Bereich der Sollbruchstelle S das Kabel 2 in jedem Fall weiterhin über die Verschraubung 3 mit dem Kontaktteil 20 in Verbindung bleibt, sodass die Funktionen, die das Kabel 2 erfüllen soll, im Crashfall aufrechterhalten werden. Mit anderen Worten, der erfindungsgemäße Kabelschuh 1 behält seine originäre Funktion und weist jetzt erfindungsgemäß eine weitere Funktion auf, die darin besteht, dass eine Kollision des Kabels 2 mit anderen das Kabel 2 umgebenden, naheliegenden Komponenten vermieden wird.
-
Die Aussparung S1 und/oder die Materialverdünnung S2 kann/können auf verschiedene Weise ausgebildet werden.
-
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei denen die Kombination der Maßnahmen S1, S2 ausgeführt ist, wird die Sollbruchstelle S hinsichtlich der Aussparung S1 als v-förmige Nut ausgebildet, die insbesondere auf der Flanke des Kabelschuhs 1 angeordnet ist, auf die im Crashfall die höchste Verformungskraft wirkt. Durch die als v-förmige Nut ausgebildete Aussparung S1 wird somit die Verformungsstelle oder die Bruchstelle vordefiniert, sodass der Kabelschuh 1 im Crash an der gewünschten Sollbruchstelle S verbogen oder aufgebrochen wird. Das Tal der v-förmigen Nut geht in vorteilhafter Weise entlang der Y-Achse fluchtend in die hinsichtlich des Materials reduzierte Sollbruchlinie der Sollbruchstelle S über. Es versteht sich, dass dieses Ausführungsbeispiel die Ausbildung der Sollbruchstelle S nicht dahingehend eingehen soll, das gegebenenfalls auf beiden Flanken des Kabelschuhs 1 entsprechende Aussparungen S1 angeordnet werden können. Eine Materialverdünnung der Sollbruchstelle S kann auf der Unterseite oder der Oberseite ausgebildet werden, wobei mit Materialverdünnung beispielsweise auch eine Perforation der Sollbruchlinie der Sollbruchstelle S gemeint ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kabelschuh
- 2
- Kabel
- 2A
- erstes Ende
- 2B
- zweites Ende
- 3
- Befestigungsverbindung, Verschraubung
- 4
- Halteelement
- 6.1
- erstes Aufnahmeelement
- 6.2
- zweites Aufnahmeelement
- 8
- Befestigungselement
- 9
- Öffnung
- 10
- Motorraum
- 21
- Gegenkontakt
- 11
- Bolzen
- 12
- Mutter
- 15
- Verdrehsicherungselement
- 15A
- erster Schenkel
- 15B
- zweiter Schenkel
- 15A-1
- Stabilisierungselement
- 20
- Kontaktteil, Motorlager
- 21
- Motor
- 22
- Vertiefung
- 30
- Versorgungsleitungen
- K
- Karosserie
- KP
- Anbindungspunkt
- P
- Pfeil
- P1
- Pfeil
- B
- Bauraum
- S
- Sollbruchstelle
- S1
- Aussparung
- S2
- Materialverdünnung
- F
- Kraft, Zugkraft
- X
- X-Achse in Längserstreckung des Kabelschuhs 1
- Z
- Z-Achse in Längserstreckung der Befestigungsverbindung 3
- Y
- Y-Achse in Längserstreckung einer Sollbruchlinie der Sollbruchstelle S
- K
- Karosserie
- -x
- Richtung in der üblichen Fahrtrichtung eines Fahrzeugs
- +x
- Richtung entgegen der üblichen Fahrtrichtung des Fahrzeugs
- y
- Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung des Fahrzeugs