-
Vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Stromversorgung einer Komponente. Die Komponente befindet sich dabei in einem Kraftfahrzeug. Des Weiteren zeigt die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit der Anordnung.
-
In Kraftfahrzeugen werden unterschiedliche Verbraucher eingesetzt, hier allgemein als Komponenten bezeichnet. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Komponenten ist es wichtig, den Spannungsfall entlang des Versorgungspfades möglichst gering zu halten. Durch die ansteigende Anzahl an Funktionen und somit energieverbrauchenden Komponenten im Fahrzeug sowie durch das kontinuierlich ansteigende Sicherheitsniveau, beispielsweise bei autonom fahrenden Kraftfahrzeugen, rücken die Spannungsfälle zunehmend in den Fokus. Problematisch ist dabei, dass an einige Komponenten - bedingt durch die Größe ihres Anbindungseingangs oder des Kontaktsystems - nur Leitungen bis zu einem bestimmten Querschnitt angebunden werden können. Elektrische Kontaktsysteme mit einem ersten Steckverbindungselement (Steckerleiter) und einem zweiten Komponentenverbindungselement (Komponentenleiter), bei denen der Steckerleiter und der Komponentenleiter im gesteckten bzw. verbundenen Zustand eine kraftschlüssige elektrische Kontaktverbindung bilden, sind allgemein bekannt. Bei einer bekannten Art von Verbindungselementen ist der Steckerleiter als metallisches Schwert oder Buchse in Form mindestens eines Lamellenpaars designt, während der Komponentenleiter das entsprechende Gegenstück bildet. Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Anordnung zur Stromversorgung einer Komponente in einem Kraftfahrzeug anzugeben, die bei einfachem Aufbau und möglichst unveränderten Komponenten eine Anbindung möglichst großer Leitungsquerschnitte ermöglicht.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
-
Somit wird die Aufgabe gelöst durch eine Anordnung zur Stromversorgung einer Komponente in einem Kraftfahrzeug mit folgender Ausgestaltung:
- Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Adapter vorgesehen, der zwischen der stromverbrauchenden Komponente und dem Stecker, der sich insbesondere an einem Kabel befindet, eingesetzt wird. Der Adapter weist ein Adaptergehäuse, vorzugsweise aus Kunststoff, auf. Der Stecker weist ein Steckergehäuse, vorzugsweise aus Kunststoff, auf. Grundsätzlich können der Stecker und der Adapter für einen Pol oder mehrere Pole ausgebildet sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Stecker und der Adapter für einen einpoligen oder einen zweipoligen Anschluss ausgebildet sind. Dementsprechend wird vorzugsweise auch ein Kabel an den Stecker angeschlossen, welches eine Leitung oder zweit Leitungen aufweist. Die einzelne Leitung weist insbesondere eine Ader auf, die von einer Aderisolierung umgeben ist. Die Ader kann durch einen einzelnen Draht oder durch mehrere nicht voneinander isolierte Einzeldrähte (Litze) gebildet sein.
-
Im Folgenden werden einzelne Bauteile der Anordnung mit Hinweis auf „pro Pol“ beschrieben. Dieser Ausdruck berücksichtigt, dass die Bauteile für einen Pol oder für mehrere Pole ausgebildet sein können. „pro Pol“ bedeutet dabei nicht zwingend, sondern nur vorzugsweise, dass die Bauteile bezüglich aller Pole entsprechend auszubilden sind.
-
Das Adaptergehäuse weist pro Pol einen komponentenseitigen Endabschnitt auf. Der komponentenseitige Endabschnitt ist zum Einstecken in die Komponente ausgebildet. Bei der mehrpoligen Ausgestaltung sind mehrere komponentenseitige Endabschnitte vorgesehen. Diese mehreren komponentenseitigen Endabschnitte können jedoch ineinander übergehen und/oder zusammen ein Bauteil bilden.
-
Der jeweilige komponentenseitige Endabschnitt weist eine komponentenseitige Adapter-Außendimensionierung auf. Bei der komponentenseitigen Adapter-Außendimensionierung handelt es sich insbesondere um einen komponentenseitigen Adapter-Außendurchmesser.
-
Mit dem zumindest einen komponentenseitigen Endabschnitt, insbesondere mit den mehreren komponentenseitigen Endabschnitten bei der mehrpoligen Ausgestaltung, ist der Adapter in die Komponente einsteckbar.
-
Das Steckergehäuse weist pro Pol einen Steckabschnitt mit einer entsprechenden Stecker-Außendimension auf. Bei der mehrpoligen Ausgestaltung sind entsprechend mehrere Steckabschnitte vorgesehen. Die mehreren Steckabschnitte des Steckers können ineinander übergehen und/oder zusammen ein Bauteil bilden
-
Bei der Stecker-Außendimension handelt es sich vorzugsweise um einen Stecker-Außendurchmesser.
-
Da, wie eingangs erläutert, ein großer Durchmesser bzw. Querschnitt der Leitung vorgesehen ist, ergibt sich auch eine entsprechend große Ausgestaltung des Steckers. Dadurch würde der Stecker aufgrund seiner großen Stecker-Außendimension nicht in die zugehörige Aufnahme der Komponente passen. Die Aufnahme der Komponente definiert sich insbesondere durch die komponentenseitige Adapter-Außendimension. Deshalb ist für den jeweiligen Pol vorzugsweise vorgesehen, dass die Stecker-Außendimension größer ist als die komponentenseitige Adapter-Außendimension, wodurch sich der Adapter jedoch nicht der Stecker in die Komponente einstecken lässt.
-
Für die Verbindung von Adapter und Stecker ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Adaptergehäuse pro Pol einen steckerseitigen Endabschnitt zur Steckverbindung mit dem jeweiligen Steckabschnitt des Steckergehäuses aufweist. Die steckerseitigen Endabschnitte können ineinander übergehen und/oder zusammen ein Bauteil bilden
-
Der Steckabschnitt ist insbesondere zum Einstecken in den zugehörigen steckerseitigen Endabschnitt ausgebildet, sodass der Steckerabschnitt den männlichen und der steckerseitige Endabschnitt den weiblichen Teil der Steckverbindung bildet. Die Anordnung kann aber auch so gewählt werden, dass der Steckerabschnitt den weiblichen und der steckerseitige Endabschnitt den männlichen Teil der Steckverbindung bildet
-
Bevorzugt ist vorgesehen, dass pro Pol eine steckerseitige Adapter-Innendimension des steckerseitigen Endabschnitts größer ist als die komponentenseitige Adapter-Außendimension. Auch bei dieser steckerseitigen Adapter-Innendimension handelt es sich vorzugsweise um einen steckerseitigen Adapter-Innendurchmesser. Der Adapter ist somit im Bereich des steckerseitigen Endabschnitts größer ausgebildet als im Bereich des komponentenseitigen Endabschnitts.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Adapter steif ist. Alternativ hierzu kann der Adapter auch abwinkelbar ausgebildet sein. Für diese Abwinkelbarkeit ist neben einem starren Design insbesondere vorgesehen, dass in dem Adapter zumindest ein flexibles Leitungsstück, insbesondere ein flexibles Leitungsstück pro Pol, zwischen den beiden Endabschnitten angeordnet ist.
-
Da es sich insbesondere um einen Adapter und keine Verlängerung handelt, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Adapter im gesamt eine Länge von höchstens 20cm, vorzugsweise höchstens 10cm, aufweist.
-
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Adapter pro Pol zumindest einen Adapterleiter umfasst. Dieser Adapterleiter führt durch den Adapter hindurch und dient zur stromführenden Verbindung vom Stecker zur Komponente. Entsprechend ist bevorzugt vorgesehen, dass der Stecker im Steckergehäuse pro Pol einen Steckerleiter (z.B. Buchse oder Schwert) umfasst, der zum Zusammenstecken mit dem Adapterleiter ausgebildet ist. Der Adapterleiter wiederum ist vorzugsweise zum Zusammenstecken mit einem entsprechenden Komponentenleiter (auch bezeichnet als: Komponentenleitergegenstück) in der Komponente ausgebildet.
-
Bei dem Komponentenleiter und/oder dem Adapterleiter und/oder dem Steckerleiter handelt es sich insbesondere um entsprechend gebogene und/oder gestanzte Blechteile, die durch ineinanderschieben kontaktieren. Der Komponentenleiter und/oder der Adapterleiter und/oder der Steckerleiter können mindestens eine Oberflächenbeschichtung aufweisen.
-
Der Stecker ist pro Pol vorzugsweise an eine Leitung des Kabels angeschlossen. Im Steckergehäuse ist der Steckerleiter vorzugsweise mit der zugehörigen Ader der Leitung verbunden.
-
Die Leitung weist einen Leitungsdurchmesser auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Ader samt Aderisolierung diesen Leitungsdurchmesser definiert. Pro zumindest einem Pol ist vorzugsweise ein Verhältnis vorgesehen, das sich aus dem Quotienten des Leitungsdurchmessers zur komponentenseitigen Adapter-Außendimension ergibt. Dabei wird insbesondere berücksichtigt, dass die komponentenseitige Adapter-Außendimension ein Außendurchmesser (komponentenseitiger Adapter-Außendurchmesser) ist. Das Verhältnis beträgt vorzugsweise zumindest 0,5, weiter vorzugsweise zumindest 0,75, weiter vorzugsweise zumindest 0,9, weiter vorzugsweise mehr als 1.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Anordnung der Stromversorgung der Komponente in dem Kraftfahrzeug mit folgender Ausgestaltung vorgesehen: Die Komponente umfasst einen Stecker mit einem Steckergehäuse zum Einstecken in die Komponente. Entgegen des vorab beschriebenen Erfindungsaspektes ist hier kein Adapter vorgesehen. Das Steckergehäuse wird anstatt dessen direkt in die Komponente eingesteckt. Wie vorab beschrieben, ist eine Leitung pro Pol vorgesehen. Die Leitung weist eine Ader und eine Aderisolierung auf. Die Ader samt Aderisolierung definiert den Leitungsdurchmesser, wie dies vorab beschrieben wurde.
-
Die Anordnung umfasst ferner pro Pol eine Tülle zum Abdichten des Steckerinneren gegenüber externen Medien und Partikeln. Die zumindest eine Tülle ist am Steckergehäuse befestigt. Die zugehörige Leitung ist durch die jeweilige Tülle in das Steckergehäuse geführt. Im Inneren des Steckergehäuses ist die Leitung insbesondere abisoliert. Der abisolierte Teil ist an den vorab beschriebenen Steckerleiter elektrisch leitend angeschlossen. Der Steckerleiter wiederrum ist zum Kontaktieren mit dem Komponentenleiter ausgebildet.
-
Die Tülle ist für einen möglichst großen Leitungsdurchmesser ausgebildet. Hierzu ist der Gehäuseinnendurchmesser des Steckergehäuses zu beachten, der an der engsten Stelle des Steckergehäuses definiert ist. Insbesondere befindet sich die engste Stelle des Steckergehäuses an einem der Tülle zugewandten Ende des Steckergehäuses.
-
Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Verhältnis des Leitungsdurchmessers zum Gehäuseinnendurchmesser zumindest 0,8, vorzugsweise zumindest 0,9, weiter vorzugsweise mehr als 1, beträgt.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die jeweilige Tülle einen Halteabschnitt und einen Führungsabschnitt umfasst. Der Halteabschnitt umgreift die Leitung in einem Bereich, an dem die Leitung isoliert ist. Der Halteabschnitt liegt somit auf der Aderisolierung auf und dichtet insbesondere ab. Im Inneren der Tülle befindet sich das Ende der Leitung im abisolierten Zustand, sodass die Ader freiliegt. Die abisolierte Ader ist durch den Führungsabschnitt hindurchgeführt und ist an einer dem Halteabschnitt abgewandten Seite des Führungsabschnitts elektrisch leitend mit dem Steckerleiter verbunden.
-
Für beide vorab beschriebenen Aspekte der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass die Komponente ein Niedervoltverbraucher in dem Kraftfahrzeug ist. Als Niedervolt werden insbesondere Gleichspannungen (DC) bis 60 Volt angesehen.
-
Des Weiteren umfasst die Anordnung für beide vorgenannten Aspekte der Erfindung vorzugsweise eine Energiequelle, insbesondere Batterie. Der Stecker ist zur Stromversorgung der Komponente über das Kabel an die Energiequelle angeschlossen.
-
Die Erfindung umfasst ferner ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer der vorab beschriebenen Anordnungen nach einem der beiden Aspekte der Erfindung.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit erfindungsgemäßer Anordnung gemäß allen Ausführungsbeispielen,
- 2 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 3 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Variante,
- 4 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Anordnung gemäße einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
- 5 einen Stecker der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß allen Ausführungsbeispielen.
-
1 zeigt für alle Ausführungsbeispiele ein Fahrzeug 100, ausgebildet als PKW. In dem Fahrzeug 100 befindet sich in rein schematischer Darstellung eine Anordnung 1. Die Anordnung 1 umfasst eine Komponente 2, insbesondere einen Niedervoltverbraucher. Die Komponente 2 ist über ein Kabel 4 mit einer Energiequelle 3, beispielsweise Batterie verbunden. Über das Kabel 4, welches zumindest eine Leitung 9 (s. 2 bis 4) aufweist, wird die Komponente 2 mit Strom versorgt. An dem Kabel 4 befindet sich ein Stecker 5 zur Anbindung an die Komponente 2.
-
2 zeigt die Anordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 3 zeigt eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels. Gemäß beiden Figuren umfasst der Stecker 5 ein Steckergehäuse 6. In dem Steckergehäuse 6 befindet sich ein Steckerleiter 7. An einer Seite des Steckergehäuses 6 ragt eine Leitung 9 des Kabels 4 in das Steckergehäuse 6.
-
Die einzelne Leitung 9 weist eine Ader 10 auf, die von einer Aderisolierung 11 umgeben ist. Im Inneren des Steckergehäuses 6 ist die Ader 10 elektrisch leitend mit dem Steckerleiter 7 verbunden.
-
5 zeigt rein schematisch für alle Ausführungsbeispiele eine Draufsicht auf den Stecker 5. Dieser kann - gemäß der gezeigten Darstellung in 5 - zweipolig ausgestaltet sein. Demgemäß führen zwei Leitungen 9 in das Steckergehäuse 6 und das Steckergehäuse 6 weist nebeneinander zwei Steckabschnitte 8 auf. Die beiden Steckabschnitte 8 gehen ineinander über und bilden zusammen ein Bauteil. Über diese Steckabschnitte 8 wird der Stecker 5 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (2 und 3) in einen Adapter 12 gesteckt oder gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (4) direkt in die Komponente 2.
-
2 und 3 zeigen den Adapter 12. Dieser weist ein Adaptergehäuse 13 auf. In dem Adaptergehäuse 13 erstreckt sich zumindest ein Adapterleiter 14. Es versteht sich, dass pro Pol sich ein entsprechender Adapterleiter 14 durch das Adaptergehäuse 13 erstreckt.
-
2 zeigt eine steife Ausgestaltung des Adapters 12. Dem gegenüber zeigt 3 eine abwinkelbare Ausgestaltung des Adapters 12, bei dem ein flexibles Leitungsstück 18 eingesetzt wird, um einen steckerseitigen Bereich des Adapterleiters 14 mit einem komponentenseitigen Bereich des Adapterleiters 14 flexibel zu verbinden.
-
Gemäß 2 und 3 wird der Adapter 12 in die Komponente 2 eingesteckt. Dadurch kontaktiert der Adapterleiter 14 einen entsprechenden Komponentenleiter 15 im Inneren der Komponente 2.
-
Das Adaptergehäuse 13 gemäß 2 und 3 weist einen komponentenseitigen Endabschnitt 16 und einen steckerseitigen Endabschnitt 17 auf. Bei der mehrpoligen Ausgestaltung ist entsprechend pro Pol ein komponentenseitiger Endabschnitt 16 und ein steckerseitiger Endabschnitt 17 vorgesehen.
-
5 verdeutlicht für den Stecker 5, dass die beiden Steckabschnitte 8 der beiden Pole in einem Bauteil ineinander übergehen. Sehr ähnlich ist dies auch bei dem Adaptergehäuse 13 vorgesehen, sodass die mehreren komponentenseitigen Endabschnitte 16 ineinander übergehen können und/oder die steckerseitigen Endabschnitte 17 ineinander übergehen können.
-
2 und 3 verdeutlichen, dass ein Leitungsdurchmesser 23 im Vergleich zur Öffnung der Komponente 2 relativ groß gewählt ist. Deshalb ist insbesondere vorgesehen, dass eine komponentenseitige Adapter-Außendimension 20 kleiner ist als eine Stecker-Außendimension 21. Eine steckerseitige Adapter-Innendimension 22 ist entsprechend für die Aufnahme des Steckergehäuses 6 groß gewählt.
-
5 verdeutlicht für den Stecker 5 und in ähnlicher Weise auch für den Adapter 12, dass es sich bei den Dimensionen insbesondere um Durchmesser handelt. Beim zweipoligen Stecker 5 ist insbesondere eine gedachte Linie vorgesehen, die die beiden Leitungen 9 miteinander verbindet, wobei die Durchmesser senkrecht zu dieser Linie zu messen sind.
-
3 zeigt, dass für das flexible Leiterstück 18 ein Leitungsstückdurchmesser 24 gewählt werden kann, der kleiner ist als der Leitungsdurchmesser 23.
-
4 zeigt die Anordnung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls ein Steckergehäuse 6 vorgesehen, dass einen Steckerleiter 7 aufweist. Das Steckergehäuse 6 wird hier direkt in die Komponente 2 gesteckt.
-
An einer der Leitung 9 zugewandten Seite des Steckergehäuses 6 befindet sich eine Tülle 30 pro Pol. Die Tülle 30 weist einen Halteabschnitt 31 auf, der auf der Aderisolierung 11 aufliegt. Des Weiteren weist die Tülle 30 einen Führungsabschnitt 32 auf, durch den die abisolierte Ader 10 in das Innere des Steckergehäuses 6 geführt ist. Im Inneren des Steckergehäuses 6 ist die Ader 10 mit dem Steckerleiter 7 elektrisch leitend verbunden.
-
4 verdeutlicht, dass das Steckergehäuse 6 an der engsten Stelle einen Gehäuseinnendurchmesser 33 aufweist, der im Vergleich zum Leitungsdurchmesser 23 relativ klein ist. Insbesondere führt diese Bauart der Tülle 30 zu einer größeren abisolierten Länge 34 der Ader 10 im Inneren der Tülle 30.
-
Gemäß 2 bis 4 können entsprechende Dichtebnen 19, insbesondere mit Dichtungen, zwischen Stecker 5 und Adapter 12 und/oder zwischen Adapter 12 und Komponente 2 und/oder zwischen Stecker 5 und Komponente 2 ausgebildet sein.
-
In den Figuren bildet der Steckerleiter 7 eine metallische Buchse in Form mindestens eines Lamellenpaars. Der Komponentenleiter ist als metallisches Schwert ausgebildet. Der Adapterleiter 14 ist komponentenseitig als metallische Buchse in Form mindestens eines Lamellenpaars und steckerseitiger als metallisches Schwert ausgebildet. Es versteht sich, dass auch jeweils die umgekehrte Ausgestaltung der Leiter möglich ist; wobei vorzugsweise jeweils zumindest ein Schwert in eine Buchse zu stecken ist.
-
Bezugszeichenliste:
-
- 1
- Anordnung
- 2
- Komponente
- 3
- Energiequelle
- 4
- Kabel
- 5
- Stecker
- 6
- Steckergehäuse
- 7
- Steckerleiter
- 8
- Steckabschnitt
- 9
- Leitung
- 10
- Ader
- 11
- Aderisolierung
- 12
- Adapter
- 13
- Adaptergehäuse
- 14
- Adapterleiter
- 15
- Komponentenleiter
- 16
- komponentenseitiger Endabschnitt
- 17
- steckerseitiger Endabschnitt
- 18
- flexibles Leiterstück
- 19
- Dichtebenen
- 20
- komponentenseitige Adapter-Außendimension
- 21
- Stecker-Außendimension
- 22
- steckerseitige Adapter-Innendimension
- 23
- Leitungsdurchmesser
- 24
- Leitungsstückdurchmesser
- 30
- Tülle
- 31
- Halteabschnitt
- 32
- Führungsabschnitt
- 33
- Gehäuseinnendurchmesser
- 34
- abisolierte Länge
- 100
- Kraftfahrzeug
