DE10360673A1

DE10360673A1 - Massekontaktvorrichtung im Kraftfahrzeug-Bereich

Info

Publication number: DE10360673A1
Application number: DE2003160673
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Schreiber; Jürgen Söllner
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2005-07-21
Also published as: WO2005067100A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Massekontaktvorrichtung (1) im Kraftfahrzeug-Bereich zum Anbringen mindestens eines einen Kabelhalter (15) aufweisenden Kabelanschlusses mit: einem Massebolzen (2), welcher mindestens eine Führungseinrichtung (3, 4) zum Führen einer Befestigungseinrichtung (9) aufweist; und mit mindestens einer Federeinrichtung (6, 7) für eine Kopplung der Befestigungseinrichtung (9) mit mindestens einer Arretiereinrichtung (5) für eine Arretierung der Befestigungseinrichtung (9) an dem Massebolzen (2) und für eine gleichzeitige Kopplung der Befestigungseinrichtung (9) mit dem Kabelhalter (15) für eine kontaktfeste Anbringung des Kabelhalters (15) an dem Massebolzen (2). Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserieabschnitt (14), an welchem mindestens eine derartige Massekontaktvorrichtung (1) angebracht ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Massekontaktvorrichtung im Kraftfahrzeug-Bereich zum Anbringen mindestens eines Kabelanschlusses sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserieabschnitt, an welchem mindestens eine derartige Massekontaktvorrichtung angebracht ist.

Massekontaktvorrichtungen der vorstehenden Art werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind allgemein bekannt. Sie dienen beispielsweise dazu, das Gehäuse eines Beschleunigungssensors oder eines Airbag-Steuergerätes mit der Karosserie eines Kraftfahrzeuges elektrisch zu verbinden. Massekontakte können auch dazu dienen, ein von einem Gerät kommendes Kabel an die Fahrzeugkarosserie anzuschließen. Elektrische Systeme in Kraftfahrzeugen basieren auf der Zuführung von elektrischem Strom aus einer Fahrzeugbatterie bzw. einem Generator. Dabei wird der Strom über zwei Pole, den Plus-Pol und den Minus-Pol, übertragen. Während die Zuführungen der Plus-Leitungen zu jedem Verbraucher einzeln bewerkstelligt werden, wird der Minus-Pol mit der Kraftfahrzeug-Masse verbunden und beispielsweise über die Karosserie des Kraftfahrzeuges an nahezu jede beliebige Stelle übertragen. Für einen Zugriff auf den Minus-Pol werden in der Praxis heutzutage sogenannte Massestellen bzw. Massekontaktvorrichtungen eingerichtet, die eine einfache Kontaktierbarkeit ermöglichen.

Im Kraftfahrzeugbereich wird üblicherweise für die Verbindung des Minus-Pols mit der Kraftfahrzeug-Masse ein Gewindebolzen auf den Fahrzeugkörper mittels Bolzenschweißen, Nieten, Punktschweißen oder einer sogenannten T-Schraube (Gewindebolzen mit am Ende beiderseits quer abstehenden Blechlaschen) befestigt. Über diese Gewindebolzen werden dann jeweils Ringkabelschuhe gelegt und diese durch eine Schraubverbindung, beispielsweise mit einer Kragenmutter, fixiert. Die von den Verbrauchern kommenden Kabel, die auf das Masse-Potential gelegt werden sollen, werden dann mit den Ringkabelschuhen verbunden. Massestellen, an denen solche Vorrichtungen vorgesehen sind, werden entweder an geeigneten Stellen über das Kraftfahrzeug verteilt oder aber an einem zentralen Basispunkt, z.B. im Motorraum, angebracht.

An diesem Ansatz hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass während der Montage des Leitungssatzes in der Produktion die Bolzen in unterschiedlichen Varianten mit Kabelschuhen belegt werden, wodurch die Reihenfolge der Belegung und der Vorgang der Belegung werkerabhängig ist, d.h. abhängig von dem Drehmoment, der Kontaktqualität, der richtigen Zuordnung der Kabelschuhe zu bestimmten Massestellen, usw.

Ferner besteht bei diesem Ansatz der Nachteil, dass keine direkte Vorzugsrichtung mehrerer Ableitungen an einer Massestelle erreichbar ist. Somit ist für Werkstätten und Service-Dienstleister kein transparenter Zustand der Anbindungsstruktur ersichtlich, da alle Leitungen beispielsweise dieselbe Farbe aufweisen.

Ein weiteres Problem, welches wiederholt zu Schwierigkeiten beim Befestigen von Bauteilen an Schweißschrauben führt, be steht in dem Umstand, dass die Bauteile im allgemeinen nicht ausreichend gegen ein Verdrehen geschützt sind. Kräfte und Drehmomente größtenteils unterschiedlicher Natur und Werte wirken auf die Bauteile, die von den Schweißbolzen gehalten sind, aufgrund von Schwingungen, die sich während der Bewegung des Kraftfahrzeuges ergeben. Das Bauteil wird demzufolge gelockert, insbesondere wenn der Schaft spiralförmige Vorsprünge, d.h. beispielsweise ein Gewinde, aufweist, so dass die Bauteile nicht länger optimal ihre Funktionen erfüllen können.

Um zu verhindern, dass durch die Vibration des bewegten Fahrzeugs ein Lösen der Schraubverbindung eintritt, muss sie mit einer definierten Kraft, also einem definierten Drehmoment, festgezogen werden. Dazu ist eine geeignete Vorrichtung oder ein geeignetes Werkzeug in der Montage bereitzustellen.

Ferner weist eine Massestelle gemäß dem Stand der Technik den Nachteil auf, dass bei derartigen Vorrichtungen, die auf einer Schraubverbindung basieren, hohe und nicht definierbare Spannungsabfälle bzw. Masseversätze auftreten, was zu erheblichen Problemen, vor allem bei dem Einsatz moderner Bussysteme, führen kann. So erlaubt die Verwendung von CAN-BUS-Systemen in Kraftfahrzeugen einen maximalen definierten Spannungsabfall von ca. 1,15 V, der durch die bislang verwendeten Systeme nicht prozesssicher gewährleistet werden kann. Hinzu kommt, dass das Zusammenschrauben einen komplizierten Schritt im Montageprozess des Kraftfahrzeuges darstellt, der Qualitätsprobleme zur Folge haben kann. Auch entstehen durch das zeitaufwendige und komplizierte Zusammenschrauben hohe Kosten.

Zum allgemeinen Hintergrund von Massekontaktvorrichtungen für ein Kraftfahrzeug wird auf die DE 296 16 631 U1 , die DE 198 37 314 A1 , die EP 0 640 404 B1 , die U.S. 5,292,264, die DE 101 07 231 A1 sowie die DE 199 37 047 A1 verwiesen. In diesen Druckschriften sind Massestellen beschrieben, die an einem Karosserieabschnitt eines Kraftfahrzeuges angeschweißt sind und mittels einer Schraubverbindung einen Kabelanschluss mit beispielsweise einem Kabelschuh an der zugeordneten Massestelle befestigen.

Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Massekontaktstelle zu schaffen, welche eine Konstruktion aus Muttern und Gewinde durch eine einfachere Konstruktion ersetzt, die sich leichter montieren lässt und eine zuverlässigere Kontaktbildung gewährleistet, so dass die Qualität der Verbindungsbildung erhöht wird. Ferner soll durch die Massestelle der vorliegenden Erfindung der Arbeitsaufwand und die Herstellungskosten verringert werden.

So kann z.B. auf die Vorrichtung bzw. das Werkzeug, das zum Herstellen der üblichen Schraubverbindung benötigt wird, verzichtet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass die Massekontaktvorrichtung einen Massebolzen, welcher mindestens eine Führungseinrichtung zum Führen einer Befestigungseinrichtung aufweist; und mindestens eine Federeinrichtung für eine Kopplung der Befestigungseinrichtung mit mindestens einer Arretiereinrichtung für eine Arretierung der Befestigungseinrichtung an den Massebolzen und für eine gleichzeitige Kopplung der Befestigungseinrichtung mit dem Kabelhalter für eine kontaktfeste Anbringung des Kabelhalters an dem Massebolzen umfasst.

Somit wird der Kabelhalter zwischen der Befestigungseinrichtung und dem zugeordneten Abschnitt des Massebolzens bzw. des Karosserieabschnitts auf einfache Weise durch die Klemmkraft der Befestigungseinrichtung kontaktsicher verklemmt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie das Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 23 weist gegenüber den bekannten Lösungsansätzen gemäß dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass die Konstruktion aus Muttern und Gewinde durch eine einfachere Clips-Konstruktion ersetzt wird, die sich einfacher, schneller und einheitlicher montieren lässt und eine zuverlässigere Kontaktbildung gewährleistet. Dadurch wird die Qualität der Verbindungsbildung erheblich erhöht und Arbeitskosten eingespart. Ferner wird die Automatisierbarkeit des Prozesses unterstützt und die werkerseitige Fehlerquelle in der Montage entschärft.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass Montage-Module (z.B. die Batterie, der Motor, das Cockpit oder ganze Türen des Kraftfahrzeuges) nach dem Einsetzen einfacher anschließbar sind. Die Montage-Module können auch während des Positionierens und Einsetzens direkt mit der Kraftfahrzeug-Masse verbunden werden, wobei es möglich ist, Kabelverbindungen einzusparen.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Massebolzen im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und weist vorzugsweise zwei Führungseinrichtungen auf, die beispielsweise als symmetrisch zueinander angeordnete Führungsnuten ausgebildet sind. Dadurch wird eine stabile Führung gewährleistet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die zwei Führungsnuten jeweils an der Stirnseite des Massebolzens offen, welche dem zugeordneten Karosserieteil des Kraftfahrzeuges abgewandt gegenüberliegend angeordnet ist. Somit können entsprechend zugeordnete Nasen der Befestigungseinrichtung auf einfache Weise in die zugeordneten Führungsnuten eingesetzt und entlang den Führungseinrichtungen verschoben werden.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die zwei Führungsnuten jeweils J-förmig ausgebildet und in Längsrichtung des Massebolzens angeordnet. Dadurch kann die Befestigungseinrichtung auf einfache Weise entlang den zwei Führungsnuten auf den Massebolzen aufgesteckt und in Richtung ihrer Befestigungslage verschoben werden.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die zwei Führungsnuten jeweils als zwei zueinander symmetrische Gewindenuten ausgebildet, welche beispielsweise spiralförmig in der äußeren Umfangsfläche des Massebolzens vorgesehen sind. Dadurch kann die Befestigungseinrichtung auf einfache Weise auf den Massebolzen gedreht werden.

Die mindestens eine Arretiereinrichtung ist insbesondere als Nutfortsatz jeweils am geschlossenen Ende der jeweiligen Führungsnuten ausgebildet, wobei die Führungsnuten jeweils den Nutfortsatz in Vorspannrichtung der Befestigungseinrichtung gegen die Federkraft der Führungseinrichtung aufweisen. Somit ist auf einfache Weise ein Bajonett-Verschluss ausgebildet, bei dem eine Arretierung der Befestigungseinrichtung mittels Drehen der Befestigungseinrichtung und Drücken der Befestigungseinrichtung durch die Federkraft in entsprechend zugeordnete Nutfortsätze erfolgt.

Die mindestens eine Federeinrichtung ist insbesondere als federelastisches Ringelement ausgebildet. Beispielsweise kann das federelastische Ringelement als Feder und/oder als ringförmige, gewellte Beilagscheibe ausgebildet sein. Dabei sind die Abmessungen der einzelnen Bauteile derart auszuwählen und aufeinander abzustimmen, dass das Bajonett-Prinzip eine feste Anlage des Kabelhalters gegen die Umfangsfläche des Massebolzens bzw. gegen den zugeordneten Karosserieabschnitt gewährleistet.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Befestigungseinrichtung als Bajonett-Ring ausgebildet. Dabei weist der Bajonett-Ring beispielsweise zwei innere Nasen auf, die an der inneren Umfangsfläche des Bajonett-Rings radial nach innen weisend derart angeformt sind, dass sie in die beiden zugeordneten Führungsnuten auf der äußeren Umfangsfläche des Massebolzens passgenau eingesetzt und entlang diesen Führungsnuten passgenau verschoben werden können.

Der Bajonett-Ring weist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ferner eine Dreheinrichtung für ein Drehen der zwei inneren Nasen entlang der zugeordneten Führungsnuten auf, wobei die Dreheinrichtung beispielsweise aus zwei äußeren Nasen besteht, die an der äußeren Umfangsfläche des Bajonett-Rings radial nach außen weisend jeweils im Bereich der inneren Nasen angeformt sind.

Die Federsteifigkeit der mindestens einen Führungseinrichtung ist insbesondere derart ausgebildet, dass eine drehsichere Arretierung der zwei inneren Nasen in den jeweils zugeordneten Nutfortsätzen der beiden Führungsnuten und gleichzeitig eine feste Anlage des Kabelhalters gegen den Massebolzen bzw. gegen einen zugeordneten Karosserieabschnitt gewährleistet ist.

Der Massebolzen ist vorzugsweise mit einer Stirnseite an dem zugeordneten Karosserieteil des Kraftfahrzeuges befestigt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Niet-, Punktschweiß- oder Schraubverbindung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist ein Kabelstern vorgesehen, der auf dem Massebolzen für eine Aufnahme von beispielsweise mehreren Ringkabelschuhen und für eine Organisation der einzelnen Kabel der mehreren Kabelschuhe aufsteckbar ist. Dabei kann der Kabelstern an dem Karosserieteil beispielsweise durch einen Zapfen verdrehsicher befestigt sein. Der Kabelstern gewährleistet somit eine Ordnung, eine Übersichtlichkeit und eine gute Kontaktierung der anzuschließenden Kabelschuhe.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren der Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Massekontaktvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Explosionsansicht einer Massekontaktvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Bajonett-Rings;
4 eine Draufsicht auf einen Kabelstern mit eingesetzten Ringkabelschuhen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
5 eine Querschnittsansicht des Kabelsterns gemäß 4.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, sofern nichts Gegenteiliges ausgeführt ist.
1 illustriert eine perspektivische Explosionsansicht einer Massekontaktvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Massekontaktvorrichtung 1 besteht beispielsweise aus einem zylinderförmigen Massebolzen 2, welcher mit einer Stirnseite (in 1 mit der unteren Stirnseite) mittels einer Schweißverbindung fest mit einem zugeordneten Karosserieabschnitt 14 eines Kraftfahrzeuges verbunden ist. Selbstverständlich kann auch eine Niet-, Punktschweiß- und/oder Schraubverbindung verwendet werden.
Der Massebolzen 2 weist ferner vorzugsweise eine Umfangsabmessung auf, welche den vorgesehenen Stromstärken angepasst ist. Die anzubringenden Ringkabelschuhen 15 der anzuschließenden Kabel 16 sind derart an die Abmessungen des Massebol zens 2 angepasst ist, dass die Ringkabelschuhe 15 passgenau bzw. kontaktschlüssig auf den Massebolzen 2 aufgeschoben werden können, d.h. dass der Innendurchmesser der Ringkabelschuhe 15 in etwa dem Außendurchmesser des Massebolzens 2 entspricht.
Der Massebolzen 2 weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorzugsweise zwei Führungsnuten 3, 4 auf, welche jeweils J-förmig derart ausgebildet sind, dass der Längssteg in Längsrichtung des Massebolzens 2 verläuft. Die beiden Führungsnuten 3, 4 sind ferner vorzugsweise symmetrisch zueinander an gegenüberliegenden Stellen auf der Umfangsfläche des Massebolzens 2 angeordnet. Die Führungsnuten 3, 4 sind vorteilhaft an dem stirnseitigen Ende offen ausgebildet, welches sich gegenüberliegend des zugeordneten Karosserieabschnitts 14 befindet. An dem geschlossenen Ende der Führungsnuten 3, 4 ist jeweils ein abgewinkelter Ringnutbereich 8 vorgesehen, an welchem sich jeweils ein nach oben verlaufender Nutfortsatz 5 anschließt. Die Nutfortsätze 5 sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie parallel zu den Führungsnuten 3 bzw. 4 verlaufen und in etwa dieselbe Breite wie die Führungsnuten 3 bzw. 4 für eine passgenaue Aufnahme von zugeordneten Nasen aufweisen. Die Längsabmessung der Nutfortsätze 5 ist mit den verwendeten Führungseinrichtungen und Befestigungseinrichtungen abzustimmen, was weiter unten ausführlicher beschrieben wird.
Die Massekontaktvorrichtung 1 weist vorteilhaft ferner eine gewellte Beilagscheibe 6 auf, welche nach einem Aufschieben der anzubringenden Kabelschuhe 15 ebenfalls auf den Massebolzen aufgeschoben wird. Somit muss die gewellte Beilagscheibe 6 zumindest einen derartigen Durchgangsbereich aufweisen, dass der Massebolzen 1 durchgeschoben werden kann. Ferner ist die gewellte Beilagscheibe 6 derart ausgebildet, dass sie nach einem Aufschieben auf den Massebolzen 2 mit ihrer unteren Oberfläche in Anlage mit der oberen Oberfläche des Kabelschuhs 15 gelangt. Die gewellte Beilagscheibe 6 ist elastisch deformierbar, so dass sie bei Einwirkung einer Kraft eine federelastische Eigenschaft und somit eine Klemmwirkung besitzt.
Ferner weist die Massekontaktvorrichtung 1 vorzugsweise eine Feder 7 auf, welche ebenfalls zumindest einen Innendurchmesser besitzt, der gleich groß oder etwas größer ist als der Außendurchmesser des Massebolzens 2. Im aufgesteckten Zustand liegt die untere Fläche der Feder 7 vorzugsweise auf der oberen Oberfläche der gewellten Beilagscheibe 6 auf. Somit erzeugen sowohl die Beilagscheibe 6 als auch die Feder 7 eine Klemmkraft auf den bzw. die anzubringenden Kabelschuhe 15.
Schließlich weist die Massekontaktvorrichtung 1 ferner zumindest eine Befestigungseinrichtung 9 auf, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Bajonett-Ring 9 ausgebildet ist. Der Bajonett-Ring 9 weist wiederum vorzugsweise einen Innendurchmesser auf, der für eine passgenaue Aufnahme in etwa dem Außendurchmesser des Massebolzens 2 für ein Aufschieben desselben auf den Massebolzen 2 entspricht.
Der Bajonett-Ring 9 ist beispielsweise mit zwei inneren Nasen 10 und 11 ausgebildet, welche sich jeweils von der inneren Umfangsfläche des Bajonett-Rings 9 nach innen erstrecken. Beim Aufstecken des Bajonett-Rings auf den Massebolzen 2 greifen die Nasen 10 und 11 vorteilhaft passgenau jeweils in die Führungsnuten 3 und 4 ein, so dass der Bajonett-Ring 9 mittels dieser Führungen entlang der Längsachse des Massebolzens 2 in Richtung der anzubindenden Kabelschuhe 15 auf einfache Weise verschoben werden kann.
Sobald der Bajonett-Ring 9 mit seinen beiden inneren Nasen 10, 11 an den unteren Enden der zugeordneten Führungsnuten 3, 4 anstößt, wird er in waagrechter Richtung in den Ringnutbereich 8 gedreht (in 1 durch eine Linksdrehung). Zur Unterstützung der Drehbewegung weist der Bajonett-Ring 9 vorzugsweise zwei äußere Nasen 12 und 13 auf, welche als Griff- bzw. Drehstütze fungieren und beispielsweise jeweils im Bereich der inneren Nasen sich nach außen erstreckend an dem Bajonett-Ring 9 angeformt sind.
Nach einem erneuten Anstoßen an dem jeweiligen Begrenzungsrand der Ringnutbereiche 8 wird der Bajonett-Ring 9 mittels der Federkräfte bzw. Vorspannkräfte der zusammengedrückten Beilagescheibe 6 und der Feder 7 mit seinen inneren Nasen 10 und 11 in die jeweils zugeordneten Nutfortsätze 5 nach oben gedrückt. Somit rasten die beiden inneren Nasen 10 und 11 des Bajonett-Rings 9 aufgrund der Federwirkung in den jeweiligen Nutfortsätzen 5 für eine verdrehsichere Arretierung ein.
Durch die Federkräfte der gewellten Beilagscheibe 6 und der Feder 7 drückt der Bajonett-Ring 9 mit seiner unteren Fläche über die Federelemente 6 und 7 die jeweiligen aufgeschobenen Kabelschuhe 15 gegen den den Massebolzen 2 tragende Karosserieabschnitt 14 für einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Kabelschuhen 15 und dem Karosserieabschnitt 14 sowie dem Massebolzen 2.
Bei einem Lösen der Kontaktbildung wird der oben beschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt, d.h. der Bajonett-Ring 9 wird zunächst für ein Ausrasten der inneren Nasen 10 und 11 aus den Nutfortsätzen 5 nach unten gedrückt und anschließend in einer Rechtsdrehung gemäß 1 in die längsverlaufenden Führungsnuten 3 und 4 gedreht und schließlich entlang der Führungsnuten 3 und 4 in Längsrichtung nach oben geschoben, so dass der Bajonett-Ring 9 von dem Massebolzen 2 abnehmbar ist, wodurch die Kontaktanpressung auf einfache Weise gelöst wird. Anschließend können die Federelemente 6 und 7 sowie die Kabelschuhe 15 von dem Massebolzen 2 abgenommen oder weiter Ringkabelschuhe hinzugefügt werden.
Die Abmessungen der einzelnen Bauelemente sowie die Federsteifigkeit der Federelemente 6 und 7 sind derart aufeinander abzustimmen, dass ein Benutzer den Bajonett-Ring 9 auf einfache Weise gegen die Vorspannkräfte der Federelemente 6 und 7 nach unten drücken und in den Nutfortsätzen 5 einrasten kann. Ferner ist die Federsteifigkeit der Federelemente 6 und 7 derart zu wählen, dass im eingerasteten Zustand gleichzeitig eine genügend große Kraft von dem Bajonett-Ring 9 über die Federelemente 6 und 7 auf die darunter angeordneten Kabelschuhe 15 für einen guten elektrischen Kontakt ausgeübt wird.
2 illustriert eine perspektivische Explosionsansicht einer Massekontaktvorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Massekontaktvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht beispielsweise analog zum ersten Ausführungsbeispiel aus einem zylinderförmigen Massebolzen 2, welcher mit einer Stirnseite (in 1 mit der unteren Stirnseite) mittels einer Schweißverbindung fest mit einem zugeordneten Karosserieabschnitt 14 eines Kraftfahrzeuges verbunden ist. Selbstverständlich kann auch eine Niet-, Punktschweiß- und/oder Schraubverbindung verwendet werden.
Der Massebolzen 2 weist beispielsweise wiederum eine Umfangsabmessung auf, welche den vorgesehenen Stromstärken angepasst ist. Die anzubringenden Ringkabelschuhe 15 der anzuschließen den Kabel 16 sind derart an die Abmessungen des Massebolzens 2 angepasst ist, dass die Ringkabelschuhe 15 passgenau bzw. kontaktschlüssig auf den Massebolzen 2 aufgeschoben werden können, d.h. dass der Innendurchmesser der Ringkabelschuhe 15 in etwa dem Außendurchmesser des Massebolzens 2 entspricht.
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind die zwei Führungsnuten 3, 4 jeweils als Gewinde ausgebildet, wobei die beiden Führungsnuten 3, 4 jeweils spiralförmig in Richtung des Karosserieteils 14 des Kraftfahrzeuges verlaufen und sich gegenseitig nicht kreuzen bzw. schneiden. Die beiden Führungsnuten 3, 4 sind ferner vorzugsweise symmetrisch zueinander an gegenüberliegenden Stellen auf der Umfangsfläche des Massebolzens 2 angeordnet. Die Führungsnuten 3, 4 sind vorteilhaft an dem stirnseitigen Ende offen ausgebildet, welches sich gegenüberliegend des zugeordneten Karosserieabschnitts 14 befindet.
Die Führungsnuten 3 und 4 weisen am geschlossenen Ende jeweils einen Nutfortsatz 5 auf, der sich in horizontaler oder fortgesetzt schräger Richtung in Richtung der freien Stirnseite des Massebolzens 2 erstreckt. Die Nutfortsätze 5 besitzen vorzugsweise in etwa dieselbe Breite wie die Führungsnuten 3 bzw. 4 für eine passgenaue Aufnahme von zugeordneten Nasen. Die Längsabmessung der Nutfortsätze 5 ist mit den verwendeten Führungseinrichtungen und Befestigungseinrichtungen abzustimmen, was weiter unten ausführlicher beschrieben wird.
Die Massekontaktvorrichtung 1 weist vorteilhaft ferner eine gewellte Beilagscheibe 6 auf, welche nach einem Aufschieben der anzubringenden Kabelschuhe 15 ebenfalls auf den Massebolzen aufgeschoben wird. Somit muss die gewellte Beilagscheibe 6 zumindest einen derartigen Durchgangsbereich aufweisen, dass der Massebolzen 1 durchgeschoben werden kann. Ferner ist die gewellte Beilagscheibe 6 derart ausgebildet, dass sie nach einem Aufschieben auf den Massebolzen 2 mit ihrer unteren Oberfläche in Anlage mit der oberen Oberfläche des Kabelschuhs 15 gelangt. Die gewellte Beilagscheibe 6 ist elastisch deformierbar, so dass sie bei Einwirkung einer Kraft eine federelastische Eigenschaft und somit eine Klemmwirkung besitzt.
Ferner weist die Massekontaktvorrichtung 1 vorzugsweise eine Feder 7 auf, welche ebenfalls zumindest einen Innendurchmesser besitzt, der gleich groß oder etwas größer ist als der Außendurchmesser des Massebolzens 2. Im aufgesteckten Zustand liegt die untere Fläche der Feder 7 vorzugsweise auf der oberen Oberfläche der gewellten Beilagscheibe 6 auf. Somit erzeugen sowohl die Beilagscheibe 6 als auch die Feder 7 eine Klemmkraft auf den bzw. die anzubringenden Kabelschuhe 15.
Schließlich weist die Massekontaktvorrichtung 1 ferner zumindest eine Befestigungseinrichtung 9 auf, die analog zum ersten Ausführungsbeispiel als Bajonett-Ring 9 ausgebildet ist. Der Bajonett-Ring 9 weist wiederum vorzugsweise einen Innendurchmesser auf, der für eine passgenaue Aufnahme in etwa dem Außendurchmesser des Massebolzens 2 für ein Drehen desselben auf den Massebolzen 2 entspricht.
Der Bajonett-Ring 9 ist beispielsweise mit zwei inneren Nasen 10 und 11 ausgebildet, welche sich jeweils von der inneren Umfangsfläche des Bajonett-Rings 9 nach innen erstrecken. Nach einem Aufschieben der anzubindenden Kabelschuhe 15 und der Federeinrichtungen 6, 7 wird der Bajonett-Ring 9 mit seinen beiden inneren Nasen 10 und 11 in die zugeordneten offenen Enden der Führungsnuten 3 und 4 eingesetzt und entlang den Führungsnuten verdreht (in 2 durch eine Rechtsdrehung). Beim Aufstecken des Bajonett-Rings auf den Massebolzen 2 greifen die Nasen 10 und 11 vorteilhaft passgenau jeweils in die Führungsnuten 3 und 4 ein, so dass der Bajonett-Ring 9 mittels dieser Führungen entlang des spiralförmigen Verlaufs auf den Massebolzens 2 in Richtung der anzubindenden Kabelschuhe 15 auf einfache Weise gedreht werden kann. Dazu kann der Bajonett-Ring 9 äußere Nasen 12 und 13 als Dreheinrichtung bzw. -hilfe aufweisen.
Sobald die inneren Nasen 10 und 11 bei der Drehung an das geschlossene Ende der Führungsnuten 3 und 4 anstoßen, wird der Bajonett-Ring 9 durch den Benutzer losgelassen und mittels der Federkraft der Federelemente 6 und 7 mit seinen inneren Nasen 10 und 11 in den Nutfortsätzen 5 eingerastet.
Beim Lösen der Kontaktverbindung wird wiederum in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen, d.h. der Bajonett-Ring wird gegen die Vorspannkraft der Federelemente 6 und 7 nach unten in Richtung der anzubindenden Kabelschuhe bzw. der Federelemente 6 und 7 aus den Nutfortsätzen 5 gedrückt und in einer Rechtsdrehung entlang den Führungsnuten 3 und 4 von dem Massebolzen 2 heruntergedreht. Anschließend können die Federelemente 6, 7 und die auszutauschenden Kabelschuhe 15 von dem Massebolzen 2 abgenommen oder zusätzliche Kabelschuhe angebracht werden.
3 zeigt einen Bajonett-Ring 9a mit inneren Nasen 10, 11, die von der Form her dem Außengewinde des Massebolzens 2 derart angepasst sind, dass eine stabile waagerechte Lage des Bajonett-Rings 9a während des Montageprozesses und in der Endstellung vereinfacht gewährleistet ist. Dabei sind die Nasen 10, 11 des Bajonett-Rings 9a bezüglich des Außengewindes des Massebolzens 2 aus 2 derart in Steigung und Form angepasst und ausgerichtet, dass der Bajonett-Ring 9a während des Aufschraubens auf den Massebolzen 2 und auch nach Einnehmen seiner endgültigen Stellung im verriegelten Zustand stets eine waagerechte Lage bewahrt. Durch diese verbesserte Führung wird die Prozesssicherheit der Montage und die Zuverlässigkeit der Verriegelung nochmals verbessert.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 wird im folgenden ein Kabelstern 18 beschrieben, der gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer erfindungsgemäßen Massekontaktvorrichtung 1 verwendet werden kann.
Dabei zeigt 4 eine Draufsicht auf einen Kabelstern 18, in welchem vier von sechs möglichen Kabelanschlüssen, bestehend aus jeweils einem Kabel 16, 16', 16'', 16''' usw. und jeweils einem daran angeformten Kabelschuh 15, dargestellt sind.
5 zeigt eine Seitenquerschnittsansicht des Kabelsterns 18 in 4 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein derartiger Kabelstern 18 ist beispielsweise als dosenförmiges Kunststoffteil ausgebildet, welches oben offen ist und einen Boden 20 aufweist. Der Boden 20 weist vorzugsweise eine mittige Bohrung 21 auf, welche vorzugsweise einen Durchmesser besitzt, der größer oder gleich groß ist als der Außendurchmesser des Massebolzens 2. Vorzugsweise entspricht die Bohrung 21 in etwa dem Außenumfang des Massebolzens 2 für ein passgenaues Aufschieben des Kabelsterns 18 auf den Massebolzen 2.
Der Kabelstern 18 weist vorzugsweise senkrechte Stege 19 auf, welche derart voneinander beabstandet sind, dass ihre Zwischenräume die Kabel 16, 16', 16'' usw. der anzubindenden Kabelanschlüsse für eine Ordnung und Übersicht derselben aufnehmen und festlegen. Somit ist eine Ordnung dahingehend geschaffen, dass das Kabel eines Kabelanschlusses zwischen ei nem zugeordneten Durchgangsbereich zwischen zwei benachbarten Stegen 19 verläuft.
Der Kabelstern 18 kann selbstverständlich an dem Karosserieteil 14 (siehe 1 und 2) mittels beispielsweise eines Zapfens (nicht dargestellt) verdrehsicher befestigt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Kabelstern 18 auch durch die Federkraft der Federelemente 6 und 7 (siehe 1 und 2) derart gegen die Oberfläche des Karosserieteils 14 gedrückt werden, dass eine verdrehsichere Befestigung des Kabelsterns 18 an dem zugeordneten Karosserieteil 14 entsteht.
Somit schafft die vorliegende Erfindung eine Massekontaktvorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Massekontaktvorrichtung, welche die Konstruktion aus Muttern und Gewinde durch eine einfachere Konstruktion ersetzt und eine leichtere Montage von anzubindenden Kabelanschlüssen mit einer zuverlässigen Kontaktbildung gewährleistet, so dass die Qualität der Verbindungsbildung erhöht wird. Zusätzlich werden Arbeitsaufwand sowie Arbeitskosten reduziert und die Automatisierbarkeit des Anbindungsprozesses unterstützt.
Durch eine zusätzliche Verwendung eines Kabelsterns kann eine weitere Verbesserung dahingehend erreicht werden, dass eine übersichtliche Anordnung der anzubindenden Kabelenden auf einfache Weise erfolgt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.

Claims

Massekontaktvorrichtung (1) im Kraftfahrzeug-Bereich zum Anbringen mindestens eines einen Kabelhalter (15) aufweisenden Kabelanschlusses mit: einem Massebolzen (2), welcher mindestens eine Führungseinrichtung (3, 4) zum Führen einer Kabelhalter-Befestigungseinrichtung (9, 9a) aufweist; und mit mindestens einer Federeinrichtung (6, 7) für eine Kopplung der Befestigungseinrichtung (9, 9a) mit mindestens einer Arretiereinrichtung (5) für eine Arretierung der Befestigungseinrichtung (9, 9a) an dem Massebolzen (2) und für eine gleichzeitige Kopplung der Befestigungseinrichtung (9, 9a) mit dem Kabelhalter (15) für eine kontaktfeste Anbringung des Kabelhalters (15) an dem Massebolzen (2).
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Massebolzen (2) zwei Führungseinrichtungen (3, 4) aufweist.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Führungseinrichtungen (3, 4) als symmetrisch zueinander angeordnete Führungsnuten (3, 4) ausgebildet sind.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Führungsnuten (3, 4) jeweils an der Stirnseite des Massebolzens (2) offen sind, welche dem Karosserieteil (14) des Kraftfahrzeuges gegenüberliegt.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Führungsnuten (3, 4) jeweils J-förmig ausgebildet und in Längsrichtung des Massebolzens (2) angeordnet sind.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Führungsnuten (3, 4) jeweils als zwei zueinander symmetrische Gewindenuten (3, 4) ausgebildet sind.
Massekontaktvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Arretiereinrichtung (5) als Nutfortsatz (5) jeweils am geschlossenen Ende der zwei Führungsnuten (3, 4) ausgebildet ist, wobei die zwei Führungsnuten (3, 4) jeweils den Nutfortsatz (5) in Vorspannrichtung der Befestigungseinrichtung (9, 9a) gegen die Federkraft der Federeinrichtungen (6, 7) aufweisen.
Massekontaktvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Federeinrichtung (6, 7) als federelastisches Ringelement (6, 7) ausgebildet ist.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das federelastische Ringelement als ringförmig gewellte Beilagscheibe (6) ausgebildet ist.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das federelastische Ringelement als Feder (7) ausgebildet ist.
Massekontaktvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung als Bajonett-Ring (9, 9a) ausgebildet ist.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonett-Ring (9, 9a) einen Innendurchmesser aufweist, der für eine passgenaue Aufschiebung auf den Massebolzen (2) dem Außendurchmesser des Massebolzens (2) entspricht.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonett-Ring (9, 9a) zwei innere Nasen (10, 11) aufweist, die an der inneren Umfangsfläche des Bajonett-Rings (9, 9a) radial nach innen weisend angeformt sind.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei inneren Nasen (10, 11) entsprechend den zwei Führungsnuten (3, 4) für ein Einsetzen der beiden inneren Nasen (10, 11) in die jeweils zugeordneten Führungsnuten (3, 4) auf dem Bajonett-Ring (9, 9a) angeformt sind.
Massekontaktvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonett-Ring (9, 9a) eine Dreheinrichtung für ein Drehen des Bajonett-Rings (9, 9a) entlang der zugeordneten Führungsnuten (3, 4) aufweist.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung zwei äußere Nasen (12, 13) umfasst, die an der äußeren Umfangsfläche des Bajonett-Rings (9, 9a) radial nach außen weisend angeformt sind.
Massekontaktvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Federsteifigkeit der mindestens einen Federeinrichtung (6, 7) derart ausgebildet ist, dass eine drehsichere Arretierung der zwei inneren Nasen (10, 11) in den zugeordneten Nutfortsätzen (5) der zwei Führungsnuten (3, 4) und gleichzeitig ein festes Andrücken des Kabelhalters gegen einen zugeordneten Karosserieabschnitt (14) gewährleistet ist.
Massekontaktvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massebolzen (2) einen zylindrischen Umfangsbereich aufweist, in welchem die Führungsnuten (3, 4) in Längsrichtung vorgesehen sind.
Massekontaktvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massebolzen (2) mit einer Stirnseite an einem Karosserieabschnitt (14) eines Kraftfahrzeuges befestigbar ist, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Niet-, Punktschweiß-, Schraubverbindung, oder dergleichen.
Massekontaktvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelhalter als Ringkabelschuh (15) ausgebildet ist.
Massekontaktvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kabelstern (18) mit dem Massebolzen (2) für eine Aufnahme von mehreren Ringkabelschuhen (15) und für eine Organisation der einzelnen Kabeln (16, 16', 16") der mehreren Ringkabelschuhe (15) koppelbar ist.
Massekontaktvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelstern (18) an dem Karosserieteil (14) verdrehsicher, insbesondere durch einen Zapfen verdrehsicher, befestigbar ist.
Kraftfahrzeug mit einem Karosserieabschnitt (14), an welchem mindestens eine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildete Massekontaktvorrichtung (1) angebracht ist.