DE19646816A1 - Mechanische Verbindung von Elementen eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung von Ele­ menten eines Kraftfahrzeugs der im Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 genannten Art.

Diverse Verbindungen im Kraftfahrzeug sind mechanisch zu schließen, sicherheits- oder funktionsrelevant, aber auch wieder lösbar. Ein unkontrolliertes Lösen einer solchen Verbindung hat den Ausfall des Fahrzeugs zur Folge oder führt zu wesentlichen Einbußen der Insassensicherheit. Beispielhaft für sicherheitsrelevante Verbindungen der in Rede stehenden Art seien genannt: Verbindungen von Ele­ menten des Sicherheitsgurtsystems mit der Fahrzeugkaros­ serie, die Verbindung eines Fahrzeugsitzes mit der Karos­ serie oder auch die Verbindung eines Airbagmoduls mit Elementen zu dessen Stützung. Funktionsrelevant sind bei­ spielsweise die mechanisch zu verbindenden Elemente von elektrischen Steckverbindern oder auch Antriebsverbindun­ gen (Motor - Kupplung; Flanschverbindungen . . .). Diese können zusätzlich auch sicherheitsrelevant sein, wenn es sich beispielsweise um Steckverbinder zu einer Airbag­ zündeinrichtung handelt oder wenn sich lösende Teile zur Verletzung von Menschen führen können.

Bislang werden Verbindungen der genannten Art im wesent­ lichen ausschließlich bei ihrer Schaffung überprüft. Dies erfolgt durch Sichtprüfung oder durch bei der Fahrzeug­ herstellung zum Einsatz kommende Meßtechnik. So können Schraubautomaten beispielsweise Schraubverbindungen mit einem festgelegten Drehmoment anziehen. Nicht vollständig sichergestellt ist dabei aber der ordnungsgemäße Sitz der Schraube, die sich auch nachträglich wieder lösen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, mit geringem Aufwand den ordnungsgemäßen Zustand von mechanischen Verbindungen der genannten Art besser als bisher überprüfen zu können und so Sicherheits- und Funktionsrisiken auszuschließen.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die mechanische Verbindung nunmehr durch alle im Patentanspruch 1 genann­ ten Merkmale aus. Weitere Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 9.

Sicherheits- und/oder funktionsrelevante mechanische und lösbare Verbindungen werden mit einem elektrischen Kon­ takt versehen, der seinen Schaltzustand mit der Schaffung und Lösung der ordnungsgemäßen mechanischen Verbindung ändert. Der Kontakt wird also beispielsweise geschlossen, wenn die Verbindung ordnungsgemäß hergestellt wird und er löst sich wieder, sobald die Verbindung nicht mehr die ordnungsgemäße Gestalt aufweist. Damit löst sich der Kon­ takt bereits dann wieder, wenn die Verbindung zwar noch hält, aber eine gewisse Tendenz zum nicht ordnungsgemäßen Zustand hin zeigt. Der Zustand des Kontaktes wird mittels einer Überwachungsschaltung, die zum Kraftfahrzeug gehört oder Teil einer externen Diagnoseeinrichtung ist, über­ prüft. Somit ist eine Früherkennung von Fehlern möglich, die bei der Fahrzeugherstellung oder -nutzung auftreten. Gleichzeitig ist auch ein Nachweis über die Schaltzustän­ de der Verbindung im Verlauf der Lebensdauer des Fahr­ zeugs möglich, wenn - wie vorgeschlagen - eine Speiche­ rung von Schaltzustandsveränderungen erfolgt. Dies hilft bei der Aufklärung der Rechtmäßigkeit von Gewährlei­ stungsansprüchen.

Der elektrische Kontakt besteht aus Kontaktelementen, die vorzugsweise gemeinsam mit den mechanisch zu verbindenden Elementen des Kraftfahrzeugs elektrisch kontaktierend verbunden werden.

Von Vorteil ist, wenn keine gesonderte elektrische Lei­ tung zum elektrischen Kontakt verlegt werden muß, sondern eine nahe der Verbindungsstelle verlegte Leitung durch den Kontakt unterbrochen werden kann.

Der elektrische Kontakt kann als elektrische Schaltung in ein mechanisch zu verbindendes Element integriert sein, wobei so speziell die Überprüfung von Schraub-, Steck- oder Rastverbindungen mit geringem Aufwand möglich ist.

Details der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbei­ spiels erläutert. Die zugehörige Figur zeigt einen elek­ trischen Steckverbinder eines Kraftfahrzeugs in schemati­ scher Darstellungsweise.

Der Steckverbinder besteht im wesentlichen aus zwei ver­ bindbaren Gehäuseteilen 1, 2. In den Gehäuseteilen 1, 2 sind diverse elektrische Kontakte 3 untergebracht, die hier nicht näher gezeigt sind. Die elektrischen Kontakte 3 sollen der Verbindung von elektrischen Leitern dienen, welche in Kabeln 4, 5 zusammengefaßt sind. Der Steckver­ binder kann beispielsweise zur Verbindung elektrischer Komponenten des Motorraumes und des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeugs dienen. Diese Verbindungen sind teilweise funktions- und teilweise auch sicherheitsrelevant, so daß der Kontaktierung und der sicheren Verbindung beider Steckverbindergehäuseteile 1, 2 eine besondere Bedeutung zukommt.

Die Gehäuseteile 1, 2 werden mittels einer Schraubverbin­ dung in eine Kontaktposition überführt und durch eine Schraube 6 normalerweise sicher in dieser Position gehal­ ten. Die Schraube 6 greift in eine Gewindebohrung 7 des Gehäuseteils 2 ein, so daß das Gehäuseteil 1 mittels der Schraube 6 in Richtung des Gehäuseteils 2 gezogen werden kann, wobei auch nicht detailliert gezeigte Kontaktele­ mente bekannter Art der Kontakte 3 verbunden werden. Nach Herstellung der elektrischen Kontakte werden die Gehäuse­ teile 1, 2 mittels der Schraube 6 noch weiter zusammenge­ zogen, so daß die elektrischen Kontakte nicht bei der kleinsten Verschiebung eines der Gehäuseteile 1, 2 gelöst werden.

Als zusätzliches Sicherheitselement ist nunmehr ein elek­ trischer Schalter 8 vorgesehen, der mittels einer Clips­ verbindung 9 an dem Gehäuseteil 2 zu befestigen ist. Der Schalter 8 wird insbesondere im Bereich eines unteren Ausgangs der Gewindebohrung 7 angebracht, so daß die durch die Gewindebohrung 7 hindurchtretende Schraube 6 ein Schaltelement 10 des Schalters 8 betätigen kann. Der Schalter 8 schafft eine Trennung bzw. Verbindung einer elektrischen Leitung 11, die ein Signal zu einer Überwa­ chungsschaltung liefert. Der Schaltzustand des Schalters 8 wechselt, wenn die Verbindung der Gehäuseteile 1, 2 in den ordnungsgemäßen Zustand gebracht wird bzw. diesen Zu­ stand verläßt. Die Schraube 6 betätigt also das Schalt­ element 10 erst im letzten Bereich ihrer Bewegung, kurz bevor die endgültige Schraubposition erreicht ist oder kurz nachdem die Schraube 6 diese Position verläßt. Die Kontakte 3 sind dabei noch unverändert geschlossen, so daß bereits vor Ausfall einer funktions- und/oder sicher­ heitsrelevanten Einrichtung ein Warnsignal angezeigt wer­ den kann. Es bleibt ausreichend Zeit, um eine Werkstatt aufzusuchen oder sonstige Abhilfe zu schaffen.

Der Wechsel des Schaltzustandes des Schalters 8 kann von einer Überwachungsschaltung im Fahrzeug überwacht und an­ gezeigt, aber auch durch externe Diagnoseeinrichtungen erfaßt werden. Zur Klärung von Gewährleistungsfragen ist es ohne großen Aufwand möglich, derartige Wechsel von Schaltzuständen minutiös abzuspeichern, so daß belegbar ist, ob eine ordnungsgemäße Verbindung hergestellt wurde und wann sie sich gegebenenfalls gelöst hat.

Der Schalter 8 könnte bei anderer Ausführung auch ande­ renorts untergebracht werden. Beispielsweise könnte die Relativbewegung zwischen den Gehäuseteilen 1, 2 direkt erfaßt werden, ohne daß die Position der Schraube 6 er­ faßt wird. Dies wäre beispielsweise bei per Hand zu schaffenden Steckverbindungen realisierbar. Ziel ist es immer, mechanische lösbare Verbindungen zu überwachen. Die Überwachung eines der elektrischen Kontakte 3 wäre nicht ausreichend, da ein diagnostizierbarer Kontaktver­ lust auch mit einem Funktionsverlust einhergehen würde, so daß das Diagnoseergebnis zu spät vorliegt. Ausführbar wäre im Rahmen der Erfindung aber eine Bauvariante, bei der ein zusätzlicher elektrischer Kontakt neben den Kon­ takten 3 vorgesehen wird, wobei dieser zusätzliche Kon­ takt viel später geschlossen bzw. viel eher geöffnet wird als die übrigen Kontakte 3.

Die elektrische Leitung 11 kann zusätzlich zu vorhandenen Leitungen verlegt sein, aber es kann sich auch um eine vorhandene Leitung 11 handeln, in die nunmehr nur der Schalter 8 integriert ist. Beispielsweise könnte die Lei­ tung 11 als Signalleitung zur Auswertung der Funktion ei­ ner Lichtmaschine dienen, wie diese üblicherweise vorhan­ den ist. Die Unterbrechung dieser Leitung 11 durch den Schalter 8 hätte dann ein Leuchten einer Kontrollampe in der Armaturentafel zur Folge, so daß ein Hinweis auf ei­ nen Fehler der elektrischen Anlage gegeben wird.

Bei Überwachung anderer mechanischer Verbindungen wären auch andere elektrische Leitungen durch den die Verbin­ dung signalisierenden Kontakt zu unterbrechen bzw. durch­ zuschalten. Somit ist eine permanente oder periodische Überwachung dieser Verbindungen möglich (beispielsweise periodisch immer beim Einschalten der Zündung) und es be­ steht eine Vorwarnmöglichkeit vor Verlust der Verbindung.

Claims (9)

1. Sicherheits- und/oder funktionsrelevante, mechanische und lösbare Verbindung von Elementen eines Kraft­ fahrzeuges, gekennzeichnet durch einen elektrischen Kontakt, der bei Schaffung und Lösung der ordnungs­ gemäßen mechanischen Verbindung seinen von einer Überwachungsschaltung diagnostizierbaren Schaltzu­ stand wechselt.

2. Mechanische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Kontaktelemente des elektrischen Kontaktes gemeinsam mit den Elementen des Kraftfahr­ zeugs mechanisch und damit elektrisch kontaktierend verbunden werden.

3. Mechanische Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung zum Kraftfahrzeug gehört und mit Signalelementen verbunden ist.

4. Mechanische Verbindung nach zumindest einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzustand des elektrischen Kontaktes permanent oder periodisch von der Überwachungsschaltung abge­ fragt wird.

5. Mechanische Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung Teil einer externen Diagnoseeinrichtung ist.

6. Mechanische Verbindung nach zumindest einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine normalerweise durchgehend, nahe der mechanischen Verbindung verlegte elektrische Leitung (11) durch den elektrischen Kontakt unterbrochen/nicht unter­ brochen ist.

7. Mechanische Verbindung nach zumindest einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt gemeinsam mit einer Schraubver­ bindung, Steckverbindung oder Rastverbindung schließbar bzw. lösbar ist.

8. Mechanische Verbindung nach zumindest einem der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt als elektrischer Schalter (8) ausgebildet und in ein mechanisch zu verbindendes Element integriert ist.

9. Mechanische Verbindung nach zumindest einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Information über den Schaltzustand des elektrischen Kontaktes immer im Moment seiner Veränderung gemein­ sam mit einer Zeitinformation abgelegt wird, wozu ein Bereich in einem elektronischen Speicher des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.