EP1674344A1 - Anordnung zur Stromversorgung von in einem Kraftfahrzeug angebrachten Stromverbrauchern - Google Patents

Anordnung zur Stromversorgung von in einem Kraftfahrzeug angebrachten Stromverbrauchern Download PDF

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EP1674344A1 EP04293140A EP04293140A EP1674344A1 EP 1674344 A1 EP1674344 A1 EP 1674344A1 EP 04293140 A EP04293140 A EP 04293140A EP 04293140 A EP04293140 A EP 04293140A EP 1674344 A1 EP1674344 A1 EP 1674344A1
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hand
door
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    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05D—HINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D11/00—Additional features or accessories of hinges
    • E05D11/0081—Additional features or accessories of hinges for transmitting energy, e.g. electrical cable routing

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for the power supply of mounted in a motor vehicle power consumers, in which one of the number of power consumers corresponding number of electrical lines is combined at least into one unit, which are connected on the one hand with a voltage source located in the motor vehicle and on the other hand with the power consumers wherein the power consumers are mounted both on the body of the motor vehicle and on at least one movable part thereof, which is pivotally connected to the body about an axis of rotation.
  • harnesses For connection of electrical power consumers of a motor vehicle, which may be a passenger car or a truck, to a battery in the same existing as a voltage source, so-called harnesses are used in a known technique. In such harnesses a more or less large number of electrical lines is combined into one unit. Depending on the size of the distances to be bridged between battery and / or control devices on the one hand and power consumers on the other hand, the lines may have different lengths. The more power consumers are connected, the more expensive the harnesses are with correspondingly complex installation. For the sake of simplicity, the abbreviation "PKW" will be used in the following instead of the word "motor vehicle”.
  • the invention has for its object to make the initially described arrangement so that the leading to consumers of a door lines are better protected.
  • This object is achieved according to the invention in that in the region of the axis of rotation at least one contact carrier with a number of mutually insulated contact elements made of a highly conductive metal is attached, which can follow a pivoting movement of the movable part and at the contact elements on the one hand connected to the voltage source lines and on the other hand to the power consumers of the door leading lines are electrically connected.
  • the lines of the wiring harness of a car in the pivoting area between the body and door are separated into two parts, which are each connected to the contact elements of the contact carrier located there and thereby connected to each other.
  • the wiring harness or its lines are therefore no longer mechanically stressed by the pivoting movement of the door.
  • the contact carrier itself is constructed so that he or his contact elements can join the pivotal movement of the door or can. It is designed for this special purpose, so that it fulfills its function as a rotatable or pivotable connector permanently can. In this case, the position of the connection points or ends of the contact elements with which the lines are connected in each position of the door remains unchanged, so that the lines are not mechanically stressed even at these connection points by the pivoting movements of the door.
  • a car 1 is shown schematically in a side view, which is equipped in this embodiment with two doors 2 and a door designed as a tailgate 3.
  • Parts and equipment of the car 1, which are necessary for its operation, will not be further explained here. They are known in principle. It is also known that power consumers, such as lights and taillights, are supplied via so-called harnesses with electricity. The construction of a wiring harness is therefore not described.
  • the door 3 is pivotally connected to the body 4 of the car 1, for example via existing in a rotation axis 5 hinges. It can be pivoted about the axis of rotation 5 from the closed position shown in dashed lines in FIG.
  • An arranged on or in the door 3 Power consumers 6 can be connected to its power supply via a cable harness equipped with electrical lines to the battery of the car 1. This connection must remain undisturbed, even if the door 3 is very often pivoted in the direction of the double arrow 7 about the axis of rotation 5.
  • the wiring harness is divided in the arrangement according to the invention in the region of interest here into two parts K1 and K2.
  • the part K1 of the wiring harness is fixed to the body 4 of the car. It contains a number of electrical lines, which are connected at one end, for example, with the battery of the car.
  • the part K2 of the wiring harness is mounted in the door 3. He has preferred a number of electrical lines, which corresponds to the number of existing in or on the door 3 power consumers. One of these lines is connected to the power consumer 6.
  • At least one contact carrier 8 is arranged with contact elements 9, to which the lines of the part K1 of the wiring harness on the one hand and its part K2 on the other hand are connected.
  • the contact carrier 8 and its contact elements 9 are constructed such that he or she can join a pivoting movement of the door 3 in the long term unscathed or can.
  • the contact carrier 8 is mounted in the axis of rotation 5, with advantage on one of the hinges located there.
  • the contact carrier 8 is advantageously made of a mechanically stable plastic, such as polybutylene terephthalate (PBT) or polycarbonate (PC). He is equipped with a number of mutually insulated contact elements 9. There should be at least two contact elements 9.
  • the contact carrier 8 is constructed in the illustrated embodiments of several consisting of insulating discs 10, which are mounted axially adjacent to each other, for example, on an axis 11. Depending on a disc 10 preferably carries a contact element. 9
  • the contact elements 9 are made of a highly conductive metal, such as stainless steel, bronze, brass, copper or a copper alloy. They are advantageously wire-shaped and can have resilient properties. After assembly of the contact carrier 8, the contact elements 9 on the one hand in the direction of the part K1 of the wiring harness and on the other hand in the direction of the part K2 thereof.
  • the discs 10 can be provided with circumferentially extending slots 12 at least in one of the regions where the ends of the contact elements 9 protrude from the contact carrier 8.
  • the discs 10 may also be arranged in the circumferential direction around the axis 11 rotatably in the contact carrier 8. Slits 12 are not required in this embodiment.
  • the ends of the contact elements 9 protrude as shown in FIGS. 3 and 4 on two different sides so far out of the contact carrier 8 that they are available for electrical contact.
  • the ends of the contact elements 9 may be formed or formed as plug pins.
  • the protruding from the contact carrier 8 ends of the contact elements 9 may be surrounded in a known technique of a connector housing 13 and 14, with the Contact carrier 8 belongs and guarantees a moisture-tight seal for the contact elements 9.
  • the plug housings 13 and 14 advantageously also have elements, such as projections or recesses, by means of which the mating plugs of the lines to be connected of the cable harness are to be secured with strain relief.
  • Each contact element 9 is performed as shown in FIG. 6 with advantage as a spiral with at least one turn.
  • the spiral ensures that the ends of a contact element 9 can be reciprocated without permanent deformation of the same by angles up to about 150 °, when the door 3 is fully opened and closed again. The more turns the spiral has, the cheaper this effect will be.
  • Fig. 6 three turns are shown. However, the number of turns is limited because of the smallest possible dimensions of the contact carrier 8.
  • both parts K1 and K2 of the wiring harness can be preassembled with advantage, so that need only be plugged into the connector housing 13 and 14 for the preparation of electrically conductive connections only the mating connector. They are then set in the plug housings 13 and 14 strain relieved.
  • the possibility of pre-assembly or pre-wiring has a particularly advantageous effect for the door 3.

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Abstract

Es wird eine Anordnung zur Stromversorgung von in einem Kraftfahrzeug angebrachten Stromverbrauchern (6) angegeben, bei welcher eine der Anzahl der Stromverbraucher entsprechende Anzahl von elektrischen Leitungen zu mindestens einer Einheit zusammengefaßt ist. Die Leitungen sind einerseits mit einer im Kraftfahrzeug befindlichen Spannungsquelle und andererseits mit den Stromverbrauchern (6) verbunden, die sowohl an der Karosserie des Kraftfahrzeugs als auch an mindestens einem beweglichen Teil desselben angebracht sind, der um eine Drehachse schwenkbar mit der Karosserie verbunden ist. Im Bereich der Drehachse ist mindestens ein Kontaktträger (8) mit einer Anzahl von gegeneinander isolierten Kontaktelementen aus einem gut leitenden Metall angebracht, das einer Schwenkbewegung des beweglichen Teils folgen kann und an dessen Kontaktelemente einerseits mit der Spannungsquelle verbundene Leitungen (K1) und andererseits zu den Stromverbrauchern (6) des schwenkbaren Teils führende Leitungen (K2) elektrisch leitend angeschlossen sind.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Stromversorgung von in einem Kraftfahrzeug angebrachten Stromverbrauchern, bei welcher eine der Anzahl der Stromverbraucher entsprechende Anzahl von elektrischen Leitungen mindestens zu einer Einheit zusammengefaßt ist, die einerseits mit einer im Kraftfahrzeug befindlichen Spannungsquelle und andererseits mit den Stromverbrauchern verbunden sind, wobei die Stromverbraucher sowohl an der Karosserie des Kraftfahrzeugs als auch an mindestens einem beweglichen Teil desselben angebracht sind, der um eine Drehachse schwenkbar mit der Karosserie verbunden ist.
  • Zum Anschluß von elektrischen Stromverbrauchern eines Kraftfahrzeugs, bei welchem es sich um einen Personenkraftwagen (PKW) oder um einen Lastkraftwagen handeln kann, an eine in demselben vorhandene Batterie als Spannungsquelle, werden in bekannter Technik sogenannte Kabelbäume eingesetzt. In solchen Kabelbäumen ist eine mehr oder weniger große Anzahl von elektrischen Leitungen zu einer Einheit zusammengefaßt. Je nach Größe der zu überbrückenden Entfernungen zwischen Batterie und/oder Steuergeräten einerseits und Stromverbrauchern andererseits können die Leitungen unterschiedliche Längen haben. Je mehr Stromverbraucher anzuschließen sind, desto aufwendiger werden die Kabelbäume mit entsprechend aufwendiger Montage. Der Einfachheit halber wird im folgenden statt des Wortes "Kraftfahrzeug" die Abkürzung "PKW" verwendet.
  • In einem PKW vorhandene Stromverbraucher sind beispielsweise die Glühlampen in Scheinwerfern und Rückleuchten, Motoren zur Spiegelverstellung, zum Öffnen und Schließen von Fenstern, und zur Sitzverstellung, Sitzheizungen, eine Lenkradheizung, Beleuchtungen des Armaturenbrettes und der Kennzeichen, Sensoren und Steuergeräte. Solange die Stromverbraucher an oder in der Karosserie eines PKWs montiert sind, ergeben sich keine besonderen Probleme. Das ist anders, wenn die Stromverbraucher sich an oder in einem beweglichen Teil des PKWs befinden. "Bewegliche Teile" sind dabei alle Türen des PKWs, ganz besonders aber eine als Heckklappe ausgeführte Tür. Der Einfachheit halber wird im folgenden statt der Worte "bewegliches Teil" das Wort "Tür" verwendet. Jede Tür ist um eine Drehachse schwenkbar mit der Karosserie des PKWs verbunden. Die zu den an oder in der Tür angebrachten Stromverbrauchern führenden Leitungen werden bei jeder Bewegung der Tür hin- und hergebogen. Sie werden also dauernd mechanisch belastet und können daher leicht beschädigt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Anordnung so zu gestalten, daß die zu Stromverbrauchern einer Tür führenden Leitungen besser geschützt sind.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß im Bereich der Drehachse mindestens ein Kontaktträger mit einer Anzahl von gegeneinander isolierten Kontaktelementen aus einem gut leitenden Metall angebracht ist, das einer Schwenkbewegung des beweglichen Teils folgen kann und an dessen Kontaktelemente einerseits mit der Spannungsquelle verbundene Leitungen und andererseits zu den Stromverbrauchern der Tür führende Leitungen elektrisch leitend angeschlossen sind.
  • In dieser Anordnung sind die Leitungen des Kabelbaums eines PKWs im Schwenkbereich zwischen Karosserie und Tür in zwei Teile aufgetrennt, die jeder an die Kontaktelemente des dort befindlichen Kontaktträgers angeschlossen und dadurch miteinander verbunden sind. Der Kabelbaum bzw. seine Leitungen werden durch die Schwenkbewegung der Tür also nicht mehr mechanisch belastet. Der Kontaktträger selbst ist so aufgebaut, daß er bzw. seine Kontaktelemente die Schwenkbewegung der Tür mitmachen kann bzw. können. Er ist für diesen speziellen Einsatzzweck konzipiert, so daß er seine Funktion als drehbarer bzw. schwenkbarer Verbinder auf Dauer erfüllen kann. Dabei bleibt die Lage der Anschlußstellen bzw. Enden der Kontaktelemente, mit denen die Leitungen verbunden sind, in jeder Stellung der Tür unverändert, so daß die Leitungen auch an diesen Anschlußstellen durch die Schwenkbewegungen der Tür nicht mechanisch beansprucht werden. Durch die bei der Anordnung nach der Erfindung gegebene Aufteilung des Kabelbaums ergibt sich der weitere Vorteil, daß die jeweilige Tür vorverkabelt werden kann, so daß die in der Tür befindlichen und mit den entsprechenden Stromverbrauchern verbundenen Leitungen nach Montage der Tür an der Karosserie des PKWs nur noch an den Kontaktelementen der ebenfalls vormontierbaren Kontaktträger angeschlossen zu werden brauchen.
  • Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines mit einer Heckklappe ausgerüsteten PKWs.
    • Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1 in genauerer Darstellung.
    • Fig. 3 eine Vorderansicht eines in der Anordnung nach der Erfindung verwendbaren Kontaktträgers.
    • Fig. 4 eine Rückansicht des Kontaktträgers nach Fig. 3.
    • Fig. 5 eine Seitenansicht des Kontaktträgers nach den Fig. 3 und 4.
    • Fig. 6 ein Kontaktelement des Kontaktträgers.
  • In Fig. 1 ist ein PKW 1 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt, der in diesem Ausführungsbeispiel mit zwei Türen 2 und einer als Heckklappe ausgeführten Tür 3 ausgerüstet ist. Teile und Ausrüstungen des PKWs 1, die zu seinem Betrieb erforderlich sind, werden hier nicht weiter erläutert. Sie sind grundsätzlich bekannt. Ebenso ist es bekannt, daß Stromverbraucher, wie beispielsweise Scheinwerfer und Rückleuchten, über sogenannte Kabelbäume mit Strom versorgt werden. Auch der Aufbau eines Kabelbaums wird daher nicht beschrieben.
  • Die Tür 3 ist schwenkbar mit der Karosserie 4 des PKWs 1 verbunden, und zwar beispielsweise über in einer Drehachse 5 vorhandene Scharniere. Sie kann aus der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung in gestrichelt eingezeichnete Offenstellungen um die Drehachse 5 geschwenkt werden. Ein an oder in der Tür 3 angeordneter Stromverbraucher 6 ist zu seiner Stromversorgung über einen mit elektrischen Leitungen ausgerüsteten Kabelbaum mit der Batterie des PKWs 1 verbindbar. Diese Verbindung muß ungestört erhalten bleiben, auch wenn die Tür 3 sehr oft in Richtung des Doppelpfeils 7 um die Drehachse 5 geschwenkt wird.
  • Der Kabelbaum ist bei der Anordnung nach der Erfindung in dem hier interessierenden Bereich in zwei Teile K1 und K2 aufgeteilt. Der Teil K1 des Kabelbaums ist an der Karosserie 4 des PKWs befestigt. Er enthält eine Anzahl von elektrischen Leitungen, die an einem Ende beispielsweise mit der Batterie des PKWs verbunden sind. Der Teil K2 des Kabelbaums ist in der Tür 3 montiert. Er hat mit Vorzug eine Anzahl von elektrischen Leitungen, welche der Anzahl der in oder an der Tür 3 vorhandenen Stromverbraucher entspricht. Eine dieser Leitungen ist an den Stromverbraucher 6 angeschlossen.
  • Zwischen den beiden Teilen K1 und K2 des Kabelbaums ist mindestens ein Kontaktträger 8 mit Kontaktelementen 9 angeordnet, an welche die Leitungen des Teils K1 des Kabelbaums einerseits und dessen Teil K2 andererseits angeschlossen sind. Der Kontaktträger 8 bzw. seine Kontaktelemente 9 sind derart aufgebaut, daß er bzw. sie eine Schwenkbewegung der Tür 3 auf Dauer unbeschadet mitmachen kann bzw. können. Dazu ist der Kontaktträger 8 in der Drehachse 5 montiert, und zwar mit Vorteil an einem der dort befindlichen Scharniere.
  • Der Kontaktträger 8 besteht mit Vorteil aus einem mechanisch stabilen Kunststoff, wie beispielsweise Polybuthylenterephthalat (PBT) oder Polycarbonat (PC). Er ist mit einer Anzahl von gegeneinander isolierten Kontaktelementen 9 bestückt. Es sollen mindestens zwei Kontaktelemente 9 sein. Der Kontaktträger 8 ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen aus mehreren aus Isoliermaterial bestehenden Scheiben 10 aufgebaut, die axial nebeneinander liegend beispielsweise auf einer Achse 11 angebracht sind. Je eine Scheibe 10 trägt vorzugsweise ein Kontaktelement 9.
  • Die Kontaktelemente 9 bestehen aus einem gut leitenden Metall, wie beispielsweise Edelstahl, Bronze, Messing, Kupfer oder einer Kupferlegierung. Sie sind mit Vorteil drahtförmig ausgebildet und können federnde Eigenschaften haben. Nach Montage des Kontaktträgers 8 weisen die Kontaktelemente 9 einerseits in Richtung des Teils K1 des Kabelbaums und andererseits in Richtung des Teils K2 desselben.
  • Um eine Bewegung der Kontaktelemente 9 im Kontaktträger 8 zu ermöglichen, können die Scheiben 10 gemäß Fig. 3 zumindest in einem der Bereiche, an denen die Enden der Kontaktelemente 9 aus dem Kontaktträger 8 herausragen, mit in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzen 12 versehen sein. Die Scheiben 10 können aber auch selbst in Umfangsrichtung um die Achse 11 drehbar im Kontaktträger 8 angeordnet sein. Schlitze 12 sind bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich. Die Enden der Kontaktelemente 9 ragen gemäß den Fig. 3 und 4 auf zwei unterschiedlichen Seiten so weit aus dem Kontaktträger 8 heraus, daß sie zur elektrischen Kontaktierung zur Verfügung stehen. Dazu können die Enden der Kontaktelemente 9 als Steckerstifte geformt bzw. ausgebildet sein.
  • Zum Aufstecken von Gegensteckern auf die Kontaktelemente 9, die an den Leitungen der Teile K1 und K2 des Kabelbaums angebracht sind, können die aus dem Kontaktträger 8 herausragenden Enden der Kontaktelemente 9 in bekannter Technik von einem Steckergehäuse 13 bzw. 14 umgeben sein, das mit zum Kontaktträger 8 gehört und einen feuchtigkeitsdichten Abschluß für die Kontaktelemente 9 garantiert. Die Steckergehäuse 13 und 14 weisen mit Vorteil auch Elemente auf, wie Vorsprünge oder Vertiefungen, durch welche die Gegenstecker der anzuschließenden Leitungen des Kabelbaums zugentlastet festzulegen sind.
  • Jedes Kontaktelement 9 ist gemäß Fig. 6 mit Vorteil als Spirale mit mindestens einer Windung ausgeführt. Die Spirale stellt sicher, daß die Enden eines Kontaktelements 9 ohne bleibende Verformung desselben um Winkel bis etwa 150° hin und her bewegt werden können, wenn die Tür 3 vollständig geöffnet und wieder geschlossen wird. Je mehr Windungen die Spirale hat, desto günstiger wird dieser Effekt. In Fig. 6 sind drei Windungen dargestellt. Die Anzahl der Windungen ist aber wegen der möglichst kleinen Abmessungen des Kontaktträgers 8 begrenzt.
  • Zur Fertigstellung der elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Leitungen der Teile K1 und K2 des Kabelbaums wird zunächst der Kontaktträger 8 in der Drehachse 5 des PKWs montiert. Danach werden die Gegenstecker der Leitungen des Kabelbaums auf die Kontaktelemente 9 aufgesteckt. Dabei können mit Vorteil beide Teile K1 und K2 des Kabelbaums bereits vormontiert sein, so daß zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindungen nur noch die Gegenstecker in die Steckergehäuse 13 bzw. 14 eingesteckt zu werden brauchen. Sie sind dann in den Steckergehäusen 13 und 14 zugentlastet festgelegt. Die Möglichkeit der Vormontage bzw. Vorverkabelung wirkt sich besonders vorteilhaft für die Tür 3 aus.
  • Die Anordnung nach der Erfindung ist im Vorangehenden für die Tür 3 (Heckklappe) des PKWs erläutert. Sie ist analog dazu auch bei jeder anderen Tür des PKWs einsetzbar.

Claims (5)

  1. Anordnung zur Stromversorgung von in einem Kraftfahrzeug angebrachten Stromverbrauchern, bei welcher eine der Anzahl der Stromverbraucher entsprechende Anzahl von elektrischen Leitungen zu mindestens einer Einheit zusammengefaßt ist, die einerseits mit einer im Kraftfahrzeug befindlichen Spannungsquelle und andererseits mit den Stromverbrauchern verbunden sind, wobei die Stromverbraucher sowohl an der Karosserie des Kraftfahrzeugs als auch an mindestens einem beweglichen Teil desselben angebracht sind, der um eine Drehachse schwenkbar mit der Karosserie verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Drehachse (5) mindestens ein Kontaktträger (8) mit einer Anzahl von gegeneinander isolierten Kontaktelementen (9) aus einem gut leitenden Metall angebracht ist, das einer Schwenkbewegung des beweglichen Teils (3) folgen kann und an dessen Kontaktelemente (9) einerseits mit der Spannungsquelle verbundene Leitungen und andererseits zu den Stromverbrauchern des schwenkbaren Teils (3) führende Leitungen elektrisch leitend angeschlossen sind.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (9) als drahtförmige metallische Kontakte aus federndem Material ausgebildet sind, auf welche mit den Leitungen verbundene Gegenkontakte aufsteckbar sind.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (9) als Spiralen mit mindestens einer Windung ausgeführt sind.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Kontaktelemente (9) von einem Steckergehäuse (13,14) umgeben sind.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kontaktelemente (9) aufsteckbare Gegenstecker in den Steckergehäusen (13,14) zugentlastet festlegbar sind.
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