WO2019016347A1 - Erdungsvorrichtung für fahrzeuge - Google Patents

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WO2019016347A1
WO2019016347A1 PCT/EP2018/069702 EP2018069702W WO2019016347A1 WO 2019016347 A1 WO2019016347 A1 WO 2019016347A1 EP 2018069702 W EP2018069702 W EP 2018069702W WO 2019016347 A1 WO2019016347 A1 WO 2019016347A1
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grounding
vehicle
metal sheet
fastening bolt
crimp
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PCT/EP2018/069702
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dennis PRAUSSE
Marcus Worsch
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • H01R4/64—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/20—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping using a crimping sleeve

Definitions

  • Grounding device for vehicles The invention relates to a grounding device for vehicles and to a vehicle having such a grounding device.
  • metal sheets are frequently used, which have a grounding, in particular a protective ground, in order to avoid contact voltages of the metal sheet.
  • a grounding in particular a protective ground
  • the circuit is interrupted immediately.
  • an additional security in the form of a grounding of the metal ⁇ sheet is usually provided so that a threat to, for example, maintenance personnel is reduced.
  • US 2015/0311601 A1, US 2002/0115317 A1 and US 5 292 057 A disclose generic grounding devices.
  • US 2007/0240897 AI teaches welding a sleeve to a metal sheet.
  • the sleeve on feet, which are welded ⁇ un indirectly with the plate.
  • a bolt is inserted into the sleeve and welded or crimped with this.
  • the bolt and the sleeve can be made of different materials.
  • the bolt can in turn for attaching a grounding cable this, which can be screwed to this.
  • the object is to provide a grounding device and a vehicle with such a grounding device in which a metal sheet is only slightly affected.
  • a grounding device for a vehicle which comprises a metal sheet. Furthermore, the grounding device comprises a grounding cable. Furthermore, the grounding device comprises a fastening bolt, wherein the grounding cable is electrically conductively connected to the fastening bolt via a first contact region, and wherein the fastening bolt is electrically conductively connected to the metal sheet by means of a welded connection via a second contact region, which is spatially separated from the first contact region.
  • the welded connection is in turn made by means of stud welding.
  • Stud welding is a special form of arc welding process and saves a lot of time as the arc is ignited directly between the workpiece and the stud. As a result, the inlet and outlet surfaces of the arc are melted. In addition, the two metal parts are joined together in the state of the melt with slight pressure. In stud welding, peak ignition and
  • the grounding device has the advantage that Obviously, Obviously, the susceptibility to errors during assembly is reduced or eliminated.
  • the fastening bolt can also advantageously very quickly on any
  • the welding of mounting bolts is also problematic welding technology.
  • a typical time for stud welding is only in the range of ms.
  • the stud welding can be made partially mechanized, which reduces the error rate of this solution compared to a screw or riveting.
  • welded connections are typically gas-tight, so that corrosive influences are reduced.
  • the ingredients can be made very easily and inexpensively from bulk material ⁇ .
  • the grounding cable is electrically conductively connected via a crimp connection to the fastening bolt.
  • Crimp connections can also be made partially mechanized, which further reduces the susceptibility to error of this grounding device.
  • crimp connections are typically gas-tight, so that corrosive influences are reduced. Under a crimp is basically a connection to understand in which two components are connected by plastic deformation or pressed together.
  • the crimp connection comprises, for example, a crimp housing with which the grounding cable is crimped.
  • Crimp connection is also referred to as crimp.
  • Such crimp housings can have a blind hole into which the grounding cable can be inserted and then crimped or pressed.
  • the crimp housing preferably comprises copper or consists of copper. This is advantageous because the ground wire is mostly off Copper exists so that a material-identical crimped connection is produced.
  • the crimp housing has a cylindrical shape. This form is particularly compatible with typical Fixed To ⁇ fixing bolts.
  • the crimp housing may be flush connected to the mounting bolt. Contact resistance can be reduced as a result.
  • the crimp housing is integrally connected to the buildin ⁇ actuating bolt, for example, are crimp housing and fastening bolts welded together.
  • the Crimpge ⁇ housing is an integral part of the mounting bolt.
  • the cable crimping then takes place directly on the fastening bolt.
  • the cable is thus connected directly via the crimp connection with the fastening bolt.
  • the fastening bolt thus encloses the crimp housing, with which the grounding cable is crimped.
  • the fastening bolt would itself have a blind hole into which the grounding cable can be inserted and then crimped or pressed.
  • the fastening bolt thus acts directly as a crimp housing.
  • the part of the fastening bolt, which is connected to the Crimpge ⁇ housing could then be referred to as a base.
  • the crimp connection can form a mixed connection with the fastening bolt at the interface with the fastening bolt.
  • the fastening bolt is made of a different material than, for example, copper, so that in this case such a mixed connection is produced.
  • the blending compound may be a copper to steel or a copper to aluminum compound.
  • the part of the fastening bolt which comprises the crimp housing can therefore comprise a first material, for example comprising copper, while the part of the Befest Trentsbol ⁇ zen, which is welded to the metal sheet, and could be referred to here as the basis of the fastening bolt, a deviating, second material comprises, such as aluminum or steel.
  • the crimp housing forms at least one cut ⁇ From the first contact region of the fastening bolt.
  • the base correspondingly forms at least a portion of the second contact region of the fastening bolt.
  • the crimp housing copper may take to ⁇ or consist of copper and / or have a cylindrical shape. It can be flush with the likewise cylindrical base, in particular cohesively connected.
  • the fastening bolt, in particular its base may preferably comprise or consist of aluminum or steel. These are the preferred materials in vehicle construction.
  • the metal sheet may preferably comprise or consist of aluminum or steel and thus be formed from the same material as the fastening bolt in the second contact region.
  • a vehicle which comprises a grounding device according to one of the preceding claims.
  • the vehicle is preferably a motor vehicle, particularly preferably a rail vehicle. Especially with rail vehicles grounding devices according to the above statements are beneficial.
  • the vehicle also includes other means of transport such as buses.
  • the vehicle may be a vehicle in which the metal sheet forms at least part of an outer skin of the vehicle.
  • a device can protect, for example, in the case of rail vehicles from crosstalk damage, wherein contact voltages with the metal sheet are advantageously reduced by means of the grounding device.
  • the vehicle may be a vehicle in which the metal sheet is integrated in a shell of the vehicle.
  • FIG. 1 shows a grounding device for a vehicle according to an embodiment of the invention
  • Figure 2 shows a vehicle according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a grounding device 1 according to the invention for a vehicle 100.
  • the grounding device 1 comprises a metal sheet 10.
  • the grounding device 1 comprises a grounding cable 30, which grounds the metal sheet 10 or electrically conductively connects it to a ground, which is not shown here.
  • the grounding ⁇ device 1 comprises a fastening bolt 20, the ground wire 30 is electrically conductively connected via a first contact area 26 with the fastening bolts 20th As a result, charges can flow from the metal sheet 10 via the mounting bolts 20 and the grounding cable 30 to earth.
  • the buildin ⁇ actuating bolt 20 is further connected by means of a welded joint 24 via a second contact region 28 is electrically conductive with the metal plate 10 degrees.
  • the second contact region 28 is spatially separated from the first contact region 26.
  • the ground wire 30 is not connected directly to the metal sheet ⁇ 10. Rather, the grounding cable 30 is spatially spaced from the metal sheet 10.
  • the first contact area 26 given by a first side of the fastening bolt 20, which faces away from the metal sheet 10.
  • the second contact ⁇ area 28 on which the welded joint 24 is produced to the metal sheet 10 is given purely by way of example on a metal sheet 10 facing the second side, which is opposite to the first side.
  • the invention is not limited to such an opposite embodiment.
  • the grounding cable 30 may also be on side surfaces of the fastening bolt 20, or electrically conductively connected to a base 22 of the fastening bolt 20th
  • the grounding device 1 has the advantage that safety-relevant screwing or riveting is reduced or not required and thus the fault susceptibility is reduced during assembly.
  • the welded joint 24 of the fastening bolt 20 with the metal sheet 10 protects the optical surface of the metal sheet 10.
  • the fastening bolt 20 can also be positioned or welded very quickly anywhere on the metal sheet 10.
  • a typical time for a stud weld lies only in the range of ms.
  • the stud welding can be carried out partially mechanized, which further reduces the susceptibility to failure of this solution compared to a screw connection or riveting.
  • welded connections are typically gas-tight, so that corrosive influences are reduced.
  • the grounding cable 30 may preferably be electrically conductively connected to the fastening bolt 20 via a crimp connection.
  • crimp connections can advantageously be made partially mechanized, so that error-prone ⁇ speed is reduced in comparison to a screw here.
  • a gas-tight connection can be produced by means of the crimp connection, so that corrosive influences are minimized.
  • On additional riveting or screwing can be dispensed with.
  • the crimp connection may comprise a preferably cylindrical crimp housing 40, with which the grounding cable 30 is crimped.
  • the crimp housing can have a blind hole into which the grounding cable 30 is inserted and crimped or pressed.
  • the crimp housing can before ⁇ Trains t made of copper.
  • a grounding cable 30 is typically formed of copper.
  • the crimp connection then consists of copper.
  • the crimp housing 40 is materially connected in this embodiment with the fastening bolt 20, welded here.
  • the crimp housing 40 may have the geometric shape of a cylinder, for example, preferably a cylinder with a round cross-section, wherein the invention is not limited thereto ⁇ . In other embodiments, for example, rectangular, triangular or square cross sections ⁇ may be used.
  • the crimp housing 40 may be advantageous way ⁇ flush connected to the fastening bolt 20th DA in the fastening bolt 20 may also preferably have a round cross-section, wherein merely exemplary and the cross sections mentioned above come into question as alternative execution ⁇ form.
  • the flush connection advantageously reduces contact resistance and mechanically stabilizes the device.
  • the cross sections of crimp housing 40 and / or fastening bolts 20 can be minimized, for example, based on test methods.
  • the invention is not limited to a crimped connection between grounding cable 30 and fastening bolts 20.
  • the crimp connection can be replaced by a grounding eye, with a grounding eye typically includes brackets with holes to electrically connect the ground wire 30 on the mounting bolt 20.
  • the crimp connection 40 has the advantage that it can be manufactured partially mechanized and also produces gas-tight connections, which protect against corrosion.
  • the fastening bolt 20 can also comprise or consist of aluminum or steel.
  • the metal sheet 10 may include or consist of steel or aluminum.
  • Sheet metal 10 of the same material is preferably the fastening bolt 20 made of aluminum or steel, if the metal sheet 10 is made of aluminum or steel, which is advantageous for the stud welding and WO reduced by transfer resistances.
  • the fastening bolts 20 and the crimp 40 preferably form at their interface of crimp 40 and Be ⁇ fastening bolts 20 made of a mixed compound 50th
  • the mixed compound 50 is preferably a copper / steel or egg ⁇ ne copper / aluminum mixed compound.
  • the invention is not limited to these materials, but other electrically conductive materials may be used.
  • a vehicle 100 which comprises the grounding device 1 according to the invention.
  • the metal sheet 10 and the grounding device 1 may be integrated, for example in a shell of the vehicle 100.
  • the metal sheet 10 may be part of an outer panel of the vehicle 100.
  • an inventive vehicle 100 is described according to a sketch-like embodiment.
  • the vehicle 100 comprises a grounding device 1.
  • the earthing device 1 will no longer be closer referenced, but refer to the embodiments executed in Figure 1.
  • the metal sheet 10 may form in this embodiment, at least a portion of an outer panel 110 of the vehicle 100, which is shown schematically in the figure.
  • the metal sheet 10 may be mounted on the roof side on the vehicle 100, wherein the invention is not limited thereto ⁇ up.
  • the metal sheet 10 is integrated into a shell of a vehicle 100.
  • the vehicle 100 may be a rail vehicle in which such grounding devices 1 with metal sheets 10 are particularly suitable.
  • the invention is not limited to such rail vehicles, but alternatively, for example, buses may also be equipped with such grounding devices 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)

Abstract

Es wird eine Erdungsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (100) zur Verfügung gestellt, welche ein Metallblech (10) und ein Erdungskabel (30) umfasst. Ferner umfasst die Erdungsvorrichtung (1) einen Befestigungsbolzen (20), wobei das Erdungskabel (30) elektrisch leitfähig über einen ersten Kontaktbereich (26) mit dem Befestigungsbolzen (20) verbunden ist, und wobei der Befestigungsbolzen (20) mittels einer Schweißverbindung (24) über einen zweiten Kontaktbereich (28), welcher räumlich vom ersten Kontaktbereich (26) getrennt ist, elektrisch leitfähig mit dem Metallblech (10) verbunden ist.

Description

Beschreibung
Erdungsvorrichtung für Fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Erdungsvorrichtung für Fahrzeuge sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Erdungsvorrichtung.
Bei Fahrzeugen, insbesondere bei Schienenfahrzeugen, werden häufig Metallbleche verwendet, die eine Erdung, insbesondere eine Schutzerdung, aufweisen, um Berührungsspannungen des Metallblechs zu vermeiden. Beispielsweise entsteht im Schienen¬ verkehr eine Gefährdung dadurch, dass bei einem Oberleitungsschaden ein elektrischer Kontakt mit dem Schienenfahrzeug hergestellt werden kann. Normalerweise wird in einem solchen Fall der Stromkreis sofort unterbrochen. Dennoch ist meist eine zusätzliche Sicherheit in Form einer Erdung des Metall¬ blechs vorgesehen, sodass eine Gefährdung für beispielsweise Wartungspersonal verringert wird. Vom Stand der Technik ist bekannt, dass die Erdung von bei¬ spielsweise derartigen Metallblechen, insbesondere von dünnwandigen Metallblechen, über Erdungsseile erfolgt, die ent¬ weder mittels Erdungslaschen und Durchgangsverschraubungen oder über genietete Erdungsbolzen mit dem Metallblech verbun- den sind. Das Verbinden über Erdungslaschen ist schweißtechnisch problematisch aufgrund eines erhöhten Wärmeeintrags und damit einem einhergehenden Verzug in der optischen Fläche des Metallblechs. Der Niet ist ferner nachträglich zu verspachteln und beim Anziehen der Nietverbindung kann es zu Verfor- mungen der optischen Oberfläche des Metallblechs kommen wie es beispielsweise vom Näpfchenzug bekannt ist. Ein weiteres Problem des Standes der Technik stellt das sichere und dauer¬ hafte Herstellen des notwendigen Anzugsmoments dar, was unter anderem mit Setzerscheinungen und Verformungen des Metall- blechs einhergeht.
Die Druckschriften US 2015/0311601 AI, US 2002/0115317 AI und US 5 292 057 A offenbaren gattungsgemäße Erdungsvorrichtun- gen. So lehrt die US 2007/0240897 AI das Verschweißen einer Hülse mit einem Blech. Dazu weist die Hülse Füße auf, die un¬ mittelbar mit dem Blech verschweißt werden. Anschließend wird ein Bolzen in die Hülse eingeführt und mit dieser verschweißt oder gecrimpt. Der Bolzen und die Hülse können aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sein. Der Bolzen kann seinerseits zur Befestigung eines Erdungskabels diesen, welches an diesen geschraubt werden kann. Die Aufgabe besteht darin, eine Erdungsvorrichtung und ein Fahrzeug mit einer solchen Erdungsvorrichtung bereitzustellen, bei der ein Metallblech nur geringfügig beeinträchtigt wird . Erfindungsgemäß wird eine Erdungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, welche ein Metallblech umfasst. Ferner umfasst die Erdungsvorrichtung ein Erdungskabel. Ferner umfasst die Erdungsvorrichtung einen Befestigungsbolzen, wobei das Erdungskabel elektrisch leitfähig über einen ersten Kontaktbereich mit dem Befestigungsbolzen verbunden ist, und wobei der Befestigungsbolzen mittels einer Schweißverbindung über einen zweiten Kontaktbereich, welcher räumlich vom ersten Kontaktbereich getrennt ist, elektrisch leitfähig mit dem Metallblech verbunden ist. Die Schweißverbindung ist ihrer- seits mittels Bolzenschweißens hergestellt. Somit werden das Metallblech und der Befestigungsbolzen unmittelbar miteinander stoffschlüssig mittels Bolzenschweißung verbunden.
Bolzenschweißen ist eine Sonderform eines Lichtbogenschweiß- Verfahrens und ist sehr zeitsparend, da der Lichtbogen direkt zwischen dem Werkstück und dem Bolzen gezündet wird. Dadurch werden die Ein- und Austrittsflächen des Lichtbogens aufgeschmolzen. Zusätzlich werden die beiden Metallteile im Zustand der Schmelze mit leichtem Druck zusammengefügt. Beim Bolzenschweißen werden Spitzenzündungs- und Hubzündungs-
Bolzenschweißen unterschieden, wobei sich die genannten Verfahren in der Zündungsart des Lichtbogens unterscheiden. Die Erdungsvorrichtung hat den Vorteil, dass sicherheitsrele¬ vante Verschraubungen oder Vernietungen mit dem Metallblech reduziert werden und damit die Fehleranfälligkeit bei der Montage gemindert bzw. behoben wird. Der Befestigungsbolzen kann vorteilhaft zudem sehr schnell auf einer beliebigen
Stelle auf dem Metallblech positioniert bzw. geschweißt wer¬ den. Das Verschweißen von Befestigungsbolzen ist zudem schweißtechnisch unproblematisch. Eine typische Zeit für eine Bolzenschweißung liegt dabei lediglich im Bereich von ms. Ferner kann die Bolzenschweißung teilmechanisiert hergestellt werden, was die Fehleranfälligkeit dieser Lösung im Vergleich zu einer Verschraubung oder Vernietung reduziert. Zudem sind typischerweise Schweißverbindungen gasdicht, sodass korrosive Einflüsse verringert werden. Auch können die Bestandteile sehr einfach und kostengünstig aus Schüttgut hergestellt wer¬ den .
Bevorzugt ist das Erdungskabel über eine Crimpverbindung mit dem Befestigungsbolzen elektrisch leitfähig verbunden. Da- durch kann auf Verschraubungen oder Vernietungen vollständig verzichtet werden. Auch Crimpverbindungen können teilmechanisiert hergestellt werden, was die Fehleranfälligkeit dieser Erdungsvorrichtung weiter reduziert. Zudem sind typischerweise Crimpverbindungen gasdicht, sodass korrosive Einflüsse verringert werden. Unter einer Crimpverbindung ist dabei grundsätzlich eine Verbindung zu verstehen, bei der zwei Komponenten durch plastische Verformung miteinander verbunden werden bzw. verpresst werden. Dazu umfasst die Crimpverbindung beispielsweise ein Crimpge- häuse, mit welchem das Erdungskabel vercrimpt ist. Eine
Crimpverbindung wird auch als Crimp bezeichnet. Solche Crimp- gehäuse können ein Sackloch aufweisen, in welches das Erdungskabel eingeführt und dann vercrimpt bzw. verpresst wer- den kann.
Bevorzugt umfasst das Crimpgehäuse Kupfer oder besteht aus Kupfer. Dies ist vorteilhaft, da das Erdungskabel zumeist aus Kupfer besteht, sodass eine materialidentische Crimpverbin- dung erzeugt wird.
Bevorzugt weist das Crimpgehäuse eine zylindrische Form auf. Diese Form ist besonders kompatibel mit typischen Befesti¬ gungsbolzen .
Das Crimpgehäuse kann bündig an mit dem Befestigungsbolzen verbunden sein. Übergangswiderstände können dadurch verrin- gert werden.
Bevorzugt ist das Crimpgehäuse Stoffschlüssig mit dem Befes¬ tigungsbolzen verbunden, beispielsweise sind Crimpgehäuse und Befestigungsbolzen miteinander verschweißt.
Somit könnte auch davon gesprochen werden, dass das Crimpge¬ häuse integraler Bestandteil des Befestigungsbolzens ist. Die Kabelcrimpung erfolgt dann also direkt am Befestigungsbolzen. Das Kabel wird somit unmittelbar über die Crimpverbindung mit dem Befestigungsbolzen verbunden. Der Befestigungsbolzen um- fasst somit das Crimpgehäuse, mit welchem das Erdungskabel vercrimpt ist. So würde der Befestigungsbolzen beispielsweise selbst ein Sackloch aufweisen, in welches das Erdungskabel eingeführt und dann vercrimpt bzw. verpresst werden kann. Der Befestigungsbolzen wirkt somit unmittelbar als Crimpgehäuse. Der Teil des Befestigungsbolzens, welcher mit dem Crimpge¬ häuse verbunden ist, könnte dann als Basis bezeichnet werden.
Die Crimpverbindung kann an der Grenzfläche zum Befestigungs- bolzen eine Mischverbindung mit dem Befestigungsbolzen ausbilden. Typischerweise ist der Befestigungsbolzen aus einem anderen Material als beispielsweise Kupfer, sodass hierbei eine derartige Mischverbindung erzeugt wird. Beispielsweise kann die Mischverbindung eine Verbindung von Kupfer nach Stahl oder von Kupfer nach Aluminium sein.
Der Teil des Befestigungsbolzens, welcher das Crimpgehäuse umfasst, kann also ein erstes Material umfassen, beispiels- weise Kupfer umfassend, während der Teil des Befestigungsbol¬ zens, der mit dem Metallblech verschweißt ist, und hier als Basis des Befestigungsbolzens bezeichnet werden könnte, ein davon abweichendes, zweites Material umfasst, wie z.B. Alumi- nium oder Stahl. Das Crimpgehäuse bildet wenigstens einen Ab¬ schnitt des ersten Kontaktbereichs des Befestigungsbolzens. Die Basis bildet entsprechend wenigstens einen Abschnitt des zweiten Kontaktbereichs des Befestigungsbolzens. Wie oben bereits ausgeführt kann das Crimpgehäuse Kupfer um¬ fassen oder aus Kupfer bestehen und/oder eine zylindrische Form aufweisen. Es kann bündig mit der ebenfalls zylindrischen Basis, insbesondere Stoffschlüssig, verbunden sein. Der Befestigungsbolzen, insbesondere dessen Basis, kann hingegen bevorzugt Aluminium oder Stahl umfassen oder daraus bestehen. Dies sind die bevorzugten Materialien im Fahrzeugbau.
Das Metallblech kann bevorzugt Aluminium oder Stahl umfassen oder daraus bestehen und somit weitergebildet aus demselben Werkstoff wie der Befestigungsbolzen im zweiten Kontaktbereich ausgebildet sein.
Ferner wird ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, welches eine Erdungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche um- fasst. Das Fahrzeug ist dabei bevorzugt ein motorbetriebenes Fahrzeug, besonders bevorzugt ein Schienenfahrzeug. Besonders bei Schienenfahrzeugen sind Erdungsvorrichtungen nach den obigen Ausführungen von Vorteil. Das Fahrzeug umfasst aber auch andere Verkehrsmittel wie zum Beispiel Busse.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Fahrzeug handeln, bei dem das Metallblech zumindest einen Teil einer Außenbeplankung des Fahrzeugs ausbildet. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise bei Schienenfahrzeugen vor Oberleitungsschäden schützen, wobei mittels der Erdungsvorrichtung Kontaktspannungen mit dem Metallblech vorteilhaft verringert werden. Auch kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug handeln, bei welchem das Metallblech in einem Rohbau des Fahrzeugs integriert ist. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine Erdungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, und Figur 2 ein Fahrzeug nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung 1 für ein Fahrzeug 100 gezeigt. Die Erdungsvorrichtung 1 um- fasst dabei ein Metallblech 10. Zudem umfasst die Erdungsvorrichtung 1 ein Erdungskabel 30, welches das Metallblech 10 erdet bzw. mit einer Erde, die hier nicht eingezeichnet ist, elektrisch leitfähig verbindet. Ferner umfasst die Erdungs¬ vorrichtung 1 einen Befestigungsbolzen 20, wobei das Erdungskabel 30 elektrisch leitfähig über einen ersten Kontaktbereich 26 mit dem Befestigungsbolzen 20 verbunden ist. Dadurch können Ladungen vom Metallblech 10 über den Befestigungsbolzen 20 und das Erdungskabel 30 zur Erde abfließen. Der Befes¬ tigungsbolzen 20 ist des Weiteren mittels einer Schweißverbindung 24 über einen zweiten Kontaktbereich 28 elektrisch leitfähig mit dem Metallblech 10 verbunden. Der zweite Kontaktbereich 28 ist dabei räumlich von dem ersten Kontaktbereich 26 getrennt. Somit ist das Erdungskabel 30 nicht direkt mit dem Metall¬ blech 10 verbunden. Vielmehr ist das Erdungskabel 30 von dem Metallblech 10 räumlich beabstandet. In der vorliegenden Ausführungsform ist rein beispielhaft der erste Kontaktbereich 26 durch eine erste Seite des Befestigungsbolzens 20 gegeben, welche dem Metallblech 10 abgewandt ist. Der zweite Kontakt¬ bereich 28, an dem die Schweißverbindung 24 zum Metallblech 10 erzeugt ist, ist rein beispielhaft an einer dem Metall- blech 10 zugewandten zweiten Seite gegeben, welche der ersten Seite gegenüberliegt. Die Erfindung ist dabei jedoch nicht auf eine solche gegenüberliegende Ausführung beschränkt. Bei¬ spielsweise kann das Erdungskabel 30 auch an Seitenflächen des Befestigungsbolzens 20 oder an einem Sockel 22 des Befes- tigungsbolzens 20 elektrisch leitfähig verbunden sein.
Die Erdungsvorrichtung 1 hat dabei den Vorteil, dass sicherheitsrelevante Verschraubungen oder Vernietungen reduziert werden bzw. nicht benötigt werden und damit die Fehleranfäl- ligkeit bei der Montage gemindert wird. Die Schweißverbindung 24 des Befestigungsbolzens 20 mit dem Metallblech 10 schont dabei die optische Fläche des Metallblechs 10.
Der Befestigungsbolzen 20 kann zudem sehr schnell auf einer beliebigen Stelle auf dem Metallblech 10 positioniert bzw. geschweißt werden. Eine typische Zeit für eine Bolzen- schweißung liegt dabei lediglich im Bereich von ms. Ferner kann die Bolzenschweißung teilmechanisiert ablaufen, was die Fehleranfälligkeit dieser Lösung im Vergleich zu einer Ver- schraubung oder Vernietung weiter reduziert. Zudem sind typischerweise Schweißverbindungen gasdicht, sodass korrosive Einflüsse verringert werden.
Das Erdungskabel 30 kann bevorzugt über eine Crimpverbindung mit dem Befestigungsbolzen 20 elektrisch leitfähig verbunden sein. Auch Crimpverbindungen können vorteilhaft teilmechanisiert hergestellt werden, sodass auch hierbei Fehleranfällig¬ keit im Vergleich zu einer Verschraubung reduziert wird. Zudem kann mittels der Crimpverbindung auch eine gasdichte Ver- bindung erzeugt werden, sodass korrosive Einflüsse minimiert werden. Auf zusätzliche Vernietungen oder Verschraubungen kann verzichtet werden. Durch die Crimpverbindung wird eine elektrisch leitfähige Crimpverbindung zwischen Erdungskabel 30 und Befestigungsbol¬ zen 20 hergestellt bzw. ausgebildet. Die Crimpung des Er¬ dungskabels 30 kann dabei auch direkt am Befestigungsbolzen 20 erfolgen.
Die Crimpverbindung kann dabei ein bevorzugt zylindrisches Crimpgehäuse 40 umfassen, mit welchem das Erdungskabel 30 vercrimpt ist. Dazu kann das Crimpgehäuse ein Sackloch auf- weisen, in welches das Erdungskabel 30 eingeführt wird und vercrimpt bzw. verpresst wird. Das Crimpgehäuse kann bevor¬ zugt aus Kupfer bestehen. Insbesondere ist typischerweise ein Erdungskabels 30 aus Kupfer ausgebildet. Die Crimpverbindung besteht dann aus Kupfer. Das Crimpgehäuse 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel stoffschlüssig mit dem Befestigungsbolzen 20 verbunden, hier verschweißt.
Das Crimpgehäuse 40 kann dabei die geometrische Form eines Zylinders aufweisen, beispielsweise bevorzugt eines Zylinders mit rundem Querschnitt, wobei die Erfindung nicht darauf be¬ schränkt ist. In anderen Ausführungsformen können beispielsweise auch rechteckige, dreieckige oder quadratische Quer¬ schnitte verwendet werden. Das Crimpgehäuse 40 kann vorteil¬ haft bündig mit dem Befestigungsbolzen 20 verbunden sein. Da- bei kann der Befestigungsbolzen 20 ebenfalls bevorzugt einen runden Querschnitt aufweisen, wobei rein beispielhaft auch die oben genannten Querschnitte als alternative Ausführungs¬ formen in Frage kommen. Die bündige Verbindung reduziert vorteilhaft Übergangswiderstände und stabilisiert mechanisch die Vorrichtung. Auch können gegebenenfalls die Querschnitte von Crimpgehäuse 40 und/oder Befestigungsbolzen 20 beispielsweise auf Basis von Testverfahren minimiert werden.
Die Erfindung ist dabei jedoch nicht auf eine Crimpverbindung zwischen Erdungskabel 30 und Befestigungsbolzen 20 beschränkt. Beispielsweise kann in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung die Crimpverbindung durch ein Erdungsauge ersetzt werden, wobei ein Erdungsauge typischer- weise Laschen mit Bohrungen umfasst, um das Erdungskabel 30 am Befestigungsbolzen 20 elektrisch leitfähig zu verbinden. Die Crimpverbindung 40 hat dabei jedoch den Vorteil, dass diese teilmechanisiert hergestellt werden kann und zudem gas- dichte Verbindungen erzeugt, welche vor Korrosion schützen.
Der Befestigungsbolzen 20 kann dabei ferner Aluminium oder Stahl umfassen oder daraus bestehen. Auch kann das Metallblech 10 Stahl oder Aluminium umfassen oder daraus bestehen. Bevorzugt bestehen dabei der Befestigungsbolzen 20 und das
Metallblech 10 aus dem gleichen Material. Beispielsweise be¬ steht bevorzugt der Befestigungsbolzen 20 aus Aluminium bzw. Stahl, falls das Metallblech 10 aus Aluminium bzw. Stahl besteht, was für die Bolzenschweißung vorteilhaft ist und wo- durch Übergangswiderstände verringert werden.
Der Befestigungsbolzen 20 und die Crimpverbindung 40 bilden bevorzugt an deren Grenzfläche von Crimpverbindung 40 und Be¬ festigungsbolzen 20 eine Mischverbindung 50 aus. Die Misch- Verbindung 50 ist dabei bevorzugt eine Kupfer/Stahl- oder ei¬ ne Kupfer/Aluminium-Mischverbindung. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Materialien beschränkt, sondern es können auch andere elektrisch leitfähige Materialien zum Einsatz kommen .
Weiterhin ist in dieser Figur ein Fahrzeug 100 offenbart, welches die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung 1 umfasst. Dabei kann das Metallblech 10 bzw. die Erdungsvorrichtung 1 beispielsweise in einem Rohbau des Fahrzeugs 100 integriert sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Metallblech 10 ein Teil einer Außenbeplankung des Fahrzeugs 100 sein .
In der Figur 2 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 100 nach einer skizzenhaften Ausführungsform beschrieben. Fahrzeug 100 umfasst dabei eine Erdungsvorrichtung 1. Auf die Erdungsvorrichtung 1 wird im Rahmen dieser Figur 2 nicht mehr näher eingegangen, sondern auf die in Figur 1 ausgeführten Ausführungsbeispiele verwiesen.
Das Metallblech 10 kann dabei in dieser Ausführungsvariante zumindest einen Teil einer Außenbeplankung 110 des Fahrzeugs 100 ausbilden, was in der Figur schematisch angezeigt ist. Beispielsweise kann das Metallblech 10 dachseitig auf dem Fahrzeug 100 angebracht sein, wobei die Erfindung nicht da¬ rauf beschränkt ist. In anderen Ausführungsformen ist das Me- tallblech 10 in einem Rohbau eines Fahrzeugs 100 integriert. Bevorzugt kann das Fahrzeug 100 ein Schienenfahrzeug sein, bei welchem derartige Erdungsvorrichtungen 1 mit Metallblechen 10 besonders geeignet sind. Jedoch ist die Erfindung nicht auf derartige Schienenfahrzeuge beschränkt, sondern es können alternativ auch beispielsweise Busse mit derartigen Erdungsvorrichtungen 1 ausgestattet werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Erdungsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (100), umfassend:
- ein Metallblech (10),
- ein Erdungskabel (30),
- einen Befestigungsbolzen (20), wobei das Erdungskabel (30) elektrisch leitfähig über einen ersten Kontaktbereich (26) mit dem Befestigungsbolzen (20) verbunden ist, und
- wobei der Befestigungsbolzen (20) mittels einer
Schweißverbindung (24) hergestellt mittels eines Bolzenschweißverfahrens über einen zweiten Kontakt¬ bereich (28), welcher räumlich vom ersten Kontaktbereich (26) getrennt ist, elektrisch leitfähig mit dem Metallblech (10) verbunden ist.
2. Erdungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
wobei das Erdungskabel (30) über eine Crimpverbindung mit dem Befestigungsbolzen (20) elektrisch leitfähig verbunden ist.
3. Erdungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2,
wobei die Crimpverbindung ein Crimpgehäuse (40) umfasst, mit welchem das Erdungskabel vercrimpt ist.
4. Erdungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3,
wobei das Crimpgehäuse (40) Kupfer umfasst oder aus Kupfer besteht .
5. Erdungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 3 bis 4,
wobei das Crimpgehäuse (40) in Form eines Zylinders ausgebil¬ det ist.
6. Erdungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 3 bis 5,
wobei das Crimpgehäuse (40) Stoffschlüssig mit dem Befesti¬ gungsbolzen (20) verbunden ist.
7. Erdungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 3 bis 6,
wobei das Crimpgehäuse (40) bündig mit dem Befestigungsbolzen (20) verbunden ist.
8. Erdungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Crimpgehäause (40) an der Grenzfläche zum Befesti¬ gungsbolzen (20) eine Mischverbindung (50) mit dem Befestigungsbolzen (20) ausbildet.
9. Erdungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der Befestigungsbolzen (20) Aluminium oder Stahl um- fasst oder daraus besteht.
10. Erdungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das Metallblech (10) Aluminium oder Stahl umfasst oder daraus besteht.
11. Fahrzeug (100), umfassend eine Erdungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.
12. Fahrzeug (100) nach Anspruch 11,
wobei das Metallblech (10) zumindest einen Teil einer Außen¬ beplankung (110) des Fahrzeugs (100) ausbildet.
13. Fahrzeug (100) nach Anspruch 11,
wobei das Metallblech (10) in einem Rohbau des Fahrzeugs (100) integriert ist.
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