-
Die Erfindung betrifft eine Verbund-Tragstruktur aus einem elektrisch nicht oder nicht ausreichend leitenden Verbundmaterial, mit mindestens einer Masseverbindungsleitung.
-
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 053 241 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Verbindungsleitung und einem Sicherungsleiter bekannt, der entlang der Verbindungsleitung verlegt ist. Die Verbindungsleitung verläuft zumindest teilweise innerhalb oder entlang einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs. Der Sicherungsleiter ist zumindest teilweise als ein Leiternetz, als ein Leitergewebe, als ein Leitergeflecht, als eine Leiterfolie, als ein Leiterschacht oder als ein Leiterrohr ausgebildet, welche die Verbindungsleitung umhüllen oder entlang der Verbindungsleitung verlaufen. Ein Masserückleiter kann durch den Sicherungsleiter gebildet oder mit diesem elektrisch verbunden sein.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die Masseanbindung bei der Verwendung einer Verbund-Tragstruktur aus einem elektrisch nicht oder nicht ausreichend leitenden Verbundmaterial, mit mindestens einer Masseverbindungsleitung, zu vereinfachen.
-
Die Aufgabe ist bei einer Verbund-Tragstruktur aus einem elektrisch nicht oder nicht ausreichend leitenden Verbundmaterial, mit mindestens einer Masseverbindungsleitung, dadurch gelöst, dass die Masseverbindungsleitung in die Verbund-Tragstruktur integriert ist. Bei der Verbund-Tragstruktur handelt es sich vorzugsweise um ein faserverstärktes Kunststoffmaterial. Dabei sind zur Verstärkung Fasern, zum Beispiel Glasfasern oder Kohlefasern, in das Kunststoffmaterial eingebettet. Ein mit Glasfasern verstärktes Kunststoffmaterial wird auch als GFK-Verbundmaterial bezeichnet. Ein mit Kohlefasern verstärktes Kunststoffmaterial wird auch als CFK-Verbundmaterial bezeichnet. Derartige Verbund-Tragstrukturen haben den Vorteil, dass sie relativ leicht sind und dennoch eine sehr große Festigkeit aufweisen, das heißt, stark belastbar sind. Zu diesem Zweck werden derartige Verbund-Tragstrukturen vermehrt in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Eine komplette Karosserie aus einer derartigen Verbund-Tragstruktur wird auch als Monocoque bezeichnet. Die Verbund-Tragstruktur umfasst vorzugsweise mehrere Schichten mit Faserlagen, die übereinander laminiert sind. Der Begriff in die Verbund-Tragstruktur integriert bedeutet in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass die Masseverbindungsleitung, zumindest teilweise, vorzugsweise aber vollständig, innerhalb der Verbund-Tragstruktur angeordnet ist. Zu diesem Zweck wird die Masseverbindungsleitung bei der Herstellung der Verbund-Tragstruktur in diese eingelegt.
-
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verbund-Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Masseverbindungsleitung zwei Inserts elektrisch leitend miteinander verbindet, die in die Verbund-Tragstruktur integriert sind. Als Inserts werden Einsatzstücke oder Einlegeteile bezeichnet, die, zumindest teilweise, innerhalb der Verbund-Tragstruktur angeordnet sind. Die Inserts sind vorzugsweise nicht aus dem Verbundmaterial gebildet, sondern zum Beispiel aus Metall. Dabei sind die Inserts in der Verbund-Tragstruktur vorzugsweise in Eckbereichen und/oder Funktionsbereichen angeordnet.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verbund-Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Masseverbindungsleitungen eines Masseverbindungsleitungssystems in die Verbund-Tragstruktur integriert sind, wobei die Masseverbindungsleitungen des Masseverbindungsleitungssystems jeweils zwei Inserts elektrisch leitend miteinander verbinden, die in die Verbund-Tragstruktur integriert sind. Die Inserts werden, vorzugsweise zusammen mit den Masseverbindungsleitungen, beim Herstellen der Verbund-Tragstruktur eingelegt und, zumindest teilweise, mit dem Verbundmaterial umgeben.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verbund-Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Masseverbindungsleitung beziehungsweise Masseverbindungsleitungen aus einem elektrisch leitfähigen Gewebe und/oder Geflecht, insbesondere aus einem Aluminiumgewebe und/oder Aluminiumgeflecht, gebildet ist beziehungsweise sind. Das elektrisch leitfähige Gewebe und/oder Geflecht kann auf einfache Art und Weise beim Herstellen der Verbund-Tragstruktur eingelegt werden. Die Gestalt und die Abmessungen des elektrisch leitfähigen Gewebes und/oder Geflechts werden so gewählt, dass eine ausreichende Masseleitung zwischen zwei Inserts gegeben ist. Gegebenenfalls können auch mehrere elektrisch leitfähige Gewebe und/oder Geflechte zur Darstellung einer Masseverbindungsleitung kombiniert werden.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verbund-Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Inserts aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus einem Aluminiummaterial, gebildet sind. Dadurch können die Masseverbindungsleitungen auf einfache Art und Weise elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Vorzugsweise sind die Inserts und die Masseverbindungsleitungen aus dem gleichen Material gebildet.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verbund-Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Inserts mit der Masseverbindungsleitung beziehungsweise den Masseverbindungsleitungen in die Verbund-Tragstruktur eingelegt beziehungsweise eingebettet sind. Bei der Herstellung der Verbund-Tragstruktur werden die Inserts vorzugsweise zusammen mit der Masseverbindungsleitung beziehungsweise den Masseverbindungsleitungen in eine Form eingelegt und mit einer Kunststoffmatrix umgeben, in welche zu Verstärkungszwecken Fasern eingebettet werden.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verbund-Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Inserts zu Montage- beziehungsweise Fertigungszwecken, insbesondere zum Einlegen oder Einbetten in die Verbund-Tragstruktur, mit der Masseverbindungsleitung beziehungsweise den Masseverbindungsleitungen verbunden sind. Die Verbindung zwischen einer Masseverbindungsleitung und einem Insert kann zum Beispiel durch Schäumen hergestellt werden. Dabei wird zum Beispiel ein Hohlraum eines Inserts, in welchen mindestens ein Ende einer Masseverbindungsleitung hineinragt, mit einem Kunststoffschaum ausgeschäumt, um das Ende der Masseverbindungsleitung relativ zu dem Insert zu fixieren.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verbund-Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Inserts und/oder die Masseverbindungsleitung beziehungsweise Masseverbindungsleitungen mit mindestens einer Faserlage aus einem elektrisch isolierenden Fasermaterial der Verbund-Tragstruktur umgeben sind. Zur Isolierung können die Inserts beziehungsweise die Masseverbindungsleitung beziehungsweise Masseverbindungsleitungen zum Beispiel mit mindestens einer Glasfaserlage ummantelt werden.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verbund-Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Inserts und/oder eine Masseschiene durch Befestigungselemente aus einem elektrisch leitfähigen Material mit der Masseverbindungsleitung beziehungsweise den Masseverbindungsleitungen verbunden sind. Die Inserts und/oder die Masseschiene können zum Beispiel durch Schrauben oder Nieten mit der Masseverbindungsleitung beziehungsweise den Masseverbindungsleitungen so verbunden werden, dass sich jeweils mindestens eine Schraube oder ein Niet durch ein Insert beziehungsweise eine Masseschiene und durch eine Masseverbindungsleitung hindurch erstreckt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den von dem jeweiligen Befestigungselement durchdrungenen Teilen geschaffen.
-
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Insert und/oder eine Masseverbindungsleitung für eine vorab beschriebene Verbund-Tragstruktur, und/oder ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Verbund-Tragstruktur. Die erfindungsgemäße Verbund-Tragstruktur wird insbesondere in Sportwagen, insbesondere in Supersportwagen, eingesetzt. Durch die erfindungsgemäße Verbund-Tragstruktur wird die Masseleitung für elektrische Geräte in einem derartigen Kraftfahrzeug vereinfacht. Durch die Funktionsintegration der Masseverbindungsleitung in das Verbundmaterial können Kosten bei der Herstellung eingespart werden. Darüber hinaus kann das Gewicht des Kraftfahrzeugs gegenüber der Verwendung von herkömmlichen Massekabeln reduziert werden.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbund-Tragstruktur mit einem durchsichtig oder transparent dargestellten Verbundmaterial, um in das Verbundmaterial eingelegte Inserts und Masseverbindungsleitungen sichtbar zu machen;
-
2 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts aus 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
-
3 eine nicht durchsichtig oder transparent dargestellte Verbund-Tragstruktur mit einer Masseschiene von innen;
-
4 die gleiche Ansicht wie in 3, wobei das Verbundmaterial durchsichtig oder transparent dargestellt ist;
-
5 die Verbund-Tragstruktur aus den 3 und 4 von außen und nicht durchsichtig und
-
6 die Verbund-Tragstruktur aus den 3 bis 5 von außen und durchsichtig beziehungsweise transparent.
-
In den 1 bis 6 ist eine Verbund-Tragstruktur 1 in verschiedenen Ansichten und gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Bei der Verbund-Tragstruktur 1 handelt es sich um einen Teil einer selbsttragenden Karosserie eines Kraftfahrzeugs. Die Verbund-Tragstruktur 1 ist aus einem Verbundmaterial mit einer Kunststoffmatrix gebildet, in die zur Verstärkung Fasern, insbesondere Kohlefasern, eingebettet sind.
-
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist ein Masseverbindungsleitungssystem 10 mit Masseverbindungsleitungen 11, 12, 13 in das Verbundmaterial der Verbund-Tragstruktur 1 integriert. Die Masseverbindungsleitungen 11 bis 13 sind aus einem Aluminiumgewebe beziehungsweise Aluminiumgeflecht gebildet und durch Ummantelung mit mindestens einer Glasfaserlage elektrisch isoliert. Die Masseverbindungsleitungen 11, 12, 13 verbinden jeweils zwei Inserts 21, 22; 22, 23; 22, 24 miteinander. Die Inserts 21 bis 26 sind aus elektrisch leitfähigem Aluminiummaterial gebildet und, zumindest teilweise, Teil des Masseverbindungsleitungssystems 10.
-
Beim Herstellen der Verbund-Tragstruktur 1 werden die Inserts 21 bis 26 zusammen mit den Masseverbindungsleitungen 11 bis 13 in das Verbundmaterial eingelegt. Dabei werden die Inserts 21 bis 26 und die Masseverbindungsleitungen 11 bis 13 in die Kunststoffmatrix des Verbundmaterials eingebettet und vorzugsweise auch mit Fasernlagen umgeben.
-
Die Inserts 21 bis 26 können teilweise freiliegen, um deren Zugänglichkeit zu verbessern. Die Masseverbindungsleitungen 11 bis 13 sind vorzugsweise vollständig in das Verbundmaterial der Verbund-Tragstruktur 1 eingebettet.
-
Eine Verkabelung 30 ist außerhalb des Verbundmaterials der Verbund-Tragstruktur 1 angeordnet. Die Verkabelung 30 dient zum Beispiel zur Anbindung eines Steuergeräts 40. Das Steuergerät 40 und die Verkabelung 30 können, wie durch Verbindungsleitungen 31, 32, 33 angedeutet ist, die das Steuergerät 40 beziehungsweise die Verkabelung 30 mit den Inserts 22, 23, 24 verbinden, an das Masseverbindungsleitungssystem 10 angeschlossen werden.
-
In 2 ist ein Ausschnitt aus 1 mit einem Insert 22 perspektivisch dargestellt. Die Masseverbindungsleitungen 11 bis 13 sind mit Hilfe von Schrauben 41 bis 43 elektrisch leitend mit dem Insert 22 verbunden.
-
Die in 2 dargestellten Enden der Masseverbindungsleitungen 11 bis 13 sind zum Beispiel durch einen ausgehärteten Kunststoffschaum fest mit dem Insert 22 verbunden, um einen Montageverbund darzustellen.
-
Dieser Montageverbund aus dem Insert 22 und den Masseverbindungsleitungen 11 bis 13 kann dann mit Hilfe einer Schraube 45 an einer Teilstruktur 50 der Verbund-Tragstruktur 1 befestigt werden.
-
Anschließend kann eine elektrische Verbindung zwischen den Masseverbindungsleitungen 11 bis 13 und dem Insert 22 auf einfache Art und Weise hergestellt werden, indem die Schrauben 41 bis 43 an den entsprechenden Stellen in das Insert 22 eingeschraubt werden. Zur Vereinfachung des Auffindens der Masseverbindungsleitungsenden kann das Insert 22 Markierungen aufweisen.
-
In den 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verkabelung 30 dargestellt. Die Verkabelung 30 umfasst zwei Massestecker 61, 62, um Geräte, zum Beispiel Steuergeräte, anzuschließen. Die Verkabelung 30 ist über mehrere Verbindungsleitungen an eine Masseschiene 65 angeschlossen. Die Masseschiene 65 kann zum Beispiel über Schrauben 71, 72 elektrisch leitend mit einer unterhalb der Masseschiene 65 in dem Verbundmaterial angeordneten Masseverbindungsleitung verbunden sein.
-
In den 5 und 6 ist die Verbund-Tragstruktur 1 aus den 3 und 4 von außen dargestellt. Dabei sieht man, dass die Inserts 22 bis 24 teilweise von außen sichtbar beziehungsweise zugänglich sind. An diesen außen zugänglichen Stellen können zum Beispiel weitere Funktionselemente beziehungsweise elektrische Geräte über die Insert 22 bis 24 an das Masseverbindungsleitungssystem angeschlossen werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009053241 A1 [0002]