DE102014209259A1 - Kontaktdichtungsscheibe, elektrische Kontaktstelle und Verfahren zum Kontaktieren von elektrisch leitfähigen Bauteilen - Google Patents

Kontaktdichtungsscheibe, elektrische Kontaktstelle und Verfahren zum Kontaktieren von elektrisch leitfähigen Bauteilen Download PDF

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Wilfried Bauch
Günther Stöckmann
Axel Kranich
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktdichtungsscheibe, umfassend eine elektrisch leitfähige Kreisringscheibe, welche eine zentrisch ausgebildete Durchtrittsöffnung aufweist, eine erste elektrisch leitfähige Kontaktformation, welche von einer ersten Seitenfläche der Kreisringscheibe hervorragt, und eine zweite elektrisch leitfähige Kontaktformation, welche von einer zweiten, der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden Seitenfläche der Kreisringscheibe hervorragt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Kontaktdichtungsscheibe, einer elektrischen Kontaktstelle sowie einem Verfahren zum Kontaktieren von elektrisch leitfähigen Bauteilen.
  • Mechanische und elektrische Komponentenverbunde werden häufig über genietete oder verschraubte Verbindungselemente zusammengehalten. Meist werden hierzu Ösen oder Kontaktlaschen zur elektrischen Anbindung von Kabeln und Strom führenden Bauteilen an großflächigere Komponenten verwendet.
  • Die Druckschrift US 3,626,357 A offenbart eine Verbindungsscheibe mit nach außen weisenden Vorsprüngen, die beim Einschrauben in ein metallisches Bauteil in dessen Oberfläche eingreifen und eine elektrische leitfähige Verbindung bereitstellen zwischen der Scheibe und dem Bauteil bereitstellen.
  • Die Druckschrift DE 31 14 300 C1 offenbart eine elektrisch leitende Dichtungsscheibe mit einem ringförmigen Innenteil und einer ringförmigen Ummantelung. Das Innenteil besitzt mehrere aus der Fläche des Innenteils ragende zahnartige Ansätze, die bei Einwirkung von axialem Druck aus der durch die Ummantelung definierten Scheibenfläche heraustreten.
  • Es besteht jedoch ein Bedarf nach Lösungen für die zuverlässige, abnutzungsfeste, dauerhafte und elektrisch optimal leitfähige Kontaktierung zweier oder mehrere elektrisch leitfähiger Bauteile.
  • Daher schafft die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Kontaktdichtungsscheibe, umfassend eine elektrisch leitfähige Kreisringscheibe, welche eine zentrisch ausgebildete Durchtrittsöffnung aufweist, eine erste elektrisch leitfähige Kontaktformation, welche von einer ersten Seitenfläche der Kreisringscheibe hervorragt, und eine zweite elektrisch leitfähige Kontaktformation, welche von einer zweiten, der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden Seitenfläche der Kreisringscheibe hervorragt.
  • Weiterhin schafft die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt eine elektrische Kontaktstelle, mit einem ersten elektrisch leitfähigen Bauteil, welches eine elektrische Kontaktfläche aufweist, mindestens einem zweiten elektrisch leitfähigen Bauteil, welches eine der elektrischen Kontaktfläche des ersten elektrisch leitfähigen Bauteils zugewandte elektrische Kontaktfläche aufweist, und mindestens einer Kontaktdichtungsscheibe gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, welche zwischen der elektrischen Kontaktfläche des ersten elektrisch leitfähigen Bauteils und der elektrischen Kontaktfläche des zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils angeordnet ist.
  • Gemäß einem dritten Aspekt schafft die Erfindung ferner ein Verfahren zum Kontaktieren von elektrisch leitfähigen Bauteilen, mit den Schritten des Anordnens einer Kontaktdichtungsscheibe mit einer elektrisch leitfähigen Kreisringscheibe, welche eine zentrisch ausgebildete Durchtrittsöffnung aufweist, mit einem Außendichtungsring, welcher an einem Außenumfang der Kreisringscheibe entlang angeordnet ist, mit einer ersten elektrisch leitfähigen Kontaktformation, welche von einer ersten Seitenfläche der Kreisringscheibe hervorragt, und mit einer zweiten elektrisch leitfähigen Kontaktformation, welche von einer zweiten, der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden Seitenfläche der Kreisringscheibe hervorragt, über einem ersten elektrisch leitfähigen Bauteil, des Anordnens eines zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils, welches eine Durchtrittsöffnung aufweist, über der Kontaktdichtungsscheibe, so dass die Durchtrittsöffnung des zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils konzentrisch zu der Durchtrittsöffnung der Kontaktdichtungsscheibe angeordnet ist, des Durchführens eines Bolzens durch die Durchtrittsöffnung des zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils und die Durchtrittsöffnung der Kontaktdichtungsscheibe, und des Aufbringens einer axial zu dem Bolzen gerichteten Verbindungskraft auf das erste elektrisch leitfähige Bauteil, das zweite elektrisch leitfähige Bauteil und die Kontaktdichtungsscheibe, so dass der Außendichtungsring den Innenbereich um die Durchtrittsöffnung der Kontaktdichtungsscheibe zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bauteil und dem zweiten elektrisch leitfähige Bauteil fluiddicht abschließt.
  • Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Aspekte bestehen darin, dass elektrische Übergangswiderstände an elektrischen Kontaktstellen zum einen gering sind und zum anderen dauerhaft gering bleiben. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Kontaktbereiche zu den erfindungsgemäßen Kontaktdichtungsscheiben erheblich besser definiert werden. Die Definition der Kontaktbereiche entsteht darüber hinaus in zuverlässiger und reproduzierbarer Art und Weise, selbst bei Zusammenbau von Bauteilen in engen, schwer zugänglichen und von außen nicht sichtbaren Verbindungsbereichen.
  • Durch die zuverlässige und beständige Abdichtung der Kontaktbereiche nach außen können die erfindungsgemäßen Kontaktdichtungsscheiben dafür sorgen, dass Oxidation, Korrosion und durch Elektrolyse bedingte Materialmigration im Bereich der elektrischen Kontakte auf ein Minimum reduziert werden. Zudem erlaubt es der integrale Aufbau der Kontaktscheibe mit der Dichtungsummantelung, auf zusätzliche Dichtmaterialien wie etwa Abdichtschaum, Versiegelungslack oder Firnis zu verzichten oder zumindest deren benötigte Menge auf ein Mindestmaß zu verringern. In Folge bedeutet dies auch, dass es zu weniger ungewollten Verschlechterungen der elektrischen Kontaktstellen durch kriechende Lacke, zu einem geringeren Systemgewicht des gesamten Systems und zu verringertem Aufwand für Reparatur- und Instandhaltungsarbeiten kommt.
  • Besonders für die Automobilindustrie und den Luft- und Raumfahrtsektor sind die erfindungsgemäßen Lösungen für die Ausbildung von elektrischen Kontaktstellen von großem Vorteil, da die Anforderungen an geringe Kontaktwiderstände aufgrund der hohen Verbreitung an Carbonfasermaterialien in Zukunft weiter steigen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktdichtungsscheibe kann die Kontaktdichtungsscheibe weiterhin einen Außendichtungsring aufweisen, welcher an einem Außenumfang der Kreisringscheibe entlang angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktdichtungsscheibe kann die Kontaktdichtungsscheibe weiterhin einen Innendichtungsring aufweisen, welcher an einem Innenumfang der Kreisringscheibe um die Durchtrittsöffnung herum angeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktdichtungsscheibe können der Außendichtungsring und/oder der Innendichtungsring eine Dicke aufweisen, die größer als die Dicke der Kreisringscheibe ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktdichtungsscheibe können der Außendichtungsring und/oder der Innendichtungsring ein elastisches und fluiddichtes Material aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktdichtungsscheibe können die erste Kontaktformation und die zweite Kontaktformation jeweils kreisförmige, konzentrisch mit der Kreisringscheibe verlaufende Erhebungen sein. Dabei kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kreisbahnradius der ersten Kontaktformation größer als der Kreisbahnradius der zweiten Kontaktformation sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktdichtungsscheibe können die erste Kontaktformation und die zweite Kontaktformation jeweils bogenförmige, konzentrisch mit der Kreisringscheibe verlaufende erhabene Kreisbahnabschnitte sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktdichtungsscheibe können die erste Kontaktformation und die zweite Kontaktformation jeweils auf den Seitenflächen der Kreisringscheibe vorspringend ausgebildete Strukturmuster sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktdichtungsscheibe können die erste Kontaktformation und die zweite Kontaktformation jeweils auf den Seitenflächen der Kreisringscheibe vorspringend ausgebildete, undulierende Kreisbahnen sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktstelle kann das zweite elektrisch leitfähige Bauteil eine Durchtrittsöffnung aufweisen, welche konzentrisch zu der Durchtrittsöffnung der Kontaktdichtungsscheibe angeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktstelle kann die Kontaktstelle weiterhin einen Bolzen aufweisen, welcher durch die Durchtrittsöffnung des zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils und die Durchtrittsöffnung der Kontaktdichtungsscheibe durchgeführt ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktstelle kann das erste elektrisch leitfähige Bauteil eine Metallplatte, ein Stehbolzen oder ein Masseverteiler sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktstelle kann das zweite elektrisch leitfähige Bauteil ein Kabelschuh oder eine Metallplatte sein.
  • Die Erfindung wird im Folgenden genauer im Zusammenhang und in Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen wie in den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Die beigefügten Zeichnungen dienen dem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und illustrieren beispielhafte Ausführungsvarianten der Erfindung. Sie dienen zur Erläuterung von Prinzipien, Vorteilen, technischen Effekten und Variationsmöglichkeiten. Selbstverständlich sind andere Ausführungsformen und viele der beabsichtigten Vorteile der Erfindung ebenso denkbar, insbesondere mit Blick auf die im Folgenden dargestellte ausführliche Beschreibung der Erfindung. Die Elemente in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt und aus Gründen der Übersichtlichkeit teils vereinfacht oder schematisiert dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche oder gleichartige Komponenten oder Elemente.
  • 1 zeigt eine schematische Illustration einer Unteransicht und einer Draufsicht einer Kontaktdichtungsscheibe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 zeigt eine schematische Illustration einer Kontaktdichtungsscheibe nach 1 im Querschnitt C-C' gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 zeigt eine schematische Illustration einer elektrischen Kontaktstelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • 4 zeigt eine schematische Illustration einer elektrischen Kontaktstelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • 5 zeigt eine schematische Illustration einer elektrischen Kontaktstelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • 6 zeigt eine schematische Illustration einer elektrischen Kontaktstelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • 7 zeigt eine schematische Illustration der Schritte eines Verfahrens zum Kontaktieren elektrisch leitfähiger Bauteile gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Obwohl hierin spezielle Ausführungsformen beschrieben und dargestellt sind, ist es für einen Fachmann klar, dass eine Fülle weiterer, alternativer und/oder äquivalenter Implementierungen für die Ausführungsformen gewählt werden können, ohne im Wesentlichen vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Im Allgemeinen sollen alle Variationen, Modifikationen und Abwandlungen der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele ebenfalls von der Erfindung als abgedeckt gelten.
  • 1 zeigt schematische Illustrationen einer Kontaktdichtungsscheibe 10 in Draufsicht (A) und Unteransicht (B). Die Kontaktdichtungsscheibe 10 weist dabei generell die Form eines Annulus auf. 2 zeigt hierbei eine schematische Illustration einer Schnittansicht entlang der in 1 mit einer strichpunktierten Linie angedeuteten Schnittlinie C-C' der Kontaktdichtungsscheibe 10.
  • Der Annulus wird durch eine Kreisringscheibe 2 aus elektrisch leitfähigem Material gebildet, welche im Inneren eine Aussparung bzw. Durchtrittsöffnung 5 besitzt. Das elektrisch leitfähige Material der Kreisringscheibe 2 kann beispielsweise ein Metall wie etwa Aluminium, Bronze, Messing, Kupfer, Eisen, Nickel, Stahl, Titan aufweisen. Ferner kann die Kreisringscheibe 2 auch mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet sein, wie etwa Zink oder Chrom.
  • Am Außenrand der Kreisringscheibe 2 ist ein Außendichtungsring 1 angeordnet, beispielsweise aus Gummi, Kautschuk, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethylen (PE) oder ähnlichen elastischen Materialien. Der Außendichtungsring 1 ist an einem Außenumfang der Kreisringscheibe 2 entlang angeordnet. In ähnlicher Weise kann an einem Innenumfang der Kreisringscheibe 2, das heißt an einem Außenumfang der Durchtrittsöffnung 5 ein Innendichtungsring 4 angeordnet sein, der ebenfalls aus Gummi, Kautschuk, PTFE, PE oder ähnlichen elastischen Materialien bestehen kann. Der Außendichtungsring 1 und der Innendichtungsring 4 können jeweils eine Dicke D aufweisen, die größer als die Dicke d der Kreisringscheibe 2 ist. Der Außendichtungsring 1 und der Innendichtungsring 4 dienen jeweils dem fluiddichten Abschluss des zwischen den Dichtungsringen 1 und 4 liegenden Bereichs der Kreisringscheibe 2 gegenüber der Außenwelt, insbesondere wenn die Kontaktdichtungsscheibe 10 zwischen zwei flächigen Bauteilen eingespannt wird. Der Außendichtungsring 1 und der Innendichtungsring 4 können jeweils auf die kreisförmigen Seitenkanten der Kreisringscheibe 2 aufgesteckt, aufgeklebt, vulkanisiert oder anderweitig angebracht werden. Dabei können der Außendichtungsring 1 und der Innendichtungsring 4 jeweils nutförmige Aussparungen entlang ihres Innenumfangs bzw. Außenumfangs aufweisen, in die die Kreisringscheibe 2 eingesteckt wird. Alternativ dazu können der Außendichtungsring 1 und der Innendichtungsring 4 auch über ein geeignetes Fügeverfahren an dem Außenumfang der Kreisringscheibe 2 fixiert werden, beispielsweise durch Vulkanisieren.
  • Auf den Seitenflächen der Kreisringscheibe 2 sind jeweils erste und zweite elektrisch leitfähige Kontaktformationen 3a und 3b angeordnet. Beide Kontaktformationen ragen jeweils von einer jeweiligen Seitenfläche der Kreisringscheibe 2 hervor. In 1 sind die erste Kontaktformation 3a und die zweite Kontaktformation 3b jeweils als kreisförmige, konzentrisch mit der Kreisringscheibe 2 verlaufende Erhebungen dargestellt. Dabei ist der Kreisbahnradius R der ersten Kontaktformation 3a größer als der Kreisbahnradius r der zweiten Kontaktformation 3b. Die Erhebungen können im Querschnitt wall- oder domförmig sein, wie in 2 dargestellt.
  • Es ist dabei jedoch selbstverständlich, dass andere als die beispielhaft in 1 dargestellte Formen und Strukturen für die Kontaktformationen 3a und 3b ebenso möglich sind. Beispielsweise können die erste Kontaktformation 3a und die zweite Kontaktformation 3b jeweils bogenförmige, konzentrisch mit der Kreisringscheibe 2 verlaufende erhabene Kreisbahnabschnitte sein, die abschnittsweise entlang der vollen Kreisbahn unterbrochen sind. Beispielsweise können für die erste Kontaktformation 3a und die zweite Kontaktformation 3b jeweils drei erhabene Kreisbögen mit einem Mittelpunktswinkel von jeweils 60° vorgesehen werden, die gleichmäßig über den Umfang der Kreisringscheibe 2 verteilt sind. Alternativ kann es auch möglich sein, die erste Kontaktformation 3a und die zweite Kontaktformation 3b jeweils als auf den Seitenflächen der Kreisringscheibe 2 vorspringend ausgebildete Strukturmuster auszubilden, beispielsweise als regelmäßig entlang der Seitenflächen der Kreisringscheibe 2 angeordnete Kugelkalotten. Schließlich ist es auch möglich, die erste Kontaktformation 3a und die zweite Kontaktformation 3b jeweils als auf den Seitenflächen der Kreisringscheibe 2 vorspringend ausgebildete, undulierende Kreisbahnen auszubilden, das heißt als gewellte Kreisbahnen, deren Kreisbahnradius über den Kreisringumfang hinweg periodisch zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert schwankt.
  • Durch die erste Kontaktformation 3a und die zweite Kontaktformation 3b wird jeweils ein elektrischer Kontakt zwischen der Kreisringscheibe 2 und einem an der jeweiligen Seitenfläche der Kontaktdichtungsscheibe 10 angelegten ebenen elektrisch leitfähigen Bauteil geschaffen. Durch Aufbringen einer parallel zur Flächennormalen der Kreisringscheibe 2 bzw. der Kontaktdichtungsscheibe 10 stehenden Kraft können zwei an den entgegengesetzten Seiten der Kontaktdichtungsscheibe 10 liegende elektrisch leitfähige Bauteile so an die Kontaktdichtungsscheibe 10 angedrückt werden, dass das elastische Material des Außendichtungsrings 1 und gegebenenfalls des Innendichtungsrings 4 gequetscht wird. Dadurch werden Eigenspannungen in der Kreisringscheibe 2 verursacht, die die Kontaktformationen 3a und 3b jeweils an die Kontaktflächen der jeweiligen elektrisch leitfähigen Bauteile anpressen. Mit dieser Vorgehensweise werden zuverlässige elektrische Kontaktbereiche zwischen der Kreisringscheibe 2 und den elektrisch leitfähigen Bauteilen gebildet, die durch die elektrisch leitfähigen Bauteile selbst, den Außendichtungsring 1 und gegebenenfalls den Innendichtungsring 4 gegenüber Kontamination von außen, wie etwa Korrosion, Oxidation, Fremdpartikeleindringen oder ähnliches geschützt werden. Materialschwund, welcher zu einem Nachlassen der Anpresskraft mit der Zeit führen kann, wird durch die verursachten Eigenspannungen der Kreisringscheibe 2 größtenteils kompensiert, so dass die elektrischen Kontaktbereiche mit einen dauerhaft gleichmäßig niedrigen elektrischen Kontaktwiderstandswert behaftet sind.
  • Elektrische Ströme zwischen den zu verbindenden elektrisch leitfähigen Bauteilen werden lediglich durch die Kontaktdichtungsscheibe 10 getragen. Wackelkontakte, die durch Temperaturschwankungen, Vibrationen oder Materialverspannungen ausgelöst werden könnten, werden durch die Eigenspannung der Kontaktdichtungsscheibe 10 vermieden. Die Kontaktbereiche sind gas- und fluiddicht gegenüber der Außenwelt abgeschlossen, auch bei widrigen Zusammenbaubedingungen. Zudem werden Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten erleichtert, da die elektrischen Kontaktstellen mit der Kontaktdichtungsscheibe 10 ohne großen Aufwand und reversibel zu montieren bzw. demontieren sind. Wartezeiten für die Trocknung von Versieglungslacken müssen dabei nicht abgewartet werden.
  • Die 3, 4, 5 und 6 zeigen schematische Explosionsansichten von beispielhaften elektrischen Kontaktstellen 20, 30, 40 und 50 in Schnittansicht. Bei den elektrischen Kontaktstellen 20, 30, 40 und 50 können dabei jeweils ein oder mehrere Kontaktdichtungsscheiben eingesetzt werden, insbesondere Kontaktdichtungsscheiben 10 wie im Zusammenhang mit den 1 und 2 erläutert.
  • Die elektrische Kontaktstelle 20 der 3 ist eine Kabelschuhkontaktstelle, bei der ein elektrisch leitfähiges, flächiges Bauteil 11 mit einer Kontaktfläche 16 versehen wird. Das Bauteil 11 kann dabei beispielsweise ein metallisches Bauteil sein, zum Beispiel aus Aluminium, Stahl, Kupfer oder Titan. Die Kontaktfläche 16 kann dabei beispielsweise eine gefräste, polierte oder geschliffene Oberfläche des Bauteils 11 sein, die als elektrischer Kontaktbereich dient. Ein Kabelschuh 12 ist mit einer Durchtrittsöffnung versehen, die konzentrisch zu der Durchtrittsöffnung 5 der Kontaktdichtungsscheibe 10 angeordnet ist. Die Kontaktdichtungsscheibe 10 ist dabei zwischen dem Bauteil 11 und dem Kabelschuh 12 angeordnet, so dass die Durchtrittsöffnung 5 der Kontaktdichtungsscheibe 10 konzentrisch mit einer Durchtrittsöffnung des Bauteils 11 zu liegen kommt.
  • Durch die Durchtrittsöffnungen des Bauteils 11, der Kontaktdichtungsscheibe 10 und des Kabelschuhs 12 ist ein Bolzen, beispielweise eine Schraube 14 geführt, die über eine Beilagscheibe 13 und eine Mutter auf der oben liegenden Seite des Kabelschuhs gesichert wird. Durch Fixieren der Mutter 15 auf dem Gewinde der Schraube 14 wird eine axial mit der Schraube 14 verlaufende Anpresskraft erzeugt, die den Kabelschuh 12 und das Bauteil 11 an die Kontaktdichtungsscheibe 10 anpresst. Dadurch wird – wie vorstehend erläutert – ein zuverlässiger, dauerhafter und mit gleichmäßig niedrigem Kontaktwiderstand behafteter elektrischer Kontakt zwischen dem Bauteil 11 und dem Kabelschuh 12 über die Kontaktdichtungsscheibe 10 vermittelt.
  • 4 zeigt eine Annietmutterkontaktstelle 30, bei der der Kabelschuh 12 über Nieten 21, die durch den Kabelschuh 12 und Nietflansche 22 hindurchgeführt sind, und eine Annietmutter 23 an die Kontaktdichtungsscheibe 10 angepresst werden.
  • 5 zeigt eine schematische Illustration eines Stehbolzenverteilers 40, bei dem eine Gewindestange eines Stehbolzens 41 durch die Durchtrittsöffnung 5 der Kontaktdichtungsscheibe 10 und Durchtrittsöffnungen von einer Mehrzahl von Kabelschuhen 44 durchgeführt ist. Zwischen der dem unteren Flansch des Stehbolzens 41 und dem untersten Kabelschuh 44 sowie zwischen je zwei weiter oben liegenden Kabelschuhen 44 ist je eine Kontaktdichtungsscheibe 10 eingebracht, die jeweils einen elektrischen Kontakt zwischen benachbarten Bauteilen vermittelt, wenn eine Stehbolzenmutter 42 auf die Gewindestange aufgeschraubt wird. Zwischen der Stehbolzenmutter 42 und dem obersten Kabelschuh 44 kann zudem eine Sicherungsscheibe 43, beispielsweise ein Nord-Lock®-Sicherungselement, eingebracht werden.
  • 6 schließlich zeigt eine schematische Illustration einer Masseverteilerkontaktstelle 50, die einen Masseverteiler 51 mit einem unteren Flansch und einer Gewindestange aufweist. Die Gewindestange wird durch die Durchtrittsöffnung 5 der Kontaktdichtungsscheibe 10 und eine Durchtrittsöffnung eines elektrisch leitfähigen Bauteils 54, beispielsweise aus Aluminium, durchgeführt. Die Gewindestange des Masseverteilers 51 wird über eine Beilagscheibe 53 mit einer Masseverteilermutter 52 gesichert.
  • 7 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens M zum elektrischen Kontaktieren von elektrisch leitfähigen Bauteilen, beispielsweise beim Ausbilden einer elektrischen Kontaktstelle wie in den 3, 4, 5 und/oder 6. Dazu kann eine Kontaktdichtungsscheibe 10 verwendet werden, wie im Zusammenhang mit den 1 und 2 erläutert.
  • In einem ersten Schritt M1 erfolgt ein Anordnen einer Kontaktdichtungsscheibe 10 mit einer elektrisch leitfähigen Kreisringscheibe 2, welche eine zentrisch ausgebildete Durchtrittsöffnung 5 aufweist, mit einem Außendichtungsring 1, welcher an einem Außenumfang der Kreisringscheibe 2 entlang angeordnet ist, mit einer ersten elektrisch leitfähigen Kontaktformation 3a, welche von einer ersten Seitenfläche der Kreisringscheibe 2 hervorragt, und mit einer zweiten elektrisch leitfähigen Kontaktformation 3a, welche von einer zweiten, der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden Seitenfläche der Kreisringscheibe 2 hervorragt, über einem ersten elektrisch leitfähigen Bauteil. In einem zweiten Schritt M2 wird zweites elektrisch leitfähiges Bauteil, welches eine Durchtrittsöffnung aufweist, über der Kontaktdichtungsscheibe 10 angeordnet, so dass die Durchtrittsöffnung des zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils konzentrisch zu der Durchtrittsöffnung 5 der Kontaktdichtungsscheibe 10 angeordnet ist.
  • In Schritt M3 wird ein Bolzen durch die Durchtrittsöffnung des zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils und die Durchtrittsöffnung 5 der Kontaktdichtungsscheibe 10 hindurchgeführt, so dass in einem Schritt M4, beispielsweise über ein Aufsetzen und Aufschrauben einer Mutter auf einem Außengewinde des Bolzens, eine axial zu dem Bolzen gerichtete Verbindungskraft auf das erste elektrisch leitfähige Bauteil, das zweite elektrisch leitfähige Bauteil und die Kontaktdichtungsscheibe 10 aufgebracht werden kann. Dadurch schließt der Außendichtungsring 1 den Innenbereich um die Durchtrittsöffnung 5 der Kontaktdichtungsscheibe 10 zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bauteil und dem zweiten elektrisch leitfähige Bauteil fluiddicht ab.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Außendichtungsring
    2
    Kreisringscheibe
    3a
    vorderseitige Kontaktformation
    3b
    rückseitige Kontaktformation
    4
    Innendichtungsring
    5
    Durchtrittsöffnung
    10
    Kontaktdichtungsscheibe
    11
    Bauteil
    12
    Kabelschuh
    13
    Beilagscheibe
    14
    Schraube
    15
    Mutter
    16
    Kontaktfläche
    20
    Kabelschuhkontaktstelle
    21
    Niet
    22
    Nietflansch
    23
    Annietmutter
    30
    Annietmutterkontaktstelle
    40
    Stehbolzenverteiler
    41
    Stehbolzen
    42
    Stehbolzenmutter
    43
    Sicherungsscheibe
    44
    Kabelschuh
    50
    Masseverteilerkontaktstelle
    51
    Masseverteiler
    52
    Masseverteilermutter
    53
    Beilagscheibe
    54
    Bauteil
    C-C'
    Schnittlinie
    D
    Ummantelungsdicke
    d
    Innenscheibendicke
    M
    Verfahren
    M1
    Verfahrensschritt
    M2
    Verfahrensschritt
    M3
    Verfahrensschritt
    M4
    Verfahrensschritt
    R
    Kreisbahnradius
    r
    Kreisbahnradius
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 3626357 A [0003]
    • DE 3114300 C1 [0004]

Claims (16)

  1. Kontaktdichtungsscheibe (10), umfassend: eine elektrisch leitfähige Kreisringscheibe (2), welche eine zentrisch ausgebildete Durchtrittsöffnung (5) aufweist; eine erste elektrisch leitfähige Kontaktformation (3a), welche von einer ersten Seitenfläche der Kreisringscheibe (2) hervorragt; und eine zweite elektrisch leitfähige Kontaktformation (3b), welche von einer zweiten, der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden Seitenfläche der Kreisringscheibe (2) hervorragt.
  2. Kontaktdichtungsscheibe (10) nach Anspruch 1, weiterhin mit: einen Außendichtungsring (1), welcher an einem Außenumfang der Kreisringscheibe (2) entlang angeordnet ist.
  3. Kontaktdichtungsscheibe (10) nach Anspruch 2, weiterhin mit: einem Innendichtungsring (4), welcher an einem Innenumfang der Kreisringscheibe (2) um die Durchtrittsöffnung (5) herum angeordnet ist.
  4. Kontaktdichtungsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Außendichtungsring (1) und/oder der Innendichtungsring (4) eine Dicke (D) aufweisen, die größer als die Dicke (d) der Kreisringscheibe (2) ist.
  5. Kontaktdichtungsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Außendichtungsring (1) und/oder der Innendichtungsring (4) ein elastisches und fluiddichtes Material aufweisen.
  6. Kontaktdichtungsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Kontaktformation (3a) und die zweite Kontaktformation (3b) jeweils kreisförmige, konzentrisch mit der Kreisringscheibe (2) verlaufende Erhebungen sind.
  7. Kontaktdichtungsscheibe (10) nach Anspruch 6, wobei der Kreisbahnradius (R) der ersten Kontaktformation (3a) größer als der Kreisbahnradius (r) der zweiten Kontaktformation (3b) ist.
  8. Kontaktdichtungsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Kontaktformation (3a) und die zweite Kontaktformation (3b) jeweils bogenförmige, konzentrisch mit der Kreisringscheibe (2) verlaufende erhabene Kreisbahnabschnitte sind.
  9. Kontaktdichtungsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Kontaktformation (3a) und die zweite Kontaktformation (3b) jeweils auf den Seitenflächen der Kreisringscheibe (2) vorspringend ausgebildete Strukturmuster sind.
  10. Kontaktdichtungsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Kontaktformation (3a) und die zweite Kontaktformation (3b) jeweils auf den Seitenflächen der Kreisringscheibe (2) vorspringend ausgebildete, undulierende Kreisbahnen sind.
  11. Elektrische Kontaktstelle (20; 30; 40; 50), mit: einem ersten elektrisch leitfähigen Bauteil (11; 41; 51), welches eine elektrische Kontaktfläche aufweist; mindestens einem zweiten elektrisch leitfähigen Bauteil (12; 44; 54), welches eine der elektrischen Kontaktfläche des ersten elektrisch leitfähigen Bauteils (11; 41; 51) zugewandte elektrische Kontaktfläche aufweist; und mindestens einer Kontaktdichtungsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche zwischen der elektrischen Kontaktfläche des ersten elektrisch leitfähigen Bauteils (11; 41; 51) und der elektrischen Kontaktfläche des zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils (12; 44; 54) angeordnet ist.
  12. Elektrische Kontaktstelle (20; 30; 40; 50) nach Anspruch 11, wobei das zweite elektrisch leitfähige Bauteil (12; 44; 54) eine Durchtrittsöffnung aufweist, welche konzentrisch zu der Durchtrittsöffnung (5) der Kontaktdichtungsscheibe (10) angeordnet ist.
  13. Elektrische Kontaktstelle (20; 30; 40; 50) nach Anspruch 12, weiterhin mit: einem Bolzen (14; 41; 51), welcher durch die Durchtrittsöffnung des zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils (12; 44; 54) und die Durchtrittsöffnung (5) der Kontaktdichtungsscheibe (10) durchgeführt ist.
  14. Elektrische Kontaktstelle (20; 30; 40; 50) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das erste elektrisch leitfähige Bauteil (11; 41; 51) eine Metallplatte (11), ein Stehbolzen (41) oder ein Masseverteiler (51) ist.
  15. Elektrische Kontaktstelle (20; 30; 40; 50) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das zweite elektrisch leitfähige Bauteil (11; 41; 51) ein Kabelschuh (11; 44) oder eine Metallplatte (54) ist.
  16. Verfahren (M) zum Kontaktieren von elektrisch leitfähigen Bauteilen (11; 12; 41; 44; 51; 54), mit den Schritten: Anordnen (M1) einer Kontaktdichtungsscheibe (10) mit einer elektrisch leitfähigen Kreisringscheibe (2), welche eine zentrisch ausgebildete Durchtrittsöffnung (5) aufweist, mit einem Außendichtungsring (1), welcher an einem Außenumfang der Kreisringscheibe (2) entlang angeordnet ist, mit einer ersten elektrisch leitfähigen Kontaktformation (3a), welche von einer ersten Seitenfläche der Kreisringscheibe (2) hervorragt, und mit einer zweiten elektrisch leitfähigen Kontaktformation (3a), welche von einer zweiten, der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden Seitenfläche der Kreisringscheibe (2) hervorragt, über einem ersten elektrisch leitfähigen Bauteil (11; 41; 51); Anordnen (M2) eines zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils (12; 44; 54), welches eine Durchtrittsöffnung aufweist, über der Kontaktdichtungsscheibe (10), so dass die Durchtrittsöffnung des zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils (12; 44; 54) konzentrisch zu der Durchtrittsöffnung (5) der Kontaktdichtungsscheibe (10) angeordnet ist; Durchführen (M3) eines Bolzens (14; 41; 51) durch die Durchtrittsöffnung des zweiten elektrisch leitfähigen Bauteils (12; 44; 54) und die Durchtrittsöffnung (5) der Kontaktdichtungsscheibe (10); und Aufbringen (M4) einer axial zu dem Bolzen (14; 41; 51) gerichteten Verbindungskraft auf das erste elektrisch leitfähige Bauteil (11; 41; 51), das zweite elektrisch leitfähige Bauteil (12; 44; 54) und die Kontaktdichtungsscheibe (10), so dass der Außendichtungsring (1) den Innenbereich um die Durchtrittsöffnung (5) der Kontaktdichtungsscheibe (10) zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bauteil (11; 41; 51) und dem zweiten elektrisch leitfähige Bauteil (12; 44; 54) fluiddicht abschließt.
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